Differenza tra respirazione cellulare e fotosintesi

• 2020

La respirazione cellulare avviene in tutti gli organismi viventi, in quanto è il semplice processo di conversione di ossigeno e glucosio in anidride carbonica e acqua e alla fine produce energia per le cellule del corpo. Al contrario, la fotosintesi si verifica nelle piante verdi, che contengono clorofilla e utilizza la luce solare e l'acqua per convertirla in energia.

Questi sono i due processi reciproci, con lo stesso obiettivo di ottenere energia ma usando metodi diversi, fonti diverse e distribuendo così prodotti diversi. Perfino entrambi sono necessari per lo scambio di energia richiesto dagli esseri viventi. Sebbene la respirazione cellulare sia eseguita da tutti i tipi di cellula vivente sia che si tratti di una pianta o di un animale, procarioti o eucarioti, la fotosintesi viene eseguita solo nelle piante verdi e in pochi batteri.

Non si può immaginare il lavoro da eseguire senza il bisogno di energia, sia internamente che esternamente, direttamente o indirettamente. Pertanto possiamo dire che questi due processi sono uno degli elementi essenziali per mantenere la vita sulla Terra. In questo momento considereremo la differenza tra i due elementi essenziali e che forniscono energia alle cellule viventi, dove una è la respirazione cellulare e un'altra è la fotosintesi.

Tabella di confronto

Definizione di respirazione cellulare

In questo processo, il carboidrato sotto forma di glucosio viene scomposto e insieme all'ossigeno viene convertito in anidride carbonica e acqua e rilasciando energia come ATP o trifosfato di adenosina. Questa energia viene utilizzata per varie attività metaboliche e altri lavori cellulari.

La respirazione cellulare si verifica nei mitocondri e nel citoplasma della cellula. A differenza della fotosintesi, funziona giorno e notte. Sebbene non sia una reazione così semplice come diciamo, è un lungo processo che subisce quattro fasi principali.

1. Glicolisi (scissione o rottura dello zucchero) - Si verifica nel citoplasma della cellula, dove una molecola di glucosio C6H12O6 viene scomposta in due molecole di acido piruvico. Quindi qui due molecole di ATP sono generate dall'unica molecola di glucosio.
2. Reazione di transizione - L'acido piruvico viene inviato ai mitocondri, dove viene convertito in acetil CoA e ulteriormente scomposto.
3. Ciclo dell'acido citrico o ciclo di Krebs - Si verifica nella matrice dei mitocondri, dove viene rotto l'acetil CoA, in presenza dell'ossigeno e vengono generati quattro ATP insieme a molti NADH. Anche l'anidride carbonica e l'acqua vengono rilasciati come prodotto di scarto da questa reazione.
4. The Electron Transport Chain (ETC) - Questa è anche conosciuta come Teoria Chemiosmotica, che è stata proposta da Peter Mitchell. In questa reazione, vengono generati trentadue (32) ATP per ogni glucosio.

Quindi la reazione generale è scritta come:

Tuttavia, sopra abbiamo discusso solo della respirazione cellulare aerobica, che si verifica in presenza di ossigeno e quindi con conseguente produzione di trentotto (38) molecole di ATP da una molecola di glucosio. Ma per quanto riguarda il caso in cui c'è carenza di ossigeno come quando corriamo o mentre eseguiamo qualsiasi esercizio. Questa è chiamata condizione anaerobica, dove producono solo due (2) molecole di ATP da una molecola di glucosio solo dalla via della glicolisi.

Non subisce ulteriore degradazione delle molecole, poiché il corpo richiede energia immediata in quel momento. In secondo luogo, si verificano altre reazioni in presenza di ossigeno e questa è la ragione per cui vengono saltate. La reazione anaerobica è anche chiamata fermentazione .

Pertanto, viene chiamato processo catabolico poiché l'energia viene rilasciata in qualsiasi forma rompendo le molecole grandi in quelle più piccole.

Definizione di fotosintesi

In termini generali, se definiamo il processo di fotosintesi, diremo "il processo di conversione della luce solare e dell'acqua in energia o cibo, ed è eseguito dalle piante verdi. Ma chimicamente è un processo di riduzione dell'ossidazione (l'ossidazione è la rimozione di elettroni e la riduzione sta guadagnando elettroni da una molecola). Questo processo si verifica solo alla luce (luce solare) e viene chiamato processo di ossidazione energizzato dalla luce .

La fotosintesi si verifica nelle foglie delle piante verdi, specialmente nel cloroplasto che è la minuscola struttura presente nelle cellule delle foglie. Il cloroplasto contiene clorofilla (una sostanza chimica verde) è responsabile del colore verde delle foglie.

La clorofilla assorbe l'energia solare e viene utilizzata per separare le molecole d'acqua in ossigeno e idrogeno. Ulteriore ossigeno viene rilasciato nell'atmosfera dalle foglie e l'anidride carbonica e l'idrogeno vengono utilizzati per generare cibo o glucosio per le piante.

Può essere elaborato dalla seguente equazione:

Quindi possiamo dire che nella reazione sopra, c'è ossidazione dell'acqua H2O in presenza di luce solare e vengono rilasciati ossigeno (O2) e ioni idrogeno (H +). Gli ioni idrogeno e gli elettroni rimossi si trasferirono nell'anidride carbonica (CO2) e si riducono come prodotto organico. Quindi la reazione generale in cui i carboidrati (C6H12O6) si formano durante la fotosintesi è definita nell'equazione.

Sebbene l'equazione di cui sopra sia una sintesi di tutto il processo, vi è il coinvolgimento di molti enzimi e anche altre reazioni. Il processo è diviso in due fasi: reazione leggera e reazione oscura.

1. Reazione alla luce - L'energia luminosa viene assorbita e viene utilizzata per i trasferimenti di elettroni, producendo quindi adenosina trifosfato (ATP) e riduzione della nicotina adenina dinucleotide fosfato (NADPH).
2. Reazione oscura - In questo, l'anidride carbonica viene ridotta a composti organici del carbonio, con l'aiuto di ATP e NADPH formati durante la reazione della luce.
   

Differenze chiave tra respirazione cellulare e fotosintesi

I prossimi punti presenteranno le differenze sostanziali tra respirazione cellulare e fotosintesi:

1. Il processo in cui viene prodotta energia per consentire alla cellula di funzionare è noto come respirazione cellulare . Si verifica nei mitocondri della cellula, dove l'ossigeno e i carboidrati vengono convertiti in acqua e anidride carbonica e quindi rilasciando energia. Nel frattempo, un altro processo per ottenere energia con l'aiuto della luce solare e dell'acqua è noto come fotosintesi . Sebbene questo processo sia limitato alle piante verdi e solo a pochi batteri. Tuttavia, nelle piante, la fotosintesi viene eseguita dal pigmento chiamato clorofilla, che si presenta nelle foglie.
2. La respirazione cellulare avviene in tutte le cellule viventi (nei mitocondri) mentre la fotosintesi si verifica solo nelle piante contenenti clorofilla. La fotosintesi si verifica solo durante il giorno, mentre non esiste tale condizione in caso di respirazione cellulare come si verifica sia di giorno che di notte.
3. Le reazioni coinvolte nella respirazione cellulare sono glicolisi, ciclo di Krebs o acido citrico, catena di trasporto degli elettroni o fosforilazione ossidativa. Sebbene nella fotosintesi le reazioni che coinvolgono sono la reazione di luce, la reazione oscura o il ciclo di Calvino, la fotolisi o il complesso di sputi d'acqua.
4. La respirazione cellulare è una reazione esotermica, poiché l'energia viene rilasciata sotto forma di ATP e viene utilizzata in varie attività metaboliche. D'altra parte, la fotosintesi è un processo endotermico, poiché l'energia viene immagazzinata o utilizzata ed è sotto forma di glucosio o energia chimica, usata durante la reazione al buio.
5. Nel processo di respirazione cellulare, l' energia potenziale viene convertita in energia cinetica, nel frattempo nella fotosintesi l'energia luminosa viene convertita in energia potenziale .
6. Anche la fosforilazione ossidativa avviene nella respirazione cellulare, mentre l' attività di fosforilazione si verifica nella fotosintesi.
7. Altre caratteristiche importanti della respirazione cellulare sono che si tratta di un processo catabolico . In secondo luogo, l'ossigeno e i carboidrati (glucosio) vengono assorbiti nel processo e vengono rilasciati anidride carbonica e acqua. Ma la fotosintesi è un processo anabolico in cui vengono rilasciati ossigeno e carboidrati e vengono assorbiti anidride carbonica e acqua.

Conclusione

Dall'articolo precedente, possiamo dire che entrambi i processi biologici sono in relazione reciprocamente vantaggiosa, in cui da un processo (fotosintesi) viene liberato ossigeno, che viene utilizzato in un altro processo (respirazione cellulare) e in cambio l'anidride carbonica viene rilasciata dal processo di respirazione cellulare, che viene utilizzato nella fotosintesi.

Abbiamo anche notato che le reazioni chimiche di entrambi i metodi sono opposte l'una all'altra, possiamo dire che questi sono processi interdipendenti, sebbene uno di essi avvenga solo nelle piante.