Autotrophe-Definition, Typen, Beispiele und Vs Heterotrophe

Was sind Autotrophe?

Autotrophe sind alle Organismen, die in der Lage sind, ihre eigene Nahrung zu produzieren. Für die meisten wird dies durch die Verwendung von Lichtenergie, Wasser und Kohlendioxid erreicht. Anstatt Energie von der Sonne zu verwenden, werden einige chemische Energie verwenden, um ihre eigene Nahrung herzustellen.

Alle Autotrophen verwenden nicht lebendes Material (anorganische Quellen), um ihre eigenen Lebensmittel herzustellen., Aufgrund ihrer Fähigkeit, ihre eigenen Lebensmittel herzustellen, werden Autotrophe häufig auch als Primärproduzenten bezeichnet und besetzen somit die Basis der Nahrungskette. Sie variieren stark von denen an Land (Boden) bis zu denen, die in aquatischen Umgebungen leben.,d=“92bf61201a“>

Some examples include:

• Algae
• Cyanobacteria
• Maize plant
• Grass
• Wheat
• Seaweed
• Phytoplankton

* Foodchain – Food chain refers to a linear sequence through which food energy istransferred when one organism consumes another., Diese Kette ist unterteilt inverschiedene trophische / Nährwerte.

Da Autotrophe nicht vom organischen Material abhängen und in der Lage sind, ihre eigene Nahrung aus anorganischen Quellen herzustellen, beschäftigen sie die Basis der Nahrungskette (erste trophische/ernährungsphysiologische Ebene) Mitherbivoren und Fleischfressern (sowie Allesfresser), die die zweite bzw. dritte Ebene einnehmen.,

Arten von Autotrophen

Während es eine Vielzahl von Organismen gibt, die als Autotrophen klassifiziert werden, gibt es zwei Haupttypen, basierend aufwie sie ihre Nahrung produzieren. Diese Organismen leben in verschiedenen Umgebungen undVerwenden Sie verschiedene Mechanismen (und Material), um Energie zu produzieren.,

The two types are:

• Photoautotroph

• Chemoautotroph

Phototrophs/Photoautotrophs

Basically, phototrophy involves the use of lightenergy (from the sun) for photosynthesis., Hier wird Lichtenergie aus Thesun verwendet, um Lebensmittelmaterial (organisches Material) aus Kohlendioxid und Wasser zu produzieren.

Die meisten Organismen, die diese Methode zur Herstellung von Lebensmitteln verwenden, Habenchloroplasten (membrangebunden) sowie einen membrangebundenen Kern. Als solche sind sie eukaryotische Organismen.

Es gibt verschiedene Prokaryoten, die auchfähig für die Photosynthese. Dazu gehören eine Reihe von Bakterien.,

Examples ofphototrophs/photoautotroph include:

• Higher plants (maize plant,trees, grass etc)
• Euglena
• Algae (Green algae etc)
• Bacteria (e.g.,Cyanobakterien)

* Alle Photoautotrophen haben Chlorophyll (anderequivalente Pigmente, die es ihnen ermöglichen, Lichtenergie zu absorbieren), das es ihnen ermöglicht, Lichtenergie einzufangen

* Cyanobakterien sind die einzige Art von Bakteriendas kann während des Lebens Sauerstoff produzieren.photosynthese während andere Bakterien dies nicht können(Gründe dafür werden unten im Detail erläutert)

Phototrophe und Photosynthese

Wie bereits erwähnt, haben alle Photoautotrophe Chlorophyll.,Während einige wie Cyanobakterien möglicherweise keinen Chloroplasten haben, der Thechlorophyll enthält, haben sie Chlorophyll an Ort und Stelle, um Lichtenergie einzufangen, die für die Photosynthese verwendet werden soll.

In höheren Pflanzen findet die Photosynthese stattdie Mesophyllschicht des Blattes, in der sich Chloroplasten befinden. Kohlendioxid erforderlichfür die Photosynthese gelangt in die Mesophyllschicht und in den Chloroplastendurch kleine Öffnungen auf den Blättern, die als Stomata bekannt sind.,

Typischerweise befinden sich diese Befestigungen an der Unterseite der Blätter, um den Wasserverlust während der Transpiration zu minimieren. Während Kohlendioxid durch die Stomata aufgenommen wird, wird Wasser durch Osmose aus dem Boden (durch spezielle Wurzelhaare) resorbiert. Wasser istdann zu den Blättern (und anderen Teilen der Pflanze) durch das Xylem(eines der Gefäßgewebe der Pflanzen) transportiert.

Innerhalb des Chloroplasten befindet sich Chlorophyllin der innersten Membran, die als Thylakoidmembran bekannt ist., Dieses Pigment fängt / absorbiert die roten und blauen Wellenlängen des Lichts (sichtbare Spektren) ein, das die für die Photosynthese benötigte Energie erzeugt.,

Mehr zu Chloroplasten hier

Kurze Zusammenfassung der Photosynthese

Die Photosynthese erfolgt in zwei Hauptphasen.id=“79dc8adc5a“>Lichtabhängige Phase (lichtabhängige Reaktionen)

Dies ist die erste Phase der Photosyntheseund findet in der Thylakoidmembran des Chloroplasten statt.,

Hier haben zwei Photophotosysteme, die als Photosystem I und Photosystem II (PSI und PSII) bekannt sind, eine Vielzahl von Pigmenten, einschließlich Chlorophyllmolekülen, die Lichtenergie absorbieren.Dies liefert Energie, die benötigt wird, um Elektronen aus Wassermolekülen zu bewegendie Photosysteme zur Herstellung von NADPH (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat)und ATP (Adenosintriphosphat).

Die erste Phase der Photosynthese wird als lichtabhängig bezeichnet, da sie nur in Gegenwart von Sonnenlicht stattfindet.,Der Hauptzweck dieser Phase besteht darin, Lichtenergie von der Sonne umzuwandelnochemische Energie (ATP und NADPH). Mit dieser chemischen Energie können Pflanzen organisches Material wie Zucker synthetisieren.

Lichtunabhängige Reaktionen

In Pflanzen finden die lichtunabhängigen Reaktionen in Abwesenheit von Sonnenlicht statt. Da die erste Phase (lichtabhängige Reaktionen)erfolgreich Energie in Form von ATP und NADPH produzierte, ist Sonnenlicht nicht notwendiger, da diese Energiequellen die erforderliche Energie für die Zuckersynthese liefern., Hier wird der Calvin-Zyklus verwendet, um die lichtunabhängigen zu beschreibenreaktionen.

Im Calvin-Zyklus kombiniert Kohlendioxid mit Ribulose-1, 5-Bisphosphat (RuBP) in Gegenwart von RuBPcarboxylase/Oxygenase, (RuBisCO) Enzym, um Zweimoleküle von 3-Phosphoglykerinsäure (3-PGA) zu produzieren, die eine Drei-Kohlenstoff-Verbindung ist.Dies ist die erste Stufe der lichtunabhängigen Reaktion und wird als Kohlenstofffixierung bezeichnet.

Die zweite Phase wird als Reduktion bezeichnet und erfordert ATP und NADPH., In diesem Stadium liefern die beiden Energiequellen die Energie, die benötigt wird, um3-Phosphoglyceriansäure in Glyceraldehyd-3-phosphat (G3P) umzuwandeln, das einrei-Kohlenstoff-Zucker ist.

Schließlich werden in der dritten als Regeneration bekannten Stufe Somemoleküle von Glyceraldehyd-3-phosphat zur Herstellung von Zuckermolekülen(Glukose) verwendet, während andere recycelt werden, um RuBP für mehr zu regenerierenaktionen. Diese Phase wird durch ATP angeheizt, das als Energiequelle dient.,

Chlorophyll

For photoautotrophs, chlorophyll is a veryimportant pigment. This is because it helps capture sunlight that is then usedduring photosynthesis. All organisms that carry out photosynthesis havechlorophyll.,

Es gibt zwei Haupttypen von Chlorophyll, einschließlich:

Chlorophyll a – Chlorophyll a ist das häufigste Chlorophyllund kann in der Mehrheit der Photoautotrophen gefunden werden, einschließlichcyanobakterien, höhere Pflanzen und Algen. Chlorophyll (a) fängt blau-violetund orange-rotes Licht (bei 675nm) ein, während es grünes Licht reflektiert (also erscheintgrün in der Farbe). Energie aus diesen Wellenlängen wird dann für die Photosynthese verwendet.,

Chlorophyll b – Chlorophyll b ist Häufig in Algen und plantsand erfasst grünes Licht (bei 640 nm). In den Organismen,in denen es gefunden wird, leitet Chlorophyll b Energie vom Licht an Chlorophyll a weiter und wirkt so Aufkomplementierung Chlorophyll a. Es ist besonders nützlich, wenn wenig Licht abgegeben wird, das ein breiteres Spektrum absorbiert als Chlorophyll a. Infolgedessen wird es in vielen Fällen produziert, in denen das Sonnenlicht begrenzt ist.,

* Abhängig von der verfügbaren Lichtmenge kann Chlorophyll oxidiert werden,um Chlorophyll zu erzeugen b

Anoxygene Photosynthese

Während photosynthese, Photoautotrophe Verwendenkohlenstoffdioxid und Wasser, um Zuckermoleküle und Sauerstoff zu produzieren. Diese Reaktionwird durch Lichtenergie angetrieben (Lichtenergie wird zur Erzeugung chemischer Energie verwendet).,

Die Photosynthese kann mit der folgenden Formel dargestellt werden:

6CO2 (Kohlendioxid) + 6H2O (Wasser) C6H12O6(Glukosezucker) + 6O2 (Sauerstoff)

Diese Reaktion ist bei vielen höheren Pflanzen, Algen sowie Cyanobakterien üblich. Während Cyanobakterien in der Lage sind, Sauerstoff und Zucker als Endprodukt zu produzieren, sind andere Bakterien nicht in der Lage, Sauerstoff zu produzieren., Infolgedessen sind Cyanobakterien die einzigen Bakterien, von denen gezeigt wurde, dass sie während der Photosynthese Sauerstoff produzieren können.

Bakterien, die während der Photosynthese keinen Sauerstoff produzieren, werden bekanntermaßen als Anaerobier eingestuft, während sie durch einen Prozess produzieren, der sich auf asanoxygene Photosynthese bezieht.,

Einige der Organismen, die diesen Mechanismus verwendenproduzieren umfassen:

• Die lila Bakterien
• Grüne Schwefelbakterien

Heliobakterien

• Chloroflexi

Während diese Organismen Lichtenergie verwendenproduzieren sie ihre eigene Energie, sie verwenden kein Wasser als Quelle von Protonen.Vielmehr werden solche Gase wie Schwefelwasserstoff zur Reduktion verwendet., Für solche Organismen wie grüne Schwefelbakterien absorbieren solche Pigmente wie Bakteriochlorophyll (a)und (b) Lichtenergie, die dann verwendet wird, oder Photosynthesereaktion.

Chemotrophe

Während Photoautotrophe ihre Energie von der Sonne beziehen, brauchen Chemotrophe die Sonne nicht und erhalten so ihre Energie ausverschiedenen Molekülen, die in ihrer Umgebung verfügbar sind.

Chemotrophe sind unterteilt inzwei Gruppen einschließlich Chemoorganotrophe (verwenden organische Moleküle als Energiequelle) und Chemoorganotrophe, die anorganische Moleküle verwenden., Hier konzentrieren wir uns auf Chemolithotrophe, da sie keine organischen Moleküle verwenden, um Energie zu erzeugen.

Diese Organismen werden auch als Lithotrophe bezeichnet und umfassen verschiedene Bakterien, einschließlich der nitrifizierenden Bakterien und Bakterienfund in Röhrenwürmern in Tiefsee Ebenen. Während diese Organismen in Lebenumgebungen, in denen es kein Sonnenlicht gibt, gibt es genügend anorganisches Materialfür die Biosynthese.

Im Wesentlichen beinhaltet die Biosynthese die Oxidation des anorganischen Materials., Hier nehmen Chemolithotrophe (Zellen) das Elektron auf (Eisen, elementarer Schwefel und Schwefelwasserstoff usw.), die dann oxidiertwerden, um Energie zu erzeugen.

Zum Beispiel erzeugt die Oxidation von Schwefelwasserstoffelektronen, die durch die Elektronentransportkette transportiert werdenoxidative Phospholyrierung, die ATP-Energie erzeugt. Die chemische Energie in Form von ATP wird dann in der Biosynthese verwendet, um Kohlenstoff zu fixieren, um organische Verbindungen herzustellen.,

* Dieser Prozess unterscheidet sich von der Photosynthese, bei der Autotrophe in der Lage sind, ihre eigene Energie mit Energie aus thesun (Sonnenlicht) zu erzeugen. Da Chemolithotrophe keinen Zugang zu Sonnenlicht haben, siehaben sich auf anorganisches Material in ihrer Umgebung verlassen.

Wie bereits erwähnt, sind Autotrophe Primärprodukteund besetzen daher die Basis der Nahrungskette auf der ersten trophischen Ebene.,Dies macht sie in der Natur sehr wichtig, da jeder andere Organism, der kein primärer Produzent ist, auf sie angewiesen ist, um zu überleben. Zum Beispiel verlassen sich Pflanzenfresser auf Pflanzen für ihre Energie und essen verschiedene Pflanzen (Gras, Mais,Blätter usw.) als Nahrungsquelle.

Fleischfresser und Allesfresser sind von Pflanzen und Fleisch als Nahrungsquelle und Energie abhängig. Ohne Autotrophe, die die Primärproduzenten sind, all diese anderenorganisationen auf den höheren trophischen Ebenen würden nicht überleben, weil die Nahrungskette als Ganzes von den Primärproduzenten abhängig ist.,

Abgesehen davon, dass sie einfach die Quelle von Nahrung undEnergie sind, sind sie auch auf andere Weise wichtig. thethioautotrophe Bakterien, die im Riesenrohrwurm (Riftia pachyptila)leben, verwenden Schwefelwasserstoff (Oxidation), um NADPH und ATP zu produzieren, die dann verwendet werdensynthese organisches Material. Dies wird vom Wurm als Energiequelle verwendet.

Dies ist eine symbiotische Beziehung, die es den beiden Organismen ermöglicht, zu leben und sich gegenseitig zu nutzen., Hier kommt diese Art der Autotrophie daher Organismen zugute, die in rauen Umgebungen wie der Tiefsee leben.,div id=“77e249cdf7″>

Unterschied zwischen Heterotrophen und Autotrophen

Es gibt eine Reihe von Unterschieden zwischen Heterotrophen und Autotrophen, dazu gehören:

Autotrophe (zum größten Teil) verwenden organisches Material zur Herstellung organischer Verbindungen während Heterotrophe nicht – wosie Material wie Kohlendioxid und Wasser verwenden, um solche organischen Verbindungen wie Glukose zu produzieren, sind Heterotrophe einfach Verbraucher, die benötigenorganisches Material (organische Verbindungen) als Energiequelle.,

Autotrophe (Phototrophe) haben Chloroplastamlorophyll oder das Äquivalent von Chlorophyllpigmenten, während Heterotrophe dies nicht tun – Sie benötigen diese Pigmente zum Zwecke der Absorption von Lichtenergie Fürphotosynthese.

Da Heterotrophe diesen Prozess nicht durchführen können,benötigen sie diese Pigmente nicht., Autotrophe, die keine lightenergy verwenden, haben diese Pigmente nicht, können aber anorganisches Material verwenden, um ihrewohnende Nahrung als Energiequelle zu machen

Kohlendioxid – eine Mehrheit der Autotrophe Benötigkohlenstoffdioxid, um ihre eigene Nahrung als Energiequelle zu synthetisieren. Das heißt, Kohlendioxid ist größtenteils die Kohlenstoffquelle, die benötigt wird, um zu produzierenkohlenstoffbasierte Moleküle (organische Moleküle wie Glukose).,

Kohlenstoffdioxide dienen nicht dem gleichen Zweck bei Heterotrophen wie Menschen, Kühen oder Schweinenetc (bei solchen Heterotrophen hilft Kohlendioxid bei Funktionen wie Vasodilatationetc).,

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Alan R. Hemsley and Peter Robert Bell. GreenPlants: Their Origin and Diversity. Originally published: 28 September 2000.

Beale, Samuel I., „Enzymes of ChlorophyllBiosynthesis.“ Photosynthesis Research 60 (1999): 43-73.

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