Kľúčový rozdiel – kyslíková vs anoxygénna fotosyntéza
Fotosyntéza je proces, ktorý syntetizuje sacharidy (glukózu) z vody a oxidu uhličitého, pričom využíva energiu slnečného žiarenia zelených rastlín, rias a siníc. V dôsledku fotosyntézy sa do okolia uvoľňuje plynný kyslík. Je to mimoriadne dôležitý proces pre existenciu života na Zemi. Fotosyntézu možno rozdeliť do dvoch kategórií, ako je kyslíková a anoxygénna fotosyntéza založená na tvorbe kyslíka. Kľúčový rozdiel medzi kyslíkovou a anoxygénnou fotosyntézou je v tom, že kyslíková fotosyntéza vytvára molekulárny kyslík počas syntézy cukru z oxidu uhličitého a vody, zatiaľ čo anoxygénna fotosyntéza nevytvára kyslík.
Čo je kyslíková fotosyntéza?
Energia slnečného žiarenia sa fotosyntézou premieňa na chemickú energiu. Svetlo zachytávajú zelené pigmenty nazývané chlorofyly, ktoré vlastnia fotosyntetické organizmy. Pomocou tejto absorbovanej energie sú chlorofylové reakčné centrá fotosystémov excitované a uvoľňujú elektróny, ktoré obsahujú vysokú energiu. Tieto vysokoenergetické elektróny prúdia cez niekoľko nosičov elektrónov a premieňajú vodu a oxid uhličitý na glukózu a molekulárny kyslík. Excitované elektróny sa pohybujú v necyklickom reťazci a končia v NADPH. Vďaka tvorbe molekulárneho kyslíka je tento proces známy ako kyslíková fotosyntéza a tiež nazývaný necyklická fotofosforylácia.
Oxygénna fotosyntéza má dva fotosystémy pomenované PS I a PS II. Tieto dva fotosyntetické prístroje obsahujú dve reakčné centrá P700 a P680. Po absorpcii svetla sa reakčné centrum P680 excituje a uvoľňuje elektróny s vysokou energiou. Tieto elektróny putujú cez niekoľko elektrónových nosičov a uvoľňujú určitú energiu a sú odovzdané P700. P700 sa vďaka tejto energii vzruší a uvoľní elektróny s vysokou energiou. Tieto elektróny opäť pretekajú cez niekoľko nosičov a nakoniec dosiahnu terminálny akceptor elektrónov NADP+ a stanú sa redukčným výkonom NADPH. Molekula vody hydrolyzuje blízko PS II a daruje elektróny a uvoľňuje molekulárny kyslík. Počas elektrónového transportného reťazca sa vytvára protónová hybná sila a používa sa na syntézu ATP z ADP.
Oxygénna fotosyntéza je mimoriadne dôležitá, pretože je to proces, ktorý je zodpovedný za premenu primitívnej anoxygénnej atmosféry Zeme na atmosféru bohatú na kyslík.
Obrázok 01: Kyslíková fotosyntéza
Čo je anoxygénna fotosyntéza?
Anoxygénna fotosyntéza je proces, pri ktorom sa svetelná energia premieňa na chemickú energiu bez vytvárania molekulárneho kyslíka ako vedľajšieho produktu. Tento proces je pozorovaný u niekoľkých skupín baktérií, ako sú fialové baktérie, zelené sírne a nesírne baktérie, heliobaktérie a acidobaktérie. Bez vytvárania kyslíka je ATP produkovaný týmito bakteriálnymi skupinami. Voda sa nepoužíva ako počiatočný donor elektrónov pri anoxygénnej fotosyntéze. To je dôvod, prečo počas tohto procesu nevzniká kyslík. Len jeden fotosystém sa podieľa na anoxygénnej fotosyntéze. Preto sú elektróny transportované v cyklickom reťazci a vrátené do rovnakého fotosystému. Preto je anoxygénna fotosyntéza známa aj ako cyklická fotofosforylácia.
Anoxygénna fotosyntéza závisí od bakteriochlorofylov na rozdiel od chlorofylov používaných pri kyslíkovej fotosyntéze. Fialové baktérie majú fotosystém I s reakčným centrom P870. Do tohto procesu sú zapojené rôzne akceptory elektrónov, ako je bakteriofeofytín.
Obrázok 02: Anoxygénna fotosyntéza
Aký je rozdiel medzi kyslíkovou a anoxygénnou fotosyntézou?
Oxygénna verzus anoxygénna fotosyntéza |
|
| Oxygénna fotosyntéza je proces, ktorý premieňa svetelnú energiu na chemickú energiu pomocou určitých fotoautotrofov vytváraním molekulárneho kyslíka. | Anoxygénna fotosyntéza je proces, ktorý určitými baktériami premieňa svetelnú energiu na chemickú energiu bez generovania molekulárneho kyslíka. |
| Generácia kyslíka | |
| Kyslík sa uvoľňuje ako vedľajší produkt. | Kyslík sa neuvoľňuje ani nevytvára. |
| Organizmy | |
| Oxygénnu fotosyntézu vykazujú sinice, riasy a zelené rastliny. | Anoxygénnu fotosyntézu vykazujú najmä fialové baktérie, zelené sírne a nesírne baktérie, heliobaktérie a acidobaktérie. |
| Elektrónový dopravný reťazec | |
| Elektróny putujú cez niekoľko elektrónových nosičov. | Vyskytuje sa prostredníctvom cyklického fotosyntetického elektrónového reťazca. |
| Voda ako darca elektrónov | |
| Voda sa používa ako počiatočný donor elektrónov. | Voda sa nepoužíva ako darca elektrónov. |
| Fotosystém | |
| Fotosystém I a II sa podieľa na kyslíkovej fotosyntéze | Fotosystém II nie je prítomný v anoxygénnej fotosyntéze |
| Generácia NADPH (redukčný výkon) | |
| NADPH vzniká počas kyslíkovej fotosyntézy. | NADPH sa negeneruje, pretože elektróny sa vracajú späť do systému. Zníženie výkonu sa teda získava z iných reakcií. |
Zhrnutie – Kyslíková vs anoxygénna fotosyntéza
Fotosyntéza je proces, pri ktorom sa svetelná energia premieňa fotosyntetickými organizmami na chemickú energiu. Môže k tomu dôjsť dvoma spôsobmi: kyslíkovou fotosyntézou a anoxygénnou fotosyntézou. Kyslíková fotosyntéza je proces fotosyntézy, ktorý uvoľňuje molekulárny kyslík do atmosféry a vyskytuje sa v zelených rastlinách, aglae a siniciach, ktoré obsahujú chlorofyly. Anoxygénna fotosyntéza je fotosyntetický proces, ktorý nevytvára molekulárny kyslík a využívajú ho určité skupiny baktérií, ktoré majú bakteriochlorofyly. Rozdiel medzi kyslíkovou a anoxygénnou fotosyntézou teda závisí hlavne od tvorby kyslíka.
