ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гетеротрофные, аутотрофные и миксотрофные организмы из "Биология с общей генетикой" Гетеротрофными (от греч. heteros — другой, иной, 1горЬе—пища) называются организмы, нуждающиеся в готовых органических веществах. Энергию, необходимую для своей жизнедеятельности, они получают при разложении готовых органических соединений. В настоящий период существования жизни на Земле гетеротрофные организмы используют органические вещества, синтезированные другими организмами. Однако, первыми живыми существами на Земле были, по-видимому, гетеротрофы, использовавшие органические вещества абиогенного происхождения. [c.68] Гетеротрофными организмами являются все животные и незеленые растения грибы и большинство бактерий. [c.68] Различают два основных способа гетеротрофного питания голо-зойный и. осмотический. Голозойный тип питания заключается в поглощении твердых частиц пищи, подвергающихся затем перевариванию. Такой тип питания характерен для животных. Простейший пример амеба заглатывает комочек пищи, который переваривается в пищеварительной вакуоли. При осмотическом питании организмы всасывают питательные вещества поверхностью тела. Так питаются дрожжевые и плесневые грибы, многие бактерии, некоторые одноклеточные животные. [c.68] Гетеротрофы усваивают только растворенные вещества. Сложные органические соединения — белки, углеводы, жиры — предварительно расщепляются ферментами. У разных организмов в процессе эволюции вырабатывались определенные комплексы ферментов, различных в зависимости от тех условий, к которым приспособился тот или иной вид. Паразитические и гнилостные бактерии приобрели способность растворять белки бактерии, обитающие на разлагающихся растительных веществах, расщепляют целлюлозу молочнокислые бактерии усваивают лактозу, а бактерии, обитающие в нефти,— угле водороды и т. д. Поступившие в бактериальную клетку вещества под действием соответствующих ферментов переводятся в белки и другие органические вещества, характерные для данного вида. В этом существо процесса ассимиляции. [c.69] У животных съеденная пища подвергается механической и химической переработке. Белки в желудке под действием фермента пепсина и в тонком кишечнике под влиянием других энзимов расщепляются до аминокислот. Из кишечника они всасываются в кровь и поступают в ткани и клетки. Здесь же из аминокислот при участии нуклеиновых кислот синтезируются белки, специфичные для каждого вида животного. Следовательно, именно здесь, в клетках и тканях, происходит ассимиляция поступивших питательных веществ. [c.69] Жиры в кишечнике омыляются желчью, расщепляются липазой, а в стенках кишечника и в лимфатических сосудах из них синтезируются жиры, специфичные для каждого вида животного. Принимая форму капелек, жиры откладываются в цитоплазме клеток. [c.69] Углеводы начинают подвергаться перевариванию в полости рта. Птиалин слюны переводит крахмал в мальтозу. Процесс образования глюкозы из крахмала совершается в кишечнике. Глюкоза всасывается ворсинками кишечника и кровью переносится к клеткам. В печени и мышцах из нее образуется животный крахмал — гликоген, представляющий собой резервный энергетический материал, необходимый не только для мышц, но и для функций всех других органов и систем. [c.69] Животные способны из углеводов синтезировать жиры и в небольшой мере из жиров — углеводы. Следовательно, эти компоненты пиши в известной мере взаимозаменяемы. Иначе обстоит дело с белками. Далеко не все аминокислоты могут синтезироваться животными из углеводов и жиров. Это объясняется отсутствием у гетеротрофных организмов ряда ферментов. [c.69] жизненно необходимым органическим веществам, которые обычно не способны синтезировать определенные виды гетеротрофных, а иногда и аутотрофные организмы, относятся витамины. [c.69] Фотосинтезирующие (от греч. photos — свет) используют энергию солнечного света, хемосинтезирующие — энергию экзотермических химических реакций. Фотосинтезирующие организмы имеют специальные органоиды — пластиды. К хемосинтезирующим относится ряд бактерий нитрифицирующие, серобактерии, железобактерии. Зеленые растения являются первичными образователями не только углеводов, но и амино-жислот, для синтеза которых необходим азот. Основная масса природ-иого азота находится в воздухе, но зеленые растения не способны к его усвоению. С. Н. Виноградским были обнаружены в почве азотфик-сирующие микроорганизмы, усваивающие свободный азот. Тот же процесс осуществляют клубеньковые бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми растениями. Связанный азот становится доступным для усвоения зелеными растениями, воспринимающими соединения азота корнями почвы. [c.70] Азотистый обмен у высших растений изучен Д. Н. Прянишниковым (1865—1948). Установлено, что продукты фотосинтеза из листьев передвигаются в корни. Здесь они подвергаются переработке, вступают в химическую связь с соединениями азота (аммиаком), образуя аминокислоты, а из них белки. Оказалось, что в синтезе аминокислот имеют большое значение не только соединения азота, поступающие в растения извне, но и продукты распада белков, образующиеся в растениях. [c.70] Первые детальные исследования хищничества у растений выполнены Ч. Дарвином. Он выяснил, что эта особенность развилась у обитателей почв, бедных усвояемыми соединениями азота, недостаток которого восполняется за счет животной пищи. [c.70] Первоисточником энергии для живых организмов Земли является Солнце. Энергия, приносимая квантами света (фотонами), поглощается хлорофиллом и в виде потенциальной химической энергии в процессе фотосинтеза накапливается в органических соединениях. Процесс фотосинтеза является основной (почти единственной) формой образования органических веществ на Земле. В качестве строительного материала для синтеза органических веществ зелеными растениями используется углекислый газ (СО2) и вода (Н2О). Углекислый газ поглощается листьями из воздуха и частично, как показали исследования, проведенные с помощью меченых i атомов, корнями из почвы. Воду всасывают корни растений из почвы. [c.70] Процесс фотосинтеза имеет две фазы световую и темповую. [c.70] В темновой фазе благодаря использованию энергии АТФ и НАДФ-Нг происходит соединение углекислого газа с водородом и фосфатной г ппой других соединений — образуется фосфоглицериновый альдегид (ФГА), условная формула которого СзНеОз-Ф, где Ф — остаток фосфорной кислоты. Из других молекул ФГА и водорода воды образуется молекула глюкозы. Эти процессы сложны, многоступенчаты, включают, помимо хролофилла, системы переноса и трансформации энергии. В темновой фазе образуются углеводы и другие соединения. [c.71] что строгая последовательность химических реакций, их сопряженный циклический характер могут иметь место только в такой высокоупорядоченной системе, какой является хлоропласт. [c.71] Один максимум поглощения света хлорофиллом приходится на красную (с длиной волны 680 тц) и другой, меньший,— на сине-фиолетовую (440 т(х) части солнечного спектра, в то время как максимальная интенсивность света, достигающего поверхности Земли, приходится на сине-зеленую и зеленую части спектра. К. А. Тимирязев, изучавший оптические свойства хлорофилла, пришел к выводу, что зеленое растение в процессе эволюции приспособилось поглощать именно те лучи, которые несут больше энергии. Но красные лучи, как известно, несут значительно меньше энергии, чем коротковолновые синие и фиолетовые. Оказалось, что хотя фотон красного света несет мало энергии, ее достаточно для фотохимического эффекта одной молекулы, а красные лучи несут больше фотонов, чем синие и фиолетовые именно поэтому растения и приспособились поглощать их в большем количестве. [c.72] При фотосинтезе наивысший коэффициент полезного действия энергии солнечного света может быть равен 28%. Однако практически растения всегда находятся в таких условиях, что полностью не могут исчерпать все свои возможности. В сельскохозяйственной практике для увеличения КПД фотосинтеза необходимо правильное размещение растений в посевах и селекция на увеличение поверхности листьев и удлинение срока их активной жизни. [c.72] К аутотрофным организмам относится также небольшая группа хемосинтезирующих бактерий, открытых русским микробиологом С. Н. Виноградским в 1887 г. Для синтеза органического вещества они используют энергию, освобождающуюся при окислении соединений водорода, серы, азота, железа и т. д. Эти организмы получили название хемосинтезирующих, а процесс — хемосинтеза. [c.72] Вернуться к основной статье