Aerobik ve Anaerobik Hücresel Solunum Fotosentezi Arasındaki Fark

Aerobik solunum, anaerobik solunum ve fermantasyon, canlı hücrelerin gıda kaynaklarından enerji üretme yöntemleridir. Tüm canlı organizmalar bu işlemlerden bir veya daha fazlasını gerçekleştirirken, yalnızca belirli bir organizma grubu bunu gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. fotosentez bu da güneş ışığından yiyecek üretmelerini sağlar. Bununla birlikte, bu organizmalarda bile, gıda fotosentez tarafından üretilen hücresel solunum yoluyla hücresel enerjiye dönüştürülür.

Aerobik solunumun fermantasyon yollarına kıyasla ayırt edici bir özelliği, oksijen için ön koşuldur ve glikoz molekülü başına çok daha yüksek enerji verimidir.

Glikoliz evrensel bir başlangıç ​​yoludur glikozu kimyasal enerjiye parçalamak için hücrelerin sitoplazmasında yapılır. Her bir glikoz molekülünden salınan enerji, dört molekülün her birine bir fosfat bağlamak için kullanılır. adenozin difosfat (ADP), iki molekül adenozin trifosfat (ATP) ve ek bir molekül NADH.

Fosfat bağında depolanan enerji, diğer hücresel reaksiyonlarda kullanılır ve genellikle hücrenin enerji "para birimi" olarak kabul edilir. Bununla birlikte, glikoliz, iki ATP molekülünden enerji girdisini gerektirdiğinden, glikolizden elde edilen net verim, glikoz molekülü başına sadece iki ATP molekülüdür. Glikoliz sırasında glikozun kendisi piruvata parçalanır.

Aerobik solunum, mitokondride oksijen varlığında gerçekleşir ve işlem yapabilen organizmalar için enerjinin çoğunu verir. Piruvat mitokondriye taşınır ve asetil CoA'ya dönüştürülür, bu daha sonra oksaloasetat ile birleşerek sitrik asit üretir. sitrik asit döngüsü.

Sonraki seri, sitrik asidi tekrar oksaloasetata dönüştürür ve NADH ve FADH olarak adlandırılan yolla birlikte enerji taşıyan moleküller üretir.₂.

Krebs döngüsünün her dönüşü, elektron taşıma zinciri boyunca bir ATP molekülü ve ilave 17 ATP molekülü üretme yeteneğine sahiptir. Glikoliz, Krebs döngüsünde kullanım için iki molekül piruvat verdiğinden, toplam verim Aerobik solunum sırasında üretilen iki ATP'ye ek olarak glikoz molekülü başına 36 ATP'dir. glikoliz.

Elektron taşıma zinciri sırasında elektronların terminal alıcısı oksijendir.

ile karıştırılmaması gereken anaerobik solunum, fermantasyon, hücrelerin sitoplazmasında oksijen yokluğunda meydana gelir ve piruvatı, glikolize devam etmek için gerekli enerji taşıyan molekülleri üretmek için bir atık ürüne dönüştürür. Fermantasyon sırasında üretilen tek enerji glikoliz yoluyla olduğundan, glikoz molekülü başına toplam verim iki ATP'dir.

Enerji üretimi aerobik solunumdan önemli ölçüde daha az olsa da, fermantasyon oksijenin yokluğunda yakıtın enerjiye dönüşümünün devam etmesine izin verir. Fermantasyon örnekleri, insanlarda ve diğer hayvanlarda laktik asit fermantasyonunu içerir ve etanol fermantasyonu maya tarafından. Atık ürünler, organizma yeniden aerobik duruma girdiğinde veya organizmadan çıkarıldığında geri dönüştürülür.

Seçilmiş prokaryotlarda bulunan anaerobik solunum, bir elektron taşıma zincirini kullanır. aerobik solunum, ancak oksijeni terminal elektron alıcısı olarak kullanmak yerine, diğer elementler Kullanılmış. Bu alternatif alıcılar arasında nitrat, sülfat, kükürt, karbon dioksit ve diğer moleküller bulunur.

Bu süreçler, topraktaki besinlerin döngüsüne önemli katkılar sağlamanın yanı sıra, bu organizmaların diğer organizmalar tarafından yaşanmayan alanları kolonize etmesine izin verir.

Çeşitli hücresel solunum yollarının aksine, fotosentez bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından metabolizma için gerekli olan gıdayı üretmek için kullanılır. Bitkilerde fotosentez, kloroplast adı verilen özel yapılarda meydana gelirken, fotosentetik bakteriler tipik olarak plazma zarının membranöz uzantıları boyunca fotosentezi gerçekleştirir.

Fotosentez iki aşamaya ayrılabilir: ışığa bağımlı reaksiyonlar ve ışıktan bağımsız reaksiyonlar.

Esnasında ışığa bağımlı reaksiyonlarışık enerjisi, sudan çıkarılan elektronlara enerji vermek ve bir enerji üretmek için kullanılır. proton gradyanı bu da ışıktan bağımsız reaksiyonları besleyen yüksek enerjili moleküller üretir. Elektronlar su moleküllerinden sıyrıldığında, su molekülleri oksijen ve protonlara parçalanır.

Protonlar, proton gradyanına katkıda bulunur, ancak oksijen serbest bırakılır. Işıktan bağımsız reaksiyonlar sırasında, ışık reaksiyonları sırasında üretilen enerji, karbon dioksit adı verilen bir işlemle şeker molekülleri üretmek için kullanılır. Calvin Döngüsü.

Calvin Döngüsü, her altı karbon dioksit molekülü için bir molekül şeker üretir. Işığa bağımlı reaksiyonlarda kullanılan su molekülleri ile birleştirildiğinde, fotosentezin genel formülü şu şekildedir: 6 saat₂O + 6 CO₂ + ışık → C₆H₁₂Ö₆ + 6 O₂.