As formas predominantes de vida visível na Terra, plantas e animais, operam de forma complementar, o que definitivamente não é por acaso.
Uma substância vital para a nutrição das plantas não é mais do que um produto residual em humanos e outros animais, e um substância descartada como resíduo pelas plantas é necessária para os animais (e diferentes partes da mesma célula vegetal) para fins aeróbicos respiração. Outras moléculas também são "conservadas" dessa maneira.
As quatro substâncias recicladas durante a fotossíntese e respiração são: dióxido de carbono (CO2), que é emitido como resíduo na respiração celular e usado pelas plantas para fazer glicose, oxigênio (O2), que é emitido como resíduo pelas plantas e levado pelos animais para permitir que a respiração celular prossiga, glicose (C6H12O6), que é consumido na respiração celular e feito de CO2 na fotossíntese e agua(H2O), que é um resíduo da respiração celular, mas necessário para a fotossíntese e uma série de outras reações.
Em algumas formas de
respiração celular, porém, as substâncias são não reciclados nas reações e, portanto, considerados resíduos, embora isso não signifique necessariamente que os humanos não tenham encontrado usos para este material "descartável".Fotossíntese
Fotossíntese é como as plantas, sem bocas e sem sistema digestivo em geral, obtêm seus alimentos. Ao absorver o gás dióxido de carbono através de aberturas em suas folhas chamadas estoma, eles incorporam a matéria-prima de que precisam para construir glicose. Parte dessa glicose é usada pela própria planta na respiração celular, enquanto o resto pode se tornar alimento para animais.
A primeira parte da fotossíntese consiste na reações de luz e requer uma fonte de luz para prosseguir. A luz atinge estruturas dentro das células vegetais, chamadas cloroplastos, que contém tilacóides, que por sua vez contêm um grupo de pigmentos chamados clorofila. O resultado final é a captação de energia para a segunda parte da fotossíntese e a liberação de gás oxigênio como resíduo.
No reações sombrias, que não requerem luz solar (mas não são adversamente afetados por ela), o dióxido de carbono é combinado com um composto denominado ribulose-1,5-bifosfato para fazer um intermediário de seis carbonos, alguns dos quais acabam se transformando em glicose. A energia para esta fase vem do ATP e NADPH produzidos nas reações de luz.
A equação da fotossíntese é:
6 CO2 + 6 H2O + Energia da Luz → C6H12O6 + 6 O2
Respiração celular
A respiração celular é a oxidação completa da glicose nas células eucarióticas.
Inclui quatro etapas: glicolise, a conversão independente de oxigênio de glicose em piruvato; a reação de ponte, que é a oxidação do piruvato em acetil coenzima A, o ciclo de Krebs, que combinou acetil CoA com oxaloacetato para fazer um composto de seis carbonos que é eventualmente convertido em oxaloacetato novamente, produzindo portadores de elétrons e ATP e o cadeia de transporte de elétrons, que é onde a maior parte do ATP da respiração celular é gerada.
As três últimas etapas, que compreendem a respiração aeróbia, ocorrem na mitocôndria, enquanto a glicólise ocorre no citoplasma. Um equívoco comum é que as plantas passam por fotossíntese em vez de respiração celular; na verdade, eles usam ambos, usando o primeiro processo para fazer glicose como uma entrada para o segundo processo.
A equação completa para a respiração celular é
C6H12O6 + 6 O2→6 CO2 + 6 H2O + 36 (ou 38) ATP
Resíduos de Respiração Celular
Quando o piruvato não pode ser processado por meio das reações aeróbias da respiração celular, seja porque não há oxigênio suficiente presente ou porque o organismo não tem as enzimas para fazer uso dele, fermentação é uma alternativa. Isso é o que acontece quando você faz uma corrida rápida ou levanta pesos pesados e fica "endividado" com esse exercício anaeróbico.
Neste processo de fermentação de ácido láctico, que também ocorre no citoplasma, o piruvato é convertido em ácido lático em uma reação de redução que gera NAD+ do NADH. Isso torna mais NAD+ disponível para a glicólise, que, junto com a remoção do piruvato do ambiente, tende a impulsionar a glicólise. O lactato pode ser usado por algumas células animais, mas geralmente é considerado um resíduo.
Na levedura, a fermentação produz o etanol de dois carbonos em vez de lactato. Embora ainda seja um desperdício, é inegável que as sociedades humanas seriam muito diferentes se não houvesse o etanol, o ingrediente ativo das bebidas alcoólicas em todo o mundo.