化能合成作用与生物代谢类型:1.化能合成作用概念:自然界中少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来合成有机物,这种合成作用叫做化能合成作用。
注意:理解此概念的关键是:①少数细菌;②能源是化学能,而不是光能。
2、化能合成作用的类型
例:硝化细菌进行化能合成作用的过程:
3、自养生物与异养生物
类型 |
代谢特征 |
举例 |
自养生物 |
光能自养型 |
以光为能源,以CO2和水为原料合成有机物,并把光能转化为储存在有机物中的化学能(光合作用) |
绿色植物、蓝藻及少数细菌 |
化能自养型 |
利用某些无机物氧化释放的化学能将CO2和H2O合成有机物,并储存能量(化能合成作用) |
硝化细菌、硫细菌、铁细菌等 |
异养生物 |
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动 |
人、动物、真菌以及大多数细菌 |
化能合成作用与光合作用的区别:
1、光合作用是利用光能将CO
2和水合成有机物,而化能合成作用利用的是化学能。
2、光合作用的原料是CO
2和H
2O,化能合成作用的原料中不一定有水,有些是H
2S等。
例如,绿硫细菌光合作用的原料是CO
2和H
2S,是用H
2S做还原剂,而不是H
2O。
过程如下:
CO
2+2H
2S
(CH
2O)+2S+H
2O
所以,自然界中光合作用的总反应式又可以用下列反应式概括:
CO
2+2H
2A
(CH
2O)+2A+H
2O
生物固氮:
1、概念:指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮生物都属于个体微小的原核生物,所以,固氮生物又叫做固氮微生物。
2、固氮微生物分为两种:共生固氮微生物(豆科植物根瘤菌等)和自生固氮微生物(如圆褐固氮菌等)
3、生物固氮的意义:在自然界氮循环中起重要作用,以及在农业中的应用。
知识点拨:
1、圆褐固氮菌:原核微生物,属于自生固氮菌,其代谢类型是异养需氧型。利用的是土壤中的腐殖质,故在生态系统中的成分是分解者。
自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物,其中,多数是一类叫做自生固氮菌的细菌。自生固氮菌大多是杆菌或短杆菌,单生或对生。经过两三天的培养,成对的菌体呈“8”字形排列,并且外面有一层厚厚的荚膜。自生固氮菌中,人们应用得最多的是圆褐固氮菌(Azotobocterchroococcum)。圆褐固氮菌具有较强的固氮能力,并且能够分泌生长素,促进植株的生长和果实的发育,因此,将圆褐固氮菌制成菌剂,施用到土壤中,可以提高农作物的产量。
2、根瘤菌:根瘤菌(rootnodulebacteria)是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入线,进到根的皮层,刺激宿主皮层细胞分裂,形成根瘤,根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞,继续繁殖,根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。
知识拓展:
根瘤菌拌种:对豆科作物进行根瘤菌拌种,是提高豆科作物产量的一项有效措施。播种前,将豆科作物的种子沾上与该种豆科作物相适应的根瘤菌,这显然有利于该种豆科作物结瘤固氮。特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤中,根瘤菌很少,并且常常不能使豆科作物结瘤固氮,更需要进行根瘤菌拌种。对比实验表明,在其他条件相同的情况下,经过根瘤菌拌种的豆科作物,可以增产10%~20%。