Principal diferença - fotossíntese vs respiração celular

A fotossíntese e a respiração celular são dois processos metabólicos básicos que ocorrem na conversão de energia dos ecossistemas. Durante a fotossíntese, o dióxido de carbono e a água são usados ​​na síntese de compostos orgânicos com o auxílio da luz solar. Esses compostos orgânicos podem ser usados ​​pelas células como alimento. Durante a respiração celular, a energia na forma de ATP é produzida pela quebra dos alimentos. o principal diferença entre a fotossíntese e a respiração celular é que a fotossíntese é um processo anabólico, onde ocorre a síntese de compostos orgânicos, armazenando energia enquanto que a respiração celular é um processo catabólico, onde os compostos orgânicos armazenados são utilizados, produzindo energia.

Este artigo explora,

1. O que é fotossíntese - Definição, características, tipos, processo 2. O que é respiração celular - Definição, características, tipos, processo 3. Qual é a diferença entre fotossíntese e respiração celular

O que é fotossíntese

A fotossíntese é a produção de glicose a partir do dióxido de carbono e da água pela obtenção de energia da luz solar. O gás oxigênio é um subproduto da fotossíntese. Pigmentos como clorofila, carotenóides e ficobilinas são usados ​​para reter a energia da luz. Portanto, durante a fotossíntese, a energia da luz é convertida em energia química potencial. Posteriormente, a glicose fornece a energia metabólica para todos os processos celulares na célula.

Tipos de fotossíntese

Fotossíntese oxigenada e fotossíntese anoxigênica são os dois tipos de fotossíntese encontrados na Terra. Plantas, algas e cianobactérias realizam a fotossíntese oxigenada, enquanto as bactérias sulfurosas roxas e enxofre verdes realizam a fotossíntese anoxigênica. O doador de elétrons na fotossíntese oxigenada é a água, enquanto o doador de elétrons na fotossíntese anoxigênica é uma variante, como o sulfeto de hidrogênio, em vez da água. Assim, na fotossíntese anoxigênica, o gás oxigênio não é liberado como subproduto. As reações químicas da fotossíntese oxigenada e anoxigênica são mostradas abaixo.

Figura 1: Fotossíntese em uma planta

Nas plantas, a fotossíntese ocorre em plastídios especializados chamados cloroplastos, que são encontrados no citoplasma das células fotossintéticas. A fotossíntese ocorre na membrana tilacóide e nas regiões do estroma dos cloroplastos. O primeiro estágio da fotossíntese é o reação de luz. Na membrana tilacóide da grana, são encontrados fotocentros, organizando os pigmentos fotossintéticos neles. A luz é absorvida pelo fotossistema I e II, que são os dois complexos de proteínas encontrados na membrana do tilacóide, e a luz absorvida é transferida para os fotocentros. Os elétrons geradores de alta energia são transferidos para o terceiro complexo de proteínas, o complexo do citocromo bf. Os elétrons de alta energia no PSI são transferidos para uma série de portadores de ferrodoxina e, por fim, esses elétrons são transferidos para o NADP + pela enzima NADPH redutase, formando o NADP. Durante a reação de luz, o gás oxigênio é produzido pela divisão da água durante a produção de NADP e ATP.

O segundo estágio da fotossíntese é o reação negra, onde o NADPH e o ATP produzidos na reação à luz são usados ​​como fontes de energia para sintetizar a glicose. A reação escura ocorre no estroma. A reação sombria também é chamada de Ciclo de Calvin. Além da glicose, 18 ATP e 12 NADPH são produzidos durante o ciclo de Calvin. Os 18 ATPs são usados ​​pelo próprio ciclo de Calvin. Os 12 NADPH contêm 24 elétrons que são transportados para o cadeia de transporte de elétrons, que é o terceiro estágio da fotossíntese. A enzima ATP sintase na membrana do tilacóide transfere os 24 elétrons para 12 moléculas de água, produzindo 6 moléculas de oxigênio. Este processo de transporte de elétrons é chamado fotofosforilação. O processo de fotossíntese é mostrado na figura 2.

Figura 2: Mecanismo de fotossíntese

O que é Respiração Celular

A respiração celular é o processo que converte a energia bioquímica em energia em ATP, eliminando dióxido de carbono e água como produtos residuais. Ocorre em todos os organismos vivos na Terra. Alimentos armazenados como carboidratos, gorduras e proteínas nos organismos são usados ​​na forma de glicose pela respiração celular.

Tipos de respiração celular

A respiração aeróbica e a respiração anaeróbica são os dois tipos de respiração encontrados na Terra. No respiração aeróbica, o agente oxidante ou o aceitador de elétrons final é o oxigênio molecular. Uma molécula de glicose contém energia suficiente para produzir 30 ATPs por fosforilação oxidativa. No decorrer respiração anaeróbica, o aceptor de elétrons final é sulfatos inorgânicos ou nitratos. A respiração anaeróbica ocorre em fontes hidrotermais no fundo do mar. Fermentação também é um tipo de respiração anaeróbia, que ocorre quando o piruvato é metabolizado no citoplasma sem oxigênio. A fermentação do ácido láctico nas células musculares e a fermentação do etanol na levedura são os dois tipos de fermentação encontrados entre os organismos. Apenas dois ATPs são produzidos por molécula de glicose na fermentação. A reação química da respiração celular é mostrada abaixo.

Figura 3: Respiração celular em humanos

Em eucariotos, a respiração celular ocorre em organelas especializadas chamadas mitocôndrias. Em procariotos, ocorre no próprio citoplasma. A respiração celular ocorre na matriz, membrana interna da mitocôndria e citoplasma também. O primeiro estágio da respiração celular é o glicolise. Durante a glicólise, a glicose (C6) é quebrada em duas moléculas de piruvato (C3) no citoplasma. Duas moléculas de piruvato são então importadas para as mitocôndrias. Na presença de oxigênio, o piruvato se combina com o oxaloacetato (C4) para formar citrato (C6), eliminando o acetil-CoA durante o ciclo do ácido cítrico. o ciclo do ácido cítrico é a segunda fase da respiração celular, também chamada de ciclo de Krebs. Durante o ciclo de Krebs, o dióxido de carbono é eliminado como resíduo, enquanto reduz o NAD em NADH. 6NADH, 2FADH₂ e 2ATPs por uma molécula de glicose são produzidos pelo ciclo de Krebs. Fosforilação oxidativa, que é o terceiro estágio da respiração celular, ocorre nas cristas mitocondriais pela enzima ATP sintase, produzindo 30ATPs. O processo de respiração celular é mostrado na figura 4.

Figura 4: mecanismo de respiração celular

Diferença entre fotossíntese e respiração celular

Presença

Fotossíntese: A fotossíntese é encontrada apenas em células clorofilas.

Respiração celular: A respiração celular é encontrada em todas as células da Terra.

Definição

Fotossíntese: A fotossíntese é a produção de glicose a partir do dióxido de carbono e da água pela obtenção de energia da luz solar.

Respiração celular: A respiração celular é o processo que converte a energia bioquímica em energia em ATP, eliminando dióxido de carbono e água como produtos residuais.

Organelas

Fotossíntese: A fotossíntese ocorre na membrana tilacóide e no estroma dos cloroplastos nas plantas.

Respiração celular: A respiração celular ocorre na matriz e na membrana interna da mitocôndria e no citoplasma nos eucariotos.

Darkness / Light

Fotossíntese: A fotossíntese ocorre apenas na luz.

Respiração celular: A respiração celular ocorre tanto no claro quanto no escuro.

Passos

Fotossíntese: Reação de luz, reação de escuridão e fotólise são as três etapas da fotossíntese.

Respiração celular: A glicólise, o ciclo do ácido cítrico e a cadeia de transporte de elétrons são as três etapas da respiração celular.

Oxigênio / Dióxido de Carbono / Água

Fotossíntese: O dióxido de carbono e a água são utilizados e o oxigênio é liberado durante a fotossíntese.

Respiração celular: O oxigênio é utilizado e o dióxido de carbono e a água são liberados durante a respiração celular.

Metabolismo

Fotossíntese: A fotossíntese é um processo anabólico, que sintetiza compostos orgânicos complexos.

Respiração celular: A respiração celular é um processo catabólico que degrada os compostos orgânicos.

Carboidratos

Fotossíntese: Os carboidratos são sintetizados durante a fotossíntese.

Respiração celular: Os carboidratos são usados ​​durante a respiração celular.

Energia

Fotossíntese: A energia é armazenada durante a fotossíntese. Portanto, a fotossíntese é um processo endotérmico.

Respiração celular: A energia é liberada durante a respiração celular. Conseqüentemente, a respiração celular é um processo exotérmico.

Forma de energia

Fotossíntese: A energia química é armazenada nas ligações formadoras de compostos orgânicos.

Respiração celular: A energia é liberada na forma de ATP, que pode ser utilizada por outros processos celulares.

Peso Seco

Fotossíntese: O peso seco da planta é aumentado durante a fotossíntese.

Respiração celular: O peso seco do organismo diminui durante a respiração celular.

Tipo de Fosforilação

Fotossíntese: A fotofosforilação ocorre durante a fotossíntese.

Respiração celular: A fosforilação oxidativa ocorre durante a respiração celular.

Conversão de energia

Fotossíntese: Durante a fotossíntese, a energia da luz é convertida em energia potencial.

Respiração celular: Durante a respiração celular, a energia potencial é convertida em energia cinética.

Aceitador Final de Elétrons

Fotossíntese: O aceitador final de elétrons é a água.

Respiração celular: O aceitador de elétrons final é o oxigênio molecular.

Pigmentos

Fotossíntese: A clorofila é o principal tipo de pigmento envolvido na fotossíntese.

Respiração celular: Os pigmentos não estão envolvidos na respiração celular.

Coenzimas

Fotossíntese: NADP é a coenzima usada na fotossíntese.

Respiração celular: NAD e FAD são as coenzimas usadas na respiração celular.

Conclusão

A fotossíntese e a respiração celular são os dois principais processos metabólicos que ocorrem nos organismos, dirigindo todos os processos celulares do corpo. A fotossíntese ocorre apenas em organismos clorofílicos. Ele tem a maior contribuição na produção de alimentos para todas as formas vivas da Terra. Conseqüentemente, os organismos fotossintéticos são encontrados como produtores primários nas cadeias alimentares. Durante a fotossíntese, a glicose é produzida a partir do dióxido de carbono e da água usando a energia da luz solar. Organismos fotossintéticos contêm pigmentos especiais como clorofila e carotenóides para capturar a luz. Em contraste, a respiração celular ocorre em todas as formas vivas da Terra. Durante a respiração, o alimento é oxidado para obter a energia potencial armazenada na forma de ATP. O ATP alimenta quase todos os processos celulares da célula. O dióxido de carbono e a água são produzidos como resíduos durante a respiração celular. O gás oxigênio é liberado durante a fotossíntese, podendo ser utilizado na respiração celular. Portanto, a principal diferença entre a fotossíntese e a respiração celular é sua contribuição no metabolismo de uma célula.

Referência: Cooper, Geoffrey M. “Photosynthesis.” The Cell: A Molecular Approach. 2ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 03 de abril de 2017. Berg, Jeremy M. “The Citric Acid Cycle.” Bioquímica. 5ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 04 de abril de 2017. Cooper, Geoffrey M. “Metabolic Energy.” The Cell: A Molecular Approach. 2ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 04 de abril de 2017.

Cortesia da imagem: 1. “Photosynthesis Images” de Masroor.nida.ns - Trabalho do próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia2. “Photosynthesis” de Cykl_Calvina.svg: PisumThylakoid_membrane.svg: YikrazuulThylakoide.png: Tameeria pour la version anglaise, Pascal Corpet pour la traductionderivative work: Marek M (falar) - Cykl_Calvina.svgThylakoid_g Commons Wikimedia3. “Energia e vida” Por Mikael Häggström - Todas as imagens são de licença de Domínio Público. Arquivo: Pikilia.jpg (Domínio Público) via Commons Wikimedia4. “CellRespiration” de RegisFrey - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia