Понятие о хемосинтез и его значение

Хемосинтез - процесс образования органических соединений с неорганических благодаря энергии, которая высвобождается при преобразовании неорганических соединений. Явление хемосинтеза открыл в 1892 году российский микробиолог С. М. Виноградский. Этот процесс осуществляют хемоатотрофни бактерии: нитрифицирующие бактерии (например, бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus), железобактериями (например, рода Geobacter, Gallionella) и сиркобактерии (бактерии родов Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa).

Особенностями хемосинтеза, которые отличают его от фотосинтеза, является то, что этот процесс: а) осуществляется без участия света; б) происходит с использованием кислорода, то есть это аэробный процесс. Источником активного водорода для восстановления НАДФ +, как и в фотоавтотрофов, является вода.

В планетарном масштабе хемосинтез составляет не более 1% фотосинтеза, однако он имеет большое значение для биологического круговорота и геохимических преобразований. Значение хемосинтетики важно в природе, поскольку они обеспечивают круговорот веществ (например, нитрифицирующие бактерии, окисляющие аммиак до нитритов и нитратов), участвуют в образовании горных пород (например, сиркобактерии, которые образуют свободную серу), вызывают коррозию металлов (например, железобактериями). Хемоавтотрофные организмы могут жить в океанах на больших глубинах, где есть ядовитый сероводород. Они окисляют его и получают органические вещества для жизнедеятельности. В результате ядовитый для других живых организмов сероводород обезвреживается. Ядовитым для живого есть и аммиак, который образуется при гниении растительных и животных остатков и используется нитрифицирующих бактериями. Хемосинтезирующие бактерии, окисляющие соединения железа, марганца, распространены и в пресных водоемах. Вероятно, что именно с их участием в течение миллионов лет на дне некоторых болот, озер образовались залежи железных и марганцевых руд.

Некоторые хемосинтезирующие бактерии используются человеком для очистки сточных вод (например, сиркобактерии). Среди хемосинтетики есть такие бактерии, которые способны выдерживать высокие концентрации тяжелых металлов, позволяет разрабатывать биотехнологии для выщелачивания металлов из определенных пород (например, железобактериями).

Общая схема хемосинтеза (на примере хемосинтеза в железобактерий)

Общая схема хемосинтеза ( на примере хемосинтеза в железобактерий )

Выведение продуктов обмена веществ

Выделение , экскреция - процесс удаления из организма вредных и ненужных продуктов обмена веществ. Значение выделения заключается в удалении конечных продуктов обмена веществ, токсичных отходов для регуляции pH, ионного состава жидкостей тела, содержания воды в тканях тела и защите от вредного воздействия определенных веществ.

Основные продукты, которые подлежат экскреции

продукты

источник

функция

кислород

фотосинтез

Используется при аэробном дыхании

углекислый газ

аэробное дыхание

Используется при фотосинтезе

вода

аэробное дыхание

Растворитель для метаболических реакций

ионы

Соли в составе пищи

Поддерживают осмотическое давление

Соли желчных кислот

обмен липидов

Способствуют эмульгированию жиров

азотистые соединения

Обмен белков, НК

Есть субстратом жизни

Танины, алкалоиды

обмен углеводов

Защита растений от поедания животными

Экскреция у растений. У растений экскреция не связана с большинством проблем, которые есть у животных. Это можно объяснить фундаментальными различиями в физиологии и образе жизни растений и животных:

• растения являются первичными продуцентами и синтезируют в необходимом количестве нужны органические вещества;

• растения никогда не синтезируют белок в избытке, поэтому выделяют очень мало азотистых экскреты;

• три конечных продуктов - O2, СО2 и вода - используются в растений как исходные соединения для других реакций;

• много органических отходов метаболизма откладываются у растений в омертвевших постоянных тканях, а также в листьях или коре, которые периодически удаляются;

• органические кислоты, которые могут навредить растению, в основном связываются с катионами и выпадают в виде кристаллических включений в клетках.

Экскреция у животных. Выделение из организма может осуществляться путем диффузии или через выделительные органы. Своеобразным способом выделения является откладывание переведенных в труднорастворимые форму продуктов обмена в специальных клетках тела (например, в клетках жирового тела насекомых, в хлорагогенних клетках дождевых червей). Условия жизни на суше (экономия воды) обусловливают замену конечных продуктов обмена, например, легкорастворимых аммиака и мочевины, на труднорастворимые, которым является гуанин (например, у пауков) или мочевая кислота (например, у насекомых, пресмыкающихся, птиц). Основными путями выделения у животных являются: а) легкие → СО2, Н2О (в виде пара), летучие соединения (эфиры) б) кожа → Н2О, соли, мочевина, СО2; в) пищеварительная система → непереваренные остатки, соли тяжелых металлов, холестерин, желчные пигменты, креатинин, Н2О и др .; г) мочевыделительной системы → мочевина, избыток солей (фосфаты, сульфаты, NaCl), мочевая кислота, Н2О, а также БАР и др.

Вирусы - это плохие новости в упаковке из белка.

П. Медавар

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >