Respirația celulară are loc în toate organismele vii, deoarece este simplul proces de transformare a oxigenului și a glucozei în dioxid de carbon și apă și în cele din urmă produce energie pentru celulele corpului. Dimpotrivă, fotosinteza are loc în plantele verzi, care conțin clorofilă și folosește lumina soarelui și apa pentru a o transforma în energie.
Acestea sunt cele două procese reciproce, cu același obiectiv de obținere a energiei, dar prin utilizarea unor metode diferite, surse diferite și, prin urmare, oferirea de produse diferite. Chiar și ambele sunt necesare pentru schimbul de energie cerut de ființele vii. Deși respirația celulară este realizată de toate tipurile de celule vii, fie că este o plantă sau un animal, procariote sau eucariote, dar fotosinteza este executată numai în plante verzi și în puține bacterii.
Nu se poate imagina lucrarea care trebuie realizată fără a fi necesară energie, intern sau extern, direct sau indirect. Prin urmare, putem spune că aceste două procese sunt unul dintre elementele esențiale ale menținerii vieții pe Pământ. În acest moment, vom lua în considerare diferența dintre cele două reacții esențiale și cele care furnizează energie la celulele vii, unde una este respirația celulară și alta este fotosinteza.
Diagramă de comparație
| Baza pentru comparație | Respirație celulară | Fotosinteză |
|---|---|---|
| Sens | Respiratia celulara este procesul de conversie a energiei si furnizarea acesteia la diferitele celule ale corpului. Aici glucoza și oxigenul sunt transformate în dioxid de carbon și apă și astfel se eliberează energie (ATP). | Procesul de utilizare a luminii solare și a apei pentru a o transforma în energie se numește ca fotosinteză, care este îndeplinită în special de plantele verzi și de puține bacterii. Pigmentul verde numit clorofilă este responsabil pentru acest proces de conversie. |
| Se întâmplă în | Celula vie, precum și în plante verzi și non-verzi. | Fotosinteza are loc numai la plantele care conțin clorofilă. |
| Respiratia celulara apare la lumina (ziua), precum si la intuneric (noaptea). | Fotosinteza are loc numai în lumină (zi). | |
| Reacția implicată | 1. Glicoliza care apare în citoplasma celulară. 2. Ciclul Krebs sau acid citric are loc în matricea mitocondrială a celulei. 3. Lanț de transport de electroni sau fosforilare oxidativă care apare în membrana mitocondrială. | 1. Reacția ușoară care are loc în grana cloroplastului. 2. Reacția întunecată sau ciclul Calvin care are loc în stroma cloroplastului. 3. Fotoliză sau complex de scuipat de apă care are loc în lumenul tilacoid. |
| Energie | Este o reacție exotermă, deoarece energia este eliberată în timpul acestui proces. | Este un proces endotermic, deoarece energia este stocată sau utilizată. |
| Energia eliberată este sub formă de ATP este utilizată în diferite activități metabolice. | Energia este sub formă de glucoză sau energie chimică, care este utilizată în timpul reacției întunecate. | |
| Energia potențială este transformată în energie cinetică. | Energia luminii este transformată în energie potențială. | |
| Fosforilare oxidativă | În respirația celulară are loc o fosforilare oxidativă. | Aici are loc fotofosforilarea. |
| Alte activități | Este un proces catabolic. | Este un proces anabolic. |
| Oxigenul și carbohidrații sunt absorbiți în proces. | Oxigen și carbohidrați eliberați. | |
| Dioxidul de carbon și apa sunt eliberate. | Dioxidul de carbon și apa sunt absorbite. |
Definiția Cellular Respiration
În acest proces, carbohidratul sub formă de glucoză este descompus și, împreună cu oxigenul, este transformat în dioxid de carbon și apă, eliberând astfel energie sub formă de ATP sau adenozină trifosfat. Această energie este utilizată pentru diverse activități metabolice și alte lucrări celulare.
Respiratia celulara apare in mitocondrii si citoplasma celulei. Spre deosebire de fotosinteză, funcționează zi și noapte. Deși nu este o reacție atât de simplă cum am spune noi, este un proces lung care trece prin patru etape majore.
- Glicoliza (împărțirea sau ruperea zahărului) - apare în citoplasma celulei, unde o moleculă de glucoză C6H12O6 este împărțită în două molecule acid piruvic. Deci, aici se generează două molecule de ATP dintr-o moleculă de glucoză.
- Reacție de tranziție - Acidul piruvic este trimis în mitocondrii, unde se transformă în Acetil CoA și se descompun în continuare.
- Ciclul acidului citric sau ciclul Krebs - Se produce în matricea mitocondriilor, unde Acetil CoA este rupt, în prezența oxigenului și patru ATP sunt generate împreună cu multe NADH. Chiar dioxidul de carbon și apa sunt eliberate ca produs rezidual din această reacție.
- Lanțul de transport al electronilor (ETC) - Aceasta este cunoscută și sub denumirea de Teorie Chemiosmotică, care a fost propusă de Peter Mitchell. În această reacție, se generează treizeci și doi (32) ATP pentru fiecare glucoză.
Deci reacția generală este scrisă ca:
Cu toate acestea, mai sus am discutat despre aproximativ respirația celulară aerobă, care apare în prezența oxigenului și astfel rezultă producerea de treizeci și opt (38) molecule de ATP dintr-o moleculă de glucoză. Dar ce este cazul în cazul în care există lipsa de oxigen ca atunci când alergăm sau în timp ce efectuăm orice exercițiu. Aceasta se numește condiție anaerobă, unde produc doar două (2) molecule de ATP dintr-o moleculă de glucoză numai pe calea glicolizei.
Nu suferă pentru descompunerea ulterioară a moleculelor, deoarece organismul necesită energie imediată în acel moment. În al doilea rând, alte reacții apar în prezența oxigenului și acesta este motivul pentru care sunt ignorate. Reacția anaerobă se mai numește fermentare .
Prin urmare, este denumit proces catabolic, deoarece energia este eliberată sub orice formă, prin ruperea moleculelor mari în cele mai mici.
Definiția Photosynthesis
În termeni generali, dacă definim procesul de fotosinteză, vom spune „procesul de transformare a luminii solare și a apei în energie sau hrană, iar acesta este realizat de plantele verzi. Dar chimic este un proces de reducere a oxidării (oxidarea este eliminarea electronilor și reducerea electronilor de către o moleculă). Acest proces are loc numai în lumina (lumina soarelui) și așa-numit ca proces de oxidare energizat de lumină .
Fotosinteza are loc în frunzele plantelor verzi, în special în cloroplastul care este structura minusculă prezentă în celulele frunzelor. Cloroplastul conține clorofilă (un produs chimic verde) este responsabil pentru culoarea verde a frunzelor.
Clorofila absoarbe energia soarelui și este utilizată pentru a separa moleculele de apă în oxigen și hidrogen. Mai mult oxigen este eliberat în atmosferă din frunze, iar dioxidul de carbon și hidrogenul sunt utilizate pentru a genera hrană sau glucoză pentru plante.
Poate fi elaborat prin următoarea ecuație:
Deci putem spune că, în reacția de mai sus, există oxidarea apei H2O în prezența luminii solare și a oxigenului (O2) și a ionilor de hidrogen (H +). Ionii de hidrogen eliminați și electronii s-au mutat în dioxidul de carbon (CO2) și sunt reduse ca produs organic. Deci, în ecuație este definită reacția generală în care se formează carbohidrații (C6H12O6) în timpul fotosintezei.
Deși ecuația de mai sus este un rezumat al întregului proces, există implicarea multor enzime și alte reacții. Procesul este împărțit în două etape: Reacția la lumină și Reacția întunecată.
- Reacție luminoasă - Energia luminii este absorbită și este utilizată pentru transferurile de electroni și astfel produce adenozina trifosfat (ATP) și reducerea fosfatului dinucleotidic de adenină de nicotină (NADPH).
- Reacție întunecată - În aceasta, dioxidul de carbon este redus la compuși organici de carbon, cu ajutorul ATP și NADPH format în timpul reacției luminoase.
Diferențe cheie între respirația celulară și fotosinteza
Punctele viitoare vor prezenta diferențele substanțiale dintre respirația celulară și fotosinteza:
- Procesul în care energia este produsă pentru ca celula să funcționeze este cunoscută sub numele de respirație celulară . Apare în mitocondriile celulei, unde oxigenul și carbohidrații sunt convertiți în apă și dioxid de carbon și astfel eliberează energie. Între timp, un alt proces de obținere a energiei cu ajutorul luminii solare și a apei este cunoscut sub numele de fotosinteză . Deși acest proces este restricționat doar la plantele verzi și doar câteva bacterii. Cu toate acestea, la plante, fotosinteza este realizată de pigmentul numit clorofilă, care se prezintă în frunze.
- Respirația celulară are loc în toate celulele vii (în mitocondrii), în timp ce fotosinteza are loc numai la plantele care conțin clorofilă. Fotosinteza are loc numai în timpul zilei, în timp ce nu există o astfel de afecțiune în cazul respirației celulare, deoarece apare atât ziua, cât și noaptea.
- Reacția implicată în respirația celulară este glicoliza, Krebs sau ciclul acidului citric, lanțul de transport al electronilor sau fosforilarea oxidativă. Deși în fotosinteză reacțiile care implică sunt reacția de lumină, reacția întunecată sau ciclul Calvin, fotoliza sau complexul de scuipat de apă.
- Respirația celulară este o reacție exotermă, deoarece energia este eliberată sub formă de ATP și este utilizată în diferite activități metabolice. Pe de altă parte, fotosinteza este un proces endotermic, deoarece energia este stocată sau utilizată și se prezintă sub formă de glucoză sau energie chimică, folosită în timpul reacției întunecate.
- În procesul de respirație celulară, energia potențială este transformată în energie cinetică, între timp în fotosinteză energia lumină este transformată în energie potențială .
- Chiar și fosforilarea oxidativă are loc în respirația celulară, în timp ce activitatea de fosforilare are loc în fotosinteză.
- Alte caracteristici importante ale respirației celulare sunt faptul că este un proces catabolic . În al doilea rând, oxigenul și carbohidrații (glucoza) sunt absorbiți în proces, iar dioxidul de carbon și apa sunt eliberate. Însă fotosinteza este un proces anabolic în care oxigenul și carbohidrații sunt eliberați, iar dioxidul de carbon și apa sunt absorbite.
Concluzie
Din articolul de mai sus, putem spune că ambele procese biologice sunt într-o relație benefică reciproc, unde dintr-un proces (fotosinteză) se eliberează oxigen, care este utilizat într-un alt proces (respirația celulară) și, în schimb, dioxidul de carbon este eliberat din proces de respirație celulară, care este utilizat în fotosinteză.
Am observat, de asemenea, că reacțiile chimice ale ambelor metode sunt opuse una de cealaltă, putem spune că acestea sunt procesul interdependent, deși una dintre ele are loc doar în plante.
