Sự khác biệt giữa quang hợp và hóa học

Các sự khác biệt chính giữa quang hợp và hóa tổng hợp là quang hợp là quá trình chuyển đổi năng lượng của ánh sáng mặt trời thành carbohydrate bằng quá trình quang hóa trong khi quá trình quang hóa là quá trình chuyển đổi năng lượng hóa học của các hợp chất vô cơ hoặc metan thành các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp hóa trị.

Quang hợp và hóa tổng hợp là hai quá trình quan trọng cho phép các sinh vật sống sản xuất thức ăn cho chúng. Cả quang hợp và hóa tổng hợp giúp duy trì các sinh vật sống. Mặc dù cả hai quá trình đều sử dụng CO₂ và sản xuất các hợp chất hữu cơ, chúng khác với một số đặc điểm như được thảo luận trong bài viết. Như tên cho thấy, hình ảnh có nghĩa là ánh sáng mặt trời và hóa học có nghĩa là hóa học. Do đó, ánh sáng mặt trời cung cấp năng lượng cho quang hợp, trong khi năng lượng hóa học của các hợp chất vô cơ cung cấp năng lượng cho quá trình quang hóa.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Quang hợp là gì
3. Tổng hợp hóa học là gì
4. Điểm tương đồng giữa quang hợp và hóa tổng hợp
5. So sánh cạnh nhau - Quang hợp so với tổng hợp hóa học ở dạng bảng
6. Tóm tắt

Quang hợp là gì?

Quang hợp là một quá trình trao đổi chất trong đó quang tự động biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học trong các hợp chất hữu cơ như carbohydrate sử dụng carbon dioxide và nước làm nguyên liệu với sự có mặt của diệp lục. Có hai quá trình chính trong quang hợp; phản ứng ánh sáng và phản ứng tối.

Phản ứng ánh sáng của quang hợp

Phản ứng ánh sáng diễn ra trong màng thylakoid. Trong phản ứng ánh sáng, các phân tử sắc tố hấp thụ năng lượng ánh sáng và chuyển đến các phân tử diệp lục P680 trong trung tâm phản ứng của hệ thống quang điện tử II. Khi P680 hấp thụ năng lượng, các electron của nó thu được năng lượng cao và được tăng cường. Các chất nhận điện tử sơ cấp nhận các electron năng lượng cao này và truyền qua một loạt các phân tử chất mang như cytochrom và cuối cùng chuyển sang hệ thống quang điện tử I. Khi các electron đi qua các phân tử mang, ở mỗi bước, năng lượng được giải phóng và năng lượng được giải phóng được lưu trữ trong hình thức ATP. Đây là quá trình gọi là photphosphoryl hóa.

Đồng thời, các phân tử nước bị phân tách bởi năng lượng ánh sáng thành O_2, và đó là quá trình gọi là quang phân nước. Khi bốn phân tử nước tách ra, nó tạo ra 2 phân tử oxy, 4 proton và 4 electron. Các electron được tạo ra từ quá trình quang phân, thay thế các electron bị mất của PS II. Cuối cùng, oxy được tạo ra sẽ giải phóng vào khí quyển.

Sau đó, khi PS tôi có được năng lượng, các electron của nó cũng kích thích thành mức năng lượng cao. Người chấp nhận điện tử chấp nhận các điện tử này và chuyển vào các phân tử NADP. Sau đó các phân tử NADP giảm thành NADPH₂ phân tử.

Hình 01: Quang hợp

Phản ứng tối của quang hợp

Phản ứng tối (chu trình Calvin) diễn ra trong lớp nền của lục lạp. Nó bắt đầu bằng hợp chất C 5 gọi là ribulose bisphosphate. Ribulose bisphosphate chấp nhận carbon dioxide và chuyển đổi thành hai phân tử Phosphoglycerate (PGA). PGA là sản phẩm ổn định đầu tiên của quá trình quang hợp này, và nó cũng là carbohydrate đầu tiên. PGA sau đó giảm xuống PGAL và chuyển đổi này sử dụng tất cả NADPH₂ và một phần của ATP được tạo ra trong phản ứng ánh sáng. Trong thời điểm này, các carbohydrate phức tạp như glucose và sucrose được sản xuất từ ​​một phần của PGA trong khi PGA còn lại được sử dụng để tạo RuBP. Tương tự như vậy, phản ứng tối diễn ra theo cách tuần hoàn.

Tổng hợp hóa học là gì?

Tổng hợp hóa học là quá trình mà chemoautotrophs sản xuất thực phẩm (carbohydrate) cho chúng. Không giống như quang hợp, quá trình quang hóa không cần ánh sáng mặt trời. Do đó, nó xảy ra trong điều kiện tối, chủ yếu ở vùng biển sâu gần lỗ thông thủy nhiệt.

Hình 02: Tổng hợp hóa học

Do đó, trong quá trình tổng hợp hóa học, năng lượng hóa học của các hợp chất vô cơ như khí hydro, hydro sunfua hoặc metan chuyển hóa thành carbohydrate. Loại sản xuất thực phẩm này sử dụng chủ yếu bởi các prokaryote như gamma oxy hóa lưu huỳnh và vi khuẩn epsilon, Aquificae, vi khuẩn cổ methanogen và vi khuẩn oxy hóa sắt trung tính. Hơn nữa, quá trình tổng hợp hóa học dẫn đến các hợp chất lưu huỳnh là sản phẩm phụ.

Điểm giống nhau giữa quang hợp và hóa học?

• Cả quang hợp và hóa tổng hợp đều tạo ra thực phẩm hoặc carbohydrate.
• Chúng chuyển đổi năng lượng thành chất hữu cơ.
• Trong các quá trình này, một loạt các phản ứng diễn ra.
• Ngoài ra, cả hai quá trình đều sử dụng CO₂.
• Bên cạnh đó, cả hai quá trình này đều giúp thúc đẩy và duy trì sự sống trên Trái đất.

Sự khác biệt giữa quang hợp và tổng hợp hóa học là gì?

Quang hợp là một quá trình sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất carbohydrate bởi thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Mặt khác, quá trình tổng hợp hóa học là một quá trình sử dụng năng lượng của các hợp chất vô cơ để sản xuất carbohydrate bởi vi khuẩn. Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa quang hợp và hóa tổng hợp. Photoautotrophs thực hiện quang hợp trong khi chemoautotrophs thực hiện quá trình quang hóa. Hơn nữa, quá trình quang hợp xảy ra khi có ánh sáng mặt trời trong khi quá trình quang hóa xảy ra trong điều kiện tối chủ yếu ở đáy biển gần các lỗ thông thủy nhiệt. Vì vậy, nó là một sự khác biệt khác giữa quang hợp và hóa tổng hợp.

Bên cạnh đó, một điểm khác biệt nữa giữa quang hợp và hóa tổng hợp là sự hiện diện của các sắc tố diệp lục là cần thiết để tiến hành quang hợp trong khi quá trình quang hóa không cần diệp lục. Hơn nữa, quang hợp tạo ra oxy như một sản phẩm phụ trong khi quá trình quang hóa tạo ra các hợp chất lưu huỳnh như các sản phẩm phụ.

Dưới đây infographic về sự khác biệt giữa quang hợp và hóa tổng hợp cung cấp nhiều sự khác biệt giữa cả hai quá trình.

Tóm tắt - Quang hợp vs Tổng hợp hóa học

Quang hợp và hóa tổng hợp là hai quá trình được các sinh vật sử dụng để sản xuất glucose. Hai quá trình này cực kỳ quan trọng vì chúng cung cấp thức ăn cho tất cả các sinh vật sống bao gồm cả động vật. Sự khác biệt chính giữa quang hợp và quang hóa là nguồn năng lượng. Quang hợp sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời trong khi quá trình quang hóa sử dụng năng lượng của các hợp chất vô cơ như H₂, H₂S, metan, v.v ... Photoautotrophs tạo ra glucose bằng quang hợp trong khi chemoautotrophs tạo ra glucose bằng phương pháp tổng hợp hóa học. Hơn nữa, quá trình quang hợp dẫn đến việc hình thành oxy như một sản phẩm phụ trong khi quá trình tổng hợp hóa học tạo ra các hợp chất lưu huỳnh dưới dạng sản phẩm phụ. Vì vậy, đây là tóm tắt của quang hợp và hóa tổng hợp.

Tài liệu tham khảo:

1. Tin tức thiên nhiên, nhóm xuất bản tự nhiên. Có sẵn ở đây
2. Hóa học tổng hợp. Wikipedia, Wikimedia Foundation, ngày 10 tháng 11 năm 2018. Có sẵn tại đây 

Hình ảnh lịch sự:

1. Tổng quan về quang hợp đơn giản Đơn giản của Daniel Mayer - Công việc riêng, (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia 
2. Trực tiếp Venenivibrio bởi Không có tác giả nào có thể đọc được bằng máy. (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia