Ключевая разница - оксигенный и аноксигенный фотосинтез
Фотосинтез – это процесс синтеза углеводов (глюкозы) из воды и углекислого газа с использованием энергии солнечного света зелеными растениями, водорослями и цианобактериями. В результате фотосинтеза в окружающую среду выделяется газообразный кислород. Это чрезвычайно важный процесс для существования жизни на Земле. Фотосинтез можно разделить на две категории, такие как оксигенный и аноксигенный фотосинтез, основанный на выработке кислорода. Ключевое различие между оксигенным и аноксигенным фотосинтезом заключается в том, что оксигенный фотосинтез генерирует молекулярный кислород во время синтеза сахара из углекислого газа и воды, тогда как аноксигенный фотосинтез не генерирует кислород.
Что такое оксигенный фотосинтез?
Энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию путем фотосинтеза. Свет улавливается зелеными пигментами, называемыми хлорофиллами, которыми обладают фотосинтезирующие организмы. Используя эту поглощенную энергию, хлорофилловые реакционные центры фотосистем возбуждаются и высвобождают электроны, содержащие высокую энергию. Эти электроны высокой энергии проходят через несколько переносчиков электронов и превращают воду и углекислый газ в глюкозу и молекулярный кислород. Возбужденные электроны движутся по нециклической цепи и заканчиваются на НАДФН. Из-за образования молекулярного кислорода этот процесс известен как оксигенный фотосинтез, а также называется нециклическим фотофосфорилированием.
Кислородный фотосинтез имеет две фотосистемы, названные PS I и PS II. Эти два фотосинтетических аппарата содержат два реакционных центра Р700 и Р680. При поглощении света реакционный центр P680 возбуждается и высвобождает электроны с высокой энергией. Эти электроны перемещаются через несколько электронных носителей, выделяют некоторую энергию и передаются P700. P700 возбуждаются из-за этой энергии и высвобождают электроны высокой энергии. Эти электроны снова проходят через несколько носителей и, наконец, достигают конечного акцептора электронов НАДФ+ и становятся восстанавливающей силой НАДФН. Молекула воды гидролизуется вблизи ФС II, отдавая электроны и высвобождая молекулярный кислород. В цепи переноса электронов создается протонная движущая сила, которая используется для синтеза АТФ из АДФ.
Кислородный фотосинтез чрезвычайно важен, поскольку это процесс, ответственный за преобразование примитивной аноксигенной атмосферы Земли в атмосферу, богатую кислородом.
Рисунок 01: Кислородный фотосинтез
Что такое аноксигенный фотосинтез?
Аноксигенный фотосинтез - это процесс, при котором энергия света преобразуется в химическую энергию без образования молекулярного кислорода в качестве побочного продукта. Этот процесс наблюдается у нескольких групп бактерий, таких как пурпурные бактерии, зеленые серные и несерные бактерии, гелиобактерии и ацидобактерии. Эти бактериальные группы производят АТФ без образования кислорода. Вода не используется в качестве исходного донора электронов при аноксигенном фотосинтезе. Вот почему во время этого процесса не образуется кислород. Только одна фотосистема участвует в аноксигенном фотосинтезе. Следовательно, электроны транспортируются по циклической цепи и возвращаются в ту же фотосистему. Поэтому аноксигенный фотосинтез также известен как циклическое фотофосфорилирование.
Аноксигенный фотосинтез зависит от бактериохлорофиллов, в отличие от хлорофиллов, используемых в оксигенном фотосинтезе. Пурпурные бактерии обладают фотосистемой I с реакционным центром Р870. В этом процессе участвуют различные акцепторы электронов, такие как бактериофеофитин.
Рисунок 02: Аноксигенный фотосинтез
В чем разница между оксигенным и аноксигенным фотосинтезом?
Оксигенный и аноксигенный фотосинтез |
|
| Кислородный фотосинтез – это процесс преобразования световой энергии в химическую некоторыми фотоавтотрофами путем образования молекулярного кислорода. | Аноксигенный фотосинтез – это процесс преобразования световой энергии в химическую некоторыми бактериями без образования молекулярного кислорода. |
| Генерация кислорода | |
| Кислород выделяется как побочный продукт. | Кислород не выделяется и не генерируется. |
| Организмы | |
| Оксигенный фотосинтез демонстрируют цианобактерии, водоросли и зеленые растения. | Аноксигенный фотосинтез в основном проявляется пурпурными бактериями, зелеными серными и несерными бактериями, гелиобактериями и ацидобактериями. |
| Электронно-транспортная цепь | |
| Электроны путешествуют через несколько электронных носителей. | Это происходит посредством циклической фотосинтетической электронной цепи. |
| Вода как донор электронов | |
| В качестве исходного донора электронов используется вода. | Вода не используется в качестве донора электронов. |
| Фотосистема | |
| Фотосистемы I и II участвуют в оксигенном фотосинтезе | Фотосистема II не участвует в аноксигенном фотосинтезе |
| Генерация НАДФН (восстановительная сила) | |
| НАДФН образуется во время оксигенного фотосинтеза. | НАДФН не образуется, потому что электроны возвращаются обратно в систему. Следовательно, восстановительная способность получается из других реакций. |
Резюме – Кислородный и аноксигенный фотосинтез
Фотосинтез – это процесс преобразования световой энергии в химическую фотосинтетическими организмами. Это может происходить двумя способами: оксигенный фотосинтез и аноксигенный фотосинтез. Кислородный фотосинтез - это процесс фотосинтеза, который высвобождает молекулярный кислород в атмосферу, и он наблюдается у зеленых растений, аглей и цианобактерий, обладающих хлорофиллом. Аноксигенный фотосинтез - это процесс фотосинтеза, при котором не образуется молекулярный кислород и который используется некоторыми группами бактерий, обладающими бактериохлорофиллами. Таким образом, разница между оксигенным и аноксигенным фотосинтезом в основном зависит от образования кислорода.
