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什么是化学合成细菌?

化学合成的细菌

化学合成细菌是利用无机分子作为能量来源并将其转化为有机物质的生物。与植物不同,化学合成细菌从无机分子的氧化中获得能量,而不是光合作用。化学合成细菌利用无机分子,如氨、分子氢、硫、硫化氢和铁亚铁,来生产它们生存所需的有机化合物。

大多数化学合成细菌生活在阳光无法穿透的环境中,这些环境被认为是大多数已知生物不适宜居住的。化学合成细菌通常在偏远的环境中繁殖,包括北极和南极极地地区,在那里可以在冰的深处找到它们;它们还在阳光无法渗入的海洋深处或几米深的地壳中被发现。

化学合成细菌是化学自养生物,因为它们能够利用储存在无机分子中的能量并将其转化为有机化合物。他们是初级生产者,因为他们生产自己的食物。从有机碳中产生有机分子的生物被归类为化学异养生物。化学异养菌在食物链中处于第二级。

生物体是如何获得能量的?

所有生物都有两种获取能量的方式。生物体获取能量的方式取决于它们获取能量的来源。

光合作用

有些生物通过光合作用从太阳获得能量。这些生物被称为光养生物,因为它们可以利用阳光作为能量来源制造自己的有机分子。可以利用阳光作为能源的生物包括植物、藻类和某些种类的细菌。

由光养体产生的有机分子被其他被称为异养体的生物所利用,异养体从光养体获得能量,也就是说,它们间接地利用来自太阳的能量,通过以它们为食,产生有机化合物来维持生存。异养体包括动物、人类、真菌和某些种类的细菌,例如在人类肠道中发现的细菌。

化学合成

生物获得能量的第二种方式是化学合成。生活在没有阳光的地区的生物通过化学合成的过程来产生能量。在化学合成过程中,细菌利用无机化合物的化学氧化产生的能量来生产有机分子和水。

这个过程发生在没有光的情况下。利用这种方法获取能量的生命形式可以在土壤、石油矿床、冰盖、熔岩泥、动物内脏、温泉和热液喷口等地方找到。

光合作用与化学合成:有什么不同?

生活在世界生态系统中的许多生物的生存取决于其他生物将无机化合物转化为这些生物和其他生物可利用的能量的能力。植物、藻类和细菌能够利用阳光、水和二氧化碳,并将其转化为生命所必需的有机化合物,这一过程被称为光合作用。光合作用可能发生在海洋或陆地环境中,在这些环境中,产生光合作用的生物能够利用阳光作为能量来源。

化学合成发生在阳光无法穿透的环境中,例如在海底的热液喷口、海岸沉积物、火山、洞穴中的水、海底的冷渗漏、陆地温泉、沉船和腐烂的鲸鱼体内等等。化学合成细菌利用无机化学物质中储存的能量合成代谢过程所需的有机化合物。

深海热液喷口

深海热液喷口

热液喷口中的化学合成细菌

热液喷口是深海地壳的裂缝,过热的熔岩和岩浆在这里渗出,当与深海冷水接触时释放出溶解的化学物质。溶解的化学物质,包括硫化氢、甲烷和还原的硫酸盐金属,形成烟囱状结构,称为黑烟筒。热液喷口位于海洋深处,阳光无法穿透;因此,生活在热液喷口的生物从海洋地壳喷出的化学物质中获取能量。

在海洋表面以下数英里处的热液喷口周围,存在着一种生物群落,它们利用从裂缝中流出的物质作为能量来源,生产有机物质。巨型管虫(Riftia pachyptila)与硫氧化细菌共生。由于来自太阳的能量不能在这样的深度被利用,管状蠕虫从通风口吸收硫化氢,并将其提供给细菌。细菌从硫中获取能量,并为管虫和细菌生产有机化合物。

什么是极端微生物?

极端微生物是在被认为对大多数生物有害的条件下茁壮成长的生物。这些生物可以生活在其他生物无法生存的栖息地,并且能够忍受各种恶劣的环境条件。这些生物是根据它们生长的条件而命名的,因此,有些是嗜热生物、嗜冷生物、嗜酸生物、嗜盐生物等。有一些极端微生物能够在一个以上的栖息地生长,被称为多极端微生物。

微生物对恶劣的环境条件具有极强的适应性,人们相信极端微生物可以在地球上任何无法想象的地方找到。极端微生物是可以在非常恶劣的环境中生存的生物。虽然它们大多数是微生物,但也有一些不属于古生菌和细菌的分类

据信,最早居住在地球上的生物是产生氧气的化学合成细菌,后来进化成动物和植物样的生物。一些依赖化学合成来获得所需能量的生物包括硝化细菌、硫氧化细菌、硫还原细菌、铁氧化细菌、盐杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌和弧菌等。

化学合成的细菌

据作者所知,这些内容是准确和真实的,并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。

问题与答案

问题:化学合成细菌的生态重要性是什么?

答:细菌在水体内外的环境中都扮演着重要的角色。细菌有助于将动植物残骸和其他废物分解成其他生物可以利用的营养物质。

问题:化学合成细菌如何进行有性繁殖?

答:许多细菌通过二元裂变的过程进行繁殖,这是一种无性繁殖的形式,细菌分裂成两个或多个部分。这种分裂可以在几分钟内使细菌数量翻倍。一些细菌可以在短短几个小时内生长到超过地球上人口数量的数量

问题:化学合成生物是否将储存在无机分子中的能量转化为初级生产的化学能?

答:化学合成生物——也称为化学自养生物——利用二氧化碳、氧气和硫化氢生产糖和氨基酸,供其他生物生存。它们是食物网中的主要生产者。一个例子就是生活在热液喷口的管虫体内的细菌

问题:化学合成的发现会如何改变科学家在其他行星上寻找生命的方式?

答:科学家们已经发现,在其他星球上也存在水体和海洋深处,比如木卫二和木卫三的卫星;木星的卫星,还有谷神星和土卫二;土星的卫星,以及许多地球以外的天体。人们认为,在这些天体的深处可能存在与地球海底发现的生命形式类似的生命形式

问题:当没有热液喷口时,细菌如何制造食物?

答:化学合成可以在海洋地壳的裂缝中进行。在那里发现的细菌可以通过氢和二氧化碳合成甲烷。人们相信,在地球上发生的化学反应也可能发生在其他条件与地球相似的星球上

©2013 Jose Juan Gutierrez

评论

何塞·胡安·古铁雷斯(作者)2016年2月10日,墨西哥城:

起初要理解这些题目是很复杂的。要想更好地抓住这个话题,还需要对这个话题深入一点。感谢您的访问和评论。

北罗文中学2016年2月9日:

我只是不明白这很复杂但你必须再次使用你的大脑为了理解但我不明白好中心虽然是伟大的我不是唯一一个不理解,但我认为,如果你给的例子来更好地理解我会得到它的唯一原因我还在这是因为它是一个很好的中心有一件事我也喜欢这个,因为它给了照片和关于同一主题的信息

何塞·胡安·古铁雷斯(作者)2015年1月23日,墨西哥城:

感谢您的阅读和评论

的逻辑学家2015年1月22日:

非常有趣和翔实的揭露!这就好像在创造中存在着几乎无限多样的生命形式。

你听说了吗?吃电和呼吸电的微生物,金属离子还原细菌Shewanella oneidensis属于一类被称为“异化金属还原细菌(DMRB)”的细菌,因为它们能够将金属还原与新陈代谢结合起来。目前使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜的研究揭示了类似细菌丝的异常结构突出,被认为与金属还原有关。这种产生外部纤维的过程在传统的细菌呼吸中是完全不存在的,并且是目前许多研究的中心。

何塞·胡安·古铁雷斯(作者)2013年4月11日,墨西哥城:

感谢阅读并留下你的评论。

迪勒维尔2013年4月9日,来自印度:

有有用信息的好中心。我学到了一些新知识,化学合成细菌。谢谢分享,我给它投票了!

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