Клітинне дихання відбувається у всіх живих організмів, оскільки це простий процес перетворення кисню і глюкози в вуглекислий газ і воду і в кінцевому підсумку виробляє енергію для клітин організму. Навпаки, фотосинтез відбувається в зелених рослинах, які містять хлорофіл і використовують сонячне світло і воду для перетворення його в енергію.
Це два взаємні процеси, з однаковою метою отримати енергію, але за допомогою різних методів, різних джерел і тим самим видавати різні продукти. Навіть обидва необхідні для обміну енергією, яка потрібна живим істотам. Хоча клітинне дихання виконується всіма видами живої клітини, будь то рослина чи тварина, прокаріоти або еукаріоти, але фотосинтез виконується лише в зелених рослинах і в небагатьох бактеріях.
Не можна уявити роботу, яка повинна бути виконана без потреби енергії, як внутрішньо, так і зовні, безпосередньо чи опосередковано. Тому можна сказати, що ці два процеси є одним з найважливіших елементів підтримки життя на Землі. У цей момент ми розглянемо різницю між двома істотними та енергозабезпечуючими реакціями живих клітин, де одна - клітинне дихання, а інша - фотосинтез.
Порівняльна діаграма
| Основа для порівняння | Клітинна респірація | Фотосинтез |
|---|---|---|
| Значення | Клітинне дихання - це процес перетворення енергії та надання її різним клітинам організму. Тут глюкоза і кисень перетворюються на вуглекислий газ і воду, і таким чином виділяється енергія (АТФ). | Процес використання сонячного світла та води для перетворення його в енергію називається фотосинтезом, який спеціально виконують зелені рослини та мало бактерій. Зелений пігмент під назвою хлорофіл відповідає за цей процес перетворення. |
| Зустрічається в | Жива клітина, а також в зелених і незелених рослинах. | Фотосинтез відбувається лише у рослин, що містять хлорофіл. |
| Клітинне дихання відбувається як у світлий (день), так і в темний час доби (вночі). | Фотосинтез відбувається лише у світлі (день). | |
| Залучена реакція | 1. Гліколіз, який відбувається в цитоплазмі клітин. 2. Цикл Кребса або Лимонної кислоти відбувається в мітохондріальній матриці клітини. 3. Електронний ланцюг транспорту або окисне фосфорилювання, яке відбувається в мітохондріальній мембрані. | 1. Світлова реакція, яка виникає в грані хлоропласта. 2. Темна реакція або цикл Кальвіна, що відбуваються в стромі хлоропласта. 3. Комплекс фотолізу або розпилення води, який відбувається в просвіті тилакоїдів. |
| Енергія | Це екзотермічна реакція, оскільки енергія вивільняється під час цього процесу. | Це ендотермічний процес, оскільки енергія зберігається або використовується. |
| Енергія, яка виділяється у формі АТФ, використовується в різних обмінних діях. | Енергія складається у вигляді глюкози або хімічної енергії, яка використовується під час темної реакції. | |
| Потенційна енергія перетворюється на кінетичну енергію. | Енергія світла перетворюється на потенційну енергію. | |
| Окислювальне фосфорилювання | При клітинному диханні відбувається окисне фосфорилювання. | Тут відбувається фотофосфорилювання. |
| Інші види діяльності | Це катаболічний процес. | Це анаболічний процес. |
| Кисень і вуглеводи засвоюються в процесі. | Кисень і вуглеводи, що виділяються. | |
| Викидається вуглекислий газ і вода. | Вуглекислий газ і вода поглинаються. |
Визначення клітинної дихання
У цьому процесі вуглевод у вигляді глюкози розпадається і разом з киснем перетворюється на вуглекислий газ і воду і тим самим вивільняє енергію у вигляді АТФ або аденозинтрифосфату. Ця енергія використовується для різних метаболічних дій та інших клітинних робіт.
Клітинне дихання відбувається в мітохондріях і цитоплазмі клітини. На відміну від фотосинтезу, він працює вдень і вночі. Хоча ми говоримо, що це не така проста реакція, це довгий процес, який проходить чотири основні етапи.
- Гліколіз (розщеплення або руйнування цукру) - Він відбувається в цитоплазмі клітини, де одна молекула глюкози C6H12O6 розпадається на дві молекули піровиноградної кислоти. Отже, дві молекули АТФ утворюються з однієї молекули глюкози.
- Реакція переходу - піровиноградна кислота направляється в мітохондрії, де вона перетворюється в ацетил КоА і далі руйнується.
- Цикл лимонної кислоти або цикл Кребса - Він виникає в матриці мітохондрій, де ацетил КоА порушується, при наявності кисню і чотирьох АТФ утворюється разом з багатьма НАДГ. Навіть вуглекислий газ і вода виділяються як відходи від цієї реакції.
- Електронна транспортна ланцюг (ETC) - це також відома як хіміосмотична теорія, яку запропонував Пітер Мітчелл. У цій реакції утворюється тридцять два (32) АТФ для кожної глюкози.
Тож загальна реакція записується як:
Однак вище ми обговорювали лише аеробне клітинне дихання, яке відбувається в присутності кисню і, таким чином, утворюється тридцять вісім (38) молекул АТФ з однієї молекули глюкози. Але як бути у випадку, коли є дефіцит кисню, як, коли ми бігаємо або виконуючи будь-яку вправу. Це називається анаеробним станом, коли вони виробляють лише дві (2) молекули АТФ з однієї молекули глюкози лише з шляху гліколізу.
Він не зазнає подальшого розщеплення молекул, оскільки організм вимагає негайної енергії в цей момент. По-друге, інші реакції відбуваються у присутності кисню, і це є причиною їх пропускання. Анаеробну реакцію ще називають ферментацією .
Тому його називають катаболічним процесом, оскільки енергія звільняється в будь-якій формі шляхом розбиття великих молекул на менші.
Визначення фотосинтезу
Загалом, якщо ми визначимо процес фотосинтезу, ми скажемо «процес перетворення сонячного світла і води в енергію або їжу, і його здійснюють зелені рослини. Але хімічно це процес окислення-відновлення (окислення - це видалення електронів, а відновлення - набирання електронів молекулою). Цей процес відбувається лише у світлі (сонячному світлі) і так званому як процес окислення, що працює під впливом світла.
Фотосинтез відбувається на листках зелених рослин, особливо в хлоропласті, який є крихітною структурою, присутній у клітинах листя. Хлоропласт містить хлорофіл (зелений хімікат), відповідальний за зелене забарвлення листя.
Хлорофіл поглинає енергію сонця і використовується для розділення молекул води на кисень та водень. Далі кисень виділяється в атмосферу з листя, а вуглекислий газ і водень використовуються для отримання продуктів харчування або глюкози для рослин.
Його можна скласти наступним рівнянням:
Таким чином, можна сказати, що при наведеній вище реакції відбувається окислення води H2O у присутності сонячного світла і виділяються іони кисню (O2) та водню (H +). Вилучені іони водню та електрони переміщуються до вуглекислого газу (СО2) і відновляються як органічний продукт. Отже загальна реакція, коли вуглеводи (C6H12O6) утворюються під час фотосинтезу, визначена в рівнянні.
Хоча вищенаведене рівняння є підсумком всього процесу, але в ньому є участь багатьох ферментів та інших реакцій. Процес поділяється на два етапи: реакція світла і реакція темного.
- Реакція світла - світлова енергія поглинається і використовується для передачі електронів і, таким чином, виробляючи аденозинтрифосфат (АТФ) та зменшення нікотинового аденінудинуклеотиду фосфату (НАДФ).
- Темна реакція - При цьому вуглекислий газ зводиться до органічних сполук вуглецю за допомогою АТФ і НАДФН, що утворюються під час світлової реакції.
Ключові відмінності між клітинним диханням та фотосинтезом
Майбутні точки представлять істотні відмінності між клітинним диханням та фотосинтезом:
- Процес, коли енергія виробляється для роботи клітини, відомий як клітинне дихання . Він виникає в мітохондріях клітини, де кисень і вуглеводи перетворюються у воду і вуглекислий газ і тим самим вивільняють енергію. Тим часом ще один процес отримання енергії за допомогою сонячного світла та води відомий як фотосинтез . Хоча цей процес обмежений лише зеленими рослинами та мало бактерій. Однак у рослин фотосинтез виконується пігментом, званим хлорофілом, який присутній у листках.
- Клітинне дихання відбувається у всіх живих клітинах (у мітохондріях), тоді як фотосинтез відбувається лише у рослин, що містять хлорофіл. Фотосинтез відбувається лише в денний час, тоді як у випадку клітинного дихання такого стану немає, як це відбувається і вдень, і вночі.
- Реакцією, що бере участь у клітинному диханні, є гліколіз, цикл Кребса або лимонної кислоти, транспортний ланцюг електронів або окисне фосфорилювання. Хоча у фотосинтезі залученими реакціями є реакція Світла, Темна реакція або цикл Кальвіна, комплекс фотолізу або Плювання води.
- Клітинне дихання - це екзотермічна реакція, оскільки енергія виділяється у формі АТФ і використовується при різних обмінних діях. З іншого боку, фотосинтез - це ендотермічний процес, оскільки енергія накопичується або використовується і складається у вигляді глюкози або хімічної енергії, яка використовується під час темної реакції.
- У процесі клітинного дихання потенційна енергія перетворюється на кінетичну енергію, тим часом у фотосинтезі світлова енергія перетворюється на потенційну енергію .
- Навіть окисне фосфорилювання відбувається при клітинному диханні, тоді як активність фосфорилювання відбувається при фотосинтезі.
- Іншими важливими особливостями клітинного дихання є те, що це катаболічний процес . По-друге, в процесі поглинається кисень і вуглеводи (глюкоза), виділяється вуглекислий газ і вода. Але фотосинтез - це анаболічний процес, при якому виділяються кисень і вуглеводи, а також вуглекислий газ і вода.
Висновок
З вищенаведеної статті ми можемо сказати, що і біологічний процес знаходиться у взаємовигідному взаємозв'язку, коли з одного процесу (фотосинтезу) вивільняється кисень, який використовується в іншому процесі (клітинне дихання), а взамін вуглекислий газ вивільняється з процес клітинного дихання, який використовується у фотосинтезі.
Ми також помітили, що хімічні реакції обох методів є протилежними один одному, можна сказати, що це взаємозалежний процес, хоча один з них відбувається лише у рослин.
