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摘 要：本文主要介绍能进行光合作用的微生物：光合细菌的生物学特性、代谢类型、与其它自养型生物的区别及生产实践中具有的应用，以供学生学习时能全面掌握光合作用的概念及其中包括的能进行光合作用的各种生物。 关键词：光合作用 光合细菌 中图分类号:G633.91文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2008)11-121-01 我们已经知道，光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。根据上述光合作用的概念，同学们在平时学习过程中很容易造成思维定势，认为只有绿色植物才能进行光合作用。虽然课本中也简单介绍了蓝藻、红螺细菌等，但学生甚至老师也了解不多，为纠正学生学习时的思维定势，全面掌握光合作用的概念及其中包括的能进行光合作用的生物，现谈谈也能进行光合作用的微生物：光合细菌，以供同学及老师参考、交流。 一、生物学特性 1、分布。光合细菌(简称PSB)是地球上最早的光合生物。它出现于原始大气中。多种光合形式显示了光合生物的进化过程，自然界中普遍存在的原核生物。光合细菌是一种水生微生物，广泛分布于自然界的海洋、湖泊、江河、水田、污泥和土壤中的厌氧层里，进行不产氧的光合作用而合成自身营养物质，是一种细菌中最为复杂的菌群之一。 2、生理特性。光合细菌能利用光能进行光合作用，同化二氧化碳。光合细菌在不同的自然条件下，光合细菌具有不同的功能，能同时完成了产氢、固氮、固碳和硫化物氧化等重要的化学过程，在自然界的碳、氢、硫循环中起着重要作用。这些独特的生理特性使它们在生态系统中的地位显得极为重要。 3、主要种类。包括蓝细菌（蓝藻）、紫细菌、绿细菌和红、绿硫细菌等，现已分离获得四个科，22属，61个种。 4、生殖特点。能在恶劣环境（如缺氧和光线昏暗）中生长繁殖，因而具有很强的适应性。光合细菌繁殖速度快，易于人工培养，以分裂生殖为主，如二分裂方式繁殖。 二、代谢类型 根据生物的同化作用所需能源和碳源的不同，可分为： 1、光能自养型：以光为能源，以二氧化碳为主要碳源的生物，通常具有光合色素，它们以光为能源来进行光合作用，以水或其他无机物作为供氢体，还原CO2合成有机物。这类细菌是利用光作为生活所需要的能源，利用CO2作为碳源，以无机物作为供氢体以还原CO2合成细胞的有机物，例如，红硫细菌、绿硫细菌等。 １.１蓝细菌是光能自养型生物，能像绿色植物一样进行产氧光合作用，同化CO2成为有机物质，加之许多种还具有固氮作用。主要反应式为：12H2O+6CO2+光→C6H12O6(葡萄糖)+6O2↑+6H2O １.２常见的如着色菌科（Chromatiaceae）和绿菌科（Chlorobiaceae）中的有关种（俗称紫硫菌和绿硫菌）。能以元素硫和硫化物作为同化CO2的电子供体进行光合作用，主要反应式为：CO2＋2H2S→[CH2O]＋2S＋H2O 2CO2＋H2S＋2H2O→2[CH2O]＋H2SO4 2、光能异养型：以光为能源，以有机物为主要碳源的生物，有些细菌具有光合色素能进行光合作用，但它们以有机物作为供氢体，同化有机物形成自身物质。这类细菌利用光作为能源，利用有机物作为供氢体还原CO2合成细胞有机物。如红螺细菌能利用异丙醇作为供氢体进行光合作用，并积累丙酮。如非硫紫菌以乙醇为碳源，使乙醇氧化为乙醛，二氧化碳还原成葡萄糖。 三、应用价值 PSB菌体营养丰富，它的细胞干物质中蛋白质含量高达到65%以上，其蛋白质中氨基酸组成比较齐全，并富含多种维生素，特别是B12、叶酸，生物素的含量是酵母的几千倍，另外还含有辅酶Q10、抗病毒物质和生长促进因子。用作饲料添加剂能促进家禽和鱼类生长，增强动物抗病能力。在水体中能分解有毒物质。由于光合细菌含有丰富的营养和具有独特的生理功能，引起了人们的高度重视，在生产实践中具有广阔的应用前景。 1、在农业上的应用：试验结果表明，光合细菌在农业上施用具有独特功效，更具有综合效应。①作种肥使用，可增加生物固氮作用，提高根系固氮效应，增进土壤肥力；②作饲料添加剂和禽畜饲料，可显著提高动物的存活率增长率和抗病力；同时还可减少粪臭，净化环境。③在水产上可净化水质，增加溶氧，提高养殖密度，防治病害，提高成活率，也可作为动物饲料添加剂和饵料。 2、在环保上的应用：由于光合细菌能利用光能和有机废物合成自身菌体蛋白和其他无害物质（变有害物质为无害物质），所以光合细菌是当今世界上最具发展前景的净化环境的生物制剂。①用作大范围污染的净化处理，美化环境；②用作废水处理剂，起到净化水质的作用；③用于人粪尿、畜禽粪尿的集中处理和综合利用；④广泛用于大型垃圾场，生活垃圾的现场处理。 3、在食品上的应用：把光合细菌添加到食品里去，可丰富食品的营养并增强食品的保健功能；也可生产食用色素和单细胞蛋白。 4、在利用光能制造氢气，能源生产上也有潜在的应用价值：氢气是重要的工业原料，也是理想的节能原料。微生物中的光合细菌能在常温常压下通过不同的方法产生氢气。 参考文献： [1]邱桂根.谈谈光合细菌[M].广东珠海市绿宝生物研究所，2006 [2]张成.生物能源概述[J].中学生物教学,2006(５) [3]刘如林.光合细菌及其应用[M].中国农业科技出版，1991． 论文来源：《教育前沿·理论版》 2008年第11期 |
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