Avainero – happi- ja happipitoinen fotosynteesi
Fotosynteesi on prosessi, jossa syntetisoidaan hiilihydraatteja (glukoosia) vedestä ja hiilidioksidista hyödyntäen vihreiden kasvien, levien ja sinilevien tuomaa auringonvaloa. Fotosynteesin seurauksena ympäristöön vapautuu kaasumaista happea. Se on erittäin tärkeä prosessi elämän olemassaololle maan päällä. Fotosynteesi voidaan jakaa kahteen kategoriaan, kuten happipitoiseen ja happipitoiseen fotosynteesiin, joka perustuu hapen muodostumiseen. avainero happipitoisen ja happittoman fotosynteesin välillä on se, että happipitoinen fotosynteesi tuottaa molekyylistä happea sokerin synteesin aikana hiilidioksidista ja vedestä, kun taas happiton fotosynteesi ei tuota happea.
Mikä on happifotosynteesi?
Auringonvalon energia muunnetaan kemialliseksi energiaksi fotosynteesin avulla. Valon vangitsevat fotosynteettisten organismien hallussa olevat vihreät pigmentit, joita kutsutaan klorofylleiksi. Tätä absorboitunutta energiaa käyttämällä valojärjestelmien klorofyllireaktiokeskukset viritetään ja vapauttavat elektroneja, jotka sisältävät korkeaa energiaa. Nämä korkean energian elektronit virtaavat useiden elektronien kantajien kautta ja muuttavat veden ja hiilidioksidin glukoosiksi ja molekyylihapeksi. Viritetyt elektronit kulkevat ei-syklisessä ketjussa ja päättyvät NADPH:hen. Molekyylihapen muodostumisen vuoksi tämä prosessi tunnetaan happifotosynteesinä ja sitä kutsutaan myös ei-sykliseksi fotofosforylaatioksi.
Happifotosynteesillä on kaksi valojärjestelmää, PS I ja PS II. Nämä kaksi fotosynteesilaitetta sisältävät kaksi reaktiokeskusta P700 ja P680. Valon absorboituessa reaktiokeskus P680 kiihtyy ja vapauttaa korkean energian elektroneja. Nämä elektronit kulkevat useiden elektronien kantajien kautta ja vapauttavat jonkin verran energiaa ja luovutetaan P700:lle. P700 innostuu tämän energian takia ja vapauttaa korkean energian elektroneja. Nämä elektronit virtaavat uudelleen useiden kantajien läpi ja saavuttavat lopulta terminaalisen elektronin vastaanottajan NADP+ ja niistä tulee pelkistävä teho NADPH. Vesimolekyyli hydrolysoituu lähellä PS II:ta ja luovuttaa elektroneja ja vapauttaa molekyylistä happea. Elektronien kuljetusketjun aikana syntyy protonien käyttövoimaa, jota käytetään ATP:n syntetisoimiseen ADP:stä.
Happipitoinen fotosynteesi on äärimmäisen tärkeä, koska se on prosessi, joka on vastuussa maapallon primitiivisen happipitoisen ilmakehän muuttamisesta happirikkaaksi ilmakehään.
Kuva 01: Happifotosynteesi
Mikä on happiton fotosynteesi?
Happiton fotosynteesi on prosessi, jossa valoenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi ilman, että sivutuotteena syntyy molekyylihappea. Tämä prosessi näkyy useissa bakteeriryhmissä, kuten purppurabakteereissa, vihreissä rikki- ja ei-rikkibakteereissa, heliobakteereissa ja acidobakteereissa. Nämä bakteeriryhmät tuottavat ATP:tä ilman happea. Vettä ei käytetä alkuperäisenä elektronin luovuttajana happittomassa fotosynteesissä. Tästä syystä happea ei synny tämän prosessin aikana. Vain yksi valojärjestelmä osallistuu happipitoiseen fotosynteesiin. Näin ollen elektronit kuljetetaan syklisessä ketjussa ja palautetaan samaan valojärjestelmään. Siksi happiton fotosynteesi tunnetaan myös syklisenä fotofosforylaationa.
Happipitoinen fotosynteesi riippuu bakterioklorofylleistä, toisin kuin happifotosynteesissä käytettävistä klorofylleistä. Purppurabakteerilla on fotosysteemi I, jossa on P870-reaktiokeskus. Tässä prosessissa on mukana erilaisia elektronin vastaanottajia, kuten bakteriofeofytiini.
Kuva 02: Happiton fotosynteesi
Mitä eroa on hapettomalla ja happittomalla fotosynteesillä?
Happi vs happiton fotosynteesi |
|
| Happifotosynteesi on prosessi, joka muuntaa valoenergian kemialliseksi energiaksi tiettyjen fotoautotrofien avulla tuottamalla molekyylihappea. | Happeton fotosynteesi on prosessi, joka muuttaa valoenergian kemialliseksi energiaksi tiettyjen bakteerien toimesta tuottamatta molekyylistä happea. |
| Hapen sukupolvi | |
| Oxygen vapautuu sivutuotteena. | Happea ei vapaudu tai tuota. |
| Organismit | |
| Syanobakteerit, levät ja vihreät kasvit osoittavat happifotosynteesiä. | Hapetonta fotosynteesiä osoittavat pääasiassa purppurabakteerit, vihreät rikki- ja ei-rikkibakteerit, heliobakteerit ja acidobakteerit. |
| Electron Transport Chain | |
| Elektronit kulkevat useiden elektronien kantoa altojen kautta. | Se tapahtuu syklisen fotosynteettisen elektroniketjun kautta. |
| Vesi elektronin luovuttajana | |
| Alkuelektronin luovuttajana käytetään vettä. | Vettä ei käytetä elektronien luovuttajana. |
| Photosystem | |
| Photosystem I ja II osallistuvat happifotosynteesiin | Photosystem II:ta ei esiinny hapettomassa fotosynteesissä |
| NADPH:n (vähennysteho) sukupolvi | |
| NADPH syntyy happifotosynteesin aikana. | NADPH:ta ei synny, koska elektronit kiertävät takaisin järjestelmään. Tästä syystä pelkistysteho saadaan muista reaktioista. |
Yhteenveto – happi vs happiton fotosynteesi
Fosynteesi on prosessi, jossa valoenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi fotosynteettisten organismien toimesta. Se voi tapahtua kahdella tavalla: happifotosynteesi ja happiton fotosynteesi. Happifotosynteesi on fotosynteesiprosessi, joka vapauttaa molekyylistä happea ilmakehään, ja sitä nähdään vihreissä kasveissa, aglae-kasveissa ja syanobakteereissa, joissa on klorofyllejä. Happiton fotosynteesi on fotosynteesiprosessi, joka ei tuota molekyylistä happea ja jota käyttävät tietyt bakteeriryhmät, joissa on bakterioklorofyllejä. Näin ollen ero happipitoisen ja happittoman fotosynteesin välillä riippuu pääasiassa hapen muodostumisesta.
