地球上で目に見える生命の主な形態である植物や動物は、補完的な方法で機能しますが、これは間違いなく偶然ではありません。
植物の栄養に欠かせない物質は、人間や他の動物の老廃物に過ぎません。 植物によって廃棄物として廃棄される物質は、好気性のために動物（および同じ植物細胞の異なる部分）によって必要とされます 呼吸。 他の分子もこのように「保存」されています。
光合成と呼吸の間にリサイクルされる4つの物質は次のとおりです。 二酸化炭素（CO2)、細胞呼吸の老廃物として放出され、植物がブドウ糖を作るために使用します。 酸素（O2)、植物によって廃棄物として放出され、細胞呼吸を進行させるために動物によって取り込まれ、 ブドウ糖（C6H12O6)、細胞呼吸で消費され、COから作られています2 光合成と 水（H2O）、これは細胞呼吸の老廃物ですが、光合成や他の多くの反応に必要です。
のいくつかの形式で 細胞呼吸しかし、物質は ない 反応でリサイクルされるため、廃棄物と見なされますが、これは必ずしも人間がこの「使い捨て」材料の用途を見つけていないことを意味するわけではありません。
光合成
光合成 口や消化器系が一般的に不足している植物がどのように食物を得るかです。 ストーマと呼ばれる葉の開口部から二酸化炭素ガスを取り込むことで、ブドウ糖を作るために必要な原材料を取り入れます。 そのブドウ糖の一部は細胞呼吸で植物自体によって使用されますが、残りは動物の食物になる可能性があります。
光合成の最初の部分は、 光反応 続行するには光源が必要です。 と呼ばれる植物細胞内の構造に光が当たる 葉緑体、チラコイドを含み、チラコイドは次のように呼ばれる色素のグループを含みます クロロフィル. 最終的な結果は、光合成の第2の部分のためのエネルギーの収穫と、廃棄物としての酸素ガスの放出です。
の中に 暗い反応、 日光を必要としない（しかしそれによって悪影響を受けない）二酸化炭素は5炭素と結合されます リブロース-1,5-二リン酸と呼ばれる化合物で、6炭素の中間体を生成し、その一部は最終的にグルコースになります。 この段階のエネルギーは、光反応で生成されたATPとNADPHから得られます。
光合成方程式は次のとおりです。
6 CO2 + 6 H2O +光エネルギー→C6H12O6 + 6 O2
細胞呼吸
細胞呼吸は、真核細胞におけるブドウ糖の完全な酸化です。
これには4つのステップが含まれます。 解糖、グルコースからピルビン酸への酸素非依存性変換; ピルビン酸のアセチル補酵素Aへの酸化であるブリッジ反応、 クレブス回路、アセチルCoAとオキサロ酢酸を組み合わせて6炭素化合物を生成し、最終的に再びオキサロ酢酸に変換されて、電子キャリアとATPを生成します。 電子伝達系、細胞呼吸のATPのほとんどが生成される場所です。
好気性呼吸を含むこれらのステップの最後の3つはミトコンドリアで発生しますが、解糖は細胞質で発生します。 よくある誤解は、植物は光合成を受けるというものです の代わりに 細胞呼吸; 実際、彼らは両方を使用し、前者のプロセスを使用して、後者のプロセスの入力としてグルコースを作成します。
細胞呼吸の完全な方程式は次のとおりです。
C6H12O6 + 6 O2→6 CO2 + 6 H2O + 36（または38）ATP
細胞呼吸の老廃物
ピルビン酸が細胞呼吸の好気性反応を介して処理できない場合、十分な酸素が存在しないか、生物がそれを利用するための酵素を欠いているため、 発酵 1つの選択肢です。 これは、全力疾走を実行したり、重いウェイトを持ち上げたりして、この無酸素運動から「酸素債務」に陥ったときに起こることです。
この過程で 乳酸発酵、細胞質でも発生するピルビン酸は、NADを生成する還元反応で乳酸に変換されます+ NADHから。 これはより多くのNADを作ります+ 解糖に利用可能であり、環境からピルビン酸を除去するとともに、解糖を促進する傾向があります。 乳酸は一部の動物細胞で使用できますが、一般的には廃棄物と見なされます。
酵母では、発酵により乳酸の代わりに2炭素生成物のエタノールが生成されます。 まだ無駄ですが、世界中のアルコール飲料の有効成分であるエタノールがなければ、人間社会は大きく異なって見えることは否定できません。