chemoautotroph是什么意思，chemoautotroph的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

Chemoautotroph（化能自养生物） 是指一类不依赖阳光和现成有机物，而是通过氧化环境中的无机物获取能量，并利用这些能量将二氧化碳（CO₂） 固定转化为自身所需有机物质的生物。它们是地球上生命形式多样性和生态系统功能的关键组成部分，尤其在极端或缺乏光的环境中。

其核心特征和机制可概括为：

1. 能量来源：无机化学物质氧化

   化能自养生物通过特定的代谢途径氧化环境中的还原性无机物质（如硫化氢 H₂S、氨 NH₃、亚硝酸盐 NO₂⁻、氢气 H₂、二价铁 Fe²⁺ 等）。这些氧化反应释放的化学能，被生物体捕获并储存在能量载体（如 ATP）中。例如，硫氧化细菌氧化 H₂S 生成硫酸盐，铁氧化细菌氧化 Fe²⁺ 生成 Fe³⁺。

2. 碳源：二氧化碳固定

   与异养生物不同，化能自养生物不能直接利用现成的有机碳（如糖类）。它们利用上述氧化反应产生的能量（ATP）和还原力（如 NADPH），通过特定的生物化学途径（最常见的是卡尔文循环）将无机二氧化碳（CO₂）还原并固定为有机碳化合物（如葡萄糖），用于构建自身的细胞结构和维持生命活动。

3. 生态角色与重要性

   • 初级生产者： 在阳光无法到达的生态位（如深海热液喷口、地下深处、某些土壤、污水处理系统），化能自养生物是主要的甚至唯一的初级生产者，构成了食物链的基础。它们支撑着独特的生态系统，例如热液喷口周围的管状蠕虫、蛤类等生物都依赖共生或自由生活的化能自养细菌提供营养。
   • 生物地球化学循环： 它们在氮循环（如硝化作用：氨氧化菌将 NH₃ 氧化为 NO₂⁻，亚硝酸盐氧化菌将 NO₂⁻ 氧化为 NO₃⁻）、硫循环（硫氧化菌、硫酸盐还原菌的部分环节）、铁循环等关键元素的地球化学循环中扮演着不可或缺的角色。
   • 极端环境适应者： 许多化能自养生物（特别是古菌）能在高温、高压、强酸、强碱等极端环境中生存，为研究生命极限和早期地球生命形式提供了重要线索。

4. 与光能自养生物的区别

   化能自养生物（Chemoautotroph）与光能自养生物（Photoautotroph，如植物、藻类、蓝细菌）的关键区别在于能量来源：前者利用化学能（无机物氧化），后者利用光能（光合作用）。两者都需要固定 CO₂ 作为碳源。

主要类群：

化能自养生物主要包括某些特定类群的细菌和古菌，例如：

• 硝化细菌： 负责将氨氧化为亚硝酸盐（氨氧化菌，如 Nitrosomonas）和将亚硝酸盐氧化为硝酸盐（亚硝酸盐氧化菌，如 Nitrobacter）。
• 硫氧化细菌： 氧化硫化氢、硫代硫酸盐等还原性硫化合物（如 Thiobacillus, Beggiatoa，以及热液喷口的嗜热菌）。
• 氢细菌： 利用氢气作为电子供体（如 Hydrogenobacter）。
• 铁氧化细菌： 氧化二价铁（如 Acidithiobacillus ferrooxidans，常见于酸性矿坑水中）。
• 产甲烷古菌： 部分产甲烷菌（如 Methanobacterium）能利用 H₂ 还原 CO₂ 产生甲烷并获得能量，也属于化能自养。

引用来源：

1. National Center for Biotechnology Information (NCBI) Bookshelf: Microbiology Textbook Chapter on Microbial Metabolism. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279690/ (涵盖化能自养代谢原理与生物地球化学循环)
2. Microbiology Society Journals: Articles on Chemoautotrophy and specific groups like nitrifiers or sulfur bacteria. https://www.microbiologyresearch.org/ (提供特定类群研究的权威信息)
3. United States Geological Survey (USGS): Publications on Hydrothermal Vent Ecosystems. https://www.usgs.gov/ (说明化能自养在深海生态系统中的基础作用)
4. Wikipedia: "Chemoautotroph" and "Autotroph" entries (作为基础概念参考，需注意与其他权威来源交叉验证)。 https://en.wikipedia.org/wiki/Chemoautotroph

网络扩展资料

chemoautotroph（化能自养生物）是指一类通过无机化合物的氧化获取能量，并以二氧化碳（CO₂）作为主要碳源进行生长的微生物或生物体。以下是详细解释：

1. 能量来源
   它们利用无机物（如氢气、硫化氢、氨、亚硝酸盐等）的氧化反应产生能量，而非依赖光能或有机碳源。例如，硝化细菌通过氧化氨或亚硝酸盐获取能量。

2. 碳源
   通过卡尔文循环将二氧化碳转化为有机物，满足自身生长需求。

3. 分类与例子

   • 常见类型：包括硫细菌（氧化硫化物）、铁细菌（氧化亚铁）、氢细菌（氧化氢气）以及深海热泉口的古菌等。
   • 与光能自养生物的区别：光能自养生物（如植物）依赖光能，而化能自养生物依赖化学反应。

4. 生态意义
   这类生物在极端环境（如深海热泉、无光区域）中扮演初级生产者角色，支撑特殊生态系统的能量流动。

发音：英式发音为/kɪməʊˈɒtətrəʊf/，美式发音为/kɪmoʊˈɒtətroʊf/。相关术语包括chemoautotrophy（化能自养代谢）和chemoautotrophic（形容词形式）。

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