Способи живлення організмів

Усі живі організми складаються з одних і тих же речовин, але джерела енергії та будівельного матеріалу у них різняться.

По відношенню до джерел вуглецю організми поділяються на:

• автотрофи, які будують своє тіло з діоксиду вуглецю (ІV) та мінеральних солей за допомогою енергії сонячного світла чи енергії, що виділяється в процесі окислення неорганічних речовин (аміаку, сполук сірки, заліза). Перш за все, це рослини та деякі мікроорганізми.

• гетеротрофи, які використовують лише органічні джерела вуглецю. До них належать людина, тварини та більшість мікроорганізмів.

По відношенню до джерел енергії:

• фототрофи – використовують енергію сонячного світла (рослини, водорості);

• хемотрофи – використовують енергію окислення органічних (органотрофи) чи неорганічних (літотрофи) речовин.

Шляхи утворення атф.

Процес утворення та запасання енергії, пов’язаний з перенесенням фосфоровмісних сполук, тобто процес утворення АТФ називається фосфорилюванням. Основною умовою фосфорилювання, тобто утворення АТФ, є наявність окислювально-відновних процесів, в основі яких лежить перенесення електронів і водню.

Механізми цих процесів істотно розрізняються залежно від використання енергії сонячного світла (у автотрофів) чи енергії окислювання органічних речовин (у гетеротрофов). Однак загальним для обох випадків є те, що в основі окислювально-відновних процесів лежить перенесення електронів і водню.

При відсутності світла автотрофні організми існують за рахунок тих же енергетичних і конструктивних процесів, що і гетеротрофні.

Типи фосфорилювання.

Фотофосфорилювання – процес фосфорилювання АДФ (утворення АТФ), пов’язаний з одним або більше ланцюгів перенесення електронів та водню внаслідок поглинання світла фоточутливими системами при фотосинтезі за рахунок використання сонячної енергії

Окислювальне фосфорилювання – процес утворення АТФ при біологічному окислюванні, пов’язаний з перенесенням електронів та водню від субстрату на кисень.

Субстратне фосфорилювання – пряме перенесення залишку фосфорної кислоти від фосфорильованої речовини на АДФ за допомогою ферментів кіназ.

Принциповий механізм утворення АТФ у рослин і фотосинтезуючих мікроорганізмів однаковий. Рушійною силою фотофосфорилювання в обох випадках є зміна окислювально-відновного потенціалу, викликана поглинанням світла фоточутливими системами (фотосенсибілізаторами) і супроводжується переміщенням електронів і водню. Цей принцип лежить і в основі окислювального фосфорилювання, тобто енергетичного обміну у гетеротрофов, тільки в цьому випадку різниця потенціалів і переміщення електронів і водню створюють дегідрогенази, взаємодіючи із субстратом, що окислюється.

1. Фотофосфорилювання. Фотосинтез.

Автотрофний обмін – джерело життя на Землі. Використовуючи енергію сонячного світла, автотрофи синтезують органічні речовини з оксиду вуглецю (IV).

Процес утворення органічних речовин з оксиду вуглецю (IV) під впливом сонячного світла називається фотосинтезом.

Процес утворення речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окислення мінеральних речовин називається хемосинтезом. Гетеротрофи існують за рахунок речовин, накопичених в процесі фотосинтезу. В результаті фотосинтезу крім органічних речовин утворюється також кисень, необхідний для життєдіяльності гетеротрофів. Таким чином, процес утворення речовин при фотосинтезі – це своєрідний спосіб запасання (консервування) сонячної енергії, яка використовується потім гетеротрофами і автотрофами.

В загальному вигляді процес фотосинтезу зображають так:

Процес фотосинтезу в рослин і фотосинтезуючих мікроорганізмів протікає в дві фази: світлову і темнову.

• У світловій фазі під впливом світла утворюються АТФ та відновлені дегідрогенази НАДФН₂:

• фосфорилювання АДФ;

• відновлення НАДФ воднем з молекули води;

• відбувається перетворення світлової енергії в біологічну.

• У темновой фазі (при відсутності світла) з вуглекислого газу за допомогою АТФ і відновлених дегидроненаз синтезуються органічні речовини:

• відновлена форма НАДФН₂ та АТФ використовуються для відновлення СО₂ до гексози;

• відбувається перетворення біологічної енергії в енергію органічних речовин.