Razlika med fotosintezo in kemosintezo

The ključna razlika med fotosintezo in kemosintezo je, da je fotosinteza je proces pretvorbe energije sončne svetlobe v ogljikove hidrate s fotoavtrotrofi, medtem ko je kemosinteza proces pretvorbe kemijske energije anorganskih spojin ali metana v organske spojine s kemoavtrotrofi.

Fotosinteza in kemosinteza sta dva pomembna procesa, ki živim organizmom omogočata, da proizvajajo hrano zanje. Tako fotosinteza kot kemosinteza pomagata ohranjati žive organizme. Čeprav oba procesa uporabljata CO₂ in proizvajajo organske spojine, se razlikujejo od več značilnosti, kot je razloženo v članku. Kot nakazujejo imena, fotografija pomeni sončno svetlobo, kemikalija pa kemično. Zato sončna svetloba daje energijo fotosintezi, medtem ko kemična energija anorganskih spojin daje energijo kemosintezi.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je fotosinteza
3. Kaj je kemosinteza
4. Podobnosti med fotosintezo in kemosintezo
5. Primerjava ob strani - fotosinteza in kemosinteza v tabeli
6. Povzetek

Kaj je fotosinteza?

Fotosinteza je metabolični postopek, s katerim fotoavtrotrofi pretvorijo sončno energijo v kemično energijo v organskih spojinah, kot so ogljikovi hidrati z uporabo ogljikovega dioksida in vode kot surovine v prisotnosti klorofila. V fotosintezi sta dva glavna procesa; svetlobna in temna reakcija.

Svetlobna reakcija fotosinteze

Svetlobna reakcija poteka v tilakoidni membrani. V svetlobni reakciji molekule pigmenta absorbirajo svetlobno energijo in se v reakcijskem centru fotosistema II prenašajo na molekule klorofila P680. Ko P680 absorbira energijo, njeni elektroni pridobijo visoko energijo in se povečajo. Primarni sprejemniki elektronov prevzamejo te visokoenergijske elektrone in preidejo skozi vrsto nosilnih molekul, kot je citokrom in na koncu preidejo v fotosistem I. Ko elektroni gredo skozi molekule nosilca, se na vsakem koraku sprosti energija in sproščena energija se shrani v oblika ATP. Gre za postopek, ki se imenuje fotofosforilacija.

Hkrati se molekule vode, ki jih svetlobna energija razdeli na O_2, in to je postopek, imenovan fotoliza vode. Ko se štiri molekule vode ločijo, nastane 2 molekuli kisika, 4 protoni in 4 elektroni. Proizvedeni elektroni iz fotolize nadomeščajo izgubljene elektrone PS II. Sčasoma se proizvedeni kisik sprosti v ozračje.

Potem, ko PS dobim energijo, se tudi njeni elektroni vzbudijo v visoko energijsko raven. Sprejemniki elektronov sprejemajo te elektrone in prehajajo v molekule NADP. Nato se molekule NADP zmanjšajo v NADPH₂ molekule.

Slika 01: Fotosinteza

Temna reakcija fotosinteze

Temna reakcija (Calvin cikel) poteka v stromi kloroplasta. Začne se s spojino C5, imenovano ribuloza bisfosfat. Ribuloza bisfosfat sprejme ogljikov dioksid in se pretvori v dve molekuli fosfoglicerata (PGA). PGA je prvi stabilen produkt tega procesa fotosinteze in tudi prvi ogljikov hidrat. Nato se PGA zmanjša v PGAL in ta pretvorba uporablja ves NADPH₂ in del ATP, ki nastane med svetlobno reakcijo. V tej točki se iz enega dela PGA proizvajajo zapleteni ogljikovi hidrati, kot sta glukoza in saharoza, preostali PGA pa se uporablja za ustvarjanje RuBP. Prav tako temna reakcija poteka ciklično.

Kaj je kemosinteza?

Kemosinteza je postopek, s katerim hemoavtrotrofi proizvajajo hrano (ogljikove hidrate) zanje. Za razliko od fotosinteze kemosinteza ne potrebuje sončne svetlobe. Zato se pojavlja v temnih razmerah, večinoma v globokem morju v bližini hidrotermalnih odprtin.

Slika 02: Kemosinteza

Tako se kemična energija anorganskih spojin, kot so plin vodik, vodikov sulfid ali metan, med kemosintezo pretvori v ogljikove hidrate. Tovrstno proizvodnjo hrane zaposlujejo večinoma prokarioti, kot so oksidativna žveplo gama in epsilonske proteobakterije, Aquificae, metanogenske arheje in nevtrofilne bakterije, ki oksidirajo železo. Poleg tega ima kemosinteza žveplove spojine kot stranske produkte.

Kakšne so podobnosti med fotosintezo in kemosintezo?

• Tako fotosinteza kot kemosinteza proizvajata hrano ali ogljikove hidrate.
• Energijo pretvorijo v organsko snov.
• V teh procesih poteka vrsta reakcij.
• Tudi oba procesa uporabljata CO₂.
• Poleg tega oba procesa pomagata spodbujati in vzdrževati življenje na Zemlji.

Kakšna je razlika med fotosintezo in kemosintezo?

Fotosinteza je postopek, ki sončno svetlobo uporablja za proizvodnjo ogljikovih hidratov rastlin, alg in cianobakterij. Kemosinteza je po drugi strani postopek, ki porabi energijo anorganskih spojin za proizvodnjo ogljikovih hidratov z bakterijami. Zato je to ključna razlika med fotosintezo in kemosintezo. Fotoavtrotrofi izvajajo fotosintezo, hemoavtrotrofi pa kemosintezo. Poleg tega se fotosinteza pojavi, ko je prisotna sončna svetloba, medtem ko se kemosinteza pojavi v temnih razmerah, večinoma na morskem dnu v bližini hidrotermalnih zračnikov. Tako je še ena razlika med fotosintezo in kemosintezo.

Poleg tega je še ena razlika med fotosintezo in kemosintezo ta, da je za fotosintezo potrebna prisotnost klorofilnih pigmentov, medtem ko kemosinteza ne potrebuje klorofilov. Poleg tega fotosinteza tvori kisik kot stranski produkt, medtem ko kemosinteza tvori žveplove spojine kot stranske produkte.

V nadaljevanju infografike o razliki med fotosintezo in kemosintezo je več razlik med obema procesoma.

Povzetek - Fotosinteza in kemosinteza

Fotosinteza in kemosinteza sta dva procesa, ki ju organizmi uporabljajo za proizvodnjo glukoze. Ta dva procesa sta izredno pomembna, saj zagotavljata hrano za vse žive organizme, vključno z živalmi. Ključna razlika med fotosintezo in kemosintezo je vir energije. Fotosinteza izkorišča energijo sončne svetlobe, medtem ko kemosinteza izkorišča energijo anorganskih spojin, kot je H₂, H₂S, metan itd. Fotoavtrotrofi proizvajajo glukozo s fotosintezo, hemoavtrotrofi pa proizvajajo glukozo s kemosintezo. Poleg tega zaradi fotosinteze tvori kisik kot stranski produkt, medtem ko kemosinteza tvori žveplove spojine kot stranske produkte. Tako je to povzetek fotosinteze in kemosinteze.

Referenca:

1. Nature News, Nature Publishing Group. Na voljo tukaj
2. "Kemosinteza." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 10. novembra 2018. Na voljo tukaj 

Vljudnost slik:

1. "Preprost pregled fotosinteze" Daniel Mayer - Lastno delo, (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia 
2. "Venenivibrio" avtor ni posredoval strojno berljivih avtorjev. (CC BY-SA 3.0) prek Wikimedije Commons