화학합성
[ chemosynthesis , 化學合成 ]
탄산고정에 필요한 에너지를 무기물의 산화에서 방출되는 에너지를 이용하여 유기화합물을 합성하는 경우. 광합성과 대치된다. 화학합성을 하는 생물을 화학합성생물이라고 총칭한다. 이들은 일부 세균에 한정되며, 모두 무기영양()을 할 수 있지만, 무기배지와 의 존재에서만 생육하는 절대독립 영양성 세균과 유기영양(종속영양)도 가능한 임의독립 영양성세균 등이 있다. 무기물의 산화에는 대부분 분자상 산소를 필요로 한다.
그때 방출되는 에너지는 물론 피(被)산화물의 종류에 따라 다르지만, 탄산고정의 능률은 피산화물의 종류에 상관없이 그 주요원소 1그람 원자당 에 대해 거의 일정한 값(7% 내외)을 갖는다. 현재 화학합성의 기구에 관해서는 잘 알려져 있지 않지만, 산화에 의한 유리에너지는 다른 생합성의 경우와 같이 일단 고에너지인산결합의 형태를 거쳐서 탄산고정에 이용된다고 생각한다. 화학합성세균의 탄산고정은 주로 광합성생물에서 발견된 환원적 펜토오스인산회로와 같은 회로에 의거한다.
화학합성세균과 그 산화작용
세균명 | 주요 종류(1예) | 산화작용 | 피산화물의 주요 원소 | -ΔG(kcal) |
---|---|---|---|---|
유황세균 |
Thiobacillus |
H2S + 1/2 O2 → H2O + S |
S |
48.7 |
S + 3/2 O2+H2O → H2SO4 |
S |
120.3 |
||
아질산세균 |
Nitrosomonas |
NH4OH + 3/2 O2 → HNO2 + 2H2O |
N |
65.2 |
아세트산세균 |
Nitrobacter |
HNO2 + 1/2 O2 → HNO3 |
N |
18.0 |
수소세균 |
Hydrogenomonas |
H2 + 1/2 O2 → H2O |
H |
56.6 |
철세균 |
Leptothrix |
FeCO3 + 1/4 O2 + 3/2 H2O → Fe(OH)3+CO2 |
Fe |
- |