Содержание
- Гетеротрофы и автотрофы
- Источник Световой Энергии
- Химический источник энергии
- Клеточная структура бактерий
- Поглощение питательных веществ
Несмотря на свою репутацию болезнетворных патогенов, многие бактерии играют жизненно важную роль в экосистемах, просто питаясь и метаболизируя органические и неорганические молекулы в окружающей среде. Их вклад включает высвобождение питательных веществ, хранящихся в органическом материале во время разложения, расщепление пищи в кишечнике животных во время пищеварения, фиксацию азота в почве путем преобразования N2 газ для аммиака, делая питательные вещества доступными для корней растений в почве и выделяя кислород в атмосферу. Два фактора определяют способ получения питательными веществами бактерий: способность производить свою собственную пищу или зависимость от потребления предварительно сформированных органических молекул и, во-вторых, тип энергии, который им требуется для того, чтобы эти химические реакции происходили.
Гетеротрофы и автотрофы
Два основных способа позволяют закупать пищу для всех организмов, включая бактерии: гетеротрофные и автотрофные. Гетеротрофы должны потреблять органический материал, такой как глюкоза, извне клетки, чтобы получить энергию. Это происходит при прямом потреблении углерода в виде углеводных молекул. Автотрофы получают питательные вещества, производя собственные органические материалы, когда они поглощают углекислый газ и превращают его в углеводы.
Источник Световой Энергии
Бактерии нуждаются во внешнем источнике энергии в форме световой энергии или химической энергии, чтобы питать их метаболизм, что является еще одним фактором, который определяет их метод кормления. Фототрофы - это бактерии, которые используют световую энергию. И фотогетеротрофы, и фотоавтотрофы требуют солнечного света. Фотогетеротрофы используют солнечный свет для получения энергии и потребляют органические соединения из окружающей среды в качестве источника углерода. Фотоавтотрофы, как и цианобактерии, используют энергию света в виде солнечного света и углекислого газа из окружающей среды и используют их для производства углеводов в процессе фотосинтеза.
Химический источник энергии
Вместо солнечного света некоторые бактерии в качестве источника энергии используют реакции с неорганическими химическими соединениями. Бактерии, питаемые химической энергией, известны как хемотрофы. Хемогетеротрофы используют органические или неорганические соединения в качестве источника энергии. Как и фотогетеротрофы, они также должны потреблять углеводы в форме органических соединений. Хемоавтотрофы используют химическую энергию для производства углеводов из углекислого газа в процессе, называемом хемосинтезом.
Клеточная структура бактерий
Бактериальные клетки связаны клеточной оболочкой, которая состоит из внутренней цитоплазматической мембраны и внешней клеточной стенки. Клеточная стенка жесткая и, как клеточная стенка в растительных клетках, дает бактериям свою форму. В отличие от клеток растений, животных, протистов или грибов, бактерии не имеют мембраносвязанных органелл или ядра. Отсутствие органелл предотвращает поглощение бактериями частиц через эндоцитоз или фагоцитоз, методы, используемые эукариотическими клетками для обволакивания внешних материалов и их попадания в клетку.
Поглощение питательных веществ
Бактерии полагаются на диффузию для перемещения молекул в клетку через цитоплазматическую мембрану. Бактерии также выделяют ферменты, растворяя молекулы вне клетки, чтобы позволить им проходить через мембрану посредством диффузии, процесса, при котором молекулы перемещаются из области более высокой концентрации в область более низкой концентрации. Иногда простая диффузия нуждается в помощи белков, чтобы позволить молекулам проходить в клетку, процесс, называемый облегченной диффузией. Другой метод - активный транспорт - требует энергии для переноса молекул, чтобы преодолеть градиент концентрации и позволить частицам проходить через мембрану.