【高校生物】細菌の炭酸同化と窒素同化

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【高校生物Ⅱ】細菌の炭酸同化と窒素同化についてまとめています。

細菌の炭酸同化

同化(高校生物)
細菌の炭酸同化は、光合成のほか、酸化反応を行って生じた化学エネルギーを用いて二酸化炭素から炭水化物を合成する化学合成がある。

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光合成細菌(紅色硫黄細菌、緑色硫黄細菌)

光合成細菌(紅色硫黄細菌、緑色硫黄細菌)について、光合成色素はバクテリオクロロフィル。水素源は硫化水素(HAS)→酸素は発生せず硫黄が蓄積。

6CO2+12H2S+光エネルギー→ C6H1206+12S+6H2O

化学合成細菌

光化学反応系はないので酸素は発生しない。

  • 亜硝酸菌…アンモニア→亜硝酸
  • 硝酸菌…亜硝酸→硝酸
  • 硫黄細菌…硫化水素→硫黄
  • 鉄細菌…硫酸鉄(Ⅱ)→硫酸鉄(Ⅲ)

生じたエネルギーを用いて 水素+二酸化炭素 → 有機物

窒素同化

窒素同化は、有機窒素化合物(タンパク質、ATP、核酸など)の合成。

  • 植物…無機窒素化合物→アミノ酸→高分子の有機窒素化合物
  • 動物…食物中のアミノ酸→高分子の有機窒素化合物

硝化

土壌中の硝化菌(=硝化細菌。亜硝酸菌と硝酸菌)の作用。

  • アンモニウムイオン(NH4+)→亜硝酸イオン(NO2)→硝酸イオン(NO3)

植物の窒素同化

  • 植物は吸収したNO3をNH4+に還元してから窒素同化に利用する。
  • NH4+とグルタミン酸からグルタミンをつくり、このアミノ基(-NH2)を利用して各種アミノ酸を合成する。

窒素固定

空気中の窒素N2→NH4+

逆の反応は脱窒脱窒素作用)。根粒菌、アゾトバクター、クロストリジウム、ラン藻のはたらき。

菌類・細菌類

土の中などに生息する微生物が分解者です。具体的には、菌類と細菌類が分解者になります。土の中のダンゴムシやトビムシなどの小動物も分解者に含めることもありますが、これらは、土の中の生物の死がいやふんを細かくするだけで、完全に二酸化炭素と水まで分解することはできません。

  • 菌類…カビやキノコ
  • 細菌類…枯草菌や大腸菌などの菌
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