Ląstelinis kvėpavimas vyksta kiekviename gyvame organizme, nes tai yra paprastas procesas, kai deguonį ir gliukozę paverčia anglies dioksidu ir vandeniu ir galiausiai gamina energiją kūno ląstelėms. Priešingai, fotosintezė vyksta žaliuose augaluose, kuriuose yra chlorofilo, o saulės energija ir vanduo paverčiami energija.
Tai yra du abipusiai procesai, kurių tikslas yra gauti energiją, tačiau naudojant skirtingus metodus, skirtingus šaltinius ir tokiu būdu gaunant skirtingus produktus. Net abu reikalingi energijos mainams, kurių reikalauja gyvieji daiktai. Nors ląstelinį kvėpavimą atlieka visų rūšių gyvos ląstelės, nesvarbu, ar tai augalas, ar gyvūnas, prokariotai ar eukariotai, tačiau fotosintezė vyksta tik žaliuose augaluose ir keliose bakterijose.
Vienas cant'as įsivaizduoja, kad darbas bus atliktas nereikalaujant energijos nei iš vidaus, nei iš išorės, nei tiesiogiai, nei netiesiogiai. Todėl galime pasakyti, kad šie du procesai yra vienas iš esminių gyvybės Žemėje palaikymo elementų. Šiuo metu mes apsvarstysime skirtumą tarp dviejų esminių ir energiją teikiančių reakcijų į gyvas ląsteles, kur viena yra ląstelių kvėpavimas, kita - fotosintezė.
Palyginimo diagrama
| Palyginimo pagrindas | Ląstelinis kvėpavimas | Fotosintezė |
|---|---|---|
| Reikšmė | Ląstelinis kvėpavimas yra energijos pavertimo ir aprūpinimo skirtingomis kūno ląstelėmis procesas. Čia gliukozė ir deguonis virsta anglies dioksidu ir vandeniu, taigi išsiskiria energija (ATP). | Saulės šviesos ir vandens panaudojimo procesas paverčiant ją energija yra vadinamas fotosinteze, kurią specialiai vykdo žali augalai ir nedaug bakterijų. Žalias pigmentas, vadinamas chlorofilu, yra atsakingas už šį virsmo procesą. |
| Pasitaiko | Gyva ląstelė, taip pat žaliuose ir ne žaliuojančiuose augaluose. | Fotosintezė vyksta tik augaluose, kuriuose yra chlorofilo. |
| Korinis kvėpavimas vyksta šviesiu (dieną) ir tamsiu paros metu (naktį). | Fotosintezė vyksta tik šviesoje (dieną). | |
| Dalyvavo reakcija | 1. Glikolizė, kuri vyksta ląstelės citoplazmoje. 2. Krebso arba citrinos rūgšties ciklas vyksta mitochondrijų ląstelėje. 3. Elektronų pernešimo grandinė arba oksidacinis fosforilinimas, vykstantis mitochondrijų membranoje. | 1. Lengva reakcija, vykstanti chloroplasto gramoje. 2. Tamsi reakcija arba Kalvino ciklas, vykstantis chloroplasto stromoje. 3. Fotolizė arba vandens purslų kompleksas, vykstantis tiroidų liumenuose. |
| Energija | Tai yra egzoterminė reakcija, nes šio proceso metu išsiskiria energija. | Tai yra endoterminis procesas, nes energija kaupiama ar sunaudojama. |
| Išleista energija yra ATP forma, naudojama įvairioms metabolinėms veikloms. | Energija yra gliukozės arba cheminės energijos pavidalu, kuri naudojama tamsiosios reakcijos metu. | |
| Potenciali energija paverčiama kinetine energija. | Šviesos energija paverčiama potencialia energija. | |
| Oksidacinis fosforilinimas | Ląsteliniame kvėpavime vyksta oksidacinis fosforilinimas. | Čia vyksta fotofosforilinimas. |
| Kita veikla | Tai katabolinis procesas. | Tai yra anabolinis procesas. |
| Procese absorbuojamas deguonis ir angliavandeniai. | Išsiskiria deguonis ir angliavandeniai. | |
| Išsiskiria anglies dioksidas ir vanduo. | Absorbuojamas anglies dioksidas ir vanduo. |
Ląstelių kvėpavimo apibrėžimas
Šiame procese angliavandeniai, esantys gliukozės pavidalu, yra suskaidomi ir kartu su deguonimi paverčiami anglies dioksidu ir vandeniu ir taip išskiriama energija kaip ATP arba adenozino trifosfatas. Ši energija naudojama įvairiai metabolinei veiklai ir kitam ląstelių darbui.
Ląstelės kvėpavimas vyksta mitochondrijose ir ląstelės citoplazmoje. Skirtingai nuo fotosintezės, jis veikia dieną ir naktį. Nors tai nėra tokia paprasta reakcija, kaip mes sakome, tai yra ilgas procesas, kurio metu žengiami keturi pagrindiniai žingsniai.
- Glikolizė (cukraus padalijimas ar suskaidymas) - įvyksta ląstelės citoplazmoje, kai viena gliukozės C6H12O6 molekulė suskaidoma į dvi molekules - piruvato rūgštį. Taigi iš vienos gliukozės molekulės susidaro dvi ATP molekulės.
- Pereinamojo laikotarpio reakcija - piruvo rūgštis siunčiama į mitochondrijas, kur ji virsta Acetyl CoA ir toliau suskaidoma.
- Citrinos rūgšties ciklas arba Krebso ciklas - įvyksta mitochondrijų matricoje, kur Acetyl CoA yra suskaidomas, esant deguoniui, ir kartu su daugybe NADH susidaro keturi ATP. Net anglies dioksidas ir vanduo išsiskiria kaip atliekos iš šios reakcijos.
- Elektronų transportavimo grandinė (ETC) - tai taip pat žinoma kaip chemiozmotinė teorija, kurią pasiūlė Peteris Mitchellas. Šios reakcijos metu kiekvienai gliukozei susidaro trisdešimt du (32) ATP .
Taigi bendra reakcija parašyta taip:
Tačiau aukščiau mes diskutavome tik apie aerobinį ląstelių kvėpavimą, kuris vyksta esant deguoniui ir todėl iš vienos gliukozės molekulės pagaminama trisdešimt aštuonios (38) ATP molekulės. O ką daryti tuo atveju, kai trūksta deguonies, pavyzdžiui, kai bėgame ar atliekant bet kokius pratimus. Tai vadinama anaerobine būkle, kai iš vienos gliukozės molekulės jie gamina tik dvi (2) ATP molekules tik iš glikolizės kelio.
Tolesnis molekulių suskaidymas netaikomas, nes tuo metu kūnas reikalauja neatidėliotinos energijos. Antra, kitos reakcijos vyksta esant deguoniui, ir tai yra priežastis, dėl kurios jie praleidžiami. Anaerobinė reakcija dar vadinama fermentacija .
Todėl jis vadinamas kataboliniu procesu, nes energija išsiskiria bet kokia forma, suskaidydama dideles molekules į mažesnes.
Fotosintezės apibrėžimas
Apskritai, jei apibūdinsime fotosintezės procesą, mes sakysime: „saulės šviesos ir vandens pavertimas energija ar maistu, kurį vykdo žali augalai. Bet chemiškai tai yra oksidacijos-redukcijos procesas (oksidacija yra elektronų pašalinimas, o redukcija - tai tai, kad molekulė įgyja elektronus). Šis procesas vyksta tik šviesoje (saulės šviesoje) ir vadinamasis šviesos oksidacijos procesas.
Fotosintezė vyksta žalių augalų lapuose, ypač chloroplastuose, kurie yra maža lapų ląstelių struktūra. Chloroplasto sudėtyje yra chlorofilo (žalios cheminės medžiagos), atsakingo už žalią lapų spalvą.
Chlorofilas sugeria saulės energiją ir yra naudojamas vandens molekulėms atskirti į deguonį ir vandenilį. Toliau iš lapų į atmosferą patenka deguonis, o anglies dioksidas ir vandenilis yra naudojami maistui ar gliukozei auginti.
Jį galima patobulinti pagal šią lygtį:
Taigi galime teigti, kad vykdant aukščiau pateiktą reakciją, esant saulės šviesai, vyksta vandens H2O oksidacija, išsiskiria deguonis (O2) ir vandenilio jonai (H +). Pašalinti vandenilio jonai ir elektronai pereina į anglies dioksidą (CO2) ir yra redukuojami kaip organinis produktas. Taigi bendra reakcija, kai fotosintezės metu susidaro angliavandeniai (C6H12O6), yra apibrėžta lygtyje.
Aukščiau pateikta lygtis yra viso proceso santrauka, tačiau joje dalyvauja daug fermentų ir vyksta kitos reakcijos. Procesas yra padalintas į du etapus: šviesos reakcija ir tamsi reakcija.
- Šviesos reakcija - šviesos energija absorbuojama ir naudojama elektronams perduoti, tokiu būdu gaminant adenozino trifosfatą (ATP) ir sumažinant nikotino adenino dinukleotido fosfato (NADPH) kiekį.
- Tamsi reakcija - tokiu būdu anglies dioksidas redukuojamas į organinius anglies junginius, naudojant ATP ir NADPH, susidariusį lengvosios reakcijos metu.
Pagrindiniai ląstelių kvėpavimo ir fotosintezės skirtumai
Artimiausiuose taškuose bus pateikti esminiai ląstelių kvėpavimo ir fotosintezės skirtumai:
- Procesas, kai ląstelė gamina energiją darbui, yra žinomas kaip ląstelių kvėpavimas . Jis atsiranda ląstelės mitochondrijose, kur deguonis ir angliavandeniai virsta vandeniu ir anglies dioksidu ir taip išskiria energiją. Tuo tarpu kitas energijos gavimo procesas saulės ir vandens pagalba yra žinomas kaip fotosintezė . Nors šis procesas apsiriboja žaliaisiais augalais ir tik keliomis bakterijomis. Tačiau augaluose fotosintezę atlieka pigmentas, vadinamas chlorofilu, kuris yra lapuose.
- Ląstelinis kvėpavimas vyksta visose gyvose ląstelėse (mitochondrijose), o fotosintezė vyksta tik augaluose, kuriuose yra chlorofilo. Fotosintezė vyksta tik dieną, tuo tarpu ląstelių kvėpavimo atveju tokios sąlygos nėra, nes ji vyksta ir dieną, ir naktį.
- Ląstelių kvėpavime dalyvauja glikolizė, Krebso arba citrinos rūgšties ciklas, elektronų pernešimo grandinė arba oksidacinis fosforilinimas. Nors fotosintezėje dalyvaujančios reakcijos yra Šviesos reakcija, Tamsi reakcija arba Kalvino ciklas, Fotolizė arba Vandens šėlimo kompleksas.
- Ląstelių kvėpavimas yra egzoterminė reakcija, nes energija išsiskiria ATP pavidalu ir naudojama įvairiai metabolinei veiklai. Kita vertus, fotosintezė yra endoterminis procesas, nes energija kaupiama ar naudojama ir yra gliukozės ar cheminės energijos pavidalu, naudojama tamsiosios reakcijos metu.
- Ląstelių kvėpavimo procese potencinė energija virsta kinetine energija, o fotosintezės metu šviesos energija virsta potencialia energija .
- Net oksidacinis fosforilinimas vyksta ląstelių kvėpavime, o fosforilinimo aktyvumas vyksta fotosintezės metu.
- Kiti svarbūs ląstelių kvėpavimo bruožai yra tai, kad tai yra katabolinis procesas . Antra, proceso metu absorbuojamas deguonis ir angliavandeniai (gliukozė), išsiskiria anglies dioksidas ir vanduo. Tačiau fotosintezė yra anabolinis procesas, kurio metu išsiskiria deguonis ir angliavandeniai, absorbuojamas anglies dioksidas ir vanduo.
Išvada
Iš aukščiau esančio straipsnio galime pasakyti, kad abu biologiniai procesai yra abipusiai naudingi, kai iš vieno proceso (fotosintezės) išsiskiria deguonis, kuris naudojamas kitame procese (ląstelių kvėpavimas), o mainais iš jo išsiskiria anglies dioksidas. ląstelių kvėpavimo procesas, kuris panaudojamas fotosintezėje.
Taip pat pastebėjome, kad abiejų metodų cheminės reakcijos yra priešingos viena kitai, galima sakyti, kad tai yra vienas nuo kito priklausomas procesas, nors vienas iš jų vyksta tik augaluose.
