4.4.2. Хемосинтез

Хемосинтез также представляет собой процесс синтеза органических соединений из неорганических, но осуществляется он не за счет энергии света, а за счет химической энергии, получаемой при окислении неорганических веществ (серы, сероводорода, железа, аммиака и др.). Наибольшее значение имеют нитрифицирующие, железо- и серобактерии.

Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты:

NH₃ → HNO₂ → HNO₃

Железобактерии превращают закисное железо в окисное: Fe²⁺ → Fe³⁺

У серобактерий сероводород окисляется до серы или серной кислоты.

Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями в виде молекул АТФ и используется для синтеза органических соединений, который протекает сходно с реакциями темновой фазы фотосинтеза. Хемосинтезирующие бактерии играют очень важную роль в биосфере. Они участвуют в очистке сточных вод, способствуют накоплению в почве минеральных веществ, повышают плодородие почвы.

Задачи и упражнения

1. К какой группе живых организмов (фототрофов – 1, гетеротрофов – 2, миксотрофов – 3, хемотрофов – 4) по характеру метаболизма относятся перечисленные ниже существа?

а) человек; б) ромашка; в) кишечная палочка; г) мышь; д) эвглена зеленая; е) сине-зеленая водоросль; ж) хлорелла; з) железобактерия; и) дождевой червь.

2. Какие процессы, происходящие в клетке, не относятся к ассимиляционным?

а) синтез белка; б) синтез липидов; в) синтез АТФ; г) пиноцитоз; д) фотосинтез; е) дыхание; ж) фагоцитоз.

3. Перечислите основные этапы анаэробной (1) и аэробной (2) диссимиляции:

а) подготовительный; б) гликолиз; в) брожение; г) цикл Кребса; д) цепь переноса электронов.

4. Каков энергетический выход окисления одной молекулы глюкозы на разных этапах энергетического обмена (гликолиз – 1, цикл Кребса – 2, дыхательная цепь – 3):

а) 1АТФ; б) 2АТФ; в) 4АТФ; г) 34АТФ; д) 38АТФ.

5. Перечислите компоненты внутренней мембраны хлоропласта:

а) липиды; б) цепь переноса электронов; в) белки; г) фотосинтетические пигменты; д) целлюлоза; е) АТФ-синтетаза.

6. В какую фазу фотосинтеза образуется свободный кислород?

а) световую; б) темновую; в) постоянно.

Задания для самостоятельной работы

1. Охарактеризовать приведенные ниже термины и понятия и объяснить взаимоотношения между ними:

а) автотрофы, фототрофы, хемотрофы, гетеротрофы;

б) метаболизм, анаболизм, катаболизм;

в) ассимиляция, фотосинтез, хемосинтез, биологические синтезы;

г) диссимиляция, гликолиз, клеточное дыхание.

2. Сформулировать сущность метаболизма.

3. Классификацировать живых организмов по источникам энергии и углерода.

4. Объяснить особенности метаболизма у авто- и гетеротрофов.

5. Объяснить структуру и значение АТФ в обмене веществ.

6. Представлять сущность и производительность гликолиза, различных видов брожения и клеточного дыхания.

7. Охарактеризовать сущность световой и темновой фаз фотосинтеза.

8. Описать сущность и значение хемосинтеза.

Глава 5. Воспроизведение клеток

Все живые организмы состоят из клеток. Развитие, рост, становление типичной структуры организма осуществляются благодаря воспроизведению одной или группы исходных клеток. Единственным способом образования клеток является деление предшествующих. Деление клеток – жизненно важный процесс для всех организмов. В человеческом организме, состоящем примерно из 10¹³ клеток, каждую секунду должны делиться несколько миллионов из них.