Фотосинтез и хемосинтез бактерий

ФОТОСИНТЕЗ И ХЕМОСИНТЕЗ БАКТЕРИЙ [c.103]

Фотосинтез и хемосинтез бактерий [c.107]

Бактериальный обмен веществ имеет большое значение для выяснения химического механизма фотосинтеза. Он показывает, что фотосинтез состоит из двух различных стадий — восстановления двуокиси углерода и окисления воды. Вторая стадия может быть изменена воду могут заменять другие восстановители, не влияя на первую стадию. Хемосинтез автотрофных бактерий делает вероятным, что восстановление двуокиси углерода представляет собой не фотохимический процесс это восстановление может осуществляться восстановленными продуктами фотохимического окисления воды (или другими восстановителями) с таким же успехом, как и продуктами экзотермических химических реакций. Более подробно эти [c.129]

Химические реакции, влекущие за собой дисмутацию энергии , несомненно, встречаются и у хемосинтезирующих бактерий, у которых несколько молекул сравнительно слабого восстановителя используется для образования молекулы (или радикала), способного реагировать с двуокисью углерода. Эта аналогия с хемосинтезом и является главным основанием для введения понятия дисмутация энергии в обсуждение механизма фотосинтеза. Эта концепция делает возможным принять только один тип первичного фотохимического процесса, даже если число таких процессов больше числа элементарных окислительно-восстановительных актов (водородные переносы или электронные переносы), требующихся для завершения основной реакции. [c.171]

Эта в высшей степени спорная схема, предложенная для объяснения экспериментально показанных значений 1/y от 3 до 6, имеет близкое отношение к схемам дисмутации энергии (например, таким, как схемы на фиг. 31 и 32, т. I), предложенным в гл. IX (т. I) среди иных возможных схем реакций фотосинтеза и хемосинтеза. Допущение, что Vs общего числа квантов используется при фотосинтезе для образования окисляющих и восстанавливающих агентов, а 2/з — для образования молекул с высоким энергетическим потенциалом, т. е. переносчиков, имитирует механизм хемосинтеза, постулированный для водородных бактерий (см. т. I, фиг. 32), согласно которому 2 молекулы водорода восстанавливают двуокись углерода, используя энергию, освобождающуюся при окислении 4 молекул водорода кислородом. [c.554]

ХЕМОСИНТЕЗ. Процесс усвоения (ассимиляции) углерода не за счет энергии солнечного луча (фотосинтез), а за счет энергии окисления неорганических веществ. Осуществляется некоторыми группами бактерий. К ним относятся бактерии нитрификации, которые используют в качестве источника энергии окисление азотистых соединений, а в качестве источника углерода углекислоту воздуха, серобактерии, окисляющие сероводород и использующие анергию окисления для разложения углекислоты, железобактерии, окисляющие соли закиси железа и др. [c.333]

Необходимую для жизнедеятельности энергию они получают или при фотосинтезе (усвоение углекислоты зелеными растениями и пурпурными серными бактериями), или хемосинтезе — путем окисления аммония, серы, нитритов, солей железа (П) и т. д. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, бесцвет пые серные бактерии и тионовокислые. [c.255]

Особенно большую опасность представляет цветение , вызьшаемое сипе-зелепыми и другими токсичными видами водорослей. Сине-зеленые водоросли играют особую роль в экосистемах современньк водоемов. Они занимают промежуточное положение между бактериями и растениями, так что их часто назьшают цианобактериями. Сине-зеленые водоросли появились па Земле более 3 млрд. лет назад, были первыми фотосинтезирующими организмами, образовавшими аэробную систему Земли. Сине-зеленые водоросли обладают колоссальным потенциалом размножения за 70 дней вегетационного периода одна клетка может дать 10 ° потомков. К благоприятным условиям для размножения сине-зеленьк водорослей относятся низкое содержание кислорода, т.е. более восстановительная среда. Сине-зеленые водоросли - единственные обитатели Земли, которые способны усваивать четыре вида газов СО, (фотосинтез, как у зеленых растений). О, (дькание), М, (азотфиксация), (как бактерии в процессах хемосинтеза). [c.40]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеротрофы и автотрофы, причем перимущественное развитие та или иная группа получает в зависимости от условий работы системы. Эти две группы бактерий различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатывают их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофные организмы потребляют для синтеза клетки неорганический углерод, а энергшо получают за счет фотосинтеза, используя энергию света, либо хемосинтеза путем окисления некоторых неорганических соединений (например, аммиака, нитритов, солей двухвалентного железа, сероводорода, элементарной серы и Др.). [c.100]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеро-трофы и автотрофы, которые различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатьша-ют их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофиые организмы потребляют для синтеза неорганический углерод, а энергию получают либо за счет фотосинтеза, либо за счет хемосинтеза при окислении ряда неорганических соединений. [c.241]

По мнению Опарина, родоначальными формами всего органического мира могли быть лишь простейшие организмы, способные к питанию только органическими веществами, ибо для таких сложных процессов как фотосинтез, а равно и хемосинтез некоторых бактерий (нитрофицирующих и др.), необходима весьма высокая организация живого вещества, которая вряд ли могла быть у первичных живых существ. [c.194]

Можно думать, что перенос фосфата и фосфорилирование связаны скорее с первичной обратимой фиксацией двуокиси углерода (как в хемосинтезе, так и фотосинтезе), а не с восстановлением углекислого газа до углеводов. Исследования Фоглера и Умбрейта показывают, насколько важно количественное изучение обмена веществ автотрофных бактерий для понимания тесно связанных явлений хемосинтеза и фотосинтеза. [c.120]

Другой интересный вопрос, возникающий прн изучении фотосинтеза и хемосинтеза автотрофных бактерий, относится к роли, которую эти процессы могли играть в развитии жизни на Земле. До объяснения ван Нилем механизма бактериального фотосинтеза синтез органического вещества зелеными растениями казался единственным процессом, стоящим обособленно по отношению ко всем остальным биохимическим реакциям в живых организмах. Исследования ван Ниля создали недостающее звено между ц[иром зеленых растений и миром низпаих микроорганизмов. [c.129]

На фиг. 31 изображена схема фотосинтеза зеленых растений, а на 32 и 33 — схемы хемосинтеза водородных бактерий. тиз и другие зеленые водоросли могут при подходяп) их условиях выполнять и нормальный фотосинтез и водородный хемосинтез (их [c.247]

Не менее заманчивые перспективы открывает и обнаруженное сходство фотосинтезируюших пурпурных бактерий с некоторыми бесцветными бактериями, которые способны восстанавливать углекислоту с помошью тех же или близких восстановителей, но без участия света. Вместо энергии света они используют химическую энергию, образующуюся при ферментативном окислении этих восстановителей кислородом воздуха. Такой процесс называется бактериальным хемосинтезом. Возможно, что он также представляет собой реликт более древних форм жизни. В 1939 г. Гаффрон обнаружил, что некоторые одноклеточные зеленые водоросли, будучи лишены кислорода, перестают осуществлять обычный фотосинтез, но могут восстанавливать углекислоту на свету, если вместо обычного восстановителя — воды — обеспечить их водородом Создается впечатление, как будто отсутствие кислорода вынуждает эти водоросли подражать пурпурным бактериям, которые также могут использовать в качестве восстановителя водород. [c.54]

В стратифицированных водоемах в хемоклине у верхней границы гиполимниона создаются аноксигенные условия и всегда наблюдается максимальная концентрация литоавтотрофных хемосинтезирующих бактерий. Используя энергию окисления восстановленных неорганических продуктов распада органического вещества, таких, как водород, метан, сероводород, аммоний, а также восстановленных форм железа, они усваивают углерод углекислоты и синтезируют биополимеры клетки. Ниже верхней границы гиполимниона при благоприятных условиях бурно развиваются анаэробные фототрофные бактерии, главным образом несерные пурпурные, которые тяготеют к нижним горизонтам кислородных вод, и пурпурные серобактерии, тяготеющие к верхним горизонтам сероводородных зон, Еще глубже при более высоких концентрациях H2S и полном отсутствии кислорода обитают анаэробные зеленые серобактерии. Образующаяся пурпурными бактериями в процессе фотосинтеза элементарная сера и сульфаты используются сульфатредукторами. Продукция биомассы бактерий в этих слоях достигает 0,3 г/м в сутки, а их общая биомасса - до 3 г/м . В слое интенсивного хемосинтеза у верхней границы бескислородной зоны всегда скапливается значительное количество зоопланктона. [c.111]

Нельзя сказать, что это абсолютно неправильно, но все же слишком упрощенно и неточно. В бактериальной металлургии используется совершенно определенная форма ассимиляции, то есть синтез вещества, в частности хемосинтез, который наблюдается у некоторых бесцветных бактерий. Если при фотосинтезе зеленых растений органическое вещество получается из неорганических материалов под действием световой энергии, то при хемосинтезе происходит окисление неорганических материалов, которые служат источником энергии. Кроме железотворных бактерий, известны также бактерии, образующие марганец, серу, медь, водород и другие элементы. Железотворные бактерии, к примеру, окисляют двухвалентное железо до трехвалентного и при этом происходит его концентрация в отложениях, которые мы [c.185]

Организмы каждого озера тесно взаимосвязаны между собой и окружающей средой. Б процессе их жизнедеятельности и взаимосвязи с окружающей средой осуществляется круговорот органического вещества и энергии в озере. В верхних слоях воды и в литорали происходит образование органического вещества. Осуществляется оно главным образом путем фотосинтеза высшими растениями и водорослями, использующими углекислоту и минеральные соединения. Синтез органического вещества из неорганического производится в процессе хемосинтеза некоторыми авто-трофными бактериями (например, серобактериями, нитрофицирую-щими бактериями). Готовое органическое вещество и некоторое количество биогенов поступают в водоем также с его площади. [c.386]

Автотрофные организмы (от греч. autos — сам и trophe — питание) способны самостоятельно синтезировать органические питательные вещества из неорганических, гетеротрофные — питаются готовыми органическими веществами. К автотрофам принадлежат зеленые растения и некоторые бактерии, использующие в ходе фотосинтеза энергию света (фототрофы), а также бактерии, способные утилизировать энергию окисления веществ для синтеза органических соединений (хемосинтез). [c.277]

Гайических веществ клетки, диссимиляция (катаболиче-ские процессы, которые являются экзергоническими). Различают две основные формы диссимиляции — дыхание и брожение. Процессы образования-биологических соединений и веществ, поступающих из внешней среды,— биосинтетические процессы (анаболические) идут с затратой энергии (эндергонические), т. е. представляют собой ассимиляцию. Важнейший биосинтетический процесс — ассимиляция углерода зелеными растениями и бактериями путем использования энергии света (фотосинтез) или энергии других химических реакций (хемосинтез). [c.174]

Первичный акт, посредством которого энергия, освободившаяся при окислении неорганических соединений хемосинтезирующими бактериями или воспринятая фотосинтезирующими организмами, превращается в доступную для использования в химическом синтезе форму, состоит в трансформации этой энергии в энергию макроэргической связи АТФ. Иначе говоря, энергетическое обеспечение синтеза простых углеводов начинается с синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Можно предполагать, что процесс хемосинтетиче-ского и фотосинтетического фосфорилирования идет, в общем, аналогично окислительному фосфорилированию (см. гл. X), т. е. перенос электронов при хемосинтезе и фотосинтезе вовлекает ряд энзиматических систем мембранного аппарата бактериальных и растительных клеток, результатом чего является возникновение мембранного потенциала—истинного двигателя реакции фосфорилирования аденозиндифосфорной кислоты АДФ+НзР04- АТФ+Н20. [c.359]