Pagkakaiba sa pagitan ng photosynthesis at chemosynthesis. Ang Chemosynthesis ay isang natatanging proseso ng pagpapakain ng bakterya. Paano naiiba ang chemosynthesis sa photosynthesis?
Lahat ng nabubuhay na bagay ay nangangailangan ng pagkain at sustansya. Kapag nagpapakain, gumagamit sila ng enerhiya na nakaimbak lalo na sa mga organikong compound - mga protina, taba, karbohidrat. Gumagamit ang mga heterotrophic na organismo ng pagkain na pinagmulan ng halaman at hayop na naglalaman na ng mga organikong compound. Ang mga halaman ay lumilikha ng organikong bagay sa pamamagitan ng proseso ng photosynthesis.
Ang pananaliksik sa photosynthesis ay nagsimula noong 1630 sa mga eksperimento ng Dutchman na si van Helmont. Pinatunayan niya na ang mga halaman ay hindi kumukuha ng organikong bagay mula sa lupa, ngunit sila mismo ang lumikha nito.
Pinatunayan ni Joseph Priestley noong 1771 ang "pagwawasto" ng hangin sa mga halaman. Inilagay sa ilalim ng takip ng salamin, sinisipsip nila ang carbon dioxide na inilabas ng nagbabagang splinter.
Ngayon ay itinatag na potosintesis ay ang proseso ng pagbuo ng mga organikong compound mula sa CO 2 at tubig gamit ang magaan na enerhiya at nagaganap sa mga chloroplast ng mga berdeng halaman at mga berdeng pigment ng ilang mga photosynthetic bacteria.
Ang mga chloroplast at folds ng cytoplasmic membrane ng prokaryotes ay naglalaman ng berdeng pigment - chlorophyll, isang molekula na may kakayahang ma-excite sa sikat ng araw, mag-donate ng mga electron nito at ilipat ang mga ito sa mas mataas na antas ng enerhiya. Ang prosesong ito ay maihahalintulad sa paghagis ng bola. Habang tumataas ang bola, nag-iimbak ito ng potensyal na enerhiya; pagbagsak, nawala siya. Ang mga electron ay hindi bumabalik, ngunit kinuha ng mga electron carrier (NADP+ - nicotinamide diphosphate). Sa kasong ito, ang enerhiya na dati nilang naipon ay bahagyang ginugol sa pagbuo ng ATP. Ang pagpapatuloy ng paghahambing sa isang itinapon na bola, maaari nating sabihin na ang bola, habang bumabagsak ito, ay nagpapainit sa nakapalibot na espasyo, at bahagi ng enerhiya ng bumabagsak na mga electron ay nakaimbak sa anyo ng ATP. Ang proseso ng photosynthesis ay nahahati sa mga reaksyon na dulot ng liwanag at mga reaksyong nauugnay sa carbon fixation: liwanag At madilim mga yugto.
Light phase- Ito ang yugto kung saan ang liwanag na enerhiya na hinihigop ng chlorophyll ay na-convert sa electrochemical energy sa electron transport chain. Isinasagawa ito sa liwanag, sa mga gran membrane na may partisipasyon ng mga transporter protein at ATP synthetase.
Mga reaksyon, na dulot ng liwanag, ay nangyayari sa mga photosynthetic membrane ng chloroplast granules:
1) paggulo ng chlorophyll electron sa pamamagitan ng light quanta at ang kanilang paglipat sa isang mas mataas na antas ng enerhiya;
2) pagbabawas ng mga tumatanggap ng elektron – NADP+ hanggang NADP H
2H+ + 4e- + NADP+ → NADP H;
3) photolysis ng tubig: 2H 2 O → 4H+ + 4e- + O 2.
Ang prosesong ito ay nagaganap sa loob thylakoids– mga fold ng panloob na lamad ng mga chloroplast kung saan sila nabuo butil– mga salansan ng mga lamad.
resulta magaan na reaksyon:
photolysis ng tubig na may pagbuo ng libreng oxygen,
Synthesis ng ATP,
pagbawas ng NADP+ sa NADP N.
Madilim na yugto– ang proseso ng pag-convert ng CO 2 sa glucose sa stroma(espasyo sa pagitan ng grana) ng mga chloroplast gamit ang enerhiya ng ATP at NADP H.
Resulta dark reactions: ang conversion ng carbon dioxide sa glucose at pagkatapos ay sa starch. Bilang karagdagan sa mga molekula ng glucose, ang pagbuo ng mga amino acid, nucleotides, at alkohol ay nangyayari sa stroma.
Ang pangkalahatang equation para sa photosynthesis ay -
Ang kahulugan ng photosynthesis:
nabuo ang libreng oxygen, na kinakailangan para sa paghinga ng mga organismo at pagbuo ng isang proteksiyon na screen ng ozone (pagprotekta sa mga organismo mula sa mga nakakapinsalang epekto ng ultraviolet radiation);
produksyon ng mga hilaw na organikong sangkap - pagkain para sa lahat ng nabubuhay na nilalang;
pagbabawas ng konsentrasyon ng carbon dioxide sa atmospera.
Chemosynthesis – ang pagbuo ng mga organic compound mula sa inorganic dahil sa enerhiya ng redox reactions ng nitrogen, iron, at sulfur compound.
Ang papel ng chemosynthesis: ang mga chemosynthetic bacteria ay sumisira sa mga bato, naglilinis ng wastewater, at nakikilahok sa pagbuo ng mga mineral.
Mga temang takdang-aralin
A1. Ang photosynthesis ay nauugnay sa:
1) ang pagkasira ng mga organikong sangkap sa mga hindi organiko
2) ang paglikha ng mga organikong sangkap mula sa inorganic
3) kemikal na conversion ng glucose sa almirol
4) pagbuo ng selulusa
A2. Ang panimulang materyal para sa photosynthesis ay
1) protina at carbohydrates
2) carbon dioxide at tubig
3) oxygen at ATP
4) glucose at oxygen
A3. Nagaganap ang light phase ng photosynthesis
1) sa grana ng mga chloroplast
2) sa mga leukoplast
3) sa stroma ng mga chloroplast
4) sa mitochondria
A4. Ang enerhiya ng mga excited na electron sa light stage ay ginagamit para sa:
1) ATP synthesis
2) synthesis ng glucose
3) synthesis ng protina
4) pagkasira ng carbohydrates
A5. Bilang resulta ng photosynthesis, ang mga chloroplast ay gumagawa ng:
1) carbon dioxide at oxygen
2) glucose, ATP at oxygen
3) protina, taba, carbohydrates
4) carbon dioxide, ATP at tubig
A6. Kasama sa mga chemotrophic na organismo
1) mga pathogens ng tuberculosis
2) bakterya ng lactic acid
3) sulfur bacteria
SA 1. Piliin ang mga prosesong nagaganap sa light phase ng photosynthesis
1) photolysis ng tubig
2) pagbuo ng glucose
3) synthesis ng ATP at NADP H
4) paggamit ng CO 2
5) edukasyon O 2
6) paggamit ng enerhiya ng ATP
SA 2. Piliin ang mga sangkap na kasangkot sa proseso ng photosynthesis
1) selulusa
2) glycogen
3) kloropila
6) mga nucleic acid
Ang Chemosynthesis (mula sa chemo... at synthesis), o mas tama, chemolithoautotrophy, ay isang uri ng nutrisyon na katangian ng ilang bakterya na may kakayahang mag-asimilate ng CO 2 bilang tanging pinagmumulan ng carbon dahil sa enerhiya ng oksihenasyon ng mga inorganic compound. Ang pagtuklas ng chemosynthesis noong 1887 (S. N. Vinogradsky) ay makabuluhang nagbago ng mga ideya tungkol sa mga pangunahing uri ng metabolismo sa mga nabubuhay na organismo. Hindi tulad ng photosynthesis, ang chemosynthesis ay hindi gumagamit ng light energy, ngunit ang enerhiya na nakuha mula sa redox reactions, na dapat sapat para sa synthesis ng adenosine triphosphoric acid (ATP) at lumampas sa 10 kcal/mol.
Ang mga bakterya na may kakayahang chemosynthesis ay hindi isang solong pangkat ng taxonomic, ngunit na-systematize depende sa na-oxidized na inorganic na substrate. Kabilang sa mga ito ay may mga microorganism na nag-oxidize ng hydrogen, carbon monoxide, nabawasang sulfur compound, iron, ammonia, nitrite, at antimony.
Ang hydrogen bacteria ay ang pinakamarami at magkakaibang pangkat ng mga chemosynthetic na organismo; isagawa ang reaksyong 6H 2 + 2O 2 + CO 2 = (CH 2 O) + 5H 2 O, kung saan ang (CH 2 O) ang simbolo para sa mga nagresultang organikong sangkap. Kung ikukumpara sa iba pang mga autotrophic microorganism, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na rate ng paglago at maaaring makagawa ng malaking biomass. Ang mga bakteryang ito ay may kakayahang lumaki sa media na naglalaman ng mga organikong sangkap, ibig sabihin, sila ay mycotrophic, o facultatively chemoautotrophic bacteria.
Malapit sa hydrogen bacteria ang carboxydobacteria, na nag-oxidize ng CO gamit ang reaksyong 25CO + 12O 2 + H 2 O + 24CO 2 + (CH 2 O). Ang thionic bacteria ay nag-oxidize ng hydrogen sulfide, thiosulfate, at molecular sulfur sa sulfuric acid. Ang ilan sa mga ito (Thiobacillus ferrooxidans) ay nag-oxidize ng sulfide mineral, pati na rin ang ferrous iron. Ang kakayahan para sa chemosynthesis sa iba't ibang aquatic sulfur bacteria ay nananatiling hindi napatunayan.
Ang nitrifying bacteria ay nag-oxidize ng ammonia sa nitrite (1st stage of nitrification) at nitrite sa nitrate (2nd stage). Sa ilalim ng anaerobic na kondisyon, ang chemosynthesis ay sinusunod sa ilang denitrifying bacteria na nag-oxidize ng hydrogen o sulfur, ngunit madalas silang nangangailangan ng organikong bagay para sa biosynthesis (lithoheterotrophy). Ang Chemosynthesis ay inilarawan sa ilang mahigpit na anaerobic methane-producing bacteria ayon sa reaksyong 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2H 2 O.
Ang biosynthesis ng mga organikong compound sa panahon ng chemosynthesis ay nangyayari bilang isang resulta ng autotrophic assimilation ng CO 2 (Calvin cycle) sa parehong paraan tulad ng sa panahon ng photosynthesis. Ang enerhiya sa anyo ng ATP ay nakukuha mula sa paglipat ng mga electron sa pamamagitan ng isang chain ng respiratory enzymes na naka-embed sa bacterial cell membrane. Ang ilang mga oxidizable substance ay nag-donate ng mga electron sa chain sa antas ng cytochrome c, na lumilikha ng karagdagang pagkonsumo ng enerhiya para sa synthesis ng reducing agent. Dahil sa mataas na pagkonsumo ng enerhiya, ang chemosynthesizing bacteria, maliban sa mga hydrogen, ay bumubuo ng maliit na biomass, ngunit nag-oxidize ng isang malaking halaga ng mga inorganic na sangkap.
Sa biosphere, ang chemosynthetic bacteria ay kumokontrol sa mga oxidative site ng cycle ng pinakamahalagang elemento at samakatuwid ay may natatanging kahalagahan para sa biogeochemistry. Ang hydrogen bacteria ay maaaring gamitin upang makagawa ng protina at linisin ang kapaligiran mula sa CO 2 sa mga saradong sistema ng ekolohiya. Morphologically, ang chemosynthetic bacteria ay napaka-magkakaibang, bagama't karamihan sa kanila ay nabibilang sa mga pseudomonads; sila ay matatagpuan sa mga budding at filamentous bacteria, spirilla, leptospira, at corynebacteria.
Ang mga berdeng halaman (autotrophs) ang batayan ng buhay sa planeta. Halos lahat ng food chain ay nagsisimula sa mga halaman. Kino-convert nila ang enerhiya na nahuhulog sa kanila sa anyo ng sikat ng araw sa enerhiya na nakaimbak sa carbohydrates, ang pinakamahalaga sa mga ito ay ang anim na carbon sugar glucose. Ang proseso ng conversion ng enerhiya na ito ay tinatawag na photosynthesis. Ang pangkalahatang equation para sa photosynthesis ay ganito ang hitsura:
tubig + carbon dioxide + liwanag > carbohydrates + oxygen
Noong 1905, nagsagawa ng pananaliksik ang English plant physiologist na si Frederick Blackman at itinatag ang mga pangunahing proseso ng photosynthesis. Napagpasyahan ni Blackman na dalawang proseso ang nagaganap: ang isa ay lubos na nakadepende sa antas ng liwanag ngunit hindi sa temperatura, habang ang isa ay malakas na naiimpluwensyahan ng temperatura anuman ang antas ng liwanag. Ang pananaw na ito ay naging batayan ng mga modernong ideya tungkol sa photosynthesis. Ang dalawang proseso ay kung minsan ay tinatawag na "liwanag" at "madilim" na mga reaksyon, na hindi ganap na tama, dahil ito ay lumabas na kahit na ang mga reaksyon ng "madilim" na yugto ay nangyayari sa kawalan ng liwanag, nangangailangan sila ng mga produkto ng "liwanag" yugto.
Nagsisimula ang photosynthesis kapag ang mga photon na ibinubuga ng araw ay pumasok sa mga espesyal na molekula ng pigment na matatagpuan sa mga molekula ng dahon - chlorophyll. Ang chlorophyll ay matatagpuan sa mga selula ng dahon, sa mga lamad ng cellular organelles ng mga chloroplast (sila ang nagbibigay sa dahon ng berdeng kulay). Ang proseso ng pagkuha ng enerhiya ay binubuo ng dalawang yugto at isinasagawa sa magkahiwalay na mga kumpol ng mga molekula - ang mga kumpol na ito ay karaniwang tinatawag na Photosystem I at Photosystem II. Ang mga numero ng kumpol ay sumasalamin sa pagkakasunud-sunod kung saan natuklasan ang mga prosesong ito, at ito ay isa sa mga nakakatawang pang-agham na kakaiba, dahil sa dahon ang mga reaksyon sa Photosystem II ay nangyayari muna, at pagkatapos lamang sa Photosystem I.
Kapag ang isang photon ay bumangga sa 250-400 molecule ng Photosystem II, ang enerhiya ay tumataas nang biglaan at inililipat sa molekula ng chlorophyll. Sa puntong ito, dalawang reaksiyong kemikal ang nangyayari: ang molekula ng chlorophyll ay nawawalan ng dalawang electron (na tinatanggap ng isa pang molekula, na tinatawag na electron acceptor) at ang molekula ng tubig ay nahati. Ang mga electron ng dalawang hydrogen atoms na bahagi ng molekula ng tubig ay pinapalitan ang dalawang electron na nawala ng chlorophyll.
Pagkatapos nito, ang mataas na enerhiya ("mabilis") na elektron ay inililipat sa isa't isa tulad ng isang mainit na patatas ng mga molekular na carrier na pinagsama sa isang kadena. Sa kasong ito, ang bahagi ng enerhiya ay napupunta sa pagbuo ng molekula ng adenosine triphosphate (ATP), isa sa mga pangunahing tagadala ng enerhiya sa cell. Samantala, ang isang bahagyang naiibang Photosystem I chlorophyll molecule ay sumisipsip ng enerhiya ng photon at nag-donate ng isang electron sa isa pang acceptor molecule. Ang electron na ito ay pinalitan sa chlorophyll ng isang electron na dumating sa kahabaan ng chain ng mga carrier mula sa Photosystem II. Ang enerhiya ng electron mula sa Photosystem I at ang mga hydrogen ions na dating nabuo sa panahon ng paghahati ng isang molekula ng tubig ay ginagamit upang bumuo ng NADP-H, isa pang molekula ng carrier.
Bilang resulta ng proseso ng pagkuha ng liwanag, ang enerhiya ng dalawang photon ay naka-imbak sa mga molecule na ginagamit ng cell upang magsagawa ng mga reaksyon, at isang karagdagang molekula ng oxygen ay nabuo. Matapos ang solar energy ay masipsip at maimbak, ito na ang turn ng carbohydrates na mabuo. Ang pangunahing mekanismo ng carbohydrate synthesis sa mga halaman ay natuklasan ni Melvin Calvin. Ang cycle ng pag-convert ng solar energy sa carbohydrates ay binubuo ng isang serye ng mga kemikal na reaksyon na nagsisimula sa kumbinasyon ng isang papasok na molekula na may isang "katulong" na molekula, na sinusundan ng pagsisimula ng iba pang mga kemikal na reaksyon. Ang mga reaksyong ito ay humahantong sa pagbuo ng pangwakas na produkto at sa parehong oras ay muling ginawa ang molekula ng "katulong", at ang pag-ikot ay nagsisimula muli. Sa siklo ng Calvin, ang papel ng naturang molekulang "katulong" ay ginampanan ng limang-carbon sugar ribulose diphosphate (RDP). Ang siklo ng Calvin ay nagsisimula sa mga molekula ng carbon dioxide na pinagsama sa RDP. Dahil sa enerhiya ng sikat ng araw na nakaimbak sa anyo ng ATP at NADP-H, ang mga kemikal na reaksyon ng carbon fixation ay unang nangyari upang bumuo ng mga carbohydrate, at pagkatapos ay ang mga reaksyon ng muling pagtatayo ng ribulose diphosphate ay nagaganap. Sa anim na pagliko ng cycle, anim na carbon atoms ang isinasama sa mga molecule ng precursors ng glucose at iba pang carbohydrates. Ang siklo ng mga reaksiyong kemikal na ito ay magpapatuloy hangga't may ibinibigay na enerhiya. Salamat sa siklo na ito, ang enerhiya ng sikat ng araw ay magagamit sa mga buhay na organismo.
27-Feb-2014 | Isang Komento | Lolita Okolnova
Photosynthesis- ang proseso ng pagbuo ng mga organikong sangkap mula sa carbon dioxide at tubig sa liwanag na may pakikilahok ng mga photosynthetic na pigment.
Chemosynthesis- isang paraan ng autotrophic na nutrisyon kung saan ang pinagmumulan ng enerhiya para sa synthesis ng mga organikong sangkap mula sa CO 2 ay ang mga reaksyon ng oksihenasyon ng mga inorganikong compound
Karaniwan, ang lahat ng mga organismo na may kakayahang mag-synthesize ng mga organikong sangkap mula sa mga di-organikong sangkap, i.e. mga organismong may kakayahang photosynthesis at chemosynthesis, sumangguni sa .
Ang ilan ay tradisyonal na inuri bilang mga autotroph.
Nag-usap kami sa madaling sabi tungkol sa istraktura ng isang cell ng halaman, tingnan natin ang buong proseso nang mas detalyado...
Ang kakanyahan ng photosynthesis
(summary equation)
Ang pangunahing sangkap na kasangkot sa multi-stage na proseso ng photosynthesis ay chlorophyll. Ito ang nagpapalit ng solar energy sa chemical energy.
Ang figure ay nagpapakita ng isang eskematiko na representasyon ng molekula ng chlorophyll, sa pamamagitan ng paraan, ang molekula ay halos kapareho sa molekula ng hemoglobin...
Ang chlorophyll ay nakapaloob sa chloroplast grana:
Banayad na yugto ng photosynthesis:
(isinasagawa sa thylakoid membranes)
- Ang liwanag na tumatama sa isang molekula ng chlorophyll ay sinisipsip nito at dinadala ito sa isang nasasabik na estado - ang elektron na bahagi ng molekula, na sumisipsip ng enerhiya ng liwanag, ay gumagalaw sa isang mas mataas na antas ng enerhiya at nakikilahok sa mga proseso ng synthesis;
- Sa ilalim ng impluwensya ng liwanag, ang paghahati (photolysis) ng tubig ay nangyayari din:
Sa kasong ito, ang oxygen ay inalis sa panlabas na kapaligiran, at ang mga proton ay naipon sa loob ng thylakoid sa "proton reservoir"
2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2
Ang NADP ay isang tiyak na sangkap, isang coenzyme, i.e. isang katalista, sa kasong ito ay isang carrier ng hydrogen.
- synthesized (enerhiya)
Madilim na yugto ng photosynthesis
(nangyayari sa stroma ng mga chloroplast)
aktwal na synthesis ng glucose
nagaganap ang isang cycle ng mga reaksyon kung saan nabuo ang C 6 H 12 O 6. Ang mga reaksyong ito ay gumagamit ng enerhiya ng ATP at NADPH 2 na nabuo sa light phase; Bilang karagdagan sa glucose, ang iba pang mga monomer ng kumplikadong mga organikong compound ay nabuo sa panahon ng photosynthesis - amino acids, glycerol at fatty acids, nucleotides
Pakitandaan: ang bahaging ito ay madilim ito ay tinatawag na hindi dahil ito ay nangyayari sa gabi - ang glucose synthesis ay nangyayari, sa pangkalahatan, sa buong orasan, ngunit ang madilim na bahagi ay hindi na nangangailangan ng liwanag na enerhiya.
"Ang photosynthesis ay isang proseso kung saan nakasalalay ang lahat ng mga pagpapakita ng buhay sa ating planeta."
K.A. Timiryazev.
Bilang resulta ng photosynthesis, humigit-kumulang 150 bilyong tonelada ng organikong bagay ang nabuo sa Earth at humigit-kumulang 200 bilyong tonelada ng libreng oxygen ang inilalabas bawat taon. Bilang karagdagan, ang mga halaman ay kinabibilangan ng bilyun-bilyong toneladang nitrogen, posporus, asupre, kaltsyum, magnesiyo, potasa at iba pang mga elemento sa cycle. Kahit na ang isang berdeng dahon ay gumagamit lamang ng 1-2% ng liwanag na bumabagsak dito, ang organikong bagay na nilikha ng halaman at oxygen sa pangkalahatan.
Chemosynthesis
Ang Chemosynthesis ay isinasagawa dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyon ng oksihenasyon ng kemikal ng iba't ibang mga inorganic na compound: hydrogen, hydrogen sulfide, ammonia, iron (II) oxide, atbp.
Ayon sa mga sangkap na kasama sa metabolismo ng bakterya, mayroong:
- sulfur bacteria - mga mikroorganismo ng mga katawan ng tubig na naglalaman ng H 2 S - mga mapagkukunan na may napaka-katangiang amoy,
- bakterya ng bakal,
- nitrifying bacteria - i-oxidize ang ammonia at nitrous acid,
- nitrogen-fixing bacteria - pagyamanin ang mga lupa, lubos na nagpapataas ng produktibidad,
- hydrogen-oxidizing bacteria
Ngunit ang kakanyahan ay nananatiling pareho - ito rin
Sino sa atin ang hindi nakakaalala sa kahulugan ng "photosynthesis" mula sa mga aralin sa botany sa paaralan? "Ang proseso ng pagbuo ng organikong bagay mula sa carbon dioxide at tubig sa liwanag na may partisipasyon ng mga photosynthetic na pigment." Alam ang laconic na kahulugan na ito sa pamamagitan ng puso, iilan sa atin ang nagtaka kung ano ang itinatago nito sa likod nito?
Mahalaga, potosintesis ay isang kemikal na reaksyon bilang resulta kung saan ang anim na CO2 molecule ay pinagsama sa anim na water molecule upang bumuo ng isang glucose molecule - ang building block ng ating organic matter. Ang molecular oxygen na ginawa sa panahon ng photosynthesis ay isang by-product lamang. Gayunpaman, ang mismong "by-product" na ito ay isa sa mga pangunahing pinagmumulan ng atmospheric oxygen, kaya kinakailangan para sa mas mataas na mga organismo.
Tila ang lahat ay napaka-simple: ang cell ng isang photosynthetic na organismo ay isang uri ng "kono" para sa kemikal na reaksyon ng dalawang sangkap. Ngunit sa katotohanan, ang mekanismo ng reaksyon ay nagiging mas kumplikado. Lumalabas na ang proseso ay binubuo ng dalawang reaksyon: "liwanag" at "madilim". Ang una ay nauugnay sa paghahati ng isang molekula ng tubig sa hydrogen at oxygen gamit ang liwanag na enerhiya. Ang liwanag ng araw ay sinisipsip ng espesyal na pigment na sumisipsip ng liwanag ng cell, ang chlorophyll (kulay na berde). Susunod, ang enerhiya ay inililipat sa mga molekula ng ATP, na naglalabas ng nagresultang enerhiya sa ikalawang yugto ng photosynthesis - ang "madilim" na reaksyon. Ang "madilim" na reaksyon ay ang direktang reaksyon sa pagitan ng carbon dioxide at hydrogen upang bumuo ng glucose.
Ang photosynthesis ay maaaring isagawa ng mga halaman, algae at ilang uri ng microorganism. Salamat sa kanilang mahahalagang aktibidad, nagiging posible ang pagkakaroon, halimbawa, ng mga hayop na ang pagkain ay binubuo ng mga organikong sangkap. Ngunit ang photosynthesis ba ang tanging paraan ng pag-convert ng carbon dioxide sa organikong bagay? Hindi. Lumalabas na ang kalikasan ay nagbibigay din ng isa pang alternatibo, landas para sa pagbuo ng mga organikong sangkap mula sa CO2 - chemosynthesis.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng chemosynthesis at photosynthesis ay ang kawalan ng isang "liwanag" na reaksyon. Bilang pinagmumulan ng enerhiya, ang mga selula ng chemosynthetic na organismo ay hindi gumagamit ng enerhiya ng sikat ng araw, ngunit ang enerhiya ng mga reaksiyong kemikal. Alin? Mga reaksyon ng oksihenasyon ng hydrogen, carbon monoxide, pagbabawas ng asupre, iron, ammonia, nitrite, antimony.
Siyempre, ang bawat chemosynthetic organism ay gumagamit ng sarili nitong kemikal na reaksyon bilang pinagmumulan ng enerhiya. Halimbawa, ang hydrogen bacteria ay nag-oxidize ng hydrogen, ang nitrifying bacteria ay nagko-convert ng ammonia sa nitrate form, atbp. Gayunpaman, lahat sila ay nag-iimbak ng enerhiya na inilabas sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa anyo ng mga molekulang ATP. Dagdag pa, ang proseso ay nagpapatuloy ayon sa uri ng mga reaksyon ng madilim na yugto ng photosynthesis.
Ilan lamang sa mga uri ng bacteria ang may kakayahang mag-chemosynthesize. Napakalaki ng kanilang papel sa kalikasan. Hindi sila "gumagawa" ng oxygen sa atmospera at hindi nakakaipon ng malalaking dami ng organikong bagay. Gayunpaman, ang mga kemikal na reaksyon na ginagamit nila sa kurso ng kanilang buhay ay may mahalagang papel sa biogeochemistry, na tinitiyak, bukod sa iba pang mga bagay, ang cycle ng nitrogen, sulfur at iba pang elemento sa kalikasan.
Ang photosynthesis at chemosynthesis ay ilan sa mga pinakakaakit-akit na proseso na nangyayari sa mga buhay na organismo. Ang pag-alam sa mga pagkakaiba sa pagitan ng dalawang reaksyong ito ay itinuturing na isang kinakailangang minimum para sa isang mag-aaral sa high school, ngunit ang paghahambing ng lahat ng mahahalagang prosesong ito ang kadalasang nagtutulak sa mga pinaka-masigasig at maalalahanin na mga mag-aaral sa pagkatulala.
Kahulugan
Photosynthesis- ang proseso ng synthesis ng organikong bagay, na pinasigla ng enerhiya ng sikat ng araw.
Chemosynthesis– ang proseso ng pagbuo ng mga organikong compound, na "nagsisimula" nang walang ipinag-uutos na presensya ng solar quanta.
Paghahambing
Ang photosynthesis ay ang pinagmumulan ng mahahalagang aktibidad ng mga nabubuhay na autotrophic na nilalang, lalo na ang karamihan ng mga kinatawan ng kaharian ng Mga Halaman at ilang mga uri ng Bakterya, na siya namang nagsisilbing pangunahing pagkain o simula ng food pyramid para sa mga heterotrophic at saprotrophic na organismo. Salamat sa photosynthesis, 150 bilyong tonelada ng organikong bagay ang nabuo taun-taon sa Earth, at ang atmospera ay pinupunan ng 200 bilyong tonelada ng oxygen, na angkop para sa paghinga ng ibang mga organismo.
Ang photosynthesis ay nangyayari sa mga plastid - mga organel ng mga selula ng halaman na mayroong pigment na chlorophyll. Sa proseso ng reaksyon ng redox, na kung saan ay photosynthesis, ang halaman ay kumonsumo ng tubig at mga di-organikong sangkap, lalo na ang carbon dioxide. Ang prosesong ito ay pinasigla ng pagkakaroon ng enerhiya mula sa solar quanta. Bilang resulta ng reaksyon, inilalabas ang oxygen at na-synthesize ang mga organikong sangkap - sa karamihan ng mga kaso glucose, na kilala rin bilang hexose o grape sugar.
Salamat sa chemosynthesis, ang isang nitrogen cycle ay nangyayari sa biosphere, sulfur bacteria ang mga bato sa panahon, na lumilikha ng batayan para sa pagbuo ng mga lupa, at ang hydrogen bacteria ay nag-oxidize ng mga mapanganib na halaga ng hydrogen na naiipon sa panahon ng buhay ng ilang mga microorganism. Bilang karagdagan, ang nitrifying bacteria ay nakakatulong sa pagtaas ng pagkamayabong ng lupa, at ang sulfur bacteria ay kasangkot sa paglilinis ng wastewater.
Ang Chemosynthesis ay matatagpuan sa mga selula ng bacteria at archaea. Sa proseso ng mga reaksyon ng redox, ang mga organikong sangkap ay synthesize. Hindi direkta, ngunit sa pamamagitan ng pagbuo ng enerhiya ng ATP, na kalaunan ay ginugol sa synthesis ng organikong bagay. Upang gawin ito, ang mga nabubuhay na organismo ay gumagamit ng CO 2, hydrogen at oxygen na nabuo sa pamamagitan ng oksihenasyon ng ammonia, iron oxide, hydrogen sulfide at hydrogen. Isinasaalang-alang na ang chemosynthesis ay maaaring mangyari sa ilalim ng lupa, sa kalaliman ng World Ocean, sa gitna ng iba pang mga nabubuhay na organismo, hindi ito nakatali sa liwanag na enerhiya, hindi ito "nagsisimula" nito, at hindi ito nakasalalay sa Araw.
Website ng mga konklusyon
- Imposible ang photosynthesis nang walang enerhiya ng sikat ng araw; hindi ito kailangan ng chemosynthesis.
- Nag-photosynthesize ang mga halaman at bacteria, nag-chemosynthesize ang bacteria at archaea.
- Ang parehong mga proseso ay may magkaibang biological na kahalagahan.
