Πώς συνδέονται η φωτοσύνθεση και η κυτταρική αναπνοή σε μοριακό επίπεδο;
φωτοσύνθεση:
* εισόδους: Διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (H2O) και ηλιακό φως
* Έξοδοι: Γλυκόζη (C6H12O6) και οξυγόνο (O2)
Κυτταρική αναπνοή:
* εισόδους: Γλυκόζη (C6H12O6) και οξυγόνο (O2)
* Έξοδοι: Διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (H2O) και ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη, το ενεργειακό νόμισμα της κυττάρου)
Μοριακή σύνδεση:
1. Γλυκόζη ως σύνδεσμος: Η βασική σύνδεση έγκειται στην παραγωγή της γλυκόζης κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης και της χρησιμοποίησής της ως πρωταρχικής πηγής καυσίμου στην κυτταρική αναπνοή.
2. Ανταλλαγή οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα: Η φωτοσύνθεση καταναλώνει CO2 και απελευθερώνει O2, ενώ η κυτταρική αναπνοή καταναλώνει O2 και απελευθερώνει CO2. Αυτό δημιουργεί έναν συνεχή κύκλο ανταλλαγής αερίων μεταξύ αυτών των διαδικασιών.
3. Μεταφορά ενέργειας: Η φωτοσύνθεση μετατρέπει την ελαφριά ενέργεια σε χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε μόρια γλυκόζης. Η κυτταρική αναπνοή στη συνέχεια διασπά τη γλυκόζη για να απελευθερώσει αυτή την αποθηκευμένη χημική ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ, η οποία χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία διαφόρων κυτταρικών διεργασιών.
Λεπτομερής κατανομή:
* φωτοσύνθεση:
* Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως: Το φως του ήλιου συλλαμβάνεται από τη χλωροφύλλη, μια χρωστική ουσία σε χλωροπλάστες, για την παραγωγή ΑΤΡ και NADPH (μειωμένο παράγοντα).
* Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin): Το CO2 ενσωματώνεται σε οργανικά μόρια χρησιμοποιώντας ΑΤΡ και NADPH από τις εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις, παράγοντας τελικά γλυκόζη.
* Κυτταρική αναπνοή:
* γλυκόλυση: Η γλυκόζη χωρίζεται σε πυροσταφυλικό, δημιουργώντας μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ.
* κύκλος Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος): Το πυροσταφυλικό οξειδώνεται περαιτέρω σε CO2, δημιουργώντας φορείς ΑΤΡ και ηλεκτρονίων (NADH και FADH2).
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Τα ηλεκτρόνια από το NADH και το FADH2 περνούν κατά μήκος μιας σειράς μορίων, απελευθερώνοντας ενέργεια που χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων σε μια μεμβράνη. Αυτή η κλίση πρωτονίων οδηγεί στην παραγωγή του ΑΤΡ.
Στην ουσία, η φωτοσύνθεση παράγει το καύσιμο (γλυκόζη) και το οξυγόνο που είναι απαραίτητο για την κυτταρική αναπνοή, ενώ η κυτταρική αναπνοή απελευθερώνει την ενέργεια που αποθηκεύεται στη γλυκόζη και παράγει το CO2 που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση. Αυτή η περίπλοκη αλληλεπίδραση αποτελεί θεμελιώδη βάση για τη ζωή στη Γη.
