Sinh Vật Quang Dị Dưỡng – Wikipedia Tiếng Việt

Sinh vật quang dị dưỡng (tiếng Anh: Photoheterotroph; tiếng Hy Lạp: photo = quang, hetero = dị, troph = dưỡng) là sinh vật quang dưỡng theo hình thức dị dưỡng—tức là, chúng là những sinh vật sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng, nhưng không thể sử dụng cacbon dioxide làm nguồn cacbon duy nhất. Do đó, chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ từ môi trường để thỏa mãn nhu cầu cacbon của chúng; những hợp chất này bao gồm cacbohydrat, axit béo và alcohol. Một số ví dụ về sinh vật quang dị dưỡng là vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía, vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục và vi khuẩn helio.[1] Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng ong bắp cày phương Đông và một số loài rệp có thể có khả năng sử dụng ánh sáng làm nguồn cung cấp năng lượng.[2]

Trao đổi chất

[sửa | sửa mã nguồn]

Sinh vật quang dị dưỡng tạo ra ATP bằng cách sử dụng ánh sáng, bằng một trong hai cách:[3][4] chúng sử dụng trung tâm phản ứng dựa trên bacteriochlorophyll, hoặc chúng sử dụng một bacteriorhodopsin. Cơ chế dựa trên diệp lục cũng tương tự như cái được sử dụng trong quá trình quang hợp, trong đó ánh sáng làm kích động các phân tử trong một trung tâm phản ứng và gây ra một dòng electron qua một chuỗi chuyền điện tử (ETS). Dòng electron xuyên qua protein này khiến các ion hydro bị bơm xuyên qua một lớp màng. Năng lượng được dự trữ trong proton gradient được sử dụng để khởi động quá trình tổng hợp ATP. Không giống như đối với các sinh vật quang dưỡng, các electron chỉ chạy qua một con đường tuần hoàn: các eletron được giải phóng ra từ trung tâm phản ứng sẽ chạy qua ETS và quay trở lại trung tâm phản ứng. Chúng không được dùng để oxy hóa khử bất cứ hợp chất hữu cơ nào. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía, vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục và vi khuẩn helio là những ví dụ về các loại ví khuẩn thực hiện quá trình quang dị dưỡng này.

Các sinh vật khác, bao gồm halobacteria và flavobacteria[5] và vi khuẩn vibrios[6] có các bơm proton dựa trên rhodopsin màu tía thứ cung cấp nguồn năng lượng cho chúng. Bơm này ở cổ khuẩn được gọi là bacteriorhodopsin, trong khi đó ở vi khuẩn được gọi là proteorhodopsin. Bơm này gồm một protein đơn liên kết với dẫn xuất của Vitamin A, retinal. Bơm proton có những sắc tố phụ (ví dụ như carotenoid) liên kết với protein. Khi ánh sáng được phân tử retinal hấp thụ, phân tử đó sẽ đồng phân hóa, làm protein thay đổi hình dạng và bơm một proton dọc theo màng. Gradient H+ sau đó có thể được sử dụng để sản sinh ra ATP, giúp vận chuyển chất tan dọc theo màng, hoặc làm chuyển động một tiên mao. Một vi khuẩn flavo cụ thể không thể oxy hóa cacbon dioxide bằng cách sử dụng ánh sáng, mà nó sử dụng năng lượng từ hệ thống rhodopsin của nó để cố định cacbon dioxide qua quá trình cố định anaplerotic. Vi khuẩn flavo vẫn là một sinh vật dị dưỡng vì nó cần oxy hóa các hợp chất cacbon để sống và không thể chỉ tồn tại dựa vào ánh sáng và CO2. Nó không thể tiến hành các phản ứng dưới dạng

2n CO2 + 2n DH2 + photon → 2(CH2O)n + 2n DO, trong đó DH2 có thể là nước, H2S hoặc một hợp chất có thể oxy hóa được khác.

Tuy nhiên, nó có thể cố định cacbon trong các phản ứng như:

CO2 + pyruvate + ATP (từ photon) → axit malic + ADP +Pi

trong đó axit malic hoặc các phân tử hữu dụng khác nếu không có thể thu được bằng cách phá vỡ các hợp chất khác bằng

carbohydrate + O2 → axit malic + CO2+ năng lượng

Phương pháp cố định cacbon này thì hữu ích khi các hợp chất cacbon bị oxy hóa trở nên hiếm hoi và không thể bị phung phí như là CO2 trong quá trình chuyển đổi qua lại, mà năng lượng lại có nhiều dưới dạng ánh sáng mặt trời.

Biểu đồ

[sửa | sửa mã nguồn]

• Sinh vật tự dưỡng
  • Sinh vật hóa tự dưỡng
  • Sinh vật quang tự dưỡng
• Sinh vật dị dưỡng
  • Sinh vật hóa dị dưỡng
  • Sinh vật quang dị dưỡng

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

1. ^ D.A. Bryant & N.-U. Frigaard (tháng 11 năm 2006). “Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated”. Trends Microbiol. 14 (11): 488–96. doi:10.1016/j.tim.2006.09.001. PMID 16997562.
2. ^ Valmalette, J. C.; Dombrovsky, A.; Brat, P.; Mertz, C.; Capovilla, M.; Robichon, A. (2012). “Light- induced electron transfer and ATP synthesis in a carotene synthesizing insect”. Scientific Reports. 2. doi:10.1038/srep00579. PMC 3420219. PMID 22900140.
3. ^ Bryant, Donald A.; Niels-Ulrik Frigaard (tháng 11 năm 2006). “Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated”. Trends in Microbiology. 14 (11): 488–496. doi:10.1016/j.tim.2006.09.001. ISSN 0966-842X. PMID 16997562. Truy cập ngày 30 tháng 3 năm 2012.
4. ^ Zubkov, Mikhail V (ngày 1 tháng 9 năm 2009). “Photoheterotrophy in Marine Prokaryotes”. Journal of Plankton Research. 31 (9): 933–938. doi:10.1093/plankt/fbp043. ISSN 0142-7873. Truy cập ngày 30 tháng 3 năm 2012.
5. ^ González, José M; Beatriz Fernández-Gómez; Antoni Fernàndez-Guerra; Laura Gómez-Consarnau; Olga Sánchez; Montserrat Coll-Lladó; Javier Del Campo; Lorena Escudero; Raquel Rodríguez-Martínez; Laura Alonso-Sáez; Mikel Latasa; Ian Paulsen; Olga Nedashkovskaya; Itziar Lekunberri; Jarone Pinhassi; Carlos Pedrós-Alió (ngày 24 tháng 6 năm 2008). “Genome Analysis of the Proteorhodopsin-Containing Marine Bacterium Polaribacter Sp. MED152 (Flavobacteria)”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (25): 8724–8729. doi:10.1073/pnas.0712027105. ISSN 0027-8424. PMC 2438413. PMID 18552178. Truy cập ngày 30 tháng 3 năm 2012.
6. ^ Gómez-Consarnau, Laura; Neelam Akram; Kristoffer Lindell; Anders Pedersen; Richard Neutze; Debra L. Milton; José M. González; Jarone Pinhassi (2010). “Proteorhodopsin Phototrophy Promotes Survival of Marine Bacteria during Starvation”. PLoS Biol. 8 (4): e1000358. doi:10.1371/journal.pbio.1000358. PMC 2860489. PMID 20436956.

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn]

University of Wisconsin, Madison Microbiology Online Textbook

x t s Sinh thái học: Hệ sinh thái mẫu: Các thành phần dinh dưỡng
Tổng quan	Abiotic component Abiotic stress Tập tính Chu trình sinh địa hóa Biomass Biotic component Biotic stress Carrying capacity Competition Hệ sinh thái Sinh thái học hệ sinh thái Mô hình hệ sinh thái Loài chủ chốt Tập tính ăn ở động vật Metabolic theory of ecology Năng suất Resource
Sinh vật sản xuất	Hóa tổng hợp Foundation species Mixotrophs Myco-heterotrophy Mycotroph Organotrophs Sinh vật hóa dưỡng Sinh vật quang dưỡng Sinh vật quang dị dưỡng Sinh vật tự dưỡng Quang hợp Photosynthetic efficiency Primary nutritional groups Primary production
Sinh vật tiêu thụ	Động vật ăn thịt đầu bảng Bacterivore Động vật ăn thịt Chemoorganotroph Foraging Generalist and specialist species Intraguild predation Động vật ăn cỏ Sinh vật dị dưỡng Heterotrophic nutrition Động vật ăn côn trùng Mesopredators Mesopredator release hypothesis Động vật ăn tạp Optimal foraging theory Săn mồi Prey switching
Sinh vật phân hủy	Chemoorganoheterotrophy Phân hủy Sinh vật ăn mùn bã Detritus
Vi sinh vật	Cổ khuẩn Thể thực khuẩn Environmental microbiology Lithoautotroph Lithotrophy Microbial cooperation Microbial ecology Microbial food web Microbial intelligence Microbial loop Microbial mat Microbial metabolism Phage ecology
Lưới thức ăn	Biomagnification Ecological efficiency Kim tự tháp sinh thái Dòng năng lượng Chuỗi thức ăn Bậc dinh dưỡng
Lưới thức ăn điển hình	Lỗ phun lạnh Miệng phun thủy nhiệt Intertidal Rừng tảo bẹ Hồ North Pacific Subtropical Gyre Sông San Francisco Estuary Soil Tide pool
Quá trình	Ascendency Bioaccumulation Cascade effect Climax community Competitive exclusion principle Consumer-resource systems Copiotrophs Dominance Ecological network Diễn thế sinh thái Chất lượng năng lượng Energy Systems Language f-ratio Hệ số chuyển đổi thức ăn Feeding frenzy Mesotrophic soil Nutrient cycle Oligotroph Paradox of the plankton Trophic cascade Trophic mutualism Trophic state index
Phòng ngự/Phản công	Màu sắc động vật Cơ chế tự vệ của động vật Ngụy trang Deimatic behaviour Herbivore adaptations to plant defense Bắt chước Plant defense against herbivory Predator avoidance in schooling fish

x t s Sinh thái học: Hệ sinh thái mẫu: Các thành phần khác
Sinh thái học quần thể	Abundance Allee effect Depensation Ecological yield Effective population size Intraspecific competition Hàm Lôgit Mô hình phát triển Malthus Maximum sustainable yield Overpopulation in wild animals Overexploitation Population cycle Population dynamics Population modeling Population size Phương trình Lotka–Volterra Recruitment Resilience Small population size Stability
Các loài	Đa dạng sinh học Density-dependent inhibition Ecological effects of biodiversity Ecological extinction Các loài đặc hữu Flagship species Gradient analysis Indicator species Loài du nhập Loài xâm lấn Latitudinal gradients in species diversity Minimum viable population Neutral theory Occupancy–abundance relationship Population viability analysis Priority effect Rapoport's rule Relative abundance distribution Relative species abundance Species diversity Species homogeneity Species richness Phân bố loài Species-area curve Loài bảo trợ
Tác động giữa các loài	Antibiosis Tương tác sinh học Commensalism Community ecology Ecological facilitation Cạnh tranh khác loài Mutualism Storage effect Ký sinh Cộng sinh
Sinh thái học không gian	Địa lý sinh học Cross-boundary subsidy Ecocline Ecotone Ecotype Disturbance Edge effects Foster's rule Habitat fragmentation Ideal free distribution Intermediate Disturbance Hypothesis Island biogeography Landscape ecology Landscape epidemiology Landscape limnology Metapopulation Patch dynamics r/K selection theory Source–sink dynamics
Ổ	Ổ sinh thái Ecological trap Kỹ sư hệ sinh thái Environmental niche modelling Guild Sinh cảnh Sinh cảnh đại dương Limiting similarity Niche apportionment models Niche construction Niche differentiation
Các mạng lưới khác	Assembly rules Bateman's principle Bioluminescence Ecological collapse Ecological debt Ecological deficit Ecological energetics Ecological indicator Ecological threshold Ecosystem diversity Nguyên lý đột sinh Extinction debt Kleiber's law Quy luật cực tiểu của Liebig Marginal value theorem Thorson's rule Xerosere
Khác	Allometry Alternative stable state Cân bằng sinh thái Biological data visualization Constructal theory Ecocline Ecological economics Dấu chân sinh thái Ecological forecasting Ecological humanities Ecological stoichiometry Ecopath Ecosystem based fisheries Endolith Evolutionary ecology Functional ecology Industrial ecology Macroecology Microecosystem Môi trường tự nhiên Regime shift Systems ecology Urban ecology Theoretical ecology