專(zhuān)性光養菌屬于綠菌科(Chlorobiaceae),能在硫化物/二氧化碳介質(zhì)中生長(cháng),在缺乏硫化物的介質(zhì)中生長(cháng)十分緩慢甚至根本就不生長(cháng),顏色呈綠色或棕色。硫化物既作為專(zhuān)性光養菌的硫源又是光合成的電子供體。與紅硫菌科(Chromatiaceae)通過(guò)Calvin循環(huán)固定二氧化碳不同的是專(zhuān)性光養菌通過(guò)檸檬酸循環(huán)固定二氧化碳。檸檬酸循環(huán)是可逆的,因此雖然Chlorobiaceae能同化少數低分子量的有機化合物(如乙酸),但不能提供用于細胞生長(cháng)的還原功。如介質(zhì)中沒(méi)有硫化物,乙酸是不能被同化的,因為必須有硫化物存在時(shí)專(zhuān)性光養菌才能合成還原態(tài)鐵氧還原蛋白,隨后乙酸在還原態(tài)鐵氧還原蛋白催化下羧基化生成丙酮酸。
專(zhuān)性光養菌通過(guò)細菌葉綠體c、d或e吸收光能,為細胞生長(cháng)提供還原功,細菌葉綠體a則存在于反應中心。有些棕色的細菌含有胡蘿卜素,如Chlorobium phaeobucteroides和C.phaeovibroides。與所有光養型細菌一樣,Chlorobiaceae通過(guò)增加色素含量,可以適應低光強度的環(huán)境條件。
Chlorobiaceae是專(zhuān)性光養菌,這意味著(zhù)該菌在黑暗狀態(tài)下可以從糖原分解中獲得一些ATP用于維持生命,但是不能用于生長(cháng)。它們又是專(zhuān)性厭氧的,即使在微氧環(huán)境中也不能生長(cháng)。由于對硫化物的親和性很好,所有的Chlorobiaceae都具有良好的代謝硫化物能力,而且對維持能的要求不高。
氰細菌的特點(diǎn)是能夠利用水作為光合成的電子供體并產(chǎn)生氧,從這一點(diǎn)看,氰細菌與高等植物有類(lèi)似之處,但是,它們的碳和氮代謝與專(zhuān)性光養菌類(lèi)似。氰細菌的一些菌株也能夠利用硫化物作為光合成的電子供體,最終產(chǎn)物是元素硫。
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