所述化能生物或化学合成是一组生物体用作还原的无机化合物的生存一个原料,从中获得能量供以后使用它在呼吸代谢。
这些微生物从非常简单的化合物获取能量以生成复杂化合物的这种特性也称为化学合成,这就是为什么这些生物有时也称为化学合成的原因。
硝化细菌是一种化学营养细菌
另一个重要特征是,这些微生物通过在严格的矿物培养基中生长而没有光照来区别于其他微生物,因此有时被称为化学营养型。
特点
栖息地
温泉,化学合成细菌的栖息地
这些细菌生活在不到1%的太阳光穿透的地方,也就是说,它们在黑暗中几乎总是在有氧气的情况下壮成长。
然而,化学合成细菌发展的理想场所是有氧和厌氧条件之间的过渡层。
最常见的地点是:深层沉积物,海底浮雕的周围环境或位于海洋中部的海底高程,即中洋脊。
这些细菌能够在极端条件下生存。在这些地点可能有热泉喷口,热水甚至从岩喷口流出。
在环境中的功能
这些微生物是生态系统必不可少的,因为它们会将这些通风口发出的有毒化学物质转化为食物和能量。
这就是为什么化学合成生物在矿物质食品的回收中起着根本性的作用,并且还挽救了否则会丢失的能量。
也就是说,它们促进了营养链或食物链的维护。
这意味着它们促进营养物质通过生物群落的不同物种进行转移,其中每个生物以前一个为食,而下一个为食物,这有助于维持生态系统的平衡。
这些细菌还有助于营救或改善某些被事故污染的生态环境。例如,在漏油区,也就是说,在这些情况下,这些细菌有助于处理有毒废物,将其转化为更安全的化合物。
分类
化学合成或化学营养生物被分类为化学自养生物和化学异养生物。
化学自养生物
他们使用CO 2作为碳源,通过卡尔文循环吸收并转化为细胞成分。
在另一方面,它们从降低简单的无机化合物,如氧化的能量:氨(NH 3),磷酸二氢(H 2),二氧化氮(NO 2 - ),硫化氢(H 2 S),硫(S),三氧化硫(š 2 ö 3 - )或铁离子(铁2 +)。
即,ATP在无机源的氧化过程中通过氧化磷酸化而生成。因此,他们是自给自足的,他们不需要其他生物来生存。
化学趋化菌
与以前的方法不同,它们通过复杂的还原有机分子的氧化获得能量,例如通过糖酵解的葡萄糖,通过β氧化的甘油三酸酯和通过氧化脱氨的氨基酸。通过这种方式,他们获得了ATP分子。
另一方面,化学营养型生物不能像化学自养型生物那样使用CO 2作为碳源。
化学营养细菌的类型
无色硫细菌
顾名思义,它们是氧化硫或其还原衍生物的细菌。
这些细菌严格需氧,负责将有机物分解过程中产生的硫化氢转化为硫酸盐(SO 4 -2),后者最终将被植物使用。
硫酸盐可将土壤酸化至大约2的pH,因为H +质子会积聚并形成硫酸。
此特征已被某些经济部门使用,尤其是在农业中,它们可以纠正极碱性的土壤。
这是通过将粉状的硫磺引入土壤中来完成的,从而使存在的特殊细菌(硫酸细菌)将硫磺氧化,从而使土壤的pH值平衡至适合农业的值。
所有氧化硫的化学营养物种均为革兰氏阴性,属于属Proteobacteria。氧化硫的细菌的一个实例是硫代酸硫硫杆菌。
一些细菌可以颗粒形式在细胞内积聚不溶性元素硫(S 0),当外部硫源耗尽时可以使用。
氮细菌
在这种情况下,细菌会氧化还原的氮化合物。有两种类型,亚硝化细菌和硝化细菌。
前者是能够氧化氨(NH 3),这是从有机物的分解而产生的将其转化为亚硝酸盐(NO的2),而后者变换亚硝酸盐到硝酸盐(NO 3 - ),可被植物使用的化合物。 。
亚硝化细菌是亚硝化细菌的例子,硝化细菌是硝化细菌。
铁细菌
这些细菌是嗜酸的,也就是说,它们需要酸性pH才能生存,因为在中性或碱性pH值下,亚铁化合物会自发氧化,而无需这些细菌的存在。
因此,为了使这些细菌能够将亚铁化合物(Fe 2+)氧化为三价铁(Fe 3+),培养基的pH必须一定是酸性的。
应该注意的是,铁细菌消耗了反向电子传输反应中产生的大多数ATP,以获得固定CO 2所需的还原能力。
这就是为什么这些细菌必须氧化大量的Fe +2才能产生的原因,因为从氧化过程中释放出的能量很少。
例如:酸性氧化硫杆菌杆菌铁氧体将存在于流经煤矿的酸性水中的碳酸铁转化为氧化铁。
所有氧化铁的化学噬菌物种均为革兰氏阴性,属于属Proteobacteria。
另一方面,所有氧化铁的物质也都能够氧化硫,反之亦然。
氢细菌
这些细菌利用分子氢作为能源来生产有机物,并利用CO 2作为碳源。这些细菌是兼性化学自养生物。
它们主要存在于火山中。镍在其栖息地中是必不可少的,因为所有的氢化酶均含有该化合物作为金属辅因子。这些细菌缺乏内膜。
在其代谢过程中,氢被并入质膜的氢化酶中,从而将质子转移到外部。
通过这种方式,外部氢作为内部氢化酶进入内部,将NAD +转化为NADH,然后将其与二氧化碳和ATP一起传递至加尔文循环。
氢单胞菌细菌也能够使用多种有机化合物作为能源。
参考文献
- Prescott,Harley和Klein微生物学第7版。麦格劳-希尔国际美洲2007,马德里。
- Wikipedia的贡献者,《化学营养》,Wikipedia,免费的百科全书,en.wikipedia.org
- Geo F. Brooks,Karen C. Carroll,Janet S. Butel,Stephen A. Morse,Timothy A. Mietzner。(2014)。医学微生物学,26e。McGRAW-HILL美洲编辑部SA CV
- GonzálezM,GonzálezN。《医学微生物学手册》。委内瑞拉第二版:卡拉博博大学媒体和出版物局;2011。
- Jimeno,A.和Ballesteros,M.2009。生物学2。Santillana促销集团。书号974-84-7918-349-3