A fotossíntese e a respiração celular são imagens espelhadas quase químicas uma da outra. Quando a Terra tinha muito menos oxigênio no ar, os organismos fotossintéticos usaram dióxido de carbono e produziram oxigênio como subproduto. Hoje, as plantas, algas e cianobactérias utilizam esse processo semelhante de fotossíntese. Todos os outros organismos, incluindo animais, evoluíram para utilizar alguma forma de respiração celular.
Tanto a fotossíntese quanto a respiração celular fazem uso extensivo do aproveitamento da energia dos elétrons que fluem para conduzir a síntese de um produto. Na fotossíntese, o principal produto é glicose, enquanto na respiração celular é ATP (trifosfato de adenosina).
Organelas
Há uma grande diferença entre a respiração em organismos eucarióticos e procarióticos. Plantas e animais são eucarióticos porque possuem organelas complexas dentro da célula. As plantas, por exemplo, fazem uso da fotossíntese na membrana tilacóide dentro de um cloroplasto.
Eucariotos que usam respiração celular têm organelas chamadas
mitocôndria, que são como a estação de energia da célula. Os procariontes podem usar fotossíntese ou respiração celular, mas como não têm organelas complexas, eles produzem energia de maneiras mais simples. Este artigo pressupõe a existência de tais organelas, uma vez que alguns procariontes nem mesmo fazem uso da cadeia de transporte de elétrons. Ou seja, você pode assumir que esta discussão se refere a células eucarióticas (ou seja, aquelas de plantas, animais e fungos).A Cadeia de Transporte de Elétrons
Na fotossíntese, a cadeia de transporte de elétrons ocorre no início do processo, mas chega ao final do processo na respiração celular. Os dois não são completamente análogos, no entanto. Afinal, quebrar um composto não é o mesmo que galvanizar a produção de um composto.
O importante a lembrar é que os organismos fotossintéticos tentam fomentar a glicose como fonte de alimento, enquanto organismos que utilizam a respiração celular quebram a glicose em ATP, que é o principal transportador de energia do célula.
É importante lembrar que a fotossíntese e a respiração celular ocorrem nas células vegetais. Freqüentemente, a fotossíntese é confundida com uma "versão" da respiração celular que ocorre em outros eucariotos, mas não é o caso.
Fotossíntese vs. Respiração celular
A fotossíntese usa a energia obtida da luz para liberar elétrons dos pigmentos de clorofila que coletam a luz. As moléculas de clorofila não têm um suprimento infinito de elétrons, portanto, elas recuperam o elétron perdido de uma molécula de água. O que resta são elétrons e íons de hidrogênio (partículas eletricamente carregadas de hidrogênio). O oxigênio é criado como um subproduto, razão pela qual é expelido para a atmosfera.
Na respiração celular, a cadeia de transporte de elétrons ocorre depois que a glicose já foi quebrada. Oito moléculas de NADPH e duas moléculas de FADH2 permanecer. Essas moléculas têm como objetivo doar elétrons e íons de hidrogênio para a cadeia de transporte de elétrons. O movimento dos elétrons galvaniza os íons de hidrogênio através da membrana da mitocôndria.
Como isso forma uma concentração de íons de hidrogênio em um lado, eles são compelidos a voltar para o interior da mitocôndria, o que galvaniza a síntese de ATP. No final do processo, os elétrons são aceitos pelo oxigênio, que então se liga aos íons de hidrogênio para produzir água.
Respiração celular reversa
A etapa final da respiração celular reflete o início da fotossíntese, que separa a água e produz elétrons, oxigênio e íons de hidrogênio. Usando esse conhecimento, você também pode ser capaz de prever que a fotossíntese envolve o movimento de íons de hidrogênio através da membrana do tilacóide para galvanizar a produção de ATP. Os elétrons são então aceitos pelo NADPH (mas não pelo FADH2 na fotossíntese). Esses compostos entram em um processo como o da respiração celular ao contrário, para que possam sintetizar glicose para uso de energia dentro da célula.