Способ получения органических веществ автотроф

Что в биологии называют автотрофами? Какие живые организмы к ним относятся?

Люди и многие животные должны употреблять в пищу других живых существ, чтобы получать энергию для жизнедеятельности. Но есть автотрофные организмы, которые могут самостоятельно синтезировать питательные вещества. Автотрофы способны обеспечить источниками энергии как себя, так и тех, кто не может производить их самостоятельно.

Кто такие автотрофы?

Автотрофы (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) – организмы, которые самостоятельно производят сложные органические вещества (например, углеводы, жиры и белки) из неорганических (таких как вода, диоксид углерод, неорганические соединения азота), использую для этого солнечного света (фотосинтез) или химических реакций (хемосинтез).

Каждое живое существо нуждается в энергии, чтобы выжить. Мы получаем эту энергию из продуктов, которые мы едим. Продукты, употребляемые нами в пищу, когда-то были живыми и сами по себе полны энергии. Организмы, которые должны питаться другими живыми существами, чтобы выжить, называются гетеротрофами. Поскольку гетеротрофы не могут самостоятельно синтезировать питательные вещества, их называют консументами (потребителями).

Но представьте, что вы можете получать питательные вещества без еды. Это именно то, что делают автотрофы. Они синтезируют органические вещества из неорганических посредством фотосинтеза или хемосинтеза. Автотрофы являются первичными продуцентами (производителями), поскольку они служат источником пищи для всех гетеротрофных организмов.

Типы автотрофов

Существует два типа автотрофов: фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

Фотоавтотрофы

Фотоавтотрофы получают энергию от солнечного света и преобразуют ее в питательные вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. В процессе фотосинтеза не только солнечный свет превращается в энергию, но из атмосферы также берется углекислый газ, а вместо него выделяется кислород.

Хемоавтотрофы

Хемоавтотрофы – это организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических при помощи хемосинтеза. Хемосинтез – это процесс, в результате которого некоторые бактерии и археи, преобразовывают химическую энергию в питательные вещества. Они могут использовать в качестве восстановителей такие неорганические соединения, как сероводород, сера, аммоний и железо, а также синтезировать органические соединения из углекислого газа. Хемоавтотрофы встречаются в экстремальной среде обитания, например, в глубоководных источниках, куда не проникает солнечный свет. К ним относятся метаногены, галофилы, нитрификаторы, термоацидофилы, сероокисляющие бактерии и другие экстремофилы.

Примеры автотрофов

Большинство растений относятся к автотрофам. Все автотрофные растения являются фотоавтотрофами. Растения имеют органеллы, называемые хлоропластами, которые позволяют им захватывать солнечный свет, необходимый для фотосинтеза. Растения также получают питательные вещества из воды, различных минеральных веществ в почве (таких как азот и фосфор) и углекислого газа в атмосфере.

Водоросли также имеют хлоропласты и являются фотоавтотрофами. Хотя водоросли выглядеть как растения, они довольно разные. Растения в основном ведут прикрепленный образ жизни – они пускают корни и не двигаются, как только начинают расти. Водорослям не нужно укоренять в одном месте. Кроме того, растения многоклеточные, тогда как водоросли могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными.

К фотоавтотрофам и хемоавтотрофам также относятся некоторые бактерии. Цианобактерии, встречающиеся как в водной, так и наземной среде являются примером фотоавтотрофов. Они известны тем, что вызывают цветение воды, которое может быть очень токсичными. Примерами хемоавтотрофных бактерий являются азотфиксирующие бактерии в почве и сероокисляющие бактерии в глубоководных термальных жерлах.

Источник

Автотрофы и гетеротрофы

Средняя оценка: 4.8

Всего получено оценок: 862.

Средняя оценка: 4.8

Всего получено оценок: 862.

В природе существует два способа питания, в соответствии с которыми живые организмы делятся на два типа – автотрофы и гетеротрофы. Каждый тип отличается способом получения органических веществ.

Что это?

Автотрофы – живые организмы, способные самостоятельно синтезировать органические веществ из неорганических. Из определения понятно, что к автотрофам в первую очередь относятся зеленые наземные растения, водоросли, а также цианобактерии или сине-зелёные водоросли, т.е. все организмы, способные к фотосинтезу. Они называются фототрофами и используют солнечный свет в качестве источника энергии.

Помимо фототрофов к автотрофам относятся хемотрофы или хемоавтотрофы. В качестве источника энергии они используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических веществ, и за счёт неё синтезируют органические вещества из неорганических. Получать органические вещества они могут в кислородной или бескислородной среде. К хемотрофам относятся некоторые виды бактерий – серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие и т.д. Хемотрофы – единственные организмы, не зависящие от солнечного света.

Рис. 2. Хемотрофы.

Гетеротрофы – живые организмы, получающие готовые органические вещества вместе с пищей. К ним относится большая часть животных от простейших до человека, грибы, большинство бактерий. Гетеротрофы, поедающие автотрофов, являются растительноядными организмами. Гетеротрофные организмы, питающиеся гетеротрофами, могут быть хищниками или паразитами.

По способу потребления пищи гетеротрофы делятся на два вида:

Источник

Краткосрочный план урока биологии 10 класс » Способы получения органических веществ (автотрофы и гетеротрофы)

Урок относится к разделу Обмен веществ в клетке

Просмотр содержимого документа
«Краткосрочный план урока биологии 10 класс » Способы получения органических веществ (автотрофы и гетеротрофы)»

Краткосрочный план по биологии 10 класс

Урок № 27 Класс 10 ____ Дата проведения ________________

Способы получения органических веществ (Автотрофы и гетеротрофы)

Сформировать знания о разнообразии способов получения органических веществ в живой природе, автотрофном и гетеротрофном питании и их разновидностях.

Продолжить формирование умения самостоятельно приобретать знания, развитие логического мышления через умение сравнивать, анализировать, делать выводы.

Продолжить формирование интереса к предмету, научного мировоззрения о разнообразии жизненных форм по способу питания.

— дают определение понятиям «автотрофы», «гетеротрофы», «сапрофиты», «паразиты», «фототрофы», «хемотрофы»

— приводят примеры организмов разных типов питания

Изучение нового материала урок

Словесный, наглядный, частично – поисковый, социальный

Результат обучения для ученика

Знают сущность понятия автотрофы, гетеротрофы, сапрофиты, паразиты, фототрофы, хемотрофы, примеры живых организмов имеющих данные способы питания.

Умеют характеризовать каждый способ питания, приводить примеры, устанавливать взаимосвязи между особенностями строения живых организмов и способом их питания.

Введение в тему урока

Создание эмоционально – положительной обстановки

Что такое метаболизм?

Какие два типа обмена веществ происходят в любом живом организме?

Что называют катаболизмом?

Какой процесс, характерный для любого живого организма, относится к катаболизму?

Какие учёные являются основоположниками учения о дыхании?

Почему дыхание называют биологическим окислением?

Из каких 3 этапов состоит процесс дыхания?

Расскажите, где в клетке происходит каждый этап дыхания?

При каких условиях и что происходит на каждом этапе дыхания?

Из каких стадий состоит аэробный этап дыхания?

Где протекает каждая стадия аэробного дыхания и каков их результат?

Каков энергетический эффект процесса дыхания?

Любой живой организм на Земле, чтобы жить питается.

— Что является питательными веществами для живых организмов?

— На какие 2 группы делятся все живые организмы на Земле по способу получения органических веществ?

Исходя из сказанного сегодня на уроке мы должны:

Вспомнить и расширить знания о гетеротрофном и автотрофном типах питания.

Отвечают на вопросы

Самостоятельная работа в парах

Защита кластеров и их оценивание

Раздаёт инструктивные карточки и текст с учебным материалом по теме урока (приложение № 1,2).

Следит за работой учащихся

Распределяет учащихся по группам : 2 парты одна группа

Раздаёт маркеры, ватман

Организует презентацию кластеров и их оценивание цветными стикерами, выбор лучшей работы

Предлагает оформить лучший кластер в тетради

Отвечают на вопросы, заполняют таблицу

Продумывают его защиту

Взаимооценивание работ стикерами

Установление лучшей работы

Запись данного кластера в тетрадь

Слайд 1 презентации

Питание – это процесс приобретения неорганических веществ и воды

Хемотрофы относятся к группе гетеротрофных организмов

Цианобактерии представители фототрофных организмов

Организмы нуждающиеся в готовых органических веществах называют гетеротрофными организмами.

Паразитические грибы и растения являются сапротрофами.

— Что нового узнали на уроке?

— Что понравилось на уроке?

Предлагает записать д/з

Устанавливают правильность высказывания. Если высказывание неправильное исправляют ошибку.

Записывают домашнее задание

Повторить записи в тетради

— Текст «Автотрофные и гетеротрофные организмы»

— Слайд презентации «Тест сличения по новой теме»

Приложение № 1: Инструктивная карточка

Проработав предложенный материал о способах получения органических веществ живыми организмами дайте ответы на вопросы и выполните задания:

Что такое питание?

Какой ученый классифицировал живые организмы по способу питания?

Заполните в тетради таблицу:

Признаки для сравнения

Синтез органических веществ из неорганических

Представители растительного мира

Представители животного мира

Исходя из полученных знаний составьте на ватмане кластер раскрывающий классификацию живых организмов по способу получения органических веществ, указав примеры живых организмов. Подготовьте защиту своей работы.

Автотрофные и гетеротрофные организмы

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления вещества и энергии извне. Процесс потребления органических вещества и энергии был назван питанием.

В 80-х гг. XIX в. немецкий биолог Вильгельм Пфеффер разделил все живые организмы по способу питания. Это деление сохранилось и до нашего времени.

По способу получения органических веществ для питания живые организмы делятся на две большие группы — автотрофы и гетеротрофы.

Пфеффер исходил из того, что зеленое растение в природе не нуждается в притоке органического вещества извне, а само способно синтезировать его в процессе фотосинтеза. Растения, используя энергию солнечного света и поглощая минеральные вещества из почвы и воды, синтезируют органические вещества. Эти соединения служат растениям материалом, из которого они образуют свои ткани, и источником энергии, необходимой им для поддержания своих функций.

Пфеффер назвал их автотрофами, что означает «самопитающиеся, самокормящиеся» (от греч. «авто» — сам, «трофе» — кормиться, питаться). Автотрофные растения не только кормятся сами, но и кормят все остальные живые организмы.

В зависимости от источника энергии автотрофы были поделены на фотоавтотрофов (фототрофов) и хемоавтотрофов (хемотрофов). Первые используют для биосинтеза световую энергию (растения, цианобактерии), вторые используют для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, серобактерии и др.).

Организмы, которые нуждаются в готовом органическом веществе, образованном другими, Пфеффер назвал гетеротрофами, что означает «питающиеся другими» (от греч. «гетер» — другой). К таким организмам относятся все животные, которые извлекают необходимую им энергию из готовой пищи, поедая растения или других животных. Сюда же можно отнести группу бесхлорофильных растений-паразитов, которые, присасываясь к корням своих собратьев, поглощают необходимые вещества.

По состоянию источника пищи гетеротрофы делят на биотрофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми организмами и к ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (питаются растениями), в том числе паразиты. Для сапротрофов пищей являются органические вещества мертвых тел или выделения животных. Существуют сапротрофные бактерии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения, сапротрофные животные.

Некоторые живые организмы способны как к автотрофному, так и гетеротрофному питанию. Такие организмы называют миксотрофами. Они способны синтезировать органические вещества и питаться готовыми органическими соединениями. Например, насекомоядные растения, эвгленовые водоросли и др.

Источник

Способы получения органических веществ (автотрофы и гетеротрофы)

1) Каковы конечные продукты и энергетическая ценность I этапа энергетического обмена?

2) Сравните энергетическую ценность II и III этапов диссимиляции, сделайте вывод.

3) Какова роль ферментативной системы энергетического обмена в поддержании необходимого количества АТФ в клетке?

4) Какое значение имеет ступенчатый характер реакций биологического окисления?

5) Аминокислоты :— последний энергетический резерв, они подвергаются окислению в самую последнюю очередь. Объясните, с чем это связано.

II тестирование по вариантам (Энергетический обмен)

Учащимся по очереди предлагается найти определение следующих терминов из предложенного списка

Что такое метаболизм?

Фронтальный опрос, беседа с опорой на имеющиеся знания

Выполнение проверочной работы по вариантам.

Взаимопроверка, по ключу. Работа над ошибками

III Усвоение новых знаний

Автотрофные организмы способны из неорганических веществ синтезировать органические. Необходимые для синтеза неорганические вещества берутся из воздуха, почвы или воды. Так, например, при синтезе используется углекислый газ, в молекулы которого входят атомы углерода. Углерод входит в состав всех органических веществ.

Для синтеза органических веществ из неорганических необходима энергия. Большинство автотрофных организмов (в том числе растения) используют энергию солнечного света. Синтез органических веществ под действием солнечного света из неорганических называетсяфотосинтезом. Организмы, способные к фотосинтезу, называются фототрофами.

Для фотосинтеза необходимо вещество хлорофилл, который у большинства растений содержится в специальных клеточных органеллах — хлоропластах.

Однако некоторые организмы (в основном ряд бактерий) получают энергию для синтеза органических веществ из неорганических из энергии химических связей различных веществ. Такие организмы называются хемотрофами, а процесс такого синтеза — хемосинтезом.

Гетеротрофные организмы получают органические вещества своего тела из поглощенных ими других органических веществ. К гетеротрофам принадлежат все животные, грибы, многие бактерии. Гетеротрофы питаются либо растениями, либо другими гетеротрофами, либо их остатками.

Если бы не было автотрофов, то гетеротрофы не смогли бы жить. Поэтому очень важно охранять растительный покров Земли. Растения дают нам не только пищу, но и кислород для дыхания.

I . Заполнение таблицы ЗХУ (на начало что знаете, что хотите узнать)

1. Автотрофные и гетеротрофные организмы. (Самостоятельная работа учащихся с текстом §112-13, дополнительные источники с последующим обсуждением и заполнением таблицы.)

Деление на группы (3группы)

II . Заполнение таблицы

Группа организмов в зависимости от типа питания

Способ получения органических веществ

Самостоятельно синтезируют органические вещества из неорганических

Для синтеза органических веществ используют энергию света

Для синтеза органических веществ используют химическую энергию

Все зеленые растения, цианобактерии

Многие виды бактерий (нитрифицирующие бактерии, серобактерии)

Используют готовые органические вещества

Многие бактерии, грибы, животные

Группы гетеротрофных организмов в зависимости от способа получения органических веществ

Питаются мертвыми органическими остатками

Бактерии и грибы — сапрофиты

Питаются органическими веществами организма- хозяина

Болезнетворные бактерии, грибы-паразиты, гельминты

Питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ

В основном многоклеточные животные, имеющие пищеварительную систему

III . Работа спикеров метод Джексоу- по одному спикеру в группы, объяснения материала, вопросы.

3группа работа с терминами : питание, мутуализм, (ресурс )

IV . Выброс на доску(защита)

V . Составление толстых, тонких вопросов.(метод Веера, )

VI . тестирование-биодиктант (5вопросов)

1.Для синтеза органических веществ используют энергию света (фототрофы)

2. Питаются мертвыми органическими остатками (сапрофиты)

3. Многие виды бактерий (нитрифицирующие бактерии, серобактерии) — хемотрофы

4. В основном многоклеточные животные, имеющие пищеварительную систему (голозои)

5. Многие бактерии, грибы, животные (гетеротрофы)

Записи в тетрадях

Работа с учебником

Работа в группах

Оценивание по рубрикатору

IV Закрепление знаний

Работа с терминами, изученными на уроке

Заполнение таблицы ЗХУ

Контроль учителя, взаимоконтроль

1. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Уровень В- составление 10вопросов

уровеньС- расширенный кластер

Хемосинтез и его значение в биосфере.

Продолжить изучение обменных процессов ;
показать практическую значимость в жизни органического мира и
человека хемосинтеза, как одного из видов пластического обмена.

Продолжить работу по формированию умений выявлять частные признаки и находить на их основе общие биологические закономерности.

Воспитывать самостоятельность в приобретении знаний, РКМ.

Узнают связь между различными видами анаболизма.

Научаться сравнивать биологические процессы фотосинтеза и хемосинтеза.

Обоснуют вывод о сходстве процессов анаболизма.

Хемосинтез – процесс образования органических веществ за счет энергии окисления неорганических соединений.

Проверка пройденного материала.

По методу «Мрзговая атака» учитель организует проверку домашнего задания .

Рефлексия – тест-опрос «Фотосинтез»

Демонстрация видеоролика «Обитатели глубин»: за счет чего живут обитатели глубин?

Заполнить таблицу по ходу сообщения

Охарактеризуйте хемобактерии, их значение – работа в группах с текстами: I – серобактерии

III – нитрифицирующие бактерии

IV – метанобактерии и водородные.

V – значение хемосинтеза стр. 135-136

Составление схемы «Фиш-боун» — значение хемосинтеза в биосфере.

«Смайлики», итоги урока

Актуализация и освоение темы

Группе дается задание: Стратегия «Джигсо,
составить постеры и выступить с ним перед классом.

Кроме фотосинтеза, существует еще одна форма автотрофной ассимиляции – хемосинтез, свойственный некоторым бактериям. В отличие от фотосинтеза источником энергии для синтеза сложных органических веществ из простых неорганических здесь служит не свет, а энергия окисления некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака водорода, азотистой кислоты, закисных соединений железа и марганца.

Хемосинтез – это процесс синтеза органических соединений из неорганических, который осуществляется за счет энергии, получаемой при окислении неорганических соединений.

Этот процесс в 1887 г. был открыт русским микробиологом Сергеем Николаевичем Виноградским.

Среди процессов, от которых зависит биологическая продуктивность на земном шаре, одним изважнейших является фиксация микроорганизмами азота атмосферы. Биологический азот может служить существенным дополнением азотного фонда почвы, способствуяповышению ее

плодородия и обеспечивая тем самым более экономное расходование технического азота — азота удобрений.Содержание доступного растениям азота в почве обычно невелико. Поэтому повышение урожайностисельскохозяйственных растений связано в первую очередь с улучшением их азотного питанияСинтезировать молекулярный азот из атмосферы или почвы помогают азотофиксирующие или нитрофиксирующие бактерии.

Существуют две группы фиксирующих атмосферный азот микроорганизмов . Одна из них находится всимбиозе с высшими растениями , образуя клубеньки на корнях . К этой группе относятся клубеньковыебактерии . Микроорганизмы другой группы обитают в почве независимо от растений . К ним относятсяазотобактер , клостридиум , бейеринкия и другие свободноживущие микроорганизмы . Потенциальныевозможности симбиотических азотфиксаторов значительно выше , чем свободноживущих .

Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой, а затем азотной кислоты: NH ₃ → HNO ₂ → HNO ₃

Железобактерии — бактерии, способные окислять двухвалентное железо до трёхвалент-ного и использовать освобождающуюся при этом энергию на усвое-ние углерода из углекислого газа или карбонатов

Они чрезвычайно широко распространены как в пресных, так и в морских водоемах, играют большую роль в круговороте железа в природе . Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей образуется огромное количество отложенных руд железа и марганца .

Железобактерии превращают закисное железо в окисное: Fe 2+ → Fe 3+ .

Серные бактерии окисляют сероводород до серы или серной кислоты:

Они представляют собой группу бактерий, характеризующуюся способностью окислять сероводород и отлагать в своем теле крупинки серы.

Водородные бактерии способны окислять молекулярный водород, являются умеренными термофилами (растут при температуре 50 ° C )

Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

Хемосинтезирующие бактерии играют важную роль в биосфере, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др.

Они участвуют в очистке сточных вод, повышают плодородие почв, способствуют накоплению минеральных веществ в почве. Кроме того, деятельность этих организмов может иметь и отрицательное значение, так они могут участвовать в процессах коррозии, способствовать вымыванию удобрений из почвы.

Водородные бактерии уже используются для получения дешевого пищевого и кормового белка, а также для регенерации (восстановления) атмосферы в замкнутых системах жизнеобеспечения (космические корабли).

По методу «Тонкие и толстые вопросы» проводит закрепление урока.

Вопросы для закрепления изученного материала:

1. В чем отличие процессов хемосинтеза о фотосинтеза?

2. Какие организмы используют процесс хемосинтеза для синтеза органических веществ?

3. Какие существуют группы бактерий по типу извлечения энергии от веществ?

4. Кто открыл процесс хемосинтеза?

5. В чем состоит значение фотосинтеза для природы?

Этап рефлексии: Стратегия «Телеграмма»
Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с пожеланиями соседу по парте и отправить. Написать пожелание себе с точки зрения изученного на уроке.

— Что нового я узнал на уроке?
— За что я могу похвалить себя?
— Что мне не удалось сделать? Над чем надо поработать?

Источник