Põhiline erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel on see, et fotosüntees on protsess, mille käigus muundatakse päikesevalguse energia fotoautotroofide abil süsivesikuteks, samas kui kemosüntees on protsess, mille käigus muundatakse anorgaaniliste ühendite või metaani keemiline energia kemoautotroofide abil orgaanilisteks ühenditeks.
Fotosüntees ja kemosüntees on kaks olulist protsessi, mis võimaldavad elusorganismidel nende jaoks toitu toota. Nii fotosüntees kui ka kemosüntees aitavad elusorganisme säilitada. Kuigi mõlemad protsessid kasutavad CO2 ja toodavad orgaanilisi ühendeid, erinevad need mitmest artiklis kirjeldatud omadustest. Nagu nimed viitavad, tähendab foto päikesevalgust ja keemia tähendab kemikaali. Seega annab päikesevalgus energiat fotosünteesiks, samas kui anorgaaniliste ühendite keemiline energia annab energiat kemosünteesiks.
Mis on fotosüntees?
Fotosüntees on ainevahetusprotsess, mille käigus fotoautotroofid muudavad päikeseenergia keemiliseks energiaks orgaanilistes ühendites, nagu süsivesikud, kasutades toorainena süsinikdioksiidi ja vett klorofülli juuresolekul. Fotosünteesis on kaks peamist protsessi; kerge reaktsioon ja tume reaktsioon.
Fotosünteesi valgusreaktsioon
Valgusreaktsioon toimub tülakoidmembraanis. Valgusreaktsioonis neelavad pigmendi molekulid valgusenergiat ja kanduvad üle P680 klorofülli molekulidele fotosüsteemi II reaktsioonikeskuses. Kui P680 neelab energiat, saavad selle elektronid palju energiat ja võimenduvad. Primaarsed elektroniaktseptorid võtavad üles need suure energiaga elektronid ja liiguvad läbi kandjamolekulide, nagu tsütokroom, ja lõpuks fotosüsteemi I. Kui elektronid läbivad kandjamolekule, vabaneb igal etapil energia ja vabanenud energia salvestatakse ATP kujul. Seda protsessi nimetatakse fotofosforüülimiseks.
Samal ajal jagunevad veemolekulid valgusenergia toimel O2, ja seda protsessi nimetatakse vee fotolüüsiks. Kui neli veemolekuli jagunevad, tekib 2 hapnikumolekuli, 4 prootonit ja 4 elektroni. Fotolüüsi teel toodetud elektronid asendavad PS II kadunud elektronid. Lõpuks vabaneb toodetud hapnik atmosfääri.
Hiljem, kui PS I saab energiat, ergastuvad ka selle elektronid kõrgele energiatasemele. Elektroniaktseptorid võtavad need elektronid vastu ja lähevad NADP molekulidesse. Seejärel taanduvad NADP molekulid NADPH2 molekulideks.
Joonis 01: Fotosüntees
Fotosünteesi tume reaktsioon
Tume reaktsioon (Calvini tsükkel) toimub kloroplasti stroomas. See algab C5-ühendist, mida nimetatakse ribuloosbisfosfaadiks. Ribuloosbisfosfaat võtab vastu süsinikdioksiidi ja muundub kaheks fosfoglütseraadi (PGA) molekuliks. PGA on selle fotosünteesiprotsessi esimene stabiilne toode ja ühtlasi ka esimene süsivesik. Seejärel taandub PGA PGAL-ks ja see muundamine kasutab kogu NADPH2 ja osa valgusreaktsiooni käigus toodetud ATP-st. Selles punktis toodetakse PGA ühest osast keerulisi süsivesikuid, nagu glükoos ja sahharoos, samas kui ülejäänud PGA-d kasutatakse RuBP genereerimiseks. Samuti toimub tume reaktsioon tsükliliselt.
Mis on kemosüntees?
Kemosüntees on protsess, mille käigus kemoautotroofid toodavad neile toitu (süsivesikuid). Erinev alt fotosünteesist ei vaja kemosüntees päikesevalgust. Seetõttu esineb see pimedas, enamasti süvameres hüdrotermiliste õhuavade lähedal.
Joonis 02: Kemosüntees
Seega muutub kemosünteesi käigus anorgaaniliste ühendite, nagu vesinikgaas, vesiniksulfiid või metaan, keemiline energia süsivesikuteks. Seda tüüpi toidutootmises kasutavad peamiselt prokarüoote, nagu väävlit oksüdeerivad gamma- ja epsilon-proteobakterid, Aquiificae, metanogeensed arheed ja neutrofiilsed rauda oksüdeerivad bakterid. Veelgi enam, kemosünteesi tulemuseks on väävliühendid kõrvalproduktidena.
Millised on fotosünteesi ja kemosünteesi sarnasused?
- Nii fotosüntees kui ka kemosüntees toodavad toitu või süsivesikuid.
- Nad muudavad energia orgaaniliseks aineks.
- Nendes protsessides toimub rida reaktsioone.
- Samuti kasutavad mõlemad protsessid CO2.
- Pealegi aitavad mõlemad protsessid edendada ja säilitada elu Maal.
Mis vahe on fotosünteesil ja kemosünteesil?
Fotosüntees on protsess, mis kasutab päikesevalgust süsivesikute tootmiseks taimede, vetikate ja sinivetikate poolt. Teisest küljest on kemosüntees protsess, mis kasutab anorgaaniliste ühendite energiat süsivesikute tootmiseks bakterite poolt. Seetõttu on see peamine erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel. Fotoautotroofid viivad läbi fotosünteesi, kemoautotroofid aga kemosünteesi. Lisaks toimub fotosüntees päikesevalguse olemasolul, samas kui kemosüntees toimub pimedas, enamasti merepõhjas hüdrotermiliste tuulutusavade lähedal. Seega on see veel üks erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel.
Pealegi on veel üks erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel see, et fotosünteesi läbiviimiseks on vajalik klorofülli pigmentide olemasolu, samas kui kemosüntees ei vaja klorofülle. Lisaks tekib fotosüntees kõrvalsaadusena hapnikku, samas kui kemosüntees tekitab kõrvalsaadusena väävliühendeid.
Allpool fotosünteesi ja kemosünteesi erinevust kirjeldav infograafik annab rohkem erinevusi mõlema protsessi vahel.
Kokkuvõte – fotosüntees vs kemosüntees
Fotosüntees ja kemosüntees on kaks protsessi, mida organismid kasutavad glükoosi tootmiseks. Need kaks protsessi on äärmiselt olulised, kuna need pakuvad toitu kõigile elusorganismidele, sealhulgas loomadele. Peamine erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel on energiaallikas. Fotosüntees kasutab päikesevalgusest saadavat energiat, samas kui kemosüntees kasutab anorgaaniliste ühendite energiat, nagu H2, H2S, metaan jne. Fotoautotroofid toodavad glükoosi fotosünteesi teel, kemoautotroofid aga kemosünteesi teel. Lisaks moodustub fotosüntees kõrvalsaadusena hapnikku, samas kui kemosünteesi tulemuseks on väävliühendite moodustumine kõrvalsaadusena. Seega on see fotosünteesi ja kemosünteesi kokkuvõte.
