Klíčový rozdíl – kyslíková vs anoxygenní fotosyntéza
Fotosyntéza je proces, který syntetizuje sacharidy (glukózu) z vody a oxidu uhličitého, přičemž využívá energii ze slunečního světla zelenými rostlinami, řasami a sinicemi. V důsledku fotosyntézy se do okolí uvolňuje plynný kyslík. Je to nesmírně důležitý proces pro existenci života na Zemi. Fotosyntézu lze rozdělit do dvou kategorií, jako je kyslíková a anoxygenní fotosyntéza založená na tvorbě kyslíku. Klíčový rozdíl mezi kyslíkovou a anoxygenní fotosyntézou je v tom, že kyslíková fotosyntéza vytváří molekulární kyslík během syntézy cukru z oxidu uhličitého a vody, zatímco anoxygenní fotosyntéza nevytváří kyslík.
Co je kyslíková fotosyntéza?
Energie slunečního světla se fotosyntézou přeměňuje na chemickou energii. Světlo zachycují zelené pigmenty zvané chlorofyly, které mají fotosyntetické organismy. Pomocí této absorbované energie jsou chlorofylová reakční centra fotosystémů excitována a uvolňují elektrony, které obsahují vysokou energii. Tyto vysokoenergetické elektrony proudí přes několik elektronových nosičů a přeměňují vodu a oxid uhličitý na glukózu a molekulární kyslík. Excitované elektrony putují v necyklickém řetězci a končí v NADPH. Díky tvorbě molekulárního kyslíku je tento proces známý jako kyslíková fotosyntéza a také se nazývá necyklická fotofosforylace.
Oxygenická fotosyntéza má dva fotosystémy nazvané PS I a PS II. Tyto dva fotosyntetické aparáty obsahují dvě reakční centra P700 a P680. Při absorpci světla se reakční centrum P680 excituje a uvolňuje elektrony s vysokou energií. Tyto elektrony putují přes několik elektronových nosičů a uvolňují určitou energii a jsou předány P700. P700 se díky této energii vzruší a uvolní elektrony s vysokou energií. Tyto elektrony opět protékají několika nosiči a nakonec dosáhnou terminálního akceptoru elektronů NADP+ a stanou se redukčním výkonem NADPH. Molekula vody hydrolyzuje blízko PS II a daruje elektrony a uvolňuje molekulární kyslík. Během elektronového transportního řetězce se vytváří protonová hybná síla, která se používá k syntéze ATP z ADP.
Oxygenní fotosyntéza je extrémně důležitá, protože je to proces, který je zodpovědný za přeměnu primitivní anoxygenní atmosféry Země na atmosféru bohatou na kyslík.
Obrázek 01: Oxygenická fotosyntéza
Co je to anoxygenní fotosyntéza?
Anoxygenní fotosyntéza je proces, při kterém se světelná energie přeměňuje na chemickou energii, aniž by jako vedlejší produkt generoval molekulární kyslík. Tento proces je pozorován u několika skupin bakterií, jako jsou fialové bakterie, zelené sirné a nesirné bakterie, heliobakterie a acidobakterie. Bez generování kyslíku je ATP produkován těmito bakteriálními skupinami. Voda se nepoužívá jako počáteční donor elektronů v anoxygenní fotosyntéze. To je důvod, proč během tohoto procesu nevzniká kyslík. Na anoxygenní fotosyntéze se podílí pouze jeden fotosystém. Elektrony jsou tedy transportovány v cyklickém řetězci a vraceny do stejného fotosystému. Proto je anoxygenní fotosyntéza známá také jako cyklická fotofosforylace.
Anoxygenní fotosyntéza závisí na bakteriochlorofylech na rozdíl od chlorofylů používaných v kyslíkové fotosyntéze. Fialové bakterie mají fotosystém I s reakčním centrem P870. Do tohoto procesu jsou zapojeny různé akceptory elektronů, jako je bakteriofeofytin.
Obrázek 02: Anoxygenní fotosyntéza
Jaký je rozdíl mezi kyslíkovou a anoxygenní fotosyntézou?
Oxygenní vs anoxygenní fotosyntéza |
|
| Oxygenická fotosyntéza je proces, který přeměňuje světelnou energii na chemickou energii pomocí určitých fotoautotrofů generováním molekulárního kyslíku. | Anoxygenní fotosyntéza je proces, který určitými bakteriemi přeměňuje světelnou energii na chemickou energii, aniž by generoval molekulární kyslík. |
| generace kyslíku | |
| Kyslík se uvolňuje jako vedlejší produkt. | Kyslík se neuvolňuje ani nevytváří. |
| Organismy | |
| Oxygenní fotosyntézu ukazují sinice, řasy a zelené rostliny. | Anoxygenní fotosyntézu vykazují hlavně fialové bakterie, zelené sirné a nesirné bakterie, heliobakterie a acidobakterie. |
| Elektronový dopravní řetězec | |
| Elektrony cestují přes několik elektronových nosičů. | Dochází k němu prostřednictvím cyklického fotosyntetického elektronového řetězce. |
| Voda jako dárce elektronů | |
| Voda se používá jako počáteční donor elektronů. | Voda se nepoužívá jako dárce elektronů. |
| Fotosystém | |
| Fotosystém I a II se účastní kyslíkové fotosyntézy | Fotosystém II není přítomen v anoxygenní fotosyntéze |
| Vytvoření NADPH (snížení výkonu) | |
| NADPH vzniká během kyslíkové fotosyntézy. | NADPH se negeneruje, protože elektrony se vrací zpět do systému. Redukující výkon se tedy získává z jiných reakcí. |
Shrnutí – Oxygenní vs anoxygenní fotosyntéza
Fotosyntéza je proces, při kterém se světelná energie přeměňuje na chemickou energii fotosyntetickými organismy. Může k tomu dojít dvěma způsoby: kyslíkovou fotosyntézou a anoxygenní fotosyntézou. Kyslíková fotosyntéza je fotosyntetický proces, který uvolňuje molekulární kyslík do atmosféry a je pozorován u zelených rostlin, aglae a sinic, které mají chlorofyly. Anoxygenní fotosyntéza je fotosyntetický proces, který nevytváří molekulární kyslík a je využíván určitými bakteriálními skupinami, které mají bakteriochlorofyly. Rozdíl mezi kyslíkovou a anoxygenní fotosyntézou tedy závisí hlavně na tvorbě kyslíku.
