Fotosyntéza vs. Bunkové dýchanie v toku elektrónov

Fotosyntéza a bunkové dýchanie sú navzájom takmer chemické zrkadlové obrazy. Keď mala Zem vo vzduchu oveľa menej kyslíka, fotosyntetické organizmy používali oxid uhličitý a produkovali kyslík ako vedľajší produkt. V súčasnosti tento podobný proces fotosyntézy využívajú rastliny, riasy a sinice. Všetky ostatné organizmy vrátane zvierat sa vyvinuli tak, aby využívali určitú formu bunkového dýchania.

Fotosyntéza aj bunkové dýchanie vo veľkej miere využívajú využitie energie z prúdiacich elektrónov na riadenie syntézy produktu. Pri fotosyntéze je hlavným produktom glukóza, zatiaľ čo v bunkovom dýchaní je ATP (adenosintrifosfátu).

Existuje veľký rozdiel medzi dýchaním v eukaryotických a prokaryotických organizmoch. Rastliny aj zvieratá sú eukaryotické, pretože majú v bunke zložité organely. Rastliny napríklad využívajú fotosyntézu na tylakoidnej membráne v a chloroplast.

Eukaryoty, ktoré využívajú bunkové dýchanie, majú tzv. Organely mitochondrie, ktoré sú niečo ako elektráreň bunky. Prokaryoty môžu používať buď fotosyntézu, alebo bunkové dýchanie, ale pretože im chýbajú zložité organely, produkujú energiu jednoduchšími spôsobmi. Tento článok predpokladá existenciu takýchto organel, pretože niektoré prokaryoty nevyužívajú ani elektrónový transportný reťazec. To znamená, že môžete predpokladať, že sa táto diskusia týka eukaryotických buniek (t. J. Tých rastlín, zvierat a húb).

Pri fotosyntéze sa elektrónový transportný reťazec vyskytuje na začiatku procesu, ale prichádza na konci procesu v bunkovom dýchaní. Nie sú však úplne analogické. Nakoniec, rozpad zmesi nie je to isté ako galvanizácia výroby zmesi.

Je potrebné pamätať na to, že fotosyntetické organizmy sa pokúšajú podnietiť glukózu ako zdroj potravy, zatiaľ čo organizmy, ktoré využívajú bunkové dýchanie, štiepia glukózu na ATP, ktorý je hlavným nosičom energie bunka.

Je dôležité mať na pamäti, že fotosyntéza a bunkové dýchanie prebiehajú v rastlinných bunkách. Fotosyntéza sa často mylne považuje za „verziu“ bunkového dýchania, ako sa vyskytuje u iných eukaryotov, ale nie je to tak.

Fotosyntéza využíva energiu získanú zo svetla na uvoľnenie elektrónov z chlorofylových pigmentov, ktoré zhromažďujú svetlo. Molekuly chlorofylu nemajú nekonečný prísun elektrónov, takže znovu získavajú stratený elektrón z molekuly vody. Ostávajú elektróny a ióny vodíka (elektricky nabité častice vodíka). Kyslík vzniká ako vedľajší produkt, a preto je vylučovaný do atmosféry.

V bunkovom dýchaní sa elektrónový transportný reťazec vyskytuje potom, čo už bola glukóza rozložená. Osem molekúl NADPH a dve molekuly FADH₂ zostať. Tieto molekuly sú určené na darovanie elektrónov a vodíkových iónov do transportného reťazca elektrónov. Pohyb elektrónov galvanizuje ióny vodíka cez membránu mitochondrie.

Pretože to na jednej strane vytvára koncentráciu vodíkových iónov, sú nútení pohybovať sa späť do vnútra mitochondrií, čo podporuje syntézu ATP. Na samom konci procesu sú elektróny prijímané kyslíkom, ktorý sa potom viaže na vodíkové ióny za účelom produkcie vody.

Posledný krok v bunkovom dýchaní zrkadlí začiatok fotosyntézy, ktorá oddeľuje vodu a produkuje elektróny, kyslík a vodíkové ióny. Pomocou týchto poznatkov budete pravdepodobne schopní predpovedať, že fotosyntéza zahŕňa pohyb vodíkových iónov cez tylakoidnú membránu, aby sa podnietila výroba ATP. Elektrony potom prijíma NADPH (ale nie FADH₂ pri fotosyntéze). Tieto zlúčeniny vstupujú do procesu ako je bunkové dýchanie v opačnom poradí, aby mohli syntetizovať glukózu na energetické využitie v bunke.