Фототроф
Фототрофы (от древнегреческого φῶς , φωτός ( phôs, phōtós ) «свет» и τροφή ( трофḗ ) «питание») — организмы , осуществляющие захват фотонов для производства сложных органических соединений (например, углеводов ) и приобретения энергии. Они используют энергию света . для осуществления различных клеточных метаболических процессов Распространено заблуждение , что фототрофы обязательно фотосинтезируют . Многие, но не все, фототрофы часто фотосинтезируют: они анаболически преобразуют углекислый газ в органический материал, который используется структурно, функционально или в качестве источника для последующих катаболических процессов (например, в форме крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы используют либо цепи переноса электронов , либо прямую перекачку протонов для создания электрохимического градиента, который используется АТФ-синтазой для обеспечения клетки молекулярной энергией. Фототрофы могут быть автотрофами и гетеротрофами . Если их донорами электронов и водорода являются неорганические соединения (например, Na
2 С
22О
3 , как у некоторых пурпурных серобактерий , или H
2 S , как у некоторых зеленых серобактерий ) их можно назвать еще литотрофами , так вот, некоторые фотоавтотрофы называют еще фотолитоавтотрофами. Примерами фототрофных организмов являются Rhodobacter capsulatus , Chromatium и Chlorobium .
История
[ редактировать ]Первоначально использовавшийся в другом значении, этот термин получил свое нынешнее определение после Львоффа и соавторов (1946). [1] [2]
Фотоавтотроф
[ редактировать ]Большинство хорошо известных фототрофов являются автотрофами , также известными как фотоавтотрофы , и могут фиксировать углерод . Их можно противопоставить хемотрофам , которые получают энергию за счет окисления в доноров электронов окружающей среде. Фотоавтотрофы способны синтезировать себе пищу из неорганических веществ, используя свет в качестве источника энергии. Зелёные растения и фотосинтезирующие бактерии являются фотоавтотрофами. Фотоавтотрофные организмы иногда называют голофитными . [3]
Кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для захвата световой энергии и окисляют воду, «расщепляя» ее на молекулярный кислород.
Экология
[ редактировать ]В экологическом контексте фототрофы часто являются источником пищи для соседней гетеротрофной жизни. В наземной среде преобладающим разнообразием являются растения , в то время как водная среда включает ряд фототрофных организмов, таких как водоросли (например, ламинария ), другие простейшие (например , эвглена ), фитопланктон и бактерии (например, цианобактерии ).
Цианобактерии, являющиеся прокариотическими организмами, осуществляющими кислородный фотосинтез, обитают во многих условиях окружающей среды, включая пресную воду, моря, почву и лишайники . Цианобактерии осуществляют фотосинтез, подобный растительному, поскольку органелла в растениях, осуществляющая фотосинтез, происходит из [4] эндосимбиотические цианобактерии. [5] Эта бактерия может использовать воду в качестве источника электронов для проведения CO 2 реакций восстановления .
Фотолитоавтотроф автотрофный – это 2 организм, который использует энергию света и неорганический донор электронов (например, H 2 O, H , H 2 S) и CO 2 в качестве источника углерода .
Фотогетеротроф
[ редактировать ]В отличие от фотоавтотрофов, фотогетеротрофы — это организмы, энергия которых зависит исключительно от света и главным образом от органических соединений как источника углерода. Фотогетеротрофы производят АТФ посредством фотофосфорилирования , но используют органические соединения, полученные из окружающей среды, для построения структур и других биомолекул. [6]
Классификация по светозахватывающей молекуле
[ редактировать ]Большинство фототрофов используют хлорофилл или родственный ему бактериохлорофилл для улавливания света и известны как хлорфототрофы . Другие, однако, используют ретиналь и являются ретиналофототрофами . [7]
Блок-схема
[ редактировать ]
Источник энергии Источник углерода | Хемотроф | Фототроф |
|---|---|---|
| автотроф | Хемоавтотроф | Фотоавтотроф |
| Гетеротроф | Хемогетеротроф | Фотогетеротроф |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Львофф А., CB ван Нил, П. Дж. Райан и Э. Л. Татум (1946). Номенклатура пищевых типов микроорганизмов. Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии (5-е изд.), Vol. XI, Биологическая лаборатория, Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, стр. 302–303, [1] .
- ^ Шнайдер, К. К. 1917. Краткий иллюстрированный словарь ботаники. 2-е изд., опубликовано. К. Линсбауэр. Лейпциг: Энгельманн, [2] .
- ^ Хайн, Роберт (2005). Факты о файловом словаре по биологии . Издательство информационной базы. п. 175. ИСБН 978-0-8160-5648-4 .
- ^ Хилл, Малкольм С. «Границы производственных возможностей в фототрофно-гетеротрофных симбиозах: компромиссы при распределении пулов фиксированного углерода и проблемы, которые эти альтернативы представляют для понимания приобретения внутриклеточных сред обитания». Границы микробиологии 5 (2014): 357. PMC . Веб. 11 марта 2016 г.
- ^ 3. Джонсон, Льюис, Морган, Рафф, Робертс и Уолтер. «Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты». Молекулярная биология клетки, шестое издание Альбертса. 6-е изд. Нью-Йорк: Garland Science, Taylor & Francisco Group, 2015. 774+. Распечатать.
- ^ Кэмпбелл, Нил А.; Рис, Джейн Б.; Урри, Лиза А.; Каин, Майкл Л.; Вассерман, Стивен А.; Минорский, Петр Васильевич; Джексон, Роберт Б. (2008). Биология (8-е изд.). п. 564. ИСБН 978-0-8053-6844-4 .
- ^ Гомес-Консарнау, Лаура; Рэйвен, Джон А.; Левин, Наоми М.; Каттер, Линда С.; Ван, Дели; Сигерс, Брайан; Аристеги, Хавьер; Фурман, Джед А.; Газоль, Хосеп М.; Саньюдо-Вильгельми, Серхио А. (август 2019 г.). «Микробные родопсины вносят основной вклад в солнечную энергию, улавливаемую в море» . Достижения науки . 5 (8): eaaw8855. Бибкод : 2019SciA....5.8855G . doi : 10.1126/sciadv.aaw8855 . ISSN 2375-2548 . ПМК 6685716 . ПМИД 31457093 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
