細胞呼吸と光合成の違い

2020

細胞呼吸は、酸素とグルコースを二酸化炭素と水に変換し、最終的に体の細胞にエネルギーを生成する単純なプロセスであるため、すべての生物で行われます。それどころか、葉緑素を含む緑色植物で光合成が起こり、太陽光と水を使用してそれをエネルギーに変換します。

これらは、 エネルギーを得るという目的は同じですが、異なる方法、異なるソースを使用して異なる製品を提供するという2つの相互プロセスです。両方とも、生物が必要とするエネルギーの交換に必要です。 細胞呼吸は、植物でも動物でも、原核生物でも真核生物でも、すべての種類の生きた細胞によって行われますが、光合成は緑色の植物でのみ行われ、細菌はほとんどありません。

内部的であれ外部的であれ、直接的または間接的にエネルギーを必要とせずに実行される作業は想像できません。したがって、これらの2つのプロセスは、地球上で生命を維持するための重要な要素の1つと言えるでしょう。この時点で、2つの必須の反応と生細胞へのエネルギー供給反応の違いを検討します。1つは細胞呼吸、もう1つは光合成です。

比較表

比較の根拠	細胞呼吸	光合成
意味	細胞呼吸は、エネルギーを変換し、身体のさまざまな細胞に提供するプロセスです。ここで、グルコースと酸素は二酸化炭素と水に変換され、エネルギー（ATP）が放出されます。	太陽光と水を使用してエネルギーに変換するプロセスは、光合成と呼ばれます。これは、緑の植物と少数の細菌によって特別に実行されます。クロロフィルと呼ばれる緑色の色素がこの変換プロセスの原因です。
で発生	生きている細胞、緑と非緑の植物。	光合成は、クロロフィルを含む植物でのみ発生します。
で発生	細胞呼吸は、暗い場所（夜）と同様に明るい場所（昼）でも発生します。	光合成は光（日）のみで起こります。
関与する反応	1.細胞質で起こる解糖。 2.クレブスまたはクエン酸回路は、細胞のミトコンドリアマトリックスで発生します。 3.ミトコンドリア膜で起こる電子輸送鎖または酸化的リン酸化。	1.葉緑体のグラナで起こる軽い反応。 2.葉緑体の間質で起こる暗反応またはカルビンサイクル。 3.チラコイド内腔で起こる光分解または吐水複合体。
エネルギー	このプロセス中にエネルギーが放出されるため、発熱反応です。	エネルギーが保存または利用されるため、吸熱プロセスです。
	放出されるエネルギーはATPの形であり、さまざまな代謝活動に使用されます。	エネルギーはグルコースまたは化学エネルギーの形であり、暗反応中に使用されます。
	位置エネルギーは運動エネルギーに変換されます。	光エネルギーは位置エネルギーに変換されます。
酸化的リン酸化	細胞呼吸では酸化的リン酸化が起こります。	ここで、光リン酸化が起こります。
他のアクティビティー	それは異化プロセスです。	それは同化プロセスです。
	酸素と炭水化物はプロセスで吸収されます。	酸素と炭水化物が放出されました。
	二酸化炭素と水が放出されます。	二酸化炭素と水が吸収されます。

細胞呼吸の定義

このプロセスでは、グルコースの形の炭水化物が分解され、酸素とともに二酸化炭素と水に変換され、それによりATPまたはアデノシン三リン酸としてエネルギーが放出されます。このエネルギーは、さまざまな代謝活動やその他の細胞活動に使用されます。

細胞呼吸は、細胞のミトコンドリアと細胞質で起こります。光合成とは異なり、昼夜を問わず機能します。これは私たちが言うほど単純な反応ではありませんが、4つの主要なステップを経る長いプロセスです。

解糖（糖の分裂または破壊） –細胞の細胞質で起こり、そこではグルコースC6H12O6の1分子がピルビン酸の2分子に分解されます。そのため、ここではグルコース1分子から2つのATP分子が生成されます。
遷移反応 -ピルビン酸はミトコンドリアに送られ、そこでアセチルCoAに変換され、さらに分解されます。
クエン酸サイクルまたはクレブスサイクル -アセチルCoAが壊れているミトコンドリアのマトリックスで、酸素の存在下で発生し、4つのATPが多くのNADHとともに生成されます。二酸化炭素と水でさえ、この反応の廃棄物として放出されます。
電子輸送チェーン（ETC） –これは、Peter Mitchellによって提案された化学浸透圧理論としても知られています。この反応では、グルコースごとに32個のATPが生成されます。

したがって、全体的な反応は次のように記述されます。

しかし、上記で説明したのは、酸素の存在下で発生する好気性の細胞呼吸のみであり、1つのグルコース分子から38のATP分子が生成されます。しかし、私たちが走ったり運動をしているときなど、酸素が不足している場合はどうでしょうか。これは嫌気性状態と呼ばれ、解糖経路からのグルコース1分子のみからATP分子を2つだけ生成します。

体はその瞬間に即時のエネルギーを必要とするため、分子のさらなる分解を受けません。第二に、他の反応は酸素の存在下で発生し、これがそれらがスキップされる理由です。嫌気性反応は発酵とも呼ばれます。

したがって、大きな分子を小さな分子に分解することによってエネルギーがあらゆる形で放出されるため、 異化プロセスと呼ばれます。

光合成の定義

一般に、用語、光合成のプロセスを定義する場合、「太陽光と水をエネルギーまたは食物に変換するプロセス」と言い、それは緑の植物によって実行されます。しかし、化学的には酸化還元プロセスです （酸化は電子の除去であり、還元は分子による電子の獲得です）。このプロセスは、光（太陽光）のみで発生し、いわゆる光酸化プロセスと呼ばれます。

光合成は、緑の植物の葉、特に葉の細胞に存在する小さな構造である葉緑体で起こります。葉緑体には、葉の緑色の原因となる葉緑素（緑色の化学物質）が含まれています。

クロロフィルは太陽のエネルギーを吸収し、水分子を酸素と水素に分離するために使用されます。さらに酸素が葉から大気中に放出され、二酸化炭素と水素は植物の食物またはグルコースを生成するために使用されます。

次の式で詳しく説明できます。

したがって、上記の反応では、太陽光の存在下で水H2Oが酸化され、酸素（O2）と水素イオン（H +）が放出されると言えます。除去された水素イオンと電子は二酸化炭素（CO2）に移動し、有機生成物として還元されます。したがって、光合成中に炭水化物（C6H12O6）が形成される全体的な反応は、方程式で定義されます。

上記の式はプロセス全体の要約ですが、多くの酵素や他の反応も関与しています。このプロセスは、光反応と暗反応の2つの段階に分かれています。