Суть фотосинтеза
Этот процесс происходит только в зеленых пластидах – хлоропластах, которые и обусловливают соответствующий цвет определенных органов растений. Необходимым условием также является наличие света, воды и углекислого газа.
Растения – это автотрофы, которые осуществляют сложную химическую реакцию. Но суть ее проста: из воды и двуокиси углерода получают углевод глюкозу и кислород. Их роль в природе переоценить просто невозможно. Ведь автотрофы – это организмы, благодаря которым возможен процесс дыхания, а значит, и существование всего живого на планете.
Фотосинтез является достаточно сложным процессом, протекающим в две фазы. Первая происходит на свету, вторая – в темноте, но обязательно в хлоропластах зеленых листьев. Углекислый газ проникает в них через отверстия в покровной ткани, которые называются устьицами. С их помощью также происходят дыхание и транспирация – испарение воды с поверхности растения.
Глюкоза, полученная в результате фотосинтеза, является простым углеводом – моносахаридом. Если молекулы этого вещества многократно соединяются, образуется сложный биополимер крахмал. Именно он откладывается про запас растениями «на черный день». Это объясняет и тот факт, что вся растительная пища богата углеводами, которые легко начинают расщепляться уже в ротовой полости.
И тут сразу возникает вопрос: а дышат ли сами автотрофы? Ведь этот процесс является противоположным фотосинтезу. Конечно, да, потому что растения – живые существа. Секрет в том, что интенсивность выделения ими кислорода намного больше, чем углекислого газа. Однако, если поместить комнатные растения в помещение, куда не проникает солнечный свет, они будут только дышать. Находиться в таких условиях нежелательно.
Зависимость развития бактерий от питания
Рост и развитие бактерий напрямую зависят не только от внешних условий среды, но во многом и от питания. Обычно это происходит по следующей схеме:
- При попадании микробов в питательную среду происходит их адаптация к пище и рост клеток. Популяция не увеличивается.
- Резкий рост численности популяции за счет деления клеток.
- Баланс между количеством новых и погибших клеток – относительная стабильность популяции.
- Сокращение численности бактерий по мере обеднения среды и накопления в ней продуктов обмена.
Если на третьей стадии обеспечивать постоянное пополнение питательных веществ и отвод продуктов метаболизма, то получится так называемая непрерывная культура. Ее широко используют в микробиологии.
Примеры автотрофов
Большинство растений относятся к автотрофам. Все автотрофные растения являются фотоавтотрофами. Растения имеют органеллы, называемые хлоропластами, которые позволяют им захватывать солнечный свет, необходимый для фотосинтеза. Растения также получают питательные вещества из воды, различных минеральных веществ в почве (таких как азот и фосфор) и углекислого газа в атмосфере.
Водоросли также имеют хлоропласты и являются фотоавтотрофами. Хотя водоросли выглядеть как растения, они довольно разные. Растения в основном ведут прикрепленный образ жизни — они пускают корни и не двигаются, как только начинают расти. Водорослям не нужно укоренять в одном месте. Кроме того, растения многоклеточные, тогда как водоросли могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными.
К фотоавтотрофам и хемоавтотрофам также относятся некоторые бактерии. Цианобактерии, встречающиеся как в водной, так и наземной среде являются примером фотоавтотрофов. Они известны тем, что вызывают цветение воды, которое может быть очень токсичными. Примерами хемоавтотрофных бактерий являются азотфиксирующие бактерии в почве и сероокисляющие бактерии в глубоководных термальных жерлах.
Автотрофы и гетеротрофы: характеристика, сходства и различия
В этой главе мы разберем особенности жизнедеятельности двух основных групп и выясним, чем отличаются автотрофы от гетеротрофов.
Автотрофы – организмы, самостоятельно синтезирующие органические вещества из неорганических. В этой группе оказываются некоторые виды бактерий и почти все организмы, принадлежащие к царству растений. В ходе своей жизнедеятельности автотрофы утилизируют различные неорганические вещества, поступающие извне (углекислый газ, азот, сероводород, железо и другие), задействуя их в реакциях синтеза сложных органических соединений (в основном это углеводы и белки).
Гетеротрофные организмы питаются готовыми органическими веществами, они не способны синтезировать их самостоятельно. К этой группе относятся грибы, животные (в том числе человек), некоторые бактерии и даже часть растений (некоторые паразитические виды).
Как мы видим, главное отличие гетеротрофов от автотрофов заключается в химической природе необходимых им питательных веществ. Отличается и сущность процессов их питания. Автотрофные организмы затрачивают энергию при преобразовании неорганических веществ в органические, гетеротрофы энергию при питании не затрачивают.
Автотрофы и гетеротрофы разделяются еще на две группы в зависимости от используемого источника энергии (в первом случае) и от пищевого субстрата, используемого микроорганизмами второго типа.
Автотрофы и гетеротрофы занимают определенные позиции в пищевой цепи. Автотрофы всегда являются продуцентами — они создают органические вещества, которые позже проходят путь через всю цепь. Гетеротрофы становятся консументами различных порядков (как правило, в этой категории оказываются животные) и редуцентами (грибы, микроорганизмы).
Пищевая цепь в экосистеме
Иными словами, автотрофы и гетеротрофы образуют между собой трофические связи. Это имеет важнейшее значение для экологической обстановки в мире, поскольку именно за счет трофических связей осуществляется круговорот различных веществ в природе.
Сравнительная таблица характеристик автотрофов и гетеротрофов
| № | ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ | АВТОТРОФЫ | ГЕТЕРОТРОФЫ |
| 1 | Происхождение названия | Грец. autos – сам + trophe – еда, питание | Грец. heteros – другой + trophe – еда, питание |
| 2 | Синтез органических веществ из неорганических | Способны | Не способны |
| 3 | Источник углерода | Углекислый газ и карбонаты | Углекислый газ и карбонаты |
| 4 | Способ получения энергии | Используют солнечную и химическую энергию | Используют энергию готовых органических веществ |
| 5 | Роль в экосистемах | Продуценты | Консументы, редуценты |
| 6 | Представители | Все зеленые растения, некоторые бактерии | Большинство бактерий, грибы, некоторые высшие паразитические растения, животные, человек |
Видео
Источники
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Автотрофыhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Миксотрофыhttp://scienceland.info/biology6/autotrophic-heterotrophichttp://appteka.ru/encik/encik_a/avtotrofy.htmhttp://biology.kiev.ua/voprosy-i-otvety/11-class/privedite-primery-avtotrofnyx-geterotrofnyx-saprotrofnyx-organizmov-k-kakim-ekologicheskim-kategorij-oni-prinadlezhat/http://biology.kiev.ua/tablicy/10-class-tab/obmen-veshestv-i-energii/sravnitelnaya-xarakteristika-avtotrofov-i-geterotrofov/http://fb.ru/article/105710/avtotrofyi-i-geterotrofyi-harakteristika-shodstva-i-razlichiyahttp://www.polesye-eco.com.ua/avtotrofy-p-p-p-p-avtotro1319030.html
Критика
А. М. Уголев в 1991 году считал термин «автотроф» неверным, так как все живые существа нуждаются в экзотрофии и не могут быть полными автотрофами. К примеру фотосинтезирющие организмы не способны самостоятельно усваивать неорганический азот. Им были предложены термины абиотроф и биотроф: первым он назвал организмы потребляющие только неорганические вещества, вторым — органические и неорганические. Но между тем существуют абиотрофные системы по типу азотфиксирующие бактерии — растения. Термин «гетеротроф» он предлагал использовать для описания полных, либо частичных биотрофов.
Какие организмы относятся к автотрофам
Энергия света и углекислого газа обеспечивает жизнь подавляющего количества автотрофов – растений, к которым также относятся и мхи.
Водоросли, представляющие собой наиболее древний и простой тип растений, многообразны, а многих из них можно разглядеть только в микроскоп. Даже одноклеточные водоросли, такие как хлорелла, способны к фотосинтезу.
Содержание хлорофилла в клетках – прерогатива не только растений. Некоторые бактерии также содержат этот пигмент и способны синтезировать питательные вещества из световой энергии.
Цианобактерии – одни из древнейших микроорганизмов, питающихся подобным образом и выделяющих кислород. Возможно благодаря им атмосфера молодой Земли наполнилась кислородом миллиарды лет назад.
Микроскопические водоросли и зеленые бактерии способны вступать в симбиоз с грибами. В результате такого взаимодействия образуется симбиотический организм – лишайник.
Каждый участник симбиоза вносит свой вклад – водоросли и цианобактерии добывают питательные вещества с помощью фотосинтеза, а гриб поглощает готовые элементы.
Совмещение различных типов питания встречается не только у лишайников. Некоторые растения помимо автотрофного питания усваивают полезные вещества из тел других организмов – насекомых, мелких животных.
Такие растения называются плотоядными и используют различные виды ловушек для поимки жертвы.
Венерина мухоловка
Например, росянка использует клейкие волоски на кончиках листьев, листья венериной мухоловки захлопываются, а ловушка непентеса выглядит как кувшин с крышкой.
Некоторые одноклеточные водоросли также являются миксотрофами. К примеру, клеточная поверхность хламидомонады способна поглощать жидкость со всеми микроорганизмами, что там находятся.
Бактериям эвглены зеленой, чья модель поведения зависит от освещенности, может быть присуща автотрофность или гетеротрофность.
Хемотрофный тип питания распространен гораздо меньше. Энергию, которая выделяется как результат реакции окисления, способны поглощать простейшие микроорганизмы. Их уникальность заключается в независимости от энергии Солнца.
Эти микроорганизмы могут приспосабливаться к экстремальным условиям обитания – на дне океана, куда не проникает свет, в телах живых существ, в горячих гейзерах.
Одноклеточные и многоклеточные организмы
Исходя из количества клеток, выделяют одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. Клетки любого организма содержат похожие органоиды и выполняют функции, связанные с метаболизмом и обменными процессами на внутриклеточном уровне.
Промежуточным звеном от одноклеточных к многоклеточным считаются колониальные формы жизни. Они образуются в результате почкования или деления новых клеток, которые не отделяются от материнских, образуя колонии. Коралловые полипы, водоросли пандорина и эвдорина — это пример колониальных форм.
Рис. 1 Один из примеров колониальных форм — коралловые полипы
По классификации организмы подразделяют на 7 Царств. К одноклеточным относят:
- Царство Археи. Это архебактерии или простейшие организмы, которые не содержат мембранных органоидов (клеточных структур). Питание организовано по типу автотрофов. Среди них не встречаются паразиты или патогенные формы. Встречаются в самых неожиданных местах.
- Царство Бактерий включает сапротрофов (питаются органическими остатками мертвых организмов) и автотрофов. Клетки отличаются по форме, встречаются организмы со жгутиками, необходимыми для передвижения. Мелкие клетки обеспечены ограниченным количеством органоидов и способны к образованию спор и цист для перенесения неблагоприятных условий жизни.
- Царство Протисты образовано по остаточному принципу, включает промежуточные формы и сочетает черты других царств. Здесь встречаются грибоподобные организмы, некоторые водоросли, простейшие (эвглена, инфузория).
Простейшие организм: 1 — Амеба; 2 — Эвглена зеленая; 3 — Клетка микроскопического гриба; 4 — Инфузория туфелька
Хемотрофы
Процесс хемосинтеза, открытый в 1887 году известным русским ученым С. Н. Виноградовым, характерен для особой группы одноклеточных прокариот. К ним относятся железо-, серо- и нитрифицирующие бактерии. Все они окисляют соответствующие нерганические вещества. Так, в результате химической реакции окисления железо превращается из двух- в трехвалентное. А сероводород — в простое вещество, т. е. серу. Нитрифицирующие бактерии имеют особое значение в природе.
При разложении и гниении органики выделяется аммиак. Группа нитрифицирующих бактерий окисляет это вещество до азотной кислоты. Растворяясь в воде, это вещество образует растворимые соли. В результате растения, всасывая их из почвы, обогащаются азотом, наличие которого является необходимым условием развития корневой системы. Таким образом, хемосинтез — это процесс, обеспечивающий необходимыми веществами разные группы организмов одновременно.
Морская жизнь
Беспозвоночные
В этот период произошла Великая ордовикская радиация — событие значительного биоразнообразия (биодиверсификации), которое уступало только Кембрийскому взрыву в значении для ранней истории жизни на Земле.
В течение около 25 млн лет количество морских беспозвоночных организмов по всему миру значительно выросло, появились новые разновидности губок, трилобиты, членистоногих, брахиопод и иглокожих (ранние морские звезды). Одна из теорий заключается в том, что формирование и миграция новых континентов способствовали сохранению биоразнообразия вдоль их мелких береговых линий, хотя, вероятно, повлияли и климатические условия.
С другой стороны эволюционной монеты, конец ордовикского периода ознаменовал собой первое великое массовое исчезновение в истории жизни на Земле (или, скажем, первое, для которого у ученых есть достаточные ископаемые доказательства). Изменение глобальных температур, сопровождающееся резким понижением уровня моря, уничтожило огромное количество видов, хотя морская жизнь в целом восстановилась довольно быстро к началу следующего силурийского периода.
Позвоночные
Практически все, что необходимо знать о жизни позвоночных во время ордовикского периода, заключается в арандасписах и астрасписах. Это были два рода из первых бесчелюстных, слегка бронированных доисторических рыб, размером от 12 до 14 см в длину и смутно напоминающих гигантских головастиков. Костяные пластины арандасписов и его подобных позже развивались в настоящие скелеты. Некоторые палеонтологи также считают, что многочисленные, крошечные червоподобные конодонты, найденные в ордовикских отложениях являются истинными позвоночными; если это так, то, возможно, они были первыми позвоночные на Земле, у которых появились зубы.
Интересные факты
- эвглена зелёная – одноклеточная водоросль, может быть и автотрофом, и гетеротрофом: днем она питается энергией Солнца, то есть является автотрофом, а когда Солнце заходит, она становиться гетеротрофом;
- зеленые растения в результате фотосинтеза превращают углекислый газ в кислород;
- углекислый газ – это отходы жизнедеятельности, а кислородом мы можем дышать, как и другие живые организмы-гетеротрофы.
скачать dle 10.6фильмы бесплатно
Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления веществ и энергии извне. Процесс потребления веществ и энергии называют питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.
Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное.
| Прокариоты | Дробянки | Бактерии | + | + | + | + |
| Архебактерии | + | + | + | + | ||
| Цианобактерии | + | + | — | — | ||
| Эукариоты | Растения | Багрянки | + | — | — | — |
| Настоящие водоросли | + | — | — | — | ||
| Высшие растения | + | — | Очень редко | ? | ||
| Грибы | Низшие | — | — | Редко | + | |
| Высшие | — | — | Редко | + | ||
| Животные | Простейшие | — | — | + | Очень редко | |
| Многоклеточные | — | — | + | + |
Живые организмы в зависимости от типа питания делят на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы (автотрофные организмы).
Это организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения, некоторые бактерии). Другими словами, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей.
В зависимости от источника энергии автотрофы делят на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов.
Фототрофы — организмы, использующие для биосинтеза световую энергию (растения, цианобактерии). Хемотрофы — организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.).
Гетеротрофы (гетеротрофные организмы).
Это организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы, большинство бактерий).
По способу получения пищи гетеротрофы делят на фаготрофов и осмотрофов. Фаготрофы (голозои) заглатывают твердые куски пищи (животные). Осмотрофы поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).
По состоянию источника пищи гетеротрофы подразделяют на биотрофов и сапротрофов.
Биотрофы питаются живыми организмами. К ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (питаются растениями), в том числе паразиты.
Сапротрофы используют в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бактерии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения (сапрофиты), сапротрофные животные (сапрофаги).
Среди них встречаются детритофаги (питаются детритом), некрофаги (питаются трупами животных), копрофаги (питаются экскрементами) и др.
Миксотрофы.
Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному (смешанному типу) питания. Организмы со смешанным типом питания называют миксотрофами. Они могут синтезировать органические вещества из неорганических соединений и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).
Бактерии
Автотрофными организмами являются и бактерии. И речь идет вовсе не о синезеленых водорослях, содержащих в клетках зеленый пигмент хлорофилл.
Есть особая группа организмов — хемотрофы. Они расщепляют сложные органические соединения до простых, которые могут усваиваться растениями. При разрушении химических связей выделяется определенное количество энергии, которое хемотрофы используют для своей жизнедеятельности. К ним можно отнести азотфиксирующие, железо- и серобактерии. Например, аммиак эти организмы окисляют до нитритов — солей азотистой кислоты, соединения серы — до солей серной кислоты, сульфатов.
Но чаще всего среди бактерий встречается разновидность гетеротрофных организмов — сапротрофы. Для питания они используют остатки отмерших организмов или продукты их жизнедеятельности. Это бактерии гниения и брожения.
Интересным является тот факт, что в природе не существует веществ, которые бактерии не могли бы расщепить.
Автотрофные организмы не всегда способны к образованию органических веществ. Ведь очень часто в природе условия обитания организмов изменяются. Тогда эти процессы становятся просто невозможны. Автотрофы в процессе эволюции приспособились к этому по-своему. Например, одноклеточное животное эвглена зеленая во время неблагоприятного периода способна питаться готовыми органическими веществами. А когда условия обитания нормализуются, она переходит снова к фотосинтезу. Такие организмы называют миксотрофами.
Автотрофные организмы играют важную роль в природе, обеспечивая условия существования для всех остальных царств живой природы.
Классификация живых организмов по способу питания и механизму превращения энергии
- Дайте краткую характеристику организмов
по способу питания: автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы. - Чем фототрофы отличаются от хемотрофов?
-
Приведите примеры продуцентов,
консументов и редуцентов
*По способу питания
все организмы подразделяются на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы (от греч. autos
— сам) — осуществляют превращение неорганических веществ в органические
(зеленые растения и некоторые микроорганизмы).
Гетеротрофы (от греч. heteros
— разный) — используют для питания готовые органические вещества (паразитные
высшие растения, грибы, некоторые микроорганизмы, все животные и человек).
Существуют организмы и со смешанным
типом питания, которые П. Пфеффер назвал миксотрофами
(от англ. mix — смешивать).
**По механизму превращения неорганических
веществ в органические среди автотрофов можно выделить фототрофы
и хемотрофы.
Фототрофы осуществляют образование
органических веществ в процессе фотосинтеза (зеленые растения, сине-зеленые
водоросли и др.).Хемотрофы создают органические вещества за
счет энергии химических реакций (серные бактерии и др).
***По отношению к трофическим (пищевым)
связям организмы экосистемы подразделяются на продуцентов, консументов
и редуцентов.
Продуценты (производители первичной
продукции) — организмы-автотрофы, производящие органическое вещество из
неорганических соединений — они представляют комплекс зеленых растений,
обеспечивающих органическим веществом все живое население нашей планеты.
Консументы (от лат. consumo
— потребляю) — организмы-гетеротрофы, потребляющие органические вещества,
созданные продуцентами. К ним относятся животные, большинство микроорганизмов,
частично насекомоядные растения.Редуценты (от лат. reductio — возвращение)
— организмы, разлагающие органические вещества и превращающие их в неорганические
вещества, усваиваемые другими организмами. К редуцентам относятся: бактерии,
грибы, сапрофаги, копрофаги, некрофаги и др. Они являются завершающим
звеном биологического круговорота веществ.
Схема переноса вещества и энергии в экосистеме
Итак, экосистема представляет собой
любое непрерывно меняющееся единство, включающее все организмы на данном
участке и взаимодействующее с окружающей средой таким образом, что поток
вещества и энергии создает определенную трофическую структуру, видовое
разнообразие и круговорот веществ внутри системы.
Роль автотрофных и гетеротрофных организмов в биосфере
Кормильцы живой природы – подходящее определение для автотрофов. Именно они создают органику из неорганических элементов и тем самым обеспечивают пищей гетеротрофов – человека, животных, грибы, бактерий.
Некоторые микроскопические организмы являются активными хищниками: амеба обыкновенная способна захватывать добычу своими ложноножками.
Обособленно стоят вирусы, чья жизнедеятельность возможна только в живой клетке. Вне ее вирус не проявляет никаких признаков деятельности, что придает ему сходство с паразитическими формами жизни.
Природа существует, основываясь на принципе равновесия — существование всех форм жизни тесно связано между собой.
Автотрофы питают гетеротрофов, создавая питательные элементы. Консументы, в результате своей жизнедеятельности, способствуют размножению первых, перенося споры и семена, опыляя цветы растений.
Завершают цепочку редуценты, разлагающие мертвую органику на неорганические элементы. Этим занимаются грибы, в том числе и микроскопические – пеницилл, дрожжи, некоторые бактерии. Именно они возвращают питательные вещества обратно в биосферу.
Так происходит круговорот веществ и элементов в природе, где каждый организм выполняет свою функцию в пищевой пирамиде.
По способу питания хемосинтезирующих бактерий относят к
1)автотрофам 2)симбионтам 3)сапротрофам 4)фототрофам
Организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии окисления сероводорода до серной кислоты, относят к
1)сапротрофам 2)фототрофам 3)гетеротрофам 4)хемотрофам
К организмам с автотрофным типом питания относят
1)высшие растения 2)животных 3)грибы 4)болезнетворные бактерии
Плесневые грибы по способу питания относят к
1)гетеротрофам 2)хемотрофам 3)симбионтам 4)паразитам
22.
Установите соответствие между группой организмов и процессом превращения веществ, который для неё характерен.
ГРУППА ОРГАНИЗМОВ
А)папоротникообразные Б)железобактерии В)бурые водоросли
Г)цианобактерии Д)зеленые водоросли Е)нитрифицирующие бактерии
ПРОЦЕСС
1)фотосинтез 2)Хемосинтез
Свободный азот из атмосферы способны усваивать
1)травянистые растения 2)микроорганизмы почвы
3)шляпочные грибы 4)почвенные животные
Бактерии гниения по типу питания относят к
1)хемосинтетикам 2)фотосинтетикам 3)сапротрофам 4)Симбионтам
Нитрифицирующие бактерии относят к
1)хемотрофам 2)фототрофам 3)сапротрофам 4)гетеротрофам
Готовыми органическими веществами питаются организмы
1)автотрофы 2)гетеротрофы 3)хемотрофы 4)фототрофы
27.
Какие организмы используют энергию окисления неорганических веществ для синтеза органических соединений?
1)гетеротрофы 2)симбионты 3)хемотрофы 4)сапротрофы
К автотрофам относятся
1)растения-паразиты 2)плесневые грибы 3)кровососущие насекомые 4)бурые водоросли
К эукариотам, которым свойствен гетеротрофный способ питания, относят
1)растения 2)бактерии 3)грибы 4)бактериофагов
30. Какой способ питания характерен для молочнокислых бактерий?
1)автотрофный 2)гетеротрофный 3)фототрофный 4)хемотрофный
Date: 2016-02-19; view: 727; Нарушение авторских прав
|
Понравилась страница?
Лайкни для друзей: |
Как питаются гетеро-организмы
Гетеротрофы и автотрофы тесно связаны между собой. Ведь выживание этих микроорганизмов напрямую связано с наличием автотрофных существ. В эту категорию входят и хемотрофы. Выходит, эти прожорливые микросущества потребляют то, что произвели для них автотрофы.
Все гетеротрофы делятся на такие виды.
- Плесень и дрожжи, питающиеся готовой пищей. Это наиболее четко отличает такие бактерии – автотрофы это или гетеротрофы.
- Бактерии, которые называются гетеротрофы сапрофиты, питаются мертвой пищей.
- Гетеротрофы, питание которых происходит за счет живых существ. Они являются болезнетворными.
Некоторые виды бактерий-гетеротрофов имеют похожее питание, что и хемосинтетики. Так, они окисляют органические соединения без усвоения кислоты. Такое питание является промежуточным. Однако особенности таких переходных типов организмов, питающихся так же, как и хемотрофы, находят свое применение в различных видах хозяйственной деятельности человека.
Какие хемотрофы
Организмы, которые получают энергию путем окисления доноров электронов, известны как хемотрофы. Их источником углерода может быть неорганический или органический углерод. Хемосинтез является основным продуктом метаболизма у хемотрофов. Во время хемосинтеза простые углеродсодержащие молекулы, такие как углекислый газ или метан, используются для производства органических соединений в качестве питательных веществ путем окисления газообразного водорода или сероводорода. Хемотрофы состоят из биогеохимически важных таксонов, таких как протеобактерии, окисляющие серу, водоросли, нейтрофильные железоокисляющие бактерии и метаногенные археи.
Организмы, которые выходят в темноте, как океаны, используют хемосинтез для производства пищи. Когда газообразный водород доступен, реакция между диоксидом углерода и водородом производит метан. В океанах аммиак и сероводород окисляются с получением пищи с или без кислорода. Хемосинтетические бактерии потребляются организмами в океане, чтобы осуществить симбиотические отношения. Вторичные продуценты в гидротермальных жерлах, холодных утечках, клатратах метана и изолированной пещерной воде получают пользу от хемотрофов.
Классификация хемотрофов
Можно выделить два типа хемотрофов: chemoorganotrophs которые окисляют органические соединения для получения энергии, и хемолитотрофы, которые окисляют неорганические соединения для получения энергии. хемолитотрофов Используйте электроны из неорганических химических источников, таких как сероводород, ионы аммония, ионы железа и элементная сера. Примеры хемолитотрофов включают Acidithiobacillus ferrooxidans, Nitrosomonas, Nitrobactor и Algae.
Хемотрофами также могут быть как автотрофы, так и гетеротрофы. Хемоавтотрофы могут быть идентифицированы на дне океана, как подводные вулканы, независимо от солнечного света. Хемосинтетические бактерии заменяют кишки гигантских трубчатых червей, таких как Riftia pachyptila В океане.
Рисунок 2: Riftia pachyptila
Тип питания фототрофов
Восполнение запасов энергии и нужных веществ клеточными организмами осуществляется с питанием. Все разновидности питания, которые сегодня известны науке, встречаются у бактерий. Процесс обмена веществ у живых организмов имеет практически один и тот же механизм, но у микроорганизмов имеется ряд особенностей в этом плане.
Световая энергия преобразуется фототрофными микроорганизмами в фотосинтетические пигменты, которые могут быть:
- хлорофиллами. При фотосинтезе происходит выделение кислорода. Этот процесс называется кислородный или оксигенный фотосинтез. Такими процессами характеризуются цианобактерии.
- бактериохлорофиллами. Пигменты, относящиеся к хлорофиллам, не выделяют кислород во время фотосинтеза. Используемый пигмент реагирует на свет с волной другой длины. Он не может поглощаться ни растениями, ни цианобактериями, ни водорослями. Аноксигенный, или бескислородный, фотосинтез характерен для пурпурных, зеленых и гелиобактерий.
- бактериородопсинами. Такой пигмент фотосинтеза встречается только у галобактерий, который содержится в пурпурных мембранах.
Есть теория, что фотосинтез может осуществляться и с другим источником света. В месте подводного термального источника обнаружили серобактерии, которые обитают на глубине ниже 2 км, куда солнечный свет не может проникнуть. Есть предположение, что происходит поглощение световых волн из термального источника бактериохлорофиллом, содержащимся в серобактериях.
Главное биологическое назначение фототрофов — это обеспечение всего живого кислородом. Некоторые виды обеспечивают круговорот азота, серы и других веществ в природе. Как видно, микроорганизмы играют большую роль в этом огромном мире.
Описание фототрофных организмов и примеры
Фототрофные организмы еще называют фотосинтезирующими микроорганизмами. Световая энергия, которую поглощают фототрофы, помогает биосинтезу клеточных компонентов и энергозависимым процессам, обеспечивающим рост бактерий.
Фототрофы представлены:
- Зелеными и пурпурными бактериями,
- Гелиобактериями,
- Цианобактериями,
- Красными, зелеными, диатомовыми и другими водорослями.
Самыми древними фотосинтезирующими автотрофами являются зеленые и пурпурные бактерии. Именно с них начались исследования фототрофной группы. По организации своей группы они похожи с сине-зелеными водорослями. Они получили название сине-зеленых бактерий, или цианобактерий, так как они являются прокариотами. Но по фотосинтезирующей форме, составу хлорофиллов и пигментам зеленые и пурпурные серобактерии сильно отличаются от других фототрофов.
Фотосинтез происходит в хлоропластах — специальных зеленых пластидах, расположенных в клетках. Хлоропласты содержат в себе хлорофилл, являющийся пигментом, окрашивающим части автотрофов в зеленый оттенок. Процесс происходит только при наличии воды и углекислого газа, выделяющегося из живых организмов при дыхании. Большая часть фототрофов выделяет кислород, который жизненно необходим объектам живой природы.
Строение фотосинтетического аппарата большинства фототрофов включает:
- Светособирающие пигменты, поглощающие световую энергию и передающую ее в реакционный центр,
- Фотохимические реакционные центры, в которых электромагнитная форма энергии трансформируется в химическую,
- Фотосинтетические электротранспортные системы, которые обеспечивают перенос электронов и запасают энергию в молекулах АТФ (аденозинтрифосфат).
Большая часть фототрофов представлена автотрофными организмами, поэтому их еще называют фотоавтотрофы. У них происходит фиксирование неорганического углерода. Таким организмам часто противопоставляются хемотрофы, получающие энергию в результате окислительно-восстановительных реакций, в которых окисляются доноры электронов. В фотоавтотрофных микроорганизмах может происходить синтез своих собственных продуктов питания, которые они получают из неорганических веществ под воздействием световой энергии и углекислого газа. К фотоавтотрофам относится ряд зеленых растений, цианобактерий и множество фотосинтезирующих бактерий.
Другой группой фототрофов выступают организмы, которые называют фотогетеротрофами. Для них свойственно использование света в качестве источника энергии и органических соединений как источника углерода. Синтез АТФ фотогетеротрофами происходит с помощью фотофосфорилирования. Поскольку эти бактерии не могут фиксировать бесцветный газ, построение биомолекул микроорганизма осуществляется с готовыми органическими соединениями. Группа таких фототрофов включает пурпурные и зеленые несерные бактерии, гелиобактерии, галобактерии и некоторые виды цианобактерий, способные расти гетеротрофно.
Гетеротрофы (гетеротрофные организмы)
Различают пищеварение в ротовой полости, желудочное и кишечное. В организации процесса переваривания корма у животных и пищи у человека важную роль играют нервная система и железы внутренней секреции. Таким образом осуществляется нервная и гуморальная регуляции пищеварительных процессов. В ротовой полости пища подвергается механической обработке и действию ряда ферментов, в основном, амипазы и мальтазы.
Под воздействием соляной кислоты и большого количества ферментов расщепляется большинство сложных органических веществ. В кишечнике происходит дальнейшее химическое превращение питательных веществ и их всасывание.
Все животные и грибы — гетеротрофы. Все растения делятся на две группы по типу использования питательных веществ – автотрофы и гетеротрофы. Одноклеточная эвглена на свету зеленая и автотроф, а в темноте бесцветная и гетеротроф. Строгими гетеротрофами являются животные и человек. Хотя между автотрофами и гетеротрофами есть принципиальное различие, резкой границы между ними иногда провести не удается (как это часто бывает в природе вообще).
Вывод
И фототрофы, и хемотрофы — две группы питания, встречающиеся в окружающей среде. Оба они встречаются в автотрофной и гетеротрофной формах. Таким образом, их автотрофы производят собственную пищу, а их гетеротрофы — пищу других организмов. Их также можно найти на первичном и вторичном уровнях пищевой цепи. Основное различие между фототрофами и хемотрофами заключается в их источнике энергии.
Ссылка: 1.»фототроф». En.wikipedia.org. Np, 2017. Веб. 8 марта 2017 г. 2.»хемотрофы». En.wikipedia.org. Np, 2017. Веб. 8 марта 2017 г. 3.»Хемосинтез». En.wikipedia.org. Np, 2017. Веб. 8 марта 2017 г.
Изображение предоставлено: 1. «Река Мертвого дерева» (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia 2. «Gollner Riftia pachyptila» Сабина Голлнер и соавт. — Сабина Голлнер, Барбара Ример, Педро Мартинес Арбизу, Надин Ле Брис, Моника Брайт (2011): Разнообразие мейофауны от подъема 9 ° 50’N восточной части Тихого океана через градиент выбросов гидротермальной жидкости. PLOS ONE 5 (8): e12321. doi: 10.1371 / journal.pone.0012321 (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia
