Різниця між фотосинтезом та хіміосинтезом

The ключова різниця між фотосинтезом і хіміосинтезом є те, що фотосинтез - це процес перетворення енергії сонячного світла у вуглеводи фотоавтотрофами, тоді як хіміосинтез - це процес перетворення хімічної енергії неорганічних сполук або метану в органічні сполуки хіміоавтотрофами.

Фотосинтез та хемосинтез - два важливі процеси, які дозволяють живим організмам виробляти для них продукти харчування. Як фотосинтез, так і хемосинтез допомагають підтримувати живі організми. Хоча обидва процеси використовують СО₂ і отримують органічні сполуки, вони відрізняються від кількох характеристик, про які йдеться у статті. Як свідчать назви, фото означає сонячне світло, а хіміо - хімічне. Отже, сонячне світло забезпечує енергію фотосинтезу, тоді як хімічна енергія неорганічних сполук забезпечує енергію для хіміосинтезу.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке фотосинтез
3. Що таке хіміосинтез
4. Подібність між фотосинтезом та хіміосинтезом
5. Побічне порівняння - фотосинтез проти хемосинтезу в табличній формі
6. Підсумок

Що таке фотосинтез?

Фотосинтез - це метаболічний процес, за допомогою якого фотоавтотрофи перетворюють сонячну енергію в хімічну енергію в органічних сполуках, таких як вуглеводи, використовуючи вуглекислий газ і воду в якості сировини в присутності хлорофілу. У фотосинтезі є два основні процеси; реакція світла і темна реакція.

Реакція світла фотосинтезу

Світлова реакція відбувається в тилакоїдної мембрані. У світловій реакції молекули пігменту поглинають енергію світла і переносяться на молекули хлорофілу Р680 в реакційний центр фотосистеми II. Як тільки P680 поглинає енергію, його електрони отримують високу енергію і прискорюються. Первинні акцептори електронів забирають ці високоенергетичні електрони і проходять через ряд молекул-носіїв, як цитохром, і, нарешті, переходять до фотосистеми I. Коли електрони проходять через молекули-носії, на кожному кроці енергія вивільняється, і вивільняється енергія зберігається в форма АТФ. Це процес, який називається фотофосфорилюванням.

У той же час молекули води розщеплюються світловою енергією на О_2, і це процес, який називається фотоліз води. Коли чотири молекули води розщеплюються, вона виробляє 2 молекули кисню, 4 протони та 4 електрона. Вироблені електрони від фотолізу замінюють втрачені електрони PS II. Врешті-решт вироблений кисень виділяється в атмосферу.

Потім, коли PS я отримую енергію, його електрони також збуджуються у високий рівень енергії. Акцептори електронів приймають ці електрони і переходять у молекули НАДФ. Тоді молекули НАДФ зменшуються до НАДФ₂ молекули.

Малюнок 01: Фотосинтез

Темна реакція фотосинтезу

Темна реакція (цикл Кальвіна) відбувається в стромі хлоропласта. Він починається з сполуки C 5, яка називається бісфосфатом рибулози. Рибулоза бісфосфат приймає вуглекислий газ і перетворюється на дві молекули фосфогліцерату (PGA). PGA - це перший стабільний продукт цього процесу фотосинтезу, а також це перший вуглевод. Потім PGA знижується до PGAL, і ця конверсія використовує всю NADPH₂ і частина АТФ, що утворюється під час світлової реакції. У цьому пункті складні вуглеводи, такі як глюкоза та сахароза, виробляються з однієї частини PGA, тоді як решта PGA використовується для отримання RuBP. Так само темна реакція відбувається циклічно.

Що таке хіміосинтез?

Хемосинтез - це процес, за допомогою якого хемоавтотрофи виробляють для них продукти (вуглеводи). На відміну від фотосинтезу, хіміосинтез не потребує сонячного світла. Отже, це відбувається в темних умовах, переважно в глибокому морі поблизу гідротермальних отворів.

Малюнок 02: Хемосинтез

Отже, під час хіміосинтезу хімічна енергія неорганічних сполук, таких як газ водню, сірководень або метан, перетворюється на вуглеводи. Цей тип виробництва їжі використовують переважно прокаріоти, такі як окислювальна сіркою гамма та епсилон протеобактерії, Aquificae, метаногенні археї та нейтрофільні бактерії, що окислюють залізо. Крім того, при хіміосинтезі сполуки сірки є побічними продуктами.

Які схожість між фотосинтезом та хіміосинтезом?

• Як фотосинтез, так і хіміосинтез виробляють їжу або вуглеводи.
• Вони перетворюють енергію в органічну речовину.
• У цих процесах відбувається ряд реакцій.
• Також в обох процесах використовується СО₂.
• Крім того, обидва ці процеси допомагають сприяти та підтримувати життя на Землі.

Яка різниця між фотосинтезом та хіміосинтезом?

Фотосинтез - це процес, який використовує сонячне світло для отримання вуглеводів рослинами, водоростями та ціанобактеріями. З іншого боку, хіміосинтез - це процес, який використовує енергію неорганічних сполук для отримання бактерій вуглеводів. Тому це ключова відмінність між фотосинтезом та хіміосинтезом. Фотоавтотрофи здійснюють фотосинтез, тоді як хемоавтотрофи здійснюють хемосинтез. Крім того, фотосинтез відбувається при наявності сонячного світла, а хемосинтез відбувається в темних умовах, переважно на морському дні біля гідротермальних отворів. Таким чином, це ще одна відмінність між фотосинтезом та хіміосинтезом.

Крім того, ще одна відмінність між фотосинтезом та хіміосинтезом полягає в тому, що наявність хлорофільних пігментів необхідна для проведення фотосинтезу, поки для хіміосинтезу не потрібні хлорофіли. Більше того, фотосинтез виробляє кисень як побічний продукт, тоді як при хіміосинтезі утворюються сполуки сірки як побічні продукти.

Нижче в інфографіці про різницю між фотосинтезом та хіміосинтезом наведено більше різниці між обома процесами.

Підсумок - Фотосинтез проти хіміосинтезу

Фотосинтез та хемосинтез - це два процеси, які організми використовують для отримання глюкози. Ці два процеси є надзвичайно важливими, оскільки вони забезпечують їжу для всіх живих організмів, включаючи тварин. Ключова відмінність між фотосинтезом та хіміосинтезом - це джерело енергії. Фотосинтез використовує енергію сонячного світла, тоді як хемосинтез використовує енергію неорганічних сполук, таких як Н₂, Н₂S, метан та ін. Фотоавтотрофи виробляють глюкозу шляхом фотосинтезу, тоді як хемоавтотрофи виробляють глюкозу шляхом хіміосинтезу. Крім того, фотосинтез призводить до утворення кисню як побічного продукту, тоді як при хіміосинтезі утворюються сполуки сірки як побічні продукти. Таким чином, це підсумок фотосинтезу та хіміосинтезу.

Довідка:

1. Nature News, Nature Publishing Group. Доступний тут
2. «Хемосинтез». Вікіпедія, Фонд Вікімедіа, 10 листопада 2018 р. Доступний тут 

Надано зображення:

1. "Простий огляд фотосинтезу" Даніель Майер - Власна робота, (CC BY-SA 4.0) через Wikimedia Commons 
2. "Venenivibrio" Автор не надав машиночитаного автора. (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons