Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Phototroph (Prokaryote Metabolism): Hvad er det?

Selvom de måske virker meget forskellige eller endog mindre sofistikerede ved første øjekast, har prokaryoter mindst én ting til fælles med alle andre organismer: De kræver brændsel til magt deres liv. Prokaryoter, som omfatter organismer i domænerne Bakterier og Archaea, er meget forskellige, når det kommer til metabolisme, eller de kemiske reaktioner, som organismerne bruger til at producere brændstof. For eksempel trives en kategori af prokaryoter, kaldet ekstremofiler
, under betingelser, der vil udslette andre livsformer, såsom det vandopvarmede vand af hydrotermiske ventilationskilder dybt i havet. Disse svovlbakterier håndterer vandtemperaturer op til 750 grader Fahrenheit bare fint, og de får deres brændstof fra hydrogensulfidet, der findes i ventilationsanlæggene.

Nogle af de vigtigste prokaryoter er afhængige af fotonfangst for at producere deres brændstof gennem fotosyntese . Disse organismer er fototrofer.
Hvad er en fototro?

Ordet phototroph
giver det første spor, der afslører, hvad der gør disse organismer vigtige. Det betyder "let næring" på græsk. Enkeltpersoner er simpelthen organismer, som får deres energi fra fotoner eller lyspartikler. Du ved sikkert allerede, at grønne planter bruger lys til at skabe energi gennem fotosyntese. Denne proces er imidlertid ikke begrænset til planter. Mange prokaryote og eukaryote organismer udfører fotosyntese for at lave deres egen mad, herunder fotosyntetiske bakterier og nogle alger. Mens fotosyntese er ens blandt alle organismer, der gør det, er processen med bakteriel fotosyntese mindre kompliceret end plantens fotosyntese.
Sciencing Video Vault
Opret (næsten) perfekt beslag: Her er hvordan
Opret (næsten) Perfekt beslag: Her er hvordan
Hvad er bakteriel chlorophyll?

Ligesom grønne planter bruger fototrofiske bakterier pigmenter til at fange fotoner som energikilder til fotosyntese. For bakterier er disse bakteriochlorofyler
fundet i plasmamembranen (i stedet for i chloroplaster som plantechlorofylpigmenter). Bakteriochlorophyler findes i syv kendte sorter, mærket a, b, c, d, e, c s eller g. Hver variant er strukturelt forskellig og kan derfor absorbere en bestemt type lys fra spektret, lige fra infrarød stråling til rødt lys til langt rødt lys. Typen af ​​bakteriochlorofyl en fototrof bakterie indeholder afhænger af dens art.
Trinn i bakteriel fotosyntese

Ligesom plante fotosyntese forekommer bakteriel fotosyntese i to faser: lyse reaktioner og mørke reaktioner. I lyset fase indfanger bakteriochlorophylerne fotoner. Processen med at absorbere denne lysenergi spænder bakteriochlorofylen, der udløser en lavine af elektronoverførsler og i sidste ende producerer adenosintrifosfat (ATP) og nikotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH). I det mørke stadium anvendes disse ATP- og NADPH-molekyler i kemiske reaktioner, der omdanner kuldioxid til organisk kulstof gennem en proces kaldet carbon fixation.

Forskellige typer bakterier gør brændstof ved at faststille kulstof på forskellige måder ved at anvende et kulstof kilde som kuldioxid. For eksempel bruger cyanobakterier Calvin-cyklen. Denne mekanisme anvender en forbindelse med fem carbonatomer kaldet RuBP til at fange et molekyle af carbondioxid og danne et molekyle med seks carbonatomer. Dette opdeles i to lige store stykker, og halvdelen afgår cyklen som et sukkermolekyle. Den anden halvdel omdannes til et molekyle med fem carbonatomer, takket være reaktioner, der involverer ATP og NADPH. Derefter begynder cyklen igen. Andre bakterier stole på den omvendte Krebs cyklus, som er en række kemiske reaktioner, der bruger elektrondonorer (såsom hydrogen, sulfid eller thiosulfat) til at producere organisk carbon fra de uorganiske forbindelser kuldioxid og vand. Hvorfor er fototroffer vigtige?

Fototrofier, der bruger fotosyntese (kaldet photoautotrophs), danner basis for fødekæden. Andre organismer, der ikke kan udføre fotosyntese, får deres brændstof ved at bruge fotoautotrofe organismer som fødevarekilde. Fordi de ikke kan konvertere lys til brændstof alene, spiser disse organismer blot de organismer, der gør og bruger deres kroppe som en energikilde. Da carbonfiksering bruger kuldioxid til at producere brændstof i form af sukkermolekyler, hjælper fototroffer med at reducere overskydende carbondioxid i atmosfæren.

Fototrofer kan endda være ansvarlige for det fri ilt i atmosfæren, der gør det muligt at trække vejret og trives på jorden. Denne mulighed - kaldet Great Oxygenation Event - foreslår at cyanobakterier, der udfører fotosyntese og frigiver ilt som biprodukt, i sidste ende producerede for meget ilt for at blive absorberet af jern i miljøet. Dette overskud blev en del af atmosfæren og formet evolution på planeten fra det tidspunkt fremad, hvilket gør det muligt for mennesker til sidst at dukke op.