Fotosintesis vs. Respirasi Sel dalam Aliran Elektron

Fotosintesis dan respirasi seluler hampir merupakan bayangan cermin kimiawi satu sama lain. Ketika Bumi memiliki lebih sedikit oksigen di udara, organisme fotosintesis menggunakan karbon dioksida dan menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan. Saat ini, tumbuhan, alga, dan cyanobacteria memanfaatkan proses fotosintesis yang serupa ini. Semua organisme lain, termasuk hewan, telah berevolusi untuk memanfaatkan beberapa bentuk respirasi seluler.

Baik fotosintesis maupun respirasi seluler memanfaatkan secara ekstensif pemanfaatan energi dari elektron yang mengalir untuk mendorong sintesis suatu produk. Dalam fotosintesis produk utamanya adalah glukosa, sedangkan pada respirasi seluler adalah ATP (adenosin trifosfat).

Ada perbedaan besar antara respirasi dalam organisme eukariotik dan prokariotik. Tumbuhan dan hewan sama-sama eukariotik karena mereka memiliki organel kompleks di dalam sel. Tumbuhan, misalnya, memanfaatkan fotosintesis pada membran tilakoid dalam a kloroplas.

Eukariota yang menggunakan respirasi seluler memiliki organel yang disebut

Dalam fotosintesis, rantai transpor elektron terjadi pada awal proses, tetapi terjadi pada akhir proses dalam respirasi seluler. Keduanya tidak sepenuhnya analog, meskipun. Lagi pula, memecah senyawa tidak sama dengan menggembleng produksi senyawa.

Yang penting untuk diingat adalah bahwa organisme fotosintetik berusaha untuk memicu glukosa sebagai sumber makanan sedangkan organisme yang memanfaatkan respirasi seluler memecah glukosa menjadi ATP, yang merupakan pembawa energi utama sel.

Penting untuk diingat bahwa fotosintesis dan respirasi seluler terjadi di sel tumbuhan. Seringkali, fotosintesis disalahartikan sebagai "versi" respirasi seluler daripada yang terjadi pada eukariota lain, tetapi ini tidak terjadi.

Fotosintesis menggunakan energi yang diperoleh dari cahaya untuk membebaskan elektron dari pigmen klorofil yang mengumpulkan cahaya. Molekul klorofil tidak memiliki pasokan elektron yang tak terbatas, sehingga mereka mendapatkan kembali elektron yang hilang dari molekul air. Yang tersisa adalah elektron dan ion hidrogen (partikel hidrogen bermuatan listrik). Oksigen dibuat sebagai produk sampingan, itulah sebabnya ia dikeluarkan ke atmosfer.

Dalam respirasi seluler rantai transpor elektron terjadi setelah glukosa telah dipecah. Delapan molekul dari NADPH dan dua molekul FADH₂ tetap. Molekul-molekul ini dimaksudkan untuk menyumbangkan elektron dan ion hidrogen ke rantai transpor elektron. Pergerakan elektron menggembleng ion hidrogen melintasi membran mitokondria.

Karena ini membentuk konsentrasi ion hidrogen di satu sisi, mereka dipaksa untuk pindah kembali ke bagian dalam mitokondria, yang menggembleng sintesis ATP. Pada akhir proses, elektron diterima oleh oksigen, yang kemudian mengikat ion hidrogen untuk menghasilkan air.

Langkah terakhir dalam respirasi seluler mencerminkan awal fotosintesis, yang memisahkan air dan menghasilkan elektron, oksigen, dan ion hidrogen. Dengan menggunakan pengetahuan ini, Anda mungkin juga dapat memprediksi bahwa fotosintesis melibatkan pergerakan ion hidrogen melintasi membran tilakoid untuk menggembleng produksi ATP. Elektron kemudian diterima oleh NADPH (tetapi tidak FADH₂ dalam fotosintesis). Senyawa ini memasuki proses seperti respirasi sel secara terbalik sehingga mereka dapat mensintesis glukosa untuk penggunaan energi di dalam sel.