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当前位置:第八节 新陈代谢的基本类型
作者：未知来源：中央电教馆时间：2006/4/29 8:31:34阅读：nyq
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光合细菌
绿硫细菌、红硫细菌（过去叫做紫硫细菌）和红螺细菌（过去叫做紫色非硫细菌）等，都是能够进行光合作用的细菌。这些细菌都是球状、杆状或弧状的小型细菌，并且大多数都不能够运动。这些细菌的菌体内含有类似于绿色植物体内叶绿素那样的光合色素，这种光合色素叫做细菌叶绿素。有的光合细菌还含有大量的类胡萝卜素，认而使菌体呈现出红色。
光合细菌和绿色值物都能够进行光合作用，但是，绿色植物的光合作用是以水作为二氧化碳的还原剂，同时释放出氧的，细菌光合作用则以硫化氢或有机物（如乙醇、琥珀酸等）为供氢体，即还原二氧化碳的还原剂，把二氧化碳还原为葡萄糖，同时析出硫磺或产生其它有机物（如乙醛等），下面写出的是绿硫细菌的光合作用反应式：
因此，细菌光合作用和绿色植物的光合作用，可以用下面的通式来概括（通式中的A对于绿色植物来说是氧，对于光合细菌来说则是硫或其他无机硫化物。
从光合细菌的代谢类型我们可看出，同化作用存在着不同的形式，下面就生物的同化类型进行一下分类。
根据生物的同化作用所需能源和碳源的不同，可把生物的代谢类型分为四大类型：
（l）光能自养型：以光为能源，以二氧化碳为主要碳源的生物，通常具有光合色素它们以光为能源来进行光合作用，以水或其他无机物作为供氢体，还原CO2合成有机物。例如高等植物、藻类及某些具有光合色素的细菌均属于这一类型。这类生物同化CO2的方式可用以下通式表示：
（2）光能异养型：以光为能源，以有机物为主要碳源的生物，有些细菌具有光合色素能进行光合作用，但它们以有机物作为供氢体，同化有机物形成自身物质。如非硫紫菌以乙醇为碳源，使乙醇氧化为乙醛，二氧化碳还原成葡萄糖。
（3）化能自养型：以化学能为能源，以CO2为主要碳源。这类生物能氧化某些无机物（如NH3、H2S等）取得的化学能去还原CO2合成有机物。如硝化细菌、硫细菌等。
（4）化能异养型：以有机物氧化所产生的化学能为能源，碳源也主要来自有机物。动物，动物、真菌和绝大多数细菌都属于这一类型。
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化能合成作用细菌
硝化细菌是比较典型的以能进行化能合成作用的细菌，它主要分两类：一类是亚硝化细菌，可将氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌，可以把亚硝酸氧化成硝酸，两者释放的能量都能把无机物合成有机物，具体反应如下：
上面的前两个反应式是说明氨和亚硝酸的氧化和放出能量的过程；最后一个反应式是说明硝化细菌利用前面的两个反应式中所放出的能量，把从外界摄取的二氧化碳和水合成为葡萄糖的过程。
硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌。时至今日，人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸，所以说，硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化囊菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。
亚硝化菌和硝化菌在偏碱性的条件下生长，它们在土壤中常常相互伴随着生存，并且生长得都比较缓慢。亚硝化细菌和硝化菌对于能源物质的要求都十分严格：前者只能利用氨，后者只能利用亚硝酸。亚硝化菌的代谢产物是亚硝酸，亚硝酸是硝化菌进行同化作用所必需的能源物质。我们知道，亚硝酸对于人体来说是有害的，这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐，而亚硝酸盐可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而，土壤中的亚硝酸转变成硝酸后、很容易形成硝酸盐，从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说硝化细菌与人类的关系十分密切。
在硝化细菌的作用下，土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性、可以防冶马铃薯疮痂病等植物病害，甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。
除硝化细菌外，能进行化能合成作用的细菌还有硫细菌、铁细菌等。
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新陈代谢类型的进化
从进化的过程分析，原始生命出现在还原型大气的环境中，由于没有氧的存在，以及细胞内还没有形成复杂的能合成有机物的相应结构，因而此时生物的代谢类型应属于厌氧异养型。自从出现了光合细菌和蓝藻以后，同化作用出现了自养型，同时大气中氧气的出现，为兼性厌氧型细菌（与真核单细胞生物酵母菌代谢类型相似）和需氧型细菌的出现提供了条件。在长期的生物进化过程看，新陈代谢类型的出现顺序可能是：异养厌氧型、光合自养型、异养兼性厌氧型、异养厌氧型。