Живые организмы по типу питания — гетеротрофы и автотрофы

Способы питания. Автотрофное и гетеротрофное питание. Хемосинтез — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–класс)

Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. По способу получения необходимых для жизнедеятельности органических веществ все клетки (и живые организмы) подразделяют на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофные организмы

Автотрофные организмы способны самостоятельно синтезировать необходимые им органические вещества, получая из окружающей среды только источник углерода (CO2), воду (H2O) и минеральные соли.

Автотрофы подразделяются на две группы: фотосинтетики (фототрофы) и хемосинтетики (хемотрофы).

Для фотосинтетиков источником энергии для реакций биосинтеза служит солнечный свет. К фототрофам относятся клетки зелёных растений, содержащие хлорофилл, и бактерии, способные к фотосинтезу (например, цианобактерии).

Хемосинтетики используют для синтеза органических веществ энергию, высвобождающуюся в ходе химических превращений неорганических соединений.

Хемосинтез — образование органических соединений из неорганических за счёт энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы.

Хемосинтетики — единственные организмы на Земле, не зависящие от энергии солнечного света. К ним относятся некоторые виды бактерий:

• железобактерии  окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного:

          Fe2+\(→\)Fe3+ \(+\) E;

• серобактерии  окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты:

          H2S+O2=2H2O+2S+E,

          H2S+O2=2H2SO4+E;

• нитрифицирующие бактерии  окисляют аммиак до азотистой и азотной кислот, которые, взаимодействуя с почвенными минералами, образуют нитриты и нитраты:

          NH3\(→\)HNO2\(→\)HNO3 \(+\) E.

Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия переводится в энергию макроэргических связей АТФ  и только затем тратится на синтез органических соединений.

Роль хемосинтетиков велика, так как они являются непременным звеном природных круговоротов важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Они разрушают горные породы, участвуют в образовании полезных ископаемых, применяются в очистке сточных вод (серобактерии). Нитрифицирующие бактерии обогащают почву нитритами и нитратами, в форме которых растениями усваивается азот.

Гетеротрофные организмы

Гетеротрофные организмы не могут самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических соединений и нуждаются в их постоянном поглощении извне. Питаясь пищей растительного и животного происхождения, они используют энергию, запасённую в органических соединениях, и строят из полученных веществ собственные белки, липиды, углеводы и другие биополимеры.

К гетеротрофам относятся животные, грибы и многие бактерии.

В зависимости от того, откуда гетеротрофные организмы получают питательные вещества, их делят на группы: сапрофиты, паразиты, голозои.

Сапрофиты (сапротрофы) питаются мёртвыми органическими остатками (бактерии гниения, брожения, молочнокислые бактерии, многие грибы).

Паразиты существуют только на живых организмах, нанося им вред (болезнетворные бактерии, грибы-паразиты растений, животных и человека; паразитические животные и растения).

Третья группа гетеротрофов — голозои. Голозойное питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ. Оно чаще наблюдается у многоклеточных животных, имеющих пищеварительную систему. Голозойно питающихся животных можно подразделить на плотоядных, растительноядных и всеядных.

Миксотрофные организмы

Существуют также организмы, способные использовать как автотрофный, так и гетеротрофный способы питания. Такие организмы называют миксотрофы. Это, например, эвглена зелёная, которая на свету является фототрофом, а в темноте — гетеротрофом.

Некоторые растения, например венерина мухоловка или росянка, способны пополнять нехватку азота ловлей и перевариванием насекомых.

Другие растения частично перешли к паразитическому образу жизни и могут получать органические вещества из организма хозяина при помощи особых видоизменений корней (омела, петров крест, повилика).

Полученные авто- или гетеротрофным путём органические вещества не могут непосредственно обеспечивать энергией процессы, происходящие в клетке. За счёт энергии химических связей этих веществ обязательно синтезируется универсальный источник энергии — АТФ.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

Автотрофы, примеры автотрофных организмов в биологии, чем гетеротрофные организмы отличаются от автотрофных, что значит автотрофное питание

Все живые существа по типу питания можно разделить на два вида: автотрофы и гетеротрофы.

Каждый организм нуждается в питании для поддержания своей жизнедеятельности. Именно автотрофы составляют основу пищевой пирамиды, обеспечивая питательными веществами гетеротрофов.

Тем не менее подобное деление в биологии весьма условно – между ними не всегда существует четкая грань. Некоторые организмы способны питаться и тем, и другим способом. Их называют миксотрофами.

Свойства гетеротрофов

В биологии гетеротрофы — организмы, неспособные к самостоятельному синтезу органических соединений из неорганических. Они поглощают их извне.

Употребляя растительную и животную пищу, они используют энергию органических компонентов. Из полученных в процессе питания микроэлементов такие организмы строят собственные углеводы, белки, жиры.

К подобной группе относят простейшие, бактерии и грибы, люди и животные.

Благодаря строению, гетеротрофы способны расщеплять получаемые вещества до простых соединений:

У одноклеточных организмов этот процесс происходит в лизосомах.

Многоклеточными организмами пища поедается ртом, а потом расщепляется в желудке за счет ферментов.

Клетки грибов поглощают готовые вещества из внешней среды, как растения. Водоросли всасывают органические соединения вместе с водой.

Растения, относящиеся к гетеротрофам, являются паразитами. Они лишены хлорофилла и питаются за счет хозяина. Примеры — повилика или раффлезия.

Хемотрофы

Хемотрофы существуют благодаря своей способности получать энергию в процессе окислительных или восстановительных реакций органических и неорганических веществ. В качестве «пищи» хемотрофам подойдет все: сероводород и метан, сера и углеводы, двухвалентное железо и белок, жиры и углеводороды. Желательно, чтобы в процессе хемосинтеза участвовала вода и газ. Одним хемотрофам обязательно нужен кислород, другим хватит метана. Классическими представителями хемотрофов являются бактерии. Благодаря своей «всеядности» эти организмы могут существовать практически в любой среде, от впадины термального или сильно минерализированного водоема до внутренних органов человека, от куска хлеба или плоти до колбы с нефтью. Кстати, примером полезной деятельности хемотрофов может стать история про образование минеральной воды типа «Нафтуся». Атмосферные осадки просачиваются в насыщенные нефтью подземные полости. Десяток лет и бактерии полностью перерабатывают смесь жидкостей, превращая их в целебный напиток.