โฟโตโทรฟ (จากภาษากรีกโบราณφῶς , φωτός ( phôs, phōtós ) ' แสง'และτροφή ( trophḗ ) ' อาหาร' ) คือสิ่งมีชีวิตที่จับโฟตอนเพื่อรับพลังงาน พวกมันใช้พลังงานจากแสงเพื่อดำเนินกระบวนการเมตาบอลิซึมต่างๆ ภายในเซลล์ เป็นความเข้าใจผิดที่พบได้ทั่วไปว่าโฟโตโทรฟจำเป็นต้องสังเคราะห์แสงเท่านั้น โฟโตโทรฟหลายชนิด (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) สังเคราะห์แสงได้ โดยพวกมันเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นโมเลกุลชีวภาพเพื่อนำไปใช้ในเชิงโครงสร้าง (เช่นเซลลูโลสและไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์ ) ในเชิงหน้าที่ (เช่นวิตามิน นิ วคลีโอไทด์และกรดอะมิโน)หรือเป็นแหล่งสำหรับกระบวนการสลาย ในภายหลัง (เช่น แป้งน้ำตาลและไขมัน ) สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงทั้งหมดใช้ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนหรือการปั๊มโปรตอน โดยตรง เพื่อสร้างความลาดชันทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งเอนไซม์ATP synthase นำไปใช้ ในการสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) สำหรับเซลล์ สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงอาจเป็นออโตโทรฟหรือเฮเทอโรโทรฟ ก็ได้ หากตัวให้กำเนิดอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนเป็นสารประกอบอนินทรีย์ (เช่นNa)เอสโอเช่นเดียวกับแบคทีเรียกำมะถันสีม่วง บางชนิด หรือHจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง บางชนิด (เช่น แบคทีเรียซัลเฟอร์สีเขียว บางชนิด ) อาจถูกเรียกว่าลิโทโทรฟ ได้เช่นกัน ดังนั้น จุลินทรีย์สังเคราะห์แสงบางชนิดจึงถูกเรียกว่าโฟโตลิโทออโตโทรฟ ตัวอย่างของจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง ได้แก่Rhodobacter capsulatus , ChromatiumและChlorobium

เดิมทีคำนี้ถูกใช้ในความหมายที่แตกต่างออกไป แต่ได้รับความหมายปัจจุบันหลังจากLwoffและผู้ร่วมงาน (1946) ^{[ 1 ] [ 2 ]}

โฟโตโทรฟที่รู้จักกันดีส่วนใหญ่เป็นโฟโตออโตโทรฟซึ่งหมายความว่าพวกมันสังเคราะห์อาหารของตัวเองจากสารอนินทรีย์ (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์) ในกระบวนการที่เรียกว่าการตรึงคาร์บอนโดยใช้แสงเป็นแหล่งพลังงาน พืชสีเขียวและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงส่วนใหญ่เป็นโฟโตออโตโทรฟ สิ่งมีชีวิตโฟโตออโตโทรฟบางครั้งเรียกว่าโฮโลไฟติก^{[ 3 ]}

สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงโดยใช้ออกซิเจนจะใช้โฟโตซิสเต็ม IIในการดักจับพลังงานแสงและออกซิไดซ์น้ำ (H₂O โดยแยกน้ำออกเป็นออกซิเจนโมเลกุล (O₂ และโปรตอน 4 ตัว (H⁺ ⁾ในกระบวนการที่เรียกว่าโฟโตไลซิส

ใน บริบท ทางนิเวศวิทยาสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้เองมักเป็นแหล่งอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาอาหารจากภายนอก ในสภาพแวดล้อมบนบกพืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่เด่นกว่า ในขณะที่สภาพแวดล้อมทางน้ำประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้เองหลากหลายชนิด เช่นสาหร่าย (เช่น สาหร่าย เคลป์ ) โปรติสต์ อื่นๆ (เช่นยูเกลนา ) แพลงก์ตอนพืชและแบคทีเรีย (เช่นไซยาโนแบคทีเรีย )

ไซยาโนแบคทีเรีย ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตที่ทำการสังเคราะห์แสงแบบใช้ออกซิเจน พบได้ในสภาพแวดล้อมหลายแห่ง รวมถึงน้ำจืด ทะเลดินและไลเคนไซยาโนแบคทีเรียทำการสังเคราะห์แสงคล้ายพืช เนื่องจากออร์แกเนลล์ในพืชที่ทำการสังเคราะห์แสงนั้นได้มาจากไซยาโนแบคทีเรียที่เป็นเอนโดซิมไบโอติก^{[ 4 ] [ 5 ]}แบคทีเรียชนิดนี้สามารถใช้น้ำเป็นแหล่งอิเล็กตรอนเพื่อทำการปฏิกิริยา รีดักชัน CO

โฟ โตลิ ออโตโทรฟคือ สิ่งมีชีวิต ที่สร้างอาหารเองได้โดยใช้พลังงานจากแสง สารให้อิเล็กตรอนอนินทรีย์ (เช่น H₂O H₂ H₂S และCO₂เป็นแหล่ง คาร์บอน

ตรงกันข้ามกับโฟโตออโตโทรฟโฟโตเฮเทอโรโทรฟเป็นสิ่งมีชีวิตที่พึ่งพาแสงเพียงอย่างเดียวสำหรับพลังงาน และบริโภคสารประกอบอินทรีย์เพื่อสร้างโมเลกุลชีวภาพ โฟโตเฮเทอโรโทรฟผลิตATPผ่านกระบวนการโฟโตฟอสโฟรีเลชันแต่ใช้สารประกอบอินทรีย์ ที่ได้จากสิ่งแวดล้อม เพื่อสร้างโครงสร้างและโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ^{[ 6 ]}

โฟโตโทรฟส่วนใหญ่ใช้คลอโรฟิลล์หรือแบคทีริโอคลอโรฟิลล์ ที่เกี่ยวข้อง ในการจับแสงและเรียกว่าคลอโรโฟโตโทรฟอย่างไรก็ตาม โฟโตโทรฟบางชนิดใช้เรตินัลและเรียกว่าเรตินาโลโฟโตโทรฟ^{[ 7 ]}

• กลุ่มโภชนาการหลัก
• โปรโตโทรฟ