Hauptunterschied – Oxygene vs. Anoxygene Photosynthese
Photosynthese ist ein Prozess, bei dem Kohlenhydrate (Glucose) aus Wasser und Kohlendioxid synthetisiert werden, wobei die Energie des Sonnenlichts von grünen Pflanzen, Algen und Cyanobakterien genutzt wird. Durch die Photosynthese wird gasförmiger Sauerstoff an die Umgebung abgegeben. Es ist ein äußerst wichtiger Prozess für die Existenz des Lebens auf der Erde. Die Photosynthese kann in zwei Kategorien unterteilt werden, wie beispielsweise die oxygene und die anoxygene Photosynthese, die auf der Erzeugung von Sauerstoff basiert. Der Hauptunterschied zwischen oxygener und anoxygener Photosynthese besteht darin, dass die oxygene Photosynthese während der Synthese von Zucker aus Kohlendioxid und Wasser molekularen Sauerstoff erzeugt, während die anoxygene Photosynthese keinen Sauerstoff erzeugt.
Was ist Sauerstoffphotosynthese?
Die Energie des Sonnenlichts wird durch Photosynthese in chemische Energie umgewandelt. Das Licht wird von den grünen Pigmenten eingefangen, die Chlorophylle genannt werden und von photosynthetischen Organismen besessen werden. Durch diese absorbierte Energie werden Chlorophyll-Reaktionszentren der Photosysteme angeregt und setzen Elektronen frei, die eine hohe Energie enth alten. Diese hochenergetischen Elektronen fließen über mehrere Elektronenträger und wandeln Wasser und Kohlendioxid in Glukose und molekularen Sauerstoff um. Die angeregten Elektronen bewegen sich in einer nicht zyklischen Kette und enden am NADPH. Aufgrund der Bildung von molekularem Sauerstoff wird dieser Prozess als oxygene Photosynthese bezeichnet und auch als nichtzyklische Photophosphorylierung bezeichnet.
Sauerstoffphotosynthese hat zwei Photosysteme namens PS I und PS II. Diese beiden Photosyntheseapparate enth alten zwei Reaktionszentren P700 und P680. Bei Absorption von Licht wird das Reaktionszentrum P680 angeregt und setzt hochenergetische Elektronen frei. Diese Elektronen reisen über mehrere Elektronenträger und setzen etwas Energie frei und werden an P700 übergeben. P700 werden durch diese Energie angeregt und setzen hochenergetische Elektronen frei. Diese Elektronen fließen wieder durch mehrere Ladungsträger und erreichen schließlich den terminalen Elektronenakzeptor NADP+ und werden zu reduzierender Kraft NADPH. Das Wassermolekül hydrolysiert in der Nähe von PS II und gibt Elektronen ab und setzt molekularen Sauerstoff frei. Während der Elektronentransportkette wird eine Protonenantriebskraft erzeugt und verwendet, um ATP aus ADP zu synthetisieren.
Sauerstoffphotosynthese ist extrem wichtig, da es der Prozess ist, der für die Umwandlung der primitiven sauerstofffreien Atmosphäre der Erde in eine sauerstoffreiche Atmosphäre verantwortlich ist.
Abbildung 01: Oxygenische Photosynthese
Was ist anoxygene Photosynthese?
Anoxygene Photosynthese ist der Prozess, bei dem Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird, ohne molekularen Sauerstoff als Nebenprodukt zu erzeugen. Dieser Prozess wird bei mehreren Bakteriengruppen wie Purpurbakterien, grünen Schwefel- und Nichtschwefelbakterien, Heliobakterien und Acidobakterien beobachtet. Ohne Sauerstoff zu erzeugen, wird ATP von diesen Bakteriengruppen produziert. Wasser wird nicht als anfänglicher Elektronendonor bei der anoxygenen Photosynthese verwendet. Deshalb wird bei diesem Vorgang kein Sauerstoff erzeugt. An der anoxygenen Photosynthese ist nur ein Photosystem beteiligt. Daher werden Elektronen in einer zyklischen Kette transportiert und zum selben Photosystem zurückgeführt. Daher wird die anoxygene Photosynthese auch als zyklische Photophosphorylierung bezeichnet.
Anoxygene Photosynthese hängt von Bakteriochlorophyllen ab, im Gegensatz zu Chlorophyllen, die bei der sauerstoffh altigen Photosynthese verwendet werden. Purpurbakterien besitzen das Photosystem I mit dem Reaktionszentrum P870. An diesem Prozess sind verschiedene Elektronenakzeptoren wie Bakteriopheophytin beteiligt.
Abbildung 02: Anoxygene Photosynthese
Was ist der Unterschied zwischen sauerstoff- und anoxygenischer Photosynthese?
Sauerstoff- vs. anoxygene Photosynthese |
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| Sauerstoffphotosynthese ist der Prozess, der Lichtenergie durch bestimmte Photoautotrophe in chemische Energie umwandelt, indem molekularer Sauerstoff erzeugt wird. | Anoxygene Photosynthese ist der Prozess, der Lichtenergie durch bestimmte Bakterien in chemische Energie umwandelt, ohne molekularen Sauerstoff zu erzeugen. |
| Sauerstofferzeugung | |
| Sauerstoff wird als Nebenprodukt freigesetzt. | Sauerstoff wird nicht freigesetzt oder erzeugt. |
| Organismen | |
| Sauerstoffphotosynthese wird von Cyanobakterien, Algen und grünen Pflanzen gezeigt. | Anoxygene Photosynthese wird hauptsächlich von Purpurbakterien, grünen Schwefel- und Nichtschwefelbakterien, Heliobakterien und Acidobakterien gezeigt. |
| Elektronentransportkette | |
| Elektronen reisen über mehrere Elektronenträger. | Es tritt über eine zyklische photosynthetische Elektronenkette auf. |
| Wasser als Elektronenspender | |
| Wasser wird als anfänglicher Elektronendonor verwendet. | Wasser wird nicht als Elektronendonor verwendet. |
| Fotosystem | |
| Photosystem I und II sind an der oxygenen Photosynthese beteiligt | Photosystem II ist bei der anoxygenen Photosynthese nicht vorhanden |
| Erzeugung von NADPH (Reduktionskraft) | |
| NADPH entsteht bei der oxygenen Photosynthese. | NADPH wird nicht erzeugt, da die Elektronen zum System zurückkehren. Daher wird Reduktionskraft aus anderen Reaktionen erh alten. |
Zusammenfassung – Oxygene vs. Anoxygene Photosynthese
Photosynthese ist der Prozess, bei dem Lichtenergie durch photosynthetische Organismen in chemische Energie umgewandelt wird. Dies kann auf zwei Arten geschehen: sauerstoffh altige Photosynthese und anoxygene Photosynthese. Oxygenische Photosynthese ist der photosynthetische Prozess, der molekularen Sauerstoff in die Atmosphäre freisetzt und in grünen Pflanzen, Aglae und Cyanobakterien beobachtet wird, die Chlorophylle besitzen. Anoxygene Photosynthese ist ein photosynthetischer Prozess, der keinen molekularen Sauerstoff erzeugt und von bestimmten Bakteriengruppen verwendet wird, die Bakteriochlorophylle besitzen. Somit hängt der Unterschied zwischen oxygener und anoxygener Photosynthese hauptsächlich von der Sauerstofferzeugung ab.
