Differenza tra fotosintesi e respirazione
Il fotosintesi È il processo biologico in cui l'energia solare viene utilizzata per trasformare l'anidride carbonica e l'acqua in carboidrati e ossigeno. Il respirazione cellulare è il processo biologico mediante il quale carboidrati e ossigeno vengono trasformati per produrre energia sotto forma di ATP.
| Fotosintesi | Respirazione | |
|---|---|---|
| Definizione | Processo di formazione di composti organici guidati dalla luce. | Processo di utilizzo di composti organici per ottenere energia chimica. |
| Dove si fa? |
Cloroplasti (piante e alghe) Membrana plasmatica (cianobatteri) |
Citoplasma e mitocondri (eucarioti) Membrana plasmatica (batteri, archaea) |
| Chi lo fa? |
Organismi fotoautotrofi:
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La maggior parte degli organismi viventi:
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| Cosa produce? |
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| Fasi |
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| Catena di trasporto degli elettroni | Fotosistemi I e II | Complessi I, II, III e IV |
| tipi |
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| Importanza |
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| Equazione | 6CO2 + 6H2O + luce → C6H12O6 + 6O2 | C6H12O6+ 6O2→ 6CO2+ 6H2O + ATP |
Cos'è la fotosintesi?
La fotosintesi è il processo di trasformazione dell'anidride carbonica e dell'acqua per formare zuccheri e ossigeno. In questo processo l'energia della luce si trasforma in energia chimica.
Gli organismi che svolgono la fotosintesi sono fotoautotrofi: piante, alghe e cianobatteri. Nelle piante, la fotosintesi avviene nelle foglie, dove si trovano i cloroplasti. Nei cianobatteri, il meccanismo fotosintetico si trova nella membrana plasmatica.
La reazione chimica generale della fotosintesi è riassunta nella seguente equazione:
6CO2 + 6H2O + luce → C6H12O6 + 6O2
dove da anidride carbonica, acqua ed energia luminosa si ottengono glucosio e ossigeno che viene rilasciato nell'atmosfera.
Fasi della fotosintesi
Le reazioni di fotosintesi sono classificate in due fasi:
- Fase dipendente dalla luce: L'energia derivata dalla luce solare attiva un elettrone nella clorofilla, che entra nella catena di trasporto degli elettroni del cloroplasto e produce ATP, ossigeno e agenti riducenti.
- Fase indipendente dalla luce (o fase oscura): vengono effettuate reazioni di fissazione del carbonio, dove ATP e agenti riducenti prodotti nella fase chiara per convertire l'anidride carbonica in zucchero.
Tipi di fotosintesi
Le piante possono essere differenziate per il tipo di fotosintesi che svolgono:
- Fotosintesi C3: Nella maggior parte delle piante l'anidride carbonica si lega alla molecola di acido fosfoglicerico a tre atomi di carbonio.
- Fotosintesi C4: Nel mais e nella canna da zucchero, l'anidride carbonica si lega alla molecola a quattro atomi di carbonio dell'acido ossalacetico.
- Fotosintesi CAM: presente nelle piante succulente.
Cos'è la respirazione cellulare?
Il respirazione È il processo cellulare che consente di utilizzare l'energia immagazzinata nei carboidrati utilizzando l'ossigeno. I prodotti sono anidride carbonica, ATP e acqua. L'ATP viene utilizzato per le reazioni metaboliche mentre la CO2 lascia la cellula e viene quindi eliminato.
La maggior parte degli organismi viventi effettua la respirazione cellulare:
- nelle piante, negli animali, nei funghi e nei protozoi si svolge nei mitocondri e nel citoplasma.
- In alcuni batteri e archaea viene effettuato sulla membrana plasmatica.
Il reazione chimica generale della respirazione è riassunta nella seguente equazione:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
dove il glucosio reagisce con l'ossigeno producendo ATP, anidride carbonica e acqua.
Fasi della respirazione cellulare
Le reazioni di respirazione cellulare possono essere classificate in tre fasi:
- glicolisi: è la prima via di decomposizione del glucosio per ottenere energia, piruvato e agenti riducenti.
- Ciclo di Krebs o ciclo dell'acido citricoIl piruvato entra in un ciclo di reazioni enzimatiche per scomporre in anidride carbonica e produrre ATP e agenti riducenti.
- Fosforilazione ossidativa: è la via metabolica che cattura gli elettroni e gli agenti riducenti per produrre più ATP.
Tipi di respirazione cellulare
La respirazione può essere di due tipi a seconda del composto che accetta gli elettroni:
- Respirazione aerobica: ossigeno O2 è la molecola che accetta gli elettroni per trasformarsi in acqua (H2O).
- Respirazione anaerobica: in ambienti dove O non è presente2Alcuni microrganismi (batteri e archaea) utilizzano altre molecole come accettori di elettroni, ad esempio solfati e nitrati.
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Relazione tra fotosintesi e respirazione cellulare
La fotosintesi e la respirazione sono processi complementari:
- La fotosintesi utilizza l'energia solare per produrre composti organici; la respirazione utilizza composti organici per ottenere energia chimica.
- I composti organici della fotosintesi servono da cibo per gli organismi non fotosintetici.
- L'anidride carbonica viene trasformata in composti organici mediante la fotosintesi; i composti organici vengono trasformati in anidride carbonica mediante la respirazione.
- Nella fotosintesi viene rilasciato ossigeno che viene poi utilizzato nella respirazione.
- La fotosintesi e la respirazione fanno parte del ciclo di vita del carbonio.
- Entrambi i processi utilizzano catene di trasportatori di elettroni per catturare l'energia necessaria per altre reazioni.
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Riferimenti
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2008) Biologia molecolare della cellula 5a ed. Scienza della ghirlanda.
Dottore in Biochimica presso l'Istituto Venezuelano di Ricerca Scientifica (IVIC), con una laurea in Bioanalisi presso l'Università Centrale del Venezuela.
