Хемосинтез
- 26-09-2021, 13:38
- 486
9 Клас , Біологія 9 клас Андерсон, Вихренко
§ 16. Хемосинтез
Згадаємо!
- Що таке фотосинтез?
Фотосинтез є основним, але не єдиним джерелом синтезу органічних сполук на нашій планеті. Для утворення органічних сполук з неорганічних необхідні дві складові: джерело речовин, із яких будуватимуться молекули, та джерело енергії для забезпечення цього процесу. Органічні речовини - вуглеводи, що складаються з Карбону, Оксигену й Гідрогену, можна утворити з вуглекислого газу й води. Більшою проблемою є джерело енергії. Фотосинтезуючі організми розв'язують її, засвоюючи енергію сонячного випромінювання. Іншим потенційним джерелом є енергія екзотермічних реакцій.
Процес утворення органічних сполук з неорганічних за рахунок енергії хімічних реакцій називається хемосинтезом.
Обидві групи - фотосинтетики та хемосинтетики - об'єднують в групу автотрофних організмів.
Різноманітність хемосинтетиків. Організми, здатні засвоювати енергію хімічних реакцій, належать до бактерій. Перелічимо кілька реакцій, що відбуваються за участі бактерій, у яких виділяється достатня для синтезу органічних сполук кількість енергії.
Залізобактерії окиснюють двовалентний Ферум до тривалентного. У результаті утворюється залізна руда. Сіркобактерії окиснюють Сульфур сірководню до молекулярної сірки. Тіонові бактерії також перетворюють сполуки
С. М. Виноградський (1856-1953)
Явище хемосинтезу було відкрито у 1890 р. Сергієм Миколайовичем Виноградським. Учений народився та закінчив гімназію у Києві, навчався і працював в університетах Санкт-Петербурга (Росія), Страсбурга (Франція), Цюріха (Швейцарія). До відкриття хемосинтезу вважали, що фотосинтез зелених рослин є єдиним джерелом утворення органічних речовин.
Сульфуру, окиснюючи молекулярну сірку, сульфіти або сульфіди до сульфатів. Ці організми існують у дуже кислому середовищі. Водневі бактерії окиснюють молекулярний водень до води. Нітрифікуючі бактерії здатні окиснювати амоніак, що виділяється при гнитті органічних речовин, до нітритів та нітратів. Отже, спектр перетворюваних хімічних речовин є досить широким. Проте функціонування різних хемосинтезуючих організмів має ряд спільних ознак. Так, енергія, що виділяється в зазначених вище реакціях, не використовується безпосередньо для синтезу органічних сполук. На першому етапі вона акумулюється у зв'язках молекул АТФ і лише потім використовується для синтезу органічних речовин з неорганічних. Ця особливість є спільною ознакою хемосинтезу й фотосинтезу.
Біологічна роль хемосинтезу. Загальна кількість органічних сполук, продукованих хемосинтетиками, є меншою, ніж утворених у результаті фотосинтезу, однак ці організми дуже важливі для колообігу речовин в екосистемах.
Важливе значення мають нітрифікуючі бактерії, які перетворюють Нітроген амоніаку на доступні для рослин нітрати та нітрити. Нітроген - обов'язковий компонент білків, нуклеїнових кислот і деяких фосфоліпідів, а значить є необхідним для процесів функціонування клітин. Через те доступність Нітрогену для рослин має вирішальне значення для синтезу амінокислот, нуклеотидів, фосфоліпідів та інших нітрогеновмісних сполук.
Хемосинтезуючі організми забезпечують життєдіяльність екосистем у регіонах з недостатньою кількістю сонячного світла (рис. 66). Найбільш цікавими є екосистеми так званих «чорних курців». Вони розташовані в глибоководних регіонах Тихого океану, на дні яких відкриваються гідротермальні джерела з високою концентрацією сполук Сульфуру, що надають їм характерного забарвлення.
Рис. 66. Значення хемосинтезуючих бактерій в екосистемах: а - залізобактерії надають воді характерного іржавого кольору; б - екосистема «чорних курців»; в - кільчастий черв - рифтія - живиться за рахунок симбіотичних сіркобактерій, які синтезують органічні речовини
ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ
- 1. Що таке хемосинтез?
- 2. Які організми можуть використовувати енергію хімічних реакцій для власного живлення?
- 3. Поясніть біологічну роль хемосинтезу.
Коментарі (0)