Նյութափոխանակության ավտոտրոֆ և հետերոտրոֆ եղանակները

Կախված նրանից, թե կենսասինթեզի համար քիմական տարրերն, առաջին հերթին ածխածինն ինչ ձևով են անցնում բջիջ, կենդանի օրգանիզմները բաժանվում են ավտոտրոֆների և հետերոտրոֆների։ Ավտոտրոֆները որպես ածխածնի աղբյուր օգտագործում են անօրգանական միացություն CO2 և սինթեզում են օրգանական միացություններ։ Ավտոտրոֆ սննդառության եղանակներից են ֆոտոսինթեզը և քեմոսինթեզը։ Ֆոտոսինթեզի դեպքում որպես էներգիայի աղբյուր ծառայում է լուսային էներգիան, իսկ քեմոսինթեզի դեպքում՝ անօրգանական միացությունների օքսիդացումից անջատված էներգիան։ Երկրի վրա ապրող օրգանիզմներից ֆոտոսինթեզ իրականացնում են բույսերի մեծ մասը, ֆոտոսինթեզող բակտերիաները և կապտականաչ ջրիմուռները, որոշ նախակենդանիներ։ Էներգիայի սկզբնաղբյուրն Արեգակի էներգիան է, որն այս օրգանզիմները վերափոխում են քիմիական կապի էներգիայի։ Հետագայում այդ էներգիան սնման շղթաներով օգտագործվում է հետերոտրոֆ օրգանիզմների կողմից։ Քեմոսինթեզ իրականացնում են որոշ բակտերիաներ[1](ծծմբակտերիաներ)։ Հետերոտրոֆ օրգանիզմներն ընդունակ չեն անօրգանական միացություններից սինթեզելու օրգանական միացություններ։ Նրանք իրենց կենսագործունեության համար անհրաժեշտ օրգանական նյութերը՝ օրինակ՝ ածխաջրերը լիպիդները, սպիտակուցները, նուկլեինաթթուները, սինթեզում են օգտագործելով արտաքին միջավայրից ստացված օրգանական նյութերը։ Հետերոտրոֆ սննդառության եղանակներից են՝ սապրոֆիտները և մակաբույծները։ Սապրոֆիտները մահացած օրգանիզմների օրգանական նյութերի հաշվին սնվողներն են։ Այդպիսիք են կենդանիների մի մասը, նեխման և խմորման բակտերիաները, գլխարկավոր սնկերը, բորբոսասնկերը և դրոժները։ Մակաբույծները կենդանի օրգանիզմների օրգանական նյութերի հաշվին սնվողներն են։ Այդպիսիք են որոշ նախակենդանիներ, մակաբույծ որդեր, տզեր, արյունածուծ միջատներ, բակտերիոֆագեր, հիվանդություն առաջացնող բակտերիաներ, մակաբույծ սնկեր, ծաղկավոր բույսեր։ Արտաքին միջավայրից տարբեր կենդանի օրգանիզմների բջիջների թափանցող և դրանցից արտազատվող նյութերի բնույթն էապես տարբերվում է միմյանցից։ Օրինակ՝ կանաչ բույսերն արտաքին միջավայրից կլանում են ածխաթթու գազ, ջուր,հանքային նյութեր, իսկ արտաքին միջավայր են արտազատում ֆոտոսինթեզի արդյունքում առաջացած թթվածինը։ Միևնույն ժամանակ ամբողջ օրվա ընթացքում շնչառության համար կլանում են թթվածին և արտազատում՝ ածխաթթու գազ։

Մարդն արտաքին միջավայրից ստանում է ածխաջրեր, լիպիդներ, սպիտակուցներ, ջուր, հանքային աղեր,վիտամինները, իսկ միջավայր է արտազատում կենսագործունեության արդյունքում առաջացած և օրգանիզմին արդեն ոչ պիտանի ածխաթթու գազ, միզանյութ, միզաթթու, ջրի ու աղերի ավելցուկները և այլն։

Մարդու, կենդանիների մեծ մասի և որոշ մանրէների կողմից կլանված և արտաքին միջավայր արտազատված նյութերը բնույթով նման են։

 

Ազոտ ֆիքսող բակտերիաները մթնորոլտից կլանելով մոլեկուլային ազոտն՝ այն վերածում են ամոնիակի, ինչն իրականանում է նիտրոգենազ ֆերմենտի միջոցով։ Գոյություն ունեն ինչպես ազատ ապրող, այնպես էլ սիմբիոտիկ հարաբերությունների մեջ գտնող ազոտ ֆիքսող բակտերիաներ։ Ավելի հաճախ ազոտ ֆիքսող բակտերիաները սիմբիոզի մեջ են մտնում ընդավորների ընտանիքին պատկանող բույսերի հետ՝ լոբի, ոլոռ, սոյա և այլն։ Ազոտ ֆիքսող բակտերիաների դերը շատ մեծ է ազոտի շրջապտույտում, քանի որ դրանք մոլեկուլային ազոտը, որը բույսերն ուղղակիորեն ընդունակ չեն յուրացնել, վերածում են բույսերի համար պիտանի վիճակի։

 

Ֆոտոսինթեզող ծծմբաբակտերիաներն արտաքին միջավայրից կլանում են ածխաթթու գազ, ծծմբաջրածին և արտազատում են ծծումբ, որը փառի ձևով կարող է ծածկել ջրի և հողի մակերևույթը։

 

Այսպիսով, քանի դեռ բջիջը կենդանի է, արտաքին միջավայրից նյութերը թափանցում են բջիջ, իսկ բջջից՝ արտաքին միջավայր, ընդ որում նյութերի կոնցենտրացիաները բջջում և արտաքին միջավայրում էապես կարող են տարբերվել միմյանցից։

9-րդ դասարան. Քիմիայի Գործնական աշխատանք 2 (Մոլեկուլների մոդելների հավաքում)

Քիմիական կապի տեաակները

                              Կովալենտային                     Իոնային               Մետաղական

                     Ոչբևեռային   Բևեռային         NaCl, MgO, Fe2O3         Cu, Fe

                   H2, O2, N2    HCl, H2O, CO2

 

NH3

download

O2

download

HCl

download

H2O

download

P4

download

Cl2

download

H2

download

CH4

download

Cu

download