Fotosynteza vs. Oddychanie komórkowe w przepływie elektronów

Fotosynteza i oddychanie komórkowe są niemal chemicznymi lustrzanymi odbiciami siebie. Kiedy Ziemia miała dużo mniej tlenu w powietrzu, organizmy fotosyntetyczne wykorzystywały dwutlenek węgla i produkowały tlen jako produkt uboczny. Obecnie rośliny, glony i sinice wykorzystują ten podobny proces fotosyntezy. Wszystkie inne organizmy, w tym zwierzęta, wyewoluowały, aby wykorzystywać jakąś formę oddychania komórkowego.

Zarówno fotosynteza, jak i oddychanie komórkowe w dużym stopniu wykorzystują energię płynących elektronów do napędzania syntezy produktu. W fotosyntezie głównym produktem jest glukoza, podczas gdy w oddychaniu komórkowym jest ATP (adenozynotrifosforan).

Istnieje duża różnica między oddychaniem w organizmach eukariotycznych i prokariotycznych. Rośliny i zwierzęta są eukariotyczne, ponieważ mają w komórce złożone organelle. Rośliny, na przykład, wykorzystują fotosyntezę w błonie tylakoidów w ciągu chloroplast.

Eukarionty, które wykorzystują oddychanie komórkowe, mają organelle zwane

W fotosyntezie łańcuch transportu elektronów występuje na początku procesu, ale pojawia się pod koniec procesu w oddychaniu komórkowym. Nie są to jednak do końca analogiczne. W końcu rozbicie mieszanki nie jest tym samym, co galwanizowanie produkcji mieszanki.

Ważną rzeczą do zapamiętania jest to, że organizmy fotosyntetyczne próbują podsycać glukozę jako źródło pożywienia, podczas gdy organizmy wykorzystujące oddychanie komórkowe rozkładają glukozę na ATP, który jest głównym nośnikiem energii komórka.

Należy pamiętać, że fotosynteza i oddychanie komórkowe zachodzą w komórkach roślinnych. Często fotosynteza jest mylona z „wersją” oddychania komórkowego niż u innych eukariontów, ale tak nie jest.

Fotosynteza wykorzystuje energię uzyskaną ze światła, aby uwolnić elektrony z pigmentów chlorofilowych, które zbierają światło. Cząsteczki chlorofilu nie mają nieskończonego zapasu elektronów, więc odzyskują utracony elektron z cząsteczki wody. Pozostają elektrony i jony wodoru (elektrycznie naładowane cząstki wodoru). Tlen powstaje jako produkt uboczny, dlatego jest wydalany do atmosfery.

W oddychaniu komórkowym łańcuch transportu elektronów występuje już po rozbiciu glukozy. Osiem cząsteczek NADPH i dwie cząsteczki FADH₂ pozostawać. Cząsteczki te mają oddawać elektrony i jony wodorowe do łańcucha transportu elektronów. Ruch elektronów galwanizuje jony wodorowe przez błonę mitochondrium.

Ponieważ tworzy to koncentrację jonów wodorowych po jednej stronie, są one zmuszone do powrotu do wnętrza mitochondrium, co galwanizuje syntezę ATP. Na samym końcu procesu elektrony są przyjmowane przez tlen, który następnie wiąże się z jonami wodorowymi w celu wytworzenia wody.

Ostatni etap oddychania komórkowego odzwierciedla początek fotosyntezy, która rozrywa wodę i wytwarza elektrony, tlen i jony wodorowe. Korzystając z tej wiedzy, możesz również przewidzieć, że fotosynteza obejmuje ruch jonów wodorowych przez błonę tylakoidów w celu pobudzenia produkcji ATP. Elektrony są następnie akceptowane przez NADPH (ale nie FADH₂ w fotosyntezie). Związki te wchodzą w proces podobny do oddychania komórkowego w odwrotnej kolejności, dzięki czemu mogą syntetyzować glukozę do wykorzystania energii w komórce.