光合成と呼吸の違いは何ですか？ - 生物学 - 2025

光合成と呼吸の主な違いは、それらが逆のプロセスであることです。これらの化合物が放出される呼吸とは異なり、光合成中、二酸化炭素と水が体内に入ります。

呼吸は、酸素の吸収、複雑な物質の二酸化炭素と水への変換、およびエネルギーの放出を含む複雑なプロセスです。対照的に、光合成では、酸素が放出されると同時に、二酸化炭素や水などの単純な物質を通じて複雑な炭水化物が構築されます。それが逆プロセスと言われている理由です。

光合成（左）と呼吸（右）。BBCから撮影した右側の画像

さらに、光合成は、緑の植物が日光を浴びて糖またはグルコースに変換するプロセスです。呼吸は、ほとんどの細胞がエネルギーに使用される糖/ブドウ糖を分解するプロセスです。

一方、光合成と呼吸は、生物が必要な物質を獲得する補完的なプロセスです。2つのプロセスは同じ物質（水、グルコース、酸素、および二酸化炭素）を消費および作成しますが、それらは異なる方法で行います。

光合成と呼吸の8つの違い

1-二酸化炭素と酸素の使用

前述のように、呼吸中は酸素が使用され、二酸化炭素と水が形成されます。代わりに、光合成中に、酸素が変換されて放出される間、二酸化炭素と水が使用されます。

2-プロセスが行われる生物

呼吸は、クロロフィルがあり、緑色である細胞や、その特徴を持たない細胞を含む、生物のすべての細胞で発生します。光合成は、細胞にクロロフィルが存在する生物でのみ発生します。

3-日光

一方、光合成は日光がある場合にのみ発生し、呼吸は明暗条件で発生します。

4-代謝経路

呼吸では、解糖は細胞質で起こります。光合成では、葉緑体のグラナで光反応が起こります。呼吸の間、クエン酸サイクルまたはクレブスサイクルがミトコンドリアマトリックスで発生します。電子伝達鎖はミトコンドリア膜で起こります。

一方、光合成の暗い反応は葉緑体の間質で起こります。さらに、水の分解または水の分離は、チラコイド内腔で行われます。

5-異化および同化プロセス

呼吸は、食物または貯蔵されたエネルギーの破壊と酸素の吸収を含む異化プロセスです。代わりに、光合成は、酸素が放出される食品やエネルギーの製造を含む同化プロセスです。

6-炭水化物

呼吸の過程で炭水化物は酸化されます。光合成では炭水化物が合成されます。呼吸中にエネルギーが放出され、発熱プロセスになります。光合成の間、エネルギーは蓄えられ、それを吸熱プロセスに変えます。

7-エネルギー

エネルギーはATPの形で呼吸中に放出されます。その一部として、光合成では、太陽エネルギーはグルコースまたは化学エネルギーの形で貯蔵されます。

8-植物の重さ

逆に、呼吸中、乾燥した植物の重量は減少します。光合成の間、乾燥した植物の重量は増加します。さらに、呼吸では、ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換されます。光合成の間、太陽エネルギーはポテンシャルエネルギーに変換されます。

光合成プロセス

光合成のプロセスは、植物や他の生物が太陽エネルギーを化学エネルギーに変換するために使用されます。次に、このエネルギーを放出して、他の生物の活動の燃料として使用できます。化学エネルギーは炭水化物分子に貯蔵され、その後、二酸化炭素と水から合成されます。

藻類やシアノバクテリアを含むほとんどの植物は、光合成が可能です。このため、それらは独立栄養生物と呼ばれています。つまり、物質を合成して食品を作ります。

光合成は、地球の大気の酸素含有量の生成と維持に大きく関与しています。また、地球上の生命に必要なほとんどの有機化合物とほとんどのエネルギーを生産する役割も果たしています。

結論

光合成は、日中のクロロフィルを持つ細胞でのみ発生します。このプロセスでは、二酸化炭素と水が使用されます。炭水化物と酸素が放出されます。

太陽エネルギーは炭水化物の形で化学エネルギーに変換されます。光合成中に、ATP分子は太陽エネルギーの変換によって合成されます。放出された水素はNADPによって受け入れられ、NADP2に還元されます。

合成されたATPは光合成の暗い反応の間に使用され、すべてのプロセスは葉緑体で発生します。光合成の速度は、呼吸の速度の20倍です。

呼吸プロセス

このプロセスは、細胞の生物で起こる代謝反応で構成されています。このプロセスでは、栄養素からの生化学的エネルギーがATPに変換されます。呼吸に関係する反応は、大きな分子を小さな分子に分解する異化反応です。

このプロセス中にエネルギーが放出されます。これは、細胞が細胞活動の燃料として化学エネルギーを放出する方法の1つです。

細胞呼吸は、発生すると熱が放出されるため、発熱反応と見なされます。この一連の反応は、さまざまなステップまたは生化学プロセスを通じて発生します。

呼吸で通常使用される栄養素には、一般的にグルコース、アミノ酸、脂肪酸が含まれます。最も一般的な酸化剤は酸素です。

結論

呼吸は植物のすべての生きている細胞で起こります。それはまた、昼も夜も続く異化過程でもあります。呼吸は酸素と炭水化物を使用します。呼吸の最終産物は二酸化炭素と水です。

炭水化物から放出されたエネルギーは、酸化中にATPに閉じ込められます。ただし、一部のエネルギーは熱の形で失われます。炭水化物の酸化により、ATP分子が放出されます。これは、生体に蓄積されているエネルギーです。呼吸中に合成されたATPは、さまざまな代謝プロセスで使用されます。

炭水化物の酸化中に放出された水素は、水素受容体に閉じ込められます。解糖は細胞質で起こり、酸酸化はミトコンドリアで起こります。一般に、呼吸の速度は光合成の速度よりも遅いです。

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