Forskjell mellom fotosyntese og cellulær respirasjon
Share
Hovedforskjell - Fotosyntese vs Cellular Respiration
Fotosyntese og cellulær respirasjon er to grunnleggende metabolske prosesser som forekommer i energikonvertering av økosystemer. Under fotosyntese brukes karbondioksid og vann i syntese av organiske forbindelser ved hjelp av sollys. Disse organiske forbindelsene kan brukes av celler som mat. Under cellulær respirasjon produseres energi i form av ATP ved å bryte ned mat. De hovedforskjell mellom fotosyntese og cellulær respirasjon er det fotosyntese er en anabole prosess, hvor syntesen av organiske forbindelser oppstår, lagring av energi mens cellulær respirasjon er en katabolisk prosess, hvor de lagrede organiske forbindelser benyttes, produserer energi.
Denne artikkelen utforsker,
1. Hva er fotosyntese
- Definisjon, egenskaper, typer, prosess
2. Hva er cellulær respirasjon
- Definisjon, egenskaper, typer, prosess
3. Hva er forskjellen mellom fotosyntese og cellulær respirasjon
Hva er fotosyntese
Fotosyntese er produksjonen av glukose fra karbondioksid og vann ved å skaffe energi fra sollys. Oksygen gass er et biprodukt av fotosyntese. Pigmenter som klorofyll, karotenoider og phycobiliner brukes til å fange lysenergien. Derfor, under fotosyntese, blir lysenergi omgjort til potensiell kjemisk energi. Deretter gir glukose metabolsk energi til alle cellulære prosesser i cellen.
Typer av fotosyntese
Oksygen fotosyntese og anoksygen fotosyntese er de to typer fotosyntesen funnet på jorden. Planter, alger og cyanobakterier utfører oksygen fotosyntese mens lilla svovelbakterier og grønne svovelbakterier utfører anoksygen fotosyntese. Elektrondonor i oxygenisk fotosyntese er vann, mens elektrondonoren i anoksygen fotosyntese er en variant som hydrogensulfid i stedet for vann. Dermed blir oksygengassen ikke frigjort som et biprodukt ved anoksygen fotosyntese. De kjemiske reaksjonene av både oksygen- og anoksygen fotosyntese er vist nedenfor.
Figur 1: Fotosyntese i en plante
I planter skjer fotosyntese i spesialiserte plastider kalt kloroplaster som finnes i cytoplasma av fotosyntetiske celler. Fotosyntese forekommer i thylakoidmembran og stromegrupper av kloroplaster. Den første fasen av fotosyntese er lysreaksjon. I thylakoidmembran av grana finnes fotocentre, og organiserer fotosyntetiske pigmenter i dem. Lyset absorberes av fotosystem I og II, hvilke er de to proteinkompleksene som finnes i thylakoidmembranen, og det absorberte lyset overføres til fotocentre. De genererende højenergikroner overføres til det tredje proteinkomplekset, cytokrom bf-kompleks. Høy-energi-elektronene i PSI overføres til en serie ferrodoksinbærere og i siste omgang overføres disse elektroner til NADP + med NADPH-reduktase-enzym, som danner NADP. Under lysreaksjonen produseres oksygengass ved å dele vann mens man produserer NADP og ATP.
Den andre fasen av fotosyntese er mørk reaksjon, hvor NADPH og ATP produsert i lysreaksjon brukes som energikilder for å syntetisere glukose. Mørk reaksjon forekommer i stroma. Mørk reaksjon kalles også Calvin syklus. Annet enn glukose, 18 ATP og 12 NADPH produseres under Calvin syklusen. De 18 ATPene brukes av Calvin-syklusen selv. 12 NADPH inneholder 24 elektroner som blir transportert inn i elektron transportkjede, som er den tredje fasen av fotosyntese. ATP-syntasenzym på thylakoidmembranen overfører de 24 elektronene til 12 vannmolekyler, som produserer 6 oksygenmolekyler. Denne prosessen med elektronisk transport kalles fotofosforylering. Prosessen med fotosyntese er vist i figur 2.
Figur 2: Fotosyntesemekanisme
Hva er Cellular Respiration
Mobil respirasjon er prosessen som omdanner den biokjemiske energien til energi i ATP, eliminerer karbondioksid og vann som avfallsprodukter. Det forekommer i alle organismer som lever på jorden. Lagret mat som karbohydrater, fett og proteiner i organismer brukes i form av glukose ved cellulær respirasjon.
Typer av cellulær respirasjon
Aerob respirasjon og anaerob respirasjon er de to typer åndedrettsvern som finnes på jorden. I aerobisk respirasjon, oksidasjonsmiddelet eller den endelige elektron-akseptoren er molekylært oksygen. Et glukosemolekyl inneholder energi som er tilstrekkelig til å produsere 30 ATP ved oksidativ fosforylering. Under anaerob respirasjon, Den endelige elektron-akseptoren er enten uorganiske sulfater eller nitrater. Anaerob åndedrett forekommer i hydrotermiske ventiler i dyphavet. fermentering er også en slags anaerob respirasjon, som oppstår når pyruvat metaboliseres i cytoplasma uten oksygen. Melkesyrefermentering i muskelceller og etanolfermentering i gjær er de to typer fermentering som finnes blant organismer. Bare to ATPer produseres per glukose molekyl i gjæring. Den kjemiske reaksjonen av cellulær respirasjon er vist nedenfor.
Figur 3: Cellulær respirasjon hos mennesker
I eukaryoter forekommer cellulær respirasjon i spesialiserte organeller kalt mitokondrier. I prokaryoter forekommer det i selve cytoplasma. Cellulær respirasjon forekommer i matriksen, indre membran av mitokondrier og cytoplasma også. Den første fasen av cellulær respirasjon er glykolyse. Under glykolyse brytes glukose (C6) ned i to pyruvat (C3) molekyler i cytoplasma. To pyruvatmolekyler blir deretter importert til mitokondrier. I nærvær av oksygen kombinerer pyruvat med oksaloacetat (C4) for å danne citrat (C6), eliminere acetyl-CoA i løpet av sitronsyre-syklusen. De sitronsyre syklus er den andre fasen av cellulær respirasjon, som også kalles Krebs syklus. Under Krebs syklus elimineres karbondioksid som avfall, mens NADH reduseres til NADH. 6NADH, 2FADH2 og 2ATPs per ett glukose molekyl produseres av Krebs syklusen. Oksidativ fosforylering, som er den tredje fasen av cellulær respirasjon, forekommer i mitokondriale cristae av enzymet ATP syntase, som produserer 30ATPs. Prosessen med cellulær respirasjon er vist i figur 4.
Figur 4: Mobil respirasjonsmekanisme
Forskjell mellom fotosyntese og cellulær respirasjon
Tilstedeværelse
Fotosyntese: Fotosyntese finnes bare i klorofylløse celler.
Cellulær respirasjon: Mobil respirasjon finnes i alle cellene på jorden.
Definisjon
Fotosyntese: Fotosyntese er produksjonen av glukose fra karbondioksid og vann ved å skaffe energi fra sollys.
Cellulær respirasjon: Mobil respirasjon er prosessen som omdanner den biokjemiske energien til energi i ATP, eliminerer karbondioksid og vann som avfallsprodukter.
organeller
Fotosyntese: Fotosyntese forekommer i thylakoidmembran og stroma av kloroplaster i planter.
Cellulær respirasjon: Cellulær respirasjon forekommer i matriksen og den indre membranen av mitokondrier og cytoplasma i eukaryoter.
Darkness / lys
Fotosyntese: Fotosyntese forekommer bare i lys.
Cellulær respirasjon: Mobil respirasjon oppstår både i lys og mørk.
Steps
Fotosyntese: Lysreaksjon, mørk reaksjon og fotolyse er de tre trinnene i fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Glykolyse, sitronsyre syklus og elektron transportkjede er de tre trinnene i cellulær respirasjon.
Oksygen / karbondioksid / vann
Fotosyntese: Karbondioksid og vann utnyttes, og oksygen frigjøres under fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Oksygen blir brukt og karbondioksid og vann frigjøres under cellulær respirasjon.
metabolisme
Fotosyntese: Fotosyntese er en anabole prosess som syntetiserer komplekse organiske forbindelser.
Cellulær respirasjon: Mobil respirasjon er en katabolisk prosess, som nedbryter organiske forbindelser.
karbohydrater
Fotosyntese: Karbohydrater syntetiseres under fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Karbohydrater brukes under cellulær respirasjon.
Energi
Fotosyntese: Energi lagres under fotosyntese. Derfor er fotosyntese en endoterm prosess.
Cellulær respirasjon: Energi frigjøres under cellulær respirasjon. Derfor er cellulær respirasjon en eksoterm prosess.
Form for energi
Fotosyntese: Kjemisk energi lagres i bindingene for å danne organiske forbindelser.
Cellulær respirasjon: Energi frigjøres i form av ATP, som kan benyttes av andre cellulære prosesser.
Tørrvekt
Fotosyntese: Tørrvekten av planten økes under fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Tørrvekt av organismen reduseres under cellulær respirasjon.
Type fosforylering
Fotosyntese: Fotofosforylering skjer under fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Oksidativ fosforylering oppstår under cellulær respirasjon.
Energikonvertering
Fotosyntese: Under fotosyntesen blir lysenergien omgjort til potensiell energi.
Cellulær respirasjon: Under cellulær respirasjon omdannes potensiell energi til kinetisk energi.
Final Electron Acceptor
Fotosyntese: Endelig elektron-akseptor er vann.
Cellulær respirasjon: Endelig elektron-akseptor er molekylært oksygen.
pigmenter
Fotosyntese: Klorofyll er den viktigste typen av pigment som involverer i fotosyntese.
Cellulær respirasjon: Pigmenter er ikke involvert i cellulær respirasjon.
koenzymer
Fotosyntese: NADP er koenzymet som brukes i fotosyntese.
Cellulær respirasjon: NAD og FAD er koenzymer som brukes i cellulær respirasjon.
Konklusjon
Fotosyntese og cellulær respirasjon er de to viktigste metabolske prosessene som forekommer i organismer, som driver alle cellulære prosesser i kroppen. Fotosyntese forekommer bare i klorofylte organismer. Den har størst bidrag til å produsere mat for alle levende former på jorden. Derfor finnes fotosyntetiske organismer som primære produsenter i næringsmiddelkjeder. Under fotosyntese produseres glukose fra karbondioksid og vann ved hjelp av energi fra sollys. Fotosyntetiske organismer inneholder spesielle pigmenter som klorofyll og karotenoider for å felle lyset. I motsetning høres cellulær respirasjon i alle levende former på jorden. Under respirasjon oksyderes mat for å oppnå potensiell energi lagret i form av ATP. ATP krever nesten alle de cellulære prosessene i cellen. Kullsyre og vann produseres som avfall under mobil respirasjon. Oksygen gass frigjøres under fotosyntese, som kan brukes ved cellulær respirasjon. Derfor er hovedforskjellen mellom fotosyntese og cellulær respirasjon deres bidrag i metabolismen av en celle.
Henvisning:
Cooper, Geoffrey M. "Photosynthesis." The Cell: En Molekylær Tilnærming. Andre utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 3. april 2017.
Berg, Jeremy M. "The Citric Acid Cycle." Biokjemi. 5. utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 4. april 2017.
Cooper, Geoffrey M. "Metabolisk energi." Cellen: En molekylær tilnærming. Andre utgave. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1970. Web. 4. april 2017.
Bilde Courtesy:
1. "Fotosyntese bilder" Av Masroor.nida.ns - Egne arbeider (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 arbeid: Marek M (talk) - Cykl_Calvina.svgThylakoid_membrane.svgThylakoide.png (CC BY-SA 3.0 ) via Commons Wikimedia
3. "Energi og liv" Av Mikael Häggström - Alle bilder er av Public Domain license. Fil: Pikilia.JPG (Public Domain) via Commons Wikimedia
4. "CellRespiration" Av RegisFrey - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
