Садржај
- Фотосинтеза
- Како делује фотосинтеза
- Ћелијско дисање
- Кребсов циклус
- Електронски транспортни ланац и оксидативна фосфорилација
- Ћелијска респирација: Супротно фотосинтези
Ћелијско дисање и фотосинтеза су суштински супротни процеси. Фотосинтеза је процес којим организми праве високо-енергетска једињења - посебно глукозу са шећером - хемијским „смањењем“ угљен-диоксида (ЦО2). С друге стране ћелијско дисање укључује разградњу глукозе и других једињења хемијском „оксидацијом“. Фотосинтеза троши ЦО2 и производи кисеоник. Ћелијско дисање троши кисеоник и ствара ЦО2.
Фотосинтеза
У фотосинтези енергија светлости се претвара у хемијску енергију веза између атома које напајају ћелије. Фотосинтеза се појавила у организмима пре 3,5 милијарди година, развила је сложене биохемијске и биофизичке механизме, а данас се јавља у биљкама и једноћелијским организмима. Због фотосинтезе Земаљска атмосфера и мора садрже кисеоник.
Како делује фотосинтеза
У фотосинтези, ЦО2 сунчева светлост се користи за производњу глукозе (шећера) и молекуларног кисеоника (О)2). Ова реакција се одвија кроз неколико корака у две фазе: светлосна и тамна.
У светлосној фази енергија светлости ствара реакције које раздвајају воду да би ослобађале кисеоник. У том се процесу формирају високоенергетски молекули, АТП и НАДПХ. Хемијске везе ових једињења складиште енергију. Кисеоник је нуспродукт, а ова фаза фотосинтезе је супротна оксидативној фоспорилацији процеса ћелијског дисања, о којој је речи у даљем тексту, у којој се троши кисеоник.
Тамна фаза фотосинтезе позната је и као Цалвин циклус. У овој фази, која користи производе светлосне фазе, ЦО2 користи се за прављење шећера, глукозе.
Ћелијско дисање
Ћелијско дисање је биохемијско распадање супстрата оксидацијом, при чему се електрони из супстрата преносе у „акцептор електрона“, који може бити било који од разних једињења или атома кисеоника. Ако је супстрат једињење које садржи угљеник и кисеоник, као што су глукоза, угљен диоксид (ЦО2) настаје гликолизом, разградњом глукозе.
Гликолиза која се одвија у цитоплазми ћелије разграђује глукозу до пирувата, више „оксидованог“ једињења. Ако има довољно кисеоника, пируват се креће у специјализоване органеле зване митохондрије. Тамо се разграђује у ацетат и ЦО2. ЦО2 је пуштен. Ацетат улази у систем реакција познат као Кребсов циклус.
Кребсов циклус
У Кребсовом циклусу, ацетат се даље разлаже тако да се његови преостали атоми угљеника ослобађају као ЦО2. Ово је супротно једном аспекту фотосинтезе, везивању угљеника из ЦО2 заједно да направимо шећер. Поред ЦО2, Кребсов циклус и гликолиза користе енергију из хемијских веза супстрата (попут глукозе) да би формирали високо-енергетска једињења попут АТП и ГТП, која користе ћелијски системи. Такође се добијају високоенергетска, редукована једињења: НАДХ и ФАДХ2. Ова једињења су средства помоћу којих се електрони, који држе енергију добијену у почетку из глукозе или другог једињења хране, преносе у следећи процес, који се назива транспортни ланац електрона.
Електронски транспортни ланац и оксидативна фосфорилација
У ланцу преноса електрона, који се у животињским ћелијама налази углавном на унутрашњим мембранама митохондрија, редуковани производи као што су НАДХ и ФАДХ2 користе се за стварање протонског градијента - неравнотеже у концентрацији непарних атома водоника са једне стране мембрана насупрот другој. Протонски градијент, заузврат, покреће производњу више АТП-а, у процесу који се назива оксидативна фосфорилација.
Ћелијска респирација: Супротно фотосинтези
Свеукупно, фотосинтеза укључује енергизирање електрона светлосном енергијом ради смањења (додавања електрона) ЦО2 да би се створило веће једињење (глукоза), стварајући кисеоник као нуспродукт. Ћелијско дисање, с друге стране, укључује одвајање електрона из супстрата (на пример, глукозе), што значи оксидацију, а у том се процесу супстрат разграђује тако да се његови атоми угљеника ослобађају као ЦО2, док се кисеоник троши. . Дакле, фотосинтеза и ћелијско дисање су скоро супротно биохемијским процесима.