Põhiline erinevus fotosünteesi ja rakuhingamise vahel seisneb selles, et fotosüntees kasutab glükoosi ja hapniku tootmiseks süsinikdioksiidi ja vett, samas kui rakuhingamisel kasutatakse energia, süsinikdioksiidi ja vee tootmiseks glükoosi ja hapnikku.
Fotosüntees ja rakuhingamine on kaks rakulist protsessi, mis toimuvad organismides energia tootmiseks. Fotosüntees muudab päikese valgusenergia suhkru keemiliseks energiaks, vabastades kõrvalsaadusena hapnikku. Teisest küljest on rakuhingamine biokeemiline protsess, mille käigus rakud saavad energiat toidumolekulide keemilistest sidemetest. Fotosüntees ja rakuhingamine on elu võtmeprotsessid. See artikkel toob esile erinevuse fotosünteesi ja rakuhingamise vahel.
Mis on fotosüntees?
Fotosüntees on protsess, mida viivad läbi fotoautotroofid. Fotoautotroofid toodavad selle protsessiga ise toitu. Taimed, vetikad ja tsüanobakterid on peamised fotoautotroofide rühmad. Fotosünteesi käigus päikesevalguse valgusenergiat kasutades muutuvad süsinikdioksiid ja vesi fotosünteetiliste pigmentide olemasolul glükoosiks ja hapnikuks. Hapnik, mis on oluline kõigile elusolenditele, eraldub fotosünteesi kõrvalsaadusena atmosfääri. Fotosüntees on väga oluline protsess, mis võimaldab elul maa peal jätkuda. Fotosünteesi teel toodetud hapnik on enamiku maa peal elavate olendite hingamisprotsessi jaoks hädavajalik. Fotosünteesi teel toodetud süsivesikud on lihtsaim toiduvorm, mida elusorganismid saaksid energia saamiseks töödelda.
Joonis 01: Fotosüntees
Järgmine võrrand on kõige levinum fotosünteesi kokkuvõtte vorm:
Süsinikdioksiid (6CO2) + Vesi (6H2O) --muundatud valgusenergia abil -→ Glükoos (C6H12O6) + hapnik (6O2)
Fotosünteesi võib jagada kaheks peamiseks protsessiks: valgussõltuv (valgusreaktsioon) protsess ja valgusest sõltumatu (tumereaktsioon) protsess. Valgussõltuv fotosüntees vajab reageerimiseks tegelikku päikesevalgust, samas kui tumereaktsioon vajab kulgemiseks ainult valgusreaktsiooni saadusi. Valgusreaktsioon vajab footoneid ja vett, et eraldada hapnikku, mis viib ATP ja NADPH tootmiseni. NADPH on redutseeriv aine, mis võib redutseerida oma vesiniku molekuli.
Tume reaktsioonifotosüntees, tuntud ka kui Calvini tsükkel, kasutab fosfogüültseriidide tootmiseks süsinikdioksiidi ja äsja moodustunud NADPH-d; kolm süsiniku suhkrut võivad hiljem ühineda, moodustades suhkru ja tärklise. Taimed säilitavad toodetud suhkrut ja tärklist edaspidiseks kasutamiseks puuviljade ja jamside kujul. Enamik teisi elusorganisme sõltub nendest süsivesikutest, mida taimed toodavad fotosünteesi teel. Seega toimivad fotoautotroofid peatootjatena peaaegu igas ökosüsteemi toiduahelas.
Mis on rakuhingamine?
Rakuhingamine on biokeemiline protsess, mille käigus rakud muudavad makromolekulide keemilise energia energiaks ATP kujul. Rakuhingamisel kasutatakse kütusena süsivesikuid, rasvu ja valke. Glükoos on rakuhingamisel kõige sagedamini kasutatav energiaallikas. Kõik elusorganismid teostavad hingamist: aeroobne hingamine hapniku juuresolekul ja anaeroobne hingamine hapniku puudumisel. Prokarüootsed rakud teostavad tsütoplasmas rakulist hingamist, samas kui eukarüootsed rakud teostavad rakuhingamist enamasti raku mitokondrites. Aeroobsel hingamisel võib üks glükoosimolekul tekitada 36–38 ATP molekuli, kuid anaeroobsel hingamisel (glükolüüsi ja kääritamise teel) saab tuletada ainult 2 ATP molekuli.
Joonis 02: Rakuhingamine
Lisaks võib rakuhingamise jagada kolmeks metaboolseks protsessiks nagu glükolüüs, Krebsi tsükkel ja elektronide transpordiahel. Glükolüüs toimub tsütosoolis, Krebsi tsükkel aga mitokondriaalses maatriksis. Elektronide transpordiahel toimub mitokondriaalsel sisemembraanil. Kui hapnikku pole, toimub hingamine tsütosoolis kahe metaboolse raja kaudu glükolüüsi ja fermentatsiooni teel.
Millised on fotosünteesi ja rakuhingamise sarnasused?
- Fotosüntees ja rakuhingamine on elusorganismide elutähtsad protsessid.
- Lisaks sõltuvad mõlemad protsessid üksteisest.
- Need täiendavad üksteist.
Mis vahe on fotosünteesil ja rakuhingamisel?
Fotosüntees on protsess, mis muudab valgusenergia päikesevalguse ja klorofüllide juuresolekul süsivesikute keemiliseks energiaks. Rakuhingamine on protsess, mis muundab orgaaniliste ühendite keemilise energia ATP-ks (energiavaluutaks), et kasutada seda kõigi elusorganismides esinevate funktsioonide jaoks. Niisiis, see on peamine erinevus fotosünteesi ja rakulise hingamise vahel. Lisaks teostavad fotosünteesi ainult fotoautotroofid, samal ajal kui kõik elusorganismid teostavad rakuhingamist. Seega on see ka erinevus fotosünteesi ja rakuhingamise vahel.
Lisaks on fotosünteesi ja rakuhingamise erinevus veel selles, et fotosüntees kasutab süsinikdioksiidi ja vett ning toodab glükoosi ja hapnikku, samal ajal kui rakuhingamine kasutab glükoosi ja hapnikku ning toodab süsinikdioksiidi, vett ja energiat. Lisaks toimub fotosüntees kahes etapis: valgusreaktsioon ja tumereaktsioon. Seevastu rakkude hingamine toimub kolme etapi kaudu: glükolüüs, Krebsi tsükkel ja elektronide transpordiahel. Lisaks on fotosünteesi koht kloroplastid, samas kui rakuhingamise kohad on tsütoplasma ja mitokondrid. Seetõttu võime ka seda pidada fotosünteesi ja rakuhingamise erinevuseks.
Kokkuvõte – fotosüntees vs rakuhingamine
Kokkuvõtlikult võib öelda, et nii fotosüntees kui ka rakuhingamine on elusorganismides energia saamiseks olulised protsessid. Kuid fotosüntees salvestab päikesevalguse energia keemilise energia kujul suhkru- ja tärklisemolekulides, samal ajal kui rakuhingamine lagundab orgaanilisi ühendeid, nagu suhkur ja tärklis, et toota energiat ATP (energiavaluuta) kujul. Mõlemad protsessid on üksteisest sõltuvad; loomad toituvad taimede poolt toodetud viljadest, et saada oma rakuhingamiseks orgaanilisi ühendeid; nad kasutavad ka õhku eralduvat hapnikku hingamiseks, samas kui taimed omakorda sõltuvad fotosünteesi protsessis loomade poolt õhku väljahingatavast süsinikdioksiidist. Ühe puudumisel halvenevad teise ellujäämise võimalused drastiliselt. Seega on kokkuvõte fotosünteesi ja rakuhingamise erinevusest.
