Galvenā atšķirība - skābekļa un bezskābekļa fotosintēze
Fotosintēze ir process, kas sintezē ogļhidrātus (glikozi) no ūdens un oglekļa dioksīda, izmantojot zaļo augu, aļģu un zilaļģu enerģiju no saules gaismas. Fotosintēzes rezultātā vidē izdalās gāzveida skābeklis. Tas ir ārkārtīgi svarīgs process dzīvības pastāvēšanai uz zemes. Fotosintēzi var iedalīt divās kategorijās, piemēram, skābekļa un anoksigēnajā fotosintēzē, pamatojoties uz skābekļa veidošanos. Galvenā atšķirība starp skābekļa un anoksigēno fotosintēzi ir tāda, ka skābekļa fotosintēze rada molekulāro skābekli cukura sintēzes laikā no oglekļa dioksīda un ūdens, savukārt bezskābekļa fotosintēze nerada skābekli.
Kas ir skābekļa fotosintēze?
Saules gaismas enerģija fotosintēzes ceļā tiek pārveidota ķīmiskajā enerģijā. Gaismu uztver zaļie pigmenti, ko sauc par hlorofiliem, kas piemīt fotosintēzes organismiem. Izmantojot šo absorbēto enerģiju, fotosistēmu hlorofila reakcijas centri tiek ierosināti un atbrīvo elektronus, kas satur lielu enerģiju. Šie augstas enerģijas elektroni plūst caur vairākiem elektronu nesējiem un pārvērš ūdeni un oglekļa dioksīdu glikozē un molekulārajā skābeklī. Ierosinātie elektroni pārvietojas necikliskā ķēdē un beidzas pie NADPH. Molekulārā skābekļa veidošanās dēļ šis process ir pazīstams kā skābekļa fotosintēze un arī necikliskā fotofosforilēšana.
Skābekļa fotosintēzei ir divas fotosistēmas ar nosaukumu PS I un PS II. Šie divi fotosintēzes aparāti satur divus reakcijas centrus P700 un P680. Absorbējot gaismu, reakcijas centrs P680 tiek uzbudināts un atbrīvo augstas enerģijas elektronus. Šie elektroni pārvietojas pa vairākiem elektronu nesējiem un atbrīvo daļu enerģijas un tiek nodoti P700. P700 kļūst satraukti šīs enerģijas dēļ un atbrīvo augstas enerģijas elektronus. Šie elektroni atkal plūst cauri vairākiem nesējiem un beidzot sasniedz gala elektronu akceptoru NADP+ un kļūst par reducējošo jaudu NADPH. Ūdens molekula hidrolizējas netālu no PS II un ziedo elektronus un atbrīvo molekulāro skābekli. Elektronu transportēšanas ķēdes laikā tiek radīts protonu dzinējspēks, kas tiek izmantots, lai sintezētu ATP no ADP.
Skābekļa fotosintēze ir ārkārtīgi svarīga, jo tas ir process, kas ir atbildīgs par Zemes primitīvās bezskābekļa atmosfēras pārveidi par skābekli bagātu atmosfēru.
Attēls 01: Skābekļa fotosintēze
Kas ir anoksigēnā fotosintēze?
Anoksigēnā fotosintēze ir process, kurā gaismas enerģija tiek pārvērsta ķīmiskajā enerģijā, neradot molekulāro skābekli kā blakusproduktu. Šis process ir novērojams vairākās baktēriju grupās, piemēram, purpursarkanās baktērijās, zaļās sēra un bezsēra baktērijas, heliobaktērijas un acidobaktērijas. Neradot skābekli, šīs baktēriju grupas ražo ATP. Ūdens netiek izmantots kā sākotnējais elektronu donors anoksigēnajā fotosintēzē. Tāpēc šī procesa laikā nerodas skābeklis. Tikai viena fotosistēma ir iesaistīta anoksigēnajā fotosintēzē. Tādējādi elektroni tiek transportēti cikliskā ķēdē un atgriezti tajā pašā fotosistēmā. Tāpēc anoksigēno fotosintēzi sauc arī par ciklisku fotofosforilāciju.
Anoksigēnā fotosintēze ir atkarīga no bakteriohlorofiliem pretstatā hlorofiliem, ko izmanto skābekļa fotosintēzē. Violetajām baktērijām ir I fotosistēma ar P870 reakcijas centru. Šajā procesā ir iesaistīti dažādi elektronu akceptori, piemēram, bakteriofeofitīns.
Attēls 02: Anoksigēnā fotosintēze
Kāda ir atšķirība starp skābekļa fotosintēzi un anoksigēno fotosintēzi?
Skābekļa un bezskābekļa fotosintēze |
|
| Skābekļa fotosintēze ir process, kurā gaismas enerģiju pārvērš ķīmiskajā enerģijā ar noteiktu fotoautotrofu palīdzību, radot molekulāro skābekli. | Anoksigēnā fotosintēze ir process, kurā noteiktas baktērijas pārvērš gaismas enerģiju ķīmiskajā enerģijā, neradot molekulāro skābekli. |
| Skābekļa paaudze | |
| Skābeklis tiek izlaists kā blakusprodukts. | Skābeklis netiek atbrīvots vai ģenerēts. |
| Organismi | |
| Skābekļa fotosintēzi parāda zilaļģes, aļģes un zaļie augi. | Anoksigēno fotosintēzi galvenokārt nodrošina purpursarkanās baktērijas, zaļās sēra un bezsēra baktērijas, heliobaktērijas un acidobaktērijas. |
| Elektronu transporta ķēde | |
| Elektroni ceļo pa vairākiem elektronu nesējiem. | Tas notiek, izmantojot ciklisku fotosintētisko elektronu ķēdi. |
| Ūdens kā elektronu donors | |
| Par sākotnējo elektronu donoru tiek izmantots ūdens. | Ūdens netiek izmantots kā elektronu donors. |
| Photosystem | |
| Fotosistēma I un II ir iesaistītas skābekļa fotosintēzē | Photosystem II nepiedalās anoksigēnajā fotosintēzē |
| NADPH (samazinoša jauda) paaudze | |
| NADPH tiek ģenerēts skābekļa fotosintēzes laikā. | NADPH netiek ģenerēts, jo elektroni atgriežas sistēmā. Tādējādi reducēšanas jaudu iegūst no citām reakcijām. |
Kopsavilkums - skābekļa un bezskābekļa fotosintēze
Fotosintēze ir process, kurā fotosintēzes organismi gaismas enerģiju pārvērš ķīmiskajā enerģijā. Tas var notikt divos veidos: skābekļa fotosintēze un anoksigēnā fotosintēze. Skābekļa fotosintēze ir fotosintēzes process, kas atbrīvo molekulāro skābekli atmosfērā, un tas ir redzams zaļajos augos, aglās un zilaļģēs, kurās ir hlorofili. Anoksigēnā fotosintēze ir fotosintēzes process, kas nerada molekulāro skābekli un ko izmanto noteiktas baktēriju grupas, kurām piemīt bakteriohlorofili. Tādējādi atšķirība starp skābekļa un bezskābekļa fotosintēzi galvenokārt ir atkarīga no skābekļa veidošanās.
