Одуванчик тип питания автотрофный или гетеротрофный
Обновлено: 13.09.2024
Конспект урока предназначен для учителей биологии и обучающихся, которые хотят расширить свои знания. Материал предоставлен по теме Типы питания, которые подойдут как для 9 класса, так и доя 10 класса.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 9_klass_urok_23.docx | 19.57 КБ |
| 9_klss_urok_23.pptx | 1.29 МБ |
Предварительный просмотр:
Образовательная: познакомиться с типами питания клеток;
Развивающая: продолжить формировать умение анализировать полученную информацию, коммуникативную культуру обучающихся, у меня работать в парах и группах.
Воспитательная: воспитывать бережное отношение к природе, природным ресурсам.
2) Актуализация знаний
Каковы конечные продукты и энергетическая ценность I этапа энергетического обмена? Сравните энергетическую ценность II и III этапов диссимиляции, сделайте вывод. Какое значение имеет ступенчатый характер реакций биологического окисления? Аминокислоты: - последний энергетический резерв, они подвергаются окислению в самую последнюю очередь. Объясните, с чем это связано.
3) Изучение нового материала
Все живые организмы, обитающие на Земле, можно подразделить на две группы в зависимости от того, каким образом они получают необходимые им органические вещества. В природе существует 2 основных типа питания: автотрофный и гетеротрофный. Каждый тип подразделяется на группы. Так, автотрофы бывают фотоавтотрофами и хемоавтотрофами; гетеротрофы – сапротрофами, паразитами, симбионтами и голозоями (последние разделяются на растительноядных, плотоядных и всеядных).
Хемоавтотрофы в свете не нуждаются, используют энергию химических реакций окисления. Живут в почве, на рудах. Превращают одни минеральные вещества в другие при помощи атмосферного кислорода, а выделившуюся энергию используют на синтез питательных веществ. Серобактерии, железобактерии, нитробактерии. Благодаря жизнедеятельности бактерий -хемосинтетиков в почве образуются соли, которые являются важнейшими компонентами минерального питания высших растений, образуются большие залежи селитры и болотной руды.
Гетеротрофы получают готовые органические вещества (кого-то или что-то едят), но разными способами. Первая группа гетеротрофов – сапротрофы. Разлагают неживое. Питаются гниющим или разлагающимся органическим веществом. Плесневые грибы, бактерии гниения, брожения и т.д. Вторая группа гетеротрофов – паразиты. Часто для подобных организмов характерно упрощение строения тела. Например, растения-паразиты не содержат хлорофилла, а бычий цепень не имеет даже пищеварительной системы, т.к. получает готовые питательные вещества через поверхность тела. Третья группа гетеротрофов – симбионты. Иногда доходит до странного: например, термиты, основной пищей которых является древесина, эту самую древесину переваривать сами не могут. А помогают им в этом симбиотические жгутиконосцы, которые обитают в их кишечниках, выделяя необходимые для переваривания ферменты. Четвёртая группа гетеротрофов – голозои. Голозойное питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ. Голозойное питание чаще наблюдается у многоклеточных животных, имеющих пищеварительную систему. Голозойно питающихся животных можно разделить на плотоядных, растительноядных и всеядных.
Как вы думаете, к какой группе относится человек? (всеядные) Может один и тот же организм иметь автотрофное и гетеротрофное питание? Миксотрофы – смешанное питание. Эвглена-зелёная, Венерина мухоловка. Как вы думаете, почему у этих организмов смешанное питание?
Загадки. Мы ближе всех к автотрофам. Зря они нас не любят. Ведь многие из нас помогают им размножаться ( травоядные) Мы самые беспощадные! Нет от нас спасения! Мы бы не были такими, только очень хочется кушать. (хищники) Мы санитары планеты! Без нас Земля быстро превратиться в свалку! (сапрофиты) Мы самые дружелюбные! Мы любим жить в мире и дружбе с другими существами! Мы очень много делаем друг для друга. (симбиоты) А мы - эгоисты! Себя обожаем! Хозяйскою пищей себя мы питаем! Вот только мы хищников не понимаем: хозяев мы видеть живыми желаем. (паразиты)
4) Первичное закрепление знаний
Если все понятно и вопросов по содержанию презентации нет, то для закрепления изученного материала попробуем выполнить индивидуальные задания на карточках. В таблицах в первой графе даны названия организмов, во второй дана информация об их образе жизни. Необходимо определить тип питания и заполнить соответствующими терминами третью графу.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Типы питания живых организмов
Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления вещества и энергии извне. Процесс потребления вещества и энергии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия – для осуществления процессов жизнедеятельности.
Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное .
Автотрофы (автотрофные организмы) – организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических – углекислого газа, воды, минеральных солей.
В зависимости от источника энергии автотрофы делят на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов.
Фототрофы – организмы, использующие для биосинтеза световую энергию (растения, цианобактерии).
Хемотрофы – организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.).
Гетеротрофы (гетеротрофные организмы) – организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий). Иначе говоря, это организмы, не способные создавать органические вещества из неорганических, а нуждающиеся в готовых органических веществах.
По способу получения пищи гетеротрофы делят на фаготрофов (голозоев) и осмотрофов. Фаготрофы (голозои) заглатывают твердые куски пищи (животные), осмотрофы поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).
По состоянию источника пищи гетеротрофы делятся на биотрофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми организмами. К ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (питаются растениями), в том числе паразиты. Сапротрофы используют в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бактерии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения (сапрофиты), сапротрофные животные (сапрофаги). Среди них встречаются детритофаги (питаются детритом), некрофаги (питаются трупами животных), копрофаги (питаются экскрементами) и др.
Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Организмы со смешанным типом питания называются миксотрофами. Миксотрофы – организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).
Фотоавтотрофный способ питания с помощью фотосинтеза по масштабам и значимости стал, как мы видели, одним из основных способов питания водорослей и других зеленых растений. В разных отделах водорослей есть виды, которые являются строгими (облигатными) фотосинтетиками. К их числу относятся, например, из сине-зеленых водорослей Anabaena cylindrica, A. variabilis, Anacystis nidulans, некоторые штаммы Nostoc muscorum и др.; из зеленых — ряд видов Chlorococcum, некоторые виды Chlamydomonas, такие виды Xanthophyta, как Polyedriella helvetica и Monodus subterranea; ряд штаммов диатомей.
Однако многие водоросли обладают способностью достаточно легко переключаться в определенных условиях с фотоавтотрофного способа питания на ассимиляцию различных органических соединений и осуществлять гетеротрофный или фотогетеротрофный тип питания или сочетать эти способы питания с фотосинтезом.
Способность к росту на органических средах в темноте или на свету в отсутствие С02 показана для большого числа видов, относящихся к сине-зеленым, зеленым, желто-зеленым, диатомовым и другим водорослям.
Известны также формы водорослей, которые относятся к числу ауксотрофных организмов и нуждаются в экзогенных источниках некоторых физиологически активных органических веществ, в частности в витаминах В12, В1 в биотине.
Таким образом, многие водоросли, обладая способностью осуществлять фотосинтез, не являются в то же время облигатными фотоавтотрофными организмами и отличаются высокой пластичностью и большим разнообразием типов питания.
Способность водорослей усваивать те или иные органические вещества существенным образом зависит не только от химической природы этих веществ, но и от генетических свойств штамма. Так, например, сравнительное изучение способности различных видов и штаммов хлореллы использовать для гетеротрофного роста (в темноте) такие углеводы, как глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза, арабиноза, мальтоза, лактоза и сахароза, показало, что наилучшим источником углерода для большинства культур является глюкоза. Вместе с тем среди изученных форм хлореллы были обнаружены и такие штаммы, которые росли на галактозе значительно лучше, чем на глюкозе. Ряд штаммов эффективно иснользовали как глюкозу, так и галактозу. Некоторые формы использовали фруктозу примерно так же, как глюкозу, но в несколько раз хуже росли на среде с галактозой. Малопригодными в качестве источника углерода для большинства культур оказались манноза, фруктоза, лактоза и сахароза, хотя некоторые штаммы хлореллы могли использовать и эти сахара. Такое же разнообразие свойств штаммов в отношении их способности использовать различные сахара найдено и для других зеленых, а также сине-зеленых и желто-зеленых и некоторых других водорослей.
В качестве органического источника углерода для гетеротрофного роста водорослей пригодны также ацетат, пируват и некоторые другие органические кислоты, хотя степень и характер их использования, так же как и в случае ассимиляции сахаров, зависит от свойств культур.
Гетеротрофпый рост водорослей в темноте идет значительно медленное, чем автотрофный рост на свету. При освещении водорослей, культивируемых на средах, например с глюкозой, но без С02, наблюдается повышение скорости их роста и усвоения глюкозы. При этом культуры переходят к фотогетеротрофпому типу питания, когда АТФ, возникающая в реакциях фотосинтетического фосфорилирования, используется для ассимиляции глюкозы. На примере ряда штаммов хлореллы показано, что в случае обеспечения углекислотой культур, выращиваемых на свету на среде с глюкозой, клетки водорослей могут переходить к миксотрофному типу питания. Скорость роста и продуктивность таких культур превышают скорость их роста при автотрофном питании и равна примерно сумме их продуктивности при фотогетеротрофном и автотрофном питании. Вместе с тем это, очевидно, не является общей закономерностью, и соотношение различных типов питания в клетках водорослей может существенно меняться в зависимости от физиолого-биохимических свойств культуры и особенностей организации внутриклеточных регуляторных процессов. В результате изучения путей биохимических превращений органических веществ, поглощаемых клетками разных водорослей в условиях фотогетеротрофного и миксотрофного питания, а также изменения активности хлоропластных и цитоплазматических ферментов при переходе от автотрофного к указанным типам питания, сейчас начинают проясняться некоторые внутренние механизмы перестройки метаболизма водорослей при смене типов питания. В ряде случаев переход к фотогетеротрофному питанию сопряжен с индукцией дополнительных ферментных систем, участвующих в преобразовании поглощаемых клеткой органических веществ. Так, например, показана индукция изоцитратлиазы у Euglena gracilis под влиянием ацетата. У некоторых форм хлореллы найдена под влиянием сахарозы индукция инвертазы, которая расщепляет молекулу этого сахара на глюкозу и фруктозу. Активность некоторых ферментов фотосинтетического аппарата, в частности ферментов цикла Кальвина, может несколько снижаться при переходе культур водорослей к использованию органических источников углерода. Поглощаемые клетками органические вещества иногда окисляются до С02, которая в дальнейшем может использоваться в реакциях фотосинтеза. С другой стороны, может иметь место и прямое использование органических источников углерода: ацетата — через цикл глиоксиловой кислоты, глюкозы — через гексокиназпую реакцию. Возможность прямой (не опосредованной через фотосинтез) ассимиляции углерода из органических источников показана, например, для Chlamydomonas mundata и Chlamydobotrys stellata, когда усвоение ацетата этими водорослями практически не изменялось при экспериментальном выключении фотосинтетического аппарата с помощью специфических ингибиторов фотосинтеза. Аналогичную картину наблюдали на Chlamydomonas reinhardii: фотосинтетический аппарат ингибировали с помощью рифампицина — специфического ингибитора синтеза хлоропластных РНК, а рост водорослей поддерживали с помощью глюкозы.
Помимо использования органических соединений в качестве источника углерода, водоросли способны переключаться с ассимиляции неорганического нитратного азота на усвоение органических источников азота — мочевины, амидов и некоторых аминокислот. Гетеротрофпая ассимиляция азота — усвоение азота из органических соединений — неоднократно доказана для водорослей как факультативная форма азотного питания.
При этом, так же как и в случае усвоения углеводов и органических кислот, использование водорослями аминокислот существенным образом зависит от физиолого-биохимических свойств штаммов. Показано, что такие аминокислоты, как аргинин, гликокол, орнитин, могут использовать все штаммы хлореллы, в то время как аланин, аспарагин, серии, цистеин — только отдельные культуры. Лизин, валин, гистидин, метионин и триптофан приводили к подавлению роста некоторых форм водорослей.
Одной из характерных особенностей некоторых представителей сине-зеленых водорослей является их способность обходиться вообще без связанных форм азота и осуществлять фиксацию свободного азота атмосферы аналогично азотфиксирующим микроорганизмам.
Многообразие и пластичность способов питания водорослей позволяют им иметь широкие ареалы и занимать разнообразные экологические ниши.
Исследование способов питания водорослей позволило ввести многие из них в промышленную (массовую) культуру.
Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров . 1974 .
Всем живым организмам требуется пища и питательные вещества. По способу усвоения углерода и способу образования органических веществ все клетки (и живые организмы) подразделяют на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофные организмы образуют органические вещества самостоятельно, используя только углекислый газ ( CO 2 ), воду ( H 2 O ) и минеральные соли.
Фотосинтетики в качестве источника энергии для образования органических веществ используют солнечную энергию. К фототрофам относятся хлорофиллосодержащие клетки растений и некоторые бактерии (например, цианобактерии).
Источником энергии для хемосинтетиков являются химические реакции с участием неорганических веществ. Эти организмы в отличии от всех остальных не зависят от энергии Солнца.
Хемосинтез — это процесс образования органических веществ из неорганических, происходящий с использованием энергии реакций окисления и восстановления соединений, содержащих азот, водород, железо и некоторые другие элементы.
- железобактерии окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного:
- серобактерии окисляют сероводород до свободной серы или до сульфатов:
- нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой и азотной кислот, нитритов и нитратов:
Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия сначала аккумулируется в макроэргических связях АТФ, а затем используется при биосинтезе органических веществ.
Хемосинтетики имеют важное значение, так как они участвуют в круговороте химических элементов: серы, азота, железа и др. Они разрушают горные породы, участвуют в образовании полезных ископаемых и обогащении почвы необходимыми для растений элементами, применяются в очистке сточных вод (серобактерии).
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 биомолекулы.
В зависимости источника питательных веществ выделяют три группы гетеротрофных организмов: сапрофиты , паразиты , голозои .
Сапрофиты (сапротрофы) питаются мёртвыми органическими остатками (бактерии гниения, брожения, молочнокислые бактерии, часть грибов).
Паразиты обитают на живых организмах и питаются за их счёт. К этой группе относятся патогенные бактерии и грибы-паразиты, а также паразитические животные и растения.
Голозои — это организмы, которые способны захватывать пищу, поглощать её и переваривать внутри тела. Такой тип питания у некоторых простейших (амёб, инфузорий) и у животных с развитой пищеварительной системой. Среди таких животных есть плотоядные , растительноядные и всеядные .
Известны живые организмы, которые в зависимости от условий способны питаться как автотрофным способом, так и гетеротрофным. Такие организмы называют миксотрофы . Примером может служить эвглена зелёная, которая на свету осуществляет фотосинтез, а в темноте питается готовыми органическими веществами.
Известны растения, которые дополняют фотосинтез гетеротрофным питанием — поглощением мелких насекомых. Примеры таких хищных растений: венерина мухоловка, пузырчатка, росянка. Таким образом эти растения добывают азот, необходимый для синтеза белков.
Существуют растения-паразиты, которые полностью или частично обеспечивают себя органическими веществами за счёт других растений, на которых они поселяются (омела, заразиха, петров крест, повилика).
Органические вещества, полученные клеткой, затем подвергаются диссимиляции и за счёт содержащейся в них энергии образуется АТФ , которая служит универсальным источником энергии.
Читайте также: