Kluczowa różnica między fotosyntezą a chemosyntezą polega na tym, 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 umożliwiają żywym organizmom wytwarzanie dla nich pokarmu. Zarówno fotosynteza, jak i chemosynteza pomagają w utrzymaniu żywych organizmów. Chociaż oba procesy wykorzystują CO2 i wytwarzają związki organiczne, różnią się one kilkoma cechami opisanymi w artykule. Jak sugerują nazwy, zdjęcie oznacza światło słoneczne, a chemia oznacza chemikalia. Stąd światło słoneczne dostarcza energię do fotosyntezy, podczas gdy energia chemiczna związków nieorganicznych dostarcza energię do chemosyntezy.
Co to jest fotosynteza?
Fotosynteza to proces metaboliczny, w którym fotoautotrofy przekształcają energię słoneczną w energię chemiczną w związkach organicznych, takich jak węglowodany, przy użyciu dwutlenku węgla i wody jako surowców w obecności chlorofilu. W fotosyntezie występują dwa główne procesy; reakcja jasna i reakcja ciemna.
Reakcja świetlna fotosyntezy
Reakcja świetlna zachodzi w błonie tylakoidów. W reakcji świetlnej cząsteczki pigmentu absorbują energię świetlną i przenoszą się na cząsteczki chlorofilu P680 w centrum reakcji fotosystemu II. Gdy P680 pochłonie energię, jego elektrony uzyskują wysoką energię i zostają wzmocnione. Pierwotne akceptory elektronów wychwytują te elektrony o wysokiej energii i przechodzą przez szereg cząsteczek nośnika, takich jak cytochrom, i ostatecznie przechodzą do fotosystemu I. Kiedy elektrony przechodzą przez cząsteczki nośnika, na każdym etapie uwalniana jest energia, a uwolniona energia jest magazynowana w postaci ATP. Jest to proces zwany fotofosforylacją.
W tym samym czasie cząsteczki wody rozpadają się pod wpływem energii światła na O2, i jest to proces zwany fotolizą wody. Kiedy cztery cząsteczki wody rozdzielą się, wytwarzają 2 cząsteczki tlenu, 4 protony i 4 elektrony. Wytworzone elektrony z fotolizy zastępują utracone elektrony PS II. W końcu wytworzony tlen uwalnia się do atmosfery.
Później, kiedy PS uzyskuję energię, jego elektrony również pobudzają się do wysokich poziomów energetycznych. Akceptory elektronów akceptują te elektrony i przechodzą do cząsteczek NADP. Następnie cząsteczki NADP redukują się do cząsteczek NADPH2.
Rysunek 01: Fotosynteza
Ciemna reakcja fotosyntezy
Ciemna reakcja (cykl Calvina) zachodzi w zrębie chloroplastu. Zaczyna się od związku C5 zwanego bisfosforanem rybulozy. Bifosforan rybulozy przyjmuje dwutlenek węgla i przekształca się w dwie cząsteczki fosfoglicerynianu (PGA). PGA jest pierwszym stabilnym produktem tego procesu fotosyntezy, a także pierwszym węglowodanem. Następnie PGA redukuje się do PGAL i ta konwersja wykorzystuje cały NADPH2 i część ATP wytworzonego podczas reakcji światła. W tym momencie złożone węglowodany, takie jak glukoza i sacharoza, są wytwarzane z jednej części PGA, podczas gdy pozostała część PGA jest wykorzystywana do wytwarzania RuBP. Podobnie, ciemna reakcja zachodzi w sposób cykliczny.
Co to jest chemiosynteza?
Chemosynteza to proces, w którym chemoautotrofy produkują dla nich pokarm (węglowodany). W przeciwieństwie do fotosyntezy, chemosynteza nie wymaga światła słonecznego. W związku z tym występuje w ciemnych warunkach, głównie w głębinach morskich w pobliżu kominów hydrotermalnych.
Rysunek 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 prokariota, takie jak utleniające siarkę gamma i epsilon proteobakterie, Aquificae, archeony metanogenne i neutrofilowe bakterie utleniające żelazo. Ponadto w wyniku chemosyntezy powstają związki siarki jako produkty uboczne.
Jakie są podobieństwa między fotosyntezą a chemosyntezą?
- Zarówno fotosynteza, jak i chemosynteza produkują żywność lub węglowodany.
- Zamieniają energię w materię organiczną.
- W tych procesach zachodzi szereg reakcji.
- Ponadto oba procesy używają CO2.
- Poza tym oba te procesy pomagają promować i podtrzymywać życie na Ziemi.
Jaka jest różnica między fotosyntezą a chemosyntezą?
Fotosynteza to proces, który wykorzystuje światło słoneczne do produkcji węglowodanów przez rośliny, glony i cyjanobakterie. Z drugiej strony chemosynteza to proces, który wykorzystuje energię związków nieorganicznych do produkcji węglowodanów przez bakterie. Dlatego jest to kluczowa różnica między fotosyntezą a chemosyntezą. Fotoautotrofy przeprowadzają fotosyntezę, podczas gdy chemoautotrofy przeprowadzają chemosyntezę. Co więcej, fotosynteza zachodzi, gdy obecne jest światło słoneczne, podczas gdy chemosynteza zachodzi w ciemnych warunkach, głównie na dnie morskim w pobliżu kominów hydrotermalnych. Jest to więc kolejna różnica między fotosyntezą a chemosyntezą.
Poza tym, jeszcze jedną różnicą między fotosyntezą a chemosyntezą jest to, że obecność pigmentów chlorofilowych jest niezbędna do przeprowadzenia fotosyntezy, podczas gdy chemosynteza nie wymaga chlorofilów. Co więcej, 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 kontra Chemosynteza
Fotosynteza i chemosynteza to dwa procesy wykorzystywane przez organizmy do produkcji glukozy. Te dwa procesy są niezwykle ważne, ponieważ dostarczają pożywienia 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 H2, H2S, metan itp. Fotoautotrofy wytwarzają glukozę w procesie fotosyntezy, podczas gdy chemoautotrofy wytwarzają glukozę w wyniku chemosyntezy. Ponadto fotosynteza powoduje powstawanie tlenu jako produktu ubocznego, podczas gdy chemosynteza prowadzi do tworzenia związków siarki jako produktów ubocznych. Oto podsumowanie fotosyntezy i chemosyntezy.
