Фотосинтез і клітинне дихання - це майже хімічні дзеркальні зображення одне одного. Коли Земля мала набагато менше кисню в повітрі, фотосинтезуючі організми використовували вуглекислий газ і виробляли кисень як побічний продукт. Сьогодні рослини, водорості та ціанобактерії використовують цей подібний процес фотосинтезу. Усі інші організми, включаючи тварин, еволюціонували, використовуючи певну форму клітинного дихання.
Як фотосинтез, так і клітинне дихання широко використовують енергію, що надходить від протікаючих електронів, для стимулювання синтезу продукту. У фотосинтезі основним продуктом є глюкозатоді як у клітинному диханні це АТФ (аденозинтрифосфат).
Органели
Існує велика різниця між диханням всередині еукаріотичних і прокаріотичних організмів. Рослини та тварини є еукаріотичними, оскільки у них є складні органели всередині клітини. Наприклад, рослини використовують фотосинтез на тилакоїдній мембрані в межах хлоропласт.
Еукаріоти, які використовують клітинне дихання, називаються органелами
Електронний транспортний ланцюг
При фотосинтезі електронно-транспортний ланцюг виникає на початку процесу, але він настає в кінці процесу при клітинному диханні. Однак ці два не зовсім аналогічні. Зрештою, руйнування сполуки - це не те саме, що цинкування виробництва сполуки.
Важливо пам’ятати, що фотосинтезуючі організми намагаються стимулювати глюкозу як джерело їжі, тоді як організми, які використовують клітинне дихання, розщеплюють глюкозу до АТФ, який є основним носієм енергії клітинку.
Важливо пам’ятати, що в рослинних клітинах відбувається фотосинтез і клітинне дихання. Часто фотосинтез приймають за "версію" клітинного дихання, ніж у інших еукаріотів, але це не так.
Фотосинтез vs. Клітинне дихання
Фотосинтез використовує енергію, отриману від світла, до вільних електронів з пігментів хлорофілу, які збирають світло. Молекули хлорофілу не мають нескінченного запасу електронів, тому вони відновлюють втрачений електрон з молекули води. Залишились електрони та іони водню (електрично заряджені частинки водню). Кисень створюється як побічний продукт, саме тому він викидається в атмосферу.
При клітинному диханні електронно-транспортний ланцюг виникає після того, як глюкоза вже була розбита. Вісім молекул НАДФН і дві молекули FADH2 залишаються. Ці молекули призначені для віддачі електронів та іонів водню в електронно-транспортний ланцюг. Рух електронів гальванізує іони водню через мембрану мітохондрії.
Оскільки це утворює концентрацію іонів водню на одній стороні, вони змушені повернутися до внутрішньої частини мітохондрії, що сприяє синтезу АТФ. В самому кінці процесу електрони приймаються киснем, який потім зв’язується з іонами водню для утворення води.
Клітинне дихання в зворотному напрямку
Останній етап у клітинному диханні відображає початок фотосинтезу, який розриває воду і виробляє електрони, кисень та іони водню. Використовуючи ці знання, ви могли б також спрогнозувати, що фотосинтез включає рух іонів водню через тилакоїдну мембрану з метою гальванічного продукування АТФ. Потім електрони приймаються NADPH (але не FADH2 у фотосинтезі). Ці сполуки вступають у процес подібно до клітинного дихання в зворотному порядку, щоб вони могли синтезувати глюкозу для використання енергії всередині клітини.