Διαφορά μεταξύ φωτοσύνθεσης και κυτταρικής αναπνοής
Κύρια διαφορά – Φωτοσύνθεση έναντι κυτταρικής αναπνοής
Η φωτοσύνθεση και η κυτταρική αναπνοή είναι δύο βασικές μεταβολικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην ενεργειακή μετατροπή των οικοσυστημάτων. Κατά τη φωτοσύνθεση, διοξείδιο του άνθρακα και νερό χρησιμοποιούνται στη σύνθεση οργανικών ενώσεων με τη βοήθεια του ηλιακού φωτός. Αυτές οι οργανικές ενώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα κύτταρα ως τροφή. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, παράγεται ενέργεια με τη μορφή ATP με τη διάσπαση της τροφής. Η κύρια διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής είναι ότι η φωτοσύνθεση είναι μια αναβολική διαδικασία, όπου λαμβάνει χώρα η σύνθεση οργανικών ενώσεων, αποθηκεύοντας ενέργεια λαμβάνοντας υπόψη ότι ηκυτταρική αναπνοή είναι μια καταβολική διαδικασία, όπου οι αποθηκευμένες οργανικές ενώσεις χρησιμοποιούνται, παράγοντας ενέργεια .
Αυτό το άρθρο εξερευνά,
1. Τι είναι η Φωτοσύνθεση
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Τύποι, Διαδικασία
2. Τι είναι η Κυτταρική Αναπνοή
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Τύποι, Διαδικασία
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Φωτοσύνθεσης και Κυτταρικής Αναπνοής
Τι είναι η Φωτοσύνθεση
Η φωτοσύνθεση είναι η παραγωγή γλυκόζης από διοξείδιο του άνθρακα και νερό με τη λήψη ενέργειας από το ηλιακό φως. Το αέριο οξυγόνο είναι υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης. Χρωστικές όπως η χλωροφύλλη, τα καροτενοειδή και οι φυκοβιλίνες χρησιμοποιούνται για την παγίδευση της φωτεινής ενέργειας. Επομένως, κατά τη φωτοσύνθεση, η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε δυνητική χημική ενέργεια. Στη συνέχεια, η γλυκόζη παρέχει τη μεταβολική ενέργεια σε όλες τις κυτταρικές διεργασίες στο κύτταρο.
Τύποι φωτοσύνθεσης
Οξυγονική φωτοσύνθεση και ανοξυγονική φωτοσύνθεση είναι οι δύο τύποι φωτοσύνθεσης που βρίσκονται στη γη. Τα φυτά, τα φύκια και τα κυανοβακτήρια πραγματοποιούν οξυγονική φωτοσύνθεση ενώ τα μοβ βακτήρια θείου και τα βακτήρια του πράσινου θείου πραγματοποιούν ανοξυγονική φωτοσύνθεση. Ο δότης ηλεκτρονίων στην οξυγονική φωτοσύνθεση είναι το νερό, ενώ ο δότης ηλεκτρονίων στην ανοξυγονική φωτοσύνθεση είναι μια παραλλαγή όπως το υδρόθειο και όχι το νερό. Έτσι, στην ανοξυγονική φωτοσύνθεση, το αέριο οξυγόνο δεν απελευθερώνεται ως παραπροϊόν. Οι χημικές αντιδράσεις τόσο της οξυγονικής όσο και της ανοξυγονικής φωτοσύνθεσης φαίνονται παρακάτω. 
Εικόνα 1:Φωτοσύνθεση σε φυτό
Στα φυτά, η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα σε εξειδικευμένα πλαστίδια που ονομάζονται χλωροπλάστες που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα των φωτοσυνθετικών κυττάρων. Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στις περιοχές της θυλακοειδής μεμβράνης και του στρώματος των χλωροπλαστών. Το πρώτο στάδιο της φωτοσύνθεσης είναι η αντίδραση φωτός . Στη θυλακοειδή μεμβράνη της grana βρίσκονται φωτοκέντρα που οργανώνουν τις φωτοσυνθετικές χρωστικές σε αυτά. Το φως απορροφάται από το φωτοσύστημα I και II , τα οποία είναι τα δύο πρωτεϊνικά σύμπλοκα που βρίσκονται στη θυλακοειδή μεμβράνη, και το απορροφούμενο φως μεταφέρεται σε φωτοκέντρα. Τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που παράγουν μεταφέρονται στο τρίτο πρωτεϊνικό σύμπλεγμα, το σύμπλοκο κυτοχρώματος bf. Τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας στο PSI μεταφέρονται σε μια σειρά από φορείς φερροδοξίνης και τελικά, αυτά τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στο NADP+ από το ένζυμο NADPH αναγωγάση, σχηματίζοντας NADP. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης φωτός, παράγεται αέριο οξυγόνο με διάσπαση του νερού ενώ παράγονται NADP και ATP.
Το δεύτερο στάδιο της φωτοσύνθεσης είναι η σκοτεινή αντίδραση , όπου το NADPH και το ATP που παράγονται σε αντίδραση φωτός χρησιμοποιούνται ως πηγές ενέργειας για τη σύνθεση της γλυκόζης. Η σκοτεινή αντίδραση εμφανίζεται στο στρώμα. Η σκοτεινή αντίδραση ονομάζεται επίσης κύκλος Calvin . Εκτός από τη γλυκόζη, 18 ATP και 12 NADPH παράγονται κατά τη διάρκεια του κύκλου Calvin. Τα 18 ATP χρησιμοποιούνται από τον ίδιο τον κύκλο Calvin. Το 12 NADPH περιέχει 24 ηλεκτρόνια που μεταφέρονται στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων , που είναι το τρίτο στάδιο της φωτοσύνθεσης. Το ένζυμο συνθάσης ATP στη μεμβράνη του θυλακοειδούς μεταφέρει τα 24 ηλεκτρόνια σε 12 μόρια νερού, παράγοντας 6 μόρια οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία μεταφοράς ηλεκτρονίων ονομάζεται φωτοφωσφορυλίωση . Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης φαίνεται στο σχήμα 2 .
Εικόνα 2:Μηχανισμός φωτοσύνθεσης
Τι είναι η κυτταρική αναπνοή
Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία που μετατρέπει τη βιοχημική ενέργεια σε ενέργεια στο ATP, εξαλείφοντας το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό ως απόβλητα. Εμφανίζεται σε όλους τους οργανισμούς που ζουν στη γη. Τα αποθηκευμένα τρόφιμα όπως οι υδατάνθρακες, τα λίπη και οι πρωτεΐνες σε οργανισμούς χρησιμοποιούνται με τη μορφή γλυκόζης μέσω της κυτταρικής αναπνοής.
Τύποι κυτταρικής αναπνοής
Η αερόβια αναπνοή και η αναερόβια αναπνοή είναι οι δύο τύποι αναπνοής που υπάρχουν στη γη. Στην αερόβια αναπνοή , ο οξειδωτικός παράγοντας ή ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι το μοριακό οξυγόνο. Ένα μόριο γλυκόζης περιέχει ενέργεια επαρκή για την παραγωγή 30 ATP με οξειδωτική φωσφορυλίωση. Κατά τηναναερόβια αναπνοή , ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι είτε ανόργανα θειικά άλατα είτε νιτρικά. Η αναερόβια αναπνοή συμβαίνει σε υδροθερμικές οπές στη βαθιά θάλασσα. Ζύμωση είναι επίσης ένα είδος αναερόβιας αναπνοής, που συμβαίνει όταν το πυροσταφυλικό μεταβολίζεται στο κυτταρόπλασμα χωρίς οξυγόνο. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα και η ζύμωση αιθανόλης στη ζύμη είναι οι δύο τύποι ζύμωσης που απαντώνται μεταξύ των οργανισμών. Μόνο δύο ATP παράγονται ανά μόριο γλυκόζης κατά τη ζύμωση. Η χημική αντίδραση της κυτταρικής αναπνοής φαίνεται παρακάτω. 
Εικόνα 3:Κυτταρική αναπνοή στους ανθρώπους
Στους ευκαρυώτες, η κυτταρική αναπνοή συμβαίνει σε εξειδικευμένα οργανίδια που ονομάζονται μιτοχόνδρια. Στα προκαρυωτικά, εμφανίζεται στο ίδιο το κυτταρόπλασμα. Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα στη μήτρα, την εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων και το κυτταρόπλασμα επίσης. Το πρώτο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής είναι ηγλυκόλυση . Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η γλυκόζη (C6) διασπάται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού (C3) στο κυτταρόπλασμα. Στη συνέχεια εισάγονται δύο μόρια πυροσταφυλικού στα μιτοχόνδρια. Παρουσία οξυγόνου, το πυροσταφυλικό συνδυάζεται με το οξαλοξικό (C4) για να σχηματίσει κιτρικό (C6), εξαλείφοντας το ακετυλο-CoA κατά τη διάρκεια του κύκλου του κιτρικού οξέος. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος είναι το δεύτερο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής, το οποίο ονομάζεται επίσης κύκλος Krebs . Κατά τη διάρκεια του κύκλου Krebs, το διοξείδιο του άνθρακα αποβάλλεται ως απόβλητο, ενώ μειώνεται το NAD σε NADH. 6NADH, 2FADH2 και 2ATPs ανά ένα μόριο γλυκόζης παράγονται από τον κύκλο του Krebs. Οξειδωτική φωσφορυλίωση , που είναι το τρίτο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής εμφανίζεται στους μιτοχονδριακούς κρύστες από το ένζυμο συνθάση ATP, παράγοντας 30ATPs. Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής φαίνεται στην εικόνα 4 .
Εικόνα 4:Μηχανισμός κυτταρικής αναπνοής
Διαφορά μεταξύ φωτοσύνθεσης και κυτταρικής αναπνοής
Παρουσία
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση βρίσκεται μόνο σε χλωρόφυλλα κύτταρα.
Κυτταρική αναπνοή: Η κυτταρική αναπνοή βρίσκεται σε όλα τα κύτταρα στη γη.
Ορισμός
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση είναι η παραγωγή γλυκόζης από διοξείδιο του άνθρακα και νερό με τη λήψη ενέργειας από το ηλιακό φως.
Κυτταρική αναπνοή: Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία που μετατρέπει τη βιοχημική ενέργεια σε ενέργεια στο ATP, εξαλείφοντας το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό ως απόβλητα.
Οργανίδια
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στη θυλακοειδή μεμβράνη και στο στρώμα των χλωροπλαστών στα φυτά.
Κυτταρική αναπνοή: Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα στη μήτρα και την εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων και του κυτταροπλάσματος στους ευκαρυώτες.
Σκοτάδι/Φως
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται μόνο στο φως.
Κυτταρική αναπνοή: Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα τόσο στο φως όσο και στο σκοτάδι.
Βήματα
Φωτοσύνθεση: Η αντίδραση φωτός, η αντίδραση στο σκοτάδι και η φωτόλυση είναι τα τρία στάδια της φωτοσύνθεσης.
Κυτταρική αναπνοή: Η γλυκόλυση, ο κύκλος του κιτρικού οξέος και η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι τα τρία βήματα στην κυτταρική αναπνοή.
Οξυγόνο/διοξείδιο του άνθρακα/νερό
Φωτοσύνθεση: Κατά τη φωτοσύνθεση χρησιμοποιούνται διοξείδιο του άνθρακα και νερό και απελευθερώνεται οξυγόνο.
Κυτταρική αναπνοή: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται και διοξείδιο του άνθρακα και νερό απελευθερώνονται κατά την κυτταρική αναπνοή.
Μεταβολισμός
Φωτοσύνθεση: Η φωτοσύνθεση είναι μια αναβολική διαδικασία, η οποία συνθέτει πολύπλοκες οργανικές ενώσεις.
Κυτταρική αναπνοή: Η κυτταρική αναπνοή είναι μια καταβολική διαδικασία, η οποία αποικοδομεί οργανικές ενώσεις.
Υδατάνθρακες
Φωτοσύνθεση: Οι υδατάνθρακες συντίθενται κατά τη φωτοσύνθεση.
Κυτταρική αναπνοή: Οι υδατάνθρακες χρησιμοποιούνται κατά την κυτταρική αναπνοή.
Ενέργεια
Φωτοσύνθεση: Η ενέργεια αποθηκεύεται κατά τη φωτοσύνθεση. Ως εκ τούτου, η φωτοσύνθεση είναι μια ενδόθερμη διαδικασία.
Κυτταρική αναπνοή: Η ενέργεια απελευθερώνεται κατά την κυτταρική αναπνοή. Ως εκ τούτου, η κυτταρική αναπνοή είναι μια εξώθερμη διαδικασία.
Μορφή Ενέργειας
Φωτοσύνθεση: Η χημική ενέργεια αποθηκεύεται στους δεσμούς σχηματισμού οργανικών ενώσεων.
Κυτταρική αναπνοή: Η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή ATP, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί από άλλες κυτταρικές διεργασίες.
Ξηρό βάρος
Φωτοσύνθεση: Το ξηρό βάρος του φυτού αυξάνεται κατά τη φωτοσύνθεση.
Κυτταρική αναπνοή: Το ξηρό βάρος του οργανισμού μειώνεται κατά την κυτταρική αναπνοή.
Τύπος φωσφορυλίωσης
Φωτοσύνθεση: Η φωτοφωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης.
Κυτταρική αναπνοή: Η οξειδωτική φωσφορυλίωση συμβαίνει κατά την κυτταρική αναπνοή.
Μετατροπή ενέργειας
Φωτοσύνθεση: Κατά τη φωτοσύνθεση, η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε δυναμική ενέργεια.
Κυτταρική αναπνοή: Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
Τελικός αποδέκτης ηλεκτρονίων
Φωτοσύνθεση: Ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι το νερό.
Κυτταρική αναπνοή: Ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι το μοριακό οξυγόνο.
Χρωστικές ουσίες
Φωτοσύνθεση: Η χλωροφύλλη είναι ο κύριος τύπος χρωστικής που εμπλέκεται στη φωτοσύνθεση.
Κυτταρική αναπνοή: Οι χρωστικές δεν εμπλέκονται στην κυτταρική αναπνοή.
Συνένζυμα
Φωτοσύνθεση: Το NADP είναι το συνένζυμο που χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση.
Κυτταρική αναπνοή: Το NAD και το FAD είναι τα συνένζυμα που χρησιμοποιούνται στην κυτταρική αναπνοή.
Συμπέρασμα
Η φωτοσύνθεση και η κυτταρική αναπνοή είναι οι δύο κύριες μεταβολικές διεργασίες που συμβαίνουν στους οργανισμούς, οδηγώντας όλες τις κυτταρικές διεργασίες στο σώμα. Η φωτοσύνθεση συμβαίνει μόνο σε χλωρόφυλλους οργανισμούς. Έχει την υψηλότερη συνεισφορά στην παραγωγή τροφής για όλες τις ζωντανές μορφές στη γη. Ως εκ τούτου, οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί βρίσκονται ως κύριοι παραγωγοί στις τροφικές αλυσίδες. Κατά τη φωτοσύνθεση, η γλυκόζη παράγεται από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό χρησιμοποιώντας την ενέργεια από το ηλιακό φως. Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί περιέχουν ειδικές χρωστικές όπως χλωροφύλλη και καροτενοειδή για να παγιδεύουν το φως. Αντίθετα, η κυτταρική αναπνοή συμβαίνει σε όλες τις ζωντανές μορφές στη γη. Κατά την αναπνοή, τα τρόφιμα οξειδώνονται προκειμένου να ληφθεί η δυνητική ενέργεια που αποθηκεύεται με τη μορφή ATP. Το ATP τροφοδοτεί σχεδόν όλες τις κυτταρικές διεργασίες στο κύτταρο. Το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό παράγονται ως απόβλητα κατά την κυτταρική αναπνοή. Το αέριο οξυγόνο απελευθερώνεται κατά τη φωτοσύνθεση, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κυτταρική αναπνοή. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής είναι η συμβολή τους στο μεταβολισμό ενός κυττάρου.
Αναφορά:
Cooper, Geoffrey M. "Photosynthesis." The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 03 Απρ. 2017.
Berg, Jeremy M. "The Citric Acid Cycle." Βιοχημεία. 5η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 04 Απρ. 2017.
Cooper, Geoffrey M. «Metabolic Energy». The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 04 Απρ. 2017.
