Бактерии-гетеротрофы и автотрофы, а также сапрофиты, хемосинтетики и хемотрофы
Бактерии, которые еще называются гетеротрофы, – это микроорганизмы, использующие в качестве источника энергии химические соединения, содержащие углерод. Этим они отличаются от автотрофных организмов, ведь гетеротрофы не могут существовать без внешнего источника питания.
Гетеротрофные организмы: что это
Гетеротрофные микроорганизмы не могут синтезировать органические соединения у себя внутри путем фотосинтеза или хемосинтеза. В первом случае органические соединения синтезируются при наличии солнечного света. Хемосинтетики же образуют питательные соединения путем переработки некоторых органических веществ.
Все бактерии, будь то гетеротрофы или автотрофы, непременно питаются определенными источниками. Граница между такими формами жизни условная, так как наука знает примеры организмов, имеющих переходную форму питания. Их называют миксотрофными.
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.
Роль гетеротрофных микробов в природе
Гетеротрофы перерабатывают готовые органические соединения, добывая из них углерод и окисляя его. Благодаря этим микросуществам, до 90 процентов углекислого газа попадает в атмосферу именно благодаря гетеротрофам.
Гетеротрофы и хемотрофы способствуют образованию плодородной почвы. В одном грамме почвы содержится такое колоссальное количество микробов, что позволяет говорить о ней как о живой системе.
Отметим также, что гетеротрофы сапрофиты способствуют переработке органического материала. Если бы не эти бактерии, то планета покрылась бы толстым слоем опавшей листвы, веток, а также погибших животных. Проще говоря, сапрофиты «поедают» органические отходы.
Благодаря деятельности, которую выполняют гетеротрофы или автотрофы, происходит самоочищение водоемов. Что такое самоочищение, знает каждый школьник: без этого процесса вся вода на планете очень скоро превратилась бы в полностью непригодную для употребления и жизни.
Без сапрофитов невозможна переработка органических веществ. Сапрофиты способствуют поддержанию постоянного количества биомассы.
Аэробные и анаэробные гетеротрофные организмы
Анаэробы живут в местах, где нет кислорода. Для них этот элемент, как ни странно, является токсичным. Поэтому они получают энергию для жизни путем так называемого фосфорилирования. Этот процесс происходит путем распада аминокислот и белков.
Путем брожения расщепляется глюкоза и другие глюкозообразные вещества. Известные нам процессы – молочнокислое, спиртовое, а также метановое брожение – являются анаэробными.
Аэробные формы жизни гетеротрофного типа живут только за счет кислорода. Все эти бактерии имеют достаточно разнообразную дыхательную цепь. Она помогает им приспосабливаться к разным концентрациям кислорода в воздухе.
Гетеротрофы получают энергию путем окисления АТФ (аденозинтрифосфата – важнейшего белкового соединения), для чего им и нужен кислород. Однако большое количество кислорода не означает, что в такой атмосфере смогут существовать микроорганизмы. Экспериментально доказано, что если количество свободного О2 в атмосфере достигнет половины общего объема, то развитие практически всех известных бактерий прекратится. А в атмосфере чистого 100-процентного кислорода не может развиваться ни один простейший организм, даже прокариот.
В целом роль гетеротрофных микробов в природе огромна. Без них невозможно развитие любых высших организмов. Без преувеличения можно сказать, что они являются основой жизни на Земле.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.
Бактерии-гетеротрофы и автотрофы, а также сапрофиты, хемосинтетики и хемотрофы
Питание. Бактерии бывают автотрофами и гетеротрофами. Автотрофы («сами себя питающие») не нуждаются в веществах, произведенных другими организмами. В качестве главного или единственного источника углерода они используют его диоксид (CO2). Включая CO2 и другие неорганические вещества, в частности аммиак (Nh4), нитраты (NO–3) и различные соединения серы, в сложные химические реакции, они синтезируют все необходимые им биохимические продукты.
Гетеротрофы («питающиеся другим») используют в качестве основного источника углерода (некоторым видам нужен и CO2) органические (углеродсодержащие) вещества, синтезированные другими организмами, в частности сахара. Окисляясь, эти соединения поставляют энергию и молекулы, необходимые для роста и жизнедеятельности клеток. В этом смысле гетеротрофные бактерии, к которым относится подавляющее большинство прокариот, сходны с человеком.
Главные источники энергии.
Если для образования (синтеза) клеточных компонентов используется в основном световая энергия (фотоны), то процесс называется фотосинтезом, а способные к нему виды – фототрофами. Фототрофные бактерии делятся на фотогетеротрофов и фотоавтотрофов в зависимости от того, какие соединения – органические или неорганические – служат для них главным источником углерода.Фотоавтотрофные цианобактерии (сине-зеленые водоросли), как и зеленые растения, за счет световой энергии расщепляют молекулы воды (h3O). При этом выделяется свободный кислород (1/2O2) и образуется водород (2H+), который, можно сказать, превращает диоксид углерода (CO2) в углеводы. У зеленых и пурпурных серных бактерий световая энергия используется для расщепления не воды, а других неорганических молекул, например сероводорода (h3S). В результате также образуется водород, восстанавливающий диоксид углерода, но кислород не выделяется. Такой фотосинтез называется аноксигенным.
Фотогетеротрофные бактерии, например пурпурные несерные, используют световую энергию для получения водорода из органических веществ, в частности изопропанола, но его источником у них может служить и газообразный h3.
Если основной источник энергии в клетке – окисление химических веществ, бактерии называются хемогетеротрофами или хемоавтотрофами в зависимости от того, какие молекулы служат главным источником углерода – органические или неорганические. У первых органика дает как энергию, так и углерод. Хемоавтотрофы получают энергию при окислении неорганических веществ, например водорода (до воды: 2h5 + O2 ® 2h3O), железа (Fe2+ ® Fe3+) или серы (2S + 3O2 + 2h3O ® 2SO42– + 4H+), а углерод – из СO2. Эти организмы называют также хемолитотрофами, подчеркивая тем самым, что они «питаются» горными породами.
Дыхание. Клеточное дыхание – процесс высвобождения химической энергии, запасенной в «пищевых» молекулах, для ее дальнейшего использования в жизненно необходимых реакциях. Дыхание может быть аэробным и анаэробным. В первом случае для него необходим кислород. Он нужен для работы т.н. электронотранспортной системы: электроны переходят от одной молекулы к другой (при этом выделяется энергия) и в конечном итоге присоединяются к кислороду вместе с ионами водорода – образуется вода.
Анаэробным организмам кислород не нужен, а для некоторых видов этой группы он даже ядовит. Высвобождающиеся в ходе дыхания электроны присоединяются к другим неорганическим акцепторам, например нитрату, сульфату или карбонату, или (при одной из форм такого дыхания – брожении) к определенной органической молекуле, в частности к глюкозе
БАКТЕРИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Учитывая разнообразие катализируемых бактериями химических реакций, неудивительно, что они широко используются в производстве, в ряде случаев с глубокой древности. Славу таких микроскопических помощников человека прокариоты делят с грибами, в первую очередь – дрожжами, которые обеспечивают большую часть процессов спиртового брожения, например при изготовлении вина и пива. Сейчас, когда стало возможным вводить в бактерии полезные гены, заставляя их синтезировать ценные вещества, например инсулин, промышленное применение этих живых лабораторий получило новый мощный стимул.
Пищевая промышленность. В настоящее время бактерии применяются этой отраслью в основном для производства сыров, других кисломолочных продуктов и уксуса. Главные химические реакции здесь – образование кислот. Так, при получении уксуса бактерии рода Acetobacter окисляют этиловый спирт, содержащийся в сидре или других жидкостях, до уксусной кислоты. Аналогичные процессы происходят при квашении капусты: анаэробные бактерии сбраживают содержащиеся в листьях этого растения сахара до молочной кислоты, а также уксусной кислоты и различных спиртов.
БОРЬБА С БАКТЕРИЯМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Бактерии приносят не только пользу; борьба с их массовым размножением, например в пищевых продуктах или в водных системах целлюлозно-бумажных предприятий, превратилась в целое направление деятельности.
Пища портится под действием бактерий, грибов и собственных вызывающих автолиз («самопереваривание») ферментов, если не инактивировать их нагреванием или другими способами. Поскольку главная причина порчи все-таки бактерии, разработка систем эффективного хранения продовольствия требует знания пределов выносливости этих микроорганизмов.
Одна из наиболее распространенных технологий – пастеризация молока, убивающая бактерии, которые вызывают, например, туберкулез и бруцеллез. Молоко выдерживают при 61–63° С в течение 30 мин или при 72–73° С всего 15 с. Это не ухудшает вкуса продукта, но инактивирует болезнетворные бактерии. Пастеризовать можно также вино, пиво и фруктовые соки.
Давно известна польза хранения пищевых продуктов на холоде. Низкие температуры не убивают бактерий, но не дают им расти и размножаться. Правда, при замораживании, например, до –25° С численность бактерий через несколько месяцев снижается, однако большое количество этих микроорганизмов все же выживает. При температуре чуть ниже нуля бактерии продолжают размножаться, но очень медленно. Их жизнеспособные культуры можно хранить почти бесконечно долго после лиофилизации (замораживания – высушивания) в среде, содержащей белок, например в сыворотке крови.
К другим известным методам хранения пищевых продуктов относятся высушивание (вяление и копчение), добавка больших количеств соли или сахара, что физиологически эквивалентно обезвоживанию, и маринование, т.е. помещение в концентрированный раствор кислоты. При кислотности среды, соответствующей pH 4 и ниже, жизнедеятельность бактерий обычно сильно тормозится или прекращается.
Бактерии гетеротрофы
Гетеротрофы (от греческих слов heteros — иной, другой и irophe — пища) — живые организмы, существующие за счет потребления готовых органических веществ, создаваемых автотрофами.
Микробы, которые усваивают органические соединения (сахары, аминокислоты), называются гетеротрофами. Микробы-гетеротрофы строят свое тело не из кирпичиков, а из целых блоков. Такое «крупноблочное строительство» требует меньшего числа ферментов. Выделяясь из клетки, часть из этих ферментов разлагает органические вещества внешней среды на более простые составные части; попадая в клетку, части эти и играют роль блоков.
В отличие от автотрофов гетеротрофные организмы неспособны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы вынуждены поэтому либо жить за счет автотрофов, либо питаться разлагающимися остатками.
Среди гетеротрофов выделяется группа паратрофов. Эти микробы питаются, так сказать, лишь полуфабрикатами, веществами, которые производят живые организмы.
Бактерии гетеротрофы
Чтобы из такого полуфабриката получить «готовое изделие», нужно уже немного усилий.
Где же микробы берут вещества для питания? Способ питания, а значит, и ферментный набор микробов во многом определяется теми условиями, в которых они живут (а может быть, вернее будет сказать, что ферментные наборы микробов определяют место их обитания).
Микробы вездесущи. Многие из них живут там, где ничто другое не может жить, — в воде горячих минеральных источников, например. Это типичные аутотрофы: для своей жизни они не нуждаются в присутствии других живых существ.
Бесчисленное множество микроорганизмов пользуется продуктами жизнедеятельности растений и животных и даже микробов — аутотрофов, то есть веществами, уже прошедшими частичную переработку. Все микробы брожения и гниения — гетеротрофы. Число их видов, наверное, никогда не будет подсчитано. Они живут на растительных и животных останках и в теле животных, например в кишечнике.
Ну, а паратрофы — постоянные «иждивенцы» других живых существ. Их отношения с «хозяином» (так называют организм, которому они сопутствуют) могут быть различными. Случается, что их присутствие более или менее безразлично для него; иногда они приносят ему пользу, а иногда вред (в этом случае их называют паразитами).
К гетеротрофам относятся все животные и человек, грибы, а также растения и микроорганизмы, не обладающие способностью к фотосинтезу или хемосинтезу. Все необходимые органические вещества гетеротрофы-животные получают в конечном счете из автотрофных организмов. При переваривании органические вещества автотрофов превращаются в низкомолекулярные соединения и в таком виде усваиваются гетеротрофами. Все такие животные обладают голозойным (животным) типом питания (от греческих слов holos — весь, целый и zoon — животное). Голозойные животные делятся на травоядных (точнее — растительноядных) и плотоядных в широком смысле этого слова. Есть, впрочем, и всеядные животные, которые могут питаться и растительными и животными организмами, например медведь, свинья. К всеядным гетеротрофам относится и человек. У других гетеротрофов тип питания сапрофитный. Он характерен для грибов и бактерий. Эти организмы не заглатывают пищу, а получают органические вещества в растворенном виде через клеточные стенки. Примером сапрофитов могут служить дрожжи (из органических веществ им необходим сахар). Без сапрофитов был бы невозможен круговорот веществ в природе, поскольку они осуществляют разложение и минерализацию органических веществ. Особую группу гетеротрофов составляют организмы-паразиты. Граница между гетеротрофами и автотрофами не всегда точна, так как известно, что некоторые бактерии и грибы способны усваивать углекислый газ.
Дрожжи, плесневые грибы и большинство бактерий не могут заглатывать твердую пищу; они поглощают необходимые им органические вещества непосредственно через клеточные стенки. Такой тип гетеротрофного питания называется сапрофитным. Сапрофиты могут расти только в таких местах, где имеются разлагающиеся организмы, животные или растительные, или же скопления продуктов жизнедеятельности растений и животных.
Дрожжи — типичные сапрофитные растения. Они нуждаются лишь в неорганических солях, кислороде и определенном типе сахара. Последний служит источником энергии и исходным продуктом для образования всех других необходимых для жизни веществ — белков, жиров, нуклеиновых кислот, витаминов и т. п. При достаточном доступе кислорода дрожжи получают энергию в результате полного окисления глюкозы до двуокиси углерода и воды через цикл превращения органических кислот с образованием лимонной кислоты. При недостатке кислорода дрожжи сбраживают глюкозу с образованием спирта и двуокиси углерода. Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту в ходе гликолиза и дальнейшее превращение пировиноградной кислоты в спирт и двуокись углерода дает всего около половины энергии, получаемой при полном окислении глюкозы; поэтому в отсутствие кислорода дрожжи растут очень медленно.
Дрожжи используются для производства всех спиртных напитков, а также технического этилового спирта, используемого во многих производственных процессах в качестве растворителя или сырья, например, для получения пластмасс и синтетического каучука. Дрожжи весьма устойчивы к токсическому действию спирта и продолжают образовывать его до тех пор, пока его концентрация не достигнет 12%, после чего их жизнедеятельность подавляется. Для получения более крепких спиртных напитков (например, коньяка или виски) вино или сусло подвергают перегонке.
При добавлении к тесту дрожжи сбраживают некоторые сахара, превращая их в спирт и двуокись углерода. Большая часть спирта в процессе хлебопечения испаряется, тогда как пузырьки СO2 заставляют тесто подниматься, благодаря чему хлеб получается пышным и ноздреватым.
Зоология как комплексная наука о животных
Система органического мира
Общая характеристика одноклеточных животных.
А.Надцарствонеклеточных организмов (вирусы).
Б. Надцарство доядерных организмов (procaryota) – настоящее ядро с ядерной мем –браной отсутствует.
Царство Дробянки (Mychota)
Подцарство бактерий (Bacteriobionta)
Подцарство цианеи (Cyanobionta)
В. Надцарство ядерных организмов (eucaryota) – организмы с настоящим ядром, окруженным ядерной мембраной.
Сюда входят 3 царства:
1.Царствоживотных (Animalia)
1. Подцарство простейших (Protozoa)
2. Подцарство многоклеточных животных (Metazoa)
П.Царствогрибов (Mycota)
Ш. Царство растений (Plantae)
Зоология – это наука, изучающая животных, которые в настоящее время обитают на Земле или существовали в прошлые эпохи. Зоология исследует внешнее и внутреннее строение животных, функции отдельных органов и систем органов, поведение, размножение и индивидуальное развитие, а также происхождение, эволюцию и значение животных в природе и для человека.
Органический мир, составляющий биомассу Земли, представлен в основном двумя ветвями: растениями и животными, которые отличаются рядом особенностей. Основное отличие заключается в способе питания.
Растения питаются автотрофно. Они способны усваивать неорганические вещества и на основе сложного химического процесса – фотосинтеза – строят органические вещества.
Для животных характерен гетеротрофный способ питания – готовыми органическими веществами.
Вторым существенным различием является способность животных к передвижению, что обеспечивается наличием у них нервной и мышечной систем, отсутствующих у растительных организмов. У некоторых высших растений(мимоза, росянка и др.) наблюдается движение отдельных частей, а многие низшие одноклеточные растения могут передвигаться в пространстве.
Клетки тела животных обычно не имеют целлюлозных оболочек и не содержат вакуолей клеточного сока, весьма характерных для клеток растений. Но и эти отличия в строении клеток присущи не всем животным и растениям.
Таким образом, провести резкую границу между животными и растениями невозможно. Если высшие сложно организованные животные и растения всегда значительно отличаются друг от друга по ряду признаков, то низшие их формы (особенно одноклеточные), нередко обнаруживают многие черты сходства. Клеточное строение тела тех и других также свидетельствует об общности их происхождения. Развитие растений и животных начинается с одной клетки, клетки построены по единому плану и с одинаковой жизнедеятельностью.
Несмотря на то, что биомасса животных нашей планеты невелика и составляет около 2% всего живого, роль их в биосфере значительна. Это определяется высоким уровнем энергетических процессов у животных, их большой подвижностью и исключительным разнообразием.
Животные всех типов и классов играют существенную роль в биологическом круговороте веществ на нашей планете, в трансформации солнечной энергии в сложных биологических системах, а следовательно, в непрерывном возобновлении жизни на планете и в поддержании постоянства среды жизни человека на Земле.
В упрощенной схеме биологический круговорот веществ выглядит следующим образом:
— зеленые растения, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества, потребляют углекислоту и выделяют кислород. Это первое звено – продуценты, или производители.
— животные поедают растения, потребляют кислород и выделяют углекислоту.
Гетеротрофы
Это второе звено – консументы или потребители. Различают консументов 1 порядка (фитофаги), П порядка (плотоядные животные, питающиеся фитофагами), Ш порядка (хищники, питающиеся другими животными).
— замыкают пищевые цепи сапрофаги, в основном это бактерии, грибы, которые разлагают, минерализуют органические вещества до простых растворимых соединений, возвращая их в мир неживой природы. Это третье звено – деструкторы или редуценты. Среди сапрофагов имеется и множество почвенных животных, которые переваривают мертвые ткани растений вместе с заселяющими их микробами. Но окончательное разложение и самих животных – сапрофагов, и их экскрементов заканчивают микробы.
Таким образом, животные в результате своей трофической деятельности осуществляют миграцию химических элементов в биогенном круговороте.
12Следующая ⇒
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 969; Нарушение авторских прав?;
Читайте также:
Классификация микроорганизмов по способам питания. Сущность автотрофного и гетеротрофного питания. Сапрофиты и паразиты. Привести примеры
12Следующая ⇒
Вариант 2
2.Мир микроорганизмов и его разнообразие.
28.Классификация микроорганизмов по способам питания. Сущность автотрофного и гетеротрофного питания. Сапрофиты и паразиты. Привести примеры.
Особенности развития и питания бактерий-гетеротрофов
Явление антагонизма. Антибиотики и их применение в растениеводстве.
Мир микроорганизмов и его разнообразие.
Микроорганизмы мельчайшие организмы, имеющие различное строение и разнообразные биологические свойства. Изучением строения микроорганизмов, их морфологии и физиологии, жизненных циклов и систематики, наследственности и изменчивости, взаимоотношений микроорганизмов с внешней средой и организмом человека или животного занимается микробиология.
Микроорганизмы, имеющие клеточную организацию, могут относиться к эукариотам или к прокариотам. Первая группа включает Грибы и Простейшие, вторая — Бактерии. К микроорганизмам можно отнести также неклеточные формы жизни — вирусы, вироиды и прионы.
Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в почве, воде, воздухе, в организме и на поверхности тела человека и животных, на растениях, различных предметах, в пищевых продуктах. Микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ в природе. С помощью микроорганизмов почвы осуществляются биологический круговорот углерода, азота, фосфора, фиксация молекулярного азота воздуха, благодаря их жизнедеятельности происходят разложение и минерализация животных и растительных остатков, попадающих в почву, процесс ее самоочищения от нечистот и отбросов. Микроорганизмы, обитающие в воде, участвуют в круговороте серы, железа и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного и растительного происхождения, обеспечивают самоочищение воды в водоемах. Микрофлора, заселяющая организм человека и животных, играет важную роль в их жизнедеятельности. Многие микроорганизмы используют для получения биологически активных соединений (в т. ч. антибиотиков, иммуномодуляторов и др.), различных пищевых, например кисломолочных, продуктов. В сельском хозяйстве применяют бактериальные удобрения, с помощью микроорганизмов осуществляют консервирование кормов.
Относительно небольшая часть микроорганизмов является условно-патогенной или патогенной для человека и животных. Некоторые микроорганизмы вызывают поражение с.-х. продуктов, приводят к обеднению почвы азотом, обладают деструктивным действием на объекты окружающей среды, санитарно-технические, производственные и другие сооружения и объекты, вызывают цветение и загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ (сероводорода, нитритов, микробных токсинов).
Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды. Различные микроорганизмы могут расти при температуре от -6° до +50—75° ( архебактерии — при температуре около 300°, создаваемой под давлением в горячих источниках на дне океана), повышенном уровне ионизирующего излучения, любом значении рН, при 25% концентрации хлорида натрия, в условиях различного содержания кислорода (вплоть до полного его отсутствия)
Классификация микроорганизмов по способам питания. Сущность автотрофного и гетеротрофного питания. Сапрофиты и паразиты. Привести примеры.
В соответствии с принятой сейчас классификацией микроорганизмы по типу питания разделяют на ряд групп в зависимости от источников потребления энергии и углерода. Так, выделяют:
- фототрофы, пользующиеся энергией солнечного света,
- хемотрофы, энергетическим материалом для которых служат разнообразные органические и неорганические вещества.
В зависимости от того, в какой форме микроорганизмы получают из окружающей среды углерод, их подразделяют на две группы:
- автотрофные («сами себя питающие»), использующие в качестве единственного источника углерода диоксид углерода,
- гетеротрофные («питающиеся за счет других»), получающие углерод в составе довольно сложных восстановленных органических соединений.
Таким образом, по способу получения энергии и углерода микроорганизмы можно подразделить:
- фотоавтотрофы,
- фотогетеротрофы,
- хемоавтотрофы и
- хемогетеротрофы.
- Внутри группы в зависимости от природы окисляемого субстрата, называемого донором электронов (Н-донором), в свою очередь, выделяют:
- органотрофы, потребляющие энергию при разложении органических веществ, и
- литотрофы (от греч. lithos — камень), получающие энергию за счет окисления неорганических веществ.
Поэтому в зависимости от используемого микроорганизмами источника энергии и донора электронов следует различать:
- фотоорганотрофы,
- фотолитотрофы,
- хемоорганотрофы
- хемолитотрофы.
Таким образом, выделяют восемь возможных типов питания.
Каждой группе микроорганизмов присущ определенный тип питания.
- Фототрофиия источник энергии — солнечный свет.
- Фотолитоавтотрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, использующих энергию света для синтеза веществ клетки из С02 и неорганических соединений (Н20, Н2S, S°), т.е. осуществляющих фотосинтез.
К данной группе относят цианобактерий, пурпурных серных бактерий и зеленых серных бактерий.
Цианобактерий (порядок Суаnobасtеriа1еs), как и зеленые растения, восстанавливают С02 до органического вещества фотохимическим путем, используя водород воды.
- Фотоорганогетеротрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, которые для получения энергии помимо фотосинтеза могут использовать еще и простые органические соединения.
К этой группе относятся пурпурные несерные бактерии.
Пурпурные серные бактерии (семейство Chromatiaceae) содержат бактериохлорофиллы а и b, обусловливающие способность данных микроорганизмов к фотосинтезу, и различные каротиноидные пигменты.
- Фотоорганогетеротрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, которые для получения энергии помимо фотосинтеза могут использовать еще и простые органические соединения.
К этой группе относятся пурпурные несерные бактерии.
Пурпурные несерные бактерии (семейство Rhjdospirillaceae) содержат бактериохлорофиллы а и b, а также различные каротиноиды.
Они не способны окислять сероводород (Н2S), накапливать серу и выделять ее в окружающую среду.
- При хемотрофии энергетический источник — неорганические и органические соединения.
- Хемолитоавтотрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих энергию при окислении неорганических соединений, таких, как Н2, Nh5+, N02-, Fе2+, Н2S, S°, S0з2 — , S20з2-, СО и др. Сам процесс окисления называют хемосинтезом. Углерод для построения всех компонентов клеток хемолитоавтотрофы получают из диоксида углерода.
По характеру пищи, используемой в процессе жизнедеятельности, все живые организмы делятся на автотрофных и гетеротрофных. Неорганические составные — CO2, h3O и др. служат основной пищей для автотрофных организмов (большинство растений), которые синтезируют из них путём фотосинтеза или хемосинтеза органические вещества: белки, жиры, углеводы, составляющие пищу гетеротрофных организмов (ряд растений, все Грибы, животные и человек). Помимо белков жиров и углеводов гетеротрофным организмам необходимы витамины, нуклеиновые кислоты и микроэлементы.
Автотрофы-организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества. Часть организмов (фотоавтотрофы) использует для этого энергию солнца.
К ним относятся высшие растения (исключение составляют растения-паразиты), водоросли (фотоавтотрофные протисты), фотосинтезирующие бактерии. Они получают энергию в ходе фотосинтеза, осуществляющегося в хлоропластах (эукариоты) или на клеточных мембранах (прокариоты).
В ходе фотосинтеза образуется не только глюкоза, но и аминокислоты, используемые для построения белков. Другие организмы используют для этого энергию, высвобождающуюся в ходе химических реакций. Такие организмы называются хемоавтотрофами.
Автотрофы являются продуцентами в сообществах, именно они составлют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей)
Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются органические вещества, произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты.
Некоторые организмы (например, хищные растения) сочетают в себе признаки как автотрофов, так и гетеротрофов. Такие организмы называются миксотрофами.
У низших организмов выделяют три типа питания продуктами в основном растительного происхождения, т.е. гетеротрофного питания: симбиотический, паразитический и сапрофитный.
При симбиотическом питании один организм питается отходами другого, не причиняя ему вреда. Например, нитрифицирующие бактерии, живущие на бобовых растениях снабжают их азотом. В кишечнике млекопитающих находятся бактерии, помогающие расщеплять питательные вещества, например кишечная палочка E.coli. Благодаря безвредности данной бактерии для человека она широко используется при создании БСС.
При паразитическом питании организм-паразит разрушает системы жизнедеятельности организма-хозяина.
При сапрофитномпитании организмы выделяют ферменты на мертвый или разлагающийся органический материал.
К ним относятся грибы, ряд бактерий и насекомых. Некоторые сапрофиты выделяют ферменты протеазы, способные разлагать белки, растворять оболочки других клеток, в том числе болезнетворных. Поэтому протеазы широко применяют в качестве объектов биотехнологии в моющих средствах, а также в БСС для обнаружения с помощью ферментативных реакций различных специфичных для них белков-субстратов.
12Следующая ⇒
Дата добавления: 2015-11-23; просмотров: 1626 | Нарушение авторских прав
Похожая информация:
Поиск на сайте:
Питание микроорганизмов. Гетеротрофные микроорганизмы. Различная степень гетеротрофности
Гетеротрофность – понятие достаточно широкое, объединяющее разные группы микроорганизмов. Обычно такие микроорганизмы извлекают энергию с помощью хемосинтеза.
Хемоорганотрофы (хемогетеротрофы) в качестве источников энергии и углерода используют органические соединения. Таким типом питания обладают многие бактерии и все грибы.
К гетеротрофным бактериям относят следующие группы:
-Облигатные внутриклеточные паразиты (от греч. parasitos – нахлебник) проявляют наибольшую степень гетеротрофности. Эти организмы приспособлены к жизни только внутри хозяйских клеток. Паразитический образ жизни привел к возникновению некоторых адаптаций, в результате которых редуцировались некоторые метаболические пути этих бактерий.
-Факультативные паразиты способны расти на искусственных питательных средах, хотя их состав обычно достаточно сложен. Кроме того, необходимо создание особых условий для роста таких бактерий. Факультативные паразиты способны вызывать инфекции и использовать органические вещества клеток и тканей других организмов.
-Сапрофитные бактерии (от греч. «sapros» – гнилой, «phyton» – растение) – гетеротрофные организмы, нуждающиеся в готовых органических веществах животного и растительного происхождения. От других организмов у данной группы нет специфической зависимости.
-Копиотрофные (эвтрофные) микроорганизмы (от греч. «copiosus» – изобилие) – особая группа гетеротрофных бактерий, обитающих в водоемах. Такие бактерии нуждаются в больших концентрациях органики в воде.
-Олиготрофные бактерии (от греч. «oligos» – малый) – группа гетеротрофных бактерий, обитающих в водоемах и нуждающихся в незначительных концентрациях органических веществ в воде.
Однако резкую грань между этими подгруппами гетеротрофов не всегда можно установить.
Болезнетворные бактерии где обитают и питание (Автотрофы или Гетеротрофы)ОТВЕТЬТЕ ПЖ!
Отдельные виды микробов-паразитов могут существовать во внешней среде как сапрофиты, и наоборот, некоторые сапрофиты в определенных условиях вызывают заболевания у людей, животных и растений.
Многие сапрофиты всеядны, т. е. способны использовать в качестве источника углерода разнообразные органические соединения; некоторые проявляют выраженную специфичность (избирательность) в отношении источника углерода.
Существуют и такие, которые используют только определенное вещество, их называют субстрат-специфичными микроорганизмами.
Сапрофиты наряду с органическими соединениями используют и CO2, вовлекая его в обмен веществ. Углекислый газ служит дополнительным источником углерода для биосинтеза веществ тела.
Важной в природе физиологической группой, нуждающейся в простых углеродных субстратах, являются метаногенные бактерии. Это древнейшие организмы, относящиеся к царству архей, приспособлены к потреблению СО, h3/СО2, формиат, ацетат, метанол и др.. Из этих простых субстратов с помощью ферментов: коэнзим М, никель-корриноид, метанофуран, метаноптерин, гидрогеназа, метаногены синтезируют метан. Метаногены являются строгими анаэробами, широко распространены в природе и занимают важное место в глобальном круговороте веществ. Бактерии этой физиологической группы имеют в родовом названии приставку Methano-.
Карбоксидобактерии – микроорганизмы, способные использовать в метаболизме оксид углерода. В природном круговороте СО появляется, в основном, за счет антропогенного воздействия, горения лесов и торфа, вулканической деятельности и в атмосфере подвергается фотоокислению до углекислого газа. Карбоксидобактерии аэробны, способные синтезировать СО-дегидрогеназу и использовать СО как донор электронов. Использовать СО способны сульфидогены, метаногены, гомоацетогены, фототрофы.
Метилотрофные микроорганизмы способны расти на одноуглеродных соединениях – веществах, в состав молекулы которых входит один или несколько атомов углерода, но не содержится С–С связей.
Наиболее широко распространены в природе метанотрофы, окисляющие метан, имеющие к нему большое сродство. Реже встречаются потребителя метанола, к которым можно отнести сульфатредукторов, гомоацетатные бактерии, метаногены. К окислению формиата способны энтеробактерии.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 719 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 |
magictemple.ru
По способу питания бактерии могут быть автотрофами и гетеротрофами
Каждый живой организм, даже одноклеточный, которым является бактерия, нуждается в питательных веществах. Царство микробов огромно, его представителей отличают между собой по многим признакам. В частности, по способу питания бактерии делятся на автотрофные и гетеротрофные организмы.
Микроорганизмы автотрофного и гетеротрофного способов питания – два огромных звена в круговороте веществ на Земле. Первые создают начальные органические элементы для жизнеобеспечения следующего яруса живых организмов.
Вторые формируют биомассу для питания животных и растений, сопровождают их в течение жизни, затем уничтожают мертвые тела вплоть до неорганических веществ, создавая пищу для автотрофов. Цикл начинается снова.
Принципиальные отличия питания двух групп микробов
Разделение бактерий на две группы стало возможным после изучения их обменных процессов. Оказалось, что одни обладают большей самостоятельностью, чем другие.
- Автотрофам свойственно питание неорганическими веществами простейшей структуры (водород, азот, углерод и другие). Из них бактерия самостоятельно создает сложные органические конструкции для жизнедеятельности.
- Гетеротрофы нуждаются в готовых органических элементах для своего питания.
Оба вида организмов могут поглощать необходимые им вещества только в виде растворов, поэтому важнейший элемент бактериального питания – вода. Еще она является поставщиком кислорода и водорода для реакций окисления/восстановления.
Автотрофные микроорганизмы
По способам питания автотрофные бактерии относятся к двум подгруппам в зависимости от своего энергообеспечения:
- фотосинтезирующие бациллы, использующие для обменных процессов энергию светового излучения;
- хемосинтезирующие организмы, которые для достижения этих целей прибегают к окислительно-восстановительным реакциям.
Автотрофы относятся преимущественно к почвенным микроорганизмам. Они обогащают почву органикой, что делает ее более плодородной. Активно «трудятся» в приземном слое, превращая опавшую листву, пожухлую траву в питательный гумус.
Фактически автотрофы создают органические вещества, которые используются в питании гетеротрофными организмами. А неорганические остатки колоний автотрофных железобактерий через тысячи лет могут стать месторождениями одноименных руд.
Человеческий организм для бактерий данного типа питания не представляет интереса в качестве среды обитания. Тела людей состоят из сложных органических соединений. Для автотрофных микробов они «несъедобны». По-другому относятся к человеческому организму как питательной среде бациллы гетеротрофного способа питания.
Гетеротрофные бактерии
Эти представители микромира существуют за счет других живых организмов, употребляя в пищу составляющие их органические вещества. Есть три исхода «встречи» бактерии-гетеротрофа и хозяина:
- микроб убивает животное или растение;
- иммунная защита хозяина уничтожает бациллу;
- возникает неактивное бактерионосительство или взаимовыгодное сосуществование.
Один и тот же микроорганизм в разных условиях может быть участником любой из трех ситуаций. Первоначальное его попадание в сильный молодой организм закончится смертью микроба или бактерионосительством. Как только организм хозяина ослабеет, бацилла активируется и убьет его.
По признакам взаимоотношений бактерий-гетеротрофов с живыми организмами их условно относят к трем большим группам.
- Патогенные микробы, которые, паразитируя в организме жертвы, вызывают у нее инфекционные заболевания.
- Сапрофитная флора – тихий паразит. Эти микробы могут жить в организме хозяина, не причиняя ему неприятностей. Они питаются омертвевшими клетками, остатками веществ, которые прошли через систему пищеварения хозяина.
- Симбиотические микроорганизмы взамен потребляемых ресурсов организма хозяина вырабатывают для него полезные вещества. Например, клубеньковые бактерии растений или витаминопродуцирующие микроорганизмы кишечника человека. Иногда эта взаимозависимость настолько сильна, что в случае гибели микрофлоры умирает ее бывший носитель.
Значение бактерий разного способа питания для природы и человека
Автотрофные бактерии имеют узкую «специализацию», но от этого их значение для природы не становится меньше, чем гетеротрофов. Автотрофы создают основу для всего органического многообразия на нашей планете. Многие из них становятся «создателями» минеральных месторождений.
У гетеротрофных микробов функций больше.
- Естественный отбор, который они осуществляют, уничтожая слабые, больные и старые организмы.
- Помощь в жизнеобеспечении (клубеньковые бактерии у растений, вырабатывающие витамины – у животных).
- Санитарная роль состоит в гнилостном разложении останков живых существ.
Роль бактерий-гетеротрофов в естественном отборе ясна и прозрачна. Природа стремится к совершенству, поэтому слабые организмы уничтожаются, давая место для появления более сильных особей. Устраняются и генетически несовершенные субъекты, возникающие в процессе эволюции.
Оставшимся оказывается помощь для их развития. Показательны два примера из растительной и животной жизни.
- Клубеньковые бактерии служат обогащению почвы азотом из воздуха. Они имеют специальные элементы (мезосомы), которые фиксируют азот из окружающей среды. Живут клубеньковые бактерии в корнях растений семейства бобовых.
Попадают они туда через микротрещины, потом выделяют вещества, которые стимулируют размножение клеток корня. На нем возникают клубеньковые утолщения. В них клубеньковые бактерии накапливают азот для обмена с растением на углеводы.
Этот феномен синергизма клубеньковых растений и микроорганизмов люди используют в сельском хозяйстве. Бедные азотом почвы засеивают бобовыми растениями, клубеньковые бактерии которых обогащают их азотом.
По осени их запахивают в землю. Так необходимый азот попадает из погибших растений и клубеньковых микроорганизмов в почву для последующего употребления другими культурами, которыми засеют это поле.
- Кишечник животных изнутри выстлан гетеротрофными бактериями, которые вырабатывают витамины группы B и K. Таким образом, недостаток их в пище животных и человека восполняют бактерии-симбионты гетеротрофного способа питания.
Помимо этого, гетеротрофы используются для квашения овощей, бродильных процессов. Одним из таких является молочнокислое брожение. В результате получается большое разнообразие молочнокислых продуктов, необходимых для питания человека.
Многие люди имеют аллергию на цельное молоко домашних животных. Употребление молочнокислых продуктов такой реакции не вызывает, потому что белок в них денатурирован. А он ответственен за развитие аллергических реакций.
Заключительная роль гетеротрофов в жизни каждого существа – гнилостное разложение его органических остатков. Процессы гниения необходимы природе так же, как и возникновение жизни. Микроорганизмы, осуществляющие гнилостные разрушения органики, в этот период очень опасны.
Во время гниения даже сапрофиты и симбионты могут переродиться в хищников. Гнилостные массы имеют в своем составе высокие концентрации высокопатогенных микроорганизмов. Но без такой «грязной» работы бактерий немыслимо продолжение жизни.
Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.
probakterii.ru
Автотрофы в биологии — определение и примеры автотрофных организмов
Все живые существа по типу питания можно разделить на два вида: автотрофы и гетеротрофы.
Каждый организм нуждается в питании для поддержания своей жизнедеятельности. Именно автотрофы составляют основу пищевой пирамиды, обеспечивая питательными веществами гетеротрофов.
Тем не менее подобное деление в биологии весьма условно – между ними не всегда существует четкая грань. Некоторые организмы способны питаться и тем, и другим способом. Их называют миксотрофами.
Кто такие автотрофы
Автотрофы — это организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений. Все вещества, необходимые для развития и жизнедеятельности, они способны получить из окружающей среды.
Важнейший элемент, входящий в состав клеток любой формы жизни – углерод и его соединения. Для организмов, использующих автотрофный тип питания, его источником является углекислый газ.
Характеристика автотрофов
Для протекания процессов метаболизма живому существу необходима энергия, получаемая извне. Этот источник должен быть доступен, поскольку в связи со своим строением, большинство автотрофов практически неподвижны.
Таким образом, источником энергии для них является солнечный свет или эффект химических реакций. По такому признаку все автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.
Фототрофам для создания органических соединений необходим свет. Благодаря присутствию в клетках хлоропластов, данный вид автотрофов способен фотосинтезировать. В этом процессе кванты света в ходе сложного химического взаимодействия превращаются в питательные вещества.
Хемотрофы получают энергию другим способом – из реакций окисления некоторых химических соединений.
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.
Автотрофы и гетеротрофы – сходства и отличия
В связи с различиями в способах питания, организмы серьезно отличаются между собой внешне и на клеточном уровне. Они занимают разные места в пищевой цепочке, используют отличные друг от друга вещества для поддержания своей жизни.
Таблица 1
Сравнительная характеристика автотрофов и гетеротрофов
| Признак | Автотрофы | Гетеротрофы |
| Место в пищевой цепи | Продуцент – производит питательные вещества самостоятельно. | Консумент – потребляет готовые вещества. Редуцент – перерабатывает органические элементы до неорганических. |
| Источник энергии для реакций метаболизма | Солнечная энергия. Энергия, которая выделяется в результате химической реакции. | Органические вещества |
| Запас углеводов | Крахмал | Гликоген |
| Наличие клеточной стенки – оболочки клетки, выполняющей функции защиты. | Есть | Нет |
| Реакция на внешние раздражители | Отсутствует | Присутствует |
| Системы органов | Вегетативные и репродуктивные | Соматические и репродуктивные |
Тем не менее, являясь тесно связанными между собой представителями жизни на планете Земля, автотрофы и гетеротрофы имеют также схожие черты – потребность в питании, воде, кислороде, солнечном свете.
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.
1001student.ru
Автотрофные и гетеротрофные организмы. Примеры
- Главная
- Агрономия
- Автотрофные и гетеротрофные организмы. Примеры
Деление организмов по способу питания.Определение автотрофных и гетеротрофных организмов
Автотрофные организмы питаются органическими веществами, которые образуют сами. Автотрофы способны к фотосинтезу. Они усваивать углерод из углекислого газа, используя для этого солнечную или химическую энергию, и образуют готовые органические вещества, (подробнее: Как влияют внешние факторы на процесс фотосинтеза). Гетеротрофные организмы используют готовые органические соединения животного и растительного происхождения, заключающие в себе потенциальную энергию, сами они не способны образовывать органику.
Автотрофные и гетеротрофные организмы.Автотрофные организмы
К автотрофным организмам относятся все зеленые растения, от одноклеточных водорослей до высших растений. Для получения пищи они используют энергию солнечного света, — это фотосинтетики, а так же фотосинтезирующие бактерии (пурпурные) и бактерии, которые могут использовать химическую энергию для усвоения углекислого газа.
Деление бактерий по способу питания.Хемосинтетики
Усвоение углекислого газа за счет химической энергии в отличие от фотосинтеза называется хемосинтезом. К хемосинтетикам относятся нитрифицирующие бактерии, окисляющие аммиак до азотной кислоты, железобактерии, которые окисляют закисные соли железа до окисных, серобактерии, окисляющие сероводород до серной кислоты.Продуценты
Автотрофные организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических называют продуцентами.Гетеротрофные организмы
Остальные организмы усваивают углерод из готовых органических соединений и относятся к гетеротрофам. Сюда относятся все животные, кроме одноклеточной евглены зеленой, она является как автотрофом так и гетеротрофом. Среди растений так же есть исключения, которые способны питаться как автотрофно, так и гетеротрофно, например:- росянка,
- цветок раффлезия, (подробнее: Приспособленность растений к опылению),
- пузырчатка,
- венерина мухоловка и др.
Растения гетеротрофы.Сапрофитные организмы
К гетеротрофам относятся сапрофитные организмы, которые делятся на:- сапрофиты, (от греч. «сапрос»— гнилой), использующие углерод из мертвых органических соединений;
- паразиты, (от греч. «паразитос» — нахлебник), использующие углерод из живого тела других, организмов.
- мукор,
- пеницилл,
- аспергилл.
Плесневые грибы.
К шляпочным грибам сапрофитам относятся:- навозник, (подробнее: Весенние грибы)
- дождевик,
- шампиньон и др.
Грибы сапрофиты.
Сапрофиты относятся к категории редуцентов.
К грибам паразитам относятся:- спорынья,
- головня,
- трутовик,
- фитофтора.
Грибы паразиты.
С экологической точки зрения гетеротрофы относятся к консументам. Существуют консументы 1-го порядка — это исключительно фитофаги, то есть животные, которые питаются растительной пищей (продуцентами) и консументы 2-го в порядке — хищники, которые едят консументов 1-го порядка.libtime.ru
Автотрофы
На Земле проживает огромное множество живых существ. Для удобства их изучения исследователи классифицируют все организмы по различным признакам. По типу питания все живое оказывается разделенным на две большие группы – автотрофы и гетеротрофы. Кроме того, выделяется группа миксотрофов – это организмы, приспособленные к обоим типам питания.
Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов.
Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например, одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте – гетеротрофом.
Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) – от химических реакций неорганических соединений.
Виды автотрофов
Все автотрофы делятся на:
- Фотосинтезирующие автотрофы
- Хемосинтезирующие автотрофы
Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры – источники электронов), называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту – хлорофиллу.
Ежегодно с помощью фотосинтезирующих автотрофов потребляется 480 млрд тонн зеленых растений и создается 232 млрд тонн органического вещества, а также выделяется 268 млрд тонн чистого кислорода в окружающую природу (вклад этих автотрофов неоценим для всего мира).
Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров – источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений – таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы.
Ярким примером хемосинтезирующих автотрофов являются бактерии-продуценты, которые синтезируются на дне океана из выбросов морской воды и сероводорода в органические вещества необходимые бактериям для поддержания жизнедеятельности.
Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты – гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами.
Роль автотрофов
Роль в природе автотрофов очень велика: только они могут оказаться первичными продуцентами (организмы, которые синтезируют органического вещества из неорганических), которые потом используются всеми живыми организмами – гетеротрофами для поддержания жизни (питания).
Кроме того, автотрофы имеют основополагающее значение для пищевой цепочки всего мира. Они могут брать энергию из окружающей среды (солнечную энергию) и трансформировать ее в богатую энергию молекул (углероды, белки, жиры). Такой механизм получил название «первичная продукция». Из этого следует, то, что гетеротрофы (животные, все грибы) зависят от автотрофов.
Дополнительная информация
Сапротрофных организмы (сапрофиты) – это организмы, питающиеся готовой органикой, то есть относятся к гетеротрофам, отличие состоит в том, что питаются они мертвыми останками организмов, раскладывая их, например грибы, бактерии, черви. Такие организмы относятся к категории редуцентов.
Миксотрофы (от др.-греч. μῖξις – смешение и τροφή – пища, питание) – организмы, способные использовать различные источники углерода и доноры электронов. Миксотрофы могут быть одновременно фототрофами и хемотрофами, литотрофами и органотрофами. Миксотрофами являются представители как прокариот, так и эукариот.
Примером организма с миксотрофным получением углерода и энергии является бактерия Paracoccus pantotrophus из семейства Rhodobacteraceae – хемооргано-гетеротроф, также способная существовать по хемолитоавтотрофному типу. В случае P. pantotrophusсеросодержащие соединения выступают в качестве доноров электронов. Органогетеротрофный метаболизм может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях.
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
animals-mf.ru
1. Способы питания. Автотрофное и гетеротрофное питание. Хемосинтез
Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. По способу получения необходимых для жизнедеятельности органических веществ все клетки (и живые организмы) подразделяют на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофные организмы
Автотрофные организмы способны самостоятельно синтезировать необходимые им органические вещества, получая из окружающей среды только источник углерода (CO2), воду (h3O) и минеральные соли.
Автотрофы подразделяются на две группы: фотосинтетики (фототрофы) и хемосинтетики (хемотрофы).
Для фотосинтетиков источником энергии для реакций биосинтеза служит солнечный свет. К фототрофам относятся клетки зеленых растений, содержащие хлорофилл, и бактерии, способные к фотосинтезу (например, цианобактерии).
Хемосинтетики используют для синтеза органических веществ энергию, высвобождающуюся в ходе химических превращений неорганических соединений.
Хемосинтез — образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.
Хемосинтетики — единственные организмы на Земле, не зависящие от энергии солнечного света. К ним относятся некоторые виды бактерий:
- железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного:
Fe2+\(→\)Fe3+\(+\)E;
- серобактерии окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты:
h3S+O2=2h3O+2S+E,
h3S+O2=2h3SO4+E;
- нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой и азотной кислот, которые, взаимодействуя с почвенными минералами, образуют нитриты и нитраты:
Nh4\(→\)HNO2\(→\)HNO3\(+\)E.
Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия переводится в энергию макроэргических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.
Роль хемосинтетиков велика, так как они являются непременным звеном природных круговоротов важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Они разрушают горные породы, участвуют в образовании полезных ископаемых, применяются в очистке сточных вод (серобактерии). Нитрифицирующие бактерии обогащают почву нитритами и нитратами, в форме которых растениями усваивается азот.
Гетеротрофные организмы
Гетеротрофные организмы не могут самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических соединений и нуждаются в их постоянном поглощении извне. Питаясь пищей растительного и животного происхождения, они используют энергию, запасённую в органических соединениях, и строят из полученных веществ собственные белки, липиды, углеводы и другие биополимеры.
К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.
В зависимости от того, откуда гетеротрофные организмы получают питательные вещества, их делят на группы: сапрофиты, паразиты, голозои.
Сапрофиты (сапротрофы) питаются мертвыми органическими остатками (бактерии гниения, брожения, молочнокислые бактерии, многие грибы).
Паразиты существуют только на живых организмах, нанося им вред (болезнетворные бактерии, грибы-паразиты растений, животных и человека; паразитические животные и растения).
Третья группа гетеротрофов — голозои. Голозойное питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ. Оно чаще наблюдается у многоклеточных животных, имеющих пищеварительную систему. Голозойно питающихся животных можно подразделить на плотоядных, растительноядных и всеядных.
Миксотрофные организмы
Существуют также организмы, способные использовать как автотрофный, так и гетеротрофный способы питания. Такие организмы называют миксотрофы. Это, например, эвглена зеленая, которая на свету является фототрофом, а в темноте — гетеротрофом.
Некоторые растения, например, венерина мухоловка или росянка, способны пополнять нехватку азота ловлей и перевариванием насекомых.
Другие растения частично перешли к паразитическому образу жизни и могут получать органические вещества из организма хозяина при помощи особых видоизменений корней (омела, петров крест, повилика).
Полученные авто- или гетеротрофным путем органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. За счет энергии химических связей этих веществ обязательно синтезируется универсальный источник энергии — АТФ.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА
Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель
www.yaklass.ru
