主な違い – 化学合成と光合成
化学合成と光合成は、生物が独自の食物を生産する 2 つの主要な生産メカニズムです。どちらのプロセスも、二酸化炭素と水から始まるグルコースなどの単糖の生産に関与しています。 主な違い 化学合成と光合成の間にあるのは、化学合成は、化学反応から生成されたエネルギーによって細胞内の有機化合物を合成するプロセスであるということです。 一方光合成は、太陽光から得られるエネルギーによって有機化合物を合成するプロセスです。
この記事では、
1.化学合成とは
– 定義、特性、プロセス
2.光合成とは
– 定義、特性、プロセス
3. 化学合成と光合成の違いは何ですか
化学合成とは
化学合成は、無機化合物を酸化して得られるエネルギーを利用して有機化合物を合成することです。化学合成は、深海の熱水噴出孔のような場所で、日光のない場所で行われます。熱水噴出孔に住む生物は、海底から出てくる無機化合物を食料生産のエネルギー源として利用します。したがって、熱水噴出孔は、化学合成によって落下する食物に依存する動物のまばらな分布を含む、高いバイオマスで構成されています。化学合成は、主に海底に生息する微生物によって行われ、微生物マットを形成します。カイガラムシ、カサガイ、および草食動物のようなカタツムリが、マットを食べているのを見つけることができます。捕食者もこれらの草食動物を食べに来ます。チューブワームなどの動物は、化学合成細菌と共生していることがわかっています。 図 1 は、熱水噴出孔の隣にある巨大なチューブ ワームです。 .
図 1:熱水噴出孔の横にある巨大なチューブ ワーム
化学合成中、細菌は硫化水素または水素ガスの化学結合に蓄えられたエネルギーを使用して、溶解した二酸化炭素と水からグルコースを生成します。化学合成における硫化水素の利用に関する化学反応を以下に示します。
12H 2 S + 6CO 2 → C6 H 12 おお 6 (グルコース) + 6H 2 おお + 12S
化学合成を行う生物は化学栄養生物と呼ばれます。化学有機栄養生物と化学無機栄養生物は、化学栄養生物の 2 つのカテゴリです。化学石栄養生物は、硫化水素、アンモニウムイオン、鉄イオン、元素硫黄などの無機化学源からの電子を使用します。 Acidithiobacillus ferrooxidans 鉄バクテリアであるニトロソモナス、ニトロソ化バクテリアであるニトロソモナス、硝化バクテリアであるニトロバクター、硫黄酸化プロテオバクテリア、アクアフィカス、メタン生成古細菌が化学石栄養生物の例です.
光合成とは
光合成とは、緑の植物や藻類が太陽光をエネルギー源として二酸化炭素と水からグルコースを合成するプロセスです。色素クロロフィルは、このプロセスに関与しています。植物では、光合成は葉緑体と呼ばれる特殊な色素体で行われます。高等植物は、光合成を効率的に行うために、より多くのクロロフィルを含む葉で構成されています。
図 2:葉の光合成
光合成には、酸素発生型光合成と無酸素型光合成の 2 つのカテゴリがあります。酸素発生型光合成はシアノバクテリア、藻類、植物で発生しますが、無酸素発生型光合成は紫色硫黄細菌と緑色硫黄細菌で発生します。酸素光合成の間、電子は水から二酸化炭素に移動します。これにより、水が酸化され、二酸化炭素が還元されてグルコースが生成されます。したがって、酸素光合成における電子供与体は水です。酸素ガスは酸素光合成の副産物です。対照的に、無酸素光合成は副産物として酸素を生成しません。電子供与体は可変であり、硫化水素である可能性があります。酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成の両方の化学反応を以下に示します。
酸素発生型光合成:
6C O2 + 12H2 おお + 光エネルギー → C 6 H12 O6 + 6O 2 + 6H2 O
無酸素光合成:
C O2 + 2H2 S + 光エネルギー → [C H2 O] + 2S + H2 O
光合成を行う生物は光合成生物と呼ばれます。光合成独立栄養生物と光従属栄養生物は、光合成生物の 2 つのカテゴリです。光独立栄養生物の炭素源は二酸化炭素ですが、光従属栄養生物の炭素源は有機炭素です。緑の植物、シアノ バクテリア、藻類は光合成独立栄養生物の例であり、 Rhodobactor などのバクテリアもあります。 光従属栄養生物の例です。
化学合成と光合成の違い
エネルギー源
化学合成: 化学合成のエネルギー源は、硫化水素などの無機化学物質に蓄えられた化学エネルギーです。
光合成: 光合成のエネルギー源は太陽光です。
エネルギー変換
化学合成: 無機化合物に蓄えられた化学エネルギーは、化学合成中に有機化合物に蓄えられます。
光合成: 光エネルギーは、光合成中に化学エネルギーに変換されます。
生物
化学合成: 化学合成生物はまとめて化学栄養生物と呼ばれます。
光合成: 光合成生物は総称して光栄養生物と呼ばれます。
関与する色素
化学合成: 化学合成に色素は関与していません。
光合成: クロロフィル、カロテノイド、およびフィコビリンは、光合成に関与する色素です。
関与する色素体
化学合成: 色素体は化学合成に関与していません。
光合成: 葉緑体は植物に見られる色素体です。光合成の反応は細胞に集中しています。
副産物としての酸素
化学合成: 酸素ガスは副産物として放出されません。
光合成: 酸素は、光合成中の副産物として放出されます。
全生物圏エネルギーへの貢献
化学合成: 化学合成は、全生物圏エネルギーへの貢献度が低くなります。
光合成: 光合成は、生物圏全体のエネルギーに大きく貢献しています。
カテゴリー
化学合成: 化学有機栄養生物と化学無機栄養生物は、化学栄養生物の 2 つのカテゴリです。
光合成: 光合成独立栄養生物と光従属栄養生物は、光合成生物の 2 つのカテゴリです。
プレゼンス
化学合成: 化学合成は Acidithiobacillus ferrooxidans のようなバクテリアで見られます。 ニトロソモナス、ニトロバクター、硫黄酸化プロテオバクテリア、水産細菌、メタン生成古細菌のような古細菌。
光合成: 光合成は、緑の植物、シアノ バクテリア、藻類、Rhodobactor に見られます。
結論
化学合成と光合成は、生物に見られる 2 種類の一次生産です。化学合成と光合成は、地球上のすべての生命体の燃料です。ほとんどの化学合成生物と光合成生物はどちらも、食物として有機化合物を生成するために二酸化炭素と水を利用します。化学合成では、無機化合物に蓄えられた化学エネルギーを使用して、グルコースなどの単糖を生成します。太陽の光が届かない深海の熱水噴出孔で見られるほとんどの動物の主要なエネルギー源です。対照的に、光合成は、グルコースを生成するために太陽の光エネルギーを使用します。化学合成は主にバクテリアに見られ、バクテリアは海底で独立して生きることも、チューブワームのような動物の腸を交換することで動物の体内に住む共生生物のこともできます.陸上植物は、地球上のほとんどの食物連鎖の主要生産者です。ただし、化学合成と光合成の主な違いはエネルギー源です。
参照:
1. 国立研究評議会 (米国) 生物学の研究機会に関する委員会。 「生態学と生態系」。生物学の機会。米国国立医学図書館、1989 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 3 日。
2. 国立研究評議会 (米国) 海洋研究委員会。 「生物海洋学の成果」。海洋発見の 50 年:国立科学財団 1950-2000。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 3 日。
3. クーパー、ジェフリー M.「光合成」。セル:分子アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 4 月 3 日
画像提供:
1.「通気口の横にある巨大なチューブ ワーム」NASA 作成 – (パブリック ドメイン) Commons Wikimedia 経由
2.「318743」(パブリックドメイン）Pixabay経由
