Ключевое различие между фотосинтезом и хемосинтезом заключается в том, что фотосинтез - это процесс преобразования энергии солнечного света в углеводы фотоавтотрофами, а хемосинтез - это процесс преобразования химической энергии неорганических соединений или метана в органические соединения хемоавтотрофами.
Фотосинтез и хемосинтез - два важных процесса, которые позволяют живым организмам производить для них пищу. И фотосинтез, и хемосинтез помогают поддерживать живые организмы. Хотя оба процесса используют CO2 и производят органические соединения, они отличаются по нескольким характеристикам, как описано в статье. Как следует из названий, фото означает солнечный свет, а химия означает химический. Следовательно, солнечный свет дает энергию для фотосинтеза, а химическая энергия неорганических соединений обеспечивает энергию для хемосинтеза.
Что такое фотосинтез?
Фотосинтез - это метаболический процесс, посредством которого фотоавтотрофы преобразуют солнечную энергию в химическую энергию органических соединений, таких как углеводы, с использованием углекислого газа и воды в качестве сырья в присутствии хлорофилла. В фотосинтезе есть два основных процесса; светлая реакция и темная реакция.
Световая реакция фотосинтеза
Световая реакция протекает в тилакоидной мембране. В световой реакции молекулы пигмента поглощают световую энергию и передаются молекулам хлорофилла Р680 в реакционном центре фотосистемы II. Как только P680 поглощает энергию, его электроны получают высокую энергию и ускоряются. Первичные акцепторы электронов захватывают эти электроны высокой энергии и проходят через ряд молекул-носителей, таких как цитохром, и, наконец, переходят к фотосистеме I. Когда электроны проходят через молекулы-переносчики, на каждом этапе выделяется энергия, а высвобождаемая энергия запасается в виде АТФ. Это процесс, называемый фотофосфорилированием.
В то же время молекулы воды под действием световой энергии расщепляются на O2,, и это процесс, называемый фотолизом воды. При расщеплении четырех молекул воды образуется 2 молекулы кислорода, 4 протона и 4 электрона. Электроны, полученные в результате фотолиза, заменяют потерянные электроны ФС II. В конце концов, произведенный кислород высвобождается в атмосферу.
Впоследствии, когда PS I получает энергию, его электроны также возбуждаются на высокие энергетические уровни. Акцепторы электронов принимают эти электроны и переходят в молекулы НАДФ. Затем молекулы НАДФ восстанавливаются в молекулы НАДФ2..
Рисунок 01: Фотосинтез
Темновая реакция фотосинтеза
Темновая реакция (цикл Кальвина) протекает в строме хлоропласта. Он начинается с соединения C 5, называемого рибулозобисфосфатом. Бифосфат рибулозы принимает углекислый газ и превращается в две молекулы фосфоглицерата (PGA). PGA является первым стабильным продуктом этого процесса фотосинтеза, а также первым углеводом. Затем PGA восстанавливается до PGAL, и это преобразование использует весь NADPH2 и часть АТФ, образующихся во время световой реакции. На этом этапе сложные углеводы, такие как глюкоза и сахароза, производятся из одной части PGA, а оставшаяся часть PGA используется для получения RuBP. Точно так же циклически протекает темновая реакция.
Что такое хемосинтез?
Хемосинтез – это процесс, посредством которого хемоавтотрофы производят для себя пищу (углеводы). В отличие от фотосинтеза, хемосинтезу не нужен солнечный свет. Следовательно, это происходит в темных условиях, в основном в глубоком море вблизи гидротермальных источников.
Рисунок 02: Хемосинтез
Следовательно, во время хемосинтеза химическая энергия неорганических соединений, таких как газообразный водород, сероводород или метан, превращается в углеводы. Этот тип производства продуктов питания используется в основном прокариотами, такими как окисляющие серу гамма- и эпсилон-протеобактерии, водоносные, метаногенные археи и нейтрофильные железоокисляющие бактерии. Кроме того, в результате хемосинтеза в качестве побочных продуктов образуются соединения серы.
Каковы сходства между фотосинтезом и хемосинтезом?
- И фотосинтез, и хемосинтез производят пищу или углеводы.
- Они преобразуют энергию в органическое вещество.
- В этих процессах происходит ряд реакций.
- Кроме того, оба процесса используют CO2.
- Кроме того, оба эти процесса способствуют развитию и поддержанию жизни на Земле.
В чем разница между фотосинтезом и хемосинтезом?
Фотосинтез - это процесс, в котором солнечный свет используется для производства углеводов растениями, водорослями и цианобактериями. С другой стороны, хемосинтез - это процесс, в котором используется энергия неорганических соединений для производства углеводов бактериями. Следовательно, в этом ключевое различие между фотосинтезом и хемосинтезом. Фотоавтотрофы осуществляют фотосинтез, а хемоавтотрофы осуществляют хемосинтез. Кроме того, фотосинтез происходит при наличии солнечного света, а хемосинтез происходит в темноте, в основном на морском дне вблизи гидротермальных источников. Таким образом, это еще одно различие между фотосинтезом и хемосинтезом.
Кроме того, еще одно различие между фотосинтезом и хемосинтезом заключается в том, что для осуществления фотосинтеза необходимо наличие хлорофилловых пигментов, тогда как для хемосинтеза хлорофиллы не нужны. Более того, при фотосинтезе в качестве побочного продукта образуется кислород, а в качестве побочного продукта хемосинтеза - соединения серы.
Приведенная ниже инфографика о разнице между фотосинтезом и хемосинтезом показывает больше различий между обоими процессами.
Резюме – фотосинтез против хемосинтеза
Фотосинтез и хемосинтез – это два процесса, используемых организмами для производства глюкозы. Эти два процесса чрезвычайно важны, поскольку они обеспечивают пищу для всех живых организмов, включая животных. Ключевое различие между фотосинтезом и хемосинтезом заключается в источнике энергии. Фотосинтез использует энергию солнечного света, а хемосинтез использует энергию неорганических соединений, таких как H2, H2S, метан и т. д. Фотоавтотрофы производят глюкозу путем фотосинтеза, а хемоавтотрофы производят глюкозу путем хемосинтеза. Кроме того, в результате фотосинтеза в качестве побочного продукта образуется кислород, а в результате хемосинтеза в качестве побочных продуктов образуются соединения серы. Таким образом, это краткое изложение фотосинтеза и хемосинтеза.
