Підручник Біологія 9 клас - О. А. Андерсон - Школяр 2017

Тема 3 ПРИНЦИПИ ФУНКЦІОНУВАННЯ КЛІТИНИ

§ 16. Хемосинтез

Згадаємо!

Що таке фотосинтез?

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.

Обидві групи - фотосинтетики та хемосинтетики - об’єднують в групу автотрофних організмів.

Різноманітність хемосинтетиків. Організми, здатні засвоювати енергію хімічних реакцій, належать до бактерій. Перелічимо кілька реакцій, що відбуваються за участі бактерій, у яких виділяється достатня для синтезу органічних сполук кількість енергії.

Залізобактерії окиснюють двовалентний Ферум до тривалентного. У результаті утворюється залізна руда. Сіркобактерії окиснюють Сульфур сірководню до молекулярної сірки. Тіонові бактерії також перетворюють сполуки

Явище хемосинтезу було відкрито у 1890 р. Сергієм Миколайовичем Виноградським. Учений народився та закінчив гімназію у Києві, навчався і працював в університетах Санкт-Петербурга (Росія), Страсбурга (Франція), Цюріха (Швейцарія). До відкриття хемосинтезу вважали, що фотосинтез зелених рослин є єдиним джерелом утворення органічних речовин.

С. М. Виноградський (1856-1953)

Сульфуру, окиснюючи молекулярну сірку, сульфіти або сульфіди до сульфатів. Ці організми існують у дуже кислому середовищі. Водневі бактерії окиснюють молекулярний водень до води. Нітрифікуючі бактерії здатні окиснювати амоніак, що виділяється при гнитті органічних речовин, до нітритів та нітратів. Отже, спектр перетворюваних хімічних речовин є досить широким. Проте функціонування різних хемосинтезуючих організмів має ряд спільних ознак. 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.

Біологічна роль хемосинтезу. Загальна кількість органічних сполук, продукованих хемосинтетиками, є меншою, ніж утворених у результаті фотосинтезу, однак ці організми дуже важливі для колообігу речовин в екосистемах.

Важливе значення мають нітрифікуючі бактерії, які перетворюють Нітроген амоніаку на доступні для рослин нітрати та нітрити. Нітроген - обов’язковий компонент білків, нуклеїнових кислот і деяких фосфоліпідів, а значить є необхідним для процесів функціонування клітин. Через те доступність Нітрогену для рослин має вирішальне значення для синтезу амінокислот, нуклеотидів, фосфоліпідів та інших нітрогеновмісних сполук.

Хемосинтезуючі організми забезпечують життєдіяльність екосистем у регіонах з недостатньою кількістю сонячного світла (рис. 66). Найбільш цікавими є екосистеми так званих «чорних курців». Вони розташовані в глибоководних регіонах Тихого океану, на дні яких відкриваються гідротермальні джерела з високою концентрацією сполук Сульфуру, що надають їм характерного забарвлення.

Рис. 66. Значення хемосинтезуючих бактерій в екосистемах: а - залізобактерії надають воді характерного іржавого кольору; б - екосистема «чорних курців»; в - кільчастий черв - рифтія - живиться за рахунок симбіотичних сіркобактерій, які синтезують органічні речовини

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

1. Що таке хемосинтез?

2. Які організми можуть використовувати енергію хімічних реакцій для власного живлення?

3. Поясніть біологічну роль хемосинтезу.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити