A sejtes légzés minden élő szervezetben zajlik, mivel ez az oxigén és glükóz szén-dioxiddá és vízré konvertálásának egyszerű folyamata, amely végül energiát termel a test sejtjeinek. Éppen ellenkezőleg, a fotoszintézis zajlik a zöld növényekben, amelyek klorofilt tartalmaznak, és napfényt és vizet használnak energiává.
Ez a két kölcsönös folyamat, ugyanazon energia- előállítási céllal, de különböző módszerek, különböző források felhasználásával és így különböző termékek kinyerésével. Még mindkettő szükséges az energiacseréhez, amelyet az élőlények igényelnek. Bár a sejtes légzést minden élő sejttípus elvégzi, akár növény, akár állat, prokariótákat vagy eukariótokat, de a fotoszintézist csak zöld növényekben és néhány baktériumban hajtják végre.
Az egyik ember elképzelheti, hogy a munkát energiaigény nélkül kell elvégezni, akár belsőleg, akár külsőleg, közvetlenül vagy közvetve. Ezért mondhatjuk, hogy ez a két folyamat a Földön az élet fenntartásának egyik alapvető eleme. Ebben a pillanatban megvizsgáljuk a különbséget a két alapvető és az energiát biztosító reakció között az élő sejtek között, ahol az egyik a sejtek légzése, a másik a fotoszintézis.
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | Sejtlégzés | Fotoszintézis |
|---|---|---|
| Jelentés | A sejtek légzése az energia átalakításának és a test különböző sejtjeinek való átadásának folyamata. Itt a glükóz és az oxigén átalakul szén-dioxiddá és vízré, és így felszabadul az energia (ATP). | A napfény és a víz energiává történő átalakításának fotoszintézisnek nevezzük azt a folyamatot, amelyet kifejezetten a zöld növények és néhány baktérium hajt végre. A klorofill nevű zöld pigment felelős az átalakulás folyamatáért. |
| Bekövetkezik | Az élő sejt, valamint zöld és nem zöld növényekben. | A fotoszintézis csak klorofilt tartalmazó növényekben fordul elő. |
| A sejtek légzése fényben (nap) és sötétben (éjszaka) történik. | A fotoszintézis csak fényben (nappal) zajlik. | |
| A reakció részt vesz | 1. Glikolízis, amely a sejt citoplazmában fordul elő. 2. A Krebs vagy a citromsav ciklus a sejt mitokondriális mátrixában fordul elő. 3. Elektronszállító lánc vagy oxidatív foszforiláció, amely a mitokondriális membránban zajlik. | 1. A kloroplaszt gradiensében bekövetkező könnyű reakció. 2. A kloroplaszt sztrómájában zajló sötét reakció vagy Calvin-ciklus. 3. Fotolízis vagy víz-köpő komplex, amely a tiroidok lumenében zajlik. |
| Energia | Ez egy exoterm reakció, mivel az energia felszabadul e folyamat során. | Ez egy endoterm folyamat, mivel az energiát tárolják vagy felhasználják. |
| A felszabaduló energiát ATP formájában használják fel különféle anyagcsere-tevékenységekben. | Az energia glükóz vagy kémiai energia formájában van, amelyet a sötét reakció során használnak fel. | |
| A potenciális energiát kinetikus energiává alakítják. | A fényenergiát potenciális energiává alakítják. | |
| Oxidatív foszforiláció | A sejtes légzésben oxidatív foszforiláció történik. | Itt történik a fotofoszforiláció. |
| Egyéb tevékenységek | Ez egy katabolikus folyamat. | Anabolikus folyamat. |
| Az oxigén és a szénhidrátok felszívódnak a folyamat során. | Felszabadult oxigén és szénhidrátok. | |
| Szén-dioxid és víz szabadul fel. | A szén-dioxid és a víz felszívódik. |
A sejtes légzés meghatározása
Ebben a folyamatban a glükóz formájában lévő szénhidrát lebontásra kerül, és az oxigénnel együtt szén-dioxiddá és vízré alakul át, és ezáltal energiát szabadít fel ATP vagy adenozin-trifoszfát formájában. Ezt az energiát különféle anyagcsere-tevékenységekhez és egyéb celluláris munkához használják.
A sejtek légzése a sejt mitokondriumaiban és citoplazmájában fordul elő. A fotoszintézissel ellentétben, éjjel-nappal működik. Bár ez nem olyan egyszerű reakció, mint mondjuk, ez egy hosszú folyamat, amely négy fő lépésen megy keresztül.
- Glikolízis (a cukor felbomlása vagy elbontása) - A sejt citoplazmájában fordul elő, ahol a C6H12O6 glükózmolekulának egy molekulája eloszlik két molekulára, a piruvsavra. Tehát itt két ATP molekulát állítanak elő az egyik glükózmolekulából.
- Átmeneti reakció - A piruvsavat eljuttatják a mitokondriumokba, ahol az átalakul Acetyl CoA-ba, és tovább bontódik.
- Citromsav vagy Krebs-ciklus - A mitokondriumok mátrixában fordul elő, ahol az Acetyl CoA megsérül, oxigén jelenlétében és négy ATP keletkezik sok NADH-val együtt. A szén-dioxid és a víz hulladékként is felszabadul e reakcióból.
- Az elektronszállító lánc (ETC) - ezt kemiozmotikus elméletnek is nevezik, amelyet Peter Mitchell javasolt. Ebben a reakcióban harminckét (32) ATP képződik minden glükózra.
Tehát az általános reakciót így írják:
A fentiekben azonban csak az aerob celluláris légzésről volt szó, amely oxigén jelenlétében fordul elő, és így egy glükózmolekulából harmincnyolc (38) ATP-molekulát termel. De mi van akkor, ha hiányzik az oxigén, például amikor futunk vagy bármilyen testgyakorlatot végzünk. Ezt anaerob állapotnak nevezzük, amikor csak két (2) ATP molekulát termelnek egy glükózmolekulából, csak a glikolízis útvonalon.
Nem megy tovább a molekulák további lebontására, mivel a test azonnali energiát igényel. Másodszor, más reakciók oxigén jelenlétében fordulnak elő, és ennek okát átugorják őket. Az anaerob reakciót erjesztésnek is nevezik.
Ezért katabolikus folyamatnak nevezik, mivel az energia bármilyen formában felszabadul, ha a nagy molekulákat kisebbekre bontja.
A fotoszintézis meghatározása
Általánosságban elmondható, hogy ha meghatározzuk a fotoszintézis folyamatát, akkor azt mondjuk: „a napfény és a víz energiává vagy ételré alakításának folyamata, amelyet a zöld növények hajtanak végre. De kémiailag ez egy oxidációs-redukciós folyamat (az oxidáció az elektronok eltávolítása, a redukció pedig az, hogy egy molekula elektronokat nyer). Ez a folyamat csak fényben (napfény), és úgynevezett fényenergiájú oxidációs folyamatban zajlik le.
A fotoszintézis a zöld növények leveleiben zajlik, különösen a kloroplasztban, amely a levelek sejtjeiben lévő apró szerkezetű. A kloroplaszt klorofilt (egy zöld vegyi anyagot) tartalmaz a levelek zöld színéért.
A klorofill felszívja a nap energiáját, és a vízmolekulákat oxigénné és hidrogénné választja el. A levelekből további oxigén szabadul fel a légkörbe, és a széndioxidot és a hidrogént táplálék vagy glükóz előállítására használják a növények számára.
Ezt a következő egyenlettel lehet kidolgozni:
Tehát mondhatjuk, hogy a fenti reakcióban a víz H2O oxidációja van napfény jelenlétében, oxigén (O2) és hidrogénionok (H +) szabadulnak fel. Az eltávolított hidrogénionok és elektronok a szén-dioxidhoz (CO2) mozognak, és szerves termékként redukálódnak. Tehát az általános képletet az az egyenlet határozza meg, amelyben a szénhidrátok (C6H12O6) képződnek a fotoszintézis során.
Noha a fenti egyenlet a teljes folyamat összefoglalása, számos enzim bevonása és egyéb reakciók is bekövetkeznek. A folyamat két szakaszra oszlik: könnyű és sötét reakció.
- Könnyű reakció - A fényenergia elnyelődik, és az elektronok átvitelére szolgál, és így adenozin-trifoszfátot (ATP) állít elő, és csökkenti a nikotin-adenin-dinukleotid-foszfát (NADPH) mennyiségét.
- Sötét reakció - Ebben a reakcióban a szén-dioxid szerves szénvegyületekké redukálódik, az ATP és a NADPH segítségével a könnyű reakció során képződött.
Főbb különbségek a sejtek légzése és a fotoszintézis között
A közelgő pontok bemutatják a sejtek légzése és a fotoszintézis közötti lényeges különbségeket:
- Az a folyamat, amelynek során a sejt energiát termel a munka elvégzéséhez, sejtes légzésként ismert. A sejt mitokondriumaiban fordul elő, ahol az oxigén és a szénhidrátok vízré és szén-dioxiddá alakulnak, és ezáltal felszabadítják az energiát. Eközben a napfény és a víz segítségével történő energiagyűjtés egy másik folyamata fotoszintézis . Bár ez a folyamat csak a zöld növényekre és csak kevés baktériumra korlátozódik. A növényekben azonban a fotoszintézist a klorofillnek nevezett pigment végzi, amely a levelekben jelenik meg.
- A sejtek légzése minden élő sejtben történik (mitokondriumokban), míg a fotoszintézis csak a klorofilltartalmú növényekben zajlik. A fotoszintézis csak nappal történik, míg a sejtek légzése esetén nincs ilyen állapot, mivel nappal és éjszaka is megtörténik.
- A sejtek légzésében részt vevő reakciók : glikolízis, Krebs vagy citromsav-ciklus, elektronszállító lánc vagy oxidatív foszforiláció. Noha a fotoszintézisben a reakciók a fény, a sötét reakció vagy a kalvin-ciklus, a fotolízis vagy a vízköpő komplexek.
- A sejtes légzés exoterm reakció, mivel az energia ATP formájában szabadul fel, és különféle metabolikus tevékenységekben felhasználható. Másrészt, a fotoszintézis endoterm folyamat, mivel az energiát tárolják vagy felhasználják, és glükóz vagy kémiai energia formájában vannak felhasználva a sötét reakció során.
- A sejtes légzési folyamat során a potenciális energiát kinetikus energiává alakítják, míg a fotoszintézis során a fény energiáját potenciális energiává alakítják .
- Még az oxidatív foszforilezés is zajlik a sejtek légzésében, míg a foszforiláció aktivitása a fotoszintézisben zajlik.
- A sejtek légzésének további fontos jellemzője, hogy katabolikus folyamat . Másodszor, az oxigén és a szénhidrátok (glükóz) felszívódnak a folyamat során, és széndioxid és víz szabadul fel. A fotoszintézis azonban anabolikus folyamat, amelynek során felszabadul az oxigén és a szénhidrát, valamint a szén-dioxid és a víz.
Következtetés
A fenti cikkből elmondhatjuk, hogy mind a biológiai folyamat kölcsönösen előnyös kapcsolatban áll, ahol az egyik folyamatból (fotoszintézis) felszabadul az oxigén, amelyet egy másik folyamatban használnak (celluláris légzés), és cserébe a szén-dioxid szabadul fel a sejtes légzési folyamat, amelyet felhasználnak a fotoszintézisben.
Azt is észrevettük, hogy mindkét módszer kémiai reakciói ellentétesek egymással, mondhatjuk, hogy ezek a folyamatok egymással függenek, bár egyikük csak növényekben zajlik.
