Питание. Классификация организмов в соответствии с источниками энергии и углерода.

Основные пищевые группы — это группы организмов , разделенные в зависимости от режима питания в соответствии с источниками энергии и углерода, необходимыми для жизни, роста и воспроизводства. Источниками энергии могут быть свет или химические соединения; источники углерода могут быть органического или неорганического происхождения. [1]

Термины аэробное дыхание , анаэробное дыхание и ферментация ( фосфорилирование на уровне субстрата ) не относятся к основным пищевым группам, а просто отражают различное использование возможных акцепторов электронов в конкретных организмах, таких как O 2 в аэробном дыхании или нитрат (NO 3 — ), сульфат (SO 4 2- ) или фумарат при анаэробном дыхании или различные промежуточные продукты метаболизма при ферментации.

Фототрофы поглощают свет в фоторецепторах и преобразуют его в химическую энергию. Хемотрофы выделяют энергию связи из химических соединений . [2]

Освободившаяся энергия сохраняется в виде потенциальной энергии в АТФ , углеводах или белках . В конце концов, энергия используется для таких жизненных процессов, как движение, рост и размножение.

В зависимости от наличия света растения и некоторые бактерии могут чередовать фототрофию и хемотрофию.

Органотрофы используют органические соединения в качестве доноров электронов / водорода . Литотрофы используют неорганические соединения в качестве доноров электронов / водорода.

Эти электроны или атомы водорода из восстановительных эквивалентов (доноры электронов) необходимы обе фототрофов и хемотрофы в реакциях окислительно-восстановительных , что передача энергии в анаболических процессах синтеза АТФ (в гетеротрофных) или биосинтеза (в автотрофов). Доноры электронов или водорода извлекаются из окружающей среды.

Органотрофные организмы часто также гетеротрофны, используя органические соединения в качестве источников как электронов, так и углерода. Точно так же литотрофные организмы часто также автотрофны, используя неорганические источники электронов и CO 2 в качестве источника неорганического углерода.

Некоторые литотрофные бактерии могут использовать различные источники электронов в зависимости от доступности возможных доноров.

Органические или неорганические вещества (например, кислород), используемые в качестве акцепторов электронов, необходимые в катаболических процессах аэробного или анаэробного дыхания и ферментации, здесь не учитываются.

Например, растения являются литотрофами, потому что они используют воду в качестве донора электронов для биосинтеза.

Животные являются органотрофами, потому что они используют органические соединения в качестве доноров электронов для синтеза АТФ (растения тоже это делают, но это не принимается во внимание).

Оба используют кислород при дыхании в качестве акцептора электронов и основного источника энергии [2], но этот признак не используется для определения их как литотрофов.

Гетеротрофы метаболизируют органические соединения, чтобы получить углерод для роста и развития. Автотрофы используют углекислый газ (CO 2 ) в качестве источника углерода.

Питание. Классификация организмов в соответствии с источниками энергии и углерода.

Chemoorganoheterotrophic организм является тот , который требует органических субстратов , чтобы получить его углерода для роста и развития, и который получает энергию от разложения, часто в окисление , [2] органического соединения.

Эта группа организмов может быть далее подразделена в зависимости от того, какой органический субстрат и какое соединение они используют. Разложители являются примерами хемоорганогетеротрофов, которые получают углерод и электроны или водород из мертвого органического вещества.

Травоядные и плотоядные животные являются примерами организмов, которые получают углерод и электроны или водород из живого органического вещества.

Хемоорганотрофы — это организмы, которые используют химические связи в органических соединениях или O 2 [2] в качестве источника энергии и получают электроны или водород из органических соединений, включая сахара (например, глюкозу ), жиры и белки. [3] Хемогетеротрофы также получают из этих органических соединений атомы углерода, которые им необходимы для функционирования клеток.

Все животные являются хемогетеротрофами (то есть они окисляют химические соединения в качестве источника энергии и углерода), как и грибы , простейшие и некоторые бактерии .

Важное различие между этой группой состоит в том, что хемоорганотрофы окисляют только органические соединения, в то время как хемолитотрофы вместо этого используют окисление неорганических соединений в качестве источника энергии. [4]

В следующей таблице приведены примеры для каждой группы питания: [5] [6] [7] [8]

  • Некоторые авторы используют -hydro-, когда источником является вода.

Общая финальная часть -троф происходит от древнегреческого τροφή trophḗ «питание».

Некоторые, обычно одноклеточные, организмы могут переключаться между различными метаболическими режимами, например, между фотоавтотрофией, фотогетеротрофией и хемогетеротрофией у Chroococcales [14]. Такие миксотрофные организмы могут доминировать в своей среде обитания из-за их способности использовать больше ресурсов, чем фотоавтотрофные или органо-гетеротрофные организмы. [15]

В природе могут существовать всевозможные комбинации, но одни встречаются чаще, чем другие. Например, большинство растений являются фотолитоавтотрофными , поскольку они используют свет как источник энергии, воду как донор электронов и CO 2 как источник углерода.

Все животные и грибы хемоорганогетеротрофны , поскольку они используют химические источники энергии (органические вещества и O 2 ) [2] и органические молекулы как доноры электронов / водорода и источники углерода.

Однако некоторые эукариотические микроорганизмы не ограничиваются только одним режимом питания. Например, некоторые водоросли живут фотоавтотрофно на свету, но переходят к хемоорганогетеротрофии в темноте.

Даже высшие растения сохранили способность гетеротрофно дышать ночью на крахмале, который синтезировался фототрофно в течение дня.

Прокариоты демонстрируют большое разнообразие категорий питания .

[16] Например, цианобактерии и многие пурпурные серные бактерии могут быть фотолитоавтотрофными , используя свет для получения энергии, H 2 O или сульфид в качестве доноров электронов / водорода и CO 2 в качестве источника углерода, тогда как зеленые несодержащие серы бактерии могут быть фотоорганогетеротрофными , используя органические молекулы как доноры электронов / водорода и источники углерода. [9] [16] Многие бактерии являются хемоорганогетеротрофными и используют органические молекулы в качестве источников энергии, электронов / водорода и углерода. [9] Некоторые бактерии ограничены только одной пищевой группой, тогда как другие являются факультативными и переключаются с одного режима на другой, в зависимости от доступных источников питательных веществ. [16] Сера-оксидант , железа , и анаммокс бактерия, а также метаногены являются chemolithoautotrophs , используя неорганическую энергию, электрон, и источники углерода. Хемолитогетеротрофы встречаются редко, потому что гетеротрофия подразумевает наличие органических субстратов, которые также могут служить легкими источниками электронов, делая литотрофию ненужной. Фотоорганоавтотрофы встречаются нечасто, поскольку их органический источник электронов / водорода может служить легким источником углерода, что приводит к гетеротрофии.

Усилия синтетической биологии позволили трансформировать трофический режим двух модельных микроорганизмов из гетеротрофного в хемоорганоавтотрофный:

  1. Перейти ↑ Eiler A (декабрь 2006 г.). «Доказательства повсеместности миксотрофных бактерий в верхних слоях океана: последствия и последствия» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (12): 7431–7. DOI : 10,1128 / AEM.01559-06 . PMC  1694265 . PMID  17028233 . Таблица 1: Определения метаболических стратегий для получения углерода и энергии
  2. ^ а б в г д Шмидт-Рор, К. (2020). «Кислород высокоэнергетической Молекулы Powering комплекса многоклеточный: Основные поправки к традиционной биоэнергетике» ACS Omega 5 :. 2221-2233 http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
  3. ^
    Тодар К (2009). «Интернет-учебник бактериологии Тодара» . Питание и рост бактерий . Проверено 19 апреля 2014 .
  4. ^
    Келли Д.П., Мейсон Дж, Вуд А (1987). «Энергетический метаболизм у хемолитотрофов». В van Verseveld HW, Duine JA (ред.). Рост микроорганизмов на соединениях C1 . Дордрехт: Спрингер. С. 186–187. DOI : 10.1007 / 978-94-009-3539-6_23 . ISBN 978-94-010-8082-8.
  5. ^
    Львофф А., Ван Нил CB, Райан Т.Ф., Татум Е.Л. (1946). «Номенклатура типов питания микроорганизмов» (PDF) . Симпозиумы Колд-Спринг-Харбора по количественной биологии (5-е изд.). 11 : 302–303.
  6. ^
    Эндрюс Дж. Х. (1991). Сравнительная экология микроорганизмов и макроорганизмов . Берлин: Springer Verlag. п. 68. ISBN 978-0-387-97439-2.
  7. ^
    Яфремава Л.С., Вилгос М., Томас С., Насир А., Ван М., Миттенталь Дж. Э., Каэтано-Аноллес Г. (2013). «Общая структура стратегий сохранения биологических систем помогает объяснить области жизни» . Границы генетики . 4 : 16. DOI : 10,3389 / fgene.2013.00016 . PMC  3580334 . PMID  23443991 .
  8. ^
    Маргулис Л., МакКханн Х.И., Олендзенский Л., ред. (1993). Иллюстрированный глоссарий Protoctista: словарь водорослей, Apicomplexa, инфузорий, фораминифер, микроспор, водных форм, слизистых форм и других протоктистов . Джонс и Бартлетт Обучение. стр. xxv. ISBN 978-0-86720-081-2.
  9. ^ а б в Моррис, Дж. и др. (2019). «Биология: как работает жизнь», 3-е издание, WH Freeman.
    ISBN  978-1319017637
  10. ^
    Келлерманн М.Ю., Вегенер Г., Элверт М., Йошинага М.Ю., Лин Ю.С., Холлер Т. и др. (Ноябрь 2012 г.). «Автотрофия как преобладающий способ фиксации углерода в анаэробных метанокисляющих микробных сообществах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (47): 19321–6. Bibcode : 2012PNAS..10919321K . DOI : 10.1073 / pnas.1208795109 . PMC  3511159 . PMID  23129626 .
  11. ^ а б
    Глейзер С., Бен-Ниссан Р., Бар-Он Ю.М., Антоновский Н., Нур Э., Зохар Ю. и др. (Ноябрь 2019 г.). «2» . Cell . 179 (6): 1255–1263.e12. DOI : 10.1016 / j.cell.2019.11.009 . PMC  6904909 . PMID  31778652 .
  12. ^ а б
    Гасслер Т., Зауэр М., Гассер Б., Эгермайер М., Тройер С., Каусон Т. и др. (Декабрь 2019 г.). «2» . Природа Биотехнологии . 38 (2): 210–216. DOI : 10.1038 / s41587-019-0363-0 . PMC  7008030 . PMID  31844294 .
  13. ^
    Мирошниченко М.Л., Л'Харидон С., Джантон С., Антипов А.Н., Кострикина Н.А., Тиндалл Б.Дж. и др. (Май 2003 г.). «Oceanithermus profundus gen. Nov., Sp. Nov., Термофильная, микроаэрофильная, факультативно хемолитогетеротрофная бактерия из глубоководного гидротермального источника» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 53 (Pt 3): 747–52. DOI : 10.1099 / ijs.0.02367-0 . PMID  12807196 .
  14. ^
    Риппка Р. (март 1972 г.). «Фотогетеротрофия и хемогетеротрофия одноклеточных сине-зеленых водорослей». Архив микробиологии . 87 (1): 93–98. DOI : 10.1007 / BF00424781 . S2CID  155161 .
  15. ^
    Эйлер А. (декабрь 2006 г.). «Доказательства повсеместности миксотрофных бактерий в верхних слоях океана: последствия и последствия» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (12): 7431–7. DOI : 10,1128 / AEM.01559-06 . PMC  1694265 . PMID  17028233 .
  16. ^ a b c Тан, К.-Х., Тан, Ю.Дж., Бланкеншип, RE (2011). «Пути метаболизма углерода в фототрофных бактериях и их более широкое эволюционное значение» Границы микробиологии 2 : Искусство. 165. http://dx.doi.org/10.3389/micb.2011.00165
Читайте также:  Азафен - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (таблетки 25 мг, 150 мг мв с модифицированным высвобождением) препарата антидепрессанта для лечения депрессии, аффективных расстройств у взрослых, детей и при беременности

23. Классификация организмов по типу питания (по источнику энергии, по источнику углерода)

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления вещества и энергии извне. Процесс потребления вещества и энергии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия – для осуществления процессов жизнедеятельности.

Существует два типа питания живых организмов:

  • автотрофное,
  • гетеротрофное.

Автотрофы (автотрофные организмы) – организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических – углекислого газа, воды, минеральных солей.

В зависимости от источника энергии автотрофы делят на:

  • фотоавтотрофов,
  • 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) – организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий). Иначе говоря, это организмы, не способные создавать органические вещества из неорганических, а нуждающиеся в готовых органических веществах.

По способу получения пищи гетеротрофы делят на:

  • фаготрофов (голозоев),
  • 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 делятся на:

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.

Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Организмы со смешанным типом питания называются миксотрофами.

Миксотрофы – организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).

Классификация организмов по способу питания и получения энергии — это… Что такое Классификация организмов по способу питания и получения энергии?

По способу питания живые организмы можно разделить на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы

Автотрофы (от греческих слов autos — сам и trophe — пища) — живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических. 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 удается.

Например, одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом. Автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.

Фототрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет, называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза.

Хемотрофы

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др.

Такие организмы называются хемотрофы. 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 являются гетеротрофами.

Гетеротрофы

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.

Миксотрофы

Некоторые организмы (например, хищные растения) сочетают в себе признаки как автотрофов, так и гетеротрофов. Такие организмы называются миксотрофами. Некоторые источники считают термин «миксотрофии» неверным, так как та же Венерина мухоловка ловит мух для получения азота, а пищу получает с помощью фотосинтеза.

Литотрофы и органотрофы

Эта классификация основана на делении организмов по донорам (источникам) электронов, необходимых для многих клеточных процессов. Литотрофы — организмы, для которых донорами электронов являются неорганические вещества. Органотрофы — организмы, для которых источниками электронов являются органические соединения.

Общее

Непосредственно энергию в форме молекул АТФ организмы получают в ходе клеточного дыхания — процесса, проходящего в митохондриях, гликолиза и фотосинтеза. Дыхание бывает двух типов: аэробное, в котором обязательно участвует кислород (им окисляется глюкоза) и анаэробное (состоит из двух процессов: гликолиза и спиртового или молочнокислого брожения).

См. также

  • Пищевая цепь
  • Гликолиз
  • Фотосинтез
  • Дыхание
  • Брожение

Основные группы питания — Primary nutritional groups

Основные группы питания группы организмы, разделенных в зависимости от режима питания по источникам энергии и углерода, необходимых для жизни, роста и воспроизводства. Источниками энергии могут быть свет или химические соединения; источники углерода могут быть органического или неорганического происхождения.[1]

Условия аэробного дыхания, анаэробное дыхание и ферментация (фосфорилирование на уровне субстрата) не относятся к первичным группам питания, а просто отражают различное использование возможных акцепторов электронов в конкретных организмах, например O2 при аэробном дыхании, или нитрат (НЕТ3−), сульфат (ТАК42−) или фумарат при анаэробном дыхании, или различные промежуточные продукты метаболизма при ферментации.

Первичные источники энергии

Упрощенная блок-схема для определения того, является ли организм автотроф, гетеротроф или подтип.

Фототрофы поглощать свет в фоторецепторы и преобразовать ее в химическую энергию.Хемотрофы релиз энергия связи из химические соединения.[2]

Читайте также:  Проникновение вируса в клетку. Этап обнажения вирусного генома.

Освободившаяся энергия сохраняется в виде потенциальная энергия в АТФ, углеводы, или же белки. В конце концов, энергия используется для таких жизненных процессов, как движение, рост и размножение.

Растения и некоторые бактерии могут чередовать фототрофию и хемотрофию в зависимости от наличия света.

Первичные источники восстанавливающих эквивалентов

Органотрофы использовать органические соединения в качестве доноры электронов / водорода.Литотрофы использовать неорганические соединения в качестве доноров электронов / водорода.

В электроны или атомы водорода из уменьшающие эквиваленты (доноры электронов) необходимы как фототрофам, так и хемотрофам в восстановительно-окислительные реакции которые передают энергию в анаболических процессах Синтез АТФ (у гетеротрофов) или биосинтез (в автотрофах). Доноры электронов или водорода извлекаются из окружающей среды.

Органотрофные организмы часто также гетеротрофны, они используют органические соединения в качестве источников электронов и углерода. Точно так же литотрофные организмы часто также автотрофны, используя неорганические источники электронов и CO.2 в качестве источника неорганического углерода.

Некоторые литотрофные бактерии могут использовать различные источники электронов в зависимости от доступности возможных доноров.

Органические или неорганические вещества (например, кислород), используемые в качестве акцепторов электронов, необходимые в катаболических процессах аэробных или анаэробных дыхание и ферментация здесь не учитываются.

Например, растения являются литотрофами, потому что они используют воду в качестве донора электронов для биосинтеза.

Животные являются органотрофами, потому что они используют органические соединения в качестве доноров электронов для синтеза АТФ (растения тоже это делают, но это не принимается во внимание).

Оба используют кислород при дыхании в качестве акцептора электронов и основного источника энергии.[2] но этот знак не используется для определения их как литотрофов.

Первичные источники углерода

Гетеротрофы метаболизировать органические соединения для получения углерода для роста и развития.Автотрофы использовать углекислый газ (CO2) в качестве источника углерода.

Энергия и углерод

А хемоорганогетеротрофный организм тот, который требует органических субстраты получить его углерод для роста и развития, и который получает свою энергию от разложения, часто окисление,[2] органического соединения. Эта группа организмов может быть далее подразделена в зависимости от того, какой органический субстрат и какое соединение они используют. Разложители являются примерами хемоорганогетеротрофов, которые получают углерод и электроны или водород из мертвого органического вещества. Травоядные и плотоядные животные являются примерами организмов, которые получают углерод и электроны или водород из живого органического вещества.

Хемоорганотрофы организмы которые используют химические связи в органические соединения или O2[2] в качестве источника энергии и получать электроны или водород из органических соединений, включая сахара (т.е. глюкоза), жиры и белки.[3] Хемогетеротрофы также получают из этих органических соединений атомы углерода, которые им необходимы для функционирования клеток.

Все животные являются хемогетеротрофами (то есть они окисляют химические соединения как источник энергии и углерода), а также грибы, простейшие, и немного бактерии. Важное различие между этой группой состоит в том, что хемоорганотрофы окисляют только органические соединения, в то время как хемолитотрофы вместо этого используйте окисление неорганические соединения как источник энергии.[4]

В следующей таблице приведены примеры для каждой группы питания:[5][6][7][8]

ЭнергияисточникЭлектрон /H-атомдонорИсточник углеродаИмяПримеры
Солнечный светФото- Органический-органо- Органический-гетеротроф Фотоорганогетеротроф Некоторые бактерии: Родобактер, Heliobacterium, немного зеленые несернистые бактерии[9]
Углекислый газ-автотроф Фотоорганоавтотроф
Неорганический-лито-* Органический-гетеротроф Фотолитогетеротроф Фиолетовые бактерии, не содержащие серы
Углекислый газ-автотроф Фотолитоавтотроф Некоторые бактерии (цианобактерии), некоторые эукариоты (эукариотические водоросли, наземные растения). Фотосинтез.
Нарушение Химическая СоединенияХимио- Органический-органо- Органический-гетеротроф Химиотерапияорганогетеротроф Хищный, паразитический, и сапрофитный прокариоты. Некоторые эукариоты (гетеротрофные протисты, грибы, животные)
Углекислый газ-автотроф Химиотерапияорганоавтотроф Некоторые археи (анаэробные метанотрофные археи).[10] Хемосинтез, синтетически автотрофный кишечная палочка бактерии[11] и Pichia pastoris дрожжи.[12]
Неорганический-лито-* Органический-гетеротроф Химиотерапиялитогетеротроф Некоторые бактерии (Oceanithermus profundus)[13]
Углекислый газ-автотроф Химиотерапиялитоавтотроф Некоторые бактерии (Нитробактер), некоторые археи (Метанобактерии). Хемосинтез.
  • Некоторые авторы используют -гидро- когда источником является вода.

Миксотрофы

Некоторые, обычно одноклеточные, организмы могут переключаться между разными метаболическими режимами, например, между фотоавтотрофией, фотогетеротрофией и хемогетеротрофией в Chroococcales[14]Такой миксотрофный организмы могут доминировать в своих среда обитанияиз-за их способности использовать больше ресурсов, чем фотоавтотрофные или органогетеротрофные организмы.[15]

Примеры

В природе могут существовать всевозможные комбинации, но одни встречаются чаще, чем другие. Например, большинство растений фотолитоавтотрофный, поскольку они используют свет как источник энергии, воду как донор электронов, а CO2 как источник углерода.

Все животные и грибы хемоорганогетеротрофный, поскольку они используют химические источники энергии (органические вещества и O2)[2] и органические молекулы как доноры электронов / водорода и источники углерода.

Однако некоторые эукариотические микроорганизмы не ограничиваются только одним режимом питания. Например, некоторые водоросли живут фотоавтотрофно на свету, но переходят к хемоорганогетеротрофии в темноте.

Даже высшие растения сохраняли способность гетеротрофно дышать ночью на крахмале, который синтезировался фототрофно в течение дня.

Прокариоты показать большое разнообразие категории питания.

[16] Например, цианобактерии и много фиолетовые серные бактерии возможно фотолитоавтотрофный, используя свет для получения энергии, H2O или сульфид в качестве доноров электронов / водорода и CO2 как источник углерода, тогда как зеленые несернистые бактерии возможно фотоорганогетеротрофныйс использованием органических молекул как доноров электронов / водорода, так и источников углерода.[9][16] Многие бактерии хемоорганогетеротрофный, используя органические молекулы в качестве источников энергии, электронов / водорода и углерода.[9] Некоторые бактерии ограничены только одной пищевой группой, тогда как другие факультативный и переключаться с одного режима на другой в зависимости от доступных источников питательных веществ.[16] Сероокисляющий, утюг, и анаммокс бактерии, а также метаногены находятся хемолитоавтотрофы, используя неорганическую энергию, источники электронов и углерода. Хемолитогетеротрофы редки, потому что гетеротрофия подразумевает наличие органических субстратов, которые также могут служить легкими источниками электронов, делая литотрофию ненужной. Фотоорганоавтотрофы необычны, поскольку их органический источник электронов / водорода может обеспечить легкий источник углерода, что приводит к гетеротрофии.

Синтетическая биология усилия позволили трансформировать трофический режим двух модельные микроорганизмы от гетеротрофии к хемоорганоавтотрофии:

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ Эйлер А. (декабрь 2006 г.). «Доказательства повсеместности миксотрофных бактерий в верхнем слое океана: последствия и последствия». Прикладная и экологическая микробиология. 72 (12): 7431–7. Дои:10.1128 / AEM.01559-06. ЧВК 1694265. PMID 17028233. Таблица 1: Определения метаболических стратегий для получения углерода и энергии
  2. ^ а б c d е Шмидт-Рор, К. (2020). «Кислород — это высокоэнергетическая молекула, питающая сложную многоклеточную жизнь: фундаментальные поправки к традиционной биоэнергетике» СКУД Омега 5: 2221-2233. http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
  3. ^ Тодар К (2009). «Интернет-учебник бактериологии Тодара». Питание и рост бактерий. Получено 2014-04-19.
  4. ^ Келли Д.П., Мейсон Дж, Вуд А (1987). «Энергетический метаболизм у хемолитотрофов». В van Verseveld HW, Duine JA (ред.). Рост микробов на соединениях C1. Дордрехт: Спрингер. С. 186–187. Дои:10.1007/978-94-009-3539-6_23. ISBN 978-94-010-8082-8.
  5. ^ Львофф А., Ван Нил CB, Райан Т.Ф., Татум Е.Л. (1946). «Номенклатура пищевых типов микроорганизмов» (PDF). Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии (5-е изд.). 11: 302–303.
  6. ^ Эндрюс Дж. Х. (1991). Сравнительная экология микроорганизмов и макроорганизмов. Берлин: Springer Verlag. п. 68. ISBN 978-0-387-97439-2.
  7. ^ Яфремава Л.С., Вилгос М., Томас С., Насир А., Ван М., Миттенталь Дж. Э., Каэтано-Аноллес Г. (2013). «Общая структура стратегий сохранения биологических систем помогает объяснить области жизни». Границы генетики. 4: 16. Дои:10.3389 / fgene.2013.00016. ЧВК 3580334. PMID 23443991.
  8. ^ Маргулис Л., Маккханн Х.И., Олендзенский Л., ред. (1993). Иллюстрированный глоссарий Protoctista: словарь водорослей, Apicomplexa, инфузорий, фораминифер, микроспор, водяных плесени, слизистых плесени и других протоктистов. Джонс и Бартлетт Обучение. стр. xxv. ISBN 978-0-86720-081-2.
  9. ^ а б c Моррис, Дж. И др. (2019). «Биология: как работает жизнь», 3-е издание, У. Х. Фриман. ISBN 978-1319017637
  10. ^ Келлерманн М.Ю., Вегенер Г., Элверт М., Йошинага М.Ю., Лин Ю.С., Холлер Т. и др. (Ноябрь 2012 г.). «Автотрофия как преобладающий способ фиксации углерода в анаэробных микробных сообществах, окисляющих метан». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (47): 19321–6. Bibcode:2012PNAS..10919321K. Дои:10.1073 / pnas.1208795109. ЧВК 3511159. PMID 23129626.
  11. ^ а б Глейзер С., Бен-Ниссан Р., Бар-Он Ю.М., Антоновский Н., Нур Э., Зохар Ю. и др. (Ноябрь 2019 г.). «2». Клетка. 179 (6): 1255–1263.e12. Дои:10.1016 / j.cell.2019.11.009. ЧВК 6904909. PMID 31778652.
  12. ^ а б Гасслер Т., Зауэр М., Гассер Б., Эгермайер М., Тройер С., Каусон Т. и др. (Декабрь 2019 г.). «2». Природа Биотехнологии. 38 (2): 210–216. Дои:10.1038 / s41587-019-0363-0. ЧВК 7008030. PMID 31844294.
  13. ^ Мирошниченко М.Л., Л'Харидон С., Жантон С., Антипов А.Н., Кострикина Н.А., Тиндалл Б.Дж. и др. (Май 2003 г.). «Oceanithermus profundus gen. Nov., Sp. Nov., Термофильная, микроаэрофильная, факультативно хемолитогетеротрофная бактерия из глубоководного гидротермального источника». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 53 (Pt 3): 747–52. Дои:10.1099 / ijs.0.02367-0. PMID 12807196.
  14. ^ Риппка Р. (март 1972 г.). «Фотогетеротрофия и хемогетеротрофия одноклеточных сине-зеленых водорослей». Архив микробиологии. 87 (1): 93–98. Дои:10.1007 / BF00424781. S2CID 155161.
  15. ^ Эйлер А. (декабрь 2006 г.). «Доказательства повсеместности миксотрофных бактерий в верхнем слое океана: последствия и последствия». Прикладная и экологическая микробиология. 72 (12): 7431–7. Дои:10.1128 / AEM.01559-06. ЧВК 1694265. PMID 17028233.
  16. ^ а б c Тан, К.-Х., Тан, Ю. Дж., Бланкеншип, Р. Э. (2011). «Пути метаболизма углерода у фототрофных бактерий и их более широкие эволюционные последствия» Границы микробиологии 2: Изобразительное искусство. 165. http://dx.doi.org/10.3389/micb.2011.00165
Читайте также:  Деринат - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (капли в нос 0,25%, уколы в ампулах для инъекций) лекарственного препарата для лечения гриппа, орви и других инфекционных заболеваний у взрослых, детей и при беременности

Питание организмов. Пищеварение

Михаил Октябрь 06, 2016 Организм как биологическая система Комментировать

  • Питание — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм, изменение и усвоение в нем питательных веществ и энергии.
  • Автотрофное питание — тип питания, при котором в качестве источника атомов углерода для синтеза органических веществ в организме используется двуокись углерода (СО2), и все органические вещества синтезируются самим организмом из простых неорганических молекул.
  • Гетеротрофное питание — тип питания, при котором в качестве источников атомов углерода и других элементов, необходимых для синтеза органических веществ в организме, используются готовые органические вещества.
  • Источники энергии, необходимой для осуществления первичного синтеза органических веществ в организмах:
    ■ солнечный свет,

■ химическая энергия, выделяющаяся при окислении некоторых неорганических веществ (сероводорода, серы, аммиака, водорода и др.) или расщеплении органических соединений.

Классификация организмов по типу питания

Классификация организмов по типу питания:
■ фотоавтотрофы,
■ хемоавтотрофы,
■ фотогетеротрофы,
■ хемогетеротрофы,

■ миксотрофы.

Фотоавтотрофы, или фотоавтотрофные организмы, — организмы, в которых осуществляется автотрофный тип питания, а источником энергии является солнечный свет; эти организмы осуществляют фотосинтез (примеры: все зеленые растения, некоторые протисты, цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии). Фотоавтотрофы создают запасы органического вещества на Земле.

Хемоавтотрофы — организмы, в которых осуществляется автотрофный тип питания, а источником энергии являются химические реакции; эти организмы осуществляют хемосинтез (примеры: нитрифицирующие бактерии, бесцветные серобактерии, железобактерии, водородные бактерии и др.).

Фотогетеротрофы — организмы, в которых осуществляется гетеротрофный тип питания, а источником энергии является солнечный свет (пример: пурпурные несерные бактерии, содержащие бактерио-хлорофилл).

Хемогетеротрофы — организмы, в которых осуществляется гетеротрофный тип питания, а источником энергии являются химические реакции (примеры: все животные, грибы, часть протис-тов, большинство бактерий, некоторые паразитические растения). В процессе жизнедеятельности хемогетеротрофы расщепляют органические вещества, превращая их в простые неорганические вещества и тем самым способствуя круговороту веществ в природе.

Миксотрофы (или автогетеротрофы) — небольшая группа организмов, которые, в зависимости от условий обитания, используют или автотрофный (на свету), или гетеротрофный (если имеется источник органического углерода) типы питания (примеры: некоторые цианобактерии, эвгленовые протисты).

Способы гетеротрофного питания

  1. Основные способы гетеротрофного питания:
    ■ голозойный,
    ■ сапротрофный,
    ■ симбиотрофный,
  2. ■ паразитический.

  3. Голозойное питание — питание, состоящее из процессов поглощения пищи, ее переваривания (ферментативного расщепления), всасывания, транспорта простых органических веществ к клеткам и тканям, ассимиляции (использования всосавшихся молекул для получения энергии и синтеза собственных органических веществ) и экскреции (выделения из организма в окружающую среду непереваренных остатков пищи).

■ Голозойный тип питания характерен для животных и насекомоядных растений. Свободноживущие голозойные организмы обладают специальным пищеварительным трактом.

Сапротрофное питание — тип питания с впеорганизменным перевариванием, при котором организм питается мертвым или разлагающимся органическим материалом, выделяя ферменты непосредственно на него; при этом растворимые конечные продукты переваривания всасываются и ассимилируются организмом.

■ Сапротрофный тип питания характерен для грибов и большинства бактерий.

Симбиотрофное питание — тип питания, характерный для симбиотических организмов, т.е. организмов разных видов, тесно сосуществующих, необходимых и полезных друг другу.

Паразитическое питание — тип питания, при котором организм получает органические вещества от организма хозяина, причиняя последнему существенный вред.

■ По паразитическому типу питается ряд протистов (малярийный плазмодий, дизентерийная амеба и др.), бактерий (дифтерийная палочка, холерный вибрион, стафилококки и др.), высших растений (повилика европейская, заразиха и др.), животных (сосальщики, ленточные черви, аскариды и др.).

Поступление питательных веществ в организм

❖ Способы поступления питательных веществ в организм
■ у бактерий, многих протистов, грибов — всасывание, диффузия, облегченная диффузия, активный перенос;
■ у некоторых гетеротрофных протистов (пример: амебы) — фагоцитоз, пиноцитоз с образованием пищеварительных вакуолей’,
■ у растений (через клетки корня) — всасывание, диффузия, активный перенос, осмос (поглощение воды);

■ у всех животных — через рот и глотку

Пищеварение

  • Пищеварение — совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи и химическое расщепление (под действием пищеварительных ферментов) макромолекул питательных веществ на компоненты, пригодные для усваивания организмом и участия в обмене веществ.
  • Пищеварительные ферменты — белки-катализаторы, содержащиеся в пищеварительных соках и играющие основную роль в химической переработке пищи.
  • Пищеварительные вакуоли (вторичные лизосомы) — орга-неллы, возникающие у простейших при захвате добычи.

Пищеварительные железы — специальные органы, секрети-рующие вещества, необходимые для химической переработки пищи (слюнные железы, поджелудочная железа, печень и др.).

  1. Пищеварительный, или желудочно-кишечный, тракт — совокупность специализированных органов большинства животных, предназначенных для извлечения пищи из окружающей среды, ее временного запасания и переработки (механического измельчения и химического расщепления макромолекул).
  2. Типы пищеварения: внутриклеточное, внеклеточное, смешанное, мембранное.
  3. Внутриклеточное пищеварение — тип пищеварения, при котором питательные вещества расщепляются ферментами в клетках организма (пример: губки).
  4. Внеклеточное пищеварение — тип пищеварения, при котором питательные вещества расщепляются в полостях пищеварительного тракта организма (полостное пищеварение; оно характерно для круглых и большинства кольчатых червей, моллюсков, членистоногих, хордовых), в пойманной добыче после введения в нее пищеварительных ферментов (характерно для некоторых насекомых и паукообразных) или в среде, окружающей организм (характерно для бактерий и грибов).
  5. Смешанное пищеварение — тип пищеварения, осуществляемый сначала внеклеточно (после захвата пищи), а затем внутри-клеточно (мелкие полупереваренные пищевые частицы поглощаются клетками путем фагоцитоза и окончательно перевариваются); характерно для кишечнополостных и плоских червей.
  6. Мембранное, или пристенное, пищеварение осуществляется ферментами, локализованными на структурах клеточной мембраны (развито у кишечных паразитов — аскарид) или на поверхности эпителиальных клеток кишечника (у большинства высокоорганизованных животных).
  7. У многих высших многоклеточных животных сочетаются различные типы пищеварения, что повышает эффективность и экономичность работы пищеварительной системы.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector