Отримання енергії: бродіння, фотосинтез, хемосинтез

Бродіння. Один з основних способів отримання енергії найпростішими і деякими клітинами вищих тварин. При цьому, отриманий із глюкози піруват рослинними клітинами включається в спиртове бродіння, розпадаючись на вуглекислий газ і спирт. У тварин піруват вступає в молочнокисле бродіння – він перетворюється в молочну кислоту. В умовах нестачі кисню м’язові клітини вдаються до менш ефективного, але більш швидкого способу синтезу АТФ. Надлишки молочної кислоти, які не встигають включитися в метаболізм через нестачу кисню викликають біль в м’язах. Існують ще такі види бродіння, як метанове (спосіб очищення стічних вод), маслянокисле, оцтокисле.

Фотосинтез. Був доведений в 1630 р голландцем ван Гельмонтом, який виявив самостійне створення рослинами поживних речовин. Зміна складу повітря рослинами доведено в 1771 р Д. Прістлі. Зараз наука розглядає фотосинтез, як процеси синтезу клітинами зелених рослин глюкози з води і вуглекислого газу під впливом сонячного світла.

Хлорофіл є складною молекулу, що складається з, приблизно, десятка ароматичних п’ятичленних кілець, з магнієвими комплексами.

Досить вивчена світлова фаза фотосинтезу розділяється на кілька етапів:

  • отриманий ззовні фотон стає причиною порушення молекули хлорофілу, її електрони переносяться на більш високий рівень;
  • електрони підхоплюються іонізованим нікотінаміддіфосфатом, що призводить до його відновленню;
  • відбувається фотоліз води – з розкладанням на іонізований водень, 4 електрона, молекулу кисню.

Ця первинна фаза відбувається на складчастих утвореннях внутрішнього мембранного шару – тилакоїдів хлоропластов.Стопкі мембран всередині пластиди називаються грани.

Під час темнової фотосинтетичної фази між гранами всередині хлоропласта (в стромі) проводиться синтез молекул вуглеводів, з використанням енергії АТФ нікотіаміддіфосфата, а також вуглекислого газу.

Хемосинтез. В умовах відсутності поживних речовин і сонячного світла живуть багато видів хемосинтезирующих бактерій:

  • залізобактерії – отримують енергію, збільшуючи ступінь окислення заліза – від двох до тривалентного.
  • водневі – перетворюють в воду молекулярний водень.
  • тіонові – живуть за рахунок окислення тиосульфатов та інших сполук сірки, а також її молекулярної форми до сірчаної кислоти. Багато з них можуть мешкати в екстремально кислих середовищах, індиферентні до високих концентрацій важких металів, вищелачівая їх з руд.
  • сіркобактерії – перетворюють сірководень в чисту сірку і солі сірчаної кислоти;
  • нітрифікуючі – перетворюють аміак в азотну і азотисту кислоти.

Хемосинтетики є важливою ланкою кругообігу речовин.

Посилання на основну публікацію