生物を基礎からわかりやすく!化学合成・窒素同化・窒素固定について〜行う生物と一緒に覚えよう〜

光合成細菌が行う光合成

  1. 化学反応式
    6CO2 + 12H2S + 光エネルギー → C6H12O6 +12S + 6H2O

  2. 光合成色素…バクテリオクロロフィル

  3. これを行う生物…
    紅色硫黄細菌 ・緑色硫黄細菌 ・紅色非硫黄細菌
    光合成細菌という
    (「〜硫黄細菌」は温泉、火山に近いところに生息)

化学合成

化学合成
…無機物を酸化したときに発生する化学エネルギーを使って炭酸同化を行う。

これを行う生物…
硝酸菌 ・亜硝酸菌 →まとめて硝化菌
硫黄細菌 ・鉄細菌 ・水素細菌
化学合成細菌という

  1. 水素細菌
    [化学エネルギーを得るための反応]2H2 + O2 → 2H2O + 化学エネルギー
    [化学合成の反応]6CO2 + 12H2O + 化学エネルギー → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

  2. 硝酸菌…硝酸をつくる菌
    2NO2 (亜硫酸イオン) + O22NO3 (硝酸イオン) + 化学エネルギー
    6CO2 + 12H2O + 化学エネルギー → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

  3. 亜硝酸菌…亜硝酸をつくる菌
    2NH4+ (アンモニウムイオン) + 3O22NO2 (亜硝酸イオン) + +4H+ + 2H2O + 化学エネルギー
    6CO2 + 12H2O + 化学エネルギー → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

 

窒素同化

窒素同化アミノ酸をつくること。

  1. 反応のようす(簡単に)
    有機酸 + NH4+ → 各種アミノ酸有機窒素化合物

    図1 有機酸の構造

    図2 アミノ酸の構造

  2. 反応のようす(詳しく)

図3 窒素同化の反応のようす

 

窒素固定

窒素固定
…空気中の80%を占めるN2(窒素)を直接取り入れて、NH4+(アンモニウムイオン)に変える働き。

生物例. アゾトバクタークロストリジウム→細菌
              根粒菌マメ科植物の根に共生する
              ネンジュモアナべナ→シアノバクテリア
窒素固定細菌
※マメ科植物は窒素同化を盛んに行い、NH4+を有機窒素化合物に変えるため、タンパク質が多い。

窒素同化・窒素固定のまとめ

図 4 窒素同化・窒素固定のまとめ

おすすめ記事

参考