Хемосинтез. Потік речовин, енергії та інформації з клітини

1. § 21. Тема: Хемосинтез. Потік речовин, енергії та інформації з клітини

Багатощетинкові черви (Riftia pachyptila) моють орган, що
містить хемосинтетичні бактерії які заміняють травну систему.

2.

Хемосинтез
ХЕМОСИНТЕЗ – процес
утворення органічних
речовин із неорганічних
завдяки енергії, яка
вивільняється під час
перетворення неорганічних
речовин.
Характерний для деяких груп
бактерій:
1. Залізобактерій,.
2. Сіркобактерій.
3. Нітрифікуючих бактерій.
Відкритий
С. М. Виноградським в 1887 р.

3. Особливості хемосинтезу

1. Здійснюється без участі світла.
2. Відбувається з використанням кисню,
тобто це аеробний процес.
3. Джерелом активного Гідрогену є вода.

4.

Хемосинтез
Сіркобактерії
ї
До сіркобактерій відносять
багато фототрофних
пурпурових і зелених
бактерії, деякі
ціанобактерії, а також ряд
нефотосинтезуючих бактерій,
які мешкають в прісних і
солоних водах.
Енергію для синтезу
органічних речовин вони
отримують, окислюючи
сірководень:
Залізобактерії
Ці бактерії здатні
окислювати двовалентне
залізо до тривалентного й
використовувати при цьому
енергію на засвоєння
вуглецю з вуглекислого газу
або карбонатів.
Вони відіграють велику
роль у кругообігу заліза в
природі. Завдяки їх
життєдіяльності на дні боліт
і морів утворюється
кількість відкладених руд
заліза і марганцю.
Нітрофікуючі
бактерії
Ці бактерії окислюють аміак до
азотистої кислоти або її самої далі до
азотної кислоти. Нітрифікація
проходить в дві стадії, які
здійснюються різними
мікроорганізмами. Перша стадія –
окислення аміаку до азотистої
кислоти, яке здійснюють нітрозні
бактерії (за наступним механізмом:
NH3 + O2 + НАДН2 = NH2OH +
+H2OOH + НАД+
NH2OH = (HNO) + 2e + 2H+
(HNO) = N2O
NH2OH + O2 = NO-2 + H2O + H+
Друга стадія – окислення аніону
азотистої кислоти до аніону азотної,
що здійснюється
нітратними бактеріями

5. Залізобактерії

6. Залізобактерії

7. Живуть вони в прісних і морських водоймах. Завдяки реакції хемосинтезу утворюються відкладення залізних руд шляхом окислення

двовалентного заліза в
тривалентне.
4FeCO3 + O2 + 6H2O → Fe(OH)3 + 4CO2 + E (енергія)

8. Залізні руди

9. Сіркобактерії

10. Сіркобактерії

11. Сіркобактерії

12. Сіркобактерії отримують енергію шляхом окислення сполук з відновленою сіркою. 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + E

13. Нітрофікуючі бактерії

14. Нітріфікуючі бактерії живуть у ґрунті і воді, свою енергію отримують за рахунок аміаку та азотної кислоти, саме вони відіграють

дуже важливу роль в кругообігу азоту.
2NH3 + 3O2 → HNO2 + 2H2O + E
Азотиста кислота, отримана при такій реакції, утворює в
землі солі і нітрати, що сприяють її родючості.

15. Планетарна роль хемосинтезу 1. Здійснює біологічний колообіг та геохімічні перетворення. 2. Хемотрофи забезпечують колообіг

речовин.
3. Нітрифікуючі бактерії беруть участь в утворенні
гірських порід
4. Сіркобактерії утворюють вільну сірку.
5. Залізобактерії спричиняють корозію металів.
6. Хемоавтотрофні організми можуть жити в океанах
на великих глибинах, де є отруйний сірководень.
7. Утворилися поклади залізних та манганових руд.

16. Пластичний обмін, або анаболізм сукупність процесів синтезу органічних речовин, що відбуваються в живому з використанням

енергії.

17. Основними процесами синтезу є: 1.Фотосинтез. 2.Хемосинтез. 3.Біосинтез білків. 4.Біосинтез ДНК і РНК.

18. Живі організми потребують певних речовин та енергії АТФ для синтезу власних органічних речовин.

19. У процесах пластичного обміну беруть участь майже всі компоненти клітини. Так, фотосинтез у рослин відбувається в хлоропластах,

синтез білків – на
рибосомах, біосинтез ліпідів – у цистернах гладкої
ЕПС.

20. Виділення та перехід речовин з клітини: 1. Екскреція – сукупність процесів, спрямованих на виведення невикористаних продуктів

обміну речовин й
енергії, а також чужорідних і шкідливих для клітини
речовин. СО2, Н2О.
2. Секреція -процеси утворення та виділення клітиною
речовин-секретів-сигнальні молекули, антибіотичні
речовини для захисту від патогенів або конкурентів.
3. Внутрішньоклітинне виділення та ізоляція переведених у
важкорозчинну форму продуктів обміну -сечова кислота,
в хлорагогенних клітинах дощових черв’яків відкладається
гуанін чи сечова кислота.

21. Висновок: значення виділення полягає у 1. Підтриманні гомеостазу клітини. 2. Захисті органел та важливих речовин від шкідливого

впливу небезпечних речовин чи клітин.
3. Комунікації з іншими клітинами.
4. Забезпеченні регуляції функцій.

22. Завдання для самоконтролю 1. Що таке хемосинтез? 2. Наведіть приклади хемоавтотрофних організмів. 3. Що таке пластичний обмін?

4. Назвіть основні синтетичні процеси клітин й організмів.
5. Що таке екскреція клітин?
6. Що таке секреція клітин?
7. Які особливості хемосинтезу?
8. Які базові принципи синтетичних процесів у клітинах й
організмах?
9. Як відбувається потік речовин з клітини?
10. Порівняйте процеси фотосинтезу й хемоситнезу.
11. Що є спільного й відмінного між фото-і хемосинтезом?

23. Домашнє завдання 1. Опрацювати § 21. Хемосинтез. Потік речовин, енергії та інформації з клітини. 2. Підготуватися до

контрольної роботи.
3.Стор. 91 питання 1-4 виконати
письмово.