Растения автотрофы или гетеротрофы. Автотрофные организмы

организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических

АВТОТРОФНЫЕ ОРГАНИЗМЫ , автотрофы (от авто … и троф ), организмы, использующие для построения своего тела углекислый газ в качестве единственного или главного источника углерода и обладающие как системой ферментов для ассимиляции углекислого газа, так и способность синтезировать все компоненты клетки. Некоторые автотрофные организмы могут нуждаться в экзогенных (поступающих извне) витаминах или факторов роста. Автотрофные организмы противопоставляются гетеротрофным организмам , использующим органические вещества. К автотрофным организмам относятся наземные зеленые растения, водоросли, фототрофные бактерии, способные к фотосинтезу, а также некоторые бактерии, использующие окисление неорганических веществ - хемоавтотрофы. Подавляющее большинство автотрофных организмов ассимилируют углекислый газ, через восстановительный пентозофосфатный путь . У некоторых бактерий, например, метанообразующих, углекислый газ ассимилируется другим путем. Обсуждается возможность отнесения к автотрофным организмам бактерий, использующих в качестве источника углерода метан. Автотрофные организмы - первичные продуценты органического вещества в биосфере, образующие первый трофический уровень в сообществах. Роль фотосинтезирующих автотрофных организмов в природе является определяющей, так как они образуют основную массу органического вещества в биосфере. Деятельностью автотрофных организмов определяется как существование всех других организмов, так и ход биогеохимических циклов в круговороте веществ в природе.

См. также:

Хемосинтез

ХЕМОСИНТЕЗ (от хемо ... и греческого synthesis - соединение), тип питания бактерий, основанный на усвоении CO 2 за счёт окисления неорганических соединений. Способные к хемосинтезу аэробные бактерии (водородные, нитрифицирующие, тионовые и др.) усваивают CO 2 так же, как при фотосинтезе (цикл Калвина)...

Трофический уровень

ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ , совокупность организмов, объединяемых типом питания. Представление о трофическом уровне позволяет понять динамику потока энергии и определяющую его трофическую структуру...

В природе существует два способа питания, в соответствии с которыми живые организмы делятся на два типа - автотрофы и гетеротрофы. Каждый тип отличается способом получения органических веществ.

Что это?

Автотрофы - живые организмы, способные самостоятельно синтезировать органические веществ из неорганических. Из определения понятно, что к автотрофам в первую очередь относятся зелёные наземные растения, водоросли, а также цианобактерии или сине-зелёные водоросли, т.е. все организмы, способные к фотосинтезу. Они называются фототрофами и используют солнечный свет в качестве источника энергии.

Рис. 1. Цианобактерии.

Помимо фототрофов к автотрофам относятся хемотрофы или хемоавтотрофы. В качестве источника энергии они используют энергетические связи химических веществ и с их помощью синтезируют органические вещества из неорганических. Получать органические вещества они могут в кислородной или бескислородной среде. К хемотрофам относятся некоторые виды бактерий - серобактерии, азотфиксирующие, нитрифицирующие и т.д. Хемотрофы - единственные организмы, не зависящие от солнечного света.

Рис. 2. Хемотрофы.

Гетеротрофы - живые организмы, получающие готовые органические вещества вместе с пищей. К ним относится большая часть животных от простейших до человека, грибы, хищные растения, некоторые виды бактерий. Гетеротрофы, поедающие автотрофов, являются травоядными организмами. Гетеротрофные организмы, питающиеся гетеротрофами, называются хищниками.

По способу потребления пищи гетеротрофы делятся на два вида:

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

фаготрофов (голозоев) - употребляют пищу кусками за счёт проглатывания;
осмотрофов - поглощают органические вещества непосредственно через клеточные стенки.

Гетеротрофы могут использовать в качестве пищи живые или неживые организмы.
В связи с этим выделяют:

биотрофов - поедают живые организмы (хищники, травоядные);
сапротрофы - потребляют мёртвые организмы (грибы, дрожжи).

К биотрофам относятся:

зоофаги - потребляют животных;
фитофаги - поедают растения.

Сапротрофы могут питаться:

детритом (детритофаги) - грибы, дождевые черви;
трупами животных (некрофаги) - грифы, шакалы;
экскрементами (копрофаги) - личинки мух, жуки-скарабеи.

Рис. 3. Виды гетеротрофов.

Автотрофные и гетеротрофные типы питания тесно взаимосвязаны в системе пищевой цепочки. От выживаемости автотрофов зависит жизнь всей последующей цепочки гетеротрофов.

Сравнение

В таблице «Автотрофы и гетеротрофы» приведены сравнительные характеристики двух типов питания.

Некоторые организмы практикуют оба вида питания и называются миксотрофами. К ним относятся насекомоядные растения, моллюск восточная изумрудная элизия, эвглена зелёная.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях типов питания, а также о том, чем отличаются автотрофы от гетеротрофов. Автотрофы способны самостоятельно производить органические вещества, гетеротрофы питаются готовыми органическими веществами, поедая другие организмы. Некоторые живые существа одновременно способы к автотрофному и гетеротрофному питанию.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 216.

Автотрофы - всемирные «кормильцы»: они являются создателями органического вещества, которое затем потребляется гетеротрофами - животными, людьми, грибами и некоторыми растениями.

Конечно, автотрофы сами состоят из органических веществ, но для их получения им не требуется готовый продукт: они производят их самостоятельно из неорганических соединений.

Кто относится к автотрофам

Понятно, группа автотрофов практически целиком состоит из растений (также сюда относятся и некоторые бактерии). Никакие другие организмы не способны синтезировать органические вещества. Однако среди высших растений есть такие, которые утратили автотрофность или освоили новые способы получения пищи:

Абсолютное большинство использует энергию солнечного света. Такие организмы называются фототрофами.
Небольшая группа организмов, именуемая хемотрофами, использует энергию химических связей неорганических веществ - сероводорода, серы, железа и др.

К хемотрофам принадлежат исключительно микроорганизмы. Большинство их обитает на дне морей и океанов, куда не проникает солнечный свет. Там они являются единственными продуцентами, то есть организмами, непосредственно производящими органику. Фототрофы содержат хлорофилл - зелёный пигмент, с помощью которого и осуществляется фотосинтез. Однако некоторые бактерии способны к бесхлорофильному фотосинтезу: роль светочувствительного вещества в их организме выполняет белок бактериородопсин.

Вообще понятия «автотрофы» и «продуценты» зачастую отождествляются, хотя с научной точки зрения это не совсем корректно. Автотрофы - самое первое звено в мировой пищевой цепочке, без которых было бы невозможным разнообразие живых существ. Разумеется, автотрофы не осознают свою «великую миссию», и неорганические вещества для них - всего лишь еда, а не ингредиенты для «творчества».

Миксотрофы

Некоторое количество организмов при одних условиях является автотрофами, а при других - гетеротрофами. Классический, известный из школьной программы пример - эвглена зелёная. Это одноклеточная водоросль, которая на свету питается как растение, а в темноте - как животное.

Синезелёные водоросли (они же - цианобактерии) способны и к фотосинтезу, и к питанию готовыми органическими веществами, и к разрушению их до неорганических. И всё-таки автотрофность у таких организмов первична.

Синезелёные водоросли, по мнению современных учёных, участвовали не только в создании органического вещества: именно они в глубокой древности насытили земную атмосферу кислородом. Этот процесс носит название «кислородной катастрофы». Катастрофа - поскольку этот процесс привёл к крупному оледенению и изменению всей биосферы Земли. За производство значительной части кислорода они ответственны и сейчас.

Почему растения неподвижны?

Растения, за редким исключением, не способны к быстрым движениям. Не могут они и менять место проживания: дерево будет до конца жизни расти там, где упало семя. Такой образ жизни связан с автотрофным питанием. Действительно, растениям нет необходимости разыскивать пищу на какой-либо территории, достаточно задействовать свои врождённые способности к химическим реакциям.

Однако в этом заключается и слабость автотрофов: если семя попадёт в среду, начисто лишённую необходимых исходных веществ, оно не прорастёт. Конечно, нельзя сказать, что растения совершенно неподвижны. Их движения чаще всего связаны с поиском солнечного света - источника энергии.

Одни растения поворачивают венчик вслед за солнцем, другие раскрывают на свету листья. Одноклеточные растения, водоросли и бактерии снабжены жгутиками, ресничками и другими органами, благодаря чему способны быстро перебираться на освещённую сторону.

На Земле проживает огромное множество живых существ. Для удобства их изучения исследователи классифицируют все организмы по различным признакам. По типу питания все живое оказывается разделенным на две большие группы – автотрофы и . Кроме того, выделяется группа миксотрофов – это организмы, приспособленные к обоим типам питания.

Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов.

Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например, одноклеточная на свету является автотрофом, а в темноте – гетеротрофом.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) – от химических реакций неорганических соединений.

Виды автотрофов

Все автотрофы делятся на:

Фотосинтезирующие автотрофы
Хемосинтезирующие автотрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры – источники электронов), называются фототрофами . Такой тип питания носит название фотосинтеза . К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту – хлорофиллу .

Ежегодно с помощью фотосинтезирующих автотрофов потребляется 480 млрд тонн зеленых растений и создается 232 млрд тонн органического вещества, а также выделяется 268 млрд тонн чистого кислорода в окружающую природу (вклад этих автотрофов неоценим для всего мира).

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров – источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений – таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы .

Ярким примером хемосинтезирующих автотрофов являются бактерии-продуценты, которые синтезируются на дне океана из выбросов морской воды и сероводорода в органические вещества необходимые бактериям для поддержания жизнедеятельности.

Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты – гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами .

Роль автотрофов

Роль в природе автотрофов очень велика: только они могут оказаться первичными продуцентами (организмы, которые синтезируют органического вещества из неорганических), которые потом используются всеми живыми организмами – гетеротрофами для поддержания жизни (питания).

Кроме того, автотрофы имеют основополагающее значение для пищевой цепочки всего мира. Они могут брать энергию из окружающей среды (солнечную энергию) и трансформировать ее в богатую энергию молекул (углероды, белки, жиры). Такой механизм получил название «первичная продукция». Из этого следует, то, что гетеротрофы (животные, все грибы) зависят от автотрофов.

Дополнительная информация

Сапротрофных организмы (сапрофиты) – это организмы, питающиеся готовой органикой, то есть относятся к гетеротрофам, отличие состоит в том, что питаются они мертвыми останками организмов, раскладывая их, например грибы, бактерии, черви. Такие организмы относятся к категории редуцентов.

Миксотрофы (от др.-греч. μῖξις – смешение и τροφή – пища, питание) – организмы, способные использовать различные источники углерода и доноры электронов. Миксотрофы могут быть одновременно фототрофами и хемотрофами, литотрофами и органотрофами. Миксотрофами являются представители как прокариот, так и эукариот.

Примером организма с миксотрофным получением углерода и энергии является бактерия Paracoccus pantotrophus из семейства Rhodobacteraceae – хемооргано-гетеротроф, также способная существовать по хемолитоавтотрофному типу. В случае P. pantotrophusсеросодержащие соединения выступают в качестве доноров электронов. Органогетеротрофный метаболизм может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Автотрофы и гетеротрофы: характеристика, сходства и различия

В этой главе мы разберем особенности жизнедеятельности двух основных групп и выясним, чем отличаются автотрофы от гетеротрофов.

Автотрофы – организмы, самостоятельно синтезирующие органические вещества из неорганических. В этой группе оказываются некоторые виды бактерий и почти все организмы, принадлежащие к царству растений. В ходе своей жизнедеятельности автотрофы утилизируют различные неорганические вещества, поступающие извне (углекислый газ, азот, сероводород, железо и другие), задействуя их в реакциях синтеза сложных органических соединений (в основном это углеводы и белки).

Как мы видим, главное отличие гетеротрофов от автотрофов заключается в химической природе необходимых им питательных веществ. Отличается и сущность процессов их питания. Автотрофные организмы затрачивают энергию при преобразовании неорганических веществ в органические, гетеротрофы энергию при питании не затрачивают.

Автотрофы и гетеротрофы разделяются еще на две группы в зависимости от используемого источника энергии (в первом случае) и от пищевого субстрата, используемого микроорганизмами второго типа.

Автотрофы и гетеротрофы занимают определенные позиции в пищевой цепи. Автотрофы всегда являются продуцентами — они создают органические вещества, которые позже проходят путь через всю цепь. Гетеротрофы становятся консументами различных порядков (как правило, в этой категории оказываются животные) и редуцентами (грибы, микроорганизмы).

Пищевая цепь в экосистеме

Для организмов нашей планеты основным источником энергии является солнечный свет. Незначительно в процессах метаболизма может использоваться тепло вулканического происхождения, энергия из недр земной коры и др. Энергия нужна организмам для синтеза собственных органических веществ из неорганических (автотрофы) или из готовых органических (в гетеротрофов). Одни из них используют для процессов синтеза энергию света - это фототрофные организмы. Другие организмы - хемотрофных - для этого используют энергию химических реакций. Всего за характером питания организмы делятся на такие группы, как автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы.

Автотрофы (от греч. «Авто» - сам и "трофос" - пища, питание ) - организмы, которые способны синтезировать собственные органические вещества из неорганических за счет энергии света (фотоавтотрофы ) или энергии химических реакций (хемоавтотрофы ). Автотрофы, основные продуценты органического вещества в биосфере, обеспечивают существование остальных организмов

миксотрофов (от греч. "Микс" - смешанный и "трофос" - пища, питание ) - организмы, которые имеют смешанный тип питания: на свете - фотосинтезирующие, а при неблагоприятных условиях переходят на усвоение органических соединений. Классическими примерами миксотрофов является эвглена зеленая, много видов диатомовых водорослей, бактерии родов Beggiatoa и Thiothrix и др.

Типы питания организмов

типы питания	источник энергии	источник углерода	примеры организмов
фотоавтотрофной	энергия света		растения, цианобактерии
хемоавтотрофные	Энергия химических реакций		Сиркобактерии, железобактериями, нитрифицирующие бактерии
фотогетеротрофный	энергия света	органические соединения	Пурпурные несерные бактерии
Хемогетеротрофний	Энергия химических реакций	органические соединения	Животные, грибы

В биологических системах энергия существует в различных формах: химической, электрической, механической, тепловой и световой, которые способны превращаться друг в друга. Универсальным источником энергии в клетке является АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). В макроэргических связях этого соединения аккумулируется химическая энергия, которая освободилась при протекания реакций энергетического обмена. А уже потом энергия АТФ используется для обеспечения в организме различных процессов: химических (для биохимических реакций синтеза), механических (для движения), электрических (для образования нервных импульсов), тепловых (для терморегуляции), световых (для биолюминисценция) и др.

БИОЛОГИЯ + Биолюминесценция (от греч. Биос - жизнь и лат. Люмен - свет ) - видимо свечение живых организмов, связанное с процессами их життсдияльности. Вы или касс в результате ферментативного окисления белков-люциферин с помощью фермента люциферазы. При этом химическая энергия превращается в энергию света. Биолюминсценция очень распространена в природе и наблюдается среди бактерий, грибов, водорослей и животных. Светятся ночесветки и некоторые радиолярии, это явление характерно для глубоководных рыб, которые привлекают с помощью света добычу и используют его для общения (например, в морских удильщиков, бархатночеревои акулы и др. ) , В глубоководных кальмаров, насекомых (например, в светлячков, которые светятся в брачный период ) и др.