ფოტოსინთეზი და ფიჭური სუნთქვა ერთმანეთის თითქმის ქიმიური გამოსახულებაა. როდესაც დედამიწას ჰაერში გაცილებით ნაკლები ჟანგბადი ჰქონდა, ფოტოსინთეზური ორგანიზმები იყენებდნენ ნახშირორჟანგს და წარმოქმნიდნენ ჟანგბადს, როგორც სუბპროდუქტი. დღეს მცენარეები, წყალმცენარეები და ციანობაქტერიები იყენებენ ფოტოსინთეზის ამ მსგავს პროცესს. ყველა სხვა ორგანიზმი, ცხოველების ჩათვლით, განვითარდა უჯრედული სუნთქვის გარკვეული ფორმის გამოყენებისთვის.
როგორც ფოტოსინთეზი, ასევე უჯრედული სუნთქვა ფართოდ იყენებს ენერგიის ათვისებას მიედინება ელექტრონებიდან პროდუქტის სინთეზის დასაწყებად. ფოტოსინთეზში მთავარი პროდუქტია გლუკოზა, ხოლო უჯრედულ სუნთქვაში ეს არის ATP (ადენოზინტრიფოსფატი).
Organelles
დიდი განსხვავებაა სუნთქვას შორის ეუკარიოტული და პროკარიოტული ორგანიზმების შიგნით. მცენარეები და ცხოველები ორივე ევკარიოტულია, რადგან მათ უჯრედში აქვთ რთული ორგანელელები. მაგალითად, მცენარეები იყენებენ ფოტოსინთეზს თილაკოიდულ მემბრანაში ა ქლოროპლასტი.
ეუკარიოტებს, რომლებიც იყენებენ უჯრედულ სუნთქვას, აქვთ ორგანელები, ე.წ. მიტოქონდრია, რომლებიც ერთნაირად ჰგავს უჯრედის ელექტროსადგურს. პროკარიოტებმა შეიძლება გამოიყენონ ან ფოტოსინთეზი ან ფიჭური სუნთქვა, მაგრამ რადგან მათ არ აქვთ რთული ორგანულები, ისინი ენერგიას აწარმოებენ უფრო მარტივი გზით. ამ სტატიაში იგულისხმება ასეთი ორგანოლელების არსებობა, ვინაიდან ზოგიერთი პროკარიოტი ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვსაც კი არ იყენებს. ანუ, თქვენ შეიძლება ჩათვალოთ, რომ ეს დისკუსია ეხება ეუკარიოტულ უჯრედებს (ანუ მცენარეების, ცხოველებისა და სოკოების).
ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვი
ფოტოსინთეზში, ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი ხდება პროცესის დასაწყისში, მაგრამ ეს ხდება უჯრედული სუნთქვის პროცესის ბოლოს. თუმცა, ისინი მთლად ანალოგური არ არის. ყოველივე ამის შემდეგ, ნაერთის დაშლა არ არის იგივე, რაც ნაერთის წარმოების გალვანტიზაცია.
მთავარია გვახსოვდეს, რომ ფოტოსინთეზური ორგანიზმები ცდილობენ გლუკოზის, როგორც საკვების წყაროს გაჩენას, მაშინ როდესაც ორგანიზმები, რომლებიც იყენებენ უჯრედულ სუნთქვას, ანაწილებენ გლუკოზას ATP– ში, რომელიც წარმოადგენს ენერგიის მთავარ ენერგიას საკანი
მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ფოტოსინთეზი და უჯრედული სუნთქვა ხდება მცენარეთა უჯრედებში. ხშირად, ფოტოსინთეზი ცდება უჯრედული სუნთქვის "ვერსიად", ვიდრე ეს ხდება სხვა ეუკარიოტებში, მაგრამ ეს ასე არ არის.
ფოტოსინთეზი vs. უჯრედული სუნთქვა
ფოტოსინთეზი იყენებს სინათლისგან მიღებულ ენერგიას ქლოროფილის პიგმენტებისგან, რომლებიც შუქს აგროვებენ, თავისუფალ ელექტრონებს. ქლოროფილის მოლეკულებს არ აქვთ უსასრულო ელექტრონული მარაგი, ამიტომ ისინი წყლის მოლეკულადან დაიბრუნებენ დაკარგული ელექტრონს. რჩება ელექტრონები და წყალბადის იონები (წყალბადის ელექტრონულად დამუხტული ნაწილაკები). ჟანგბადი იქმნება, როგორც სუბპროდუქტი, რის გამოც იგი ატმოსფეროში გამოიდევნება.
უჯრედულ სუნთქვაში ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი ხდება გლუკოზის უკვე დაშლის შემდეგ. რვა მოლეკულა NADPH და ორი მოლეკულა FADH2 რჩება. ეს მოლეკულები გამიზნულია ელექტრონების და წყალბადის იონების ელექტრონული ტრანსპორტირების ჯაჭვში შესაწირავად. ელექტრონების გადაადგილება იწვევს წყალბადის იონების მიტოქონდრიონის მემბრანის გალავანიზაციას.
იმის გამო, რომ ეს ქმნის წყალბადის იონების კონცენტრაციას ერთ მხარეს, ისინი იძულებულნი არიან დაბრუნდნენ მიტოქონდრიონის შიგნით, რაც ატფ – ს სინთეზს ალაგებს. პროცესის ბოლოს ელექტრონებს იღებენ ჟანგბადი, რომელიც შემდეგ უერთდება წყალბადის იონებს წყლის წარმოქმნის მიზნით.
უკუგანვითარებით ფიჭური სუნთქვა
ფიჭური სუნთქვის ბოლო ეტაპი ასახავს ფოტოსინთეზის დასაწყისს, რომელიც წყალს აშორებს და წარმოქმნის ელექტრონებს, ჟანგბადს და წყალბადის იონებს. ამ ცოდნის გამოყენებით, თქვენ ასევე შეგეძლებათ იმის პროგნოზირება, რომ ფოტოსინთეზი გულისხმობს წყალბადის იონების გადაადგილებას თილაკოიდული მემბრანის გასწვრივ, რათა მოხდეს ATP წარმოების გალვანიზაცია. შემდეგ ელექტრონებს იღებს NADPH (მაგრამ არა FADH)2 ფოტოსინთეზში). ეს ნაერთები პირიქით შედიან უჯრედული სუნთქვის პროცესში, ასე რომ მათ შეუძლიათ უჯრედში ენერგიის გამოყენების გლუკოზის სინთეზი.