פוטוסינתזה ונשימה תאית
שלי סנדלר ואופיר דן
תהליך הפוטוסינתזה
תהליך כימי שבו הצמח מייצר תרכובות אורגניות (גלוקוז) מתרכובות אנאורגניות (מים ופחמן דו-חמצני). תהליך זה מתאפשר רק בנוכחות אור ובמהלכו נפלט חמצן.
התהליך מתרחש בצמחים ירוקים המכילים כלורופיל. בתהליך זה נוצרות תרכובות אורגניות (בעיקר פחמימות) וחמצן (O2), מפחמן דו-חמצני (CO2), מים (H2O) ואור השמש.
תהליך הפוטוסינתזה הוא הבסיס לקיומם של כל האורגניזמים על-פני כדור-הארץ ובו נוצר המזון עבור בעלי החיים שאינם מסוגלים לייצר חומרים אורגניים.
הפוטוסינתזה מתאפשרת הודות לכלורופיל ולצבענים נוספים המצויים בצמחים. אלה קולטים את האנרגיה האצורה בקרני השמש ומשתמשים בה לקשירת המים והפחמן הדו-חמצני לפחמימות. אפשר לסכם את התהליך בנוסחה פשוטה וכללית שאינה מדוייקת לחלוטין:
תהליך הנשימה התאית
תהליך של פירוק גלוקוז והפקת אנרגיה ממנו. הגלוקוז מגיע לתא דרך תעלות לציטופלזמה. בציטופלזמה מתפרק הגלוקוז לשתי מולקולות זהות (חומצה פירובית) 2C3H6O3. בתהליך הפירוק משתחררת אנרגיה כימית. החומצה הפירובית רעילה לתא וכדי להימנע ממוות על ידי החומצה הפירובית יכול התא לבצע אחת משתי הפעילויות:
- התא יכול להפוך את החומצה הפירובית לחומר המסוגל לצאת דרך התעלות: חומצת חלב/אתנול(=אלכוהול)/חומצה אצטית.
- לסלק את החומצה הפירובית על ידי שימוש במיטוכונדריה היודעת לפרק את החומצה הפירובית ל-H2O ולCO2 התהליך מחייב שימוש בחמצן.
התהליך המוזכר ב-1 הוא נשימה אנאירובית (תהליך אשר לא מחייב שימוש בחמצן) והתהליך המוזכר ב-2 הוא תהליך נשימה אירובית (תהליך המחייב שימוש בחמצן).
השוואה: פוטוסינתזה ונשימה תאית
בדומה לתהליך הפוטוסינתזה תהליך הנשימה התאים עוסק בייצור אנרגיה של הצמח ע"י ניצול של משאבים טבעיים כמו אור השמש, גלוקוז וכלורופיל שהם המרכיבים העיקריים בתהליך.
בתהליך הפוטוסינתזה הצמח מייצר תרכובות אורגניות מתרכובות אנאורגניות, לעומת תהליך הנשימה התאית בו מתרחש פירוק גלוקוז כדי לייצר אנרגיה.
לסיכום המשותף בין שני התהליכים הוא ניצול משאבים טבעיים על מנת לייצר אנרגיה.