Unterschied zwischen Photosynthese und zellulärer Atmung
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Hauptunterschied - Photosynthese vs. Zelluläre Atmung
Photosynthese und Zellatmung sind zwei grundlegende Stoffwechselprozesse, die bei der Energieumwandlung von Ökosystemen ablaufen. Bei der Photosynthese werden Kohlendioxid und Wasser bei der Synthese organischer Verbindungen mit Hilfe von Sonnenlicht verwendet. Diese organischen Verbindungen können von Zellen als Nahrung verwendet werden. Während der Zellatmung wird Energie in Form von ATP durch den Abbau von Nahrungsmitteln erzeugt. Das Hauptunterschied Zwischen Photosynthese und Zellatmung liegt das Die Photosynthese ist ein anaboles Verfahren, bei dem die Synthese organischer Verbindungen erfolgt und Energie speichert wohingegen Die zelluläre Atmung ist ein katabolischer Prozess, bei dem die gespeicherten organischen Verbindungen genutzt werden, um Energie zu erzeugen.
Dieser Artikel untersucht,
1. Was ist Photosynthese?
- Definition, Merkmale, Typen, Prozess
2. Was ist die Zellatmung?
- Definition, Merkmale, Typen, Prozess
3. Was ist der Unterschied zwischen Photosynthese und Zellatmung?
Was ist Photosynthese?
Photosynthese ist die Produktion von Glukose aus Kohlendioxid und Wasser durch Energiegewinnung aus Sonnenlicht. Sauerstoffgas ist ein Nebenprodukt der Photosynthese. Pigmente wie Chlorophyll, Carotinoide und Phycobiline werden verwendet, um die Lichtenergie einzufangen. Daher wird Lichtenergie während der Photosynthese in potentielle chemische Energie umgewandelt. Anschließend liefert Glukose die metabolische Energie für alle zellulären Prozesse in der Zelle.
Arten der Photosynthese
Sauerstoffsynthese und anoxygene Photosynthese sind die zwei Arten der Photosynthese auf der Erde. Pflanzen, Algen und Cyanobakterien führen die sauerstoffhaltige Photosynthese aus, während purpurne Schwefelbakterien und grüne Schwefelbakterien die anoxygene Photosynthese durchführen. Der Elektronendonor bei der sauerstoffhaltigen Photosynthese ist Wasser, während der Elektronendonor bei der anoxygenen Photosynthese eine Variante wie Schwefelwasserstoff und nicht Wasser ist. Bei der anoxygenen Photosynthese wird dabei kein Sauerstoffgas als Nebenprodukt freigesetzt. Die chemischen Reaktionen der sauerstoff- und anoxygenen Photosynthese sind nachstehend aufgeführt.
Abbildung 1: Photosynthese in einer Pflanze
In Pflanzen tritt die Photosynthese in speziellen Plastiden auf, die als Chloroplasten bezeichnet werden und im Zytoplasma photosynthetischer Zellen vorkommen. Die Photosynthese findet in Thylakoidmembran- und Stromabschnitten von Chloroplasten statt. Die erste Stufe der Photosynthese ist die leichte Reaktion. In der Thylakoidmembran von Grana finden sich Photozentren, die die photosynthetischen Pigmente in ihnen organisieren. Das Licht wird von absorbiert Photosystem I und II, Dies sind die beiden Proteinkomplexe, die in der Thylakoidmembran gefunden werden, und das absorbierte Licht wird auf Photozenter übertragen. Die erzeugten hochenergetischen Elektronen werden in den dritten Proteinkomplex übertragen, Cytochrom-bf-Komplex. Die hochenergetischen Elektronen in PSI werden in eine Reihe von Ferrodoxin-Trägern transferiert und schließlich werden diese Elektronen durch das NADPH-Reduktase-Enzym in NADP + übertragen, wobei NADP gebildet wird. Während der leichten Reaktion wird Sauerstoffgas erzeugt, indem Wasser gespalten wird, während NADP und ATP produziert werden.
Die zweite Stufe der Photosynthese ist die dunkle Reaktion, NADPH und ATP, die bei der Lichtreaktion erzeugt werden, werden als Energiequellen für die Synthese von Glukose verwendet. Im Stroma tritt eine dunkle Reaktion auf. Die dunkle Reaktion wird auch als Calvin-Zyklus. Neben Glukose werden während des Calvin-Zyklus 18 ATP und 12 NADPH produziert. Die 18 ATPs werden vom Calvin-Zyklus selbst verwendet. Die 12 NADPH enthalten 24 Elektronen, die in die transportiert werden Elektronentransportkette, Dies ist die dritte Stufe der Photosynthese. Das ATP-Synthaseenzym auf der Thylakoidmembran überträgt die 24 Elektronen in 12 Wassermoleküle und produziert 6 Sauerstoffmoleküle. Dieser Vorgang des Elektronentransports wird bezeichnet Photophosphorylierung. Der Prozess der Photosynthese ist in gezeigt Figur 2.
Abbildung 2: Photosynthesemechanismus
Was ist die Zellatmung?
Zellatmung ist der Prozess, bei dem die biochemische Energie in ATP in Energie umgewandelt wird, wobei Kohlendioxid und Wasser als Abfallprodukte entfernt werden. Es kommt in allen auf der Erde lebenden Organismen vor. Gelagerte Lebensmittel wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine in Organismen werden in Form von Glukose durch Zellatmung verwendet.
Arten der Zellatmung
Aerobe Atmung und anaerobe Atmung sind die beiden Arten der Atmung, die auf der Erde vorkommen. Im aerobe Atmung, das Oxidationsmittel oder der endgültige Elektronenakzeptor ist molekularer Sauerstoff. Ein Glucosemolekül enthält ausreichend Energie, um durch oxidative Phosphorylierung 30 ATP zu erzeugen. Während anaerobe Atmung, der endgültige Elektronenakzeptor besteht entweder aus anorganischen Sulfaten oder Nitraten. Die anaerobe Atmung erfolgt in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee. Fermentation ist auch eine Art anaerober Atmung, die auftritt, wenn Pyruvat ohne Sauerstoff im Zytoplasma metabolisiert wird. Milchsäure-Fermentation in Muskelzellen und Ethanol-Fermentation in Hefe sind die zwei Arten von Fermentation, die unter Organismen gefunden werden. Bei der Fermentation werden pro Glucosemolekül nur zwei ATPs produziert. Die chemische Reaktion der Zellatmung ist unten dargestellt.
Abbildung 3: Zelluläre Atmung beim Menschen
In Eukaryoten erfolgt die Zellatmung in spezialisierten Organellen, den sogenannten Mitochondrien. In Prokaryoten kommt es im Zytoplasma selbst vor. Die Zellatmung erfolgt in der Matrix, der inneren Membran von Mitochondrien und im Zytoplasma. Die erste Phase der Zellatmung ist die Glykolyse. Während der Glykolyse wird Glucose (C6) im Cytoplasma in zwei Pyruvatmoleküle (C3) zerlegt. Zwei Pyruvatmoleküle werden dann in die Mitochondrien eingeführt. In Gegenwart von Sauerstoff verbindet sich Pyruvat mit Oxaloacetat (C4), um Citrat (C6) zu bilden, wobei Acetyl-CoA während des Zitronensäurezyklus eliminiert wird. Das Zitronensäurezyklus ist die zweite Stufe der Zellatmung, die auch genannt wird Krebs Zyklus. Während des Krebszyklus wird Kohlendioxid als Abfall eliminiert, während NAD zu NADH reduziert wird. 6NADH, 2FADH2 und 2ATPs pro Glukosemolekül werden durch den Krebs-Zyklus hergestellt. Oxidative Phosphorylierung, Dies ist die dritte Stufe der Zellatmung, die in den mitochondrialen Cristae durch das Enzym ATP-Synthase stattfindet und 30ATPs produziert. Der Prozess der Zellatmung ist in dargestellt Figur 4.
Abbildung 4: Zellulärer Atmungsmechanismus
Unterschied zwischen Photosynthese und zellulärer Atmung
Gegenwart
Photosynthese: Die Photosynthese findet sich nur in Chlorophyllzellen.
Zellatmung: Zellatmung ist in allen Zellen der Erde zu finden.
Definition
Photosynthese: Photosynthese ist die Produktion von Glukose aus Kohlendioxid und Wasser durch Energiegewinnung aus Sonnenlicht.
Zellatmung: Zellatmung ist der Prozess, bei dem die biochemische Energie in ATP in Energie umgewandelt wird, wobei Kohlendioxid und Wasser als Abfallprodukte entfernt werden.
Organellen
Photosynthese: Die Photosynthese erfolgt in der Thylakoidmembran und im Stroma der Chloroplasten in Pflanzen.
Zellatmung: Die Zellatmung erfolgt in der Matrix und der inneren Membran von Mitochondrien und Cytoplasma in Eukaryoten.
Dunkelheit / Licht
Photosynthese: Die Photosynthese erfolgt nur bei Licht.
Zellatmung: Die Zellatmung erfolgt sowohl hell als auch dunkel.
Schritte
Photosynthese: Lichtreaktion, Dunkelreaktion und Photolyse sind die drei Schritte der Photosynthese.
Zellatmung: Glykolyse, Zitronensäurezyklus und Elektronentransportkette sind die drei Schritte der Zellatmung.
Sauerstoff / Kohlendioxid / Wasser
Photosynthese: Kohlendioxid und Wasser werden genutzt und während der Photosynthese wird Sauerstoff freigesetzt.
Zellatmung: Sauerstoff wird genutzt und Kohlendioxid und Wasser werden bei der Zellatmung freigesetzt.
Stoffwechsel
Photosynthese: Die Photosynthese ist ein anaboles Prozess, bei dem komplexe organische Verbindungen synthetisiert werden.
Zellatmung: Die zelluläre Atmung ist ein katabolischer Prozess, bei dem organische Verbindungen abgebaut werden.
Kohlenhydrate
Photosynthese: Kohlenhydrate werden während der Photosynthese synthetisiert.
Zellatmung: Kohlenhydrate werden während der Zellatmung verwendet.
Energie
Photosynthese: Energie wird während der Photosynthese gespeichert. Die Photosynthese ist daher ein endothermer Prozess.
Zellatmung: Energie wird während der Zellatmung freigesetzt. Daher ist die Zellatmung ein exothermer Prozess.
Form der Energie
Photosynthese: Chemische Energie wird in den Bindungen der sich bildenden organischen Verbindungen gespeichert.
Zellatmung: Energie wird in Form von ATP freigesetzt, das von anderen zellulären Prozessen genutzt werden kann.
Trockengewicht
Photosynthese: Das Trockengewicht der Pflanze wird während der Photosynthese erhöht.
Zellatmung: Das Trockengewicht des Organismus nimmt während der Zellatmung ab.
Art der Phosphorylierung
Photosynthese: Die Photophosphorylierung findet während der Photosynthese statt.
Zellatmung: Oxidative Phosphorylierung tritt während der Zellatmung auf.
Energieumwandlung
Photosynthese: Während der Photosynthese wird Lichtenergie in potentielle Energie umgewandelt.
Zellatmung: Während der Zellatmung wird potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Final Electron Acceptor
Photosynthese: Der letzte Elektronenakzeptor ist Wasser.
Zellatmung: Der letzte Elektronenakzeptor ist molekularer Sauerstoff.
Pigmente
Photosynthese: Chlorophyll ist die wichtigste Pigmentart, die bei der Photosynthese involviert ist.
Zellatmung: Pigmente sind nicht an der Zellatmung beteiligt.
Coenzyme
Photosynthese: NADP ist das in der Photosynthese verwendete Coenzym.
Zellatmung: NAD und FAD sind die bei der Zellatmung verwendeten Coenzyme.
Fazit
Photosynthese und Zellatmung sind die beiden wichtigsten Stoffwechselvorgänge in Organismen, die alle zellulären Vorgänge im Körper antreiben. Die Photosynthese findet nur in chlorophyllartigen Organismen statt. Es hat den höchsten Beitrag zur Erzeugung von Lebensmitteln für alle lebenden Formen der Erde. Photosynthetische Organismen werden daher als Hauptproduzenten in Nahrungsketten gefunden. Bei der Photosynthese wird Glucose aus Kohlendioxid und Wasser mit der Energie des Sonnenlichts erzeugt. Photosynthetische Organismen enthalten spezielle Pigmente wie Chlorophyll und Carotinoide, um das Licht einzufangen. Im Gegensatz dazu tritt die Zellatmung in allen lebenden Formen der Erde auf. Während der Atmung werden Lebensmittel oxidiert, um die potenzielle Energie zu erhalten, die in Form von ATP gespeichert ist. ATP treibt fast alle zellulären Prozesse in der Zelle an. Kohlendioxid und Wasser entstehen bei der Zellatmung als Abfall. Während der Photosynthese wird Sauerstoffgas freigesetzt, das zur Zellatmung verwendet werden kann. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Photosynthese und Zellatmung in ihrem Beitrag zum Stoffwechsel einer Zelle.
Referenz:
Cooper, Geoffrey M. "Photosynthese". Die Zelle: ein molekularer Ansatz. 2. Auflage US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 03. April 2017.
Berg, Jeremy M. "Der Zitronensäurezyklus." Biochemie. 5. Auflage. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 04. April 2017.
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Bildhöflichkeit:
1. "Photosynthesis Images" Von Masroor.nida.ns - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. "Fotosynthese" Von Cykl_Calvina.svg: PisumThylakoid_membrane.svg: YikraauulThylakoide.png: Tameeria für die Version Anglaise, Pascal Corpet für die traditionellen Aktivitäten: Marek M (talk) - Cykl_Calvina.svgajo ) über Commons Wikimedia
3. „Energie und Leben“ Von Mikael Häggström - Alle Bilder sind von einer Public Domain-Lizenz. Datei: Pikilia.JPG (Public Domain) über Commons Wikimedia
4. "CellRespiration" von RegisFrey - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
