Différence entre la photosynthèse et la respiration cellulaire

Différence principale - Photosynthèse vs Respiration cellulaire

La photosynthèse et la respiration cellulaire sont deux processus métaboliques de base intervenant dans la conversion énergétique des écosystèmes. Pendant la photosynthèse, le dioxyde de carbone et l'eau sont utilisés dans la synthèse de composés organiques à l'aide de la lumière du soleil. Ces composés organiques peuvent être utilisés par les cellules comme aliment. Pendant la respiration cellulaire, l’énergie sous forme d’ATP est produite par la dégradation des aliments. le différence principale entre la photosynthèse et la respiration cellulaire est que la photosynthèse est un processus anabolique, où se produit la synthèse de composés organiques, stockant de l'énergie tandis que la respiration cellulaire est un processus catabolique, où les composés organiques stockés sont utilisés, produisant de l'énergie.

Cet article explore, 

1. Qu'est-ce que la photosynthèse?
      - Définition, caractéristiques, types, processus
2. Qu'est-ce que la respiration cellulaire?
      - Définition, caractéristiques, types, processus
3. Quelle est la différence entre la photosynthèse et la respiration cellulaire

Qu'est-ce que la photosynthèse?

La photosynthèse est la production de glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau en obtenant l'énergie du soleil. L'oxygène gazeux est un sous-produit de la photosynthèse. Des pigments comme la chlorophylle, les caroténoïdes et les phycobilines sont utilisés pour piéger l'énergie lumineuse. Par conséquent, lors de la photosynthèse, l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique potentielle. Par la suite, le glucose fournit l’énergie métabolique à tous les processus cellulaires de la cellule..

Types de photosynthèse

Photosynthèse oxygénique et photosynthèse anoxygénique sont les deux types de photosynthèse trouvés sur la terre. Les plantes, les algues et les cyanobactéries procèdent à la photosynthèse de l’oxygène tandis que les bactéries soufrées pourpres et les bactéries du soufre vert procèdent à la photosynthèse anoxygénique. Le donneur d'électrons dans la photosynthèse oxygénique est de l'eau, tandis que le donneur d'électrons dans une photosynthèse oxygénique est un variant comme l'hydrogène sulfuré plutôt que l'eau. Ainsi, dans la photosynthèse oxygénique, le gaz oxygène n'est pas libéré en tant que sous-produit. Les réactions chimiques de la photosynthèse oxygénée et anoxygénique sont présentées ci-dessous..

Figure 1: La photosynthèse chez une plante

Chez les plantes, la photosynthèse se produit dans des plastides spécialisés appelés chloroplastes, présents dans le cytoplasme des cellules photosynthétiques. La photosynthèse se produit dans les régions de membrane thylacoïdienne et de stroma des chloroplastes. La première étape de la photosynthèse est la réaction légère. On trouve des photocentres dans la membrane thylakoïde de grana, organisant les pigments photosynthétiques en eux. La lumière est absorbée par photosystème I et II, qui sont les deux complexes protéiques présents dans la membrane thylacoïdienne, et la lumière absorbée est transférée aux photocentres. Les électrons générateurs d'énergie élevée sont transférés dans le troisième complexe protéique, complexe cytochrome bf. Les électrons de haute énergie du PSI sont transférés dans une série de porteurs de ferrodoxine et, finalement, ces électrons sont transférés dans NADP + par l’enzyme NADPH réductase, formant ainsi le NADP. Au cours de la réaction légère, de l'oxygène gazeux est produit en scindant de l'eau tout en produisant du NADP et de l'ATP.

La deuxième étape de la photosynthèse est la réaction sombre, où le NADPH et l'ATP produits lors d'une réaction légère sont utilisés comme sources d'énergie pour synthétiser le glucose. La réaction sombre se produit dans le stroma. La réaction sombre est aussi appelée la Cycle de calvin. Outre le glucose, 18 ATP et 12 NADPH sont produits au cours du cycle de Calvin. Les 18 ATP sont utilisés par le cycle de Calvin lui-même. Les 12 NADPH contiennent 24 électrons qui sont transportés dans le chaîne de transport d'électrons, qui est la troisième étape de la photosynthèse. L'enzyme ATP synthase sur la membrane thylakoïde transfère les 24 électrons en 12 molécules d'eau, produisant 6 molécules d'oxygène. Ce processus de transport d'électrons s'appelle photophosphorylation. Le processus de la photosynthèse est montré dans Figure 2.

Figure 2: Mécanisme de photosynthèse

Quelle est la respiration cellulaire

La respiration cellulaire est le processus qui convertit l'énergie biochimique en énergie dans l'ATP, en éliminant le dioxyde de carbone et l'eau en tant que déchets. Il se produit dans tous les organismes vivant sur la terre. Les aliments stockés tels que les glucides, les graisses et les protéines dans les organismes sont utilisés sous forme de glucose par la respiration cellulaire.

Types de respiration cellulaire

La respiration aérobie et la respiration anaérobie sont les deux types de respiration rencontrés sur la Terre. Dans respiration aérobie, l'agent oxydant ou l'accepteur d'électrons final est l'oxygène moléculaire. Une molécule de glucose contient suffisamment d’énergie pour produire 30 ATP par phosphorylation oxydative. Pendant respiration anaérobie, l'accepteur d'électrons final est soit des sulfates inorganiques, soit des nitrates. La respiration anaérobie se produit dans les bouches hydrothermales en haute mer. Fermentation est également une sorte de respiration anaérobie, qui se produit lorsque le pyruvate est métabolisé dans le cytoplasme sans oxygène. La fermentation de l'acide lactique dans les cellules musculaires et la fermentation de l'éthanol dans la levure sont les deux types de fermentation trouvés chez les organismes. Seuls deux ATP sont produits par molécule de glucose en fermentation. La réaction chimique de la respiration cellulaire est montrée ci-dessous.

Figure 3: Respiration cellulaire chez l'homme

Chez les eucaryotes, la respiration cellulaire se produit dans des organites spécialisés appelés mitochondries. Chez les procaryotes, il se produit dans le cytoplasme lui-même. La respiration cellulaire se produit également dans la matrice, la membrane interne des mitochondries et le cytoplasme. La première étape de la respiration cellulaire est la glycolyse. Au cours de la glycolyse, le glucose (C6) est décomposé en deux molécules de pyruvate (C3) dans le cytoplasme. Deux molécules de pyruvate sont ensuite importées dans les mitochondries. En présence d'oxygène, le pyruvate se combine à l'oxaloacétate (C4) pour former du citrate (C6), éliminant l'acétyl-CoA au cours du cycle de l'acide citrique. le le cycle de l'acide citrique est la deuxième étape de la respiration cellulaire, aussi appelée Cycle de Krebs. Au cours du cycle de Krebs, le dioxyde de carbone est éliminé en tant que déchet, tout en réduisant le NAD en NADH. 6NADH, 2FADH₂ et 2 ATPs par molécule de glucose sont produits par le cycle de Krebs. La phosphorylation oxydative, qui est la troisième étape de la respiration cellulaire se produit dans les crêtes mitochondriales par l'enzyme ATP synthase, produisant 30ATP. Le processus de respiration cellulaire est montré dans figure 4.

Figure 4: Mécanisme de respiration cellulaire

Différence entre la photosynthèse et la respiration cellulaire

Présence

Photosynthèse: La photosynthèse ne se trouve que dans les cellules chlorophylles.

Respiration cellulaire: La respiration cellulaire se retrouve dans toutes les cellules de la terre.

Définition

Photosynthèse: La photosynthèse est la production de glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau en obtenant l'énergie du soleil.

Respiration cellulaire: La respiration cellulaire est le processus qui convertit l'énergie biochimique en énergie dans l'ATP, en éliminant le dioxyde de carbone et l'eau en tant que déchets..

Organelles

Photosynthèse: La photosynthèse se produit dans la membrane thylakoïde et le stroma des chloroplastes chez les plantes.

Respiration cellulaire: La respiration cellulaire se produit dans la matrice et la membrane interne des mitochondries et du cytoplasme chez les eucaryotes.

Ténèbres / lumière

Photosynthèse: La photosynthèse ne se produit qu'à la lumière.

Respiration cellulaire: La respiration cellulaire se produit à la fois dans l'obscurité et dans l'obscurité.

Pas

Photosynthèse: Réaction à la lumière, réaction à l'obscurité et photolyse sont les trois étapes de la photosynthèse.

Respiration cellulaire: La glycolyse, le cycle de l'acide citrique et la chaîne de transport d'électrons sont les trois étapes de la respiration cellulaire.

Oxygène / Dioxyde de Carbone / Eau

Photosynthèse: Le dioxyde de carbone et l'eau sont utilisés et de l'oxygène est libéré lors de la photosynthèse.

Respiration cellulaire: L'oxygène est utilisé et le dioxyde de carbone et l'eau sont libérés pendant la respiration cellulaire.

Métabolisme

Photosynthèse: La photosynthèse est un processus anabolique, qui synthétise des composés organiques complexes.

Respiration cellulaire: La respiration cellulaire est un processus catabolique qui dégrade les composés organiques.

Les glucides

Photosynthèse: Les glucides sont synthétisés lors de la photosynthèse.

Respiration cellulaire: Les glucides sont utilisés pendant la respiration cellulaire.

Énergie

Photosynthèse: L'énergie est stockée pendant la photosynthèse. La photosynthèse est donc un processus endothermique.

Respiration cellulaire: L'énergie est libérée pendant la respiration cellulaire. La respiration cellulaire est donc un processus exothermique.

Forme d'énergie

Photosynthèse: L'énergie chimique est stockée dans les liaisons de formation de composés organiques.

Respiration cellulaire: L'énergie est libérée sous forme d'ATP, qui peut être utilisé par d'autres processus cellulaires.

Poids sec

Photosynthèse: Le poids sec de la plante augmente pendant la photosynthèse.

Respiration cellulaire: Le poids sec de l'organisme diminue pendant la respiration cellulaire.

Type de phosphorylation

Photosynthèse: La photophosphorylation se produit pendant la photosynthèse.

Respiration cellulaire: La phosphorylation oxydative se produit pendant la respiration cellulaire.

Conversion de l'énergie

Photosynthèse: Pendant la photosynthèse, l'énergie lumineuse est convertie en énergie potentielle.

Respiration cellulaire: Pendant la respiration cellulaire, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique.

Accepteur d'électrons final

Photosynthèse: L'accepteur électronique final est de l'eau.

Respiration cellulaire: L'accepteur électronique final est l'oxygène moléculaire.

Les pigments

Photosynthèse: La chlorophylle est le principal type de pigment impliqué dans la photosynthèse.

Respiration cellulaire: Les pigments n'interviennent pas dans la respiration cellulaire.

Coenzymes

Photosynthèse: NADP est la coenzyme utilisée dans la photosynthèse.

Respiration cellulaire: NAD et FAD sont les coenzymes utilisées dans la respiration cellulaire.

Conclusion

La photosynthèse et la respiration cellulaire sont les deux principaux processus métaboliques qui se produisent dans les organismes, entraînant tous les processus cellulaires du corps. La photosynthèse n'a lieu que chez les organismes chlorophylles. C'est elle qui contribue le plus à la production d'aliments pour toutes les formes vivantes de la planète. Par conséquent, les organismes photosynthétiques se trouvent en tant que producteurs primaires dans les chaînes alimentaires. Au cours de la photosynthèse, le glucose est produit à partir de dioxyde de carbone et d'eau en utilisant l'énergie de la lumière du soleil. Les organismes photosynthétiques contiennent des pigments spéciaux tels que la chlorophylle et les caroténoïdes afin de piéger la lumière. En revanche, la respiration cellulaire se produit dans toutes les formes de vie sur Terre. Pendant la respiration, les aliments sont oxydés afin d'obtenir l'énergie potentielle stockée sous forme d'ATP. L'ATP alimente presque tous les processus cellulaires de la cellule. Le dioxyde de carbone et l'eau sont produits comme déchets lors de la respiration cellulaire. L'oxygène gazeux est libéré pendant la photosynthèse, ce qui peut être utilisé pour la respiration cellulaire. Par conséquent, la principale différence entre la photosynthèse et la respiration cellulaire réside dans leur contribution au métabolisme cellulaire..

Référence:
Cooper, Geoffrey M. «Photosynthesis». La cellule: une approche moléculaire. 2ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 03 avril 2017.
Berg, Jeremy M. «Le cycle de l'acide citrique». Biochimie. 5ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 04 avril 2017.
Cooper, Geoffrey M. «Metabolic Energy». La cellule: une approche moléculaire. 2ème édition. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970. Web. 04 avril 2017.

Courtoisie d'image:
1. “Photosynthesis Images” de Masroor.nida.ns - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. «Photosynthesis» de Cykl_Calvina.svg: PisumThylakoid_membrane.svg: YikrazuulThylakoide.png: Tameeria pour la version anglaise, travail en anglais: Marek M (discussion) - Cykl_CalvinaThyvik ) via Commons Wikimedia
3. «Energie et vie» Par Mikael Häggström - Toutes les images appartiennent à un domaine public. File: Pikilia.JPG (Domaine public) via Commons Wikimedia
4. «CellRespiration» de RegisFrey - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia