Unterschied zwischen Chemosynthese und Photosynthese
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Hauptunterschied - Chemosynthese vs. Photosynthese
Chemosynthese und Photosynthese sind die beiden Hauptproduktionsmechanismen, bei denen Organismen ihre eigene Nahrung produzieren. Beide Prozesse sind an der Herstellung von einfachen Zuckern wie Glukose aus Kohlendioxid und Wasser beteiligt. Das Hauptunterschied zwischen Chemosynthese und Photosynthese ist das Chemosynthese ist der Prozess, bei dem die organischen Verbindungen in der Zelle durch die aus chemischen Reaktionen erzeugte Energie synthetisiert werden wohingegen Photosynthese ist der Prozess, bei dem organische Verbindungen durch die aus dem Sonnenlicht gewonnene Energie synthetisiert werden.
Dieser Artikel betrachtet,
1. Was ist Chemosynthese?
- Definition, Merkmale, Prozess
2. Was ist Photosynthese?
- Definition, Merkmale, Prozess
3. Was ist der Unterschied zwischen Chemosynthese und Photosynthese?
Was ist Chemosynthese?
Chemosynthese ist die Synthese organischer Verbindungen unter Verwendung von Energie, die durch Oxidation anorganischer Verbindungen erhalten wird. Chemosynthese findet in Abwesenheit von Sonnenlicht statt, beispielsweise in hydrothermalen Quellen im tiefen Ozean. Organismen, die in hydrothermalen Löchern leben, nutzen anorganische Verbindungen, die vom Meeresboden als Energiequelle für die Nahrungsmittelproduktion genutzt werden. Hydrothermale Quellen bestehen also aus einer hohen Biomasse, einschließlich einer spärlichen Verteilung von Tieren, die davon abhängig sind, dass die Nahrung durch Chemosynthese herunterfällt. Die Chemosynthese wird meist von Mikroben durchgeführt, die sich auf dem Meeresboden befinden und mikrobielle Matten bilden. Auf der Matte fressen sich Schuppenwürmer, Napfschnecken und Schnecken wie Grasfresser. Raubtiere kommen und fressen auch diese Grasfresser. Tiere wie Röhrenwürmer leben als Symbionten mit chemosynthetischen Bakterien. Riesige Röhrenschnecken neben einem hydrothermalen Abzug sind in dargestellt Abbildung 1.
Abbildung 1: Riesige Rohrschnecken neben einem hydrothermalen Abzug
Während der Chemosynthese verwenden Bakterien die in chemischen Bindungen von Schwefelwasserstoff oder Wasserstoffgas gespeicherte Energie, um aus gelöstem Kohlendioxid und Wasser Glukose zu erzeugen. Die chemische Reaktion zur Verwendung von Schwefelwasserstoff in der Chemosynthese ist unten gezeigt.
12H2S+ 6CO2 → C6H12O6 (Glukose) + 6H2O + 12S
Die Organismen, die die Chemosynthese durchführen, werden Chemotrophen genannt. Chemoorganotrophe und Chemolithotrophen sind die zwei Kategorien von Chemotrophen. Chemolithotrophen verwenden Elektronen aus anorganischen chemischen Quellen wie Schwefelwasserstoff, Ammoniumionen, Eisenionen und elementarem Schwefel. Acidithiobacillus ferrooxidans Nitrosomonas, ein nitrosifizierendes Bakterium, Nitrobactor, ein nitrifizierendes Bakterium, schwefeloxidierende Proteobakterien, Aquivalele und methanogene Archaea, sind die Beispiele für Chemolithotrophen.
Was ist Photosynthese?
Photosynthese ist der Prozess, bei dem grüne Pflanzen und Algen Glucose aus Kohlendioxid und Wasser synthetisieren, indem sie Sonnenlicht als Energiequelle verwenden. Das Pigment Chlorophyll ist an diesem Prozess beteiligt. In Pflanzen tritt die Photosynthese in speziellen Plastiden auf, den sogenannten Chloroplasten. Höhere Pflanzen bestehen aus Blättern, die mehr Chlorophyll enthalten, um die Photosynthese effizient durchzuführen.
Abbildung 2: Photosynthese der Blätter
Es gibt zwei Kategorien der Photosynthese: die sauerstoffhaltige Photosynthese und die anoxygene Photosynthese. Oxygenische Photosynthese findet in Cyanobakterien, Algen und Pflanzen statt, während anoxygene Photosynthese in Purpurschwefelbakterien und grünen Schwefelbakterien auftritt. Während der Sauerstoffsynthese werden die Elektronen von Wasser zu Kohlendioxid übertragen. Dadurch wird Wasser oxidiert und Kohlendioxid reduziert, wodurch Glukose entsteht. Daher ist der Elektronendonor bei der sauerstoffhaltigen Photosynthese Wasser. Sauerstoffgas ist ein Nebenprodukt der Sauerstoffsynthese. Im Gegensatz dazu produziert die anoxygene Photosynthese keinen Sauerstoff als Nebenprodukt. Der Elektronendonor ist variabel und kann Schwefelwasserstoff sein. Die chemischen Reaktionen der sauerstoff- und anoxygenen Photosynthese sind nachstehend aufgeführt.
Sauerstoffsynthese:
6CO2 + 12H2O + Lichtenergie → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Anoxygene Photosynthese:
CO2 + 2H2S + Lichtenergie → [CH2O] + 2S + H2O
Die Organismen, die die Photosynthese durchführen, werden Phototrophen genannt. Photoautotrophen und Photoheterotrophen sind die zwei Kategorien von Phototrophen. Die Kohlenstoffquelle von Photoautotrophen ist Kohlendioxid, während die Kohlenstoffquelle von Photoheterotrophen organischer Kohlenstoff ist. Grüne Pflanzen, Cyanobakterien und Algen sind Beispiele für Photoautotrophe und einige Bakterien mögen dies Rhodobaktor sind Beispiele für Photoheterotrophen.
Unterschied zwischen Chemosynthese und Photosynthese
Energiequelle
Chemosynthese: Energiequelle der Chemosynthese ist die in anorganischen Chemikalien wie Schwefelwasserstoff gespeicherte chemische Energie.
Photosynthese: Die Energiequelle der Photosynthese ist Sonnenlicht.
Energieumwandlung
Chemosynthese: In anorganischen Verbindungen gespeicherte chemische Energie wird während der Chemosynthese in organischen Verbindungen gespeichert.
Photosynthese: Die Lichtenergie wird während der Photosynthese in chemische Energie umgewandelt.
Organismen
Chemosynthese: Chemosynthetische Organismen werden zusammen als Chemotrophen bezeichnet.
Photosynthese: Photosynthetische Organismen werden zusammen als Phototrophe bezeichnet.
Beteiligte Pigmente
Chemosynthese: An der Chemosynthese sind keine Pigmente beteiligt.
Photosynthese: Chlorophyll, Carotinoide und Phycobiline sind die an der Photosynthese beteiligten Pigmente.
Plastiden beteiligt
Chemosynthese: Plastiden sind an der Chemosynthese nicht beteiligt.
Photosynthese: Chloroplasten sind die in Pflanzen vorkommenden Plastiden; Die Reaktionen der Photosynthese sind in der Zelle konzentriert.
Sauerstoff als Nebenprodukt
Chemosynthese: Sauerstoffgas wird nicht als Nebenprodukt freigesetzt.
Photosynthese: Bei der Photosynthese wird Sauerstoff als Nebenprodukt freigesetzt.
Beitrag zur gesamten biosphärischen Energie
Chemosynthese: Die Chemosynthese hat einen geringeren Beitrag zur Gesamtenergie der Atmosphäre.
Photosynthese: Die Photosynthese hat einen höheren Beitrag zur Gesamtenergie der Atmosphäre.
Kategorien
Chemosynthese: Chemoorganotrophe und Chemolithotrophen sind die zwei Kategorien von Chemotrophen.
Photosynthese: Photoautotrophen und Photoheterotrophen sind die zwei Kategorien von Phototrophen.
Gegenwart
Chemosynthese: Chemosynthese wird in Bakterien wie gefunden Acidithiobacillus ferrooxidans, Nitrosomonas, Nitrobacter, schwefeloxidierende Proteobakterien, Aquificaeles und Archaeen wie methanogene Archaeen.
Photosynthese: Photosynthese findet man in grünen Pflanzen, Cyanobakterien, Algen und Rhodobaktor wie Bakterien.
Fazit
Chemosynthese und Photosynthese sind zwei Arten von Primärproduktionen, die unter Organismen gefunden werden. Chemosynthese und Photosynthese befeuern alle Lebensformen der Erde. Sowohl die meisten chemosynthetischen als auch photosynthetischen Organismen verwenden Kohlendioxid und Wasser, um organische Verbindungen als Nahrungsmittel herzustellen. Die Chemosynthese nutzt die in anorganischen Verbindungen gespeicherte chemische Energie, um einfache Zucker wie Glukose herzustellen. Es ist die primäre Energiequelle der meisten Tiere, die in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee, wo das Sonnenlicht nicht zu erreichen ist, gefunden werden. Im Gegensatz dazu verwendet die Photosynthese die Lichtenergie der Sonne, um Glukose zu erzeugen. Chemosynthese findet man meistens in Bakterien, die entweder selbständig auf dem Meeresboden leben können oder in Tieren lebende Symbionten wie Röhrenwürmer, indem sie ihren Darm auswechseln. Landpflanzen sind die Hauptproduzenten der meisten Nahrungsketten der Erde. Der Hauptunterschied zwischen Chemosynthese und Photosynthese ist jedoch ihre Energiequelle.
Referenz:
1. Nationaler Forschungsrat (US) Ausschuss für Forschungsmöglichkeiten in der Biologie. "Ökologie und Ökosysteme". Möglichkeiten in der Biologie. US National Library of Medicine, 1. Januar 1989. Web. 03. April 2017.
2. Nationaler Forschungsrat (US) Ocean Studies Board. "Erfolge in der biologischen Ozeanographie." 50 Jahre Ozeanentdeckung: National Science Foundation 1950-2000. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 03. April 2017.
3. Cooper, Geoffrey M. "Photosynthese". Die Zelle: ein molekularer Ansatz. 2. Auflage US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 03. April 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Riesige Röhrenwürmer neben der Entlüftung" Von Nasa - (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. “318743” (Public Domain) über Pixabay
