ลักษณะทางเคมีและประเภท

chemotrophs หรือสังเคราะห์ทางเคมีเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่จะอยู่รอดใช้สารประกอบอนินทรีย์ลดลงเป็นวัตถุดิบจากที่พวกเขาได้รับพลังงานเพื่อใช้ในภายหลังในการเผาผลาญทางเดินหายใจ.

คุณสมบัติที่จุลินทรีย์เหล่านี้ได้รับพลังงานจากสารประกอบที่ง่ายมากในการสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนเป็นที่รู้จักกันว่าการสังเคราะห์ทางเคมีดังนั้นบางครั้งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะเรียกว่าเคมีสังเคราะห์.

คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือจุลินทรีย์เหล่านี้มีความแตกต่างจากส่วนที่เหลือโดยการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากแร่ธาตุและไม่มีแสงดังนั้นบางครั้งพวกเขาก็ถูกเรียกว่า chemolithotrophs.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
  • 1.1 ที่อยู่อาศัย
  • 1.2 ฟังก์ชั่นในสภาพแวดล้อม
• 2 การจำแนกประเภท
  • 2.1 Chemoautotrophs
  • 2.2 Chemoheterotrophs
• 3 ชนิดของแบคทีเรียเคมีชีวภาพ
  • 3.1 แบคทีเรียไม่มีสีของซัลเฟอร์
  • 3.2 แบคทีเรียไนโตรเจน
  • 3.3 แบคทีเรียเหล็ก
  • 3.4 แบคทีเรียไฮโดรเจน
• 4 อ้างอิง

คุณสมบัติ

ที่อยู่อาศัย

แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยอยู่ในที่ที่แสงแดดส่องผ่านน้อยกว่า 1% กล่าวคือพวกมันพัฒนาในที่มืดเกือบตลอดเวลาเมื่อมีออกซิเจน.

อย่างไรก็ตามสถานที่ที่เหมาะสำหรับการพัฒนาของแบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีคือชั้นการเปลี่ยนแปลงระหว่างสภาพแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน.

ไซต์ที่พบบ่อยที่สุดคือ: ตะกอนลึกสภาพแวดล้อมของการบรรเทาใต้น้ำหรือในระดับน้ำทะเลลึกที่ตั้งอยู่กลางมหาสมุทรที่รู้จักกันในชื่อสันเขากลางมหาสมุทร.

แบคทีเรียเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีสภาวะรุนแรง ในสถานที่เหล่านี้อาจมีช่องระบายความร้อนด้วยความร้อนจากที่ซึ่งมีน้ำร้อนไหลหรือแม้แต่ทางออกแมกมา.

ฟังก์ชั่นในสภาพแวดล้อม

จุลินทรีย์เหล่านี้มีความสำคัญในระบบนิเวศเนื่องจากพวกมันเปลี่ยนสารเคมีที่เป็นพิษซึ่งแพร่กระจายจากช่องระบายอากาศเหล่านี้ให้กลายเป็นอาหารและพลังงาน.

นั่นคือเหตุผลที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ทางเคมีมีบทบาทพื้นฐานในการฟื้นตัวของอาหารแร่ธาตุและยังช่วยชีวิตพลังงานที่มิฉะนั้นจะหายไป.

นั่นคือพวกเขาชอบการบำรุงรักษาห่วงโซ่โภชนาการหรือห่วงโซ่อาหาร.

ซึ่งหมายความว่าพวกเขาส่งเสริมการถ่ายโอนสารอาหารที่มีคุณค่าผ่านสายพันธุ์ที่แตกต่างกันของชุมชนทางชีวภาพซึ่งแต่ละคนฟีดในก่อนหน้านี้และเป็นครั้งต่อไปซึ่งจะช่วยรักษาระบบนิเวศในสมดุล.

แบคทีเรียเหล่านี้มีส่วนช่วยในการช่วยเหลือหรือปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาบางอย่างที่ปนเปื้อนจากอุบัติเหตุ ตัวอย่างเช่นในพื้นที่ที่มีการรั่วไหลของน้ำมันนั่นคือในกรณีเหล่านี้แบคทีเรียเหล่านี้ช่วยบำบัดของเสียที่เป็นพิษเพื่อเปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นสารประกอบที่ไม่มีพิษภัยมากขึ้น.

การจัดหมวดหมู่

สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ทางเคมีหรือ cheyotrophic แบ่งออกเป็น chemoautotrophs และ chemoheterotrophs.

chemoautotrophs

พวกเขาใช้ CO₂ ในฐานะแหล่งคาร์บอนถูกหลอมรวมผ่านทางวัฏจักรคาลวินและเปลี่ยนเป็นส่วนประกอบของเซลล์.

ในทางกลับกันพวกเขาได้รับพลังงานจากการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์ที่ลดลงอย่างง่ายเช่น: แอมโมเนีย (NH)₃), ไดไฮโดรเจน (H)₂), ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO₂^-), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H)₂S), กำมะถัน (S), กำมะถันไตรออกไซด์ (S)₂O₃^-) หรือเหล็กไอออน (Fe₂⁺).

นั่นคือ ATP ถูกสร้างขึ้นโดย oxidative phosphorylation ระหว่างการเกิดออกซิเดชันของแหล่งอนินทรีย์ ดังนั้นพวกเขาพอเพียงพวกเขาไม่ต้องการสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อความอยู่รอด.

chemoheterotrophs

ซึ่งแตกต่างจากก่อนหน้าพวกเขาได้รับพลังงานผ่านการเกิดออกซิเดชันของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนลดลงเช่นกลูโคสผ่าน glycolysis, ไตรกลีเซอไรด์ผ่านการเกิดออกซิเดชันเบต้าและกรดอะมิโนผ่านการปนเปื้อนออกซิเดชัน ด้วยวิธีนี้พวกเขาได้รับ ATP โมเลกุล.

ในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถใช้ CO₂ เป็นแหล่งคาร์บอนเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิต chemoautotrophic.

ประเภทของแบคทีเรียเคมีชีวภาพ

แบคทีเรียไม่มีสีของกำมะถัน

ตามชื่อหมายถึงพวกเขาเป็นแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์กำมะถันหรืออนุพันธ์ลดลง.

แบคทีเรียเหล่านี้มีความเข้มงวดแอโรบิกและมีความรับผิดชอบในการเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ผลิตในการสลายตัวของสารอินทรีย์เพื่อแปลงเป็นซัลเฟต₄^-2) สารประกอบที่จะใช้ในที่สุดพืช.

ซัลเฟตเป็นกรดทำให้ดินมีค่า pH ประมาณ 2 เนื่องจากโปรตอนของ H สะสม⁺ และเกิดกรดซัลฟิวริก.

ลักษณะนี้มีการใช้ประโยชน์จากภาคเศรษฐกิจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคเกษตรซึ่งสามารถแก้ไขดินแดนที่เป็นด่างมาก.

สิ่งนี้ทำได้โดยการนำผงกำมะถันลงในดินเพื่อให้แบคทีเรียที่มีอยู่ (sulfobacteria) ออกซิไดซ์ซัลเฟอร์จึงทำให้เกิดความสมดุลค่า pH ของดินในค่าที่เหมาะสมสำหรับการเกษตร.

chemolithotropic ทุกชนิดที่ออกซิไดซ์ซัลเฟอร์เป็นแกรมลบและอยู่ในไฟลัมโปรตีแบคทีเรีย ตัวอย่างของแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ซัลเฟอร์คือ Acidithiobacillus thiooxidans.

แบคทีเรียบางชนิดสามารถสะสมธาตุกำมะถัน (S)⁰) ไม่ละลายในรูปแบบของเม็ดภายในเซลล์ที่จะใช้เมื่อแหล่งซัลเฟอร์ภายนอกหมด.

แบคทีเรียไนโตรเจน

ในกรณีนี้แบคทีเรียออกซิไดซ์ลดสารประกอบไนโตรเจน แบคทีเรียไนโตรซิงและไนตริไฟมีสองประเภท.

อดีตมีความสามารถในการออกซิไดซ์แอมโมเนีย (NH3) ซึ่งเกิดจากการสลายตัวของอินทรียวัตถุเพื่อเปลี่ยนให้เป็นไนไตรต์ (NO)₂) และหลังเปลี่ยนไนไตรต์เป็นไนเตรต (NO₃^-) สารประกอบที่ใช้งานได้โดยพืช.

ตัวอย่างของไนตริฟิเคชั่นแบคทีเรียคือสกุล Nitrosomonas และเป็นไนตริไฟิงแบคทีเรีย.

แบคทีเรียเหล็ก

แบคทีเรียเหล่านี้คือ acidophilic นั่นคือพวกเขาต้องการ pH ที่เป็นกรดเพื่อความอยู่รอดเนื่องจากที่ pH เป็นกลางหรือด่างสารประกอบเหล็กจะออกซิไดซ์ตามธรรมชาติโดยไม่จำเป็นต้องใช้แบคทีเรียเหล่านี้.

ดังนั้นสำหรับแบคทีเรียเหล่านี้จะออกซิไดซ์สารประกอบเหล็กเหล็ก (Fe²⁺) เฟอริก³⁺) ค่าความเป็นกรด - ด่างของตัวกลางจะต้องเป็นกรด.

ควรสังเกตว่าแบคทีเรียเหล็กใช้เวลาส่วนใหญ่ของ ATP ที่ผลิตในปฏิกิริยาของการขนส่งแบบย้อนกลับของอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้พลังงานลดลงที่จำเป็นในการตรึง CO₂.

นั่นคือเหตุผลที่แบคทีเรียเหล่านี้ต้องออกซิไดซ์ปริมาณมาก⁺² ที่จะสามารถพัฒนาเนื่องจากความจริงที่ว่าพลังงานเพียงเล็กน้อยถูกปล่อยออกมาจากกระบวนการออกซิเดชั่น.

ตัวอย่าง: แบคทีเรีย Acidithiobacillus ferrooxidans เปลี่ยนคาร์บอเนตเหล็กที่มีอยู่ในน้ำกรดที่ไหลผ่านเหมืองถ่านหินในเหล็กออกไซด์.

chemolithotropic ทุกสายพันธุ์ที่ออกซิไดซ์เหล็กเป็นแกรมลบและเป็นของไฟลัมโปรตีแบคทีเรีย.

ในทางกลับกันทุกชนิดที่ออกซิไดซ์เหล็กก็มีความสามารถในการออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ แต่ไม่กลับกัน.

แบคทีเรียไฮโดรเจน

แบคทีเรียเหล่านี้ใช้ไฮโดรเจนโมเลกุลเป็นแหล่งพลังงานในการผลิตสารอินทรีย์และใช้ CO₂ เป็นแหล่งคาร์บอน แบคทีเรียเหล่านี้มีฤทธิ์เป็นคีโม.

ส่วนใหญ่พบในภูเขาไฟ ที่อยู่อาศัยของมันนิกเกิลเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เนื่องจากไฮโดรเจนทุกชนิดจะมีสารประกอบนี้เป็นโคแฟคเตอร์โลหะ แบคทีเรียเหล่านี้ขาดเยื่อหุ้มภายใน.

ในกระบวนการเมตาบอลิซึ่มไฮโดรเจนจะถูกรวมเข้าไปใน hydrogenase ของพลาสมาเมมเบรนที่เปลี่ยนโปรตอนไปสู่ภายนอก.

ด้วยวิธีนี้ไฮโดรเจนจากภายนอกจะผ่านเข้าไปในภายในซึ่งทำหน้าที่เป็นไฮโดรเจนภายในซึ่งจะแปลง NAD⁺ ถึง NADH ซึ่งรวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์และ ATP ผ่านวัฏจักรคาลวิน.

พวกแบคทีเรีย Hidrogenomonas พวกเขายังสามารถใช้สารประกอบอินทรีย์จำนวนหนึ่งเป็นแหล่งพลังงานได้.

การอ้างอิง

1. เพรสคอตต์ฮาร์เลย์และไคลน์จุลชีววิทยา 7 ed. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
2. ผู้ให้ข้อมูล Wikipedia, "Quimiótrofo," Wikipedia, สารานุกรมฟรี, es.wikipedia.org
3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner (2014) จุลชีววิทยาการแพทย์ 26e McGRAW-HILL Interamericana de Editores, S.A. ของ C.V.
4. González M, González N. คู่มือจุลชีววิทยาทางการแพทย์ 2nd edition, Venezuela: คณะกรรมการสื่อและสิ่งพิมพ์ของ University of Carabobo; 2011.
5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. ชีววิทยา 2 กลุ่มผู้สนับสนุน Santillana ไอ 974-84-7918-349-3