Fotosintesis Mikroba

Fotosintesis mikroba mencakup fotosintesis penghasil oksigen oleh cyanobacteria dan fotosintesis anoksigenik oleh beberapa kelompok bakteri, proses-proses yang membentuk kimia Bumi awal.

Definition

Fotosintesis mikroba adalah konversi energi cahaya menjadi energi kimia oleh mikroorganisme, meliputi bentuk oksigenik yang melepaskan oksigen dengan memecah air dan bentuk anoksigenik yang menggunakan donor elektron lain.

Scope

Topik ini mencakup fotopigmen seperti klorofil dan bakterioklorofil; pemanenan cahaya dan pusat reaksi fotosintetik; fotosintesis oksigenik pada cyanobacteria dengan dua fotosistem dan kimia pemecah air; fotosintesis anoksigenik pada bakteri ungu dan hijau menggunakan fotosistem tunggal dan donor elektron selain air; serta signifikansi evolusi dan lingkungan dari fototrofi.

Core questions

• Bagaimana fotopigmen menangkap cahaya dan memulai konversi energi?
• Apa yang membedakan fotosintesis oksigenik dari anoksigenik?
• Bagaimana fotosintesis cyanobacteria mengubah atmosfer awal?
• Donor elektron apa yang digunakan fototrof anoksigenik sebagai pengganti air?

Key concepts

• Klorofil dan bakterioklorofil
• Pemanenan cahaya dan pusat reaksi
• Fotosintesis oksigenik dan pemecahan air
• Fotosintesis anoksigenik
• Peristiwa Oksidasi Besar

Key theories

Fotosintesis komparatif

Cornelis van Niel mengusulkan kerangka kerja umum di mana fotosintesis menggunakan cahaya untuk mendorong transfer elektron dari donor ke karbon dioksida, dengan air menjadi hanya salah satu donor yang mungkin, menyatukan bentuk oksigenik dan anoksigenik.

Mechanisms

Fotopigmen menyerap cahaya dan mentransfer energi ke pusat reaksi, di mana eksitasi mendorong transfer elektron dan pembentukan gaya gerak proton untuk sintesis ATP. Dalam fotosintesis oksigenik, dua fotosistem yang bekerja secara seri mengekstrak elektron dari air, melepaskan oksigen, sementara dalam fotosintesis anoksigenik, fotosistem tunggal menggunakan donor seperti hidrogen sulfida atau senyawa organik, tanpa menghasilkan oksigen.

Clinical relevance

Fotosintesis cyanobacteria adalah kontributor utama produksi primer global dan pasokan oksigen, peningkatan fotosintesis oksigenik secara mendalam mengubah atmosfer Bumi, dan mikroba fototrof semakin menarik perhatian untuk bioenergi dan penangkapan karbon.

History

Studi komparatif Cornelis van Niel tentang fotosintesis bakteri dan tumbuhan pada awal abad kedua puluh mengungkapkan bahwa air adalah donor elektron dalam fotosintesis oksigenik, sementara bakteri anoksigenik menggunakan donor lain, sebuah wawasan pemersatu yang membingkai ulang pemahaman tentang bagaimana energi cahaya dimanfaatkan.

Key figures

• Cornelis van Niel
• Sergei Winogradsky

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Apa itu fotosintesis anoksigenik?

Fotosintesis anoksigenik adalah bentuk konversi energi yang digerakkan oleh cahaya yang dilakukan oleh bakteri tertentu yang menggunakan donor elektron selain air, seperti hidrogen sulfida, dan oleh karena itu tidak menghasilkan oksigen. Fotosintesis ini menggunakan fotosistem tunggal, bukan dua fotosistem yang ditemukan pada fototrof oksigenik.