Chemosynthese Biologie: Ablauf & Definition

1.5 Nutzung anderer
Energiequellen zur C-Assimilation
1.5.1 Chemosynthese

Photosynthese ist die autotrophe
C-Assimilation mit Hilfe von Licht. Unter Chemosynthese versteht
man die autotrophe C-Assimilation mit Hilfe von Energie aus Oxidation
anorganischer Substanz
wie H2S, NH3, Methan,
H2 oder Eisen. Man findet sie nur bei aeroben Bakterien
im Boden, in Gewässern, Bergwerken oder z. B. in der Tiefsee, in
aktiven Vulkanen.
Diese Bakterien nennt man Chemoautolithotrophe; es sind meist Schwefelbakterien,
Nitrifizierer, Knallgasbakterien und Methanobakterien.

Sie verwenden diese Substanzen als Elektronendonatoren
und transportieren Sie durch die Membran wie bei der Lichtreaktion. Dadurch
entsteht ein Protonengradient der wie bei der Photophosphorylierung zur
ATP-Produktion führt.

Ein Teil des Substrats wird aber auch zur NADPH+H+-Produktion
verwendet, sodaß wie bei der Photosynthese die zur CO2-Fixierung
notwendigen Stoffe bereitstehen. Dieses geschieht in einem dem Calvinzyklus
ähnlichen Prozess, wobei ebenfalls Kohlenhydrate entstehen.

6 H2O + 6 CO2
+ z.B. H2S, CH4 + Energie
pfeil
C6H12O6
+ 6 O2

All diese Bakterien spielen eine wichtige Rolle im C-,
S-und N-Kreislauf der Natur.

Beispiele:

Schwefelbakterien
Beggiatoa/Thiothrix:
 
H2S + 0,5 O2 —-> S +H2O;
S + H2O +1,5 O2 —->
SO42-
+2 H+ DG=
-710 KJ/Mol
Nitrifizierer
Nitrosomonas:
Nitrobacter:
 
NH3 + 1,5 O2 —–>NO2
+ H2O + H+ DG=
-275 KJ/Mol
NO2 + 0,5 O2 —–>
NO3 DG
= -75 KJ/Mol
Methanobakterien
Pseudomonas methanica
CH4 +2O2 —-> CO2 + 2H2O
Knallgasbakterien
Hydrogenomonas
H2 + 1/2 O2 —–>H2O DG
= -240 KJ/Mol

begnime

Chemolithoautotrophe Bakterien findet man vor allem
an extremen Standorten wie heißen Quellen, in der Tiefsee bei
hydrothermalen Schloten z.B. als Archäbakterien.

clat2


Abb. 62
 

Thiobacillus ferrooxidans

 


_tbfo
verantwortlich für die Oxidation von Fe2+,
Cu
+,Se2+,
Mo, U, Sb und anorganischer Schwefelkomponenten in Erzbergwerken

 

 


Abb. 59

Röhrenwürmer
in Symbiose mit chemosynthetischen Bakterien


vent_worRöhrenwürmer (Riftia pachyptila) in einer Warmwasserströmung
des Ostpazifischen Grabens mit chemoautotrophen Bakterien in Symbiose. 

 


Abb. 59
Chemolithoautotrophe

 


Abb. 60
Nahrungskette
am Meeresboden
 

 


Abb. 61
Lebensraum
von Archäa
 

yell

 

Weiterführende
Quellen:

Alles über Botanik:http://www.uni-hamburg.de/~biologie/b_online/d00/inhalt.htm
Alles über die Photosynthesehttp://photoscience.la.asu.edu/photosyn/default.html
Photosynthesekurshttp://hlab2.uni-muenster.de/photosyn/ps00000.html#top
Nitrifikationhttp://www.bsi.vt.edu/chagedor/biol_4684/Cycles/Nitrification.html
http://saltaquarium.about.com/pets/saltaquarium/library/
weekly/aa073199.htm?iam=mt&terms=%2Bnitrification

http://www.fishdoc.co.uk/filtration/nitrification.htm
http://clab.cecil.cc.md.us/faculty/biology/jason/nitrc.htm
Chemosynthese (Tiefsee)http://geosun1.sjsu.edu/~dreed/onset/exer13/2.html
http://www.ocean.udel.edu/deepsea/level-2/chemistry/chemo.htmlhttp://universe-review.ca/F11-monocell.htm
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