Презентація з теми: "Хемосинтез"

хемосинтез. Цикл нітрифікації

Самостійна робота

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА дихання та фотосинтезу{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Ознаки. Дихання Фотосинтез. Місце в клітині, де відбувається. МітохондріїХлоропласти. Світло. Не потрібно. Потрібно для 1 фази. Кисень. Поглинається. Виділяється. Органічні речовини. Розкладаються. Утворюються. Енергія. Виділяється. Поглинаються Значення. Забезпечення енергією. Накопичення поживних речовин. Для яких організмів характерний. Майже у всіх живих організмів. Рослин (фотоавтотрофів)

Типи організмів за джерелами речовин

Типи організмів за джерелами енергії

У курсі біології рослин ви вивчали, зокрема, й бобові. Пригадайте, чому вирощування бобових підвищує родючість ґрунту.

Поняття про хемосинтез. Фотосинтез є основним, але не єдиним джерелом синтезу органічних сполук на нашій планеті. Для утворення органічних сполук з неорганічних необхідні дві складові: джерело речовин, із яких будуватимуться молекули, та джерело енергії для забезпечення цього процесу. Органічні речовини – вуглеводи, що складаються з Карбону, Оксигену й Гідрогену, можна утворити з вуглекислого газу й води. Більшою проблемою є джерело енергії: Фотосинтезуючі організми розв’язують її, засвоюючи енергію сонячного випромінювання. Іншим потенційним джерелом є енергія екзотермічних реакцій. Процес утворення органічних сполук з неорганічних за рахунок енергії хімічних реакцій називається хемосинтезом.

Знайомтесь: Сергій Миколайович Виноградський (1856–1953) геніальний український мікробіолог, вперше довів, що клітини здатні утворювати органічні речовини не тільки за рахунок світлової енергії, а й за допомогою хімічної енергії окисно-відновних реакцій. Енергія, що утворюється при цьому, використовується для фіксації вуглекислого газу й утворення глюкози. Відкрите ним явище було названо хемосинтезом. 25 травня 2012 р. в м. Городку на Хмельниччині було відкрито пам’ятник знаменитому співвітчизнику.

Основні принципи й різновиди хемосинтезу Хемосинтез – Це реакції окиснення, які відбуваються у клітинах мікроорганізмів. Такий принцип роботи відрізняє хемосинтезуючі організми від фотосинтезуючих, оскільки останні використовують як джерело енергії сонячне проміння, а не хімічні реакції. Хемосинтезуючі організми поділяють на групи за тими реакціями, які вони використовують. Для одержання енергії мікроорганізми можуть використовувати реакції окиснення водню або сполук Нітрогену, Феруму чи Сульфуру: N, fe, S

Хемосинтезуючі мікроорганізми

Хемосинтезуючі бактеріїСірко-бактерії Нітрифі-куючі Залізо-бактерії Водневі бактерії 

Нітрифікуючі бактеріїНітрифікуючі бактерії окиснюють амоніак та його сполуки до нітритів і нітратів. Зазвичай цей процес здійснюють два види бактерій. Перший окиснює амоніак до нітритів, а другий — нітрити до нітратів.

ЗалізобактеріїЗалізобактерії здійснюють окиснення Fe2+до Fe3+. Унаслідок їхньої діяльності утворюється ферум(III) оксид Fe2 O3. Цю сполуку бактерії відкладають у своїй слизовій капсулі

СіркобактеріїСіркобактерії окиснюють сірководень до сірки і далі до солей сульфатної кислоти.

Водневі бактеріїВодневі бактерії використовують водень, який утворюється внаслідок розкладання залишків організмів іншими бактеріями. Цей водень вони окиснюють, а отриману енергію використовують для перетворення CO2 на метан сн4 та інші органічні сполуки

Особливості хемосинтезу. Отже, спектр перетворюваних хімічних речовин є досить широким. Проте функціонування різних хемосинтезуючих організмів має ряд спільнихознак: Так, енергія, що виділяється в зазначених вище реакціях, не використовується безпосередньо для синтезу органічних сполук. На першому етапі вона акумулюється у зв’язках молекул АТФ і лише потім використовується для синтезу органічних речовин з неорганічних. Ця особливість є спільною ознакою хемосинтезу й фотосинтезу. Хемосинтез має невисокий ККД – у межах від 3 до 30 %.

Біологічне значення і планетарна рольхемосинтезу Хемосинтезуючі організми відіграють дуже важливу роль у колообігу таких елементів, як Нітроген, Сульфур і Ферум. Вони продукують органічні речовини там, де фотосинтез неможливий. Так, глибоко на дні океанів існують справжні «оази життя» навколо «чорних паліїв». «Чорні палії» — це підводні гарячі джерела, вода яких насичена сполуками Сульфуру. Сіркобактерії використовують ці сполуки для свого росту. А ними живляться інші живі організми. Залізобактерії стали справжніми творцями корисних копалин. Більшість покладів залізних руд створено завдяки мільйонам років діяльності цих мікроорганізмів. А водневі бактерії живуть у ґрунтах і відіграють важливу роль у процесах перетворення речовин, які там відбуваються.

Найбільш вражаючим є симбіоз із погонофорами — гігантськими червами, що живуть у трубках біля жерла гідротермального джерела. У дорослих червів повністю відсутній травний тракт, а його залишки утворюютьспеціальний орган, населений сіркобактеріями. Сіркобактерії створюють органічніречовини, а вже ними харчуються черви. Погонофори вирізняються яскраво-червоними зябрами, що висуваються з трубок: їхня кров багата на гемоглобін, щопостачає кисень не тільки тканинам черва, а й сіркобактеріям, яким він потрібнийдля здійснення хемосинтезу. Крім того, гемоглобін переносить сірководень для сіркобактерій.

Значення хемосинтезуючих бактерій в екосистемах: а – залізобактерії надають воді характерного іржавого кольору; б – екосистема «чорних курців»; в – кільчак – рифтія – живиться за рахунок симбіотичних сіркобактерій, які синтезують органічні речовини

Печера Мовіле – печера на території Румунії, що відома своєю унікальною екосистемою. Життя в печері розвивалось окремо від зовнішнього світу впродовж 5,5 млн років, і його основою є хемосинтез. Ланцюги живлення ґрунтуються на хемосинтезі метано- і сіркобактерій.

Дослідники з британського Університету Лафборо виявили, що росичка круглолиста (Drosera rotundifolia) – хижа рослина, яка стає вегетаріанкою внаслідок забруднення навколишнього середовища, спричиненого діяльністю людини. Справа в тому, що збільшення рівня Нітрогену в ґрунті в результаті спалювання вугілля означає, що рослині більше не потрібно ловити комах для отримання найважливіших поживних речовин, необхідних для виживання.

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ХЕМО- І ФОТОСИНТЕЗУ{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Ознаки. Фотосинтез. Хемосинтез. Джерело енергіїСвітло. Хімічні реакціїМісце в клітині, де відбувається. Хлоропласти. На поверхні клітин (на цитоплазматичній мембрані)Пігменти. Хлорофіл–Що відбувається з киснем. Виділяється. Використовується. Для яких організмів характерний. Рослин (фотоавтотрофів)Бактерій (хемоавтотрофів)

Узагальнення