光合成と細胞呼吸は、ほとんどお互いの化学的鏡像です。 地球の空気中の酸素がはるかに少ないとき、光合成生物は二酸化炭素を使用し、副産物として酸素を生成しました。 今日、植物、藻類、およびシアノバクテリアは、この同様の光合成プロセスを利用しています。 動物を含む他のすべての生物は、何らかの形の細胞呼吸を利用するように進化してきました。
光合成と細胞呼吸はどちらも、流れる電子からのエネルギーを利用して生成物の合成を促進します。 光合成の主な製品は グルコース、一方、細胞呼吸ではそれは ATP （アデノシン三リン酸）。
オルガネラ
真核生物と原核生物の呼吸には大きな違いがあります。 植物と動物は、細胞内に複雑な細胞小器官があるため、どちらも真核生物です。 たとえば、植物は、内のチラコイド膜での光合成を利用します。 葉緑体.
細胞呼吸を利用する真核生物には、 ミトコンドリア、セルの発電所のようなものです。 原核生物は光合成または細胞呼吸のいずれかを使用できますが、複雑な細胞小器官がないため、より簡単な方法でエネルギーを生成します。 一部の原核生物は電子伝達系を利用していないため、この記事ではそのような細胞小器官の存在を前提としています。 つまり、この議論は真核細胞（つまり、植物、動物、真菌の細胞）に関係していると考えることができます。
電子伝達系
光合成では、電子伝達系はプロセスの最初に発生しますが、細胞呼吸ではプロセスの最後に発生します。 ただし、この2つは完全に類似しているわけではありません。 結局のところ、化合物を分解することは、化合物の生産を活性化することと同じではありません。
覚えておくべき重要なことは、光合成生物は食物源としてブドウ糖を助長しようとするのに対し、 細胞呼吸を利用する生物は、ブドウ糖をATPに分解します。ATPは、 細胞。
光合成と細胞呼吸は植物細胞で起こることを覚えておくことは重要です。 多くの場合、光合成は他の真核生物で発生するよりも細胞呼吸の「バージョン」と間違えられますが、そうではありません。
光合成対。 細胞呼吸
光合成は、光から得られたエネルギーを使用して、光を集めるクロロフィル色素から電子を解放します。 クロロフィル分子は無限の電子供給を持っていないので、水分子から失われた電子を取り戻します。 残っているのは電子と水素イオン（水素の荷電粒子）です。 酸素は副産物として生成されるため、大気中に放出されます。
細胞呼吸では、グルコースがすでに分解された後に電子伝達系が発生します。 の8つの分子 NADPH と2つの分子 FADH2 残ります。 これらの分子は、電子と水素イオンを電子伝達系に提供することを目的としています。 電子の動きは、ミトコンドリアの膜を横切って水素イオンを活性化します。
これは片側に水素イオンの濃度を形成するため、ATPの合成を活性化するミトコンドリアの内部に戻ることを余儀なくされます。 プロセスの最後に、電子は酸素によって受け入れられ、酸素は水素イオンに結合して水を生成します。
逆の細胞呼吸
細胞呼吸の最後のステップは、水を引き離して電子、酸素、水素イオンを生成する光合成の始まりを反映しています。 この知識を使用して、ATPの生成を活性化するために、光合成がチラコイド膜を横切る水素イオンの移動を伴うことを予測することもできるかもしれません。 その後、電子はNADPHによって受け入れられます（ただし、FADHは受け入れられません）2 光合成において）。 これらの化合物は、細胞呼吸のようなプロセスに入り、細胞内のエネルギー使用のためにグルコースを合成することができます。