问题

紫色硫细菌产氧吗?

回答
咱们来聊聊这紫色硫细菌,它们到底产不产氧,这事儿啊,得掰开了揉碎了说。

简单说,大多数情况下,紫色硫细菌是不产氧的。 它们是厌氧菌,意思就是,它们不需要氧气生存,甚至说,氧气对它们来说,反而是个“毒药”,会阻碍它们进行光合作用。

你之所以可能会想到“产氧”,多半是因为它们也进行光合作用,和我们熟悉的绿色植物一样。但这里面有个关键的“但是”。

绿色植物,以及蓝细菌,它们进行的是“产氧光合作用”。 它们在进行光合作用的时候,会利用水(H₂O)作为电子供体。在这个过程中,水分子会被分解,释放出氧气(O₂)。这个反应可以用一个简化的公式表示:

6CO₂ + 6H₂O + 光能 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

你看到了吧?水在这里被“肢解”了,氧原子就变成了氧气释放出来。

而紫色硫细菌,它们进行的是“不产氧光合作用”。 它们的“伙食”跟绿色植物不一样。它们通常会利用硫化氢(H₂S)来作为电子供体,而不是水。硫化氢里有个硫,是个很“好用”的电子来源。它们进行光合作用的简化过程更像是这样:

6CO₂ + 12H₂S + 光能 → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 12S

注意看,这里分解的是硫化氢,产生的不是氧气,而是单质硫(S),或者有时候会被进一步氧化成其他含硫化合物。所以,它们合成有机物的能量来源是太阳光,但“制造”出来的副产品是硫,不是氧。

那为什么紫色硫细菌要选择硫化氢呢?

这和它们生活的环境有关。紫色硫细菌通常生活在缺氧、富含硫化氢的环境中,比如湖泊底部的沉积物、沼泽地、甚至一些污染的水体。在这样的环境下,硫化氢非常丰富,而水相对就没那么容易获得(或者说,即使有水,它们也更倾向于利用硫化氢)。

而且,从进化的角度看,最古老的光合作用很可能是不产氧的,利用硫化氢作为电子供体。后来,才演化出了利用水进行光合作用的生物,也就是今天的绿色植物和蓝细菌。所以,可以说紫色硫细菌代表了一种更“原始”的光合作用方式。

总结一下,为了让你更清楚:

产氧光合作用(绿色植物、蓝细菌): 利用水(H₂O)作为电子供体,释放氧气(O₂)。
不产氧光合作用(紫色硫细菌、绿色硫细菌、某些紫杆菌): 利用硫化氢(H₂S)或有机物等作为电子供体,不释放氧气,而是产生硫(S)或有机物。

所以,下次你想到光合作用,可以回忆一下,不是所有进行光合作用的生物都会吐出氧气。紫色硫细菌就是个绝佳的反例,它们在黑暗的、富含硫化氢的角落里,默默地利用阳光合成自己的能量,但它们吐出来的是硫,而不是我们赖以生存的氧气。这两种光合作用方式,共同构成了地球上丰富多彩的生命形式。

网友意见

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紫色硫细菌的光合作用不产氧,因为其光合作用使用的还原剂不是水。紫色硫细菌的还原剂是硫化氢等硫化物或者单质硫,前者产生单质硫,后者产生硫酸。

现存的紫色硫细菌几乎都厌氧,一般生存在湖泊中有光的无氧水层或者硫化氢聚集的水域,比如硫磺泉。在这些地质化学和生物导致的富硫化氢环境中,紫色硫细菌可以大量繁殖,将水染成紫红色。

不使用硫化物和单质硫的紫细菌称为紫非硫细菌,通常采用氢气作还原剂,也可以少量采用其他还原剂。这样的光合作用自然也不产氧。

不限于此,绿硫细菌、绿非硫细菌、太阳杆菌等进行的光合作用都是不产氧的。

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