Cellular respiration en fotosynthese zijn in wezen tegengestelde processen. Fotosynthese is het proces waarmee organismen hoog-energetische verbindingen--de glucose suiker met name--chemische "vermindering" van kooldioxide (CO2 leveren). Cellular respiration, aan de andere kant houdt de afbraak van glucose en andere verbindingen via chemische "oxidatie." Fotosynthese verbruikt CO2 en produceert zuurstof. Cellular respiration verbruikt zuurstof en produceert CO2.
Fotosynthese
In de fotosynthese, wordt energie uit licht omgezet in chemische energie van de bindingen tussen de atomen die macht binnen cellen verwerkt. Fotosynthese ontstaan in organismen 3,5 miljard jaar geleden, complexe biochemische en biofysische mechanismen geëvolueerd en vandaag komt voor in planten en eencellige organismen. Het is vanwege de fotosynthese dat de atmosfeer van aarde en zeeën bevatten zuurstof.
Hoe fotosynthese werkt
In de fotosynthese, worden CO2 en zonlicht gebruikt voor de productie van glucose (suiker) en moleculaire zuurstof (O2). Deze reactie vindt plaats bij de verschillende stappen in twee fasen: de fase van de lichte en de donkere fase.
In de lichte fase, energie uit licht bevoegdheden reacties dat water zuurstof vrij te splitsen. In het proces, worden hoog-energetische moleculen ATP en NADPH, gevormd. De chemische bindingen in deze verbindingen slaan de energie. Zuurstof is een bijproduct, en deze fase van fotosynthese is het tegenovergestelde van oxidatieve phosporylation van het cellulaire ademhaling proces, besproken, waarbij zuurstof wordt verbruikt.
De donkere fase van fotosynthese is ook bekend als de Calvin Cycle. In deze fase, die gebruik maakt van de producten van de lichte fase, CO2 wordt gebruikt om de suiker, glucose.
Cellular Respiration
Cellular respiration is de biochemische analyse van een substraat door oxidatie, waarin de elektronen van het substraat worden overgebracht naar een "elektron acceptor," die kan om het even welk van een verscheidenheid van verbindingen, of zuurstofatomen. Als het substraat een koolstof en zuurstof-bevattende samengestelde, zoals glucose is, wordt kooldioxide (CO2) geproduceerd door glycolyse, de afbraak van glucose.
Glycolyse, die in het cytoplasma van een cel plaatsvindt, breekt glucose tot pyruvaat, een meer "geoxideerde" compound. Als genoeg zuurstof aanwezig is, pakt pyruvaat naar gespecialiseerde organellen, zogenaamde mitochondriën. Daar is het opgesplitst in acetaat en CO2. De CO2 is releasd. De acetaat treedt een reactie systeem bekend als de Krebs cyclus.
De Krebs-cyclus
In de citroenzuurcyclus, wordt acetaat afgebroken verdere zodat haar resterende koolstofatomen worden uitgebracht als CO2. Dit is het tegenovergestelde van een aspect van fotosynthese, de binding van koolstof uit CO2 samen om suiker. Naast CO2 energiegebruik de glycolyse en citroenzuurcyclus van de chemische bindingen van substraten (zoals glucose) te vormen van de hoog-energetische verbindingen zoals ATP en GTP, die worden gebruikt door mobiele systemen. Ook geproduceerd zijn hoog-energetische, verminderd verbindingen: NADH en FADH2. Deze verbindingen zijn de middelen waarmee elektronen, die in het bezit van de energie afkomstig oorspronkelijk uit glucose of een ander levensmiddel samengestelde, worden overgedragen naar het volgende proces, genaamd de elektronentransport keten.
Elektronentransport ketting en oxidatieve fosforylatie
In het elektronentransport verminderd keten, die in dierlijke cellen zich meestal op de innerlijke membranen van mitochondriën bevindt, producten zoals NADH en FADH2 worden gebruikt te maken van een proton verloop--een onbalans in de concentratie van de ongepaarde waterstofatomen aan de ene kant van het membraan vs. anderzijds. Het verloop van de proton, drijft op zijn beurt, de productie van meer ATP, in een proces genaamd oxidatieve fosforylering.
Algemene gevolgen
Globaal, fotosynthese impliceert de energieke van elektronen door lichtenergie om te verminderen (het toevoegen van elektronen aan) CO2 om te bouwen van een grotere stof (glucose), produceren zuurstof als bijproduct. Cellular respiration, aan de andere kant gaat nemen elektronen uit de buurt van een substraat (glucose, bijvoorbeeld), dat wil zeggen van oxidatie en daarbij het substraat is afgebroken, zodat de koolstof-atomen worden uitgebracht als CO2, terwijl de zuurstof wordt verbruikt. Dus, de fotosynthese en cellulaire oxidatie zijn bijna tegenovergestelde biochemische processen.