主要区别——化学合成与光合作用

化学合成和光合作用是生物体生产自己食物的两种主要生产机制。这两个过程都涉及从二氧化碳和水开始生产单糖，如葡萄糖。这 主要区别 化学合成和光合作用的区别在于 化学合成是通过化学反应产生的能量合成细胞内有机化合物的过程 然而 光合作用是通过从阳光中获得的能量合成有机化合物的过程。

这篇文章看，

1.什么是化学合成 – 定义、特征、过程 2.什么是光合作用 – 定义、特征、过程 3.化学合成和光合作用有什么区别

什么是化学合成

化学合成是利用氧化无机化合物获得的能量合成有机化合物。化学合成发生在没有阳光的情况下，发生在深海热液喷口等地方。生活在热液喷口中的生物利用来自海底的无机化合物作为它们生产食物的能源。因此，热液喷口由高生物量组成，包括稀疏分布的动物，它们依赖于通过化学合成下降的食物。化学合成主要由在海底发现的微生物完成，形成微生物垫。在吃它的垫子上可以找到鳞虫、帽贝和蜗牛（如食草动物）。掠食者也会来吃这些食草动物。像管虫这样的动物被发现与化学合成细菌共生。热液喷口旁边的巨型管蠕虫如图 1 所示。

图 1：热液喷口旁边的巨型管虫

在化学合成过程中，细菌利用储存在硫化氢或氢气化学键中的能量，从溶解的二氧化碳和水中产生葡萄糖。在化学合成中利用硫化氢的化学反应如下所示。

12H₂秒 + 6C哦₂ → C₆H₁₂哦₆ (葡萄糖) + 6H₂哦 + 12秒

进行化学合成的生物称为化学营养生物。化学有机营养生物和化学无机营养生物是化学营养生物的两大类。化学无机生物使用来自无机化学来源的电子，如硫化氢、铵离子、亚铁离子和元素硫。作为铁细菌的酸性氧化亚铁硫杆菌、作为亚硝化细菌的亚硝化单胞菌、作为硝化细菌的硝化细菌、硫氧化变形菌、水生菌和产甲烷古细菌是化学无机营养生物的例子。

什么是光合作用

光合作用是绿色植物和藻类利用阳光作为能量来源，合成葡萄糖、二氧化碳和水的过程。色素叶绿素参与了这个过程。在植物中，光合作用发生在称为叶绿体的特殊质体中。高等植物由叶子组成，含有更多的叶绿素，以便有效地进行光合作用。

图 2：光合作用的叶子

发现了两类光合作用：有氧光合作用和无氧光合作用。有氧光合作用发生在蓝藻、藻类和植物中，而无氧光合作用发生在紫硫细菌和绿硫细菌中。在有氧光合作用期间，电子从水转移到二氧化碳。因此，水被氧化，二氧化碳被还原，产生葡萄糖。因此，含氧光合作用中的电子供体是水。氧气是含氧光合作用的副产品。相比之下，无氧光合作用不会产生氧气作为副产品。电子供体是可变的，可以是硫化氢。有氧和无氧光合作用的化学反应如下所示。

有氧光合作用：

6C哦₂ + 12小时₂哦 + 光能 → C₆H₁₂哦₆ + 6哦₂ + 6小时₂哦

无氧光合作用：

C哦₂ + 2小时₂秒 + 光能 → [CH₂O] + 2秒 + H₂哦

进行光合作用的生物称为光养生物。光合自养生物和光能异养生物是光养生物的两类。光合自养生物的碳源是二氧化碳，而光能异养生物的碳源是有机碳。绿色植物、蓝细菌和藻类是光能自养生物的例子，而一些细菌如红杆菌是光能异养生物的例子。

化学合成与光合作用的区别

能量源

化学合成： 化学合成的能源是储存在硫化氢等无机化学品中的化学能。

光合作用： 光合作用的能源是阳光。

能量转换

化学合成： 在化学合成过程中，储存在无机化合物中的化学能储存在有机化合物中。

光合作用： 在光合作用过程中，光能转化为化学能。

有机体

化学合成： 化学合成生物统称为化学营养生物。

光合作用： 光合生物统称为光养生物。

涉及的颜料

化学合成： 化学合成不涉及色素。

光合作用： 叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素是参与光合作用的色素。

涉及的质体

化学合成： 质体不参与化学合成。

光合作用： 叶绿体是在植物中发现的质体；光合作用的反应集中在细胞内。

氧气作为副产品

化学合成： 氧气不会作为副产品释放。

光合作用： 氧气在光合作用过程中作为副产品释放。

对生物圈总能量的贡献

化学合成： 化学合成对生物圈总能量的贡献较低。

光合作用： 光合作用对生物圈总能量的贡献更大。

类别

化学合成： 化学有机营养生物和化学无机营养生物是化学营养生物的两大类。

光合作用： 光合自养生物和光能异养生物是光养生物的两类。

在场

化学合成： 化学合成存在于诸如氧化亚铁硫杆菌、亚硝化单胞菌、硝化杆菌、硫氧化变形菌、水生菌和古生菌（如产甲烷古细菌）等细菌中。

光合作用： 光合作用存在于绿色植物、蓝藻、藻类和红杆菌类细菌中。

结论

化学合成和光合作用是生物体中发现的两种初级生产。化学合成和光合作用为地球上的所有生命形式提供燃料。大多数化学合成和光合生物都利用二氧化碳和水来生产有机化合物作为食物。化学合成使用储存在无机化合物中的化学能来生产单糖，如葡萄糖。它是在阳光无法到达的深海热液喷口中发现的大多数动物的主要能源。相比之下，光合作用利用太阳的光能来产生葡萄糖。化学合成主要存在于细菌中，这些细菌可以独立生活在海底，也可以通过更换内脏与管虫等动物体内的共生体共生。陆地植物是地球上大多数食物链的主要生产者。但是，化学合成和光合作用之间的主要区别在于它们的能量来源。

参考资料： 1. 国家研究委员会（美国）生物学研究机会委员会。 “生态和生态系统。”生物学的机会。美国国家医学图书馆，1989 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 4 月 3 日。2. 国家研究委员会（美国）海洋研究委员会。 “生物海洋学的成就。”海洋发现 50 年：国家科学基金会 1950-2000。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 4 月 3 日。3. Cooper, Geoffrey M. “光合作用”。细胞：分子方法。第 2 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 4 月 3 日。

图片提供：1.“通风口旁边的巨型管虫”，美国宇航局 -（公共领域），来自 Commons Wikimedia 2.“318743”（公共领域），来自 Pixabay