czym są autotrofy?

Autotropy to wszelkie organizmy zdolne do wytwarzania własnego pożywienia. W większości przypadków osiąga się to za pomocą energii świetlnej, wody i dwutlenku węgla. Zamiast używać energii słonecznej, niektórzy używają energii chemicznej do wytwarzania własnego jedzenia.

wszystkie autotropy wykorzystują materiał nieżywy (źródła nieorganiczne) do wytwarzania własnego pożywienia., Ze względu na ich zdolność do wytwarzania własnej żywności, autotropy są również powszechnie określane jako producenci pierwotni, a tym samym zajmują podstawę łańcucha pokarmowego. Różnią się one znacznie od tych występujących na lądzie (glebie) do tych, które żyją w środowisku wodnym.,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., Łańcuch ten jest podzielony naróżne poziomy troficzne/odżywcze.

ponieważ autotrofy nie zależą od materii organicznej i są zdolne do wytwarzania własnego pożywienia ze źródeł nieorganicznych, zajmują podstawę łańcucha pokarmowego (pierwszy poziom troficzny / odżywczy), zajmując odpowiednio drugi i trzeci poziom troficzny.,

rodzaje autotrofów

Chociaż istnieje wiele różnych organizmów, które są klasyfikowane jako autotrofy, istnieją dwa główne typy na podstawie sposobu, w jaki wytwarzają swój pokarm. Organizmy te żyją w różnych środowiskach i wykorzystują różne mechanizmy (i materiał) do produkcji energii.,

The two types are:

• Photoautotroph

• Chemoautotroph

Phototrophs/Photoautotrophs

Basically, phototrophy involves the use of lightenergy (from the sun) for photosynthesis., Tutaj energia świetlna otrzymywana zosunu jest wykorzystywana do produkcji materiału spożywczego (materiału organicznego) z dwutlenku węgla iwody.

większość organizmów, które używają tej metody do produkcji żywności, ma chloroplast (związany z błoną), a także jądro związane z błoną. Jako takie są organizmami eukariotycznymi.

istnieją różne prokarioty, które są również zdolne do fotosyntezy. Obejmuje to szereg bakterii.,

Examples ofphototrophs/photoautotroph include:

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

* wszystkie fotoautotrofy mają chlorofil (inne pigmenty, które pozwalają im absorbować energię światła), który pozwala im uzyskać energię światła

fototrofy i fotosynteza

jak wspomniano, wszystkie fotoautotrofy mają chlorofil.,Podczas gdy niektóre, takie jak cyjanobakterie, mogą nie mieć chloroplastu, który zawiera chlorofil, mają chlorofil w miejscu do przechwytywania energii świetlnej do wykorzystania do fotosyntezy.

u roślin wyższych fotosynteza zachodzi w warstwie mezofilowej liścia, w której znajdują się chloroplasty. Dwutlenek węgla wymaganydo fotosyntezy dostaje się do warstwy mezofilu i do chloroplastu przez małe otwory na liściach znanych jako szpary.,

zazwyczaj te otwory znajdują się pod liśćmi, aby zminimalizować straty wody podczas oddychania. Podczas gdy dwutlenek węgla jest pobierany przez szpary, woda wchłania się przez osmozę z gleby (przez wyspecjalizowane włosy korzeniowe). Woda jest transportowana do liści (i innych części rośliny) przez ksylem(jedną z tkanek roślin naczyniowych).

w obrębie chloroplastu chlorofil znajduje się w najbardziej wewnętrznej błonie zwanej błoną tylakoidową., Pigment ten przechwytuje/pochłania czerwone i niebieskie długości fal światła (widm widzialnych), które wytwarzają energię potrzebną do fotosyntezy.,

więcej na temat chloroplastów tutaj

krótkie podsumowanie fotosyntezy

fotosynteza zachodzi w dwóch głównych fazach, które obejmują:

Faza zależna od światła (reakcje zależne od światła)

jest to pierwsza faza fotosyntezy i odbywa się w tylakoidowej błonie chloroplastu.,

tutaj, dwa systemy znane jako Fotosystem i i Fotosystem II (PSI i PSII) mają wiele pigmentów, w tym cząsteczkę chlorofilu, które pochłaniają energię świetlną.Zapewnia to energię potrzebną do przemieszczania elektronów z cząsteczek wody przez fotosystemy, aby utworzyć NADPH (fosforan dinukleotydu Nikotynamidowo-adeninowego)i ATP (trójfosforan adenozyny).

pierwsza faza fotosyntezy jest określana jako zależna od światła, ponieważ zachodzi tylko w obecności światła słonecznego.,Podstawowym celem tej fazy jest zamiana energii światła ze słońca na energię chemiczną (ATP i NADPH). Wykorzystując tę energię chemiczną, rośliny są następnie zdolne do syntezy materiałów organicznych, takich jak cukry.

reakcje niezależne od światła

u roślin reakcje niezależne od światła odbywają się przy braku światła słonecznego. Ponieważ pierwsza faza (reakcje zależne od światła) z powodzeniem wytwarzała energię w postaci ATP i NADPH, światło słoneczne jest mniej potrzebne, biorąc pod uwagę, że te źródła energii dostarczają wymaganej energii do syntezy cukru., Tutaj cykl Calvina jest używany do opisania niezależnych od światła działań.

w cyklu Calvina dwutlenek węgla łączy się z rybulozą-1, 5-bisfosforanem (RuBP) w obecności rubpcarboxylase/oxygenase, enzymu (RuBisCo) do produkcji dwóch cząsteczek kwasu 3-fosfoglicerynowego (3-PGA), który jest trójcząsteczką-związek węglowy.Jest to pierwszy etap reakcji niezależnej od światła i jest znany jako karbonfikacja.

druga faza jest znana jako redukcja i wymaga ATP i NADPH., Na tym etapie dwa źródła energii dostarczają energii potrzebnej do przekształcenia kwasu 3-fosfoglicerynowego w gliceroaldehyd-3-fosforan (G3P), który jest cukrem trójwęglowym.

wreszcie, w trzecim etapie znanym jako regeneracja, niektóre cząsteczki gliceroaldehydu-3-fosforanu są używane do produkcji cząsteczek cukru(glukozy), podczas gdy inne są poddawane recyklingowi w celu regeneracji RuBP w celu dalszych działań. Ten etap jest napędzany przez ATP, który działa jako źródło energii.,

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.,

istnieją dwa główne rodzaje chlorofilu, w tym:

chlorofil a – chlorofil a jest najczęstszym chlorofilem, który można znaleźć w większości fotoautotrofów w tym m.in. pałeczki cyjanobakterii, rośliny wyższe i glony. Chlorofil (a) przechwytuje światło niebiesko-fioletowe i pomarańczowo-czerwone (przy 675 nm), odbijając światło zielone (w ten sposób pojawiając się w zielonym kolorze). Energia z tych długości fal jest następnie wykorzystywana do fotosyntezy.,

chlorofil b – chlorofil b jest powszechny w glonach i roślinach i wychwytuje Zielone światło (przy 640 nm). W organizmach,w których występuje, chlorofil b przekazuje energię ze światła do chlorofilu A, działając w ten sposób na uzupełnienie chlorofilu a. jest to szczególnie przydatne, gdy jest mało światła, które pochłania szersze spektrum niż chlorofil a. w rezultacie jest wytwarzany w dużej ilości w przypadkach, gdy światło słoneczne jest ograniczone.,

* w zależności od ilości dostępnego światła chlorofil może zostać utleniony w celu wytworzenia chlorofilu b

fotosynteza Anoksygeniczna h2

podczas fotosyntezy fotoautotropy wykorzystują dwutlenek węgla i wodę do produkcji cząsteczek cukru i tlenu. Reakcja ta jest zasilana energią światła (energia światła jest wykorzystywana do produkcji energii chemicznej).,

fotosynteza może być przedstawiona za pomocą następującego wzoru:

6co2 (dwutlenek węgla) + 6H2O (woda) C6H12O6(cukier glukozowy) + 6O2 (tlen)

ta reakcja jest powszechna wśród wielu wyższych roślin, glonów, a także cyjanobakterii. Podczas gdy cyjanobakterie są zdolne do wytwarzania tlenu i cukru jako produktu końcowego, inne bakterie nie są zdolne do wytwarzania tlenu., W rezultacie cyjanobakterie są jedynymi bakteriami, które wykazały zdolność do wytwarzania tlenu podczas fotosyntezy.

bakterie, które nie wytwarzają tlenu podczas fotosyntezy, są klasyfikowane jako beztlenowe, podczas gdy wytwarzają w procesie określanym jako asanoksygeniczna fotosynteza.,

niektóre organizmy, które używają tego mechanizmu toproduce to:

• purpurowe bakterie
• zielone bakterie siarki
• heliobacteria
• chloroflexi

podczas gdy te organizmy wykorzystują energię światła wytwarzają własną energię, nie wykorzystują wody jako źródła protonów.Zamiast tego, takie gazy jak siarkowodór są używane do redukcji., W przypadku takich organizmów jak zielone bakterie siarki, takie pigmenty jak bakteriochlorofil (a) i (b) pochłaniają energię świetlną, która jest następnie używana lub reakcję fotosyntezy.

Chemotrofy

podczas gdy fotoautotrofy otrzymują swoją energię ze słońca, chemotrofy nie potrzebują słońca, a tym samym otrzymują swoją energię z różnych cząsteczek dostępnych w ich otoczeniu.

Chemotrofy dzielą się na dwie grupy, w tym chemoorganotrofy (wykorzystują cząsteczki organiczne jako źródło energii) i chemolitotrofy, które wykorzystują cząsteczki nieorganiczne., Tutaj skupimy się na chemolitotrofach, biorąc pod uwagę, że nie wykorzystują one cząsteczek organicznych do produkcji energii.

organizmy te znane są również jako litotrofy i obejmują różne bakterie, w tym bakterie nitryfikujące i bakteriofound w robakach rurkowych w głębokich wodach morskich. Podczas gdy organizmy te żyją w środowisku, w którym nie ma światła słonecznego, istnieje wystarczająca ilość materiału nieorganicznego do biosyntezy.

zasadniczo biosynteza obejmuje utlenianie materiału nieorganicznego., Tutaj chemolitotrofy (komórki) przyjmują elektrondonor (żelazo, siarkę elementarną i siarkowodór itp.), które następnie są utleniane w celu wytworzenia energii.

na przykład utlenianie siarkowodoru wytwarza elektrony, które są transportowane przez łańcuch transportu elektronów w celu wytworzenia energii ATP. Energia chemiczna w postaci ATP jest następnie wykorzystywana w biosyntezie do wiązania węgla w celu wytworzenia związków organicznych.,

* proces ten różni się od procesu fotosyntezy, w którym autotrofy są w stanie wytwarzać własną energię za pomocą słońca (światła słonecznego). Ponieważ chemolitotrofy nie mają dostępu do światła słonecznego, muszą polegać na materiale nieorganicznym w swoim środowisku.

Znaczenie

jak wspomniano, autotrofy są głównymi producentami i dlatego zajmują podstawę łańcucha pokarmowego na pierwszym poziomie troficznym.,To sprawia, że są one bardzo ważne w naturze biorąc pod uwagę, że każdy inny organizmthat nie jest producentem pierwotnym opiera się na nich dla ich przetrwania. Na przykład,roślinożercy polegają na roślinach dla swojej energii i jedzą różne rośliny (trawa, kukurydza, liście itp.) jako swoje źródło pożywienia.

mięsożercy i wszystkożercy są zależni od roślin i mięsa jako ich źródła pożywienia i energii. Bez autotrofów, które są producentami pierwotnymi, wszystkie te inne organizmy na wyższych poziomach troficznych nie przetrwałyby, ponieważ łańcuch pokarmowy jako całość jest zależny od producentów pierwotnych.,

poza tym, że są po prostu źródłem żywności i energii, są również ważne w inny sposób. Bakterie te, które żyją w robaku olbrzymiej rurki (Riftia pachyptila), wykorzystują siarkowodór (utlenianie) do produkcji NADPH i ATP, które są następnie wykorzystywane do syntezy materiału organicznego. Jest to wykorzystywane jako źródło energii przez robaka.

jest to związek symbiotyczny, który pozwala dwóm organizmom żyć i żyć ze sobą., Tutaj, w związku z tym, ten rodzaj autotrofii korzyści organizmyktóre żyją w trudnych warunkach, takich jak głębokie morze.,div id=”77e249cdf7″>

różnica między heterotrofami a autotrofami

istnieje wiele różnic między meterotrofami a autotrofami.:

autotrofy (w większości) używają materiałów nieorganicznych do produkcji związków organicznych, podczas gdy heterotrofy nie mogą – w przypadku gdy używają takich materiałów jak dwutlenek węgla i woda do produkcji takich związków organicznych, jak glukoza, heterotrofy są po prostu konsumentami, którzy wymagają materiału organicznego (związków organicznych) jako źródła energii.,

autotrofy (fototrofy) mają chloroplast orchlorofil lub odpowiednik pigmentów chlorofilowych, podczas gdy heterotrofy nie – potrzebują tych pigmentów do absorpcji energii świetlnej dohotosyntezy.

ponieważ heterotrofy nie mogą przeprowadzać tego procesu,nie mają ani nie wymagają tych pigmentów., Autotrofy, które nie wykorzystują lightenergy, nie mają tych pigmentów, ale mogą wykorzystywać materiał nieorganiczny do wytwarzania pożywienia jako źródła energii

dwutlenek węgla – większość autotrofów potrzebuje dwutlenku węgla do syntezy własnego pożywienia jako źródła energii. Oznacza to, że dwutlenek węgla jest w większości źródłem węgla, który jest wymagany do produkcjicząsteczki na bazie węgla (cząsteczki organiczne, takie jak glukoza).,

dwutlenek węgla nie służy temu samemu celowi w heterotrofach, takich jak ludzie, krowy czy świnie (w takich heterotrofach dwutlenek węgla pomaga w takich funkcjach jak rozszerzanie naczyń).,

Return to Eukaryotes and Prokaryotes

Return to Heterotrophs

Return from Autotrophs to MicroscopeMaster Home

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.

Links