الفرق الرئيسي بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي هو أن التمثيل الضوئي يستخدم ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين بينما يستخدم التنفس الخلوي الجلوكوز والأكسجين لإنتاج الطاقة وثاني أكسيد الكربون والماء.
التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي عمليتان خلويتان تحدثان في الكائنات الحية من أجل إنتاج الطاقة. يحول التمثيل الضوئي الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كيميائية للسكر عن طريق إطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي. من ناحية أخرى ، فإن التنفس الخلوي هو عملية كيميائية حيوية تحصل من خلالها الخلايا على الطاقة من الروابط الكيميائية لجزيئات الطعام.يعتبر التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي عمليتين أساسيتين للحياة. تسلط هذه المقالة الضوء على الفرق بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي.
ما هو التمثيل الضوئي؟
التمثيل الضوئي هي عملية يتم تنفيذها بواسطة الصور الآلية. تنتج Photoautotrophs طعامها من خلال هذه العملية. النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء هي المجموعات الرئيسية للتغذية الضوئية. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتحول استخدام الطاقة الضوئية لأشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين عند وجود أصباغ التمثيل الضوئي. يتم إطلاق الأكسجين ، وهو أمر مهم لجميع الكائنات الحية ، في الغلاف الجوي كنتيجة ثانوية لعملية التمثيل الضوئي. يعتبر التمثيل الضوئي عملية بالغة الأهمية تسمح باستمرار الحياة على الأرض. يُعد الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي ضروريًا لعملية تنفس معظم الكائنات الحية على الأرض. الكربوهيدرات التي تنتجها عملية التمثيل الضوئي هي أبسط أشكال الغذاء التي يمكن للكائنات الحية معالجتها للحصول على الطاقة.
الشكل 01: التمثيل الضوئي
المعادلة التالية هي الشكل الأكثر شيوعًا لتلخيص التمثيل الضوئي:
ثاني أكسيد الكربون (6CO2) + ماء (6H2O) - تم تحويله بمساعدة الطاقة الضوئية - → الجلوكوز (C6H12O6) + الأكسجين (6 O2)
يمكن تقسيم التمثيل الضوئي إلى عمليتين رئيسيتين: عملية تعتمد على الضوء (تفاعل الضوء) وعملية مستقلة عن الضوء (تفاعل مظلم). يحتاج التمثيل الضوئي المعتمد على الضوء إلى ضوء الشمس الفعلي للتفاعل ، بينما يحتاج التفاعل المظلم فقط إلى نواتج تفاعل الضوء للمضي قدمًا. يحتاج تفاعل الضوء إلى الفوتونات والماء لإعطاء الأكسجين مما يؤدي إلى إنتاج ATP و NADPH. NADPH هو عامل مختزل يمكنه تقليل جزيء الهيدروجين.
التمثيل الضوئي للتفاعل المظلم ، المعروف أيضًا باسم دورة كالفين ، يستخدم ثاني أكسيد الكربون و NADPH الذي تم تكوينه حديثًا لإنتاج الدهون الفوسفاتية ؛ يمكن أن تتحد سكريات الكربون الثلاثة فيما بعد لتكوين السكر والنشا.تقوم النباتات بتخزين السكر والنشا المنتج في شكل فواكه وبطاطا ، إلخ لاستخدامها في المستقبل. تعتمد معظم الكائنات الحية الأخرى على هذه الكربوهيدرات التي تنتجها النباتات من خلال عملية التمثيل الضوئي. ومن ثم ، فإن فوتوتروفس تعمل كمنتجين أساسيين في كل سلسلة غذائية تقريبًا في نظام بيئي.
ما هو التنفس الخلوي؟
التنفس الخلوي هو عملية كيميائية حيوية تقوم من خلالها الخلايا بتحويل الطاقة الكيميائية للجزيئات الكبيرة إلى طاقة في شكل ATP. يستخدم التنفس الخلوي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات كوقود. الجلوكوز هو مصدر الطاقة الأكثر استخدامًا في التنفس الخلوي. تقوم جميع الكائنات الحية بالتنفس: التنفس الهوائي في وجود الأكسجين ، والتنفس اللاهوائي في غياب الأكسجين. تقوم الخلايا بدائية النواة بالتنفس الخلوي في السيتوبلازم بينما تقوم الخلايا حقيقية النواة بالتنفس الخلوي في الغالب داخل الميتوكوندريا في الخلية. في التنفس الهوائي ، يمكن أن يولد جزيء جلوكوز واحد 36-38 جزيء من ATP ، ولكن في التنفس اللاهوائي (من خلال تحلل السكر والتخمير) يمكن اشتقاق جزيئين فقط من ATP.
الشكل 02: التنفس الخلوي
علاوة على ذلك ، يمكن تقسيم التنفس الخلوي إلى ثلاث عمليات أيضية مثل تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون. يحدث تحلل السكر في العصارة الخلوية بينما تحدث دورة كريبس في مصفوفة الميتوكوندريا. تحدث سلسلة نقل الإلكترون في غشاء الميتوكوندريا الداخلي. إذا لم يكن الأكسجين موجودًا ، فسيحدث التنفس عن طريق مسارين استقلابي في العصارة الخلوية عبر تحلل السكر والتخمير.
ما هي أوجه التشابه بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي؟
- التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي عمليات حيوية للكائنات الحية.
- علاوة على ذلك ، تعتمد كلتا العمليتين على بعضهما البعض.
- هم مكملون لبعضهم البعض
ما هو الفرق بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي؟
التمثيل الضوئي هي عملية تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية من الكربوهيدرات في وجود ضوء الشمس والكلوروفيل. في حين أن التنفس الخلوي هو عملية تحول الطاقة الكيميائية للمركبات العضوية إلى ATP (عملة الطاقة) من أجل استخدامها في جميع الوظائف التي تحدث في الكائنات الحية. إذن ، هذا هو الفرق الرئيسي بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي. علاوة على ذلك ، فإن التغذية الضوئية فقط هي التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي بينما تقوم جميع الكائنات الحية بالتنفس الخلوي. ومن ثم ، فإن هذا أيضًا فرق بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي.
علاوة على ذلك ، هناك اختلاف آخر بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي وهو أن التمثيل الضوئي يستخدم ثاني أكسيد الكربون والماء وينتج الجلوكوز والأكسجين بينما يستخدم التنفس الخلوي الجلوكوز والأكسجين وينتج ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة.بالإضافة إلى ذلك ، يحدث التمثيل الضوئي عبر خطوتين: رد فعل ضوئي ورد فعل مظلم. في المقابل ، يحدث التنفس الخلوي عبر ثلاث خطوات: تحلل السكر ودورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون. إلى جانب ذلك ، فإن موقع التمثيل الضوئي هو البلاستيدات الخضراء بينما مواقع التنفس الخلوي هي السيتوبلازم والميتوكوندريا. لذلك ، يمكننا اعتبار هذا أيضًا فرقًا بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي.
ملخص - التمثيل الضوئي مقابل التنفس الخلوي
باختصار ، يعد كل من التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي عمليتين مهمتين تحدث في الكائنات الحية من أجل الحصول على الطاقة. ومع ذلك ، فإن عملية التمثيل الضوئي تخزن طاقة ضوء الشمس في شكل طاقة كيميائية في جزيئات السكر والنشا بينما يقوم التنفس الخلوي بتفكيك المركبات العضوية مثل السكر والنشا لإنتاج الطاقة على شكل ATP (عملة الطاقة).كلتا العمليتين تعتمدان على بعضهما البعض ؛ تتغذى الحيوانات على الفاكهة التي تنتجها النباتات للحصول على مركبات عضوية للتنفس الخلوي ؛ يستخدمون أيضًا الأكسجين المنطلق في الهواء للتنفس بينما تعتمد النباتات بدورها على ثاني أكسيد الكربون الذي تنفثه الحيوانات في الهواء لعملية التمثيل الضوئي. في حالة عدم وجود أحدهما ، تتدهور فرص بقاء الآخر بشكل كبير. وهكذا ، يختتم هذا ملخص الفرق بين التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي.
