La fotosintesi e la respirazione cellulare sono nei loro modi più ovvi gli specchi l'uno dell'altro. Quando la Terra aveva molto meno ossigeno nell'aria, gli organismi fotosintetici utilizzavano anidride carbonica e producevano ossigeno come sottoprodotto. Oggi piante, alghe e cianobatteri utilizzano questo processo simile di fotosintesi. Tutti gli altri organismi, compresi gli animali, si sono evoluti per utilizzare una qualche forma di respirazione cellulare. Entrambi i processi fanno ampio uso del flusso di elettroni.
Organelles
C'è una grande differenza tra la respirazione all'interno degli organismi eucarioti e procarioti. Le piante e gli animali sono entrambi eucarioti perché hanno organelli complessi all'interno della cellula. Le piante, ad esempio, utilizzano la fotosintesi nella membrana tilacoide all'interno di un cloroplasto. Gli eucarioti che usano la respirazione cellulare hanno organelli chiamati mitocondri, che sono un po 'come la centrale elettrica della cellula. I procarioti possono usare la fotosintesi o la respirazione cellulare, ma poiché mancano degli organelli complessi, producono energia in modi più semplici. Questo articolo presuppone l'esistenza di tali organelli, poiché alcuni procarioti non utilizzano nemmeno la catena di trasporto degli elettroni.
Catena di trasporto degli elettroni
Nella fotosintesi, la catena di trasporto degli elettroni si verifica all'inizio del processo, ma arriva alla fine del processo nella respirazione cellulare. I due non sono completamente analoghi, però. Dopotutto, rompere un composto non è lo stesso che galvanizzare la produzione di un composto. Ma la cosa importante da ricordare è che gli organismi fotosintetici tentano di fomentare il glucosio come fonte di cibo mentre gli organismi che utilizzano la respirazione cellulare rompono il glucosio nell'ATP, che è il principale vettore energetico della cellula.
Fotosintesi
La fotosintesi utilizza l'energia ottenuta dalla luce agli elettroni liberi dai pigmenti clorofilla che raccolgono la luce. Le molecole di clorofilla non hanno una riserva infinita di elettroni, quindi recuperano l'elettrone perso da una molecola di acqua. Ciò che rimane sono gli elettroni e gli ioni idrogeno (particelle di idrogeno cariche elettricamente). L'ossigeno viene creato come sottoprodotto, motivo per cui viene espulso nell'atmosfera.
Respirazione cellulare
Nella respirazione cellulare la catena di trasporto degli elettroni si verifica dopo che il glucosio è già stato distrutto. Restano otto molecole di NADPH e due molecole di FADH2. Queste molecole sono destinate a donare elettroni e ioni idrogeno alla catena di trasporto degli elettroni. Il movimento degli elettroni galvanizza gli ioni idrogeno attraverso la membrana del mitocondrio. Poiché questo forma una concentrazione di ioni idrogeno su un lato, essi sono costretti a tornare all'interno del mitocondrio, che galvanizza la sintesi di ATP. Alla fine del processo, gli elettroni sono accettati dall'ossigeno, che quindi si lega agli ioni di idrogeno per produrre acqua.
Respirazione cellulare in senso inverso
Il passo finale negli specchi di respirazione cellulare l'inizio della fotosintesi, che separa l'acqua e produce elettroni, ossigeno e ioni di idrogeno. Usando questa conoscenza, potresti anche essere in grado di prevedere che la fotosintesi coinvolge il movimento degli ioni idrogeno attraverso la membrana tilacoide al fine di galvanizzare la produzione di ATP. Gli elettroni sono quindi accettati dal NADPH (ma non FADH2 nella fotosintesi). Questi composti entrano in un processo come quello della respirazione cellulare al contrario, in modo che possano sintetizzare il glucosio per l'utilizzo di energia all'interno della cellula.
