化学合成生物と従属栄養生物

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化学合成生物と従属栄養生物の違い

化学合成生物 vs. 従属栄養生物

大西洋に存在するブラックスモーカー。化学合成生物にエネルギーや栄養を供給する 化学合成生物（かがくごうせいせいぶつ Chemotroph）は、周囲環境にある電子供与体の酸化によってエネルギーを得る生物である。化学栄養生物とも言う。 使う分子は有機物の場合もあるし無機物を使う例もある。前者の場合は化学合成有機栄養生物（chemoorganotroph）、後者の場合は化学合成無機栄養生物（chemolithotroph）と言う。化学合成生物は、太陽光エネルギーを利用する光合成生物と対比する称呼である。 化学合成生物は、独立栄養生物または、従属栄養生物である。 化学合成独立栄養生物（Chemoautotrophs, chemotrophic autotroph）は、化学反応からエネルギーを得ることに加えて、必要な全ての有機化合物を二酸化炭素から合成する。化学合成独立栄養生物が利用するエネルギー源は、硫化水素、硫黄、酸化鉄(II)、水素分子、アンモニアなどがある。ほとんどは真正細菌か古細菌で、往々にして熱水噴出口のような極限環境に棲息しており、その生態系の一次生産者である。 化学合成独立栄養生物は一般的にいくつかのグループに分類される。メタン菌、メタン酸化菌、硫黄酸化菌、水素酸化菌、鉄酸化菌、硝酸菌、亜硝酸菌、アナモックス菌（anammox. 従属栄養生物（じゅうぞくえいようせいぶつ、heterotroph）とは、生育に必要な炭素を得るために有機化合物を利用する生物をいう。食物連鎖における消費者または分解者である。独立栄養生物（autotroph）の逆。 動物・菌類のすべて、また細菌の多くが従属栄養生物である。植物は一般には独立栄養生物であるが、寄生植物および腐生植物は完全または部分的に従属栄養に変化したものである。食虫植物は生育に必要な窒素を虫から得ているが、炭素は二酸化炭素から得ているので、独立栄養といえる。従属栄養生物は無機化合物から炭素を得ることができないので、他の生物から有機化合物を得なければならない。 従属栄養生物は、次の2つのタイプに分けられる：.

二酸化炭素

二酸化炭素（にさんかたんそ、carbon dioxide）は、化学式が CO2 と表される無機化合物である。化学式から「シーオーツー」と呼ばれる事もある。 地球上で最も代表的な炭素の酸化物であり、炭素単体や有機化合物の燃焼によって容易に生じる。気体は炭酸ガス、固体はドライアイス、液体は液体二酸化炭素、水溶液は炭酸・炭酸水と呼ばれる。 多方面の産業で幅広く使われる（後述）。日本では高圧ガス保安法容器保安規則第十条により、二酸化炭素（液化炭酸ガス）の容器（ボンベ）の色は緑色と定められている。 温室効果ガスの排出量を示すための換算指標でもあり、メタンや亜酸化窒素、フロンガスなどが変換される。日本では2014年度で13.6億トンが総排出量として算出された。.

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光合成

光合成では水を分解して酸素を放出し、二酸化炭素から糖を合成する。 光合成の主な舞台は植物の葉である。 光合成（こうごうせい、Photosynthese、photosynthèse、拉、英: photosynthesis）は、主に植物や植物プランクトン、藻類など光合成色素をもつ生物が行う、光エネルギーを化学エネルギーに変換する生化学反応のことである。光合成生物は光エネルギーを使って水と空気中の二酸化炭素から炭水化物（糖類：例えばショ糖やデンプン）を合成している。また、光合成は水を分解する過程で生じた酸素を大気中に供給している。年間に地球上で固定される二酸化炭素は約1014kg、貯蔵されるエネルギーは1018kJと見積もられている『ヴォート生化学 第3版』 DONALDO VOET・JUDITH G.VOET 田宮信雄他訳 東京化学同人 2005.2.28。 「光合成」という名称を初めて使ったのはアメリカの植物学者チャールズ・バーネス（1893年）である『Newton 2008年4月号』 水谷仁 ニュートンプレス 2008.4.7。 ひかりごうせいとも呼ばれることが多い。かつては炭酸同化作用（たんさんどうかさよう）とも言ったが現在はあまり使われない。.

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真正細菌

真正細菌（しんせいさいきん、bacterium、複数形 bacteria バクテリア）あるいは単に細菌（さいきん）とは、分類学上のドメインの一つ、あるいはそこに含まれる生物のことである。sn-グリセロール3-リン酸の脂肪酸エステルより構成される細胞膜を持つ原核生物と定義される。古細菌ドメイン、真核生物ドメインとともに、全生物界を三分する。 真核生物と比較した場合、構造は非常に単純である。しかしながら、はるかに多様な代謝系や栄養要求性を示し、生息環境も生物圏と考えられる全ての環境に広がっている。その生物量は膨大である。腸内細菌や発酵細菌、あるいは病原細菌として人との関わりも深い。語源はギリシャ語の「小さな杖」（βακτήριον）に由来している。.

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無機化合物

無機化合物（むきかごうぶつ、inorganic compound）は、有機化合物以外の化合物であり、具体的には単純な一部の炭素化合物（下に示す）と、炭素以外の元素で構成される化合物である。“無機”には「生命力を有さない」と言う意味があり、“機”には「生活機能」と言う意味がある。 炭素化合物のうち無機化合物に分類されるものには、グラファイトやダイヤモンドなど炭素の同素体、一酸化炭素や二酸化炭素、二硫化炭素など陰性の元素と作る化合物、あるいは炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、青酸と金属青酸塩、金属シアン酸塩、金属チオシアン酸塩、金属炭化物などの塩が挙げられる。 無機化合物の化学的性質は、元素の価電子（最外殻電子）の数に応じて性質が多彩に変化する。特に典型元素は周期表の族番号と周期にそれぞれ特有の性質の関連が知られている。 典型元素.

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独立栄養生物

立栄養生物（どくりつえいようせいぶつ、autotroph）は、無機化合物（二酸化炭素、重炭酸塩など）だけを炭素源とし、無機化合物または光をエネルギー源として生育する生物をいう。食物連鎖では生産者に当たる。従属栄養生物（heterotroph）の逆。 独立栄養生物は、エネルギー源により2つに分けられる：.

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栄養的分類

栄養的分類（えいようてきぶんるい）とは、生物（特に微生物）の増殖、生育条件による分類法であり、厳密な種の分類等には余り用いられないものの、網羅的な性質を簡易に理解するために用いられる。例えば、Escherichia coliという学名だけではいかなる性質の生物か示されていないが、Escherichia coliは化学合成従属栄養生物（化学エネルギーをエネルギー源として、炭素源として有機物を利用する、詳細は以下に述べる）である、と書けば直感的に理解できる。 栄養的分類のもっとも単純なものとしては、上記の例にも書いているが.

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有機化合物

有機化合物（ゆうきかごうぶつ、organic compound）は、炭素を含む化合物の大部分をさす『岩波 理化学辞典』岩波書店。炭素原子が共有結合で結びついた骨格を持ち、分子間力によって集まることで液体や固体となっているため、沸点・融点が低いものが多い。 下記の歴史的背景から、炭素を含む化合物であっても、一酸化炭素、二酸化炭素、炭酸塩、青酸、シアン酸塩、チオシアン酸塩等の単純なものは例外的に無機化合物と分類し、有機化合物には含めない。例外は慣習的に決められたものであり『デジタル大辞泉』には、「炭素を含む化合物の総称。ただし、二酸化炭素・炭酸塩などの簡単な炭素化合物は習慣で無機化合物として扱うため含めない。」と書かれている。、現代では単なる「便宜上の区分」である。有機物質（ゆうきぶっしつ、organic substance『新英和大辞典』研究社）あるいは有機物（ゆうきぶつ、organic matter『新英和大辞典』研究社）とも呼ばれるあくまで別の単語であり、同一の概念ではない。。.

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