Анаэробное и фотосинтез

Подводя итог, мы можем выделить среди современных организмов, метаболизм которых приводит к осаждению извести, две группы. Первая — это зеленые водоросли, эукариоты, живущие в аэробных, кислородсодержащих средах. Вторая группа — анаэробные прокариоты, способные к брожению и фотосинтезу. Хотя в условиях современной атмосферы водоросли являются самыми важными поставщиками известняка, разумно предположить, что на заре геологической истории отложение известняка было в основном результатом жизнедеятельности организмов, сходных с современными, живущими за счет брожения или анаэробного фотосинтеза. Эти древние формы ранней жизни развивались, конечно, в местах, защищенных от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца они свободно контактировали с гидросферой и атмосферой, но, несмотря на это, жили в отсутствие кислорода. [c.311]

К концу Кембрия в водах океана существовало уже, как полагают, до 1200 видов примитивных живых существ и происходило бурное развитие анаэробного брожения, а также началось поедание одних живых существ другими (вследствие уменьшения запасов органического вещества, абиогенно фотосинтезированного солнечными лучами) замечательную роль в биохимии начал играть фосфор и, в частности, аденозинтрифосфат, необходимый как для дыхания, так и для фотосинтеза органических молекул [c.378]

Образование молекулярного кислорода из воды в процессе фотосинтеза явилось, несомненно, важнейшим событием в эволюции и имело далеко идущие последствия. По мере накопления кислорода в атмосфере Земли облигатные анаэробы (для которых кислород токсичен) оста-.лись только в строго анаэробных средах, уступив место новым классам -бактерий, обладающих механизмами детоксикации кислорода и использования его для окисления сложных органических соединений с целью получения необходимой энергии. [c.26]

Никотинамидные коферменты принимают участие в отдельных реакциях углеводного, липидного и аминокислотного обмена в процессах фотосинтеза в растениях. Дегидрогеназы катализируют отдельные этапы реакций анаэробного расщепления моносахаридов с высвобождением свободной энергии и накоплением ее в аденозин-5 -трифосфате (АТФ), который является основным аккумулятором и затем генератором энергии в живой клетке. В этой метаболической реакции происходит образование макроэргической связи с превращением АДФ в АТФ, которые являются ключевыми энергетическими переносчиками. [c.318]

Некоторые зеленые и пурпурные бактерии, которые в норме живут в анаэробных условиях, например в иле и в стоячей воде, также фототрофны и способны восстанавливать СО2 до углеводов, правда, в ходе фотосинтеза О2 у них не выделяется. Эти бактерии не способны использовать энергию света для [c.327]

В природе есть много мест с полным или почти полным отсутствием молекулярного кислорода. Это глубокие слои воды, почвы, илы морей и континентальных водоемов. Особую экологическую нишу для развития анаэробов представляют рубец и кишечник животных и человека. Облигатно анаэробный способ существования широко распространен среди эубактерий. Систематическое изучение анаэробных эубактерий, предпринятое в последние десятилетия, обнаружило неоднородность входящих в эту фуппу организмов, способных получать энергию в процессах брожения, фотосинтеза и анаэробного дыхания. [c.261]

Все пурпурные бактерии характеризуются сходным строением и функционированием фотосинтетического аппарата. Они могут расти на свету в анаэробных условиях, осуществляя фотосинтез бескислородного типа. Однако по целому ряду физиологических особенностей, в том числе и по использованию разных соединений в качестве донора электронов при фотосинтезе, между представителями пурпурных бактерий обнаружены значительные различия. Поэтому на основании ряда физиологических признаков группу подразделяют на пурпурные серные и несерные бактерии. [c.298]

Таким образом, в этой фуппе обнаружены разные биосинтетические способности, сочетающиеся с разнообразными способами получения энергии. Источниками углерода могут быть СО2 или органические соединения, а источниками энергии — фотосинтез, аэробное и анаэробное дыхание, брожение. [c.300]

В то же время для ряда цианобактерий показана способность расти на свету в строго анаэробных условиях. Это относится к видам, осуществляющим фотосинтез бескислородного типа, которых в соответствии с принятой классификацией следует отнести к факультативным анаэробам. (Фотосинтез любого типа по своей природе — анаэробный процесс. Это хорошо видно в случае фотосинтеза бескислородного типа и менее очевидно для кислородно- [c.316]

Отрицательное действие О2 на азотфиксацию связано с восстановительной природой процесса. Возникшая первоначально у анаэробных прокариот, получающих энергию за счет брожения, способность к азотфиксации проявилась и в фуппах эубактерий с бескислородным фотосинтезом. Благоприятные условия для нее обеспечивались анаэробным типом метаболизма этих фупп. И только цианобактерии столкнулись с проблемой функционирования в клетке двух процессов, один из которых имеет восстановительную природу, а другой сопровождается выделением такого сильного окислителя, как О2. Возникла необходимость защиты или изолирования процесса азотфиксации от молекулярного кислорода. [c.317]

Анаэробное дыхание НАД(Ф) Н2 S поддерживает жизнедеятельность некоторых цианобактерий, способных к бескислородному фотосинтезу [c.318]

Пурпурные серобактерии, обычно присутствующие в загрязненных прудах и лагунах, слулсат показателем условий, благоприятных для анаэробного фотосинтеза, и указывают на наличие ряда органических соединений [21, 22]. Степень экологической роли этих бактерий в загрязненных водах неизвестна. [c.245]

Оригинально и увлекательно написана большая глава об особой роли углерода в химии. Традиционному изложению основ органической химии и начал биохимии предшествует рассмотрение уникальной способности углерода к образованию бесконечного множества устойчивых структур вместе с тем показано, что даже ближайшие к углероду элементы в периодической системе не обладают такими свойствами. Авторы интересно рассказывают о строенип и механизме действия ферментов. Но особенно увлекателен (хотя и не прост) материал об эволюции усвоения энергии живыми системами (от анаэробной ферментации к фотосинтезу и далее к кислородному дыханию). [c.7]

Хорошо известно, что АТФ как богатый энергией фосфат используется во многих биохимических процессах. Запасание химической энергии следует из возможности гидролиза АТФ до АДФ и Н3РО4 (около 25 кДж/моль). Поскольку реакция (8.46) может происходить независимо от восстановления СО2 в анаэробных условиях, представляется возможным первоначальное развитие организмов в направлении использования ими света для запасания энергии, а не для синтеза новых органических соединений. Возникновение собственно фотосинтеза было, таким образом, более поздним эволюционным этапом. [c.230]

Наконец, в морской воде зародились впервые вирусы, бактерии, простейшие одноклеточные водоросли и дрожжевые грибки началось развитие анаэробного брожения запасенных в результате абиогенного фотосинтеза органических молекул затем начали появляться живые клетки, использующие для своей жизни энергию окисления органических молекул за счет кислорода сульфатов, превращаемых в сульфиды начали все более развиваться разнообразные живые автотрофы, получающие энергию от окисления сероводорода (с выделением свободной серы) или от окисле1шя железа (И) до железа (И1). [c.376]

Ф. играет важную роль в обмене в-в и энергии в клетках животных, растений и микроорганизмов. Донорами фосфорильной группы служат АТФ и др. нуклеозидтрифосфа-ты. Ф. аденозиндифосфа.та фосфорной к-той — осн. процесс синтеза АТФ, к-рый осуществляется в результате окисления низкомол. орг. соединений в анаэробных условиях (гликолитич. Ф.), аэробных условиях окислительное фосфорилирование) или в результате фотосинтеза (фото-фосфорилирование). Э. Е. Нифантъев. [c.629]

Один из центральных вопросов современной биохимии заключаете в том, каким образом поток электронов по цепи переносчиков приэодц к образованию АТР. Вопрос этот очень важен, так как большая часть АТР, образующегося в аэробных и некоторых анаэробных организмах, генерируется именно в процессе окислительного фосфорилирования. Более того, энергия, улавливаемая в процессе фотосинтеза, идет на образование АТР с помощью очень сходного процесса. Механизм генерирования АТР может быть тесно связан с функционированием мембран при транспорте ионов. Вполне возможно, что механизм окислительного фосфорилирования в известном смысле является обратным механизму использования энергии АТР для мышечного сокращения. [c.391]

Для реализации биосинтеза и метаболизма необходима энергия, запасаемая в клетках в химической форме, главным образом в экзергонических третьей и второй фосфатной связи АТФ. Соответственно метаболические биоэнергетические процессы имеют своим результатом зарядку аккумулятора — синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Это происходит в процессах дыхания и фотосинтеза. Современные организмы несут память об эволюции, начавшейся около 3,5 10 лет назад. Имеются веские основания считать, что жизнь на Земле возникла в отсутствие свободного кислорода (см. 17.2). Метаболические процессы, протекающие при участии кислорода (прежде всего окислительное фосфорилирование при дыхании), относительно немногочисленны и эволюционно являются более поздними, чем анаэробные процессы. В отсутствие кислорода невозможно полное сгорание (окисление) органических молекул пищевых веществ. Тем не менее, как это показывают свойства ныне существующих анаэробных клеток, и в них необходимая для жизни энергия получается в ходе окислительно-восстановительных процессов. В аэробных системах конечным акцептором (т. е. окислителем) водорода служит Ог, в анаэробных — другие вещества. Окисление без Oj реализуется в двух путях брожения — в гликолизе и в спиртовом брожении. Гликолиз состоит в многостадийном расщеплении гексоз (например, глюкозы) вплоть до двух молекул пирувата (пировиноградной кислоты), содержащих по три атома углерода. На этом, пути две молекулы НАД восстанавливаются до НАД.Н и две молекулы АДФ фосфоршгируются— получаются две молекулы АТФ. Вследствие обратной реакции [c.52]

К цветным серобактериям относятся пурпурные и зеленые бактерии-литотрофы, имеющие хлорофилл. Источником энергии для автотрофной ассимиляции СОа служит свет. Фотосинтез у них протекает в анаэробных условиях и не сопровождается выделением кислорода. Донором водорода для восстановления СОг у них служит НгЗ, эти организмы — фотоавтотрофы (фотоавто-литотрофы). [c.130]

Считают, что первые организмы были анаэробные гетеротро-фы — бродильшики они потребляли органические вешества, синтезированные абиогенным путем. Когда запас этих вешеств бьш исчерпан, появились первые автотрофы. Они черпали энергию для жизни, расшепляя НзЗ, выделяя при этом серу, — окси-генный фотосинтез, или анаэробный хемосинтез, затем они научились потреблять водород, расщепляя воду и выделяя кислород — о/ссигенный фотосинтез. Формирование ОВ протекало согласно реакциям [c.106]

О. limneti a, осуществляющая активный фотосинтез бескислородного типа, оказалась также способной в темноте в анаэробных условиях при наличии в среде серы осуществлять перенос элект- [c.314]

Вегетативные клетки многих изученных культур обнаруживают нитрогеназную активность в анаэробных и микроаэробных условиях. Только для единичных культур, например представителей рода Gloeothe e, показана способность вегетативных клеток к азотфиксации в аэробных условиях, при этом до 95 % фиксированного азота приходится на темновой период, т.е. процессы фотосинтеза и азотфиксации разделены во времени. В целом же проблема [c.317]

У безгетероцистных цианобактерий защита нитрогеназы вегетативных клеток от О2, в первую очередь эндогенного, осуществляется с помощью разделения во времени процессов фотосинтеза и азотфиксации, непрерывного синтеза нитрогеназы, высокой активности супероксиддисмутазы в сочетании с каталазной и пе-роксидазной активностями. В центре филаментов некоторых безгетероцистных форм часто вьщеляются слабопигментированные вегетативные клетки, у которых предположительно подавлена способность к фотосинтетической фиксации СО2 и тем самым созданы более благоприятные условия для азотфиксации. (Это не гетероцисты, но, вероятно, именно из них впоследствии развились гетероцисты как центры азотфиксации в аэробных условиях.) Средством защиты от экзогенного О2 служит синтез большого количества слизи, часто окружающей клетки азотфиксирующих цианобактерий. Существование в виде колониальных форм также может обеспечивать создание анаэробных условий для клеток, располагающихся в центральной части колонии. [c.343]

Со сформированными электронтранспортными цепями, локализованными в мембране, содержащими все типы переносчиков и имеющими прямое отнощение к получению клеткой энергии, мы уже встречаемся у рассмотренных в гл. 13 и 14 анаэробных эубактерий с наиболее просто организованной энергетикой хе-мотрофного (брожение) и фототрофного (бескислородный фотосинтез) типа некоторых пропионовокислых бактерий, всех фотосинтезирующих пурпурных и зеленых бактерий. В клеточных мембранах этих организмов локализованы и функционируют сопряженные с электронным транспортом АТФ-синтазы. [c.348]

Способы получения архебактериями энергии включает бес-хлорофилльный фотосинтез, брожение, аэробное и анаэробное дыхание, при котором конечными акцепторами электронов могут быть СО2 и другие С,-соединения, молекулярная сера, N0 , Ре " и Мо . У организмов, получающих энергию с использованием электронного транспорта, в качестве электронпереносящих компонентов обнаружены ферредоксины, хиноны, цитохромы. Электронный транспорт сопряжен с трансмембранным переносом протонов. Механизм окислительного фосфорвдирования архебактерий соответствует хемиосмотическому принципу и сходен с аналогичным механизмом эубактерий и митохондрий. В то же время следует подчеркнуть, что архебактериям свойственны типы энергетического метаболизма, не встречающиеся у эубактерий и эукариот. Это бесхлорофилльный фотосинтез и особый тип анаэробного дыхания, в процессе которого происходит образование метана. [c.415]

Биохимическую роль витамин В= играет в форме коферментов никотинамидадениндинуклеотида (NAD) и никотинамиддинуклео-тидфосфата (NADP), открытых и исследованных О. Г. Варбургом, Г. фон Эйлером и Ф. Шлепком в 1935—1936 гг. Эти коферменты входят в многочисленную группу оксидоредуктаз (дегидрогеназ), принимающих участие почти в 150 различных биохимических реакциях дегидрирования, окисления, N-алкилирования, изомеризации, в восстановлении нитрата до нитрита и далее до аммиака, фотосинтезе, дыхании, энергетическом обмене, анаэробном расщеплении углеводов и т. д. В ходе окислительно-восстано- [c.675]

Синезеленые водоросли способны использовать различные источники-энергии для своего развития (фотосинтез, фоторедукцию, хемосинтез, гетеротрофную и фотогетеротрофную ассимиляцию органических веществ). Поэтому они способны заселять различные биотопы — поверхность, толщу воды, иловые отложения, аэробные, анаэробные участки водохранилищ — и выживать там, где погибают другие хлорофиллсодержащие организмы. Синезеленые водоросли потребляют незначительное количество фосфора для своего развития. С уменьшением его в окружающей среде в клетке аккумулируется органическая сера. Благоприятные факторы внешней среды, а также особенности метаболизма этих водорослей способствуют массовому их. размножению, цикл которого регулярно повторяется. В период актнвиого- [c.189]

Бактерий анаэробных активная культура (Активатор прорастания семян, активатор почвенной ми1фофлорьт, активатор фотосинтеза) нт НТ нт нт нт нт [c.491]

Анаэробный метаболизм. Многие цианобактерии живут в слоях воды, содержащих в значительных концентрациях (примерно 5 мМ/л) сероводород. Исследования, проведенные на Os illatoria limneti a, показали, что фотосистема II в присутствии сероводорода выключается, и начинает протекать иной, бескислородный (аноксигенный) фотосинтез по схеме [c.133]

Недавно выделена анаэробная фототрофная бактерия НеИоЬааепит сЫогит, осуществляющая аноксигенный фотосинтез. Она содержит особый хлорофилл (бактериохлорофилл д) и в отличие от других фототрофных бактерий является грам-положительной. Предполагают, что это наиболее древняя форма фототрофов.-Лрил1. ред. [c.369]

Фотосинтетический транспорт электронов у анаэробных фототрофных бактерий во многих отношениях отличается от только что описанного. В аноксигенном фотосинтезе участвует только одна световая реакция она поддерживает циклический транспорт электронов. Электроны, покидающие цикл для восстановления NAD, не являются продуктом разложения воды, Фотосинтез зависит от наличия в среде восстановленных субстратов и не сопровождается выделением Oj. Собственно фотореакция хотя и аналогична первой фотореакции у зеленых растений, однако у некоторых бактерий она приводит, вероятно, лишь к созданию протонного потенциала и тем самым к запасанию энергии (АТР), но не к восстановлению NAD. Таким образом, нециклический перенос электронов (от донора электронов к пиридиннуклеотиду) здесь отсутствует. По-видимому, NADHj образуется в результате какой-то темновой реакции в ходе обратного транспорта электронов, протекающего с затратой энергии. [c.390]

Рис. 17.1. Схематический вертикальный разрез эвтрофного озера-пример водной экосистемы. Слой температурного скачка (термоклин, или хемоклин) отделяет аэробную область от анаэробной. В обеих областях осуществляется первичное образование органического вещества путем фотосинтеза. Анаэробные условия начинают создаваться в результате анаэробного распада в донных осадках.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология