Peamine erinevus – hapniku ja anoksügeenne fotosüntees
Fotosüntees on protsess, mille käigus sünteesitakse veest ja süsinikdioksiidist süsivesikuid (glükoosi), kasutades päikesevalgusest saadavat energiat roheliste taimede, vetikate ja sinivetikate poolt. Fotosünteesi tulemusena eraldub keskkonda gaasilist hapnikku. See on elu Maal eksisteerimiseks äärmiselt oluline protsess. Fotosünteesi võib jagada kahte kategooriasse, nagu hapniku ja hapnikuvaba fotosüntees, mis põhineb hapniku tootmisel. Peamine erinevus hapniku ja anoksügeense fotosünteesi vahel on see, et hapniku fotosüntees tekitab süsinikdioksiidist ja veest suhkru sünteesi ajal molekulaarset hapnikku, samas kui hapnikuvaba fotosüntees ei tekita hapnikku.
Mis on hapnikufotosüntees?
Päikesevalguse energia muudetakse fotosünteesi teel keemiliseks energiaks. Valguse püüavad kinni rohelised pigmendid, mida nimetatakse klorofüllideks, mida omavad fotosünteesivad organismid. Seda neeldunud energiat kasutades ergastatakse fotosüsteemide klorofülli reaktsioonikeskused ja vabastatakse kõrge energiasisaldusega elektronid. Need suure energiaga elektronid voolavad läbi mitme elektronkandja ning muudavad vee ja süsinikdioksiidi glükoosiks ja molekulaarseks hapnikuks. Ergastatud elektronid liiguvad mittetsüklilises ahelas ja lõpevad NADPH-ga. Molekulaarse hapniku tekke tõttu nimetatakse seda protsessi hapnikuks fotosünteesiks ja ka mittetsükliliseks fotofosforüülimiseks.
Hapnikulisel fotosünteesil on kaks fotosüsteemi nimega PS I ja PS II. Need kaks fotosünteesiaparaati sisaldavad kahte reaktsioonikeskust P700 ja P680. Valguse neeldumisel reaktsioonikeskus P680 ergastab ja vabastab suure energiaga elektrone. Need elektronid liiguvad läbi mitme elektronkandja ja vabastavad veidi energiat ning antakse üle P700-le. P700 erutub selle energia tõttu ja vabastab suure energiaga elektrone. Need elektronid voolavad uuesti läbi mitme kandja ja jõuavad lõpuks terminali elektroni aktseptorini NADP+ ja muutuvad redutseerivaks võimsuseks NADPH. Veemolekul hüdrolüüsib PS II lähedal ja loovutab elektrone ning vabastab molekulaarset hapnikku. Elektronide transpordiahela käigus tekib prootoni liikumapanev jõud, mida kasutatakse ATP sünteesimiseks ADP-st.
Hapnikuline fotosüntees on äärmiselt oluline, kuna see on protsess, mis vastutab Maa primitiivse hapnikuvaba atmosfääri muutumise eest hapnikurikkaks atmosfääriks.
Joonis 01: hapnikufotosüntees
Mis on anoksügeenne fotosüntees?
Anoksügeenne fotosüntees on protsess, mille käigus valgusenergia muundatakse keemiliseks energiaks, tekitamata kõrvalsaadusena molekulaarset hapnikku. Seda protsessi täheldatakse mitmes bakterirühmas, nagu lillad bakterid, rohelised väävli- ja mitteväävlibakterid, heliobakterid ja atsidobakterid. Need bakterirühmad toodavad ATP-d ilma hapnikku tekitamata. Vett ei kasutata anoksügeenses fotosünteesis esialgse elektronidoonorina. Seetõttu ei teki selle protsessi käigus hapnikku. Anoksügeense fotosünteesiga on seotud ainult üks fotosüsteem. Seega transporditakse elektronid tsüklilises ahelas ja suunatakse tagasi samasse fotosüsteemi. Seetõttu nimetatakse anoksügeenset fotosünteesi ka tsükliliseks fotofosforüülimiseks.
Anoksügeenne fotosüntees sõltub bakterioklorofüllidest, mitte aga hapnikufotosünteesis kasutatavatest klorofüllidest. Purpursetel bakteritel on P870 reaktsioonikeskusega fotosüsteem I. Selle protsessiga on seotud erinevad elektroniaktseptorid, nagu bakteriofeofütiin.
Joonis 02: Anoksügeenne fotosüntees
Mis vahe on hapniku- ja anoksügeensel fotosünteesil?
Hapnik vs anoksügeenne fotosüntees |
|
| Hapnikuline fotosüntees on protsess, mis muudab valgusenergia keemiliseks energiaks teatud fotoautotroofide toimel, tekitades molekulaarset hapnikku. | Anoksügeenne fotosüntees on protsess, mis muudab valgusenergia teatud bakterite poolt keemiliseks energiaks, ilma molekulaarset hapnikku tekitamata. |
| Hapniku põlvkond | |
| Oxygen vabaneb kõrvalsaadusena. | Hapnikku ei eraldu ega genereerita. |
| Organismid | |
| Hapniku fotosünteesi näitavad tsüanobakterid, vetikad ja rohelised taimed. | Anoksügeenset fotosünteesi näitavad peamiselt lillad bakterid, rohelised väävli- ja mitteväävlibakterid, heliobakterid ja atsidobakterid. |
| Elektrontranspordiahel | |
| Elektronid liiguvad läbi mitme elektronkandja. | See toimub tsüklilise fotosünteetilise elektronahela kaudu. |
| Vesi kui elektronidoonor | |
| Vett kasutatakse esialgse elektronidoonorina. | Vett ei kasutata elektronide doonorina. |
| Photosystem | |
| Photosystem I ja II osalevad hapnikufotosünteesis | Photosystem II ei esine anoksügeenses fotosünteesis |
| NADPH (vähendamisvõimsuse) genereerimine | |
| NADPH tekib hapnikulise fotosünteesi käigus. | NADPH-d ei genereerita, kuna elektronid liiguvad süsteemi tagasi. Seega saadakse redutseerimisvõimsus teistest reaktsioonidest. |
Kokkuvõte – hapnikuvaba vs anoksügeenne fotosüntees
Fotosüntees on protsess, mille käigus fotosünteesivad organismid muudavad valgusenergia keemiliseks energiaks. See võib toimuda kahel viisil: hapniku fotosüntees ja anoksügeenne fotosüntees. Hapnikuline fotosüntees on fotosünteesiprotsess, mis vabastab atmosfääri molekulaarset hapnikku ja seda nähakse rohelistes taimedes, aglaes ja klorofüllidega tsüanobakterites. Anoksügeenne fotosüntees on fotosünteesiprotsess, mis ei tekita molekulaarset hapnikku ja mida kasutavad teatud bakterirühmad, mis sisaldavad bakterioklorofülle. Seega sõltub hapniku- ja hapnikuvaba fotosünteesi erinevus peamiselt hapniku tekkest.
