5. Аутотрофы и гетеротрофы. Фототрофы и хемотрофы.

Автотрофы — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ гетеротрофам требуются экзогенные органические вещества, то есть произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты.

Фототрофы: используют световую энергию, например, растения, водоросли, цианобактерии. Они превращают неорганические вещества (углекислый газ, воду) в органические через фотосинтез.

Хемотрофы: используют энергию химических реакций, например, некоторые бактерии, обитатели глубин океана, которые окисляют сероводород или аммиак, превращая неорганические вещества в энергию.

6. Этапы метаболизма и их характеристика.

7. Способы поступления веществ в клетку.

Диффузия – это процесс, в ходе которого молекулы (или ионы) переходят через мембрану из области с высокой концентрацией в область низкой концентрации в результате броуновского движения (теплового движения атомов и молекул). Различают простую и облегченную диффузию веществ через клеточную мембрану. Простая диффузия происходит через те участки мембран, где преобладают липиды. Характеризуется низкой избирательностью мембраны к веществам, которые переносятся. При облегченной диффузии специальные мембранные белки-переносчики временно соединяются с молекулой вещества и проводят его через мембрану.

Осмос – диффузия воды через мембрану из менее концентрированного в более концентрированный раствор.

Наиболее известным является Na+/K+– насос в клетках животных, который обуславливает активный транспорт в клетку ионов калия и выведения из нее ионов натрия. Макромолекулы белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот, липопротеидов поступают в клетку путем эндоцитоза.

Эндоцитоз – способность клетки активно поглощать питательные вещества в виде мелких пузырьков (пиноцитоз) или твердых частиц (фагоцитоз). В результате этого образуются мелкие мембранные вакуоли, 34 которые соединяются с лизосомой. Под влиянием ферментов лизосом макромолекулы вакуолей расщепляются до мономеров, которые используются в клетке как пластический и энергетический материал.

8. Энергетический обмен у анаэробов.

Анаэробные организмы — организмы, которые способны жить и развиваться в условиях отсутствия молекулярного кислорода. Для ряда из них кислород оказывается токсичным. Анаэробные организмы при этом применяют альтернативные вещества вместо кислорода для получения энергии.

Поскольку анаэробные организмы не могут применять кислород в качестве конечного акцептора электронов при дыхании, они используют альтернативные пути получения энергии. В качестве акцепторов электронов выступают:

• сульфат-ионы;

• нитрат-ионы;

• железо;

• угарный газ и другие соединения.

Это менее эффективно, но позволяет организмам выживать в условиях отсутствия кислорода.

Данный процесс включает в себя несколько этапов:

а) подготовительный этап (переработка пищевых веществ в органах пищеварения, расщепление полимеров до мономеров);

б) анаэробный этап (расщепление мономеров органических соединений до ещё более простых продуктов, например, пирувата, или пировиноградной кислоты; протекает в цитоплазме): С6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ + 2НАД → 2C3H4O3 + 2АТФ + 2НАДН+Н+ + 2Н2О

в) возможна в двух вариантах: - брожение (у анаэробов, в результате не образуется АТФ, остаются с первого этапа 2 молекулы АТФ = 150 кДж энергии): 2C3H4O3 + 2НАДН+Н+ → 2C3H6O3 + 2НАД

При энергетическом обмене у анаэробов происходит выработка 2-х молекул АТВ, то есть 150 кДж энергии.