18. A mikroorganizmusok fotoautotróf, fotoheterotróf és kemoautotróf anyagcseréje. Az energia felhasználásának módjai mikroorganizmusoknál.

Question 1

Fotoautotróf anyagcsere és ide tartozó mikroorganizmusok

Answer 1

C-forrás: légköri CO2
E-forrás: napfény
fotoszintetizáló baktériumok és algák tartoznak ide (algák anyagcseréje szinte a növényekével azonos)
–> legősibb fotoszintetizálók a zöld és bíbor kénbaktériumok, a cianobaktériumok is ide tartoznak

Question 2

Zöld és bíbor kénbaktériumok

Answer 2

1. Egyetlen fotocentrumukban a
   bakterioklorofill –> a növényekhez képest nagyobb hullámhosszú (kisebb energiájú) fény gerjeszti
2. A bíbor kénbaktériumban karotenoid típusú pigment is van a klorofill mellett
3. Elektrondonorként kénhidrogént fotolizálnak –> elemi kén keletkezik a sejt belsejében zárványként –> ez tovább oxidálódhat szulfátig, vagy pedig kiválasztódik a sejten kívülre

Question 3

Cianobaktériumok

Answer 3

1. Vizet képes fotolizálni –> évmilliárdokkal ezelőtt a megjelenésükkor “légszennyezésnek” számított (az ősi redukáló légkörben) az oxigéntermelésük, alkalmazkodni kellett mindenkinek ehhez (kialakult az oxigén hasznosítás)

Question 4

Fotoszintézis fényszakasza

Answer 4

1. Fény fotonjai által gerjesztett klorofill leadja az elektronját az elektrontranszport-láncnak (prokariótáknál a belső membránban, algáknál a színtest tilakoid membránjában) –> elektron akceptor a NADP (nem-ciklikus fotoredukció) vagy a klorofill (ciklikus fotofoszforiláció)

ATP termelődik kemiozmózisos mechanizumssal. ATP és redukált NADP azaz NADPH megy tovább a sötét szakaszba

Question 5

Sötét szakasz

Answer 5

Fényt nem igényel, de a fény szakaszból ATP és NADPH segítségével fixálja a CO2-t

A Calvin-ciklus első lépése:
ribulóz-1,5-difoszfát (5C) karboxilációja –> két molekula foszfoglicerinsavat (2*3C) eredményez

Question 6

Fotoheterotróf anyagcsere:

Zöld és bíbor nemkénbaktériumok

Answer 6

Ők is fotoszintetizálnak, van fény és sötét szakasz, de nem tudnak szervetlen vegyületet fotolizálni –> kész szerves anyagot vesznek fel pl.: alkohol és aldehidek, ezek az elektrondonorok

Pigmentáltak, mint a kénbaktérium, de elemi kén nem képződik bennük

Question 7

Fotoheterotróf anyagcsere:

Halobaktériumok

Answer 7

1. Részlegesen fototróf: a citoplazmamembránban van az ATP szintézisük, ahol rodopszin gerjesztődik –> ATP készül, de redukálóerőt nem tudnak előállítani
2. Szerves anyagokkal is táplálkoznak (mixotrófok, de heterotrófok)

Question 8

Kemoautotróf anyagcsere

Answer 8

1. Szervetlen anyagok oxidálásával termelnek ATP-t és NADPH-t (kemotróf), CO2-ot fixálnak és Calvin-ciklusuk van (autotróf)
   - -> redukált koenzimek egy része elektrontranszport-láncon oxidálódik, ATP képződik
2. Nagy szubsztrátigény, sok melléktermék –> a környezetet jelentősen megváltoztatja (fontos szerep biogeokémiai ciklusokban)

Question 9

Kemoautotróf baktériumok, példák

Answer 9

1. Aerob kemoautotróf baktériumok:
   a.) Nitrifikáló baktérium (talajban):
   Ammóniaoxidálók (NH3 → NO2-) és nitritoxidálók (NO2- → NO3-)
   b.) Színtelen kénbaktérium (talajban szintén): Elsavanyítják a talajt (H2S → S → H2SO4)
   c.) Fémbaktériumok: Fe2+ és Mn2+ oxidációjából él
   d.) Hidrogénbaktériumok:
   Hidrogén oxidációjából él
2. Anaerob kemoautotróf baktériumok:
   a.) Denitrifikáló baktérium: Hidrogén “égetése” (?) nitráttal
   b.) Metanogén ősbaktériumok:
   Hidrogén “égetése” széndioxiddal

Question 10

Az energia (ATP) felhasználásának módjai mikroorganizmusoknál

Answer 10

1. Anabolizmus
2. Membrán transzport
3. Mozgás
4. Szignalizáció
5. Sejtosztódási ciklus
6. Biolumineszcencia

Question 11

Anabolizmus

Answer 11

Monomerek, makromolekulák bioszintézise, foto- ill. kemoszintézis sötét szakasza

Question 12

Membrán transzport

Answer 12

koncentrációgradienssel szembeni szállítás (aktív

transzport)

Question 13

Mozgás

Answer 13

pl. a csilló vagy ostor mozgatása, az álláb növesztése

Question 14

Szignalizáció

Answer 14

a külvilág ingereinek felfogása receptorokkal, jel továbbítás a sejtbe, eukariótáknál a sejtmagba (pl.: kináz-kaszkádok)

Question 15

Sejtosztódási ciklus

Answer 15

térbeli növekedés →

sejtosztódás

Question 16

Biolumineszcencia

Answer 16

tengeri baktériumok fényemittálása luciferáz enzim segítségével
–> szimbiózis állatokkal (tájékozódás)