Фотосинтез и клеточное дыхание - это почти химические зеркальные отражения друг друга. Когда на Земле было намного меньше кислорода в воздухе, фотосинтезирующие организмы использовали углекислый газ и производили кислород в качестве побочного продукта. Сегодня растения, водоросли и цианобактерии используют аналогичный процесс фотосинтеза. Все другие организмы, включая животных, эволюционировали, чтобы использовать некоторую форму клеточного дыхания.
И фотосинтез, и клеточное дыхание широко используют энергию протекающих электронов для управления синтезом продукта. В фотосинтезе основным продуктом является глюкоза, тогда как при клеточном дыхании АТФ (аденозинтрифосфат).
Органеллы
Существует большая разница между дыханием эукариотических и прокариотических организмов. И растения, и животные являются эукариотами, потому что у них есть сложные органеллы внутри клетки. Растения, например, используют фотосинтез на тилакоидной мембране внутри хлоропласт.
У эукариот, использующих клеточное дыхание, есть органеллы, называемые
митохондрии, которые вроде как электростанция клетки. Прокариоты могут использовать либо фотосинтез, либо клеточное дыхание, но, поскольку у них нет сложных органелл, они производят энергию более простыми способами. В этой статье предполагается существование таких органелл, поскольку некоторые прокариоты даже не используют цепь переноса электронов. То есть вы можете предположить, что это обсуждение относится к эукариотическим клеткам (то есть клеткам растений, животных и грибов).Электронная транспортная цепочка
При фотосинтезе цепь переноса электронов происходит в начале процесса, но при клеточном дыхании она наступает в конце процесса. Однако эти два понятия не являются полностью аналогичными. В конце концов, разрушение компаунда - это не то же самое, что цинкование для производства компаунда.
Важно помнить, что фотосинтезирующие организмы пытаются использовать глюкозу в качестве источника пищи, тогда как организмы, которые используют клеточное дыхание, расщепляют глюкозу на АТФ, который является основным энергоносителем клетка.
Важно помнить, что фотосинтез и клеточное дыхание происходят в клетках растений. Часто фотосинтез ошибочно принимают за «версию» клеточного дыхания, чем у других эукариот, но это не так.
Фотосинтез vs. Клеточное дыхание
Фотосинтез использует энергию, полученную от света, для освобождения электронов от пигментов хлорофилла, которые собирают свет. Молекулы хлорофилла не имеют бесконечного запаса электронов, поэтому они восстанавливают потерянный электрон из молекулы воды. Остались электроны и ионы водорода (электрически заряженные частицы водорода). Кислород создается как побочный продукт, поэтому он выбрасывается в атмосферу.
В клеточном дыхании цепь переноса электронов происходит после того, как глюкоза уже расщеплена. Восемь молекул НАДФН и две молекулы FADH2 оставаться. Эти молекулы предназначены для передачи электронов и ионов водорода цепи переноса электронов. Движение электронов гальванизирует ионы водорода через мембрану митохондрии.
Поскольку это формирует концентрацию ионов водорода с одной стороны, они вынуждены возвращаться внутрь митохондрии, что стимулирует синтез АТФ. В самом конце процесса электроны принимаются кислородом, который затем связывается с ионами водорода, чтобы произвести воду.
Клеточное дыхание в обратном направлении
Последний этап клеточного дыхания отражает начало фотосинтеза, который разделяет воду и производит электроны, кислород и ионы водорода. Используя эти знания, вы также можете предсказать, что фотосинтез включает движение ионов водорода через тилакоидную мембрану, чтобы стимулировать производство АТФ. Затем электроны принимаются NADPH (но не FADH2 в фотосинтезе). Эти соединения вступают в процесс, подобный процессу клеточного дыхания, в обратном направлении, так что они могут синтезировать глюкозу для использования энергии внутри клетки.