Skillnad mellan fotosyntes och cellulär respiration
Share
Huvudskillnad - fotosyntes vs cellulär respiration
Fotosyntes och cellulär andning är två grundläggande metaboliska processer som uppstår i energikonvertering av ekosystem. Under fotosyntes används koldioxid och vatten vid syntes av organiska föreningar med hjälp av solljus. Dessa organiska föreningar kan användas av celler som mat. Under cellulär andning produceras energi i form av ATP genom att bryta ner mat. De huvudskillnad mellan fotosyntes och cellulär andning är det fotosyntes är en anabole process, där syntesen av organiska föreningar uppstår, lagring av energi medan cellulär andning är en katabolisk process, där de lagrade organiska föreningarna utnyttjas och producerar energi.
Denna artikel undersöker,
1. Vad är fotosyntes
- Definition, egenskaper, typer, process
2. Vad är cellulär respiration
- Definition, egenskaper, typer, process
3. Vad är skillnaden mellan fotosyntes och cellulär respiration
Vad är fotosyntes
Fotosyntes är produktionen av glukos från koldioxid och vatten genom att man erhåller energi från solljus. Syrgas är en biprodukt av fotosyntes. Pigment som klorofyll, karotenoider och phycobiliner används för att fånga ljusenergin. Därför omvandlas ljusenergi till potentiell kemisk energi under fotosyntes. Därefter ger glukos den metaboliska energin till alla cellulära processer i cellen.
Typer av fotosyntes
Oxygenisk fotosyntes och anoxigen fotosyntes är de två typerna av fotosyntes som finns på jorden. Växter, alger och cyanobakterier utför syrgasfotosyntes medan lila svavelbakterier och gröna svavelbakterier utför anoxigen fotosyntes. Elektrondonatorn i oxygenisk fotosyntes är vatten medan elektrondonatorn i anoxigen fotosyntes är en variant som vätesulfid snarare än vatten. Därigenom frigörs inte syregas i en anoxgen fotosyntes som en biprodukt. De kemiska reaktionerna för både syre- och anoxygen fotosyntes visas nedan.
Figur 1: Fotosyntes i en växt
I växter förekommer fotosyntes i specialiserade plastider som kallas kloroplaster som finns i cytoplasma hos fotosyntetiska celler. Fotosyntes förekommer i thylakoidmembran och stromområden av kloroplaster. Den första etappen av fotosyntes är den ljusreaktion. I grönens tylakoidmembran finns fotocentrar, som organiserar fotosyntetiska pigmenten i dem. Ljuset absorberas av fotosystem I och II, vilka är de två proteinkomplexen som finns i tylakoidmembran och det absorberade ljuset överförs till fotocentrar. De genererande högenergielektronerna överförs till det tredje proteinkomplexet, cytokrom bf-komplex. Hög energielektronerna i PSI överförs till en serie ferrodoxinbärare och i sista hand överförs dessa elektroner till NADP + med NADPH-reduktasenzym som bildar NADP. Under ljusreaktionen produceras syrgas genom att dela vatten medan man producerar NADP och ATP.
Den andra etappen av fotosyntes är den mörk reaktion, där NADPH och ATP produceras i ljusreaktion används som energikällor för att syntetisera glukos. Mörk reaktion sker i stroma. Mörk reaktion kallas också Calvin cykel. Annat än glukos, 18 ATP och 12 NADPH produceras under Calvin-cykeln. De 18 ATP: erna används av Calvin-cykeln själv. 12 NADPH innehåller 24 elektroner som transporteras in i elektron transport kedja, vilket är det tredje steget i fotosyntesen. ATP-syntasenzym på thylakoidmembranet överför de 24 elektronerna till 12 vattenmolekyler, vilket producerar 6 syremolekyler. Denna process av elektrontransport kallas photophosphorylation. Processen för fotosyntes visas i figur 2.
Figur 2: Fotosyntesmekanism
Vad är cellulär respiration
Cell respiration är processen som omvandlar den biokemiska energin till energi i ATP, eliminerar koldioxid och vatten som avfallsprodukter. Det förekommer i alla organismer som lever på jorden. Lagrad mat som kolhydrater, fetter och proteiner i organismer används i form av glukos genom cellulär andning.
Typer av cellulär respiration
Aerob andning och anaerob andning är de två typerna av andning som finns på jorden. I aerob andning, oxidationsmedlet eller den slutliga elektronacceptorn är molekylärt syre. En glukosmolekyl innehåller tillräcklig energi för att producera 30 ATP genom oxidativ fosforylering. Under anaerob andning, den slutliga elektronacceptorn är antingen oorganiska sulfater eller nitrater. Anaerob andning sker i hydrotermiska ventiler i djuphavet. Jäsning är också en slags anaerob andning, som uppstår när pyruvat metaboliseras i cytoplasman utan syre. Mjölksyrajäsning i muskelceller och jäsning av etanol i jäst är de två typerna av fermentation som finns bland organismer. Endast två ATP produceras per glukosmolekyl i fermentation. Den kemiska reaktionen av cellulär andning visas nedan.
Figur 3: Cellulär respiration hos människor
I eukaryoter förekommer cellulär andning i specialiserade organeller som kallas mitokondrier. I prokaryoter förekommer det i själva cytoplasman. Cellåtergivning sker i matrisen, inre membranet av mitokondrier och cytoplasma också. Den första etappen av cellulär andning är glykolys. Under glykolys bryts ner glukos (C6) i två pyruvatmolekyler (C3) i cytoplasman. Två pyruvatmolekyler importeras sedan till mitokondrier. I närvaro av syre kombinerar pyruvat med oxaloacetat (C4) för att bilda citrat (C6), vilket eliminerar acetyl-CoA under citronsyracykeln. De citronsyracykel är det andra steget av cellulär andning, som också kallas Krebs cykel. Under Krebs-cykeln elimineras koldioxid som avfall, samtidigt som NAD reduceras till NADH. 6NADH, 2FADH2 och 2ATP per en glukosmolekyl produceras genom Krebs-cykeln. Oxidativ fosforylering, vilket är det tredje steget av cellulär andning sker i mitokondriella kristaller av enzymet ATP-syntas, vilket producerar 30ATP. Processen för cellulär andning visas i figur 4.
Figur 4: Mobil respirationsmekanism
Skillnad mellan fotosyntes och cellulär respiration
Närvaro
Fotosyntes: Fotosyntes finns endast i klorofyllösa celler.
Cellandningen: Cell respiration finns i alla celler på jorden.
Definition
Fotosyntes: Fotosyntes är produktionen av glukos från koldioxid och vatten genom att man erhåller energi från solljus.
Cellandningen: Cell respiration är processen som omvandlar den biokemiska energin till energi i ATP, eliminerar koldioxid och vatten som avfallsprodukter.
organeller
Fotosyntes: Fotosyntes förekommer i thylakoidmembran och strom av kloroplaster i växter.
Cellandningen: Cellåtergivning sker i matrisen och det inre membranet hos mitokondrier och cytoplasma i eukaryoter.
Mörker / ljus
Fotosyntes: Fotosyntes förekommer endast i ljuset.
Cellandningen: Cellåtergivning sker både i ljus och mörk.
Steg
Fotosyntes: Ljusreaktion, mörk reaktion och fotolys är de tre stegen i fotosyntesen.
Cellandningen: Glykolys, citronsyracykel och elektrontransportkedja är de tre stegen i cellulär andning.
Syre / koldioxid / vatten
Fotosyntes: Koldioxid och vatten utnyttjas och syre frigörs under fotosyntesen.
Cellandningen: Syre används och koldioxid och vatten frisätts under cellulär andning.
Ämnesomsättning
Fotosyntes: Fotosyntes är en anabole process som syntetiserar komplexa organiska föreningar.
Cellandningen: Cell respiration är en katabolisk process som bryter ned organiska föreningar.
kolhydrater
Fotosyntes: Kolhydrater syntetiseras under fotosyntesen.
Cellandningen: Kolhydrater används vid cellulär andning.
Energi
Fotosyntes: Energi lagras under fotosyntesen. Därför är fotosyntes en endoterm process.
Cellandningen: Energi frigörs under cellulär andning. Därför är cellulär andning en exoterm process.
Form av energi
Fotosyntes: Kemisk energi lagras i bindningarna för att bilda organiska föreningar.
Cellandningen: Energi befrias i form av ATP, som kan utnyttjas av andra cellulära processer.
Torrvikt
Fotosyntes: Torrvikt av växten ökar under fotosyntesen.
Cellandningen: Organets torra vikt minskar under cellulär andning.
Typ av fosforylering
Fotosyntes: Fotofosforylering sker under fotosyntesen.
Cellandningen: Oxidativ fosforylering sker under cellulär andning.
Energikonvertering
Fotosyntes: Under fotosyntes omvandlas ljusenergi till potentiell energi.
Cellandningen: Under cellulär respiration omvandlas potentiell energi till kinetisk energi.
Final Electron Acceptor
Fotosyntes: Slutlig elektron acceptor är vatten.
Cellandningen: Slutlig elektronacceptor är molekylärt syre.
pigment
Fotosyntes: Klorofyll är den huvudsakliga typen av pigment som involverar i fotosyntes.
Cellandningen: Pigment är inte inblandade i cellulär andning.
coenzymer
Fotosyntes: NADP är det koenzym som används vid fotosyntes.
Cellandningen: NAD och FAD är de koenzymer som används vid cellulär andning.
Slutsats
Fotosyntes och cellulär andning är de huvudsakliga två metaboliska processerna som uppstår i organismer, som driver alla cellulära processer i kroppen. Fotosyntes förekommer endast i klorofyllösa organismer. Den har det högsta bidraget för att producera mat för alla levande former på jorden. Följaktligen finns fotosyntetiska organismer som primära producenter i livsmedelskedjor. Under fotosyntes produceras glukos från koldioxid och vatten med hjälp av energi från solljus. Fotosyntetiska organismer innehåller speciella pigment som klorofyll och karotenoider för att fälla ljuset. I motsats härtill förekommer cellulär andning i alla levande former på jorden. Vid andning oxideras mat för att få den potentiella energi som lagras i form av ATP. ATP driver nästan alla cellulära processer i cellen. Koldioxid och vatten produceras som avfall vid cellulär andning. Syregas frigörs under fotosyntesen, som kan användas vid cellulär andning. Därför är huvudskillnaden mellan fotosyntes och cellulär andning deras bidrag i cellens metabolism.
Referens:
Cooper, Geoffrey M. "Photosynthesis." Cellen: En Molecular Approach. 2: a upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 03 april 2017.
Berg, Jeremy M. "Citric Acid Cycle." Biochemistry. 5: e upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 04 april 2017.
Cooper, Geoffrey M. "Metabolisk energi." Cellen: En molekylär tillvägagångssätt. 2: a upplagan. U.S. National Library of Medicine, 01 jan 1970. Web. 04 april 2017.
Image Courtesy:
1. "Photosynthesis Images" Av Masroor.nida.ns - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Photosynthesis" Av Cykl_Calvina.svg: PisumThylakoid_membrane.svg: YikrazuulThylakoide.png: Tameeria pour la version anglaise, Pascal Corpet pour la traductionderivative work: Marek M (talk) - Cykl_Calvina.svgThylakoid_membrane.svgThylakoide.png (CC BY-SA 3.0 ) via Commons Wikimedia
3. "Energi och liv" Av Mikael Häggström - Alla bilder är av Public Domain license. Fil: Pikilia.JPG (Public Domain) via Commons Wikimedia
4. "CellRespiration" Av RegisFrey - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
