Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Хемосинтез

Существуют микроорганизмы, не содержащие хлорофилла, которые усваивают ССЬ и синтезируют органические вещества, используя энергию, образующуюся при окислении различных неорганических соединений: H2S, S«, Н2, NH3, HNO2, производных Fe и Мп.

Такой процесс получил название хемосинтеза.

Бесцветные серобактерии некоторых водоемов получают энергию для хемосинтеза по реакции:

При недостатке сероводорода серобактерии осуществляют дальнейшее окисление серы до серной кислоты:

Огромные количества бесцветных серобактерий имеются в Черном море, в котором глубже 200 метров вода содержит высокие концентрации H2S. В почвах и водоемах широко распространены нитро- фицирующие бактерии, которые извлекают энергию, необходимую для синтеза органических соединений, путем окисления аммиака и азотистой кислоты. Одним из источников аммиака является гниение белков.

Для усвоения одного атома углерода бактериям необходимо окислить 35 молекул аммиака или 135 молекул нитрита.

Процесс нитрификации происходит в природе в огромных масштабах и является одним из важнейших факторов плодородия почвы.

В почве распространены также бактерии, окисляющие водород, который образуется при анаэробном разложении органических остатков микроорганизмами.

Благодаря жизнедеятельности хемосинтезирующих бактерий на дне болот и морей образуются отложения селитры (NaNCb), железных и марганцевых руд.

При хемосинтезе, как и при фотосинтезе (схема 7.7), основным механизмом ассимиляции ССЬ является присоединение его к рибуло- зофосфату с образованием фосфоглицериновой кислоты, что показано с помощью меченного 14С02.

Представленные выше процессы фотосинтеза и хемосинтеза - источники органического вещества на Земле. Организмы, создающие вещество такими путями на основе СО2, называются авгогрофами (самостоятельно питающимися). Все остальные организмы, использующие органические вещества, синтезированные высшими растениями или микроорганизмами-хемосинтетиками, называются гетеротрофами. К ним относятся животный мир, бактерии, грибы, растения-паразиты, лишенные хлорофилла.

Характерно, однако, что гетеротрофные организмы могут ассимилировать углерод нс только из готовых органических соединений, но также из оксида углерода(1У), связывая его, прежде всего, с некоторыми кего- кислотами, например, с фосфоенолпируватом (соответствующие реакции представлены в предыдущем параграфе).

Особое значение имеет гетеротрофная фиксация СО2 в условиях синтеза жирных кислот, реализующаяся при участии коэнзима (кофер- мента) биотина и коэнзима А:

Гетеротрофное усвоение корнями растений углекислого газа почвы связано с фотохимической ассимиляцией СО2 в листе. Образующиеся в листе сахара движугся вниз к корням, где они расщепляются с образованием пировиноградной кислоты. Последняя же присоединяет СО2 почвы, превращаясь в щавелевоуксусную кислоту, которая включается в цикл трикарбоиовых кислот и продуцирует ряд органических кислот (лимонную, глутаровую, яблочную и др.).

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Дайте определение и проведите классификацию углеводов.
  • 2. Покажите типы тлатомерии, свойственные моносахаридам. Как отличаются по структуре крахмал и клетчатка?
  • 3. Назовите основные стадии анаэробного дыхания (брожения) и аэробного дыхания.
  • 4. Покажите химизм гликолиза.
  • 5. В чем заключается центральная роль пировиноградной кислоты во всей совокупности анаэробных и аэробных процессов?
  • 6. Из каких углеводов можно получить этанол методом брожения и какие операции следует провести при использовании полисахаридов?
  • 7. Представьте химизм и биологическую роль пентозофосфатного окисления.
  • 8. Какая взаимосвязь существует между аэробным и анаэробным процессами в растительных организмах?
  • 9. Какие особенности обмена углеводов в организмах животных и человека Вам известны?
  • 10. Охарактеризуйте фотосинтез как источник всех соединений углерода на

Земле.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>