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

heterocyst英标

英:/''hetərə,sɪst/ 美:/'ˈhetərəˌsɪst/

类别

GRE

常用词典

例句

同义词

专业解析

异形胞（Heterocyst） 是某些丝状蓝藻（蓝细菌）中分化出的特殊细胞类型，其主要功能是在有氧环境中进行生物固氮，将大气中的惰性氮气（N₂）转化为生物可利用的氨（NH₃）。这种分化对于蓝藻在氮限制环境中的生存至关重要。

1. 结构与分化：

   • 异形胞是由丝状蓝藻中的普通营养细胞分化而来。分化过程涉及细胞形态和功能的显著改变。
   • 它们通常比营养细胞更大，具有厚而层叠的细胞壁（由糖脂和多糖组成），这使得氧气难以渗透进入细胞内部，创造了一个微需氧或厌氧的环境。
   • 分化时，异形胞会失去光合系统II（PSII）活性（负责水光解和氧气释放），但保留光合系统I（PSI）活性（负责产生ATP）。同时，它们降解掉固氮酶敏感的叶绿素a，并合成固氮所需的固氮酶。
   • 异形胞在丝状体上的位置通常是规则的（如间隔出现）或位于特定末端，具体取决于蓝藻种类。

2. 核心功能：生物固氮：

   • 异形胞的核心功能是进行生物固氮。固氮酶是执行此功能的酶复合体，但它对氧气极其敏感，遇氧即失活。
   • 异形胞通过其特殊的厚壁屏障、PSII活性的丧失以及呼吸作用消耗渗入的氧气，在细胞内部创造并维持一个低氧环境，从而保护固氮酶。
   • 固氮过程需要大量能量（ATP）和还原力。异形胞通过PSI进行环式光合磷酸化产生ATP，所需的还原力（如还原型铁氧还蛋白）部分来源于邻近营养细胞输入的糖类（主要是蔗糖）的分解代谢。

3. 与营养细胞的互作：

   • 异形胞与相邻的营养细胞之间存在密切的物质交换：
     • 输入：营养细胞通过胞间连丝向异形胞提供光合作用产生的碳水化合物（主要是蔗糖），作为异形胞进行固氮所需的碳源和能量来源。
     • 输出：异形胞将固定的氮（主要是谷氨酰胺）输送回营养细胞，供整个丝状体生长所需。
   • 这种互惠互利的共生关系确保了在氮源匮乏的环境中，整个蓝藻群体能够协同生长。

4. 生态意义：

   • 异形胞的存在使蓝藻成为地球上最重要的固氮生物之一，尤其在贫氮的水体（如湖泊、海洋寡营养区）和土壤生态系统中。
   • 它们固定的氮是生态系统初级生产力的关键限制性营养元素来源，对全球氮循环有着重大贡献。

参考资料来源：

1. Plant Physiology and Development (Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I.M., Murphy, A.) - 植物生理学权威教材中关于蓝藻固氮和异形胞功能的章节。
2. The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes (David White, James T. Staley, et al.) - 原核生物生理生化专著中对蓝藻异形胞结构与功能的详细描述。
3. Environmental Microbiology (Eldor Paul, Editor) - 环境微生物学书籍中阐述蓝藻固氮及其在生态系统氮循环中的作用。

网络扩展资料

heterocyst（异形细胞）是蓝细菌（如念珠藻属 Nostoc）中的一种特化细胞，主要功能为固氮。以下是详细解释：

1. 基本定义
   heterocyst 指蓝细菌在氮饥饿条件下分化出的特殊细胞，其细胞壁较厚且内部微氧环境，为固氮酶提供适宜条件，将大气中的氮气（N₂）转化为可利用的氮源（如氨）。该词由“hetero-”（不同）和“cyst”（胞）构成，强调其形态和功能的独特性。

2. 生物学功能

   • 固氮作用：异形细胞通过固氮酶进行生物固氮，为蓝细菌提供氮营养，尤其在氮匮乏的环境中至关重要。
   • 结构适应：其厚壁结构可减少氧气渗透，避免固氮酶失活；同时通过光系统I进行有限的光合作用，维持能量供应。

3. 调控机制
   研究显示，异形细胞分化与蛋白调控有关。例如，HetF 蛋白酶可水解抑制蛋白 PatU3，从而解除对细胞分裂和异形胞发育的抑制，确保分化正常进行。

发音：英音 [ˈhetərəʊsɪst]，美音 [ˈhetəroʊsɪst]。
相关术语：与普通营养细胞相比，异形细胞缺乏光系统II，不产氧，从而保护固氮酶活性。

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