Diferença entre fotossíntese de respiração celular aeróbia e anaeróbia

A respiração aeróbica, a respiração anaeróbica e a fermentação são métodos para as células vivas produzirem energia a partir de fontes alimentares. Embora todos os organismos vivos conduzam um ou mais desses processos, apenas um grupo seleto de organismos são capazes de fotossíntese o que lhes permite produzir alimentos a partir da luz solar. No entanto, mesmo nesses organismos, o alimento produzido por fotossíntese é convertido em energia celular por meio da respiração celular.

Uma característica distintiva da respiração aeróbica em comparação com as vias de fermentação é o pré-requisito para o oxigênio e o rendimento muito maior de energia por molécula de glicose.

A glicólise é uma via universal de início conduzido no citoplasma das células para quebrar a glicose em energia química. A energia liberada de cada molécula de glicose é usada para anexar um fosfato a cada uma das quatro moléculas de difosfato de adenosina (ADP) para produzir duas moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) e uma molécula adicional de NADH.

A energia armazenada na ligação de fosfato é usada em outras reações celulares e muitas vezes é considerada a "moeda" de energia da célula. No entanto, como a glicólise requer a entrada de energia de duas moléculas de ATP, o rendimento líquido da glicólise é de apenas duas moléculas de ATP por molécula de glicose. A própria glicose é quebrada em piruvato durante a glicólise.

A respiração aeróbia ocorre nas mitocôndrias na presença de oxigênio e produz a maior parte da energia para os organismos capazes do processo. O piruvato é movido para a mitocôndria e convertido em acetil CoA, que é então combinado com oxaloacetato para produzir ácido cítrico no primeiro estágio do ciclo do ácido cítrico.

A série subsequente converte o ácido cítrico de volta em oxaloacetato e produz moléculas que transportam energia junto com o caminho denominado NADH e FADH₂.

Cada volta do ciclo de Krebs é capaz de produzir uma molécula de ATP e outras 17 moléculas de ATP através da cadeia de transporte de elétrons. Uma vez que a glicólise produz duas moléculas de piruvato para uso no ciclo de Krebs, o rendimento total para a respiração aeróbia é 36 ATP por molécula de glicose, além dos dois ATP produzidos durante glicolise.

O aceptor terminal para os elétrons durante a cadeia de transporte de elétrons é o oxigênio.

Não deve ser confundido com respiração anaeróbica, a fermentação ocorre na ausência de oxigênio no citoplasma das células e converte o piruvato em um produto residual para produzir as moléculas transportadoras de energia necessárias para continuar a glicólise. Como a única energia produzida durante a fermentação é por meio da glicólise, o rendimento total por molécula de glicose é de dois ATP.

Embora a produção de energia seja substancialmente menor do que a respiração aeróbica, a fermentação permite que a conversão de combustível em energia continue na ausência de oxigênio. Exemplos de fermentação incluem fermentação de ácido láctico em humanos e outros animais e fermentação de etanol por fermento. Os produtos residuais são reciclados quando o organismo entra novamente em um estado aeróbio ou removidos do organismo.

Encontrada em procariontes selecionados, a respiração anaeróbica utiliza uma cadeia de transporte de elétrons tanto quanto respiração aeróbica, mas em vez de usar o oxigênio como um aceitador de elétrons terminal, outros elementos são usava. Esses aceitadores alternativos incluem nitrato, sulfato, enxofre, dióxido de carbono e outras moléculas.

Esses processos são importantes contribuintes para a ciclagem de nutrientes nos solos, bem como permitem que esses organismos colonizem áreas inabitáveis ​​por outros organismos.

Ao contrário das várias vias de respiração celular, a fotossíntese é usada por plantas, algas e algumas bactérias para produzir os alimentos necessários para o metabolismo. Nas plantas, a fotossíntese ocorre em estruturas especializadas chamadas cloroplastos, enquanto as bactérias fotossintéticas normalmente realizam a fotossíntese ao longo das extensões membranosas da membrana plasmática.

A fotossíntese pode ser dividida em duas fases: a reações dependentes de luz e a reações independentes de luz.

Durante o reações dependentes de luz, a energia da luz é usada para energizar os elétrons removidos da água e produzir um gradiente de prótons que, por sua vez, produz moléculas de alta energia que alimentam as reações independentes da luz. À medida que os elétrons são retirados das moléculas de água, as moléculas de água são quebradas em oxigênio e prótons.

Os prótons contribuem para o gradiente de prótons, mas o oxigênio é liberado. Durante as reações independentes de luz, a energia produzida durante as reações de luz é usada para produzir moléculas de açúcar a partir do dióxido de carbono por meio de um processo denominado o ciclo de Calvin.

O Ciclo de Calvin produz uma molécula de açúcar para cada seis moléculas de dióxido de carbono. Combinado com as moléculas de água usadas nas reações dependentes de luz, a fórmula geral para a fotossíntese é 6 H₂O + 6 CO₂ + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.