Негізгі айырмашылық – оттегі мен аноксигендік фотосинтез
Фотосинтез – жасыл өсімдіктер, балдырлар және цианобактериялар күн сәулесінің энергиясын пайдалана отырып, су мен көмірқышқыл газынан көмірсуларды (глюкозаны) синтездейтін процесс. Фотосинтез нәтижесінде қоршаған ортаға газ тәрізді оттегі бөлінеді. Бұл жер бетінде тіршіліктің болуы үшін өте маңызды процесс. Фотосинтезді оттегінің генерациясына негізделген оттекті және аноксигенді фотосинтез сияқты екі санатқа бөлуге болады. Оттегі және аноксигендік фотосинтездің негізгі айырмашылығы мынада: оттегі фотосинтез көмірқышқыл газы мен судан қант синтезі кезінде молекулалық оттегіні жасайды, ал аноксигенді фотосинтез оттегін жасамайды.
Оттегі фотосинтез дегеніміз не?
Күн сәулесінің энергиясы фотосинтез арқылы химиялық энергияға айналады. Жарықты фотосинтездеуші организмдер иеленетін хлорофилл деп аталатын жасыл пигменттер алады. Осы сіңірілген энергияны пайдалана отырып, фотожүйелердің хлорофилл реакция орталықтары қозып, жоғары энергиясы бар электрондарды шығарады. Бұл жоғары энергиялы электрондар бірнеше электронды тасымалдаушылар арқылы ағып, су мен көмірқышқыл газын глюкоза мен молекулалық оттегіге айналдырады. Қозған электрондар циклдік емес тізбекте қозғалады және NADPH-де аяқталады. Молекулалық оттегінің генерациялануына байланысты бұл процесс оттегі фотосинтез деп аталады және циклдік емес фотофосфорлану деп те аталады.
Оттегі фотосинтезде PS I және PS II деп аталатын екі фотожүйе бар. Бұл екі фотосинтетикалық аппаратта P700 және P680 екі реакция орталығы бар. Жарықты жұтқанда P680 реакция орталығы қозып, жоғары энергиялы электрондарды шығарады. Бұл электрондар бірнеше электронды тасымалдаушылар арқылы қозғалады және біраз энергияны босатады және P700-ге беріледі. P700 осы энергияның арқасында қозып, жоғары энергиялы электрондарды шығарады. Бұл электрондар бірнеше тасымалдаушылар арқылы қайтадан ағып, ақырында NADP+ терминалдық электронды акцепторына жетеді және NADPH редукциялық қуатына айналады. Су молекуласы PS II маңында гидролизденіп, электрондар беріп, молекулалық оттегін босатады. Электрондарды тасымалдау тізбегі кезінде протонның қозғаушы күші пайда болады және ADP-ден АТФ синтездеу үшін пайдаланылады.
Оттегі фотосинтезі өте маңызды, өйткені ол Жердің қарапайым оттегісіз атмосферасының оттегіге бай атмосфераға айналуына жауапты процесс.
01-сурет: Оттегі фотосинтез
Аноксигенді фотосинтез дегеніміз не?
Аноксигенді фотосинтез – бұл жарық энергиясының жанама өнім ретінде молекулалық оттегін жасамай химиялық энергияға айналу процесі. Бұл процесс күлгін бактериялар, жасыл күкіртті және күкіртсіз бактериялар, гелиобактериялар және ацидобактериялар сияқты бірнеше бактериялық топтарда байқалады. Оттегі түзілмей, АТФ осы бактериялық топтармен өндіріледі. Аноксигенді фотосинтезде бастапқы электрон доноры ретінде су пайдаланылмайды. Сондықтан бұл процесс кезінде оттегі түзілмейді. Аноксигенді фотосинтезге тек бір фотожүйе қатысады. Демек, электрондар циклдік тізбекте тасымалданады және сол фотожүйеге оралады. Сондықтан аноксигенді фотосинтез циклдік фотофосфорлану деп те аталады.
Аноксигенді фотосинтез оттекті фотосинтезде қолданылатын хлорофиллдерге қарағанда бактериохлорофиллдерге байланысты. Күлгін бактериялар P870 реакция орталығы бар I фотожүйеге ие. Бұл процеске бактериофеофитин сияқты әртүрлі электронды акцепторлар қатысады.
02-сурет: аноксигенді фотосинтез
Оттегі және аноксигендік фотосинтездің айырмашылығы неде?
Оттегі және аноксигендік фотосинтез |
|
| Оттегі фотосинтез – молекулалық оттегіні түзу арқылы белгілі бір фотоавтотрофтар арқылы жарық энергиясын химиялық энергияға айналдыратын процесс. | Аноксигенді фотосинтез – белгілі бір бактериялардың молекулалық оттегін тудырмай, жарық энергиясын химиялық энергияға түрлендіру процесі. |
| Оттегінің түзілуі | |
| Оттегі жанама өнім ретінде бөлінеді. | Оттегі бөлінбейді немесе түзілмейді. |
| Ағзалар | |
| Оттегі фотосинтезін цианобактериялар, балдырлар және жасыл өсімдіктер көрсетеді. | Оксигенді фотосинтезді негізінен күлгін бактериялар, жасыл күкіртті және күкіртсіз бактериялар, гелиобактериялар және ацидобактериялар көрсетеді. |
| Электронды тасымалдау тізбегі | |
| Электрондар бірнеше электронды тасымалдаушылар арқылы қозғалады. | Ол циклдік фотосинтетикалық электрон тізбегі арқылы жүреді. |
| Су электронды донор ретінде | |
| Бастапқы электрон доноры ретінде су пайдаланылады. | Су электронды донор ретінде пайдаланылмайды. |
| Фотожүйе | |
| I және II фотожүйе оттегі фотосинтезіне қатысады | Фотожүйе II аноксигенді фотосинтезде жоқ |
| NADPH генерациясы (қуатты азайтатын) | |
| NADPH оттегі фотосинтезі кезінде түзіледі. | NADPH жасалмайды, себебі электрондар жүйеге қайта оралады. Демек, төмендететін қуат басқа реакциялардан алынады. |
Қорытынды – Оттегі және аноксигендік фотосинтез
Фотосинтез – фотосинтездеуші организмдердің жарық энергиясының химиялық энергияға айналу процесі. Ол екі жолмен болуы мүмкін: оттегі фотосинтез және аноксигенді фотосинтез. Оттегі фотосинтезі – атмосфераға молекулалық оттегін бөлетін фотосинтездік процесс және ол жасыл өсімдіктерде, аглаларда және хлорофиллдері бар цианобактерияларда көрінеді. Аноксигенді фотосинтез - молекулалық оттегін тудырмайтын және бактериохлорофиллдері бар белгілі бір бактериялық топтар пайдаланатын фотосинтетикалық процесс. Осылайша, оттегі мен аноксигендік фотосинтездің айырмашылығы негізінен оттегінің түзілуіне байланысты.
