Różnica między fotosyntezą a chemosyntezą

The kluczowa różnica między fotosyntezą a chemosyntezą jest to, że fotosynteza to proces przekształcania energii światła słonecznego w węglowodany przez fotoautotrofy, podczas gdy chemosynteza to proces przekształcania energii chemicznej związków nieorganicznych lub metanu w związki organiczne przez chemoautotrofy.

Fotosynteza i chemosynteza to dwa ważne procesy, które pozwalają organizmom żywym produkować dla nich żywność. Zarówno fotosynteza, jak i chemosynteza pomagają utrzymać żywe organizmy. Chociaż oba procesy wykorzystują CO₂₎ i wytwarzają związki organiczne, różnią się one od kilku cech omówionych w artykule. Jak sugerują nazwy, zdjęcie oznacza światło słoneczne, a chemo oznacza chemiczny. Dlatego światło słoneczne dostarcza energii do fotosyntezy, podczas gdy energia chemiczna związków nieorganicznych dostarcza energii do chemosyntezy.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest fotosynteza
3. Co to jest chemosynteza
4. Podobieństwa między fotosyntezą a chemosyntezą
5. Porównanie obok siebie - fotosynteza vs chemosynteza w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest fotosynteza?

Fotosynteza jest procesem metabolicznym, w którym fotoautotrofy przekształcają energię słoneczną w energię chemiczną w związkach organicznych, takich jak węglowodany, wykorzystując dwutlenek węgla i wodę jako surowce w obecności chlorofilu. Istnieją dwa główne procesy fotosyntezy; lekka reakcja i ciemna reakcja.

Reakcja na światło fotosyntezy

Lekka reakcja zachodzi w błonie tylakoidowej. W reakcji światła cząsteczki pigmentu absorbują energię świetlną i przenoszą się do cząsteczek chlorofilu P680 w centrum reakcji fotosystemu II. Gdy P680 absorbuje energię, jego elektrony uzyskują wysoką energię i zostają wzmocnione. Pierwotne akceptory elektronów wychwytują te wysokoenergetyczne elektrony i przechodzą przez szereg cząsteczek nośnych, takich jak cytochrom, i ostatecznie przechodzą do fotosystemu I. Kiedy elektrony przechodzą przez cząsteczki nośnika, na każdym etapie energia jest uwalniana, a uwolniona energia jest magazynowana w forma ATP. Jest to proces zwany fotofosforylacją.

Jednocześnie cząsteczki wody dzielą się energią świetlną na O_2), i jest to proces zwany fotolizą wody. Po rozdzieleniu czterech cząsteczek wody powstają 2 cząsteczki tlenu, 4 protony i 4 elektrony. Wytworzone elektrony z fotolizy zastępują utracone elektrony PS II. Ostatecznie wytworzony tlen uwalnia się do atmosfery.

Potem, kiedy PS uzyskuję energię, jej elektrony również pobudzają się do wysokich poziomów energii. Akceptory elektronów akceptują te elektrony i przechodzą do cząsteczek NADP. Następnie cząsteczki NADP redukują się do NADPH₂₎ molekuły.

Ryc. 01: Fotosynteza

Dark Reaction of Photosynthesis

Ciemna reakcja (cykl Calvina) zachodzi w zrębie chloroplastu. Zaczyna się od związku C5 zwanego bisfosforanem rybulozy. Bisfosforan rybulozy przyjmuje dwutlenek węgla i przekształca się w dwie cząsteczki fosfoglicerynianu (PGA). PGA jest pierwszym stabilnym produktem tego procesu fotosyntezy, a także pierwszym węglowodanem. PGA następnie redukuje się do PGAL i ta konwersja wykorzystuje wszystkie NADPH₂₎ i część ATP wytworzona podczas reakcji światła. W tym punkcie złożone węglowodany, takie jak glukoza i sacharoza, są wytwarzane z jednej części PGA, podczas gdy pozostały PGA jest wykorzystywany do generowania RuBP. Podobnie ciemna reakcja zachodzi w sposób cykliczny.

Co to jest chemosynteza?

Chemosynteza to proces, w którym chemoautotrofy wytwarzają dla nich żywność (węglowodany). W przeciwieństwie do fotosyntezy, chemosynteza nie potrzebuje światła słonecznego. Dlatego występuje w ciemnych warunkach, głównie w głębokim morzu w pobliżu otworów hydrotermalnych.

Rycina 02: Chemosynteza

Dlatego podczas chemosyntezy energia chemiczna związków nieorganicznych, takich jak gazowy wodór, siarkowodór lub metan, zamienia się w węglowodany. Ten rodzaj produkcji żywności wykorzystuje głównie prokarionty, takie jak gamma utleniające siarkę i proteobakterie epsilon, Aquificae, archeony metanogenne i bakterie neutrofilowe utleniające żelazo. Ponadto chemosynteza prowadzi do powstania związków siarki jako produktów ubocznych.

Jakie są podobieństwa między fotosyntezą a chemosyntezą?

• Zarówno fotosynteza, jak i chemosynteza wytwarzają żywność lub węglowodany.
• Przekształcają energię w materię organiczną.
• W tych procesach zachodzi szereg reakcji.
• Oba procesy wykorzystują również CO₂₎.
• Poza tym oba te procesy pomagają promować i podtrzymywać życie na Ziemi.

Jaka jest różnica między fotosyntezą a chemosyntezą?

Fotosynteza to proces wykorzystujący światło słoneczne do wytwarzania węglowodanów przez rośliny, glony i sinice. Z drugiej strony chemosynteza jest procesem wykorzystującym energię związków nieorganicznych do wytwarzania węglowodanów przez bakterie. Dlatego jest to kluczowa różnica między fotosyntezą a chemosyntezą. Fotoautotrofy przeprowadzają fotosyntezę, podczas gdy chemoautotrofy przeprowadzają chemosyntezę. Ponadto, fotosynteza zachodzi, gdy światło słoneczne jest obecne, podczas gdy chemosynteza zachodzi w ciemnościach, głównie na dnie morza w pobliżu otworów hydrotermalnych. Jest to kolejna różnica między fotosyntezą a chemosyntezą.

Poza tym jeszcze jedna różnica między fotosyntezą a chemosyntezą polega na tym, że obecność pigmentów chlorofilowych jest konieczna do przeprowadzenia fotosyntezy, podczas gdy chemosynteza nie potrzebuje chlorofilów. Ponadto fotosynteza wytwarza tlen jako produkt uboczny, podczas gdy chemosynteza wytwarza związki siarki jako produkty uboczne.

Poniższa infografika na temat różnicy między fotosyntezą a chemosyntezą zapewnia większą różnicę między obydwoma procesami.

Podsumowanie - fotosynteza vs chemosynteza

Fotosynteza i chemosynteza to dwa procesy wykorzystywane przez organizmy do produkcji glukozy. Te dwa procesy są niezwykle ważne, ponieważ zapewniają pożywienie wszystkim żywym organizmom, w tym zwierzętom. Kluczową różnicą między fotosyntezą a chemosyntezą jest źródło energii. Fotosynteza wykorzystuje energię ze światła słonecznego, podczas gdy chemosynteza wykorzystuje energię związków nieorganicznych, takich jak H.₂₎, H.₂₎S, metan itp. Fotoautotrofy wytwarzają glukozę poprzez fotosyntezę, podczas gdy chemoautotrofy wytwarzają glukozę przez chemosyntezę. Ponadto, fotosynteza powoduje wytwarzanie tlenu jako produktu ubocznego, podczas gdy chemosynteza powoduje tworzenie związków siarki jako produktów ubocznych. Jest to zatem podsumowanie fotosyntezy i chemosyntezy.

Odniesienie:

1. Nature News, Nature Publishing Group. Dostępny tutaj
2. „Chemosynteza”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10 listopada 2018. Dostępne tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Prosty przegląd fotosyntezy” Daniel Mayer - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia 
2. „Venenivibrio” Autor Nie podano autora do odczytu maszynowego. (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia