Процессы фотосинтеза и хемосинтеза являются основными способами, с помощью которых организмы получают энергию и синтезируют органические вещества. Рассмотрим каждый из этих процессов подробнее.
Фотосинтез
- Изменения (реакции), происходящие в клетке:
- Фотосинтез происходит в хлоропластах растений, водорослей и некоторых бактерий.
- Основные реакции фотосинтеза делятся на две стадии: световые реакции и темновые реакции (Калвинов цикл).
- В световых реакциях солнечная энергия используется для расщепления воды (H2O) на кислород (O2), протоны и электроны.
- Электроны передаются по цепи переноса электронов, что приводит к образованию АТФ и НАДФН.
- В темновых реакциях углекислый газ (CO2) фиксируется и преобразуется в глюкозу с использованием энергии, запасенной в АТФ и НАДФН.
- Характерные энергетические преобразования:
- Фотосинтез является эндотермическим процессом, так как он требует энергии света для синтеза органических веществ.
- Энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию, которая хранится в молекулах глюкозы.
- Значение для эволюции:
- Фотосинтез стал основным источником кислорода на Земле, что способствовало появлению аэробных организмов.
- Он также обеспечил основу для всех пищевых цепей, так как растения являются первичными производителями.
Хемосинтез
- Изменения (реакции), происходящие в клетке:
- Хемосинтез происходит в некоторых бактериях и археях, которые используют химическую энергию из неорганических соединений.
- Процесс включает окисление неорганических веществ, таких как сероводород (H2S) или аммиак (NH3), для получения энергии.
- Эта энергия используется для синтеза органических соединений из углекислого газа.
- Характерные энергетические преобразования:
- Хемосинтез является экзотермическим процессом, так как он высвобождает энергию при окислении неорганических веществ.
- Энергия, получаемая в результате окислительных реакций, используется для синтеза углеводов и других органических молекул.
- Значение для эволюции:
- Хемосинтетические организмы играют важную роль в экосистемах, особенно в экстремальных условиях, таких как глубоководные гидротермальные источники.
- Они обеспечивают пищей другие организмы, создавая уникальные экосистемы, независимые от солнечного света.
Таким образом, фотосинтез и хемосинтез представляют собой два разных, но жизненно важных процесса, которые обеспечивают энергетические потребности живых организмов и играют ключевую роль в поддержании экосистем на Земле.