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綠彎菌門

指数 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。.

目录

  1. 18 关系: 厭氧生物卡爾文循環二氧化碳光合作用固氮作用系統發生樹紫細菌細胞壁綠菌門细菌熱微菌門菌綠素革蘭氏陽性菌革蘭氏染色鳥氨酸肽聚糖氧气

厭氧生物

厭氧生物,或稱厭氣生物,是指一種不需要氧氣生長的生物。牠們大致上可以分為三種,即專性厭氧生物、兼性厭氧生物及耐氧厭氧生物 。人體內的厭氧生物多存在於消化系統中,有些種類的厭氧細菌會產生毒素。 厭氧生物可以是單細胞的(例如原生生物和細菌),但也可以是多細胞的(例如一些多毛綱生物)。.

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卡爾文循環

卡爾文循環(Calvin cycle,或簡稱卡氏循環,又译作开尔文循环)是由美國加州大學伯克利分校梅爾文·卡爾文(Melvin Ellis Calvin,1911/04/08-1997/01/08)、安德魯·本森和詹姆士·巴沙姆 3 人發現。梅爾文·卡爾文於1961年獲得諾貝爾化學獎。卡爾文循環是光合作用裡碳反應的一部分,反應場所為葉綠體內的基質,分為三個階段:羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。 卡爾文循環是一種類似克雷伯氏循環的新陳代謝過程,其可使起始物質以分子的形態進入和離開這循環後發生再生。碳以二氧化碳形態進入,並以糖的形態離開。整個循環是利用ATP作為能量來源,並以降低能階的方式來消耗NADPH,如此以增加高能電子來製造糖。其製造出來的碳水化合物並不是葡萄糖,而是一種稱為3-磷酸甘油醛的三碳糖。為了要合成1摩尔這種碳,整個循環過程必須發生3次的取代作用,將3摩尔的二氧化碳固定。.

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二氧化碳

二氧化碳(IUPAC名:carbon dioxide,分子式:CO2)是空氣中常見的化合物,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳,約佔0.04%。二氧化碳略溶於水中,形成碳酸,碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中,碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化(混成)的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角,并同氧原子的p轨道分别发生重叠,故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm,不過每年因為人為的排放增加,比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm,為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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光合作用

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。.

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固氮作用

固氮作用(Nitrogen fixation),簡稱固氮,指将空氣中游離態的氮(氮气)轉化為含氮化合物(如硝酸盐、氨、二氧化氮)的过程。可分为自然固氮以及人工固氮两种。.

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系統發生樹

系統發生樹(phylogenetic tree)又稱演化樹或进化树(evolutionary tree),是表明被認爲具有共同祖先的各物種間演化關係的樹状图。是一種親緣分支分類方法(cladogram)。在图中,每個節點代表其各分支的最近共同祖先,而節點间的綫段長度對應演化距離(如估計的演化時間)。.

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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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細胞壁

細胞壁()是細胞的外層,在細胞膜的外面,細胞壁之厚薄常因組織、功能不同而異。它可以是坚韧的,有弹性,和有时坚硬的。它给细胞提供既有结构支承和保护,同时也作为一种过滤机制。植物、真菌、藻類和原核生物都具有細胞壁,而支原体属細胞不具有細胞壁。 细胞壁的组成随着不同物种而变化,并可能取决于细胞的类型和发展阶段。陆生植物的初生细胞壁(primary cell wall)的组成是多糖类的纤维素,半纤维素和果胶。在细菌中,细胞壁的组成是肽聚糖。古菌细胞壁有各种组分物组成,并可能由糖蛋白的S层,或多糖组成的。真菌具有葡糖胺的聚合物壳多糖组成的细胞壁,和藻类通常具有糖蛋白和多糖组成的细胞壁。与众不同的是,硅藻具有一个由组成的细胞壁。其他辅助分子往往也锚定到细胞壁中,例如木质素和几丁质。.

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綠菌門

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。.

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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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熱微菌門

熱微菌門(Thermomicrobia)是一類綠非硫細菌。正如名字所說,是一類嗜熱菌。一些學者認爲熱微菌不構成單獨的一個門,而應該併入另一類綠非硫細菌——綠彎菌門(Chloroflexi)。.

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可以指:.

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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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革蘭氏陽性菌

革蘭氏陽性菌(英文:Gram Positive)是能夠用革蘭氏染色染成深藍或紫色的細菌,而革蘭氏陰性菌不能被染色(但会涂成红色以对比)。它們細胞壁中含有較大量的肽聚糖,但經常缺乏革蘭氏陰性菌所擁有的第二層膜和脂多糖層。多數的革蘭氏陽性菌都是益生菌,不會對人類致病,還能促進腸道菌種平衡,加強人體健康。 革蘭氏陽性菌包含細菌中的一個大門——厚壁菌門(Firmicutes),包括一些著名的屬,如芽孢桿菌(Bacillus)、李斯特菌(Listeria)、葡萄球菌(Staphylococcus)、鏈球菌(Streptococcus)、腸球菌(Enterococcus)和梭菌(Clostridium)。此外厚壁菌門還包括了柔膜菌綱(Mollicutes),如支原體(Mycoplasma),它們不能被革蘭氏法染色,但與這些革蘭氏陽性種類相關。 放線菌是另一大類革蘭氏陽性菌,根據DNA中鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的含量,放線菌被稱爲高G+C革蘭氏陽性菌,而厚壁菌被稱爲低G+C革蘭氏陽性菌。如果細胞的第二層膜是衍生特徵,這兩類革蘭氏陽性菌可能是細菌基部的分支,否則它們可能組成關係相對較近的單系群。它們被認爲可能是古細菌和真核生物的祖先,因爲它們都缺乏第二層膜,並且具有一些生化上的相似性,比如含有固醇類。此外,儘管恐球菌-棲熱菌(Deinococcus-Thermus)類細菌結構上類似革蘭氏陰性菌,但也可被染成革蘭氏陽性。.

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革蘭氏染色

革蘭氏染色(Gram Staining)是用來鑒别細菌的一種方法,細菌細胞壁上的主要成份不同,利用這種染色法,可將細菌分成兩大類,即革蘭氏陽性菌与革蘭氏陰性菌。這種染色法是由一位丹麥醫生漢斯·克-里-斯蒂安·革蘭(Hans Christian Gram,1853年-1938年)於1884年所發明,最初是用來鑑別肺炎球菌與克雷白氏肺炎菌之間的關係。 革蘭氏染色的对象是细菌的细胞壁。染色后的细菌可在显微镜下更好的观察,以便于区分。不同的细菌在该染色法的作用底下反应不同,藉以区分成为两类:.

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鳥氨酸

鳥氨酸(Ornithine)是一種胺基酸,其結構為NH2-CH2-CH2-CH2-CHNH2-COOH。.

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肽聚糖

-- -- -- -- -- -- -- -- -- 肽聚醣,存在於真細菌中的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁中。肽聚糖的骨架是由兩种糖衍生物:N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和N-乙酰胞壁酸(MurNAc)交替相連而形成的多糖鏈,這些鏈相互交聯形成肽聚糖(如圖1)。從每個N-乙酰胞壁酸引出一條寡肽鏈,與相鄰多糖鏈上的N-乙酰胞壁酸相連(如圖2),使兩條平行的糖鏈橫向相連構成網絡,這樣構成了整個細菌表面的細胞壁(如圖3)。 一個細菌只被一個胞壁質分子所包圍。胞壁質也可以由幾層由多肽相互交聯的網絡組成。尤其革蘭氏陽性菌的胞壁質具有很多層。並不是所有細菌都具有相同的胞壁質,它們在肽鏈的氨基酸組成上會有不同,但糖鏈骨架總是一樣的。革蘭氏陽性菌的組成區別更大一些。 這層胞壁質的殼可以幫助細菌的細胞質抵抗滲透造成的内壓。如果胞壁質被溶菌酶等物質溶解,細菌將會破裂。在細菌生長時,胞壁質網需要增長,在其中就會形成較大的漏洞。胞壁質的結構單元由細胞質合成後輸出。在細胞膜外的薄壁質網中的糖鏈和多肽鏈被特殊的水解酶局部斷開,再由特殊的酶在其中插入從細胞新輸出的結構單元。這個過程需要不同的酶精確協作。如果這種協作被破壞,則胞壁斷裂后不能癒合,造成細菌破裂。某些抗生素就是通過這個機制殺菌的。.

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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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亦称为 綠非硫細菌。