主な違い – 酸素系光合成と無酸素系光合成
光エネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスは、光合成として知られています。
この化学エネルギーは、生物によってさまざまな代謝プロセスで使用されます。
光合成を行う生物は、光独立栄養生物と呼ばれます。
植物、藻類、シアノバクテリア、バクテリアは光独立栄養生物です。
光合成の副産物は酸素と水です。
光合成の種類は、酸素を発生させる能力の違いにより、酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成に分類されます。
酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成の主な違いは、酸素発生型光合成では副産物として酸素が発生するのに対し、無酸素発生型光合成では副産物として酸素が発生しないことです。
結論
光合成の光反応において起こる光リン酸化のメカニズムには、環状光リン酸化と非環状光リン酸化があります。
環状光リン酸化は、光合成細菌が無酸素光合成を行う際に起こる。
植物、藻類、シアノバクテリアでは、酸素を必要とする光合成の際に、非環状型の光リン酸化が起こります。
電子は、循環的な光リン酸化では循環的に移動するが、非循環的な光リン酸化ではリサイクルされない。
周期的光リン酸化と非周期的光リン酸化の大きな違いは、電子の移動にあります。
無酸素光合成とは？
無酸素光合成とは、嫌気条件下でH2O以外の無機分子を電子源とするバクテリアの光合成のことである。
緑色硫黄細菌、非硫黄細菌、紫色細菌、ヘリオバクテリア、アシッドバクテリアで起こる。
光合成細菌では、P680は存在しない。
H2Oは電気陽性であるため、無酸素光合成の電子源として利用することができない。
細菌の種に基づいて、PS Iに存在する色素の種類は異なる場合があります。
クロロフィルであったり、バクテリオクロロフィルであったりする。
P870は、紫色細菌における反応中心です。
PS Iの無機電子供与体は、水素、硫化水素、鉄イオンのいずれでもよい。
図2に無酸素光合成の様子を示す。
図2: 無酸素光合成の様子
無酸素光合成では、NADPは末端電子受容体ではない。
電子が循環して系内に戻り、環状光リン酸化によってATPが生産される。
酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成の類似点
- 光合成には、酸素系光合成と無酸素系光合成があります。
- 光独立栄養生物は酸素系光合成と無酸素系光合成の両方を行う。
- 酸素光合成、無酸素光合成ともに、光依存反応と暗反応という2つのステップで行われる。
酸素発生型光合成と無酸素発生型光合成の違いについて
定義
酸素光合成。
植物、藻類、シアノバクテリアなどで行われる光合成のうち、最終的な電子受容体が水であるものを指す。
無酸素光合成。
ある種の細菌が行う光合成のうち、酸素を発生させない光合成を指す。
発生状況
酸素を利用した光合成。
植物、藻類、シアノバクテリアで酸素を必要とする光合成が行われる。
無酸素光合成。
緑色硫黄細菌、非硫黄細菌、紫色細菌、ヘリオバクテリア、アシッドバクテリアで酸素を必要としない光合成が行われる。
光化学系
酸素光合成。
酸素光合成では、光化学系Iと光化学系IIの両方が使用されます。
無酸素光合成。
光化学系Ⅰのみで、酸素を必要としない光合成を行います。
電子源
酸素系光合成では、H2Oが電子源となります。
無酸素光合成：水素、硫化水素、鉄イオンが電子供与体となります。
酸素
酸素を利用した光合成。
酸素光合成では、光反応により酸素が発生する。
無酸素光合成。
無酸素光合成では、光反応で酸素は生成されません。
写真
NADPH生成の仕組み
酸素光合成。
酸素光合成では、NADPが終末電子受容体となり、NADPHが生成される。
無酸素光合成。
無酸素光合成では、電子が循環しているため、NADPHは生成されない。
ATPの生成
酸素系光合成。
酸素光合成では、非環状光リン酸化によりATPが生産される。
無酸素光合成。
無酸素光合成では、環状光リン酸化によりATPが生成されます。
光合成色素
酸素光合成。
酸素系光合成では、クロロフィルが使用されます。
無酸素光合成 バクテリオクロロフィルやクロロフィルが使われます。
