Фотосинтез мен хемосинтездің басты айырмашылығы мынада: фотосинтез - бұл күн сәулесінің энергиясын фотоавтотрофтар арқылы көмірсуларға түрлендіру процесі, ал хемосинтез - бейорганикалық қосылыстардың немесе метанның химиялық энергиясын хемоаотрофтар арқылы органикалық қосылыстарға түрлендіру процесі.
Фотосинтез және хемосинтез - тірі ағзаларға олар үшін азық-түлік өндіруге мүмкіндік беретін екі маңызды процесс. Фотосинтез де, хемосинтез де тірі ағзаларды қолдауға көмектеседі. Екі процесс CO2 қолданып, органикалық қосылыстар түзсе де, олар мақалада талқыланған бірнеше сипаттамадан ерекшеленеді. Атаулары айтып тұрғандай, фото күн сәулесін білдіреді, ал химиотерапия химиялық дегенді білдіреді. Демек, күн сәулесі фотосинтезге, ал бейорганикалық қосылыстардың химиялық энергиясы хемосинтезге энергия береді.
Фотосинтез дегеніміз не?
Фотосинтез - бұл фотоавтотрофтардың хлорофилл қатысуымен көмірқышқыл газы мен суды шикізат ретінде пайдалана отырып, көмірсулар сияқты органикалық қосылыстардағы күн энергиясын химиялық энергияға айналдыратын метаболикалық процесс. Фотосинтезде екі негізгі процесс бар; ашық реакция және қараңғы реакция.
Фотосинтездің жарық реакциясы
Жарық реакциясы тилакоидты мембранада жүреді. Жарық реакциясында пигмент молекулалары жарық энергиясын жұтып, II фотожүйенің реакция орталығында Р680 хлорофилл молекулаларына ауысады. P680 энергияны сіңіргеннен кейін оның электрондары жоғары энергия алады және күшейеді. Бастапқы электронды акцепторлар осы жоғары энергиялы электрондарды алып, цитохром сияқты бірқатар тасымалдаушы молекулалар арқылы өтеді және соңында I фотожүйеге өтеді. Электрондар тасымалдаушы молекулалар арқылы өткенде, әрбір қадамда энергия бөлінеді, ал босатылған энергия АТФ түрінде сақталады. Бұл фотофосфорлану деп аталатын процесс.
Сонымен бірге су молекулалары жарық энергиясы арқылы O2,болып бөлінеді және бұл судың фотолизі деп аталатын процесс. Төрт су молекуласы бөлінгенде 2 оттегі молекуласы, 4 протон және 4 электрон түзеді. Фотолизден алынған электрондар PS II жоғалған электрондарын ауыстырады. Ақырында өндірілген оттегі атмосфераға тарайды.
Содан кейін PS I энергия алған кезде оның электрондары да жоғары энергия деңгейлеріне қоздырады. Электрондық акцепторлар бұл электрондарды қабылдап, NADP молекулаларына өтеді. Содан кейін NADP молекулалары NADPH2 молекулаларға тотықсызданады.
01-сурет: Фотосинтез
Фотосинтездің қараңғы реакциясы
Қараңғы реакция (Кальвин циклі) хлоропласт стромасында жүреді. Ол рибулоза бисфосфаты деп аталатын С5 қосылысынан басталады. Рибулоза бисфосфаты көмірқышқыл газын қабылдайды және фосфоглицераттың (PGA) екі молекуласына айналады. PGA - бұл фотосинтез процесінің бірінші тұрақты өнімі, сонымен қатар ол бірінші көмірсу. Содан кейін PGA PGAL-ға азаяды және бұл түрлендіру барлық NADPH2 және жарық реакциясы кезінде өндірілген ATP бөлігін пайдаланады. Бұл кезде глюкоза мен сахароза сияқты күрделі көмірсулар PGA-ның бір бөлігінен өндіріледі, ал қалған PGA RuBP генерациялау үшін пайдаланылады. Сол сияқты, қараңғы реакция циклді түрде жүреді.
Хемосинтез дегеніміз не?
Хемосинтез – химоавтотрофтардың олар үшін тамақ (көмірсулар) өндіру процесі. Фотосинтезден айырмашылығы, хемосинтезге күн сәулесі қажет емес. Демек, ол қараңғы жағдайларда, негізінен терең теңізде, гидротермиялық саңылауларға жақын жерде болады.
02-сурет: Хемосинтез
Демек, хемосинтез кезінде газ, күкіртсутек немесе метан сияқты бейорганикалық қосылыстардың химиялық энергиясы көмірсуларға айналады. Азық-түлік өндірісінің бұл түрі негізінен күкіртті тотықтыратын гамма және эпсилон протеобактериялары, сутектес, метаногендік археа және нейтрофильді темір тотықтырғыш бактериялар сияқты прокариоттарды пайдаланады. Сонымен қатар, химосинтез нәтижесінде жанама өнім ретінде күкірт қосылыстары пайда болады.
Фотосинтез мен хемосинтездің қандай ұқсастықтары бар?
- Фотосинтез де, хемосинтез де тағамдарды немесе көмірсуларды шығарады.
- Олар энергияны органикалық заттарға айналдырады.
- Бұл процестерде бірқатар реакциялар жүреді.
- Сонымен қатар екі процессте CO2 пайдаланылады.
- Сонымен қатар, бұл екі процесс те жер бетіндегі тіршілікті дамытуға және қолдауға көмектеседі.
Фотосинтез мен хемосинтездің айырмашылығы неде?
Фотосинтез – өсімдіктер, балдырлар және цианобактериялар көмірсулар алу үшін күн сәулесін пайдаланатын процесс. Екінші жағынан, хемосинтез - бұл бактериялар көмірсулар алу үшін бейорганикалық қосылыстардың энергиясын пайдаланатын процесс. Демек, бұл фотосинтез мен хемосинтез арасындағы негізгі айырмашылық. Фотоавтотрофтар фотосинтез жүргізеді, ал хемоавтотрофтар хемосинтез жүргізеді. Сонымен қатар, фотосинтез күн сәулесі болған кезде жүреді, ал хемосинтез қараңғы жағдайларда негізінен теңіз түбінде гидротермиялық саңылаулардың жанында жүреді. Осылайша, бұл фотосинтез мен хемосинтездің тағы бір айырмашылығы.
Сонымен қатар, фотосинтез мен хемосинтездің тағы бір айырмашылығы - фотосинтезді жүзеге асыру үшін хлорофилл пигменттерінің болуы қажет, ал хемосинтезге хлорофилл қажет емес. Сонымен қатар, фотосинтез жанама өнім ретінде оттегіні шығарады, ал хемосинтез күкірт қосылыстарын жанама өнім ретінде шығарады.
Төмендегі фотосинтез мен хемосинтез арасындағы айырмашылық туралы инфографика екі процестің арасындағы көбірек айырмашылықты береді.
Қорытынды – Фотосинтез және Хемосинтез
Фотосинтез және хемосинтез - бұл организмдер глюкозаны өндіру үшін қолданатын екі процесс. Бұл екі процесс өте маңызды, өйткені олар барлық тірі ағзаларды, соның ішінде жануарларды тамақпен қамтамасыз етеді. Фотосинтез мен хемосинтездің басты айырмашылығы - энергия көзі. Фотосинтез күн сәулесінің энергиясын пайдаланады, ал хемосинтез H2, H2S, метан және т.б. сияқты бейорганикалық қосылыстардың энергиясын пайдаланады. Фотоавтотрофтар глюкозаны фотосинтез арқылы түзеді, ал хемоавтотрофтар хемосинтез арқылы глюкозаны шығарады. Сонымен қатар, фотосинтез жанама өнім ретінде оттегінің түзілуіне әкеледі, ал хемосинтез күкірт қосылыстарын жанама өнім ретінде түзеді. Осылайша, бұл фотосинтез мен хемосинтездің қысқаша мазмұны.
