Фототроф - Phototroph

Эта статья о фототрофизме, получении энергии от света. Для тропизм который управляет ростом к источнику света или от него, см. Фототропизм.
Наземные и водные фототрофные растения растут на упавшем бревне, плавающем в воде, богатой водорослями.

Фототрофы (Gr: φῶς, φωτός = свет, τροϕή = питание) организмы которые осуществляют захват фотонов для производства сложных органических соединений (например, углеводов) и получения энергии. Они используют энергия из свет осуществлять различные клеточные метаболические процессы. Распространенное заблуждение, что фототрофы обязательно фотосинтетический. Многие, но не все, фототрофы часто фотосинтезируют: они анаболически конвертировать углекислый газ в органический материал, который будет использоваться структурно, функционально или в качестве источника для дальнейшего использования катаболический процессы (например, в виде крахмала, сахаров и жиров). Все фототрофы используют цепи переноса электронов или прямой протонная накачка для установления электрохимического градиента, который используется АТФ-синтаза, чтобы обеспечить валюту молекулярной энергии для клетки. Фототрофы могут быть как автотрофы или же гетеротрофы. Если их доноры электронов и водорода являются неорганическими соединениями (например, Na
2S
2О
3, как в некоторых фиолетовые серные бактерии, или же ЧАС
2S, как в некоторых зеленые серные бактерии ) их также можно назвать литотрофы, поэтому некоторые фотоавтотрофы еще называют фотолитоавтотрофами. Примеры фототрофных организмов: Rhodobacter capsulatus, Chromatium, Хлоробий и т.п.

История

Первоначально использовавшийся в другом значении, термин получил свое текущее определение после Lwoff и сотрудники (1946).[1][2]

Фотоавтотроф

Большинство известных фототрофов автотрофный, также известный как фотоавтотрофы, и может исправить углерод. Их можно противопоставить хемотрофы которые получают свою энергию окисление из доноры электронов в их среде. Фотоавтотрофы способны синтезировать собственную пищу из неорганических веществ, используя свет в качестве источника энергии. Зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии - фотоавтотрофы. Фотоавтотрофные организмы иногда называют голофитный.[3] Такие организмы получают энергию для синтеза пищи из света и способны использовать углекислый газ в качестве основного источника углерода.

Кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл для улавливания световой энергии и окисления воды, "расщепление" это в молекулярный кислород. Напротив, аноксигенные фотосинтезирующие бактерии имеют вещество, называемое бактериохлорофилл - который поглощает преимущественно на неоптических длинах волн - для захвата световой энергии, живет в водной среде и, используя свет, окисляет химические вещества, такие как сероводород а не вода.

Экология

В экологический В контексте, фототрофы часто являются источником пищи для соседней гетеротрофной жизни. В земных условиях, растения являются преобладающим разнообразием, в то время как водная среда включает ряд фототрофных организмов, таких как водоросли (например., ламинария ), Другой протисты (такие как эвглена ), фитопланктон, и бактерии (такие как цианобактерии ). Глубина, на которую солнечный или искусственный свет может проникать в воду, что может вызвать фотосинтез, известна как фотическая зона.

Цианобактерии, которые являются прокариотическими организмами, осуществляющими оксигенный фотосинтез, обитают во многих условиях окружающей среды, включая пресную воду, моря, почва, и лишайник. Цианобактерии осуществляют фотосинтез, подобный растениям, потому что органелла в растениях, осуществляющих фотосинтез, происходит из[4] эндосимбиотические цианобактерии.[5] Эта бактерия может использовать воду в качестве источника электроны для выполнения CO2 снижение реакции. Эволюционно способность цианобактерий выживать в оксигенный условия, которые считаются токсичными для большинства анаэробный бактерии, возможно, дали бактериям адаптивное преимущество, которое позволило бы цианобактериям более эффективно заселять их.

А фотолитоавтотроф является автотрофный организм, использующий световую энергию, и неорганический донор электронов (например, H2ОЙ2, H2Песок CO2 как его углерод источник. Примеры включают растения.

Фотогетеротроф

Основная статья: Фотогетеротроф

В отличие от фотоавтотрофов, фотогетеротрофы это организмы, которые зависят исключительно от света для получения энергии и в основном от органических соединений для получения углерода. Фотогетеротрофы производят АТФ через фотофосфорилирование но используйте экологически чистые органические соединения для создания структур и других биомолекул.[6]

Схема

Блок-схема, чтобы определить, является ли вид автотрофом, гетеротроф, или подтип

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Lwoff, A., C.B. van Niel, P.J. Ryan, E.L. Татум (1946). Номенклатура типов питания микроорганизмов. Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии (5-е изд.), Т. XI, Биологическая лаборатория, Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, стр. 302–303, [1].
  2. ^ Шнайдер, С. К. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. Aufl., Herausgeg. фон К. Линсбауэр. Лейпциг: Энгельманн, [2].
  3. ^ Хайн, Роберт (2005). Биологический словарь The Facts on File. Публикация информационной базы. п. 175. ISBN  978-0-8160-5648-4.
  4. ^ Хилл, Малкольм С. «Границы производственных возможностей в фототрофе: гетеротрофные симбиозы: компромиссы в выделении фиксированных углеродных пулов и проблемы, которые эти альтернативы представляют для понимания приобретения внутриклеточных сред обитания». Границы микробиологии 5 (2014): 357. ЧВК. Интернет. 11 марта 2016.
  5. ^ 3. Джонсон, Льюис, Морган, Рафф, Робертс и Уолтер. «Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты». Молекулярная биология клетки, шестое издание Автор Альбертс. 6-е изд. Нью-Йорк: Garland Science, Taylor & Francis Group, 2015. 774+. Распечатать.
  6. ^ Кэмпбелл, Нил А .; Рис, Джейн Б.; Урри, Лиза А .; Каин, Майкл Л .; Вассерман, Стивен А .; Минорский, Петр V .; Джексон, Роберт Б. (2008). Биология (8-е изд.). п. 564. ISBN  978-0-8053-6844-4.