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
мітохондрії, які нагадують електростанцію клітини. Прокаріоти можуть використовувати або фотосинтез, або клітинне дихання, але оскільки їм не вистачає складних органел, вони виробляють енергію простішими способами. Ця стаття припускає існування таких органел, оскільки деякі прокаріоти навіть не використовують електронно-транспортний ланцюг. Тобто, ви можете припустити, що це обговорення стосується еукаріотичних клітин (тобто клітин рослин, тварин та грибів).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.