Chemosynteza

Organizmy żywe chemosyntetyzujące (bakterie) wykorzystują do produkcji zw. organicznych energię chemiczną, która wyzwala się w procesie utleniania związków takich jak amoniak, mocznik, CO, H. Jest to proces syntezy związków organicznych z nieorganicznych przy udziale energii wyzwalanej podczas utleniania, różnych związków nieorganicznych, np. CO, NH3, lub prostych związków organicznych, np. CH4, jonów, np. Fe2+ lub pierwiastków, np. S, H.
Proces utleniania regulują bakterie ze zreduk. zw. org. i nieorg. lub pierw. (H2S, S, NH3, HNO3, CO, Fe, H2).
REAKCJE CHEMOSYNTEZY:
I: SUBSTRAT + 1/2 O2 -> SUBSTRAT utleniony + ENERGIA
II: CO2 + H2O + ENERGIA -> ZW.ORG. + O2^

W rolnictwie bardzo ważną rolę odgrywają bakterie siarkowe i nitryfikacyjne.
Nitryfifkacyjne zatrzymują w glebie amoniak wydzielający się w procesie mineralizacji resztek pożniwnych. Współdziałają 2 rodzaje bakterii: I: Nitrosomonas i II: Nitrosobakter, przekształcające amoniak w azotany.
I: 2NH3 + 3O2 ->2HNO2 + 2H2O + energia
II: HNO2 + O2 -> 2HNO3 + energia
HNO3 występuje w glebie w postaci zdysocjowanej, a jony te są bardzo łatwo pobierane przez rośliny.

Nitrosomonas – bardzo silnie absorbowane przez glebę, bardzo odporne na brak wody, mogą dużo czasu przetrwać w utajnieniu.

Niektóre z bakterii siarkowych bdb rozwijają się w środ. kwaśnym. Utlenianie H2S do siarczanu jest procesem wieloetapowym. Poszczególne etapy prowadzone są przez różne szczepy bakterii. Bakterie nitryfikacyjne i siarkowe pełnią bardzo ważną rolę w glebie, uwalniają ją z toksyn, przyczyniając się m.in. do obiegu pierw. Natomiast bakterie wodne przyczyniają się do szmooczyszczania ścieków, a bakterie glebowe – do żyzności gleby.

Nitryfikatory, bakterie nitryfikacyjne, grupa samożywnych bakterii chemosyntetyzujących utleniających amoniak do azotynów (np. rodzaj Nitrosomonas)
2NH3 + 3O2  2HNO2 = 2H2O + energia (662kJ)
i dalej do azotanów (np. rodzaj Nitrobacter).
2HNO2 + O2  2HNO3 +energia (176kJ)

Siarkowe bakterie, grupa mikroorganizmów autotroficznych (samożywność), które czerpią energię potrzebną do syntezy związków organicznych (asymilacji dwutlenku węgla) z utleniania różnych związków siarki, np. siarkowodoru:
2H2S + O2 2H2O + S2 + energia.
Powstająca wolna siarka jest wydzielana na zewnątrz lub gromadzi się wewnątrz komórek.
Do tej grupy zalicza się także sinicę Beggiatoa, która ma zdolność utleniania siarki do kwasu siarkowego (gdy w podłożu zostanie wyczerpany siarkowodór):
S2 + 3O2 + 2H2O  2H2SO4 + energia.
Siarkowe bakterie występują pospolicie na całej kuli ziemskiej, ich działalność przyczyniła się do powstania złóż siarki.

Bakterie wodorowe – utleniają wodór cząsteczkowy do wody
2H2 + O2  2H2O + energia (573kJ)
Bakterie żelazowe utleniają związki żelazawe do żelazowych
4FeCO3 + O2 + 6H2O  4Fe(OH)3 + 4CO2 + energia (167kJ)
Bakterie tlenkowęglowe – czerpią energię z utleniania CO2
Bakterie metanowe (metanofory) – utleniające CH4 do CO3 i H2O

Dzięki utlenianiu związków mineralnych przechodzą one w postać bardziej przyswajalną przez rośliny, co przyczynia się do lepszego ich wykorzystania i niezalegania w środowisku. Z tego względu chomosynteza wnosi ważny wkład do obiegu materii w przyrodzie. Utlenianie takich związków toksycznych jak siarkowodór, siarka, powoduje dodatkowo oczyszczenie środowiska.