Kluczowa różnica – fotosynteza tlenowa a fotosynteza beztlenowa
Fotosynteza to proces, w którym syntetyzuje się węglowodany (glukozę) z wody i dwutlenku węgla, wykorzystując energię światła słonecznego przez rośliny zielone, algi i cyjanobakterie. W wyniku fotosyntezy do środowiska uwalniany jest gazowy tlen. To niezwykle ważny proces dla istnienia życia na ziemi. Fotosyntezę można podzielić na dwie kategorie, takie jak fotosynteza tlenowa i anoksygenowa oparta na wytwarzaniu tlenu. Kluczowa różnica między fotosyntezą tlenową a anoksygenową polega na tym, że fotosynteza tlenowa wytwarza tlen cząsteczkowy podczas syntezy cukru z dwutlenku węgla i wody, podczas gdy fotosynteza anoksygenowa nie generuje tlenu.
Co to jest fotosynteza tlenowa?
Energia światła słonecznego jest przekształcana w energię chemiczną w procesie fotosyntezy. Światło jest wychwytywane przez zielone pigmenty zwane chlorofilami, które posiadają organizmy fotosyntetyczne. Wykorzystując tę pochłoniętą energię, centra reakcji chlorofilu fotosystemów są wzbudzane i uwalniają elektrony, które zawierają wysoką energię. Te wysokoenergetyczne elektrony przepływają przez kilka nośników elektronów i przekształcają wodę i dwutlenek węgla w glukozę i tlen cząsteczkowy. Wzbudzone elektrony przemieszczają się w łańcuchu niecyklicznym i kończą się na NADPH. Ze względu na wytwarzanie tlenu cząsteczkowego proces ten jest znany jako fotosynteza tlenowa, a także niecykliczna fotofosforylacja.
Fotosynteza tlenowa ma dwa fotosystemy o nazwach PS I i PS II. Te dwa aparaty fotosyntetyczne zawierają dwa centra reakcyjne P700 i P680. Po wchłonięciu światła, centrum reakcji P680 zostaje wzbudzone i uwalnia elektrony o wysokiej energii. Elektrony te przemieszczają się przez kilka nośników elektronów i uwalniają pewną ilość energii, a następnie są przekazywane do P700. P700 staje się podekscytowany z powodu tej energii i uwalnia elektrony o wysokiej energii. Elektrony te ponownie przepływają przez kilka nośników i ostatecznie docierają do terminalnego akceptora elektronów NADP+ i stają się NADPH redukującą moc. Cząsteczka wody hydrolizuje w pobliżu PS II i oddaje elektrony i uwalnia tlen cząsteczkowy. Podczas łańcucha transportu elektronów tworzona jest siła napędowa protonów, która jest wykorzystywana do syntezy ATP z ADP.
Fotosynteza tlenowa jest niezwykle ważna, ponieważ jest to proces odpowiedzialny za przekształcenie prymitywnej atmosfery anoksygenicznej Ziemi w atmosferę bogatą w tlen.
Rysunek 01: Fotosynteza tlenowa
Co to jest fotosynteza anoksygenowa?
Fotosynteza anoksygenowa to proces, w którym energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną bez wytwarzania tlenu cząsteczkowego jako produktu ubocznego. Proces ten obserwuje się w kilku grupach bakterii, takich jak bakterie purpurowe, bakterie siarkowe i niesiarkowe, heliobakterie i acidobakterie. Bez wytwarzania tlenu ATP jest wytwarzane przez te grupy bakterii. Woda nie jest wykorzystywana jako początkowy dawca elektronów w fotosyntezie anoksygenicznej. Dlatego podczas tego procesu nie powstaje tlen. Tylko jeden fotosystem jest zaangażowany w fotosyntezę anoksygeniczną. Stąd elektrony są transportowane w łańcuchu cyklicznym i zawracane do tego samego fotosystemu. Dlatego fotosynteza anoksygenowa jest również znana jako cykliczna fotofosforylacja.
Fotosynteza anoksygenowa zależy od bakteriochlorofilów, w przeciwieństwie do chlorofilów stosowanych w fotosyntezie tlenowej. Bakterie purpurowe posiadają fotosystem I z centrum reakcyjnym P870. W proces ten zaangażowane są różne akceptory elektronów, takie jak bakteriofeofityna.
Rysunek 02: Fotosynteza anoksygenowa
Jaka jest różnica między fotosyntezą tlenową a anoksygenową?
Fotosynteza tlenowa kontra anoksygenna |
|
| Fotosynteza tlenowa to proces, w którym energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną przez niektóre fotoautotrofy poprzez wytwarzanie tlenu cząsteczkowego. | Fotosynteza anoksygenowa to proces, w którym niektóre bakterie przekształcają energię świetlną w energię chemiczną bez wytwarzania tlenu cząsteczkowego. |
| Generowanie tlenu | |
| Tlen jest uwalniany jako produkt uboczny. | Tlen nie jest uwalniany ani generowany. |
| Organizmy | |
| Fotosyntezę tlenową wykazują sinice, glony i rośliny zielone. | Fotosyntezę anoksygeniczną wykazują głównie fioletowe bakterie, zielone bakterie siarkowe i niesiarkowe, heliobakterie i acidobakterie. |
| Łańcuch transportu elektronów | |
| Elektrony podróżują przez kilka nośników elektronów. | Występuje poprzez cykliczny fotosyntetyczny łańcuch elektronów. |
| Woda jako dawca elektronów | |
| Woda jest używana jako początkowy dawca elektronów. | Woda nie jest dawcą elektronów. |
| Fotosystem | |
| Fotosystemy I i II biorą udział w fotosyntezie tlenowej | Fotosystem II nie jest obecny w fotosyntezie beztlenowej |
| Generowanie NADPH (redukcja mocy) | |
| NADPH jest generowany podczas fotosyntezy tlenowej. | NADPH nie jest generowany, ponieważ elektrony wracają do systemu. W związku z tym moc redukującą uzyskuje się z innych reakcji. |
Podsumowanie – Fotosynteza tlenowa kontra anoksygenowa
Fotosynteza to proces, w którym energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną przez organizmy fotosyntetyczne. Może się to odbywać na dwa sposoby: fotosynteza tlenowa i fotosynteza anoksygenowa. Fotosynteza tlenowa to proces fotosyntezy, który uwalnia tlen cząsteczkowy do atmosfery i jest obserwowany w roślinach zielonych, aglach i sinicach zawierających chlorofile. Fotosynteza anoksygenowa jest procesem fotosyntezy, który nie generuje tlenu cząsteczkowego i jest wykorzystywany przez pewne grupy bakterii, które posiadają bakteriochlorofile. Zatem różnica między fotosyntezą tlenową a anoksygenową zależy głównie od wytwarzania tlenu.
