Διαφορά μεταξύ φωτοσύνθεσης και αναπνοής

ο φωτοσύνθεση Είναι η βιολογική διαδικασία όπου η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε υδατάνθρακες και οξυγόνο. ο κυτταρική αναπνοή Είναι η βιολογική διαδικασία με την οποία οι υδατάνθρακες και το οξυγόνο μετατρέπονται για να παράγουν ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ.

Φωτοσύνθεση	Αναπνοή
Ορισμός	Διαδικασία σχηματισμού οργανικής ένωσης με φως.	Διαδικασία χρήσης οργανικών ενώσεων για την απόκτηση χημικής ενέργειας.
Πού γίνεται;	Χλωροπλάστες (φυτά και φύκια) Μεμβράνη πλάσματος (κυανοβακτήρια)	Κυτταρόπλασμα και μιτοχόνδρια (ευκαρυωτικά) Μεμβράνη πλάσματος (βακτήρια, αρχαία)
Ποιος το κάνει;	Φωτοαυροτροφικοί οργανισμοί: Φυτά Φύκια Κυανοβακτήρια	Οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί: Φυτά Των ζώων Μανιτάρια Πρωτόζωα Βακτήρια
Τι παράγει;	Γλυκόζη (C6Η12Ή6) Οξυγόνο Ο2	Διοξείδιο του άνθρακα (CO2) Νερό (Η2Ή) ATP
Φάσεις	Εξαρτάται από το φως Ανεξάρτητα από το φως	Γλυκόλυση Κύκλος Krebs Οξειδωτική φωσφορυλίωση
Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων	Φωτοσυστήματα I και II	Συγκροτήματα I, II, III και IV
Τύποι	C3 φωτοσύνθεση Φωτοσύνθεση C4 Φωτοσύνθεση CAM	Αερόβια αναπνοή Αναερόβια αναπνοή
Σημασια	Παραγωγή υδατανθράκων. Απελευθέρωση οξυγόνου. Μετατροπή της ελαφριάς ενέργειας σε χημική ενέργεια.	Λήψη ενέργειας από υδατάνθρακες. Απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Εξίσωση	6CO2 + 6Η2O + φως → C6Η12Ή6 + 6O2	ντο6Η12Ή6+ 6O2→ 6CO2+ 6Η2O + ATP

Τι είναι η φωτοσύνθεση;

Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού σε σάκχαρα και οξυγόνο. Σε αυτή τη διαδικασία η ενέργεια του φωτός μετατρέπεται σε χημική ενέργεια.

Οι οργανισμοί που πραγματοποιούν φωτοσύνθεση είναι φωτοατροτροφικά: φυτά, φύκια και κυανοβακτήρια. Στα φυτά, η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στα φύλλα, όπου βρίσκονται χλωροπλάστες. Στα κυανοβακτήρια, η φωτοσυνθετική μηχανή βρίσκεται στη μεμβράνη του πλάσματος.

Η γενική χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης συνοψίζεται στην ακόλουθη εξίσωση:

6CO₂ + 6Η₂O + φως → C₆Η₁₂Ή₆ + 6O₂

από το διοξείδιο του άνθρακα, λαμβάνεται γλυκόζη και οξυγόνο νερού και φωτός που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.

Φάσεις της φωτοσύνθεσης

Οι αντιδράσεις φωτοσύνθεσης ταξινομούνται σε δύο φάσεις:

• Εξαρτώμενη από το φως φάση: Η ενέργεια που προέρχεται από το ηλιακό φως ενεργοποιεί ένα ηλεκτρόνιο στη χλωροφύλλη, το οποίο εισέρχεται στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων του χλωροπλάστη και παράγει ATP, οξυγόνο και αναγωγικούς παράγοντες.
• Φάση ανεξάρτητη από το φως (ή σκοτεινή φάση): πραγματοποιούνται αντιδράσεις στερέωσης του άνθρακα, όπου ATP και αναγωγικοί παράγοντες παράγονται στη φάση φωτός για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε ζάχαρη.

Τύποι φωτοσύνθεσης

Τα φυτά μπορούν να διαφοροποιηθούν από τον τύπο της φωτοσύνθεσης που εκτελούν:

• C3 φωτοσύνθεση: Στα περισσότερα φυτά το διοξείδιο του άνθρακα δεσμεύει το μόριο φωσφογλυκερικού οξέος τριών άνθρακα.
• Φωτοσύνθεση C4: Στο καλαμπόκι και το ζαχαροκάλαμο, το διοξείδιο του άνθρακα συνδέεται με το μόριο τεσσάρων άνθρακα οξαλοξεικό οξύ.
• Φωτοσύνθεση CAM: βρέθηκε σε χυμώδη φυτά.

Τι είναι η κυτταρική αναπνοή;

ο αναπνοή Είναι η κυτταρική διαδικασία που επιτρέπει την ενέργεια που αποθηκεύεται σε υδατάνθρακες να χρησιμοποιείται με οξυγόνο. Τα προϊόντα είναι διοξείδιο του άνθρακα, ATP και νερό. Το ATP χρησιμοποιείται για μεταβολικές αντιδράσεις ενώ το CO₂ αφήνει το κύτταρο και στη συνέχεια αποβάλλεται.

Οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί πραγματοποιούν κυτταρική αναπνοή:

• σε φυτά, ζώα, μύκητες και πρωτόζωα πραγματοποιείται στα μιτοχόνδρια και στο κυτόπλασμα.
• Σε ορισμένα βακτήρια και αρχαία, πραγματοποιείται στη μεμβράνη του πλάσματος.

ο γενική χημική αντίδραση της αναπνοής συνοψίζεται στην ακόλουθη εξίσωση:

ντο₆Η₁₂Ή₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6Η₂Ή

όπου η γλυκόζη αντιδρά με οξυγόνο με αποτέλεσμα ATP, διοξείδιο του άνθρακα και νερό.

Φάσεις κυτταρικής αναπνοής

Οι αντιδράσεις κυτταρικής αναπνοής μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις φάσεις:

• Γλυκόλυση: είναι η πρώτη οδός αποσύνθεσης της γλυκόζης που λαμβάνει ενέργεια, πυροσταφυλικό και αναγωγικούς παράγοντες.
• Κύκλος Krebs ή κύκλος κιτρικού οξέοςΤο πυροσταφυλικό εισέρχεται σε έναν κύκλο ενζυματικών αντιδράσεων για να διασπάσει σε διοξείδιο του άνθρακα και να παράγει ATP και αναγωγικούς παράγοντες.
• Οξειδωτική φωσφορυλίωση: είναι το μεταβολικό μονοπάτι που συλλαμβάνει ηλεκτρόνια και αναγωγικούς παράγοντες για την παραγωγή περισσότερου ATP.

Τύποι κυτταρικής αναπνοής

Η αναπνοή μπορεί να είναι δύο τύπων ανάλογα με την ένωση που δέχεται ηλεκτρόνια:

• Αερόβια αναπνοή: οξυγόνο Ο₂ είναι το μόριο που δέχεται ηλεκτρόνια για μετατροπή σε νερό (H₂Ή).
• Αναερόβια αναπνοή: σε περιβάλλοντα όπου το O δεν υπάρχει₂Μερικοί μικροοργανισμοί (βακτήρια και αρχαία) χρησιμοποιούν άλλα μόρια ως δέκτες ηλεκτρονίων, για παράδειγμα θειικό και νιτρικό άλας.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει να δείτε Τύποι αναπνοής.

Σχέση μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής

Η φωτοσύνθεση και η αναπνοή είναι συμπληρωματικές διαδικασίες:

• Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή οργανικών ενώσεων. Η αναπνοή χρησιμοποιεί οργανικές ενώσεις για τη λήψη χημικής ενέργειας.
• Οι οργανικές ενώσεις της φωτοσύνθεσης χρησιμεύουν ως τροφή για οργανισμούς που δεν είναι φωτοσυνθετικοί.
• Το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε οργανικές ενώσεις με φωτοσύνθεση. οργανικές ενώσεις μετατρέπονται σε διοξείδιο του άνθρακα με αναπνοή.
• Στη φωτοσύνθεση απελευθερώνεται οξυγόνο το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται στην αναπνοή.
• Η φωτοσύνθεση και η αναπνοή αποτελούν μέρος του κύκλου ζωής του άνθρακα.
• Και οι δύο διαδικασίες χρησιμοποιούν αλυσίδες μεταφορέων ηλεκτρονίων για να συλλάβουν την ενέργεια που απαιτείται για άλλες αντιδράσεις.

Μπορεί να σας ενδιαφέρει να δείτε Αυτοτροφικοί και ετεροτροφικοί οργανισμοί

βιβλιογραφικές αναφορές

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2008) Molecular Biology of the Cell 5η έκδοση. Επιστήμη Γκάρλαντ.

Διδάκτωρ Βιοχημείας από το Ινστιτούτο Επιστημονικής Έρευνας της Βενεζουέλας (IVIC), με πτυχίο στη Βιοανάλυση από το Κεντρικό Πανεπιστήμιο της Βενεζουέλας.