Buněčné dýchání se odehrává v každém živém organismu, protože se jedná o jednoduchý proces přeměny kyslíku a glukózy na oxid uhličitý a vodu a nakonec produkci energie pro buňky těla. Fotosyntéza se naopak vyskytuje v zelených rostlinách, které obsahují chlorofyl a používají k přeměně na energii sluneční světlo a vodu.
Jedná se o dva vzájemné procesy, jejichž cílem je získat energii, ale pomocí různých metod, různých zdrojů a rozdávání různých produktů. Dokonce i oba jsou nezbytné pro výměnu energie, která je vyžadována živými věcmi. Ačkoli buněčné dýchání je prováděno všemi typy živé buňky, ať už jde o rostlinu nebo zvíře, prokaryoty nebo eukaryoty, ale fotosyntéza se provádí pouze u zelených rostlin a u několika bakterií.
Jeden převýšení si představuje práci, která má být vykonávána bez potřeby energie, ať už interně nebo externě, přímo nebo nepřímo. Můžeme proto říci, že tyto dva procesy jsou jedním ze základních prvků udržování života na Zemi. V této chvíli vezmeme v úvahu rozdíl mezi dvěma esenciálními a energetickými reakcemi na živé buňky, kde jedna je buněčná dýchání a druhá je fotosyntéza.
Srovnávací tabulka
| Základ pro srovnání | Buněčné dýchání | Fotosyntéza |
|---|---|---|
| Význam | Buněčné dýchání je proces přeměny energie a jejího poskytování různým buňkám těla. Zde se glukóza a kyslík přeměňují na oxid uhličitý a vodu, a tak se uvolňuje energie (ATP). | Proces využití slunečního světla a vody k jeho přeměně na energii se nazývá fotosyntéza, kterou speciálně provádějí zelené rostliny a málo bakterií. Za tento proces přeměny je zodpovědný zelený pigment zvaný chlorofyl. |
| Vyskytuje se v | Živá buňka, také v zelených a nezelených rostlinách. | Fotosyntéza se vyskytuje pouze u rostlin obsahujících chlorofyl. |
| K buněčnému dýchání dochází ve světle (den) i ve tmě (noc). | Fotosyntéza probíhá pouze ve světle (den). | |
| Reakce zahrnuta | 1. Glykolýza, která se vyskytuje v buněčné cytoplazmě. 2. V mitochondriální matrici buňky se vyskytuje Krebs nebo cyklus kyseliny citronové. 3. Elektronový transportní řetězec nebo oxidační fosforylace, která se vyskytuje v mitochondriální membráně. | 1. Lehká reakce, ke které dochází v granu chloroplastu. 2. Temná reakce nebo Calvinův cyklus probíhající ve stromě chloroplastu. 3. Fotolýza nebo komplex plivání vodou, ke kterému dochází v lumenu tylakoidu. |
| Energie | Je to exotermická reakce, protože během tohoto procesu se uvolňuje energie. | Je to endotermický proces, protože energie je ukládána nebo využívána. |
| Uvolněná energie ve formě ATP se používá při různých metabolických činnostech. | Energie je ve formě glukózy nebo chemické energie, která se používá při temné reakci. | |
| Potenciální energie je přeměněna na kinetickou energii. | Světelná energie je přeměněna na potenciální energii. | |
| Oxidační fosforylace | V buněčném dýchání dochází k oxidační fosforylaci. | Zde dochází k fotofosforylaci. |
| Další aktivity | Je to katabolický proces. | Je to anabolický proces. |
| Kyslík a uhlohydráty jsou v procesu absorbovány. | Uvolňuje se kyslík a uhlohydráty. | |
| Uvolňuje se oxid uhličitý a voda. | Oxid uhličitý a voda jsou absorbovány. |
Definice buněčné dýchání
V tomto procesu se uhlohydrát ve formě glukózy rozkládá a spolu s kyslíkem se přeměňuje na oxid uhličitý a vodu, čímž uvolňuje energii jako ATP nebo adenosintrifosfát. Tato energie se používá pro různé metabolické činnosti a další buněčnou práci.
Buněčné dýchání se vyskytuje v mitochondriích a cytoplazmě buňky. Na rozdíl od fotosyntézy to funguje ve dne iv noci. Ačkoli to není tak jednoduchá reakce, jak říkáme, je to dlouhý proces, který prochází čtyřmi hlavními kroky.
- Glykolýza (štěpení nebo rozbití cukru) - Vyskytuje se v cytoplazmě buňky, kde je jedna molekula glukózy C6H12O6 rozdělena na dvě molekuly kyseliny pyruvové. Zde jsou z jedné molekuly glukózy generovány dvě molekuly ATP.
- Transition Reaction - Kyselina pyruvová je poslána do mitochondrií, kde se přemění na Acetyl CoA a dále se rozpadne.
- Cyklus kyseliny citronové nebo Krebsův cyklus - Vyskytuje se v matrici mitochondrie, kde je rozrušen Acetyl CoA, v přítomnosti kyslíku a jsou generovány čtyři ATP spolu s mnoha NADH. Dokonce i oxid uhličitý a voda se uvolňují jako odpadní produkt z této reakce.
- The Electron Transport Chain (ETC) - Toto je také známé jako chemiosmotická teorie, kterou navrhl Peter Mitchell. V této reakci se pro každou glukózu vytvoří třicet dva (32) ATP .
Takže celková reakce je psána jako:
Výše jsme však hovořili pouze o aerobním buněčném dýchání, ke kterému dochází v přítomnosti kyslíku, což vede k produkci třiceti osmi (38) molekul ATP z jedné glukózové molekuly. Ale co v případě, kdy je nedostatek kyslíku, jako když běžíme nebo když provádíme cvičení. Tomu se říká anaerobní stav, kdy produkují pouze dvě (2) molekuly ATP z jedné molekuly glukózy pouze z glykolýzy.
Nepodléhá dalšímu rozkladu molekul, protože tělo v tu chvíli vyžaduje okamžitou energii. Za druhé, další reakce se vyskytují v přítomnosti kyslíku, a proto jsou přeskočeny. Anaerobní reakce se také nazývá fermentace .
Proto se nazývá katabolický proces, protože energie se uvolňuje v jakékoli formě rozdělením velkých molekul na menší.
Definice fotosyntézy
Obecně řečeno, pokud definujeme proces fotosyntézy, řekneme „proces přeměny slunečního světla a vody na energii nebo jídlo a provádí se zelenými rostlinami. Ale chemicky se jedná o oxidačně-redukční proces (oxidace je odstranění elektronů a redukce získává elektrony molekulou). K tomuto procesu dochází pouze ve světle (sluneční světlo) a tzv. Oxidačním procesem pod napětím .
Fotosyntéza se vyskytuje v listech zelených rostlin, zejména v chloroplastu, což je drobná struktura přítomná v buňkách listů. Chloroplast obsahuje chlorofyl (zelená chemikálie), který je zodpovědný za zelenou barvu listů.
Chlorofyl absorbuje sluneční energii a používá se k oddělení molekul vody na kyslík a vodík. Další kyslík se z listů uvolňuje do atmosféry a oxid uhličitý a vodík se používají k produkci potravy nebo glukózy pro rostliny.
Lze ji zpracovat pomocí následující rovnice:
Lze tedy říci, že ve výše uvedené reakci dochází k oxidaci vody H2O v přítomnosti slunečního světla a uvolňují se kyslík (O2) a vodíkové ionty (H +). Odstraněné vodíkové ionty a elektrony se přesunuly na oxid uhličitý (CO2) a redukují se jako organický produkt. V rovnici je tedy definována celková reakce, kdy se během fotosyntézy vytvářejí uhlohydráty (C6H12O6).
Ačkoli výše uvedená rovnice je souhrnem celého procesu, vyskytuje se zde také mnoho enzymů a dalších reakcí. Tento proces je rozdělen do dvou fází: reakce světla a reakce temnoty.
- Světelná reakce - Světelná energie je absorbována a používá se k přenosu elektronů a tím k produkci adenosintrifosfátu (ATP) a redukci nikotin adenin dinukleotidfosfátu (NADPH).
- Tmavá reakce - V tomto je oxid uhličitý redukován na organické sloučeniny uhlíku pomocí ATP a NADPH vzniklých během světelné reakce.
Klíčové rozdíly mezi buněčným dýcháním a fotosyntézou
Následující body představí podstatné rozdíly mezi buněčným dýcháním a fotosyntézou:
- Proces, ve kterém je buňka produkována energie, se nazývá buněčné dýchání . Vyskytuje se v mitochondriích buňky, kde se kyslík a uhlohydráty přeměňují na vodu a oxid uhličitý a uvolňují tak energii. Mezitím je další proces získávání energie pomocí slunečního světla a vody známý jako fotosyntéza . Přestože je tento proces omezen pouze na zelené rostliny a málo bakterií. V rostlinách je však fotosyntéza prováděna pigmentem zvaným chlorofyl, který se vyskytuje v listech.
- Buněčné dýchání probíhá ve všech živých buňkách (v mitochondriích), zatímco fotosyntéza probíhá pouze u rostlin obsahujících chlorofyl. Fotosyntéza se vyskytuje pouze ve dne, zatímco v případě buněčného dýchání nedochází k takovému stavu, ke kterému dochází jak ve dne, tak i v noci.
- Reakcí zapojenou do buněčné dýchání je glykolýza, Krebsův cyklus nebo cyklus kyseliny citrónové, elektronový transportní řetězec nebo oxidační fosforylace. I když ve fotosyntéze jsou zahrnuty reakce Světelná reakce, Temná reakce nebo Calvinův cyklus, Fotolýza nebo Voda plivající komplex.
- Buněčné dýchání je exotermická reakce, protože energie se uvolňuje ve formě ATP a používá se při různých metabolických činnostech. Na druhé straně fotosyntéza je endotermický proces, protože energie je ukládána nebo využívána a je ve formě glukózy nebo chemické energie, která se používá během temné reakce.
- V buněčném respiračním procesu je potenciální energie přeměněna na kinetickou energii, zatímco ve fotosyntéze je světelná energie přeměněna na potenciální energii .
- Dokonce i oxidační fosforylace probíhá při buněčném dýchání, zatímco fosforylační aktivita se vyskytuje ve fotosyntéze.
- Dalšími důležitými vlastnostmi buněčného dýchání jsou katabolické procesy . Za druhé, kyslík a uhlohydráty (glukóza) jsou absorbovány v procesu a uvolňuje se oxid uhličitý a voda. Fotosyntéza je však anabolický proces, při kterém se uvolňuje kyslík a uhlohydráty a absorbuje se oxid uhličitý a voda.
Závěr
Z výše uvedeného článku můžeme říci, že oba biologické procesy jsou ve vzájemně prospěšném vztahu, kde z jednoho procesu (fotosyntéza) je uvolňován kyslík, který se používá v jiném procesu (buněčné dýchání) a na oplátku se oxid uhličitý uvolňuje buněčný respirační proces, který se používá při fotosyntéze.
Také jsme si všimli, že chemické reakce obou metod jsou vzájemně protichůdné, můžeme říci, že se jedná o vzájemně závislý proces, i když jedna z nich probíhá pouze v rostlinách.
