I mitocondri e le membrane tilacoidi sono entrambi responsabili della sintesi di energia sotto forma di adenosina trifosfato, comunemente indicata come ATP. I mitocondri sono presenti in tutte le cellule viventi e producono energia attraverso il citrico ciclo acido. Le membrane thylakoid sono presenti nei cloroplasti presenti nelle piante e producono energia attraverso un processo chiamato fotosintesi.
I mitocondri e i cloroplasti sono entrambi gli organelli che si trovano nelle cellule viventi. Tutti gli organismi viventi contengono mitocondri, ma i cloroplasti sono presenti solo nelle cellule vegetali. Gli animali producono energia abbattendo il glucosio presente nelle fonti alimentari. Le cellule trasportano quindi i componenti disgregati ai mitocondri e li incorporano nel ciclo dell'acido citrico per generare elettroni, che poi passano alla catena di trasporto degli elettroni per creare un gradiente protonico che alla fine genera acqua e ATP. Gli scienziati chiamano questo processo la fosforilazione ossidativa. L'ATP generato fornisce carburante per la cella.
La reazione leggera della fotosintesi si verifica all'interno delle membrane tilacoidi dei cloroplasti nelle cellule vegetali in modo simile alla fosforilazione ossidativa. Nella reazione leggera, la cellula assorbe un fotone e passa gli elettroni a due fotosistemi presenti all'interno delle membrane tilacoide. L'elettrone eccitato subisce quindi una reazione di riduzione dell'ossidazione che alla fine genera ATP e ossigeno molecolare.
