ความแตกต่างระหว่างการหายใจและการสังเคราะห์แสง
นี่คือสองขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในชีวิต ปราศจากการหายใจหรือการสังเคราะห์แสงโลกจะเป็นสถานที่ที่น่าสังเวชไม่มีชีวิต กระบวนการที่น่าสนใจทั้งสองนี้มีความแตกต่างกันออกไปในหลาย ๆ ด้านและได้รับการกล่าวถึงอย่างละเอียดและกระชับในบทความนี้ ส่วนใหญ่กระบวนการเหล่านี้จะแปลงพลังงานที่ไม่สามารถใช้เป็นอาหารได้ในขณะที่กระบวนการอื่น ๆ ทำให้รูปแบบการใช้พลังงานที่เป็นประโยชน์จากอาหารที่เก็บสะสมไว้ นอกจากนี้กระบวนการทั้งสองเกี่ยวข้องกับคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ในที่ต่างๆ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจเสมอในการศึกษาการหายใจและการสังเคราะห์แสง
การหายใจเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่แปลงอาหารให้เป็นพลังงานโดยใช้ออกซิเจนและเกิดขึ้นภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในการหายใจพลังงานทางชีวเคมีของอาหารจะเปลี่ยนเป็น adenosine triphosphate (ATP) และคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์เป็นของเสียและผลิตภัณฑ์หลักของเอทีพีเป็นรูปแบบที่ใช้ประโยชน์ได้สำหรับสิ่งมีชีวิต ดังนั้นการหายใจสามารถระบุเป็นหลักหมายถึงการได้รับพลังงานที่จะเป็นประโยชน์ในการรักษากระบวนการทางชีวภาพทั้งหมด ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าอาหารถูกเผาภายในเซลล์เพื่อผลิตพลังงานโดยการหายใจ น้ำตาล (กลูโคส) กรดอะมิโนและกรดไขมันอยู่ในหมู่วัสดุทางเดินหายใจที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการหายใจ เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องสังเกตว่ากระบวนการหายใจอาจเป็นได้ทั้งแบบแอโรบิคหรือไม่ใช้ออกซิเจนทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการมีส่วนร่วมของออกซิเจนในกระบวนการ กระบวนการหายใจแบบแอโรบิคใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายขณะที่การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนทำให้เกิดการใช้สารเคมีอื่น ๆ เช่นสารประกอบกำมะถันเพื่อสร้างพลังงาน กระบวนการทั้งหมดของการหายใจเกี่ยวข้องกับสี่ขั้นตอนสำคัญที่เรียกว่า glycolysis, decarboxylation ออกซิเดชันของ pyruvate, วงจรกรดซิตริก (วงจร Krebs) และ oxidative phosphorylation หลังจากกระบวนการทั้งหมดได้เกิดขึ้นจะมีจำนวนสุทธิจำนวน 38 อะตอมโมเลกุลที่ผลิตได้จากโมเลกุลกลูโคส (C 6 H 12 O6) อย่างไรก็ตามเนื่องจากเยื่อที่รั่วและความพยายามที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายโมเลกุลบางอย่างระหว่างกระบวนการนี้ปริมาณการผลิตสุทธิจะประมาณ 30 โมเลกุลเอทีพีจากโมเลกุลกลูโคส การสังเคราะห์แสงเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นสารประกอบอินทรีย์โดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ทำปฏิกิริยากับน้ำ (H 2 O) ในที่ที่มีแสงแดดเพื่อสร้างกลูโคส (C 6
H12) > O
6 ) และออกซิเจน (O 2 ) การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์ของพืชสาหร่ายสีเขียวและแบคทีเรียหลายชนิดเนื่องจากการสังเคราะห์แสงระดับของ CO 2 ทั่วโลกจะคงอยู่ในระดับต่ำและจะช่วยเพิ่มระดับของบรรยากาศ O 2 อย่างไรก็ตามกิจกรรมล่าสุดของมนุษย์อันเป็นผลเสียต่อการทำให้บริสุทธิ์ของ CO 2 2 ในชั้นบรรยากาศ สีเขียวของคลอโรฟิลล์ในคลอโรพลาสต์มีหน้าที่ในการจับภาพแสงแดดในระดับที่ต้องการสำหรับกระบวนการกระตุ้นของอิเล็กตรอน มีสองขั้นตอนสำคัญในการสังเคราะห์แสงที่เรียกว่าปฏิกิริยาเบาและปฏิกิริยามืด ปฏิกิริยาแสงเกี่ยวข้องกับโครงการ Z และ photolysis น้ำในขณะที่ปฏิกิริยามืดเกี่ยวข้องกับวงจร Calvin และกลไกการรวมคาร์บอน ประสิทธิภาพของกระบวนการสังเคราะห์แสงทั้งหมดจะประมาณประมาณ 3-6% อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศความเข้มแสงและอุณหภูมิ