第三章 生物體的功能
營養作用
一、 定義
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生物從外界攝取食物以維持生命的過程稱為營養作用。
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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
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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
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凡能將無機物合成有機食物之營養方式稱為自養營養。
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所有進行自養營養的生物稱為自養生物（autotroph）。
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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）
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能量來自光能；常見於綠色植物和藍細菌的光合作用。
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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。
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以綠色植物的光合作用為例：
6
CO2 + 12 H2O ¾¾¾®
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
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葉綠體的色素種類 |
色澤 |
含量（%） |
吸收光譜 |
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葉綠素 |
葉綠素a |
藍綠 |
50.0 |
紅光、藍紫光 |
|
葉綠素b |
黃綠 |
25.0 |
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類胡蘿蔔素 |
葉黃素 |
黃 |
17.0 |
藍紫光 |
|
胡蘿蔔素 |
橙黃 |
8.0 |
||
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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
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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）
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能量來自化學能，只見於某些細菌。
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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。
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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。
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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
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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
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硝化細菌和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
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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）。
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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
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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
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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。
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例子：腐生的真菌和細菌。
3.3 寄生營養
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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