Bunkové dýchanie prebieha v každom živom organizme, pretože je to jednoduchý proces premeny kyslíka a glukózy na oxid uhličitý a vodu a nakoniec produkcia energie pre bunky tela. Naopak, fotosyntéza sa vyskytuje v zelených rastlinách, ktoré obsahujú chlorofyl a využívajú slnečné svetlo a vodu na premenu na energiu.
Toto sú dva recipročné procesy s rovnakým cieľom získavania energie, ale s použitím rôznych metód, rôznych zdrojov, a teda rozdávania rôznych produktov. Dokonca aj oboje je potrebné na výmenu energie, ktorú vyžadujú živé bytosti. Hoci bunkové dýchanie sa vykonáva všetkými typmi živých buniek, či už rastlina alebo zviera, prokaryoty alebo eukaryoty, ale fotosyntéza sa vykonáva iba v zelených rastlinách a len v niekoľkých baktériách.
Nie je možné si predstaviť prácu, ktorá sa má vykonať bez potreby energie, či už interne alebo externe, priamo alebo nepriamo. Preto môžeme povedať, že tieto dva procesy sú jedným zo základných prvkov udržiavania života na Zemi. V tejto chvíli zvážime rozdiel medzi dvoma podstatnými reakciami a reakciami dodávajúcimi energiu živým bunkám, kde jedna je bunková respirácia a druhá je fotosyntéza.
Porovnávacia tabuľka
| Základ pre porovnanie | Bunkové dýchanie | fotosyntéza |
|---|---|---|
| zmysel | Bunkové dýchanie je proces premeny energie a jej dodávania do rôznych buniek tela. Tu sa glukóza a kyslík premieňajú na oxid uhličitý a vodu, a tak sa uvoľňuje energia (ATP). | Proces využívania slnečného svetla a vody na jeho premenu na energiu sa nazýva fotosyntéza, ktorú špeciálne vykonávajú zelené rastliny a málo baktérií. Za tento proces premeny je zodpovedný zelený pigment nazývaný chlorofyl. |
| Vyskytuje sa v | Živá bunka, tiež v zelených a nezelených rastlinách. | Fotosyntéza sa vyskytuje iba u rastlín obsahujúcich chlorofyl. |
| Bunkové dýchanie sa vyskytuje vo svetle (deň), ako aj v tme (noc). | Fotosyntéza prebieha iba vo svetle (deň). | |
| Zahrnutá reakcia | 1. Glykolýza, ktorá sa vyskytuje v bunkovej cytoplazme. 2. Krebs alebo cyklus kyseliny citrónovej sa vyskytujú v mitochondriálnej matrici bunky. 3. Elektrónový transportný reťazec alebo oxidačná fosforylácia, ktorá sa vyskytuje v mitochondriálnej membráne. | 1. Svetelná reakcia, ktorá sa vyskytuje v šupke chloroplastu. 2. Temná reakcia alebo Calvinov cyklus prebiehajúci v stróme chloroplastu. 3. Fotolýza alebo komplex na pľuvanie vody, ku ktorému dochádza v lúmene tylakoidu. |
| energie | Ide o exotermickú reakciu, pretože počas tohto procesu sa uvoľňuje energia. | Je to endotermický proces, keď sa energia ukladá alebo využíva. |
| Uvoľnená energia je vo forme ATP a používa sa pri rôznych metabolických činnostiach. | Energia je vo forme glukózy alebo chemickej energie, ktorá sa používa počas temnej reakcie. | |
| Potenciálna energia sa premieňa na kinetickú energiu. | Svetelná energia sa premieňa na potenciálnu energiu. | |
| Oxidačná fosforylácia | Pri bunkovej respirácii dochádza k oxidačnej fosforylácii. | Tu nastane fotofosforylácia. |
| Iné aktivity | Je to katabolický proces. | Je to anabolický proces. |
| Kyslík a uhľohydráty sa v procese absorbujú. | Uvoľňuje sa kyslík a uhľohydráty. | |
| Uvoľňuje sa oxid uhličitý a voda. | Absorbuje sa oxid uhličitý a voda. |
Definícia bunkového dýchania
Pri tomto postupe sa uhľovodík vo forme glukózy rozkladá a spolu s kyslíkom sa premieňa na oxid uhličitý a vodu, čím uvoľňuje energiu ako ATP alebo adenozíntrifosfát. Táto energia sa používa na rôzne metabolické činnosti a ďalšie bunkové práce.
Bunkové dýchanie sa vyskytuje v mitochondriách a cytoplazme bunky. Na rozdiel od fotosyntézy to funguje vo dne iv noci. Hoci to nie je taká jednoduchá reakcia, ako hovoríme, je to dlhý proces, ktorý prechádza štyrmi hlavnými krokmi.
- Glykolýza (štiepenie alebo štiepenie cukru) - Vyskytuje sa v cytoplazme bunky, kde sa jedna molekula glukózy C6H12O6 rozdelí na dve molekuly kyseliny pyruvovej. Preto sú z jednej molekuly glukózy generované dve molekuly ATP.
- Prechodná reakcia - Kyselina pyruvová sa odosiela do mitochondrií, kde sa premení na acetyl CoA a ďalej sa rozloží.
- Cyklus kyseliny citrónovej alebo Krebsov cyklus - Vyskytuje sa v matrici mitochondrií, kde je rozbitý Acetyl CoA, v prítomnosti kyslíka a sú generované štyri ATP spolu s mnohými NADH. Dokonca aj oxid uhličitý a voda sa uvoľňujú ako odpadový produkt z tejto reakcie.
- The Electron Transport Chain (ETC) - toto je známe aj ako chemiosmotická teória, ktorú navrhol Peter Mitchell. V tejto reakcii sa generuje tridsaťdva (32) ATP pre každú glukózu.
Takže celková reakcia je napísaná takto:
Vyššie sme však diskutovali len o aeróbnom dýchaní buniek, ktoré sa vyskytuje v prítomnosti kyslíka, čo vedie k produkcii tridsaťosem (38) molekúl ATP z jednej glukózovej molekuly. Ale čo v prípade, keď je nedostatok kyslíka, ako keď bežíme alebo keď vykonávame akékoľvek cvičenie. Nazýva sa to anaeróbny stav, keď produkujú iba dve (2) molekuly ATP z jednej molekuly glukózy iba z glykolýzy.
Nepodlieha ďalšiemu rozkladu molekúl, pretože telo potrebuje v túto chvíľu okamžitú energiu. Po druhé, ďalšie reakcie sa vyskytujú v prítomnosti kyslíka, a preto sú vynechané. Anaeróbna reakcia sa tiež nazýva fermentácia .
Preto sa nazýva katabolickým procesom, pretože energia sa uvoľňuje v akejkoľvek forme rozdelením veľkých molekúl na menšie.
Definícia fotosyntézy
Všeobecne povedané, ak definujeme proces fotosyntézy, povieme „proces premeny slnečného žiarenia a vody na energiu alebo jedlo, ktorý vykonávajú zelené rastliny. Ale chemicky je to oxidačno-redukčný proces (oxidácia je odstránenie elektrónov a redukcia je získanie elektrónov molekulou). Tento proces sa vyskytuje iba na svetle (slnečné svetlo) a takzvaný ako oxidačný proces napájaný svetlom .
Fotosyntéza sa vyskytuje v listoch zelených rastlín, najmä v chloroplaste, čo je malá štruktúra prítomná v bunkách listov. Chloroplast obsahuje chlorofyl (zelená chemikália), ktorý je zodpovedný za zelenú farbu listov.
Chlorofyl absorbuje slnečnú energiu a používa sa na oddelenie molekúl vody na kyslík a vodík. Ďalej sa z listov uvoľňuje do atmosféry kyslík a oxid uhličitý a vodík sa používajú na výrobu potravy alebo glukózy pre rastliny.
Dá sa rozpracovať pomocou nasledujúcej rovnice:
Môžeme teda povedať, že pri vyššie uvedenej reakcii dochádza k oxidácii vody H2O v prítomnosti slnečného svetla a uvoľňujú sa kyslík (O2) a vodíkové ióny (H +). Odstránené vodíkové ióny a elektróny sa presunuli do oxidu uhličitého (CO2) a redukujú sa ako organický produkt. Takže celková reakcia, pri ktorej sa počas fotosyntézy vytvárajú uhľohydráty (C6H12O6), je definovaná v rovnici.
Aj keď vyššie uvedená rovnica je zhrnutím celého procesu, vyskytuje sa aj účasť mnohých enzýmov a iných reakcií. Tento proces je rozdelený do dvoch stupňov: reakcia svetla a reakcia temnoty.
- Svetelná reakcia - Svetelná energia je absorbovaná a používa sa na prenos elektrónov, a tým produkuje adenozíntrifosfát (ATP) a redukciu nikotínadeníndinukleotidfosfátu (NADPH).
- Temná reakcia - V tomto prípade sa oxid uhličitý redukuje na organické zlúčeniny uhlíka pomocou ATP a NADPH, ktoré sa tvoria pri svetelnej reakcii.
Kľúčové rozdiely medzi respiráciou buniek a fotosyntézou
Nasledujúce body budú predstavovať podstatné rozdiely medzi bunkovým dýchaním a fotosyntézou:
- Proces, v ktorom sa produkuje energia pre prácu bunky, sa nazýva bunkové dýchanie . Vyskytuje sa v mitochondriách bunky, kde sa kyslík a uhľohydráty premieňajú na vodu a oxid uhličitý a uvoľňujú tak energiu. Medzitým je ďalší proces získavania energie pomocou slnečného svetla a vody známy ako fotosyntéza . Aj keď je tento proces obmedzený iba na zelené rastliny a málo baktérií. Avšak v rastlinách je fotosyntéza uskutočňovaná pigmentom nazývaným chlorofyl, ktorý sa vyskytuje v listoch.
- Bunkové dýchanie sa uskutočňuje vo všetkých živých bunkách (v mitochondriách), zatiaľ čo fotosyntéza sa vyskytuje iba u rastlín obsahujúcich chlorofyl. Fotosyntéza sa vyskytuje iba vo dne, zatiaľ čo v prípade bunkovej respirácie neexistuje taký stav, ktorý sa vyskytuje aj v deň, ako aj v noci.
- Reakciou pri bunkovej respirácii je glykolýza, Krebsov cyklus alebo kyselina citrónová, elektrónový transportný reťazec alebo oxidačná fosforylácia. Hoci vo fotosyntéze sú zahrnutými reakciami Svetelná reakcia, Temná reakcia alebo Kalvinov cyklus, Fotolýza alebo Komplex pľuvania vodou.
- Bunková respirácia je exotermická reakcia, pretože energia sa uvoľňuje vo forme ATP a používa sa pri rôznych metabolických činnostiach. Na druhej strane fotosyntéza je endotermický proces, pretože energia sa ukladá alebo využíva a je vo forme glukózy alebo chemickej energie, ktorá sa používa počas temnej reakcie.
- V bunkovom dýchacom procese sa potenciálna energia premieňa na kinetickú energiu, zatiaľ čo vo fotosyntéze sa svetelná energia premieňa na potenciálnu energiu .
- Dokonca aj oxidačná fosforylácia sa uskutočňuje pri dýchaní buniek, zatiaľ čo fosforylačná aktivita sa vyskytuje pri fotosyntéze.
- Ďalšími dôležitými znakmi bunkového dýchania sú katabolické procesy . Po druhé, kyslík a uhľohydráty (glukóza) sa v procese absorbujú a uvoľňuje sa oxid uhličitý a voda. Fotosyntéza je anabolický proces, pri ktorom sa uvoľňuje kyslík a uhľohydráty a absorbuje sa oxid uhličitý a voda.
záver
Z vyššie uvedeného článku môžeme povedať, že oba biologické procesy sú vo vzájomne prospešnom vzťahu, kde z jedného procesu (fotosyntéza) sa uvoľňuje kyslík, ktorý sa používa v inom procese (bunkové dýchanie) a na oplátku sa oxid uhličitý uvoľňuje z bunkový dýchací proces, ktorý sa využíva pri fotosyntéze.
Tiež sme si všimli, že chemické reakcie oboch metód sú navzájom protichodné, môžeme povedať, že ide o vzájomne závislý proces, hoci jedna z nich prebieha iba v rastlinách.
