Fotosintesi vs. respirazione cellulare

La fotosintesi e la respirazione sono reazioni che si completano a vicenda nell'ambiente. In realtà sono le stesse reazioni ma si verificano al contrario. Mentre nella fotosintesi l'anidride carbonica e l'acqua producono glucosio e ossigeno, attraverso il processo di respirazione glucosio e ossigeno producono anidride carbonica e acqua.

Funzionano bene poiché gli organismi viventi forniscono alle piante anidride carbonica che subisce fotosintesi e produce glucosio e queste piante e batteri rilasciano ossigeno di cui tutti gli organismi viventi hanno bisogno per la respirazione.

Tabella di confronto

Tabella comparativa della respirazione cellulare contro la fotosintesi
Respirazione cellulare Fotosintesi
Produzione di ATPSì; la resa teorica è di 38 molecole di ATP per glucosio ma la resa effettiva è solo di circa 30-32.
reagentiC6H12O6 e 6O26CO2 e 12H2O ed energia luminosa
Requisito di luce solareLuce solare non richiesta; la respirazione cellulare si verifica in ogni momento.Può verificarsi solo in presenza di luce solare
Equazione chimica (formula)6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP (energia)6CO2 + 12H2O + luce -> C6H12O6 + 6O2 + 6H20
ProcessiProduzione di ATP mediante ossidazione di composti organici dello zucchero. [1] glicolosi: scomposizione degli zuccheri; si verifica nel citoplasma [2] Ciclo di Krebs: si verifica nei mitocondri; richiede energia [3] Catena di trasporto degli elettroni - nei mitocondri; converte O2 in acqua.La produzione di carbonio organico (glucosio e amido) da carbonio inorganico (anidride carbonica) con l'uso di ATP e NADPH prodotto nella reazione dipendente dalla luce
Destino di ossigeno e anidride carbonicaL'ossigeno viene assorbito e viene rilasciato l'anidride carbonica.L'anidride carbonica viene assorbita e l'ossigeno viene rilasciato.
Energia richiesta o rilasciata?Rilascia energia in modo graduale come molecole di ATPRichiede energia
Funzione principaleRipartizione del cibo. Rilascio di energia.Produzione di cibo Energy Capture.
Reazione chimicaIl glucosio viene scomposto in acqua e anidride carbonica (ed energia).L'anidride carbonica e l'acqua si combinano in presenza della luce solare per produrre glucosio e ossigeno.
fasi4 stadi: glicolisi, reazione di collegamento (ossidazione del piruvato), ciclo di Krebs, catena di trasporto degli elettroni (fosforilazione ossidativa).2 stadi: la reazione dipendente dalla luce, reazione indipendente dalla luce. (Ciclo luce AKA e ciclo calvin)
Cosa alimenta l'ATP sintasiH + gradiente di protoni attraverso la membrana dei mitocondri interni in matrice. Alta concentrazione di H + nello spazio intermembrana.H + gradiente attraverso la membrana tilosoidea in stroma. Alta concentrazione di H + nel lume tilacoideo
Prodotti6CO2 e 6H2O ed energia (ATP)C6 H12 O6 (o G3P) e 6O2 e 6H20
Ciò che pompa i protoni attraverso la membranaCatena di trasporto degli elettroni. Il gradiente elettrochimico crea energia che i protoni usano per fluire sinteticamente passivamente l'ATP.Catena di trasporto degli elettroni
Si verifica in quale organello?Glicolisi mitocondri (citoplasma)cloroplasti
Recettore elettronico finaleO2 (ossigeno gas)NADP + (forma NADPH)
Si verifica in quali organismi?Si verifica in tutti gli organismi viventi (piante e animali).Si verifica in piante, protista (alghe) e alcuni batteri.
Sorgente di elettroniGlucosio, NADH +, FADH2Ossidazione H2O su PSII
Catalizzatore - Una sostanza che aumenta la velocità di una reazione chimicaNessun catalizzatore è richiesto per la reazione respiratoria.La reazione ha luogo in presenza di clorofilla.
Energia potenziale ad alto elettroneDa rompere i legamiDai fotoni di luce.

Definizioni di fotosintesi e respirazione

La fotosintesi è un processo in fotoautotrofi che converte l'anidride carbonica in composti organici in presenza di luce solare. La respirazione è l'insieme delle reazioni metaboliche che assorbono le cellule degli organismi viventi che convertono i nutrienti come lo zucchero in ATP (adenosina tri fosfato) e i prodotti di scarto.

Processi coinvolti

I processi nella fotosintesi sono divisi in base al fabbisogno di luce solare mentre i processi di respirazione sono divisi in base al fabbisogno di ossigeno. Quindi nella fotosintesi si hanno le reazioni dipendenti dalla luce e le reazioni oscure mentre nella respirazione c'è la respirazione aerobica e la respirazione anaerobica.

Nelle reazioni fotosintesi dipendenti dalla luce, la luce ultravioletta colpisce i pigmenti di clorofilla che eccitano gli elettroni che portano alla separazione delle molecole di ossigeno dal biossido di carbonio. Nelle reazioni al buio, le molecole di carbonio ora indipendenti dall'ossigeno vengono convertite in carboidrati e immagazzinate nelle cellule vegetali come fonte di energia e cibo. Nella respirazione cellulare aerobica l'ossigeno viene utilizzato per convertire i composti organici in energia e nella respirazione anaerobica converte i composti organici in energia senza usare ossigeno.

Sito di reazioni

La fotosintesi si svolge nei cloroplasti e negli organelli di una cellula vegetale. La respirazione avviene nel citoplasma e nei mitocondri nella cellula di un organismo vivente.

Cinetica di reazione

L'accettore di elettroni nella fotosintesi è NAD + mentre nella respirazione l'accettatore di elettroni è NADH. Nella reazione di respirazione cellulare vengono prodotte 36 molecole di ATP in completa ossidazione di una molecola di glucosio.

Video che confronta la fotosintesi e la respirazione

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