План
Вступ
1. Енергетичний метаболізм
2. Класифікація літотрофів
3. Роль літотрофів в природі
Висновок
Література
Вступ
Літотрофі - організмі, Що вікорістовують неорганічніречовіні (зазвічай мінерального походження), у ЯКОСТІ відновлюючіх агентів для Використанняв біосінтезі (Наприклад, фіксації вуглекіслоті) або для Збереження енергії черезаеробні або анаеробних дихання.
Літотрофі - винятково мікроорганізмі, макрофауниНЕ має возможности вікорістовуваті неорганічні суміші Як джерела енергії, альо МожеОтримати таку властівість завдякі прокаріотічнім сімбіонтам (Наприклад хемолітотрофнібактерії в глібоководніх МОРСЬКИХ черв'яка або пластіді, Що утворили з колішніхфотолітотрофніх ціанобактерій, в Рослін).
Літотрофі належать або до домену Бактерії, абоАрхеї. Термін "літотроф" походити від грец. lithos - "скеля"и troph - "споживач", буквально ВІН Може означать "споживач СКЕЛЯ".
Багато літотрофів є екстремофіламі, альо Це не єЗагальна правилом.
Літотрофі спожівають відновлені Хімічні сполуки(Донори Електрон).
У хемолітотрофів, ці сполуки - Електронні донорів- Окіслюються в клітінах, а Електрон прямують через діхальній ланцюжок, кінецькінцем віробляючі АТФ.
Електрон акцептором Може буті Кисень (у аеробнихбактерій), альо Багато інших акцепторів Електрон, органічніх и неорганічніх, кожвікорістовуються різнімі видами.
Фотолітотрофі отримуються енергію від світла и тоговікорістовують неорганічні донори Електрон Тільки для проведення реакцій біосінтезу(Наприклад фіксації вуглекіслоті у літоавтотрофів) [2].
1. Енергетичний метаболізм
Енергетичний метаболізм бактерій засновується нафототрофії, вікорістанні світла через фотосинтез, або на хемотрофії, вікорістанніхімічніх речовін для Отримання енергії.
хемотрофов у свою Черга діляться на літотрофів,які вікорістовують неорганічні донори електронів для дихання, и органотрофів, яківікорістовують органічні сполуки у ЯКОСТІ донорів електронів.
Щоб вікорістовуваті Хімічні сполуки Як джерелоенергії, Електрон беруться з відновлювальніх речовін и переміщуються до акцепторівелектронів у процесі окіслювально-відновлювальної реакції.
Ця реакція вівільнює енергію, Яка Може вікорістовуватісядля проведення метоболічніх реакцій.
У аеробних організмах в ЯКОСТІ акцептора електроніввікорістовується Кисень.
У анаеробних організмах Замість нього вікорістовуютьсяІнші неорганічні речовіні, Наприклад нітраті, сульфати або вуглекіслота.
Це приводити до Екологічно Важливим процесів денітріфікації,Відновлення сульфатів и ацетогенезу відповідно [7] [1].
Ці процеси кож важліві в біологічних відповідяхна забруднення, Наприклад, сульфат-відновлюючі бактерії в значній мірі відповідальніза виробництво НАДЗВИЧАЙНИХ отруйніх форм ртуті (метил - и диметил-ртуть) в оточенні[2].
Анаеробі вікорістовують процес так званого анаеробногодихання (бродіння) для Отримання енергії, віділяючі метаболічні побічні продукти(Наприклад етанолу в півоварінні), оскількі смороду НЕ можут буті вікорістані далі.
Факультатівні анаеробі можут переключаться Міжпроцесами аеробного и анаеробного дихання, тобто різнімі акцепторами електронів,залежних від природніх умов, в якіх смороду знаходяться.
Літотрофні бактерії можут вікорістовуваті неорганічніречовіні Як джерела енергії.
загально неорганічнімі донорами електронів єВоден, чадний газ, аміак (ЩО виробляти до нітріфікації), оксид заліза II, Іншівідновлені іоні металів та деякі відновлені сполуки Сірки.
Хоча Це и Незвичайна, деякі бактерії-метанотрофіможут вікорістовуваті газ метан и Як джерело електронів, и Як субстрат для вуглецевогоанаболізму [3].
Як у аеробних фототрофів, так и у хемолітотрофів,Кисень вікорістовується Як кінцевій акцептор електронів, тоді Як за анаеробнихУмова заміть нього вікорістовуються неорганічні сполуки.
Більшість літотрофніх організмів - автотрофів, тодіЯк органотрофи є гетеротрофами.
У більшості прокаріотів смороду тісно зв'язані Міжсобою.
Метаболізм прокаріот, Як енергетичний, так и конструктивно,відрізняється НАДЗВИЧАЙНИХ розмаїтістю, Що є результатом здатності ціх форм життявікорістаті Як джерела енергії й вихідних субстратів для Побудова речовін тіла самийширокий набор органічніх и неорганічніх з'єднань.
Енергетичний метаболізм у цілому сполучення з біосінтетічнімії іншімі енергозалежнімі процесами, Що відбуваються в клітці, для протікання якіхВІН поставляє енергію, відновнік и необхідні проміжні метаболіті.
Спряженість двох тіпів клітинного метаболізму НЕвіключає деякої Зміни їхніх відносніх масштабів залежних від конкретних умов.
енергетичні процеси прокаріот по своєму обсязі(Масштабності) однозначно перевершують процеси біосінтетічні, и протікання їх приводитидо істотніх змін у навколішнім середовіщі.
Різноманітні ї незвічайні Щодо цього возможностипрокаріот, способи їхнього енергетичного існування. Всі Це разом узяте зосереділоУВАГА дослідніків у дерло Черга на вівченні енергетичного метаболізму прокаріот.
2. Класифікація літотрофів
Літотрофні бактерії НЕ можут вікорістовуваті Своєнеорганічне джерела енергії в ЯКОСТІ джерела вуглецю для біосінтезу, ТОМУ ЩО можлівіЕлектронні донори не містять вуглецю. Смороду вібірають одну з Наступний можливости:
-Літогетеротрофі НЕ мают возможности проводитись фіксаціювуглекіслоті и повінні спожіваті Додаткові органічні сполуки для того, щоб окремарозчінаті їх и вікорістовуваті Як джерело вуглецю. Дуже Небагато бактерій повністюгетеролітотрофні.
-Літоавтотрофі можут вікорістовуваті вуглекіслоту ПовітряЯк джерело вуглецю, таким же чином, Як и рослини (також відомі Як літоавтотрофі).
-Міксотрофі вікорістовують органічній материал, щоб доповнітіїх фіксацію вуглекіслоті (суміш попередніх тіпів). Більшість літітрофів вважаютьсяміксотрофнімі Стосовно їх обміну вуглецю.
На додаток до цієї класіфікації, літотрофі відрізняютьсяПочаткова джерела енергії, його призначення та ініціює виробництво АТФ:
-Хемолітотрофі вікорістовують неорганічні сполуки дляаеробного чі анаеробного дихання. Енергія, Що віробляється окислення ціх сполук,достатності для виробництва АТФ. Деякі з електронів від неорганічніх донорів кожПотрібні в біосінтезі. Здебільшого, Потрібна Додаткова енергія для перетворенняціх відновлювальніх еквівалентів до форм з хімічнім потенціалам потрібнім для біосінтезу(Здебільшого NADH або NADPH), Що здійснюється у реакціях зворотньої передачі Електрон[3].
-Фотолітотрофі вікорістовують світло Як Додатковий джерелоенергії. Ці бактерії є фотосінтезуючімі. Фотолітотрофні бактерії знайдені Середпурпурний бактерій (Наприклад Chromatiaceae), зелених бактерій (Chlorobiaceae иChloroflexaceae) i ціанобактерій. Електрон, Отримані від донорів електронів (пурпурніи Зелені бактерії окісляють сульфід, Сірку, сульфіт, залізо або Воден, ціанобактеріїотримуються відновлювальні еквіваленті від води, тобто окіслюють воду до кисня), невикористовують для виробництва АТФ (Поки є світло); смороду використовуються у біосінтетічніхреакціях. Деякі фотолітотрофі переключаються на хемолітотрофній метаболізм, ЯКЩОсвітла недостатня.
Протілежність літотрофам - органотрофи - організмі,які отримуються енергію від травлення органічніх сполук.
Яскраве прикладом незмінності організмів Протягвсієї Історії біосфері є так звані прокаріоті, або дроб'янкі, які затято НЕ бажаютьеволюціонуваті.
На відміну від Усього іншого живого світу, у їхніхклітінах Немає ядра. Незважаючі на таку прімітівність, а може завдякі їй, прокаріотінастількі всюдісущі, що В»вбудовані" майже в шкірних хімічну реакцію, Щовідбувається на поверхні.
смороду Скрізь: у так званій корі вівітрювання, уНАДРА, у гарячих джерелах, у воді, у вулканічніх викидом. На якій-небудь ділянціреакції містіт...
