ההבדל העיקרי בין פוטוסינתזה לנשימה תאית הוא שהפוטוסינתזה משתמשת בפחמן דו חמצני ומים כדי לייצר גלוקוז וחמצן בעוד שהנשימה התאית משתמשת בגלוקוז וחמצן כדי לייצר אנרגיה, פחמן דו חמצני ומים.
פוטוסינתזה ונשימה תאית הם שני תהליכים תאיים המתרחשים באורגניזמים על מנת לייצר אנרגיה. פוטוסינתזה ממירה את אנרגיית האור של השמש לאנרגיה כימית של סוכר על ידי שחרור חמצן כתוצר לוואי. מצד שני, נשימה תאית היא תהליך ביוכימי שבאמצעותו תאים מקבלים אנרגיה מהקשרים הכימיים של מולקולות מזון.פוטוסינתזה ונשימה תאית הם תהליכי מפתח בחיים. מאמר זה מדגיש את ההבדל בין פוטוסינתזה לנשימה תאית.
מה זה פוטוסינתזה?
פוטוסינתזה הוא תהליך שמתבצע על ידי פוטואוטוטרופים. פוטאוטוטרופים מייצרים את מזונם בעצמם בתהליך זה. צמחים, אצות וציאנובקטריה הם הקבוצות העיקריות של פוטואוטוטרופים. במהלך הפוטוסינתזה, שימוש באנרגיית האור של אור השמש, פחמן דו חמצני ומים הופכים לגלוקוז וחמצן כאשר קיימים פיגמנטים פוטוסינתטיים. חמצן, שחשוב לכל היצורים החיים, משתחרר לאטמוספירה כתוצר לוואי של פוטוסינתזה. פוטוסינתזה היא תהליך מכריע מאוד המאפשר את המשך החיים על פני כדור הארץ. חמצן המיוצר באמצעות פוטוסינתזה חיוני לתהליך הנשימה של רוב היצורים החיים על פני כדור הארץ. פחמימה המיוצרת על ידי פוטוסינתזה היא צורת המזון הפשוטה ביותר שיכולה להיות מעובדת על ידי אורגניזמים חיים כדי להשיג אנרגיה.
איור 01: פוטוסינתזה
המשוואה הבאה היא הצורה הנפוצה ביותר לסיכום פוטוסינתזה:
פחמן דו חמצני (6CO2) + מים (6H2O) --הומר בעזרת אנרגיית אור -→ גלוקוז (C6H12O6) + חמצן (6 O2)
ניתן לחלק את הפוטוסינתזה לשני תהליכים עיקריים: תהליך תלוי אור (תגובה לאור) ותהליך בלתי תלוי באור (תגובה כהה). פוטוסינתזה תלוית אור זקוקה לאור שמש ממשי כדי להגיב, ואילו תגובה כהה צריכה רק את תוצרי תגובת האור כדי להמשיך. תגובת האור זקוקה לפוטונים ולמים כדי לתת חמצן המוביל לייצור ATP ו-NADPH. NADPH הוא חומר מפחית שיכול להפחית את מולקולת המימן שלו.
פוטוסינתזת תגובה אפלה, הידועה גם כמחזור קלווין, משתמשת בפחמן דו חמצני וב-NADPH החדש שנוצר לייצור פוספוגליצרידים; שלושת הסוכרים הפחמניים יכולים להתאחד מאוחר יותר ליצירת סוכר ועמילן.צמחים מאחסנים את הסוכר והעמילן המיוצרים הללו בצורות של פירות ובטטה וכו' לשימוש עתידי. רוב האורגניזמים החיים האחרים תלויים בפחמימות אלו המיוצרות על ידי צמחים באמצעות פוטוסינתזה. לפיכך, פוטואוטוטרופים משמשים כיצרנים ראשוניים כמעט בכל שרשרת מזון במערכת אקולוגית.
מהי נשימה סלולרית?
נשימה תאית היא תהליך ביוכימי שבאמצעותו תאים ממירים את האנרגיה הכימית של מקרומולקולות לאנרגיה בצורה של ATP. הנשימה התאית משתמשת בפחמימות, שומנים וחלבונים כדלקים. גלוקוז הוא מקור האנרגיה הנפוץ ביותר בנשימה תאית. כל היצורים החיים מבצעים נשימה: נשימה אירובית בנוכחות חמצן, ונשימה אנאירובית בהיעדר חמצן. תאים פרוקריוטיים מבצעים נשימה תאית בציטופלזמה ואילו תאים איקריוטים מבצעים נשימה תאית בעיקר בתוך המיטוכונדריה של התא. בנשימה אירובית, מולקולת גלוקוז אחת יכולה ליצור 36-38 מולקולות ATP, אך בנשימה אנאירובית (באמצעות גליקוליזה ותסיסה) ניתן היה להפיק רק 2 מולקולות ATP.
איור 02: נשימה סלולרית
יתר על כן, ניתן לחלק את הנשימה התאית לשלושה תהליכים מטבוליים כמו גליקוליזה, מחזור קרבס ושרשרת הובלה של אלקטרונים. גליקוליזה מתרחשת בציטוזול בעוד שמחזור קרבס מתרחש במטריקס המיטוכונדריאלי. שרשרת הובלה של אלקטרונים מתרחשת בממברנת המיטוכונדריה הפנימית. אם אין חמצן, הנשימה תתרחש בשני מסלולים מטבוליים בציטוזול באמצעות גליקוליזה ותסיסה.
מהם הדמיון בין פוטוסינתזה לנשימה תאית?
- פוטוסינתזה ונשימה תאית הם תהליכים חיוניים של אורגניזמים חיים.
- יתר על כן, שני התהליכים תלויים זה בזה.
- הם משלימים זה את זה.
מה ההבדל בין פוטוסינתזה לנשימה תאית?
פוטוסינתזה הוא תהליך הממיר אנרגיית אור לאנרגיה כימית של פחמימות בנוכחות אור שמש וכלורופילים. ואילו נשימה תאית היא תהליך הממיר את האנרגיה הכימית של תרכובות אורגניות ל-ATP (מטבע אנרגיה) על מנת להשתמש בה לכל הפונקציות המתרחשות באורגניזמים חיים. אז זה ההבדל העיקרי בין פוטוסינתזה לנשימה תאית. יתר על כן, רק פוטואוטוטרופים מבצעים פוטוסינתזה בעוד שכל האורגניזמים החיים מבצעים נשימה תאית. לפיכך, זהו גם הבדל בין פוטוסינתזה לנשימה תאית.
יתר על כן, הבדל נוסף בין פוטוסינתזה לנשימה תאית הוא שהפוטוסינתזה מנצלת פחמן דו חמצני ומים ומייצרת גלוקוז וחמצן בעוד שהנשימה התאית מנצלת גלוקוז וחמצן ומייצרת פחמן דו חמצני, מים ואנרגיה.בנוסף, פוטוסינתזה מתרחשת באמצעות שני שלבים: תגובת אור ותגובה כהה. לעומת זאת, הנשימה התאית מתרחשת באמצעות שלושה שלבים: גליקוליזה, מחזור קרבס ושרשרת הובלה של אלקטרונים. חוץ מזה, אתר הפוטוסינתזה הוא כלורופלסטים בעוד שאתרי הנשימה התאית הם ציטופלזמה ומיטוכונדריה. לכן, אנו יכולים להתייחס גם לזה כהבדל בין פוטוסינתזה לנשימה תאית.
סיכום – פוטוסינתזה לעומת נשימה סלולרית
לסיכום, הן הפוטוסינתזה והן הנשימה התאית הם תהליכים חשובים המתרחשים באורגניזמים חיים על מנת להשיג אנרגיה. עם זאת, הפוטוסינתזה אוגרת את האנרגיה של אור השמש בצורה של אנרגיה כימית במולקולות הסוכר והעמילן בעוד שהנשימה התאית מפרקת תרכובות אורגניות כמו סוכר ועמילן על מנת לייצר אנרגיה בצורה של ATP (מטבע אנרגיה).שני התהליכים הללו תלויים זה בזה; בעלי חיים ניזונים מפירות המיוצרים על ידי צמחים כדי להשיג תרכובות אורגניות לנשימה התאית שלהם; הם גם משתמשים בחמצן המשתחרר לאוויר כדי לנשום בעוד שצמחים בתורם תלויים בפחמן דו חמצני שבעלי חיים נושפים לאוויר לצורך תהליך הפוטוסינתזה. בהיעדר אחד, סיכויי ההישרדות של השני יורדים בצורה דרסטית. לפיכך, זה מסיים את סיכום ההבדל בין פוטוסינתזה לנשימה תאית.
