Сравнение фотосинтеза и хемосинтеза таблица – Сравнительная характеристика фотосинтеза и хемосинтеза « Катарина Канивец

Обмен веществ и превращение энергии

Пластический обмен

Фотосинтез– сложный многоступенчатый процесс, для которого необходимы солнечный свет, хлорофилл, ферменты, энергия АТФ и неорганические вещества – вода и углекислый газ. В процессе фотосинтеза выделяют две фазы: световую и темновую.

Световая фаза фотосинтеза начинается с освещения зеленого листа растений светом, протекает на мембранах тилакоидов.

Основные события световой фазы:

1. Освещение хлоропласта светом, квант света поглощается молекулой хлорофилла.

2. Молекула хлорофилла переходит в возбужденное состояние, ее электроны, получив дополнительную энергию, переходят на более высокий энергетический уровень. Некоторые из них возвращаются на прежний уровень, энергия, которая при этом выделяется, рассеивается в виде тепла.

3. Часть возбужденных электронов принимает участие в синтезе АТФ из АДФ и неорганического фосфора. В хлоропластах АТФ образуется в 30 раз больше, чем в митохондриях тех же растений во время кислородного этапа энергетического обмена.

Н₂О à Н⁺ + ОН^— , превращая их в атомы Н (НАДФ Н)..

5. Ионы ОН^— взаимодействуют друг с другом, образуя воду и молекулярный кислород:

4ОН^— à 2 Н₂О + О₂

Кислород диффундирует сквозь мембраны тилакоидов и выделяется в атмосферу.

Процесс разложения воды под действием энергии света называется фотолиз:

2Н₂О à 4Н⁺ + О₂

Во время световой фазы

Темновая фаза:

С наступлением темноты процесс фотосинтеза продолжается, используя запасенные на свету соединения. Темновая фаза — сложный ферментативный процесс, осуществляемый в строме хлоропластов без непосредственного поглощения света, включает большое количество реакций, приводящих к восстановлению СО₂ до уровня органических веществ, за счет использования энергии АТФ и НАДФ Н, синтезированных в световую фазу.

6 СО₂ + 24Н à С₆Н₁₂О₆ (глюкоза) + 6 Н₂О

Существуют разные пути восстановления. Основным из них является цикл Кальвина. Для синтеза в нем одной молекулы глюкозы необходимо 12 молекул НАДФ-Н + Н+ и 18 молекул АТФ, которые поставляются в результате фотохимических реакций фотосинтеза. СО₂ поступает в хлоропласты из атмосферы. В темновой фазе фотосинтеза энергия макроэргических связей АТФ преобразуется в химическую энергию органических веществ, т. е. энергия как бы запасается в химических связях органических веществ.

Суммарное уравнение процесса фотосинтеза: 6 СО₂ + 6Н₂О à С₆Н₁₂О₆^+6О₂

На скорость фотосинтеза оказывают влияние различные факторы окружающей среды: интенсивность падающего света, концентрация С0₂ , наличие влаги, минеральных веществ, температура и др.

Фотосинтез – это единственный процесс, при котором происходит преобразование энергии света в энергию химических связей органических соединений. В изучение процесса фотосинтеза, раскрытие его механизма большой вклад внесли русский ученый К. А. Тимирязев, американский М. Кальвин.

Хемосинтез

Большинство бактерий не имеют хлорофилла, для синтеза органических соединений они используют не энергию света, а энергию, высвобождающуюся при окислении неорганических веществ. Такой способ получения энергии и синтеза органических соединений называется хемосинтезом. Процесс хемосинтеза открыт русским микробиологом С.Н. Виноградским в 1887 г.

Хемосинтезирующие организмы:

1. Нитрифицирующие бактерии: окисляют аммиак, образующийся при гниении органических остатков, до азотистой кислоты и далее до азотной, взаимодействующей с минеральными веществами почвы, образуются соли, которые усваивают растения.

2NH₃ + 3O₂ à 2HNO₂ + 2Н₂О + энергия

2HNO₂ + O₂ à 2HNO₃ + энергия

2. Железобактерии используют энергию, которая выделяется при окислении двухвалентного железа до трехвалентного:

4FeO +3 O₂ à 2Fe₂ O₃ + энергия

4FeCO₃ + O₂ + 6Н₂О à 4Fe(OН)₃ + 4СО₂ + энергия

В результате деятельности некоторых железобактерий вырабатывается Fe(OH)3, скопления которого образуют железную руду.

3. Серобактерии обитают в болотах, для получения энергии используют сероводород, окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу. При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее окисление накопившейся в них серы до серной кислоты:

2Н₂S + О₂ à 2S + 2Н₂О + энергия

2S + + О₂ à H₂SO₄ + энергия

Серобактерии способствуют постепенному разрушению и выветриванию горных пород вследствие образования ими серной кислоты, являются причиной порчи каменных и металлических сооружений. Многие виды серобактерий, окисляя до сульфатов различные соединения серы, играют большую роль в процессах очищения промышленных сточных вод.

4. Водородные бактерии распространены в почвах, окисляют водород, образующийся в результате бескислородного окисления органических остатков микроорганизмами:

2Н₂ + О₂ à 2Н₂О + энергия

Водородные бактерии используются для получения дешевого пищевого и кормового белка. Кроме того, в природных условиях водородные бактерии участвуют в окислении водорода, который может накапливаться при действии некоторых микроорганизмов, размельчающих органические вещества почвы, донные отложения водоемов и т. д.

Хемосинтезирующие организмы не зависят от солнечного света как источника энергии. Энергия, выделяемая при окислении указанных выше соединений, используется хемосинтезирующими бактериями для восстановления СО₂ до органических веществ. Хемосинтезирующие организмы распространены в природе, встречаются и в почве и в водоемах. Масштаб осуществляемых ими процессов достаточно велик: они играют существенную роль в круговороте веществ в биосфере.

Сравнительная характеристика фотосинтеза и хемосинтеза

Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru

Чем отличается фотосинтез от хемосинтеза

Фотосинтез и хемосинтез являются одними из самых захватывающих процессов, которые происходят в живых организмах. Знание различий между этими двумя реакциями считается необходимым минимумом для учащегося старшей школы, но именно сравнение этих архиважных процессов зачастую вгоняет в ступор самых старательных и вдумчивых учеников.

Определение

Фотосинтез – процесс синтеза органического вещества, простимулированный энергией солнечного света.

Хемосинтез – процесс образования органических соединений, который «заводится» без обязательного наличия солнечных квантов.

Сравнение

Фотосинтез является источником жизнедеятельности живых существ-автотрофов, а именно подавляющего большинства представителей царства Растений и некоторых типов Бактерий, которые в свою очередь служат основным питанием или началом пищевой пирамиды для организмов-гетеротрофов и сапротрофов. Благодаря фотосинтезу на Земле ежегодно образуется 150 миллиардов тонн органического вещества, а атмосфера пополняется 200 миллиардами тонн кислорода, пригодного для дыхания прочих организмов.

Фотосинтез происходит в пластидах – органеллах клеток растений, обладающих пигментом хлорофиллом. В процессе окислительно-восстановительной реакции, коей является фотосинтез, происходит потребление растением воды и неорганических веществ, а именно углекислого газа. Стимулируется сей процесс наличием энергии солнечных квантов. В результате реакции выделяется кислород, а также синтезируются органические вещества – в большинстве случаев глюкоза, она же гексоза или виноградный сахар.

Благодаря хемосинтезу в биосфере происходит круговорот азота, серобактерии выветривают горные породы, создавая базу для образования почв, а водородные бактерии окисляют опасные объемы водорода, которые накапливаются в процессе жизнедеятельности некоторых микроорганизмов. Кроме того, нитрифицирующие бактерии способствуют повышению плодородия грунта, а серобактерии участвуют в очищении сточных вод.

Хемосинтез дислоцируется в клетках бактерий и архей. В процессе окислительно-восстановительных реакций  происходит синтез органических веществ. Только не прямо, а через образование энергии АТФ, которая позже тратится на синтез органики. Для этого живые организмы используют CO₂, водород и кислород, образованные при окислении аммиака, оксида железа, сероводорода и водорода. Учитывая то, что хемосинтез может происходить под землей, в глубинах Мирового океана, в середине других живых организмов, к энергии света он не привязан, им не «заводится», от Солнца не зависит.

Выводы TheDifference.ru

1. Фотосинтез невозможен без энергии солнечного света, хемосинтез в нем не нуждается.
2. Фотосинтезируют растения и бактерии, хемосинтезируют – бактерии и археи.
3. Оба процесса имеют разное биологическое значение.

thedifference.ru

Фотосинтез и хемосинтез — в чем различие? | Мир вокруг нас

По-существу, фотосинтез — это химическая реакция, в результате которой шесть молекул СО2 соединяются с шестью молекулами воды и формируется одна молекула глюкозы — строительный кирпичик нашего органического вещества. Образующийся в ходе фотосинтеза молекулярный кислород является всего лишь побочным продуктом. Однако этот самый «побочный продукт» является одним из основных источников атмосферного кислорода, столь необходимого для высших организмов.

Казалось бы, все очень просто: клетка фотосинтезирующего организма является своего рода «колбочкой» для химической реакции двух компонентов. Но на поверку механизм реакции оказывается куда более сложным. Оказывается, процесс состоит из двух реакций: «световой» и «темновой». Первая связана с расщеплением молекулы воды на водород и кислород при помощи энергии света. Солнечный свет поглощается специальным светопоглощающим пигментом клетки хлорофиллом (окрашен в зеленый цвет). Далее происходит перевод энергии в молекулы АТФ, которые высвобождают полученную энергию на второй стадии фотосинтеза — «темновой» реакции. «Темновая» реакция является непосредственно реакцией между углекислым газом и водородом с образованием глюкозы.

Фотосинтез могут осуществлять растения, водоросли и некоторые виды микроорганизмов. Благодаря их жизнедеятельности, становится возможным существование, например, животных, питание которых состоит из органических веществ. Но является ли фотосинтез единственной формой перевода углекислого газа в органическое вещество? Нет. Оказывается, природой предусмотрен и другой, альтернативный, путь образования органических веществ из СО2 — хемосинтез.

Отличием хемосинтеза от фотосинтеза является отсутствие «световой» реакции. В качестве источника энергии, клетки хемосинтезирующих организмов используют энергию не солнечного света, а энергию химических реакций. Каких именно? Реакции окисления водорода, окиси углерода, восстановления серы, железа, аммиака, нитрита, сурьмы.

Конечно, каждый хемосинтезирующий организм использует свою собственную химическую реакцию как источник энергии. Например, водородные бактерии окисляют водород, нитрифицирующие бактерии переводят аммиак в нитратную форму и т. д. Однако все они накапливают энергию, высвобождающуюся в процессе химической реакции, в виде молекул АТФ. Далее процесс протекает по типу реакций темновой стадии фотосинтеза.

Способностью к хемосинтезу обладают только некоторые виды бактерий. Роль их в природе колоссальна. Они не «производят» атмосферный кислород, не накапливают больших количеств органического вещества. Однако химические реакции, которые они используют в ходе своей жизнедеятельности, играют ключевую роль в биогеохимии, обеспечивая, в том числе, круговорот азота, серы и других элементов в природе.

shkolazhizni.ru

20. Фотосинтез и хемосинтез.

  Фотосинтез – это процесс, производимый некоторыми бактериями, микроорганизмами и зелёными частями растений, для химического преобразования органических веществ из неорганических веществ с помощью воздействия энергии света. В процессе фотосинтеза выделяется кислород из углевода, поглощённого из атмосферы. Фотосинтез у разных организмов проходит по-разному и имеет свои особенности. Так, высшие растения используют пигмент – хлорофилл, а бактерии – бактериохлорофилл..   

   Фотосинтез у растений происходит так: фотоны, которые излучаются солнцем, попадают в пигмент листа – молекулу хлорофилла Кроме того, необходимо знать, что фотосинтез проходит в две стадии – световую и темновую..

Описание хемосинтеза

   Хемосинтез – это процесс выработки органических веществ из неорганических веществ за счёт энергии, полученной в результате химической реакции окисления таких соединений, как: сероводород, водород, аммиак и т.д. Производится он бактериями, не содержащими хлорофиллы. Этот способ получения энергии — своего рода приспособление в тех местах, где солнечный свет, а значит и солнечная энергия, недоступны.

Различия и свойства фотосинтеза и хемосинтеза

    Отличительной особенностью хемосинтеза и фотосинтеза является тот факт, что у последнего главным «рычагом» для работы является свет, и выделяемая им энергия. Действующим же стимулом для процесса хемосинтеза являются химические реакции из веществ, находящихся в окружающей среде.

     Фотосинтез и хемосинтез очень важны для круговорота природы. С их помощью одни вещества не поглощаются другими и не исчезают. Без процесса фотосинтеза атмосфера не обновлялась бы кислородом, без которого не может жить ни одно живое существо на нашей планете. Хемосинтез оказывает своё поистине «сказочное» влияние на среду в зависимости от того, какие соединения берутся в обработку теми или иными бактериями.

21. Метаболизм на уровне организма.

По характеру ассимиляции различают автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные организмы. 

Автотрофные, или самопитающиеся организмы, — это организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических. автотрофы классифицируют на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы.

 Гетеротрофные организмы — это организмы, которые нуждаются в готовых органических соединениях. Ими являются животные, а также микроорганизмы. Гетеротрофные организмы получают энергию путем окисления органических соединений  Для животных характерен способ гетеротрофного питания, заключающийся в потреблении пищи в виде твердых частиц с последующей ее механической и химической переработкой.

Напротив, для микроорганизмов характерен осмотический способ гетеротрофного питания. При этом способе питание происходит растворенными питательными веществами путем поглощения их всей поверхностью тела.

Миксотрофные (от лат. mixtus — смешанный) организмы — это организмы, способные как к синтезу органических веществ, так и к использованию их в готовом виде.

По характеру диссимиляции различают аэробные и анаэробные организмы.

Аэробные (от греч. aer — воздух) организмы для дыхания (окисления) используют свободный кислород. Аэробами является большинство ныне живущих организмов. Напротив, анаэробы окисляют субстраты, например, сахара в отсутствие кислорода, следовательно, для них дыханием является брожение.

Анаэробами являются многие микроорганизмы, гельминты. Например, динитри-фицирующие анаэробные бактерии окисляют органические соединения, используя нитриты, являющиеся неорганическим окислителем.

Автотрофы и гетеротрофы связаны между собой питанием (пищевыми цепями) и энергетически, в результате чего существование одних из них зависит от других и наоборот.

Жизнедеятельность организмов с различными типами питания создает круговороты веществ в природе.

studfiles.net

сравнение фотосинтеза и хемосинтеза таблица



хемосинтез и фотосинтез сравнение

В разделе Домашние задания на вопрос Сравните фотосинтез и хемосинтез. заданный автором Наташа Байдавлетова лучший ответ это ХЕМОС˜ИНТЕЗ, процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из диоксида углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода, соединений серы, закисного железа и др.) . Хемосинтезирующие бактерии, наряду с фотосинтезирующими растениями и микробами, составляют группу автотрофных организмов. Хемосинтез открыт в 1887 С. Н. Виноградским.
ФОТОС˜ИНТЕЗ, уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий преобразование электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию химических связей различных органических соединений. Основа фотосинтеза — последовательная цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода, водород) к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) с образованием восстановленных соединений (углеводов) и выделением O2, если окисляется вода.
Фотосинтез играет ведущую роль в биосферных процессах, приводя в глобальных масштабах к образованию органического вещества из неорганического. Фотосинтезирующие организмы, используя солнечную энергию в реакциях фотосинтеза, осуществляют связь жизни на Земле со Вселенной и определяют в конечном итоге всю ее сложность и разнообразие. Гетеротрофные организмы — животные, грибы, большинство бактерий, а также бесхлорофилльные растения и водоросли — обязаны своим существованием автотрофным организмам — растениям-фотосинтетикам, создающим на Земле органическое вещество и восполняющим убыль кислорода в атмосфере. Человечество все более осознает очевидную истину, впервые научно обоснованную К. А. Тимирязевым и В. И. Вернадским: экологическое благополучие биосферы и существование самого человечества зависит от состояния растительного покрова нашей планеты.
Фотосинтезирующие организмы
Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют галобактерии, живущие в средах с высоким (до30%) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат этих организмов устроен гораздо проще (только одна фотосистема) , чем у растений; кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако цианобактерии (прокариоты, способные к фоторазложению воды и выделению кислорода) обладают более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированной органелле клетки – хлоропласте. У всех растений (начиная от водорослей и мхов и кончая современными голосеменными и покрытосеменными) прослеживается общность в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата.
Две стадии фотосинтеза
Процесс фотосинтеза состоит из двух последовательных и взаимосвязанных этапов: светового (фотохимического) и темнового (метаболического) . На первой стадии происходит преобразование поглощенной фотосинтетическими пигментами энергии квантов света в энергию химических связей высокоэнергетического соединения АТФ и универсального восстановителя НАДФН — собственно первичных продуктов фотосинтеза, или так называемой «ассимиляционной силы» . В темновых реакциях фотосинтеза происходит использование образовавшихся на свету АТФ и НАДФН в цикле фиксации углекислоты и ее последующего восстановления до углеводов.
У всех фотосинтезирующих организмов фотохимические процессы световой стадии фотосинтеза происходят в особых энергопреобразующих мембранах, называемых тилакоидными, и организованы в так называемую электрон-транспортную цепь. Темновые реакции фотосинтеза осуществляются вне тилакоидных мембран (в цитоплазме у прокариот и в строме хлоропласта у растений) . Таким образом, световая и темновая стадии фотосинтеза разделены в пространстве и во времени.

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Сравните фотосинтез и хемосинтез.

22oa.ru