Автотрофы в биологии определение и примеры автотрофных организмов

Все живые существа по типу питания можно разделить на два вида: автотрофы и гетеротрофы.

Среды жизни. Биосфера.

Задание — просто радость абитуриента. Относится к повышенному уровню сложности, но притом не является таковым. При правильном выполнении можно получить 2 балла. Представляет из себя упражнение на соотношение.

Среды жизни. Биосфера.
Среды жизни. Биосфера.

Не нужно обладать огромной базой знаний для выполнения.

Среды жизни. Биосфера.
Среды жизни. Биосфера.

Разделы из кодификатора, соответствующие заданию №18

Среды обитания организмов. Экологические факторы: абиотические, биотические. Антропогенный фактор. Их значение. 

Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты, их роль. Видовая и пространственная структуры экосистемы. Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья. Правила экологической пирамиды. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания).

Разнообразие экосистем (биогеоценозов). Саморазвитие и смена экосистем. Устойчивость и динамика экосистем. Биологическое разнообразие, саморегуляция и круговорот веществ – основа устойчивого развития экосистем. Причины устойчивости и смены экосистем. Изменения в экосистемах под влиянием деятельности человека. Агроэкосистемы, основные отличия от природных экосистем. 

Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле. Биологический круговорот и превращение энергии в биосфере, роль в нем организмов разных царств. Эволюция биосферы. 

Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение озонового экрана, кислотные дожди, парниковый эффект и др.). Проблемы устойчивого развития биосферы. Правила поведения в природной среде. 

Среды жизни. Биосфера.
Среды жизни. Биосфера.

Да, здесь 5 пунктов, но, по сути, материала не так уж и много, тем более, на 2 балла. Приступим.

Среды жизни. Биосфера.
Среды жизни. Биосфера.

Само задание на «Решу ЕГЭ» лаконично называется «Среды жизни. Биосфера», включает в себя два раздела, в которых, к сожалению, бардак. Поэтому распределим по маленьким темам задания самостоятельно. Так будет рациональнее.

Среды жизни. Биосфера.
Среды жизни. Биосфера.

Гетеротрофы — это…

Живущие на Земле организмы обеспечивают своё существование посредством переработки питательных веществ, получаемых извне. Эти вещества организм добывает двумя способами:

  1. путём синтеза (что это?) органического вещества из неорганических соединений
  2. за счёт использования готовой органики (в первую очередь углеводов)
Гетеротрофы — это...

В первом случае мы имеем дело с так называемыми автотрофами (что это?), во втором – с гетеротрофами. В данном контексте основное внимание уделяется гетеротрофным представителям биосферы (что это такое?).

Читайте также:  Кому нельзя делать прививку от коронавируса

Источником энергии для гетеротрофов служит живая либо мёртвая органика, иными словами, автотрофы и/или продукты их жизнедеятельности. То есть, гетеротрофы относятся к категории консументов (кто это?) (потребителей) либо редуцентов (кто это?) (разрушителей).

К консументам относятся:

Гетеротрофы — это...
  1. плотоядные животные (зоофаги);
  2. растительноядные животные (фитофаги);
  3. паразиты;
  4. симбиотрофы (организмы, питающиеся выделениями организма-хозяина).

Редуценты представлены грибами и бактериями, которые разрушают (разлагают) останки живых существ и превращают их в неорганическую материю и простейшие органические вещества.

По способу питания гетеротрофы делятся на:

Гетеротрофы — это...
  1. фаготрофы, использующие твёрдые куски пищи (животные);
  2. осмотрофы, поглощающие органику из растворов через стенки клеток (грибы и бактерии);
  3. сапротрофы, питающимися гниющими органическими веществами (плесневые грибки).

Усвоение пищи гетеротрофами, как правило, происходит по следующей схеме:

заглатывание ➜ переваривание ➜ всасывание ➜ усвоение ➜ выделение

Гетеротрофы — это...

Следует отметить, что некоторые гетеротрофы при определённых условиях могут применять автотропный тип питания, т.е. относятся к категории миксотрофов.

В качестве примера можно привести венерину мухоловку: это насекомоядное растение получает питание из тел попавших в её ловушки насекомых, однако на свету способно создавать органическое вещество посредством фотосинтеза (это как?).

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.

Характеристика автотрофов

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.

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.

Читайте также:  График прививок АКДС: когда и сколько раз проводят вакцинацию?

Таким образом, источником энергии для них является солнечный свет или эффект химических реакций. По такому признаку все автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.

Характеристика автотрофов

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.

Хемосинтез

Хемосинтез — древнейший тип автотрофного питания, который в процессе эволюции мог появиться раньше фотосинтеза. В отличие от фотосинтеза при хемосинтезе первичным источником энергии является не солнечный свет, а химические реакции окисления веществ, обычно неорганических.

Хемосинтез наблюдается только у ряда прокариот. Многие хемосинтетики обитают в недоступных для других организмов местах: на огромных глубинах, в бескислородных условиях.

Хемосинтез в каком-то смысле уникальное явление. Хемосинтезирующие организмы не зависят от энергии солнечного света ни напрямую как растения, ни косвенно как животные. Исключением являются бактерии, окисляющие аммиак, т. к. последний выделяется в результате гниения органики.

Сходство хемосинтеза с фотосинтезом:

  • автотрофное питание,
  • энергия запасается в АТФ и потом используется для синтеза органических веществ.

Отличия хемосинтеза:

  • источник энергии – различные окислительно-восстановительные химические реакции,
  • характерен только для ряда бактерий и архей;
  • клетки не содержат хлорофилла;
  • в качестве источника углерода для синтеза органики используется не только CO2, но также окись углерода (CO), муравьиная кислота (HCOOH), метанол (CH3OH), уксусная кислота (CH3COOH), карбонаты.

Хемосинтетики получают энергию при окислении серы, сероводорода, водорода, железа, марганца, аммиака, нитрита и др. Как видно, используются неорганические вещества.

В зависимости от окисляемого субстрата для получения энергии хемосинтетиков делят на группы: железобактерии, серобактерии, метанообразующие археи, нитрифицирующие бактерии и др.

У аэробных хемосинтезирующих организмов акцептором электронов и водорода служит кислород, т. е. он выступает в роли окислителя.

Хемотрофы играют важную роль в круговороте веществ, особенно азота, поддерживают плодородие почв.

Представители железобактерий: нитчатые и железоокисляющие лептотриксы, сферотиллюсы, галлионеллы, металлогениумы.

Распространены в пресных и морских водоемах. Образуют отложения железных руд.

Читайте также:  Паракоклюш: симптомы, лечение и профилактика у детей и взрослых

Водный сток с железобактериями

Окисляют двухвалентное железо до трехвалентного:

4FeCO3 + O2 + 6H2O → Fe(OH)3 + 4CO2 + E (энергия)

Кроме энергии в этой реакции получается углекислый газ, который связывается в органические вещества.

Кроме бактерий окисляющих железо, существуют бактерии окисляющие марганец.

Серобактерии

Серобактерии также называются тиобактериями. Это достаточно разнообразная группа микроорганизмов. Есть представители получающие энергию как от солнца (фототрофы), так и путем окисления соединений с восстановленной серой – пурпурные и зеленые серобактерии, некоторые цианеи.

2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + E

В анаэробных условиях в качестве акцептора водорода используют нитрат.

Бесцветные серобактерии (беггиаты, тиотриксы, ахроматиумы, макромонасы, акваспириллюмы) обитают в содержащих сероводород водоемах. Они 100%-ые хемосинтетики. Окисляют сероводород:

Хемосинтез

2H2S + O2 → 2H2O + 2S + E

Образующаяся в результате реакции сера накапливается в бактериях или выделяется в окружающую среду в виде хлопьев. Если сероводорода недостаточно, что эта сера может также окисляться (до серной кислоты, см. реакцию выше).

Вместо сероводорода могут также окисляться сульфиды и др.

Нитрифицирующие бактерии

Типичные представители: азотобактер, нитрозомонас, нитрозоспира.

Нитрифицирующие бактерии обитают в почве и водоемах. Энергию получают за счет окисления аммиака и азотистой кислоты, поэтому играют важную роль в круговороте азота.

Аммиак образуется при гниении белков. Окисление бактериями аммиака приводит к образованию азотистой кислоты:

2NH3 + 3O2 → HNO2 + 2H2O + E

Другая группа бактерий окисляет азотистую кислоту до азотной:

2HNO2 + O2 → 2HNO3 + E

Две реакции не равноценны по выделению энернгии. Если при окислении аммиака выделяется более 600 кДж, то при окислении азотистой кислоты – только около 150 кДж.

Азотная кислота в почве образует соли — нитраты, которые обеспечивают плодородие почвы.

Водородные бактерии

В основном распространены в почве. Окисляют водород, образующийся при анаэробном разложении органики микроорганизмами.

2H2 + O2 → 2H2O + E

Данная реакция катализируется ферментом гидрогеназой.

Метанобразующие археи и бактерии

Типичные представители: метанобактерии, метаносарцины, метанококки.

Археи строгие анаэробы, обитают в бескислородной среде.

Хемосинтез идет без участия кислорода. Чаще всего восстанавливают углекислый газ до метана водородом:

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O + E

plustilino © 2019. All Rights Reserved