Автотрофне і гетеротрофное харчування - хімічний склад клітини
Автотрофне і гетеротрофное харчування
Живі організми для своєї життєдіяльності потребують джерелах енергії. За способом отримання енергії все організми діляться на дві групи - автотрофні і гетеротрофні.
Автотрофи - це організми, які використовують для побудови свого тіла неорганічні сполуки. До них відносяться деякі бактерії і всі зелені рослини. Залежно від того, яке джерело енергії використовується автотрофними організмами для синтезу органічних сполук, їх ділять на 2 групи: фототрофи і хемотрофи. Для фототрофов джерелом енергії служить світло, а хемотрофи використовують енергію, що звільняється при окислювально-відновних реакціях.
Зелені рослини є фототрофів. За допомогою що міститься в хлоропластах хлорофілу вони здійснюють фотосинтез - перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв'язків. Відбувається це в такий спосіб. Фотосинтез складається з двох фаз - світловий і темнової. В світловий фазі кванти світла - фотони - взаємодіють з молекулами хлорофілу, в результаті чого ці молекули переходять на дуже короткий час в більш багате енергією, "порушена", стан. Потім надлишкова енергія частини порушених молекул переходить в теплоту або випускається у вигляді світла. Інша її частина передається іонам водню, завжди наявними в водному розчині внаслідок дисоціації води. Утворилися атоми водню неміцно з'єднуються з органічними молекулами - переносниками водню. Іони гідроксилу ОН - віддають свої електрони іншим молекулам і перетворюються в вільні радикали ОН. Радикали ОН взаємодіють один з одним, в результаті чого утворюється вода і молекулярний кисень: 4ОН> О2 + 2Н2 О. таким чином, джерелом молекулярного О, що утворюється в процесі фотосинтезу і виділяється в атмосферу є фотоліз - розкладання води під впливом світла. Крім фотолиза води енергія світла використовується в світловий фазі для синтезу АТФ і АДФ і фосфату без участі кисню. Це дуже ефективний процес; в хлоропластах утворюється в 30 разів більше АТФ, ніж в мітохондріях тих же рослин за участю кисню. Таким чином накопичується енергія, необхідна для процесів, що відбуваються в темновой фазі фотосинтезу. У комплексі хімічних реакцій темнової фази ключове місце займає зв'язування СО2. в цих реакціях беруть участь молекули АТФ, синтезовані під час світлової фази, і атоми Н, що утворилися в процесі фотолізу води і пов'язані з молекулами - переносниками: 6СО2 + 24Н> С6 Н12 ПРО6 + 6Н2 О. так енергія сонячного світла перетворюється в енергію хімічних зв'язків складних органічних сполук.
Деякі бактерії, позбавлені хлорофілу, здатні до синтезу органічних сполук, при цьому вони використовують енергію хімічних реакцій неорганічних речовин. Перетворення енергії хімічних реакцій в хімічну енергію синтезованих органічних сполук називається хемосинтезом. До групи автотрофов - хемосинтетиков (хемотрофов) відносять нитрифицирующие бактерії. Деякі з них використовують енергію окислення аміаку в азотної кислоти, інші - енергію окислення азотної кислоти в азотну. Відомі хемосинтетики, извлекающие енергію з окислення двовалентного заліза в тривалентне або з окислення сірководню до сірчаної кислоти. Фіксуючи атмосферне азот, переводячи нерозчинні мінерали в форму, придатну для засвоєння рослинами, хемосинтезирующие бактерії відіграють важливу роль у кругообігу речовин в природі.
Організми, які не здатні самі синтезувати органічні сполуки з неорганічних, потребують доставки їх з навколишнього середовища. Такі організми називаються гетеротрофних. До них відносяться більшість бактерій, гриби і всі тварини.