Фотосинтез и хемосинтез. Сходства и различия.

Первичное органическое вещество возникает за счёт фотосинтеза и хемосинтеза. Фотосинтез – эндоэнергетический процесс, при котором идёт накопление энергии в органическом веществе за счёт преобразования энергии фотонов в энергию химических связей.

На фотосинтез тратится не более 5(~2–3) % лучистой энергии солнца (лучи длины волны 380–710 нм). Под действием солнечного света в клетке листа высвобождается один электрон из молекулы хлорофилла (C₅₅H₁₂O₅N₄Mg), который далее взаимодействует с молекулой АДФ (аденозиндифосфат).

В результате молекула АДФ получает дополнительную энергию для присоединения неорганического фосфата и превращения в АТФ (аденозинтрифосфат): АТФ – основной энергоноситель в живом организме. Эти процессы происходят в световой фазе фотосинтеза:

световая фаза: АДФ + H₃PO₄ АТФ + H₂O

В темновой фазе идёт синтез углеводов, для чего расходуется энергия АТФ и атомов водорода, возникающих в световой фазе.

темновая фаза: 6CO₂ + 24H C₆H₁₂O₆ + 6H₂O

Кислород образуется в световой фазе из молекул воды. Суммарно, процесс фотосинтеза может быть записан:

6CO₂ + 6H₂O => C₆H₁₂O₆ + 6O₂

При повышении температуры на 10 ⁰С скорость увеличивается в 2–3 раза, но только до 35 ⁰С, дальше понижается и прекращается.

В 1887 г. Виноградский открыл хемосинтезирующие бактерии.

Хемосинтез – синтез органического вещества с помощью бактерий, иначе, бактериальный фотосинтез. Протекает так же, как фотосинтез, но донором водорода служит сероводород (H₂S), либо H₂, поэтому выделения кислорода не происходит. Поскольку бактерии бывают разные, то возможно образование различных соединений. Например:

а) серобактерии: 12H₂S + 6CO₂ => C₆H₁₂O₆ + 12S + 6H₂O;

б) железобактерии: окисляют закисное железо в окисное (FeO => Fe₂O₃);

в) азобактерии: способствуют окислению аммиака до оксидов азота, затем нитритов, далее нитратов: NH₃ => N_xO_y => NO₂^– => NO₃^–

Сходства (фото– и хемосинтеза):

1) образуется органическое вещество;

2) поглощается углекислый газ;

Различия (фото– и хемосинтеза):

1) в фотосинтезе образуется кислород;

2) в хемосинтезе образуется какое–либо вещество.