1차 영양군

Primary nutritional groups

1차 영양군(primary natural groups)은 생물의 집단으로, 에너지와 탄소의 근원에 따라 영양모드에 따라 구분되며, 생활, 성장, 번식에 필요한 생물군이다. 에너지의 원천은 빛이나 화학 화합물이 될 수 있다; 탄소의 원천은 유기 또는 무기질일 수 있다.[1]

조건은 호기성 호흡, 혐기성 호흡과 발효(기질 수준 인산화)주요 영양소지만, 단순히 가능한 전자 acceptors의 O2와 같은 특정 유기체에 호기성 호흡, 또는 질산(NO3−), 황산(SO42−)또는 혐기 호흡에서 푸마르산염, 얼마나 자주'o'를의 다른 사용을 반영하는 언급하지 않rvarious 발효의 대사 매개체.

일차 에너지원

광생물은 광수용체에 있는 빛을 흡수하여 화학 에너지로 변모시킨다.
화학생물은 화학 화합물로부터 결합 에너지를 방출한다.[2]

해방된 에너지는 ATP, 탄수화물, 또는 단백질에 잠재적 에너지로 저장된다. 결국 이 에너지는 이동, 성장, 재생과 같은 생명 과정에 사용된다.

식물과 일부 박테리아는 빛의 가용성에 따라 광생과 화학생리를 번갈아 할 수 있다.

등가물 감소의 일차적 원천

유기생물은 유기 화합물을 전자/수소 기증자로 사용한다.
석회화합물은 무기 화합물을 전자/수소 기증자로 사용한다.

등가물 감소에 따른 전자 또는 수소 원자는 ATP 합성(이성체 내) 또는 생합성(자성체 내)의 아나볼릭 프로세스에서 에너지를 전달하는 환원-산소 반응에서 광전자 및 화학물 모두에 의해 필요하다. 전자나 수소 기증자는 환경으로부터 흡수된다.

유기농 유기체들은 또한 종종 이질생성인데, 유기 화합물을 전자와 탄소의 원천으로 사용한다. 마찬가지로, 석회성 유기체도 종종 무기질인 전자와 CO를2 무기질 탄소원으로 사용하는 자가영양적이다.

일부 석회성 박테리아는 가능한 기증자의 가용성에 따라 다양한 전자 공급원을 활용할 수 있다.

에어로빅 또는 혐기성 호흡과 발효의 격자적 과정에 필요한 전자 수용체로 사용되는 유기물 또는 무기물 물질(예: 산소)은 여기서는 고려하지 않는다.

예를 들어, 식물은 생합성을 위해 물을 전자 공여자로 사용하기 때문에 석회질이다. 동물들은 유기물로서 유기화합물을 전자공여자로 사용하여 ATP를 합성하기 때문에 유기물이다(플랫폼도 이와 같이 하지만 이것은 고려하지 않는다). 둘 다 호흡에서 산소를 전자 수용기로, 그리고 에너지의 주요 원천으로 사용하지만,[2] 이 문자는 그들을 석회소로 정의하는데 쓰이지 않는다.

탄소의 일차 공급원

이성애세포는 성장과 개발을 위한 탄소를 얻기 위해 유기 화합물을 메타볼라이즈한다.
자동생식물은 이산화탄소(CO2)를 탄소의 원천은 이산화탄소다.

에너지 및 탄소

황색균류
유기체의 신진대사에 따른 분류
에너지원 빛 포토- -sness
분자 화학 요법을 하다
전자 기증자 유기 화합물 오르가노-
무기 화합물 리토-
탄소원 유기 화합물 이종의
이산화탄소 오토-오토

화학조생성 유기체는 성장과 발전을 위해 탄소를 얻기 위해 유기 기판을 필요로 하고 유기 화합물의 분해, 종종 산화로부터 에너지를 얻는다.[2] 이 유기체 그룹은 그들이 사용하는 유기 기질과 화합물의 종류에 따라 더 세분될 수 있다. 분해자들은 죽은 유기물로부터 탄소와 전자 또는 수소를 얻는 화학조직을 말한다. 초식동물과 육식동물은 살아있는 유기물로부터 탄소와 전자 또는 수소를 얻는 유기체의 예다.

화학조생물은 유기 화합물이나 O의2[2] 화학적 결합을 에너지원으로 사용하고 당분(즉 포도당), 지방, 단백질을 포함한 유기 화합물로부터 전자나 수소를 얻는 유기물이다.[3] 케모헤테로트로피스는 또한 이러한 유기 화합물로부터 세포 기능에 필요한 탄소 원자를 얻는다.

모든 동물은 균류, 원생동물, 그리고 일부 박테리아와 마찬가지로 화학적 화합물을 에너지와 탄소의 원천으로 산화시킨다는 의미인 화학적 헤테로트로프다. 이 그룹의 중요한 차별화는 화학조직을 유기 화합물만 산화시키는 반면 화학조직을 대신하여 무기 화합물의 산화를 에너지의 원천으로 사용한다는 것이다.[4]

1차대사표

다음 표에는 각 영양 그룹에 대한 몇 가지 예가 나와 있다.[5][6][7][8]

에너지
출처 		전자/
H-atom
기증자 		탄소원 이름 예
선라이트
사진- 		유기농
-organo- 		유기농
-영양체 		사진오르가노이성애적 일부 박테리아: 로도박터, 헬리오박테리움, 약간의 녹색 비황산 박테리아[9]
이산화탄소
-자율성 		사진오르가노자폐증 일부 고고학(Haloarchaea)은 산화성 광합성을 수행하고 대기 탄소를 고정한다.
무기체
-litho-* 		유기농
-영양체 		사진리토이성애적 보라색비황세균
이산화탄소
-자율성 		사진리토자폐증 몇몇 박테리아(시아노박테리아), 몇몇 진핵생물(eukaryotes, 뭍 식물)이다. 광합성.
부시는
케미컬
화합물
케모- 		유기농
-organo- 		유기농
-영양체 		케모오르가노이성애적 포식성, 기생성, 사생성 원핵생물. 일부 진핵생물(열성생성자, 곰팡이, 동물)
이산화탄소
-자율성 		케모오르가노자폐증 일부 고고학(아니아 혐오 메탄로티시브 고고학.[10] 화학합성, 합성 자생성 대장균 박테리아와[11] 피치아 목사는 효모균이다.[12]
무기체
-litho-* 		유기농
-영양체 		케모리토이성애적 일부 박테리아(오세아니테리무스 프로푼두스)[13]
이산화탄소
-자율성 		케모리토자폐증 어떤 박테리아(니트로박터), 어떤 고고아(메타노박테리아)도 있다. 화학합성.
  • 일부 저자들은 근원이 물일 때 -hydro-를 사용한다.

마지막 부분의 공통점은 고대 그리스어 τρφ troph troph troph 영양 "영양"에서 왔다.

믹소트로프스

일반적으로 단세포인 일부 유기체들은 다른 대사 모드들 사이에서 전환될 수 있다. 예를 들어, Chrooccales에서 광자극성, 광자극성, 화학자극성 사이에. 그러한 혼합자극성 유기체는 광자극성 유기체들 또는 유기자극성 유기체들보다 더 많은 자원을 사용하는 능력 때문에 그들의 서식지를 지배할 수 있다.[15]

예

모든 종류의 조합이 자연에 존재할 수도 있지만, 어떤 조합은 다른 조합보다 더 흔하다. 예를 들어 대부분의 식물은 빛을 에너지원으로, 물을 전자공여원으로, 이산화탄소를2 탄소원으로 사용하기 때문에 광석자생성이 있다. 모든 동물과 곰팡이는 화학 에너지 공급원(유기 물질과 O2)[2]과 유기 분자를 전자/수소 기증자 및 탄소 공급원으로 사용하기 때문에 화학적 유기체 생체영양성이다. 그러나 일부 진핵 미생물은 단지 하나의 영양상태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 어떤 해조류는 빛 속에서 광자생적으로 살지만, 어둠 속에서 화학적 유기체세포로 바뀐다. 심지어 더 높은 식물은 낮 동안 광물학적으로 합성된 밤에 전분에 이질적으로 재생할 수 있는 능력을 유지했다.

원핵생물은 다양한 영양 범주를 보여준다.[16] 예를 들어, 시아노박테리아와 많은 보라색 황세균은 에너지를 위해 빛을 사용하고, HO나 황화물을2 전자/수소 기증자로, CO를2 탄소 원천으로 사용하는 반면, 녹색 비황황세균은 유기 분자를 전자/수소 기증자와 탄소 원천으로 모두 사용하는 광석소성 황세균일 수 있다.[9][16] 많은 박테리아는 화학조직을 가지며 유기 분자를 에너지, 전자/수소, 탄소원으로 사용한다.[9] 어떤 박테리아는 한 영양군에만 한정되어 있는 반면, 다른 박테리아는 능력이 있고 이용 가능한 영양소 공급원에 따라 한 모드에서 다른 모드로 전환된다.[16] 메탄겐뿐만 아니라 황산화, 철, 아나목스 박테리아는 무기 에너지, 전자, 탄소 원천을 이용한 화학석소 자생물이다. 화학비석체세포는 드물다. 왜냐하면 이성분열증은 유기 기판의 가용성을 내포하기 때문이다. 이것은 또한 쉬운 전자원으로서 기능할 수 있기 때문에 석회생식을 불필요하게 만든다. 광장기 자생물은 그들의 유기적인 전자/수체원이 쉬운 탄소원을 제공해서 이질성 위축을 초래하기 때문에 흔치 않다.

합성 생물학 노력은 두 모델 미생물의 영양학적 모드를 이질생식에서 화학조직을 이용한 자생으로 변환할 수 있게 했다.

참고 항목

참고 및 참조

  1. ^ Eiler A (December 2006). "Evidence for the ubiquity of mixotrophic bacteria in the upper ocean: implications and consequences". Applied and Environmental Microbiology. 72 (12): 7431–7. Bibcode:2006ApEnM..72.7431E. doi:10.1128/AEM.01559-06. PMC 1694265. PMID 17028233. Table 1: Definitions of metabolic strategies to obtain carbon and energy
  2. ^ Jump up to: a b c d e 슈미트-로르, K.(2020). "산소는 복합 다세포 생명에 동력을 공급하는 고에너지 분자: 전통적인 생물 에너지 에너지에 대한 근본적인 수정" ACS 오메가 5: 2221-2233. http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
  3. ^ Todar K (2009). "Todar's Online Textbook of Bacteriology". Nutrition and Growth of Bacteria. Retrieved 2014-04-19.
  4. ^ Kelly DP, Mason J, Wood A (1987). "Energy Metabolism in Chemolithotrophs". In van Verseveld HW, Duine JA (eds.). Microbial Growth on C1 Compounds. Dordrecht: Springer. pp. 186–187. doi:10.1007/978-94-009-3539-6_23. ISBN 978-94-010-8082-8.
  5. ^ Lwoff A, Van Niel CB, Ryan TF, Tatum EL (1946). "Nomenclature of nutritional types of microorganisms" (PDF). Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5th ed.). 11: 302–303.
  6. ^ Andrews JH (1991). Comparative Ecology of Microorganisms and Macroorganisms. Berlin: Springer Verlag. p. 68. ISBN 978-0-387-97439-2.
  7. ^ Yafremava LS, Wielgos M, Thomas S, Nasir A, Wang M, Mittenthal JE, Caetano-Anollés G (2013). "A general framework of persistence strategies for biological systems helps explain domains of life". Frontiers in Genetics. 4: 16. doi:10.3389/fgene.2013.00016. PMC 3580334. PMID 23443991.
  8. ^ Margulis L, McKhann HI, Olendzenski L, eds. (1993). Illustrated Glossary of Protoctista: Vocabulary of the Algae, Apicomplexa, Ciliates, Foraminifera, Microspora, Water Molds, Slime Molds, and the Other Protoctists. Jones & Bartlett Learning. pp. xxv. ISBN 978-0-86720-081-2.
  9. ^ Jump up to: a b c 모리스, J. 외 (2019) "생물학: How Life Works" 3판 W. H. Freeman. ISBN 978-1319017637
  10. ^ Kellermann MY, Wegener G, Elvert M, Yoshinaga MY, Lin YS, Holler T, et al. (November 2012). "Autotrophy as a predominant mode of carbon fixation in anaerobic methane-oxidizing microbial communities". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (47): 19321–6. Bibcode:2012PNAS..10919321K. doi:10.1073/pnas.1208795109. PMC 3511159. PMID 23129626.
  11. ^ Jump up to: a b Gleizer S, Ben-Nissan R, Bar-On YM, Antonovsky N, Noor E, Zohar Y, et al. (November 2019). "2". Cell. 179 (6): 1255–1263.e12. doi:10.1016/j.cell.2019.11.009. PMC 6904909. PMID 31778652.
  12. ^ Jump up to: a b Gassler T, Sauer M, Gasser B, Egermeier M, Troyer C, Causon T, et al. (December 2019). "2". Nature Biotechnology. 38 (2): 210–216. doi:10.1038/s41587-019-0363-0. PMC 7008030. PMID 31844294.
  13. ^ Miroshnichenko ML, L'Haridon S, Jeanthon C, Antipov AN, Kostrikina NA, Tindall BJ, et al. (May 2003). "Oceanithermus profundus gen. nov., sp. nov., a thermophilic, microaerophilic, facultatively chemolithoheterotrophic bacterium from a deep-sea hydrothermal vent". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 53 (Pt 3): 747–52. doi:10.1099/ijs.0.02367-0. PMID 12807196.
  14. ^ Rippka R (March 1972). "Photoheterotrophy and chemoheterotrophy among unicellular blue-green algae". Archives of Microbiology. 87 (1): 93–98. doi:10.1007/BF00424781. S2CID 155161.
  15. ^ Eiler A (December 2006). "Evidence for the ubiquity of mixotrophic bacteria in the upper ocean: implications and consequences". Applied and Environmental Microbiology. 72 (12): 7431–7. Bibcode:2006ApEnM..72.7431E. doi:10.1128/AEM.01559-06. PMC 1694265. PMID 17028233.
  16. ^ Jump up to: a b c 탕, K.-H, 탕, Y. J, 블랭켄십, R. E. (2011) "광생성 박테리아에서의 탄소 대사 경로와 그 광범위한 진화적 함의" 미생물학 2의 프런티어: 165