Make your own free website on Tripod.com

第三章 生物體的功能

營養作用

一、 定義

?        生物從外界攝取食物以維持生命的過程稱為營養作用。

?        食物的功用包括:

                   i.           供氧化產生能量

                 ii.           合成原生質供生長及修補受損部份

?        生物的營養方式可分為兩大類:自養營養autotrophic nutrition)和異養營養heterotrophic nutrition)。

 

二、 自養營養

?        凡能將無機物合成有機食物之營養方式稱為自養營養。

?        所有進行自養營養的生物稱為自養生物autotroph)。

?        由於合成有機食物的過程中所依賴的能量形式不同,自養營養可分為兩大類:

 

2.1  光合自養營養Photoautotrophic nutrition

?        能量來自光能;常見於綠色植物和藍細菌的光合作用。

?        具有葉綠素的生物能吸收並利用太陽能轉化成生物式可用能量(ATP)和化學能(NADPH2+),同時將二氧化碳和水等無機物合成碳水化合物

?        以綠色植物的光合作用為例:

6 CO2 + 12 H2O ¾¾¾® C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

 

葉綠體的色素種類

色澤

含量(%

吸收光譜

葉綠素

葉綠素a

藍綠

50.0

紅光、藍紫光

葉綠素b

黃綠

25.0

類胡蘿蔔素

葉黃素

17.0

藍紫光

胡蘿蔔素

橙黃

8.0

?        細菌之中亦有些能含有細菌葉綠素bacteriochlorophyll),能進行光合作用。不過細菌葉綠素不形成葉綠體而,而是分散在細胞質內,故與一般綠色植物的光合作用略異。例如紅色硫細菌(Rhodopseudomonas)這類光合細菌的反應過程簡化如下:

CO2 + 2 H2S ¾¾¾® (CH2O) + 2S + H2O

?        此反應的過程並不產生氧,而是產生硫。紅色硫細菌會再把硫氧化而為硫酸,整個反應以下列簡式表示:

2 CO2 + 4 H2O + H2S ¾¾¾® 2(CH2O) + H2SO4 + 2 H2O

 

2.2  化合自養營養Chemoautotrophic nutrition

?        能量來自化學能,只見於某些細菌。

?        這類細菌能分泌酶,利用環境的無機物氧化,發生化學變化,從而利用化學變化過程中所產生的化學能以代替光能,將無機物合成有機的食物。

?        常見的例子有鐵細菌Thiobacillus)、硝化細菌Nitrobacter)、亞硝化單胞菌Nitrosomonas)和硫細菌等。

?        鐵細菌把環境的碳酸亞鐵氧化成氫氧化鐵,同時利用氧化後所發放的能量進行化合作用,把簡單的無機物製成有機食物:

4FeCO3 + 6H2O + O2 ¾¾¾® 4Fe(OH)3 + 4CO2 + 化學能

化學能 + CO2 + 4[H] ¾¾¾® (CH2O) + H2O

?        硫細菌將環境的硫化氫氧化成硫與水,利用所發放的能量進行化合作用:

2H2S + O2 ¾¾¾® 2S + 2H2O + 化學能

?        硝化細菌亞硝化細菌把環境內的氨(NH3)氧化為亞硝酸和水,或把亞硝酸氧化成硝酸:

2NH3 +3O2 ¾¾¾® 2HNO2 + 2H2O + 化學能

2HNO2 + O2 ¾¾¾® 2HNO3 + 化學能

 

三、 異養營養

?        某些生物不能以簡單無機分子合成有機食物,而需要靠攝取其他生物的有機物維生稱為異養營養,而這些生物稱為異養生物heterotroph)。

?        異養生物因它們攝與有機物的方法不同,會再分為三類:

                   i.           動物式營養(holozoic nutrition

                 ii.           腐生營養(saprophytic nutrition

                iii.           寄生營養(parasitic nutrition

 

3.1  動物式營養

?        大部分動物透過進食其他生物以吸取固體的有機食物,並於體內進行消化。當中再分為三種:

                   i.           草食性動物:

                 ii.           肉食性動物:

                iii.           雜食性動物:

 

3.2  腐生營養

?        生物透過吸取死亡或無生命的有機物,通常於體外進行消化。

?        例子:腐生的真菌和細菌。

 

3.3  寄生營養

?        寄生生物居住於寄主體內(如絛蟲)或體外(如菟絲子),並直接從寄主吸取有機食物。所有寄生生物對寄主都有損。

資料來源:以撒之家