الفرق الرئيسي - التخليق الكيميائي مقابل التمثيل الضوئي

التركيب الكيميائي والتمثيل الضوئي هما آليتا الإنتاج الأساسيتان حيث تنتج الكائنات الحية طعامها. تشترك كلتا العمليتين في إنتاج السكريات البسيطة مثل الجلوكوز بدءًا من ثاني أكسيد الكربون والماء. ال الفرق الرئيسي بين التخليق الكيميائي والتمثيل الضوئي هو ذلك التخليق الكيميائي هو العملية التي يتم فيها تصنيع المركبات العضوية في الخلية عن طريق الطاقة المتولدة من التفاعلات الكيميائية بينما التمثيل الضوئي هو العملية التي يتم فيها تصنيع المركبات العضوية من خلال الطاقة التي يتم الحصول عليها من ضوء الشمس.

تتناول هذه المقالة ،

1. ما هو التخليق الكيميائي - التعريف والخصائص والعملية 2. ما هو التمثيل الضوئي - التعريف والخصائص والعملية 3. ما هو الفرق بين التركيب الكيميائي والتركيب الضوئي

ما هو التركيب الكيميائي

التخليق الكيميائي هو تخليق المركبات العضوية باستخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها عن طريق أكسدة المركبات غير العضوية. يحدث التخليق الكيميائي في غياب ضوء الشمس ، في أماكن مثل الفتحات الحرارية المائية في أعماق المحيط. تستخدم الكائنات الحية التي تعيش في الفتحات الحرارية المائية المركبات غير العضوية الخارجة من قاع البحر كمصدر للطاقة لإنتاج الغذاء. وبالتالي ، تتكون الفتحات الحرارية المائية من كتلة حيوية عالية بما في ذلك التوزيع المتناثر للحيوانات ، التي تعتمد على الغذاء المتساقط عن طريق التخليق الكيميائي. يتم التخليق الكيميائي في الغالب عن طريق الميكروبات ، التي توجد في قاع البحر ، وتشكل حصائرًا ميكروبية. يمكن العثور على الديدان Scaleworm ، والطيور ، والقواقع مثل الرعي على الحصيرة التي تأكلها. تأتي الحيوانات المفترسة وتأكل هذه الحيوانات أيضًا. تم العثور على حيوانات مثل الديدان الأنبوبية تعيش كمتعايشين مع بكتيريا التخليق الكيميائي. تظهر الديدان الأنبوبية العملاقة الموجودة بجوار فتحة التهوية الحرارية المائية في الشكل 1.

الشكل 1: ديدان أنبوبية عملاقة بجوار فتحة تهوية حرارية

أثناء التخليق الكيميائي ، تستخدم البكتيريا الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية إما لكبريتيد الهيدروجين أو غاز الهيدروجين لإنتاج الجلوكوز من ثاني أكسيد الكربون المذاب والماء. يظهر أدناه التفاعل الكيميائي لاستخدام كبريتيد الهيدروجين في التخليق الكيميائي.

12ح₂س + 6 جا₂ → ج₆ح₁₂ا₆ (الجلوكوز) + 6ح₂ا + 12س

تسمى الكائنات الحية التي تقوم بالتخليق الكيميائي بالتغذية الكيميائية. Chemoorganotrophs و chemolithotrophs هما فئتان من المواد الكيميائية. تستخدم الكيميائيات الكيماوية إلكترونات من مصادر كيميائية غير عضوية مثل كبريتيد الهيدروجين وأيونات الأمونيوم والأيونات الحديدية والكبريت الأولي. Acidithiobacillus ferrooxidans وهي بكتيريا حديدية ، Nitrosomonas وهي بكتيريا نتروجينية ، Nitrobactor وهي بكتيريا آزوتية ، وبروتينات مؤكسدة للكبريت ، و aquificaeles و methanogenic archaea أمثلة على الكيميائيات الكيميائية.

ما هو التمثيل الضوئي

التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم فيها النباتات الخضراء والطحالب بتجميع الجلوكوز لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة. وتشارك صبغة الكلوروفيل في هذه العملية. يحدث التمثيل الضوئي في النباتات في البلاستيدات المتخصصة التي تسمى البلاستيدات الخضراء. تتكون النباتات العليا من أوراق تحتوي على المزيد من الكلوروفيل من أجل إجراء عملية التمثيل الضوئي بكفاءة.

الشكل 2: أوراق التمثيل الضوئي

تم العثور على فئتين من التمثيل الضوئي: التمثيل الضوئي الأكسجين و التمثيل الضوئي غير المؤكسد. يحدث التمثيل الضوئي الأكسجين في البكتيريا الزرقاء والطحالب والنباتات ، بينما يحدث التمثيل الضوئي غير المؤكسد في بكتيريا الكبريت الأرجواني وبكتيريا الكبريت الخضراء. أثناء عملية التمثيل الضوئي للأكسجين ، تنتقل الإلكترونات من الماء إلى ثاني أكسيد الكربون. وبالتالي ، يتأكسد الماء وينخفض ​​ثاني أكسيد الكربون ، وينتج الجلوكوز. ومن ثم ، فإن المتبرع بالإلكترون في عملية التمثيل الضوئي للأكسجين هو الماء. غاز الأكسجين هو منتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي الأكسجين. في المقابل ، لا ينتج التمثيل الضوئي غير المؤكسد الأكسجين كمنتج ثانوي. المانح للإلكترون متغير ويمكن أن يكون كبريتيد الهيدروجين. التفاعلات الكيميائية لكل من التمثيل الضوئي الأكسجين وغير المؤكسد موضحة أدناه.

التمثيل الضوئي الأكسجين:

6جا₂ + 12 ح₂ا + طاقة خفيفة → ج₆ح₁₂ا₆ + 6ا₂ + 6 ح₂ا

التمثيل الضوئي غير المؤكسد:

جا₂ + 2 ح₂س + طاقة خفيفة → [جح₂O] + 2س + ح₂ا

تسمى الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي بالتغذية الضوئية. الصور المتغيرة الضوئية والتغذية الضوئية هما فئتان من الصور الفوتوغرافية. مصدر الكربون للضوئية هو ثاني أكسيد الكربون بينما مصدر الكربون للضوئية هو الكربون العضوي. تعد النباتات الخضراء والبكتيريا الزرقاء والطحالب أمثلة على الكائنات الضوئية وبعض البكتيريا مثل Rhodobactor هي أمثلة على الكائنات الضوئية.

الفرق بين التخليق الكيميائي والتمثيل الضوئي

مصدر طاقة

التخليق الكيميائي: مصدر الطاقة للتخليق الكيميائي هو الطاقة الكيميائية المخزنة في مواد كيميائية غير عضوية مثل كبريتيد الهيدروجين.

البناء الضوئي: مصدر الطاقة لعملية التمثيل الضوئي هو ضوء الشمس.

تحويل الطاقة

التخليق الكيميائي: يتم تخزين الطاقة الكيميائية المخزنة في مركبات غير عضوية في مركبات عضوية أثناء التخليق الكيميائي.

البناء الضوئي: يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية أثناء عملية التمثيل الضوئي.

الكائنات الحية

التخليق الكيميائي: تسمى كائنات التخليق الكيميائي مجتمعة بالتغذية الكيميائية.

البناء الضوئي: تسمى الكائنات الحية الضوئية بشكل جماعي الصور الضوئية.

أصباغ متضمنة

التخليق الكيميائي: لا توجد أصباغ متورطة في التركيب الكيميائي.

البناء الضوئي: الكلوروفيل والكاروتينات والفيكوبيلين هي الأصباغ المشاركة في عملية التمثيل الضوئي.

البلاستيدات المتضمنة

التخليق الكيميائي: لا تشارك البلاستيدات في التخليق الكيميائي.

البناء الضوئي: البلاستيدات الخضراء هي البلاستيدات الموجودة في النباتات. تتركز تفاعلات التمثيل الضوئي في الخلية.

الأكسجين كمنتج ثانوي

التخليق الكيميائي: لا يتم إطلاق غاز الأكسجين كمنتج ثانوي.

البناء الضوئي: يتم إطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي أثناء عملية التمثيل الضوئي.

المساهمة في إجمالي طاقة الغلاف الحيوي

التخليق الكيميائي: التخليق الكيميائي له مساهمة أقل في إجمالي طاقة الغلاف الحيوي.

البناء الضوئي: التمثيل الضوئي له مساهمة أعلى في إجمالي طاقة الغلاف الحيوي.

فئات

التخليق الكيميائي: Chemoorganotrophs و chemolithotrophs هما فئتان من المواد الكيميائية.

البناء الضوئي: الصور المتغيرة الضوئية والتغذية الضوئية هما فئتان من الصور الفوتوغرافية.

حضور

التخليق الكيميائي: تم العثور على التخليق الكيميائي في البكتيريا مثل Acidithiobacillus ferrooxidans ، و Nitrosomonas ، و Nitrobacter ، والبكتيريا البروتينية المؤكسدة للكبريت ، والأكواخ والأركيا مثل العتائق الميثانوجينية.

البناء الضوئي: تم العثور على التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء والبكتيريا الزرقاء والطحالب والبكتيريا مثل البكتيريا.

استنتاج

التركيب الكيميائي والتمثيل الضوئي نوعان من المنتجات الأولية الموجودة بين الكائنات الحية. يعمل التركيب الكيميائي والتركيب الضوئي على تغذية جميع أشكال الحياة على الأرض. تستخدم كل من الكائنات الحية التخليقية الكيميائية والضوئية ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج مركبات عضوية كغذاء. يستخدم التركيب الكيميائي الطاقة الكيميائية المخزنة في المركبات غير العضوية لإنتاج السكريات البسيطة مثل الجلوكوز. إنه مصدر الطاقة الأساسي لمعظم الحيوانات الموجودة في الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار ، حيث لا يمكن لأشعة الشمس الوصول إليها. في المقابل ، يستخدم التمثيل الضوئي الطاقة الضوئية للشمس لإنتاج الجلوكوز. تم العثور على التخليق الكيميائي في الغالب في البكتيريا ، والتي يمكن أن تعيش بشكل مستقل في قاع البحر أو المتعايشين الذين يعيشون داخل الحيوانات مثل الديدان الأنبوبية عن طريق استبدال أحشائها. النباتات الأرضية هي المنتج الرئيسي لمعظم سلاسل الغذاء على الأرض. ومع ذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي بين التركيب الكيميائي والتمثيل الضوئي هو مصدر الطاقة.

المرجع: 1. المجلس القومي للبحوث (الولايات المتحدة) لجنة فرص البحث في علم الأحياء. "علم البيئة والنظم البيئية." الفرص في علم الأحياء. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، 01 يناير 1989. الويب. 03 أبريل.2017. 2. المجلس القومي للبحوث (الولايات المتحدة) مجلس دراسات المحيطات. "إنجازات في علم المحيطات البيولوجية." 50 عامًا من اكتشاف المحيطات: مؤسسة العلوم الوطنية 1950-2000. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، 01 يناير 1970. الويب. 03 أبريل 2017. 3. كوبر ، جيفري إم "التركيب الضوئي". الخلية: نهج جزيئي. الطبعة الثانية. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، 01 يناير 1970. الويب. 03 أبريل 2017.

الصورة مجاملة: 1. "الديدان الأنبوبية العملاقة بجوار فتحة التهوية" بقلم ناسا - (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز 2. "318743" (المجال العام) عبر Pixabay