主な違い - 光合成と細胞呼吸
光合成と細胞呼吸は、生態系のエネルギー変換で発生する 2 つの基本的な代謝プロセスです。光合成中、二酸化炭素と水は、太陽光の助けを借りて有機化合物の合成に使用されます。この有機化合物は、細胞が食物として使用することができます。細胞呼吸中、ATP の形のエネルギーは、食物を分解することによって生成されます。 主な違い 光合成と細胞呼吸の間にあるのは、光合成は同化プロセスであり、有機化合物の合成が行われ、エネルギーを蓄えることです。 一方、細胞呼吸は異化プロセスであり、貯蔵された有機化合物が利用され、エネルギーが生成されます .
この記事では、
1.光合成とは
– 定義、特性、タイプ、プロセス
2.細胞呼吸とは
– 定義、特性、タイプ、プロセス
3.光合成と細胞呼吸の違いは何ですか
光合成とは
光合成は、太陽光からエネルギーを得て、二酸化炭素と水からグルコースを生成することです。酸素ガスは光合成の副産物です。クロロフィル、カロテノイド、フィコビリンなどの色素は、光エネルギーを閉じ込めるために使用されます。したがって、光合成中に、光エネルギーは潜在的な化学エネルギーに変換されます。続いて、グルコースは細胞内のすべての細胞プロセスに代謝エネルギーを提供します。
光合成の種類
酸素発生型光合成 無酸素光合成 地球上で見られる2種類の光合成です。植物、藻類、シアノ バクテリアは酸素発生型光合成を行いますが、紅色硫黄細菌と緑色硫黄細菌は無酸素型光合成を行います。酸素発生型光合成の電子供与体は水ですが、無酸素発生型光合成の電子供与体は水ではなく硫化水素のような変種です。これにより、無酸素光合成において、酸素ガスが副産物として放出されない。酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成の両方の化学反応を以下に示します。 
図 1:植物の光合成
植物では、光合成細胞の細胞質にある葉緑体と呼ばれる特殊な色素体で光合成が行われます。光合成は、チラコイド膜と葉緑体の間質領域で発生します。光合成の第一段階は光反応です .グラナのチラコイド膜には、光中心が見られ、その中に光合成色素が組織化されています。光は 光化学系 I に吸収されます そしてII 、チラコイド膜に見られる 2 つのタンパク質複合体であり、吸収された光は光中心に転送されます。生成された高エネルギー電子は、3 番目のタンパク質複合体 シトクロム bf 複合体 に転送されます。 PSI の高エネルギー電子は一連のフェロドキシン キャリアに転送され、最終的に、これらの電子は NADPH レダクターゼ酵素によって NADP+ に転送され、NADP を形成します。光反応では、NADP と ATP を生成しながら水を分解して酸素ガスを生成します。
光合成の第 2 段階は暗反応です 光反応で生成されたNADPHとATPは、グルコースを合成するためのエネルギー源として使用されます。間質で暗反応が起こる。暗反応はカルビン サイクルとも呼ばれます .グルコース以外に、18 ATP と 12 NADPH がカルビン サイクル中に生成されます。 18 の ATP は、カルビン サイクル自体によって使用されます。 12 個の NADPH には、電子輸送チェーンに輸送される 24 個の電子が含まれています 、光合成の第三段階です。チラコイド膜上の ATP シンターゼ酵素は、24 個の電子を 12 個の水分子に変換し、6 個の酸素分子を生成します。この電子伝達プロセスは光リン酸化と呼ばれます .光合成のプロセスは 図 2 に示されています .
図 2:光合成のメカニズム
細胞呼吸とは
細胞呼吸は、生化学的エネルギーを ATP のエネルギーに変換し、二酸化炭素と水を老廃物として排出するプロセスです。それは地球上に住むすべての生物で発生します。炭水化物、脂肪、タンパク質など生物に蓄えられた食物は、細胞呼吸によってブドウ糖の形で使用されます。
細胞呼吸の種類
地球上で見られる呼吸には、好気呼吸と嫌気呼吸の 2 種類があります。 好気呼吸 、酸化剤または最終的な電子受容体は分子状酸素です。 1 つのグルコース分子には、酸化的リン酸化によって 30 の ATP を生成するのに十分なエネルギーが含まれています。 嫌気呼吸中 、最終的な電子受容体は、無機硫酸塩または硝酸塩のいずれかです。嫌気呼吸は、深海の熱水噴出孔で行われます。 発酵 酸素なしでピルビン酸が細胞質で代謝されるときに起こる嫌気呼吸の一種でもあります。筋肉細胞の乳酸発酵と酵母のエタノール発酵は、生物に見られる2種類の発酵です.発酵では、グルコース分子あたり 2 つの ATP しか生成されません。細胞呼吸の化学反応を以下に示します。 
図 3:ヒトの細胞呼吸
真核生物では、細胞呼吸はミトコンドリアと呼ばれる特殊な細胞小器官で行われます。原核生物では、細胞質自体で発生します。細胞呼吸は、マトリックス、ミトコンドリアの内膜、および細胞質でも発生します。細胞呼吸の最初の段階は解糖です .解糖中、グルコース (C6) は細胞質内で 2 つのピルビン酸 (C3) 分子に分解されます。次に、2 つのピルビン酸分子がミトコンドリアに取り込まれます。酸素の存在下で、ピルビン酸はオキサロ酢酸 (C4) と結合してクエン酸 (C6) を形成し、クエン酸サイクル中にアセチル CoA を排除します。 クエン酸回路 クレブス回路とも呼ばれる細胞呼吸の第 2 段階です。 .クレブス サイクルの間、二酸化炭素は廃棄物として除去され、NAD は NADH に還元されます。 6NADH、2FADH2 クレブス回路により、グルコース1分子あたり2ATPが生成されます。 酸化的リン酸化 細胞呼吸の第3段階である.細胞呼吸のプロセスは 図 4 に示されています .
図 4:細胞呼吸のメカニズム
光合成と細胞呼吸の違い
プレゼンス
光合成: 光合成は葉緑素細胞でのみ見られます。
細胞呼吸: 細胞呼吸は、地球上のすべての細胞に見られます。
定義
光合成: 光合成は、太陽光からエネルギーを得て、二酸化炭素と水からグルコースを生成することです。
細胞呼吸: 細胞呼吸は、生化学的エネルギーを ATP のエネルギーに変換し、二酸化炭素と水を老廃物として排除するプロセスです。
オルガネラ
光合成: 光合成は、植物の葉緑体のチラコイド膜と間質で行われます。
細胞呼吸: 細胞呼吸は、真核生物のミトコンドリアと細胞質のマトリックスと内膜で発生します。
闇/光
光合成: 光合成は光の中でのみ起こります。
細胞呼吸: 細胞呼吸は明暗の両方で発生します。
手順
光合成: 明反応、暗反応、光分解は、光合成の 3 つのステップです。
細胞呼吸: 解糖、クエン酸回路、電子伝達系は、細胞呼吸の 3 つのステップです。
酸素/二酸化炭素/水
光合成: 二酸化炭素と水が利用され、光合成中に酸素が放出されます。
細胞呼吸: 細胞呼吸中に酸素が利用され、二酸化炭素と水が放出されます。
代謝
光合成: 光合成は、複雑な有機化合物を合成する同化プロセスです。
細胞呼吸: 細胞呼吸は、有機化合物を分解する異化プロセスです。
炭水化物
光合成: 炭水化物は光合成中に合成されます。
細胞呼吸: 炭水化物は細胞呼吸中に使用されます。
エネルギー
光合成: 光合成中にエネルギーが蓄えられます。したがって、光合成は吸熱プロセスです。
細胞呼吸: エネルギーは細胞呼吸中に解放されます。したがって、細胞呼吸は発熱プロセスです。
エネルギーの形
光合成: 化学エネルギーは有機化合物を形成する結合に蓄えられます。
細胞呼吸: エネルギーは ATP の形で放出され、他の細胞プロセスで利用できます。
乾燥重量
光合成: 植物の乾燥重量は、光合成中に増加します。
細胞呼吸: 生物の乾燥重量は、細胞呼吸中に減少します。
リン酸化の種類
光合成: 光リン酸化は光合成中に起こります。
細胞呼吸: 酸化的リン酸化は、細胞呼吸中に発生します。
エネルギー変換
光合成: 光合成中、光エネルギーは位置エネルギーに変換されます。
細胞呼吸: 細胞呼吸中、位置エネルギーは運動エネルギーに変換されます。
最終電子受容体
光合成: 最終電子受容体は水です。
細胞呼吸: 最終的な電子受容体は酸素分子です。
顔料
光合成: クロロフィルは、光合成に関与する主なタイプの色素です。
細胞呼吸: 色素は細胞呼吸に関与していません。
補酵素
光合成: NADP は光合成で使用される補酵素です。
細胞呼吸: NAD と FAD は、細胞呼吸で使用される補酵素です。
結論
光合成と細胞呼吸は、生物で発生する主要な 2 つの代謝プロセスであり、体内のすべての細胞プロセスを駆動します。光合成は葉緑素生物でのみ行われます。地球上のすべての生物の食料生産に最も貢献しています。したがって、光合成生物は食物連鎖の一次生産者として見られます。光合成では、太陽光のエネルギーを利用して、二酸化炭素と水からグルコースが生成されます。光合成生物は、光を閉じ込めるためにクロロフィルやカロテノイドなどの特別な色素を含んでいます。対照的に、細胞呼吸は地球上のすべての生物で発生します。呼吸中、ATP の形で蓄えられた位置エネルギーを得るために、食物が酸化されます。 ATP は、細胞内のほぼすべての細胞プロセスに力を与えます。二酸化炭素と水は、細胞呼吸中に廃棄物として生成されます。酸素ガスは光合成中に放出され、細胞呼吸に使用できます。したがって、光合成と細胞呼吸の主な違いは、細胞の代謝への寄与です。
参照:
クーパー、ジェフリー M.「光合成」。セル:分子アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 3 日。
バーグ、ジェレミー M.「クエン酸サイクル」。生化学。第5版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 4 日。
クーパー、ジェフリー M.「代謝エネルギー」。セル:分子アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 4 日
