Хемосинтез

Хемоси́нтез

(от Хемо... и Синтез)

правильнее — хемолитоавтотрофия, тип питания, свойственный некоторым бактериям, способным усваивать CO2 как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений. Открытие Х. в 1887 (Виноградский С. Н.) существенно изменило представления об основных типах обмена веществ у живых организмов. В отличие от Фотосинтеза, при Х. используется не энергия света, а энергия, получаемая при окислительно-восстановительных реакциях, которая должна быть достаточна для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и превышать 10 ккал/моль.

Бактерии, способные к Х., не являются единой в таксономическом отношении группой, а систематизируются в зависимости от окисляемого неорганического субстрата. Среди них встречаются микроорганизмы, окисляющие водород, окись углерода, восстановленные соединения серы, железо, аммиак, нитриты, сурьму. Водородные бактерии — наиболее многочисленная и разнообразная группа хемосинтезирующих организмов; осуществляют реакцию 6H2 + 2O2 + CO2 = (CH2O) + 5H2O, где (CH2O) — условное обозначение образующихся органических веществ. По сравнению с др. автотрофными микроорганизмами характеризуются высокой скоростью роста и могут давать большую биомассу. Эти бактерии способны также расти на средах, содержащих органические вещества, т. е. являются миксотрофными, или факультативно хемоавтотрофными бактериями. Близки к водородным бактериям карбоксидобактерии, окисляющие CO по реакции 25CO + 12O2 + H2O + 24CO2 + (CH2O). Тионовые бактерии окисляют сероводород, тиосульфат, молекулярную серу до серной кислоты. Некоторые из них (Thiobacillus ferrooxidans) окисляют сульфидные минералы, а также закисное железо. Способность к Х. у разнообразных водных серобактерий (См. Серобактерии) остаётся недоказанной. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитрита (1-я стадия нитрификации (См. Нитрификация)) и нитрит в нитрат (2-я стадия). В анаэробных условиях Х. наблюдается у некоторых денитрифицирующих бактерий, окисляющих водород или серу, но часто они нуждаются в органическом веществе для биосинтеза (литогетеротрофия). Описан Х. у некоторых строго анаэробных метанообразующих бактерий по реакции 4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O.

Биосинтез органических соединений при Х. осуществляется в результате автотрофной ассимиляции CO2 (цикл Калвина) точно так же, как при фотосинтезе. Энергия в виде АТФ получается от переноса электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных в клеточную мембрану бактерий (см. Окислительное фосфорилирование). Некоторые окисляемые вещества отдают электроны в цепь на уровне цитохрома с, что создаёт дополнительный расход энергии для синтеза восстановителя. В связи с большим расходом энергии хемосинтезирующие бактерии, за исключением водородных, образуют мало биомассы, но окисляют большое количество неорганических веществ. В биосфере хемосинтезирующие бактерии контролируют окислительные участки круговорота важнейших элементов и поэтому представляют исключительное значение для биогеохимии. Водородные бактерии могут быть использованы для получения белка и очистки атмосферы от CO2 в замкнутых экологических системах. Морфологически хемосинтезирующие бактерии весьма разнообразны, хотя большинство из них относится к псевдомонадам, они имеются среди почкующихся и нитчатых бактерий, спирилл, лептоспир, коринебактерий.

Лит.: Кузнецов С. И., Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность, Л., 1970; Заварзин Г. А., Литотрофные микроорганизмы, М., 1972; Каравайко Г. И., Кузнецов С. И., Голомзик А. И., Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд, М., 1972.

Г. А. Заварзин.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. хемосинтез — ХЕМОСИНТЕЗ — процесс синтеза органических веществ из углекислого газа за счет энергии окисления аммиака, сероводорода и др. веществ, осуществляемый микроорганизмами в ходе их жизнедеятельности. Ботаника. Словарь терминов
  2. хемосинтез — Хем/о/си́нтез/. Морфемно-орфографический словарь
  3. Хемосинтез — (Хемо- + Синтез) синтез некоторыми бактериями органических веществ из двуокиси углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических веществ, например аммиака, соединений серы. Медицинская энциклопедия
  4. ХЕМОСИНТЕЗ — ХЕМОСИНТЕЗ (от хемо... и синтез) — процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из диоксида углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода, соединений серы, закисного железа и др.). Большой энциклопедический словарь
  5. хемосинтез — орф. хемосинтез, -а Орфографический словарь Лопатина
  6. хемосинтез — [см. химия + синтез] – 6иол. образование органических соединений из неорганических веществ, осуществляемое некоторыми микроорганизмами без участия солнечного света за счёт химической энергии, которая получается при окислении некоторых неорганических веществ Большой словарь иностранных слов
  7. хемосинтез — (от хемо... и греч. synthesis — соединение), тип питания бактерий, основанный на усвоении CO2 за счёт окисления неорганич. соединений. Открыт С. Н. Виноградским в 1887. Способные к X. аэробные бактерии (водородные, нитрифицирующие, тионовые и др. Биологический энциклопедический словарь
  8. хемосинтез — Хемосинтез — способ питания микроорганизмов, при котором источником энергии (см. автотрофы) служит окисление неорганических веществ (см. литотрофы). Толковый словарь по почвоведению
  9. хемосинтез — Тип метаболизма бактерий, основанный на усвоении организмами СО2 за счет энергии, получаемой при окислении неорганических соединений (в отличие от фотосинтеза). Открыт С. Н. Биноградским в 1887 г. Водородные, нитрифицирующие, тионовые и др. Микробиология. Словарь терминов
  10. хемосинтез — Процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из углекислого газа за счёт энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода и др.). Хемосинтезирующие бактерии относятся к автотрофам. Биология. Современная энциклопедия
  11. Хемосинтез — Из числа автотрофных растительных организмов (см.), т. е. таких, которые способны синтетически строить необходимые для своего существования питательные вещества, громадное большинство принадлежит к числу хлорофиллоносных растений. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  12. хемосинтез — ХЕМОСИНТЕЗ (от греч. chemeia — химия и synthesis — соединение, составление), тип питания бактерий, основанный на усвоении СО2 за счёт окисления неорганич. соединений. Открыт рус. микробиологом С. Н. Виноградским в 1887. Сельскохозяйственный словарь
  13. хемосинтез — ХЕМОСИНТЕЗ, синтез организмами (т. н. хемосинтетиками ) органич. веществ с использованием энергии окисления неорганич. соединений. Ветеринарный энциклопедический словарь