تفاوت کلیدی – فتوسنتز اکسیژنی در مقابل فتوسنتز بدون اکسیژن
فتوسنتز فرآیندی است که کربوهیدرات ها (گلوکز) را از آب و دی اکسید کربن سنتز می کند و از انرژی نور خورشید توسط گیاهان سبز، جلبک ها و سیانوباکتری ها استفاده می کند. در نتیجه فتوسنتز، اکسیژن گازی به محیط آزاد می شود. این یک فرآیند بسیار مهم برای وجود حیات بر روی زمین است. فتوسنتز را می توان بر اساس تولید اکسیژن به دو دسته فتوسنتز اکسیژنی و بدون اکسیژن تقسیم کرد. تفاوت اصلی بین فتوسنتز اکسیژنی و بدون اکسیژن در این است که فتوسنتز اکسیژنی در طی سنتز قند از دی اکسید کربن و آب اکسیژن مولکولی تولید می کند در حالی که فتوسنتز بدون اکسیژن اکسیژن تولید نمی کند.
فتوسنتز اکسیژنی چیست؟
انرژی نور خورشید با فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. نور توسط رنگدانه های سبز رنگ به نام کلروفیل گرفته می شود که در اختیار موجودات فتوسنتزی قرار می گیرد. با استفاده از این انرژی جذب شده، مراکز واکنش کلروفیل فتوسیستم ها برانگیخته شده و الکترون هایی آزاد می کنند که حاوی انرژی بالایی هستند. این الکترون های پر انرژی از طریق چندین حامل الکترون جریان می یابند و آب و دی اکسید کربن را به گلوکز و اکسیژن مولکولی تبدیل می کنند. الکترون های برانگیخته در یک زنجیره غیر حلقوی حرکت می کنند و به NADPH ختم می شوند. به دلیل تولید اکسیژن مولکولی، این فرآیند به عنوان فتوسنتز اکسیژنی شناخته می شود و فسفوریلاسیون غیر حلقوی نیز نامیده می شود.
فتوسنتز اکسیژنی دارای دو فتوسیستم به نام‌های PS I و PS II است. این دو دستگاه فتوسنتزی حاوی دو مرکز واکنش P700 و P680 هستند. با جذب نور، مرکز واکنش P680 برانگیخته می شود و الکترون های پر انرژی آزاد می کند.این الکترون ها از طریق چندین حامل الکترون حرکت می کنند و مقداری انرژی آزاد می کنند و به P700 تحویل می شوند. P700 در اثر این انرژی برانگیخته می شود و الکترون های پر انرژی آزاد می کند. این الکترون ها دوباره از چندین حامل جریان می یابند و در نهایت به گیرنده الکترون پایانی NADP+ می رسند و به NADPH توان کاهنده تبدیل می شوند. مولکول آب در نزدیکی PS II هیدرولیز می شود و الکترون می دهد و اکسیژن مولکولی را آزاد می کند. در طول زنجیره انتقال الکترون، نیروی محرکه پروتون ایجاد می شود و برای سنتز ATP از ADP استفاده می شود.
فتوسنتز اکسیژنی بسیار مهم است زیرا فرآیندی است که مسئول تبدیل اتمسفر بدون اکسیژن اولیه زمین به جو غنی از اکسیژن است.
شکل 01: فتوسنتز اکسیژنی
فتوسنتز بدون اکسیژن چیست؟
فتوسنتز بدون اکسیژن فرآیندی است که در آن انرژی نور بدون تولید اکسیژن مولکولی به عنوان یک محصول جانبی به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. این فرآیند در چندین گروه باکتریایی مانند باکتری های بنفش، باکتری های گوگردی سبز و غیر گوگردی، هلیو باکتری ها و اسیدوباکتری ها دیده می شود. بدون تولید اکسیژن، ATP توسط این گروه های باکتریایی تولید می شود. آب به عنوان اهدا کننده الکترون اولیه در فتوسنتز بدون اکسیژن استفاده نمی شود. به همین دلیل است که در این فرآیند اکسیژن تولید نمی شود. فقط یک فتوسیستم درگیر فتوسنتز بدون اکسیژن است. از این رو الکترون ها در یک زنجیره چرخه ای منتقل می شوند و به همان فتوسیستم باز می گردند. بنابراین، فتوسنتز بدون اکسیژن به عنوان فتوفسفوریلاسیون حلقوی نیز شناخته می شود.
فتوسنتز بدون اکسیژن بر خلاف کلروفیل های مورد استفاده در فتوسنتز اکسیژنی به باکتری کلروفیل ها بستگی دارد. باکتری های بنفش دارای فتوسیستم I با مرکز واکنش P870 هستند. گیرنده های مختلف الکترون مانند باکتریوفئوفیتین در این فرآیند نقش دارند.
شکل 02: فتوسنتز بدون اکسیژن
تفاوت بین فتوسنتز اکسیژنی و بدون اکسیژن چیست؟
فتوسنتز اکسیژنی در مقابل فتوسنتز بدون اکسیژن |
|
| فتوسنتز اکسیژنی فرآیندی است که انرژی نور را توسط فتواتوتروف های خاص با تولید اکسیژن مولکولی به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. | فتوسنتز بدون اکسیژن فرآیندی است که انرژی نور را توسط باکتری های خاصی بدون تولید اکسیژن مولکولی به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. |
| تولید اکسیژن | |
| اکسیژن به عنوان یک محصول جانبی آزاد می شود. | اکسیژن آزاد یا تولید نمی شود. |
| جانداران | |
| فتوسنتز اکسیژنی توسط سیانوباکتری ها، جلبک ها و گیاهان سبز نشان داده می شود. | فتوسنتز بدون اکسیژن عمدتاً توسط باکتری های بنفش، باکتری های گوگرد سبز و غیر گوگردی، هلیو باکتری ها و اسیدوباکتری ها نشان داده می شود. |
| زنجیره حمل و نقل الکترون | |
| الکترونها از طریق چندین حامل الکترون حرکت می کنند. | از طریق زنجیره الکترونی فتوسنتزی حلقوی رخ می دهد. |
| آب به عنوان دهنده الکترون | |
| آب به عنوان دهنده اولیه الکترون استفاده می شود. | آب به عنوان دهنده الکترون استفاده نمی شود. |
| فتوسیستم | |
| فتوسیستم I و II در فتوسنتز اکسیژنی نقش دارند | فتوسیستم II در فتوسنتز بدون اکسیژن وجود ندارد |
| نسل NADPH (قدرت کاهنده) | |
| NADPH در طول فتوسنتز اکسیژنی تولید می شود. | NADPH تولید نمی شود زیرا الکترون ها به سیستم بازمی گردند. بنابراین قدرت کاهشی از واکنش های دیگر به دست می آید. |
خلاصه - فتوسنتز اکسیژن در مقابل آناکسیژنیک
فتوسنتز فرآیندی است که در آن انرژی نور توسط موجودات فتوسنتزی به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. این می تواند به دو صورت اتفاق بیفتد: فتوسنتز اکسیژنی و فتوسنتز بدون اکسیژن. فتوسنتز اکسیژنی فرآیند فتوسنتزی است که اکسیژن مولکولی را به جو آزاد می کند و در گیاهان سبز، آگلا و سیانوباکتری هایی که دارای کلروفیل هستند دیده می شود.فتوسنتز بدون اکسیژن یک فرآیند فتوسنتزی است که اکسیژن مولکولی تولید نمی کند و توسط گروه های باکتریایی خاصی که دارای باکتری کلروفیل هستند استفاده می شود. بنابراین، تفاوت بین فتوسنتز اکسیژنی و بدون اکسیژن عمدتاً به تولید اکسیژن بستگی دارد.
