Fotosyntes och cellulär andning är på deras mest uppenbara sätt speglar av varandra. När jorden hade mycket mindre syre i luften användes fotosyntetiska organismer koldioxid och producerade syre som en biprodukt. Idag använder växter, alger och cyanobakterier denna liknande fotosyntesprocess. Alla andra organismer, inklusive djur, har utvecklats för att utnyttja någon form av cellulär andning. Båda processerna gör stor användning av elektronflöde.

Organelles

Det finns en stor skillnad mellan andning inom eukaryotiska och prokaryota organismer. Växter och djur är båda eukaryota eftersom de har komplexa organeller i cellen. Växter utnyttjar exempelvis fotosyntes vid thylakoidmembranet i en kloroplast. Eukaryoter som använder cellulär andning har organeller kallad mitokondrier, som är typiska som cellens kraftstation. Prokaryoter kan använda antingen fotosyntes eller cellulär andning, men eftersom de saknar de komplexa organellerna producerar de energi på enklare sätt. Denna artikel förutsätter förekomsten av sådana organeller, eftersom vissa prokaryoter inte ens utnyttjar elektrontransportkedjan.

Elektrontransportkedja

Vid fotosyntes förekommer elektrontransportkedjan i början av process, men det kommer i slutet av processen vid cellulär andning. De två är dock inte helt analoga. Att bryta ner en förening är trots allt inte detsamma som att galvanisera produktionen av en förening. Men det viktiga att komma ihåg är att fotosyntetiska organismer försöker hämma glukos som en livsmedelskälla medan organismer som utnyttjar cellulär andning bryter ner glukosen i ATP, som är cellens främsta energibärare.

Photosynthesis

Fotosyntes använder den energi som erhålls från ljus till fri elektron från klorofyllpigmenten som samlar ljuset. Klorofyllmolekyler har inte ett oändligt utbud av elektroner, så de återfår den förlorade elektronen från en vattenmolekyl. Det som återstår är elektroner och vätejoner (elektriskt laddade partiklar av väte). Syre är skapad som en biprodukt, varför den expanderas i atmosfären.

Cellulär respiration

Vid cellulär andning sker elektrontransportkedjan efter att glukos redan har brutits ner. Åtta molekyler NADPH och två molekyler FADH2 förblir. Dessa molekyler är avsedda att donera elektroner och vätejoner till elektrontransportkedjan. Rörelsen av elektroner galvaniserar vätejoner över mitokondrions membran. Eftersom detta bildar en koncentration av vätejoner på ena sidan, är de tvungna att röra sig tillbaka till insidan av mitokondrionen, som galvaniserar syntesen av ATP. I slutet av processen accepteras elektroner av syre, som sedan binds till vätejonerna för att producera vatten.

Cellulär respiration i omvänd sida

Det sista steget i cellulära respirationsspeglar början på fotosyntesen, som drar vatten från varandra och producerar elektroner, syre och vätejoner. Med hjälp av denna kunskap kan du också förutse att fotosyntes involverar rörelsen av vätejoner över det thylakoidmembranet för att galvanisera produktionen av ATP. Elektroner accepteras sedan av NADPH (men inte FADH2 vid fotosyntes). Dessa föreningar anger en process som den cellulära andningen i omvänd så att de kan syntetisera glukos för energianvändning i cellen.