光合作用和綠菌門

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光合作用和綠菌門之间的区别

光合作用 vs. 綠菌門

光合作用是植物、藻類等生產者和某些細菌，利用光能把二氧化碳、水或硫化氢變成碳水化合物。可分为產氧光合作用和不產氧光合作用。 植物之所以称为食物链的生产者，是因为它们能够透过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量，其能量轉換效率約為6%。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物所贮存的能量，效率为10%左右。對大多數生物來説，這個過程是賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循环，光合作用是其中最重要的一环。. 綠菌門是一類進行不產氧光合作用的細菌。這類細菌沒有已知的近親，最近的類群爲擬桿菌門。 綠菌門通常不活動（一個種具有鞭毛），形狀爲球狀、桿狀或者螺旋狀。其生存要求無氧環境和光。它們的光合作用利用一種稱作綠體的微囊中附在膜上的菌綠素c、d和e吸收光能。它們利用硫化物作爲電子供體，產生單質硫沉積在胞外。這些硫可被進一步氧化生成硫酸鹽。由於綠菌門細菌的顔色因菌綠素多顯綠色，又被稱爲綠硫細菌(green sulphur bacteria)。相應於綠硫細菌，植物的、真核藻類的和藍藻的光合作用都利用水爲電子供體，而被氧化爲氧氣。 一種綠硫細菌已經被發現在墨西哥海岸太平洋表面之下水深2500米的一個深海熱泉附近。在這個深度，特定的細菌GSB1依靠在的深海熱泉昏暗的光芒生存，因為沒有太陽光可以穿透到那里的深海。 綠硫細菌还在印度尼西亞的馬塔納湖被發現，在約110-120米的深度。物種可能包括綠硫桿菌Chlorobium ferrooxidans。.

硫

硫是一种化学元素，在元素周期表中它的化学符号是S，原子序数是16。硫是一种非常常见的无味无臭的非金属，纯的硫是黄色的晶体，又稱做硫黄、硫磺。硫有许多不同的化合价，常見的有-2, 0, +4, +6等。在自然界中常以硫化物或硫酸盐的形式出现，尤其在火山地区纯的硫也在自然界出现。硫单质难溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳。对所有的生物来说，硫都是一种重要的必不可少的元素，它是多种氨基酸的组成部分，尤其是大多数蛋白质的组成部分。它主要被用在肥料中，也廣泛地被用在火药、潤滑劑、殺蟲劑和抗真菌剂中。.

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紫細菌

紫細菌指能夠通過光合作用產生能量的厭氧變形菌。他們擁有菌綠素a和b、類胡蘿蔔素等色素，顯出紫、紅、棕、黃等顔色。光合作用發生在細胞膜上的反應中心，在此，細胞膜向内褶皺成囊、管或者平行的層，以增加可用的表面積。 和其他含有菌綠素的光合細菌一樣，紫細菌不產生氧氣，因其光合作用使用的還原劑並非水。在一些紫細菌，即紫硫細菌中，還原劑使用硫化物或者單質硫。另外一些被稱作紫非硫細菌，通常採用氫氣作還原劑，儘管也可以少量採用其他還原劑。16S rRNA樹顯示這些紫細菌並不是同源的，而是分散在很多相互有一定距離的類群中，分別和其他不進行光合作用的變形菌有很緊密的親緣關係。也有一些和紫細菌相關的變形菌能夠產生菌綠素a，但不依賴光能而只將其作爲輔助能量來源，且生活在有氧環境中，稱作好氧不產氧光養細菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAnPB)，如赤桿菌屬(Erythrobacter)。.

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綠彎菌門

綠彎菌門(Chloroflexi)是一類通過光合作用產生能量的細菌，又稱作綠非硫細菌，儘管還有一部分稱作熱微菌的細菌也屬於綠非硫細菌。它們具有綠色的色素，包括作爲反應中心的菌綠素a和作爲天線分子的菌綠素c，通常位于稱作綠体的微囊中。 典型的綠彎菌門細菌是線形的，通過滑行來移動。它們是兼性厭氧生物，在光合作用中不產生氧氣，不能固氮。利用3-羥基丙酸途徑，而不是常見的卡爾文途徑來固定二氧化碳。細胞壁的肽聚糖中含有D-鳥氨酸，類似于革蘭氏陽性菌，但革蘭氏染色結果仍爲陰性。系統發生樹顯示綠彎菌門和其他的光合細菌具有不同的起源。.

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细菌

細菌（学名：Bacteria）是生物的主要類群之一，屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類，據估計，其總數約有5×1030個。細菌的個體非常小，目前已知最小的細菌只有0.2微米長，因此大多--能在顯微鏡下看到它們；而世界上最大的細菌可以用肉眼直接看見，有0.2-0.6毫米大，是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細菌。細菌一般是單細胞，細胞結構簡單，缺乏細胞核以及膜狀胞器，例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵，細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌，是科學家依據演化關係而另闢的類別。為了區別，本類生物也被稱做真細菌（Eubacteria）。古細菌與真細菌在生活環境、營養方式以及遺傳上有所不同。細菌的形狀相當多樣，主要有球狀、桿狀，以及螺旋狀。 細菌廣泛分佈於土壤和水中，或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計，人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外，也有部分種類分布在極端的環境中，例如溫泉，甚至是放射性廢棄物中，它們被歸類為嗜極生物，其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌，科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。甚至在太空梭上也能生長。然而，細菌種類是如此多，科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中，只有約一半能在實驗室培養的種類。 細菌的營養方式有自养及异养，其中异养的腐生細菌是生态系统中重要的分解者，使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用，使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。細菌也對人類活動有很大的影響。一方面，細菌是許多疾病的病原體，包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。然而，人類也時常利用細菌，例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等，都與細菌有關。在生物科技領域中，細菌有也著廣泛的運用。 總的來說，這世界上約有5×1030 隻細菌。其生物量遠大於世界上所有動植物體內細胞數量的總和。細菌還在營養素循環上扮演相當重要的角色，像是微生物造成的腐敗作用，就與氮循環相關。而在海底火山和在冷泉中，細菌則是靠硫化氫和甲烷來產生能量。2013年3月17日，研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發現了細菌。其他研究則指出，在美國西北邊離岸2600米的海床下580米深處，仍有許多的微生物根據這些研究人員的說法：「你可以在任何地方找到他們，他們的適應力遠比你想像的還要強，可以在任何地方存活。.

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菌綠素

菌綠素，或者稱細菌葉綠素（英文bacteriochlorophyll，简写BChl）是存在於多種細菌中的光合色素。它們和植物、真核藻類和藍藻中的葉綠素結構上類似。含有菌綠素的細菌能進行光合作用，但不產生氧氣。不同類群的細菌具有不同種類的菌綠素： 菌綠素a，b和g是細菌二氫卟酚，這意味著它們的分子具有含兩個吡咯環（B和D）的細菌二氫卟酚大環。 菌綠素c，d，e和f是二氫卟酚，這意味著它們的分子具有二氫卟酚大環以及一個吡咯環（D）。.

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氧气

氧气（Oxygen, Dioxygen，分子式O2）是氧元素最常见的单质形态，在空气中按体积分数算大约占21%，在标准状况下是气体，不易溶于水，密度比空气略大，氧气的密度是1.429g/L 。不可燃，可助燃。.

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水

水（化学式：H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识，东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素，水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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