Συνιστάται, 2021

Επιλογή Συντάκτη

Διαφορά μεταξύ κυτταρικής αναπνοής και φωτοσύνθεσης

Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα σε κάθε ζωντανό οργανισμό, καθώς είναι η απλή διαδικασία μετατροπής οξυγόνου και γλυκόζης σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό και τελικά παραγωγή ενέργειας για τα κύτταρα του σώματος. Αντίθετα, η φωτοσύνθεση εμφανίζεται στα πράσινα φυτά, τα οποία περιέχουν χλωροφύλλη και χρησιμοποιούν το φως του ήλιου και το νερό για να το μετατρέψουν σε ενέργεια.

Αυτές είναι οι δύο αμοιβαίες διαδικασίες, με τον ίδιο στόχο την απόκτηση ενέργειας αλλά με τη χρήση διαφορετικών μεθόδων, διαφορετικών πηγών και με τον τρόπο αυτό να δίνουν διαφορετικά προϊόντα. Ακόμη και οι δύο είναι απαραίτητες για την ανταλλαγή ενέργειας που απαιτείται από τα ζωντανά πράγματα. Αν και η κυτταρική αναπνοή εκτελείται από όλους τους τύπους των ζωντανών κυττάρων είτε φυτών είτε ζώων, προκαρυωτικών ή ευκαρυωτικών, αλλά η φωτοσύνθεση εκτελείται μόνο σε πράσινα φυτά και σε λίγα βακτήρια.

Ένα επίκλιμα φαντάζει το έργο που πρέπει να εκτελεστεί χωρίς την απαίτηση της ενέργειας, είτε εσωτερικά είτε εξωτερικά, άμεσα ή έμμεσα. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι αυτές οι δύο διαδικασίες είναι ένα από τα βασικά στοιχεία της διατήρησης της ζωής στη Γη. Αυτή τη στιγμή θα εξετάσουμε τη διαφορά μεταξύ των δύο βασικών και ενεργειακών αντιδράσεων στα ζωντανά κύτταρα, όπου η μία είναι η κυτταρική αναπνοή και η άλλη είναι η φωτοσύνθεση.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισηςΚυτταρική αναπνοήΦωτοσύνθεση
ΕννοιαΗ κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία μετατροπής της ενέργειας και η παροχή της στα διαφορετικά κύτταρα του σώματος. Εδώ η γλυκόζη και το οξυγόνο μετατρέπονται σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό και έτσι απελευθερώνεται ενέργεια (ΑΤΡ).Η διαδικασία χρήσης του ηλιακού φωτός και του νερού για τη μετατροπή του σε ενέργεια καλείται φωτοσύνθεση, η οποία εκτελείται ειδικά από τα πράσινα φυτά και λίγα βακτήρια. Η πράσινη χρωστική ουσία που ονομάζεται χλωροφύλλη είναι υπεύθυνη για αυτή τη διαδικασία μετατροπής.
Παρουσιάζεται στοΤο ζωντανό κύτταρο, καθώς και σε πράσινα και μη πράσινα φυτά.Η φωτοσύνθεση εμφανίζεται μόνο σε φυτά που περιέχουν χλωροφύλλη.
Η κυτταρική αναπνοή παρατηρείται τόσο στο φως (ημέρα) όσο και στο σκοτάδι (νύχτα).Η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται μόνο με φως (ημέρα).
Η αντίδραση αφορούσε1. Γλυκόλυση που εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα κυττάρων.
2. Ο κύκλος του Krebs ή του κιτρικού οξέος εμφανίζεται στη μιτοχονδριακή μήτρα του κυττάρου.
3. Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς ή οξειδωτική φωσφορυλίωση που εμφανίζεται στη μιτοχονδριακή μεμβράνη.
1. Η αντίδραση φωτός που εμφανίζεται σε κόκκους του χλωροπλάστη.
2. Σκοτεινή αντίδραση ή κύκλος Calvin που λαμβάνει χώρα στο στρώμα του χλωροπλάστη.
3. Φωτόλυση ή σύριγγα που διαστέλλεται στο νερό, η οποία λαμβάνει χώρα στον θυλακοειδή αυλό.
ΕνέργειαΕίναι μια εξώθερμη αντίδραση, καθώς απελευθερώνεται ενέργεια κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.Είναι μια ενδοθερμική διαδικασία, καθώς η ενέργεια αποθηκεύεται ή χρησιμοποιείται.
Η ενέργεια που απελευθερώνεται με τη μορφή ΑΤΡ χρησιμοποιείται σε διάφορες μεταβολικές δραστηριότητες.Η ενέργεια έχει τη μορφή γλυκόζης ή χημικής ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται κατά τη σκοτεινή αντίδραση.
Η δυνητική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.Η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε δυνητική ενέργεια.
Οξειδωτική φωσφορυλίωσηΣτην κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα οξειδωτική φωσφορυλίωση.Εδώ γίνεται φωτοφωσφορυλίωση.
Αλλες δραστηριότητεςΕίναι μια καταβολική διαδικασία.Είναι μια αναβολική διαδικασία.
Το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες απορροφώνται στη διαδικασία.Απελευθερώθηκε το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες.
Διοχετεύεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό.Το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό απορροφώνται.

Ορισμός κυτταρικής αναπνοής

Σε αυτή τη διαδικασία, ο υδατάνθρακας με τη μορφή γλυκόζης διασπάται και μαζί με το οξυγόνο μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό και έτσι απελευθερώνει ενέργεια ως ΑΤΡ ή τριφωσφορική αδενοσίνη. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για διάφορες μεταβολικές δραστηριότητες και άλλες κυτταρικές εργασίες.

Η κυτταρική αναπνοή συμβαίνει στα μιτοχόνδρια και στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Σε αντίθεση με τη φωτοσύνθεση, λειτουργεί ημέρα και νύχτα. Αν και δεν είναι τόσο απλή αντίδραση, όπως λέμε, είναι μια μακρά διαδικασία που υφίσταται τέσσερα σημαντικά βήματα.

  1. Γλυκόλυση (διάσπαση ή θραύση του σακχάρου) - Εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, όπου ένα μόριο γλυκόζης C6H12O6 διασπάται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος. Έτσι εδώ παράγονται δύο μόρια ΑΤΡ από το ένα μόριο γλυκόζης.
  2. Μεταβατική αντίδραση - Το πυροσταφυλικό οξύ αποστέλλεται στα μιτοχόνδρια, όπου μετατρέπεται σε Acetyl CoA και αναλύεται περαιτέρω.
  3. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος ή ο κύκλος του Krebs - Εμφανίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων, όπου σπάει το Acetyl CoA, παρουσία του οξυγόνου και παράγονται τέσσερα ATP μαζί με πολλά NADH. Ακόμη και το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό απελευθερώνονται ως απόβλητο προϊόν από αυτή την αντίδραση.
  4. Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETC) - αυτή είναι επίσης γνωστή ως Chemiosmotic Theory, η οποία προτάθηκε από τον Peter Mitchell. Στην αντίδραση αυτή παράγονται τριάντα δύο (32) ΑΤΡ για κάθε γλυκόζη.

Έτσι η συνολική αντίδραση γράφεται ως εξής:

Ωστόσο, πάνω από αυτό που συζητήσαμε ήταν μόνο η αερόβια κυτταρική αναπνοή, η οποία συμβαίνει παρουσία οξυγόνου και με αποτέλεσμα την παραγωγή τριάντα οκτώ (38) μορίων ΑΤΡ από ένα μόριο γλυκόζης. Αλλά τι γίνεται στην περίπτωση που υπάρχει έλλειψη οξυγόνου όπως όταν τρέχουμε ή όταν ασκούμε οποιαδήποτε άσκηση. Αυτό ονομάζεται αναερόβια κατάσταση, όπου παράγουν μόνο δύο (2) μόρια ΑΤΡ από ένα μόριο γλυκόζης μόνο από την οδό γλυκόλυσης.

Δεν υποβάλλονται σε περαιτέρω διάσπαση των μορίων, καθώς το σώμα απαιτεί άμεση ενέργεια εκείνη τη στιγμή. Δεύτερον, άλλες αντιδράσεις συμβαίνουν παρουσία οξυγόνου, και αυτός είναι ο λόγος που παραλείπονται. Η αναερόβια αντίδραση ονομάζεται επίσης ζύμωση .

Ως εκ τούτου, καλείται ως καταβολική διαδικασία, καθώς η ενέργεια απελευθερώνεται σε οποιαδήποτε μορφή με το σπάσιμο των μεγάλων μορίων στα μικρότερα.

Ορισμός της φωτοσύνθεσης

Σε γενικές γραμμές, οι όροι, εάν καθορίσουμε τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, θα πούμε «τη διαδικασία μετατροπής του ηλιακού φωτός και του νερού σε ενέργεια ή τρόφιμα και εκτελείται από τα πράσινα φυτά. Αλλά χημικά είναι μια διαδικασία οξείδωσης-αναγωγής (η οξείδωση είναι η απομάκρυνση των ηλεκτρονίων και η μείωση του κέρδους των ηλεκτρονίων από ένα μόριο). Αυτή η διαδικασία συμβαίνει μόνο στο φως (ηλιακό φως) και στη λεγόμενη διαδικασία οξείδωσης με φωτισμό .

Η φωτοσύνθεση εμφανίζεται στα φύλλα των πράσινων φυτών, ειδικά στον χλωροπλάστη που είναι η μικροσκοπική δομή που υπάρχει στα κύτταρα των φύλλων. Ο χλωροπλάστης περιέχει χλωροφύλλη (μια πράσινη χημική ουσία) είναι υπεύθυνη για το πράσινο χρώμα των φύλλων.

Η χλωροφύλλη απορροφά την ενέργεια του ήλιου και χρησιμοποιείται για να διαχωρίσει τα μόρια του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο. Περαιτέρω οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα από τα φύλλα και το διοξείδιο του άνθρακα και το υδρογόνο χρησιμοποιούνται για να παράγουν τρόφιμα ή γλυκόζη για τα φυτά.

Μπορεί να αναπτυχθεί με την ακόλουθη εξίσωση:

Έτσι μπορούμε να πούμε ότι στην παραπάνω αντίδραση υπάρχει οξείδωση νερού H2O παρουσία ηλιακού φωτός και οξυγόνου (02) και απελευθερώνονται ιόντα υδρογόνου (Η +). Τα απομακρυνθέντα ιόντα υδρογόνου και τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και μειώνονται ως το οργανικό προϊόν. Έτσι, η συνολική αντίδραση όπου σχηματίζονται υδατάνθρακες (C6H12O6) κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης ορίζεται στην εξίσωση.

Αν και η παραπάνω εξίσωση είναι μια σύνοψη της όλης διαδικασίας, υπάρχει η εμπλοκή πολλών ενζύμων και άλλων αντιδράσεων επίσης. Η διαδικασία χωρίζεται σε δύο στάδια: Ελαφριά αντίδραση και Σκοτεινή αντίδραση.

  1. Αντίδραση φωτός - Η φωτεινή ενέργεια απορροφάται και χρησιμοποιείται για τις μεταφορές ηλεκτρονίων και έτσι παράγει τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) και μείωση του φωσφορικού δινουκλεοτιδίου νικοτίνης αδενίνης (NADPH).
  2. Σκοτεινή αντίδραση - Σε αυτό, το διοξείδιο του άνθρακα μειώνεται σε οργανικές ενώσεις άνθρακα, με τη βοήθεια των ΑΤΡ και NADPH που σχηματίζονται κατά την αντίδραση του φωτός.

Βασικές διαφορές μεταξύ κυτταρικής αναπνοής και φωτοσύνθεσης

Τα επερχόμενα σημεία θα παρουσιάσουν τις ουσιαστικές διαφορές μεταξύ της κυτταρικής αναπνοής και της φωτοσύνθεσης:

  1. Η διαδικασία όπου παράγεται ενέργεια για να γίνει η λειτουργία του κυττάρου είναι γνωστή ως κυτταρική αναπνοή . Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια του κυττάρου, όπου το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες μετατρέπονται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα και έτσι απελευθερώνουν ενέργεια. Εν τω μεταξύ, μια άλλη διαδικασία απόκτησης ενέργειας με τη βοήθεια του ηλιακού φωτός και του νερού είναι γνωστή ως φωτοσύνθεση . Αν και αυτή η διαδικασία περιορίζεται σε πράσινα φυτά και μόνο λίγα βακτήρια. Ωστόσο, στα φυτά, η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται από το χρωστικό που ονομάζεται χλωροφύλλη, το οποίο εμφανίζεται στα φύλλα.
  2. Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα σε όλα τα ζωντανά κύτταρα (στα μιτοχόνδρια) ενώ η φωτοσύνθεση εμφανίζεται μόνο σε φυτά που περιέχουν χλωροφύλλη. Η φωτοσύνθεση εμφανίζεται μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ δεν υπάρχει τέτοια κατάσταση σε περίπτωση κυτταρικής αναπνοής όπως συμβαίνει τόσο την ημέρα όσο και τη νύχτα.
  3. Η αντίδραση που εμπλέκεται στην κυτταρική αναπνοή είναι ο κύκλος της γλυκόλυσης, του Krebs ή του κιτρικού οξέος, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων ή η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Αν και στη φωτοσύνθεση οι αντιδράσεις που εμπλέκονται είναι η αντίδραση Φωτός, η Σκοτεινή αντίδραση ή ο κύκλος Calvin, η Φωτόλυση ή το σύνδρομο φτύνουν το νερό.
  4. Η κυτταρική αναπνοή είναι μια εξωθερμική αντίδραση, καθώς η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή ΑΤΡ και χρησιμοποιείται σε διάφορες μεταβολικές δραστηριότητες. Από την άλλη πλευρά, η φωτοσύνθεση είναι μια ενδοθερμική διαδικασία, καθώς η ενέργεια αποθηκεύεται ή χρησιμοποιείται και έχει τη μορφή γλυκόζης ή χημικής ενέργειας, που χρησιμοποιείται κατά την σκοτεινή αντίδραση.
  5. Στη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται στην κινητική ενέργεια, εν τω μεταξύ στη φωτοσύνθεση η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε δυνητική ενέργεια .
  6. Ακόμη και η οξειδωτική φωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα στην κυτταρική αναπνοή, ενώ η φωσφορυλιωτική δράση λαμβάνει χώρα στη φωτοσύνθεση.
  7. Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά της κυτταρικής αναπνοής είναι ότι είναι μια καταβολική διαδικασία . Δεύτερον, το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες (γλυκόζη) απορροφώνται στη διαδικασία και απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Αλλά η φωτοσύνθεση είναι μια αναβολική διαδικασία όπου το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες απελευθερώνονται και το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό απορροφώνται.

συμπέρασμα

Από το παραπάνω άρθρο, μπορούμε να πούμε ότι τόσο η βιολογική διαδικασία είναι σε αμοιβαία ευεργετική σχέση, όπου από μια διαδικασία (φωτοσύνθεση) απελευθερώνεται οξυγόνο, το οποίο χρησιμοποιείται σε μια άλλη διαδικασία (κυτταρική αναπνοή) και σε αντάλλαγμα το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται από το κυτταρική αναπνοή, η οποία χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση.

Παρατηρήσαμε επίσης ότι οι χημικές αντιδράσεις και των δύο μεθόδων είναι αντίθετες μεταξύ τους, μπορούμε να πούμε ότι αυτές είναι η αλληλοεξαρτώμενη διαδικασία, αν και μία από αυτές λαμβάνει χώρα μόνο σε φυτά.

Top