化能自養

經內部化學反應獲得能量的生物

化能自養,在生物的營養攝取方式的分類中,作為電子供體的營養物質在細胞內進行化學暗反應而獲得能量的一類生物,稱為化能自養生物。如果所利用的電子供體為無機物,就稱為化能無機營養生物;如果是有機物,就稱為化能有機營養生物。是光能自養生物的對應詞。

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自養生物(autotroph)
(1)作為生態學用詞也稱獨立營養生物,它的對應詞為異養生物。其原義是指僅以無機化合物為營養進行生活、繁殖的生物,在這種古典概念中,並沒有把獲得能量的基質氧化和為了碳素同化而進行營養物質的還原這兩大代謝系統加以區別。而今天這個概念已分為根據作為能源而被氧化的營養物質及其氧化形式來分類(化學合成生物、光合作用生物、無機氧化生物、有機氧化生物),以及根據對碳源的營養素材的攝取方式及其在還原同化作用中所必需的有機代謝物質的合成方式來進行分類。而且只限定於後者的意義而被廣泛的應用。
(2)靠無機營養生活和繁殖的生物,是有機營養生物的對應詞。由呼吸等的化學暗反應,或由光化學反應所獲得的能量用於碳素同化的生物,分別稱為化能自養生物(chemoautotroph)和光能自養生物(photoautotroph)。自養性微生物其具有代表性的例子是紅色無硫細菌、紅色硫細菌、綠色硫細菌、硝化細菌硫細菌、氫細菌、鐵細菌、一氧化碳細菌等。在自養性微生物中,一如氫細菌那樣,隨著可利用的電子供體的代換(例如由氫生成醋酸),有時可以看到以碳酸同化代換有機營養物(醋酸等)的還原同化。關於碳素固定循環與能量獲得系統的共同機理,以及自養生物對有機物的適應機能的調節機制,正在與光合生物進行比較,以便在生物化學上進行闡明。酵母菌是單細胞真菌,通常分佈在含糖量較高和偏酸性的環境中,如蔬菜、水果的表面和菜園、果園的土壤中。酵母菌是兼性厭氧微生物,在有氧的條件下,將糖類物質分解成二氧化碳和水;在缺氧的條件下,將糖類物質分解成二氧化碳和酒精。酵母菌在生產中的應用十分廣泛,除了熟知的釀酒、發麵外,還能用於生產有機酸、提取多種酶等。
任何活著的生物都必須不斷地吃進東西,不斷地積累能量;還必須不斷地排泄廢物,不斷地消耗能量。這種生物體內同外界不斷進行的物質和能量交換的過程,就是新陳代謝。新陳代謝是生命現象的最基本特徵,它由兩個相反而又同一的過程組成,一個是同化作用過程,另一個是異化作用的過程。
人和動物吃了外界的物質(食物)以後,通過消化、吸收,把可利用的物質轉化、合成自身的物質;同時把食物轉化過程中釋放出的能量儲存起來,這就是同化作用。綠色植物利用光合作用,把從外界吸收進來的水和二氧化碳等物質轉化成澱粉、纖維素等物質,並把能量儲存起來,也是同化作用。異化作用是在同化作用進行的同時,生物體自身的物質不斷地分解變化,並把儲存的能量釋放出去,供生命活動使用,同時把不需要和不能利用的物質排出體外。
同化作用與異化作用的平衡各種生物的新陳代謝,在生長、發育和衰老階段是不同的。幼嬰兒、青少年正在長身體的過程中,需要更多的物質來建造自身的機體,因此新陳代謝旺盛,同化作用佔主導位置。到了老年、晚年,人體機能日趨退化,新陳代謝就逐漸緩慢,同化作用與異化作用都有所下降,但始終保持平衡(前提是健康)。當患上消耗性疾病時,異化作用將大於同化作用,如:腫瘤、結核、嚴重創傷、燒傷、大手術后體液引流、慢性化膿性感染、慢性失血等。
動物冬眠時,雖然不吃不喝,但是新陳代謝並未停止,只不過變得非常緩慢。
新陳代謝是生命體不斷進行自我更新的過程,也是判斷生物與非生物的重要因素,如果新陳代謝停止了,生命也就結束了。