В чем сходства и различия между энергетическим обменом и фотосинтезом?

Коротко: фотосинтез запасает энергию света в виде химических связей органических веществ, а энергетический обмен (клеточное дыхание и брожение) эту энергию высвобождает для нужд клетки. Процессы противоположны по направлению потоков вещества и электронов, но взаимно дополняют друг друга в круговороте углерода и кислорода.

Сходства

• Окислительно-восстановительные цепочки и переносчики: в обоих случаях электроны проходят через цепи переноса (фотосистемы/ЭТЦ в фотосинтезе; дыхательная цепь в митохондриях), работают переносчики наподобие NAD(P)H, создаётся протонный градиент и синтезируется АТФ.

• Фосфорилирование АДФ → АТФ: фотосинтез — фотофосфорилирование, энергетический обмен — окислительное фосфорилирование (плюс субстратное фосфорилирование в гликолизе и цикле Кребса).

• Ферментативная природа и тонкая регуляция: многокаскадные пути, регулируются по принципам обратной связи, зависят от температуры, pH, доступности субстратов.

Различия по ключевым параметрам

Как процессы связаны

• Они образуют замкнутый цикл: кислород, выделенный в фотосинтезе, потребляется дыханием; CO₂, выделенный дыханием, фиксируется в фотосинтезе.

• В клетке растений идёт и то и другое: днём хлоропласты производят АТФ и NADPH для фиксации CO₂, а митохондрии производят АТФ из органики, полученной в хлоропластах (и это продолжается и ночью).

Итог

• Общее: цепи переноса электронов, протонный градиент, синтез АТФ, ферментативность и регуляция.

• Главное различие: фотосинтез — эндергонический процесс накопления энергии и органики из неорганического углерода (за счёт света); энергетический обмен — экзергонический процесс извлечения энергии из органики с её полным или частичным окислением.