Oddychanie komórkowe zachodzi w każdym żywym organizmie, ponieważ jest to prosty proces przekształcania tlenu i glukozy w dwutlenek węgla i wodę i ostatecznie wytwarzanie energii dla komórek organizmu. Przeciwnie, fotosynteza zachodzi w zielonych roślinach, które zawierają chlorofil i wykorzystują światło słoneczne i wodę do przekształcania go w energię.
Są to dwa wzajemne procesy, których celem jest uzyskanie energii, ale przy użyciu różnych metod, różnych źródeł, a tym samym wydzielania różnych produktów. Nawet oba są niezbędne do wymiany energii wymaganej przez żywe stworzenia. Chociaż oddychanie komórkowe jest wykonywane przez wszystkie typy żywych komórek, niezależnie od tego, czy jest to roślina, czy zwierzę, prokariota lub eukariota, ale fotosynteza jest wykonywana tylko u zielonych roślin i u kilku bakterii.
Nie można sobie wyobrazić, że praca zostanie wykonana bez zapotrzebowania na energię, wewnętrznie lub zewnętrznie, bezpośrednio lub pośrednio. Dlatego możemy powiedzieć, że te dwa procesy są jednym z podstawowych elementów utrzymania życia na Ziemi. W tym momencie rozważymy różnicę między dwiema niezbędnymi i dostarczającymi energię reakcjami na żywe komórki, gdzie jedna to oddychanie komórkowe, a druga to fotosynteza.
Wykres porównania
| Podstawa do porównania | Oddychania komórkowego | Fotosynteza |
|---|---|---|
| Znaczenie | Oddychanie komórkowe to proces przekształcania energii i dostarczania jej do różnych komórek ciała. Tutaj glukoza i tlen są przekształcane w dwutlenek węgla i wodę, a zatem uwalniana jest energia (ATP). | Proces wykorzystywania światła słonecznego i wody do przekształcania go w energię nazywa się fotosyntezą, która jest specjalnie wykonywana przez zielone rośliny i niewiele bakterii. Za ten proces konwersji odpowiedzialny jest zielony pigment zwany chlorofilem. |
| Występuje | Żywa komórka, a także w zielonych i nie zielonych roślinach. | Fotosynteza występuje tylko w roślinach zawierających chlorofil. |
| Oddychanie komórkowe zachodzi zarówno w świetle (w dzień), jak iw ciemności (w nocy). | Fotosynteza odbywa się tylko w świetle (w dzień). | |
| Wymagana reakcja | 1. Glikoliza występująca w cytoplazmie komórkowej. 2. Cykl Krebsa lub kwasu cytrynowego zachodzi w mitochondrialnej matrycy komórki. 3. Łańcuch transportu elektronów lub oksydacyjna fosforylacja zachodząca w błonie mitochondrialnej. | 1. Lekka reakcja zachodząca w granach chloroplastu. 2. Ciemna reakcja lub cykl Calvina zachodzący w zrębie chloroplastu. 3. Kompleks do fotolizy lub plucia wodą, który ma miejsce w świetle tylakoidów. |
| Energia | Jest to reakcja egzotermiczna, ponieważ podczas tego procesu uwalniana jest energia. | Jest to proces endotermiczny, ponieważ energia jest magazynowana lub wykorzystywana. |
| Uwolniona energia ma postać ATP i jest wykorzystywana w różnych czynnościach metabolicznych. | Energia ma postać glukozy lub energii chemicznej, która jest wykorzystywana podczas ciemnej reakcji. | |
| Energia potencjalna jest przekształcana w energię kinetyczną. | Energia światła jest przekształcana w energię potencjalną. | |
| Fosforylacja oksydacyjna | W oddychaniu komórkowym zachodzi fosforylacja oksydacyjna. | Tutaj zachodzi fotofosforylacja. |
| Inne czynności | To proces kataboliczny. | To proces anaboliczny. |
| Tlen i węglowodany są wchłaniane w procesie. | Uwolniony tlen i węglowodany. | |
| Uwalnia się dwutlenek węgla i woda. | Dwutlenek węgla i woda są absorbowane. |
Definicja oddychania komórkowego
W tym procesie węglowodany w postaci glukozy rozkładają się i wraz z tlenem przekształcają się w dwutlenek węgla i wodę, uwalniając w ten sposób energię w postaci ATP lub trifosforanu adenozyny. Energia ta jest wykorzystywana do różnych czynności metabolicznych i innych czynności komórkowych.
Oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach i cytoplazmie komórki. W przeciwieństwie do fotosyntezy, działa w dzień i w nocy. Chociaż nie jest to tak prosta reakcja, jak mówimy, jest to długi proces, który składa się z czterech głównych kroków.
- Glikoliza (dzielenie lub łamanie cukru) - Występuje w cytoplazmie komórki, w której jedna cząsteczka glukozy C6H12O6 jest podzielona na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego. Więc tutaj dwie cząsteczki ATP są generowane z jednej cząsteczki glukozy.
- Reakcja przejściowa - Kwas pirogronowy jest wysyłany do mitochondriów, gdzie przekształca się w Acetyl CoA i ulega dalszemu rozkładowi.
- Cykl kwasu cytrynowego lub cykl Krebsa - występuje w matrycy mitochondriów, w której acetylowany CoA jest rozkładany, w obecności tlenu i generowane są cztery ATP wraz z wieloma NADH. Nawet dwutlenek węgla i woda są uwalniane jako produkt odpadowy z tej reakcji.
- Łańcuch transportu elektronów (ETC) - jest to również znane jako teoria chemiosmotyczna, którą zaproponował Peter Mitchell. W tej reakcji generowanych jest 32 (32) ATP dla każdej glukozy.
Ogólna reakcja jest zapisana jako:
Jednak powyżej omawialiśmy tylko tlenowe oddychanie komórkowe, które zachodzi w obecności tlenu, a zatem skutkuje produkcją trzydziestu ośmiu (38) cząsteczek ATP z jednej cząsteczki glukozy. Ale co w przypadku niedoboru tlenu, na przykład podczas biegania lub wykonywania jakichkolwiek ćwiczeń. Nazywa się to stanem beztlenowym, w którym wytwarzają tylko dwie (2) cząsteczki ATP z jednej cząsteczki glukozy wyłącznie ze szlaku glikolizy.
Nie podlega dalszemu rozkładowi cząsteczek, ponieważ w tym momencie ciało potrzebuje natychmiastowej energii. Po drugie, inne reakcje zachodzą w obecności tlenu, i to jest powód, dla którego są pomijane. Reakcja beztlenowa jest również nazywana fermentacją .
Dlatego nazywa się to procesem katabolicznym, ponieważ energia jest uwalniana w dowolnej formie przez rozbicie dużych cząsteczek na mniejsze.
Definicja fotosyntezy
Ogólnie mówiąc, jeśli zdefiniujemy proces fotosyntezy, powiemy „proces przekształcania światła słonecznego i wody w energię lub żywność, i jest on wykonywany przez zielone rośliny. Ale chemicznie jest to proces utleniania-redukcji (utlenianie polega na usuwaniu elektronów, a redukcja zyskuje elektrony przez cząsteczkę). Proces ten zachodzi tylko w świetle (świetle słonecznym) i tak zwanym procesie utleniania energetyzowanym światłem .
Fotosynteza zachodzi w liściach zielonych roślin, zwłaszcza w chloroplastie, który jest drobną strukturą obecną w komórkach liści. Chloroplast zawiera chlorofil (zielony związek chemiczny) odpowiedzialny za zielony kolor liści.
Chlorofil pochłania energię słoneczną i służy do rozdzielania cząsteczek wody na tlen i wodór. Dalszy tlen jest uwalniany do atmosfery z liści, a dwutlenek węgla i wodór są wykorzystywane do wytwarzania pokarmu lub glukozy dla roślin.
Można go rozwinąć za pomocą następującego równania:
Możemy więc powiedzieć, że w powyższej reakcji zachodzi utlenianie wody H2O w obecności światła słonecznego i uwalniane są tlen (O2) i jony wodoru (H +). Usunięte jony wodoru i elektrony przesunęły się do dwutlenku węgla (CO2) i są redukowane jako produkt organiczny. Zatem równanie określa ogólną reakcję, w której węglowodany (C6H12O6) powstają podczas fotosyntezy.
Chociaż powyższe równanie jest podsumowaniem całego procesu, występuje w nim także udział wielu enzymów i innych reakcji. Proces dzieli się na dwa etapy: Reakcja jasna i Reakcja ciemna.
- Reakcja świetlna - Energia światła jest absorbowana i jest wykorzystywana do przenoszenia elektronów, a tym samym do wytwarzania trifosforanu adenozyny (ATP) i redukcji fosforanu dinukleotydu nikotyno-adeninowego (NADPH).
- Ciemna reakcja - w tym dwutlenek węgla jest redukowany do organicznych związków węgla, za pomocą ATP i NADPH powstających podczas lekkiej reakcji.
Kluczowe różnice między oddychaniem komórkowym a fotosyntezą
Nadchodzące punkty pokażą zasadnicze różnice między oddychaniem komórkowym a fotosyntezą:
- Proces, w którym wytwarzana jest energia do działania komórki, nazywa się oddychaniem komórkowym . Występuje w mitochondriach komórki, gdzie tlen i węglowodany są przekształcane w wodę i dwutlenek węgla, uwalniając w ten sposób energię. Tymczasem inny proces pozyskiwania energii za pomocą światła słonecznego i wody jest znany jako fotosynteza . Chociaż proces ten jest ograniczony tylko do zielonych roślin i niewielu bakterii. Jednak u roślin fotosynteza jest wykonywana przez pigment zwany chlorofilem, który występuje w liściach.
- Oddychanie komórkowe zachodzi we wszystkich żywych komórkach (w mitochondriach), podczas gdy fotosynteza zachodzi tylko w roślinach zawierających chlorofil. Fotosynteza zachodzi tylko w ciągu dnia, podczas gdy nie ma takiego stanu w przypadku oddychania komórkowego, jak w ciągu dnia, a także w nocy.
- Reakcje związane z oddychaniem komórkowym to glikoliza, cykl Krebsa lub cykl kwasu cytrynowego, łańcuch transportu elektronów lub fosforylacja oksydacyjna. Chociaż w fotosyntezie reakcje obejmują reakcję światła, reakcję ciemności lub cykl Calvina, kompleks fotolizy lub plucie wodą.
- Oddychanie komórkowe jest reakcją egzotermiczną, ponieważ energia jest uwalniana w postaci ATP i jest wykorzystywana w różnych czynnościach metabolicznych. Z drugiej strony, fotosynteza jest procesem endotermicznym, ponieważ energia jest magazynowana lub wykorzystywana i ma postać glukozy lub energii chemicznej wykorzystywanej podczas ciemnej reakcji.
- W procesie oddychania komórkowego energia potencjalna jest przekształcana w energię kinetyczną, natomiast w procesie fotosyntezy energia świetlna jest przekształcana w energię potencjalną .
- Nawet fosforylacja oksydacyjna zachodzi w oddychaniu komórkowym, podczas gdy aktywność fosforylacji zachodzi w procesie fotosyntezy.
- Innymi ważnymi cechami oddychania komórkowego jest to, że jest to proces kataboliczny . Po drugie, tlen i węglowodany (glukoza) są wchłaniane w procesie, a dwutlenek węgla i woda są uwalniane. Ale fotosynteza jest procesem anabolicznym, w którym uwalniany jest tlen i węglowodany oraz pochłaniany jest dwutlenek węgla i woda.
Wniosek
Z powyższego artykułu możemy powiedzieć, że oba procesy biologiczne są wzajemnie korzystne, w którym z jednego procesu (fotosyntezy) uwalnia się tlen, który jest wykorzystywany w innym procesie (oddychanie komórkowe), aw zamian dwutlenek węgla jest uwalniany z proces oddychania komórkowego, który jest wykorzystywany w fotosyntezie.
Zauważyliśmy również, że reakcje chemiczne obu metod są przeciwne do siebie, możemy powiedzieć, że są to współzależne procesy, chociaż jedna z nich zachodzi tylko w roślinach.
