Охарактеризуйте особенности обмена веществ автотрофных и гетеротрофных организмов.

 

В зависимости от источника энергии и химизма исходных веществ все живые организмы планеты делятся на две группы по типу питания - автотрофы и гетеротрофы. Основным источником энергии является сол­нечный свет, благодаря которому прямо или косвенно удовлетворяются энергетические потребности организмов.

Организмы, способные синтезировать органические вещества из не­органических, называют автотрофами (в переводе с греческого «само­питающиеся»). Для их существования достаточно наличия воды, угле­кислого газа, неорганических солей и источника энергии. Автотрофное питание свойственно группам организмов:

1) фотосинтезирующим зеленым растениям и пурпурным бакте­риям, использующим для синтеза молекул органических веществ сол­нечную энергию; энергия используется для обеспечения процессов жизнедеятельности или фототрофы накапливают ее в виде химичес­ких связей синтезированных соединений. Фототрофное питание на­зывают фотосинтезом;

2) хемосинтезирующим - некоторым бактериям, получающим энер­гию при окислении определенных минеральных соединений. Благодаря наличию ферментных систем ряд бактерий способны осуществлять спе­цифические окислительные реакции и использовать выделяющуюся при этом энергию, которая расходуется для синтеза всех органических ве­ществ, необходимых для процессов жизнедеятельности.

Гетеротрофные организмы строят органическое вещество своего тела из уже имеющихся готовых органических соединений, перестраи­вая их применительно к своим потребностям. При этом узловые пункты энергетического обмена у них одинаковые с растениями. Гетеротрофные организмы находятся в прямой или косвенной зависимости от продук­тов фотосинтетической деятельности зеленых автотрофных растений. По источнику получения органического вещества гетеротрофы делят на:

- сапротрофные организмы: используют готовые органические ве­щества мертвых тел;

- паразиты: используют готовые органические вещества живых тел;

- особая группа - симбионты (симбиоз - более или менее длительное взаимовыгодное сожительство двух или нескольких организмов). Сим­бионтами могут быть лишь растения, растения и животные, только жи­вотные, бактерии и другие организмы.

Так, гетеротрофные клетки получают углеводы извне, а автотрофные клетки сами создают их в хлоропластах путем фотосинтеза (из С0₂ и Н₂0, которые поступают из окружающей среды). Большая часть углеводов рас­щепляется с целью высвобождения энергии. Получаемая энергия связы­вается в форме АТФ. Энергию АТФ клетка использует на различные жиз­ненные процессы - синтез, разрушение, движение и т.д. Глюкоза и другие углеводы используются также для биосинтеза полисахаридов, которые в форме гликолипидов и гликопротеинов включаются в гликокаликс (у животных), в форме гемицеллюлозы и пектиновых веществ - в клеточ­ную стенку растений, в форме хитина - в клеточную стенку грибов.

Растительные клетки сами синтезируют все аминокислоты, входя­щие в состав белков; это происходит в хлоропластах, митохондриях. Но часть аминокислот (незаменимых) животным клеткам приходится получать из окружающей среды; они поглощают и белки, в основном путем эндоцитоза, и расщепляют их затем в лизосомах до аминокис­лот. Белки, в том числе и ферменты, синтезируются на рибосомах с участием иРНК и тРНК. Этот синтез идет главным образом в цитоп­лазме, хлоропластах и митохондриях. Клеточные белки расщепляют­ся до аминокислот.

Обмен веществ как основное свойство организмов. Организм находится в сложных взаимоотношениях с окружающей средой. Из нее он получает пищу, воду, кислород, свет, тепло. Создавая посредством этих веществ и энергии массу живого вещества, строит свое тело. Однако, используя эту среду, организм благодаря своей жизнедеятельности одновременно и воздействует на нее, изменяет ее. Следовательно, главным процессом взаимосвязи организма и среды является обмен веществ и энергией.

Типы обмена веществ. Факторы внешней среды имеют различное значение для разных организмов. Растениям для роста и развития необходимы свет, вода и углекислый газ, минеральные вещества. Животным и грибам такие условия недостаточны. Им необходимы питательные органические вещества. По способу питания, источнику получения органических веществ и энергии все организмы делятся на автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофные организмы синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза из неорганических (углекислого газа, воды, минеральных солей), используя энергию солнечного света. К ним относятся все растительные организмы, фотосинтезирующие цианобактерии. К автотрофному питанию способны и хемосинтезирующие бактерии, использующие энергию, которая выделяется при окислении неорганических веществ: серы, железа, азота.

Процесс автотрофной ассимиляции осуществляется за счет энергии солнечного света или окисления неорганических веществ, а органические вещества синтезируются при этом из неорганических. В зависимости от поглощения неорганического вещества различают ассимиляцию углерода, ассимиляцию азота, ассимиляцию серы и других минеральных веществ. Автотрофная ассимиляция связана с процессами фотосинтеза и хемосинтеза и носит название первичного синтеза органического вещества.

Гетеротрофные организмы получают готовые органические вещества от автотрофов. Источником энергии для них является энергия, запасенная в органических веществах и выделяющаяся при химических реакциях распада и окисления этих веществ. К ним относятся животные, грибы, многие бактерии.

При гетеротрофной ассимиляции организм поглощает органические вещества в готовом виде и преобразует их в собственные органические вещества за счет энергии, содержащейся в поглощенных веществах. Гетеротрофная ассимиляция включает процессы потребления пищи, переваривания ее, усвоения и синтеза новых органических веществ. Этот процесс носит название вторичного синтеза органических веществ.

Процессы диссимиляции у организмов также различаются. Одним из них для жизнедеятельности необходим кислород – это аэробные организмы. Другим кислород не нужен, и процессы их жизнедеятельности могут протекать в бескислородной среде – это анаэробные организмы.

1. Большинство организмов являются аэробными. Это все растения, животные (за исключением некоторых паразитов), основная часть грибов и бактерий. Дыхание для них является главной формой диссимиляции. При дыхании богатые энергией органические вещества полностью окисляются до энергетически бедных веществ – углекислого газа и воды. В этих процессах используется молекулярный кислород, который образуется в процессе фотосинтеза, т. е. автотрофной ассимиляции. Этот процесс носит название биологического окисления.

Различают внешнее дыхание и внутреннее. Газообмен между организмом и внешней средой, включающий в себя поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также транспорт этих веществ по организму к отдельным органам, тканям и клеткам, называется внешним дыханием. В этом процессе кислород не используется, а только транспортируется.

Внутреннее, или клеточное, дыхание включает в себя биохимические процессы, которые приводят к усвоению кислорода, освобождению энергии и образованию воды и углекислого газа. Эти процессы протекают в цитоплазме и митохондриях эукариотических клеток или на специальных мембранах прокариотических клеток.

Обобщенное уравнение процесса дыхания:

C₆H ₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O.

2. Другой формой диссимиляции является анаэробное, или бескислородное, окисление. Процессы энергетического обмена в этом случае протекают по типу брожения. Брожение – это форма диссимиляции, при которой богатые энергией органические вещества расщепляются с освобождением энергии до менее богатых энергией, но тоже органических веществ.

В зависимости от конечных продуктов различают типы брожения: спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и т. д. Спиртовое брожение встречается у дрожжевых грибов, некоторых бактерий, а также протекает в некоторых растительных тканях. Молочнокислое брожение встречается у молочнокислых бактерий, а также протекает в мышечной ткани человека и животных при недостатке кислорода.

В эволюционном отношении брожение – более древний процесс. Но анаэробных организмов значительно меньше по сравнению с аэробными. К ним относятся многие микроорганизмы – бактерии и грибы, а также паразитические организмы, утратившие вторично способность к биологическому окислению в связи с образом жизни. Кислородный путь диссимиляции оказался более выгодным в энергетическом отношении.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I.5.Особенности этнической структуры населения Сербии в составе СФРЮ.
2. II. 2. ОБ ОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ,
3. II. Особенности применения положений о поручительстве по облигациям
4. III. Особенности грамматического строя
5. VI. Особенности методического обеспечения
6. VII. Общие особенности умственной сферы.
7. XVIII. ОСОБЕННОСТИ ПРАВОВОГО РЕЖИМА ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
8. XXII. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОБРАЩЕНИЯ С ВЕЩЕСТВАМИ,
9. XXIII. Особенности перевозки грузобагажа повагонными отправками
10. АБТЦ-2003. СТРУКТУРА, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ.
11. Агротехника выращивания и формирования кустарников в школах. Особенности выращивания сортовых сиреней и роз в кустовой и штамбовой форме.
12. Амортизационные группы (подгруппы). Особенности включения амортизируемого имущества в состав амортизационных групп (подгрупп)