Fotosentez ve hücresel solunum birbirinin neredeyse kimyasal ayna görüntüleridir. Dünyanın havada çok daha az oksijeni olduğunda, fotosentetik organizmalar karbon dioksit kullandı ve yan ürün olarak oksijen üretti. Günümüzde bitkiler, algler ve siyanobakteriler bu benzer fotosentez sürecini kullanmaktadır. Hayvanlar da dahil olmak üzere diğer tüm organizmalar, bir tür hücresel solunum kullanmak için evrimleşmişlerdir.
Hem fotosentez hem de hücresel solunum, bir ürünün sentezini yürütmek için akan elektronlardan gelen enerjiden yararlanmayı yoğun bir şekilde kullanır. Fotosentezde ana ürün glikoz, hücresel solunumda ise ATP (adenozin trifosfat).
organeller
Ökaryotik ve prokaryotik organizmalarda solunum arasında büyük bir fark vardır. Bitkiler ve hayvanlar, hücre içinde karmaşık organellere sahip oldukları için ökaryotiktir. Örneğin bitkiler, belirli bir süre içinde thylakoid membranda fotosentezden yararlanırlar. kloroplast.
Hücresel solunumu kullanan ökaryotlarda organel adı verilen organeller bulunur.
mitokondri, hücrenin elektrik santrali gibi. Prokaryotlar fotosentez veya hücresel solunum kullanabilirler, ancak karmaşık organelleri olmadığı için daha basit yollarla enerji üretirler. Bu makale, bazı prokaryotların elektron taşıma zincirini bile kullanmadığı için bu tür organellerin varlığını varsaymaktadır. Yani, bu tartışmanın ökaryotik hücreler (yani bitkiler, hayvanlar ve mantarlar) ile ilgili olduğunu varsayabilirsiniz.Elektron Taşıma Zinciri
Fotosentezde elektron taşıma zinciri sürecin başında gerçekleşir, ancak hücresel solunumda sürecin sonunda gelir. Yine de ikisi tamamen benzer değil. Sonuçta, bir bileşiği parçalamak, bir bileşiğin üretimini galvanizlemekle aynı şey değildir.
Hatırlanması gereken en önemli şey, fotosentetik organizmaların bir besin kaynağı olarak glikozu teşvik etmeye çalıştıkları, oysa Hücresel solunumu kullanan organizmalar, glikozu vücudun ana enerji taşıyıcısı olan ATP'ye ayırır. hücre.
Bitki hücrelerinde fotosentez ve hücresel solunumun gerçekleştiğini hatırlamak önemlidir. Çoğu zaman, fotosentez, diğer ökaryotlarda olduğundan daha hücresel solunumun bir "versiyonu" ile karıştırılır, ancak durum böyle değildir.
Fotosentez vs. Hücresel solunum
Fotosentez, ışıktan elde edilen enerjiyi, ışığı toplayan klorofil pigmentlerinden serbest elektronlara kullanır. Klorofil moleküllerinin sonsuz elektron kaynağı yoktur, bu nedenle bir su molekülünden kayıp elektronu geri kazanırlar. Geriye kalanlar elektronlar ve hidrojen iyonlarıdır (elektrikle yüklü hidrojen parçacıkları). Oksijen bir yan ürün olarak yaratılır, bu yüzden atmosfere atılır.
Hücresel solunumda elektron taşıma zinciri, glikoz zaten parçalandıktan sonra meydana gelir. sekiz molekül NADPH ve iki molekül FADH2 kalmak. Bu moleküllerin elektron taşıma zincirine elektron ve hidrojen iyonları bağışlaması amaçlanmıştır. Elektronların hareketi, hidrojen iyonlarını mitokondri zarı boyunca galvanize eder.
Bu, bir tarafta bir hidrojen iyonu konsantrasyonu oluşturduğundan, ATP sentezini harekete geçiren mitokondrinin içine geri dönmek zorunda kalırlar. İşlemin en sonunda, elektronlar oksijen tarafından kabul edilir ve daha sonra su üretmek için hidrojen iyonlarına bağlanır.
Ters Hücresel Solunum
Hücresel solunumdaki son adım, suyu çeken ve elektronlar, oksijen ve hidrojen iyonları üreten fotosentezin başlangıcını yansıtır. Bu bilgiyi kullanarak, fotosentezin, ATP üretimini galvanizlemek için hidrojen iyonlarının thylakoid membran boyunca hareketini içerdiğini de tahmin edebilirsiniz. Elektronlar daha sonra NADPH tarafından kabul edilir (fakat FADH tarafından kabul edilmez).2 fotosentezde). Bu bileşikler, hücre içinde enerji kullanımı için glikoz sentezleyebilmeleri için hücresel solunum gibi bir sürece tersine girerler.