Chemolithoautotrophic Bacteria pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Yamanaka, Tateo

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:

价格:$ 213.57

装帧:

isbn号码:9784431785408

丛书系列:

图书标签:

Chemolithotrophy
Autotrophy
Bacteria
Microbiology
Environmental Microbiology
Geomicrobiology
Biogeochemical Cycles
Extremophiles
Metabolism
Carbon Fixation

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具体描述

Bacteria change the surface of the Earth. All kinds of bacteria reside in the biosphere, and although sometimes they may cause damage, they also help in cleaning the surface of the Earth and in the circulation of various substances. Chemolithoautotrophic bacteria in particular have a unique and intimate relationship with inorganic substances and human beings. This book covers in detail advances in the biochemistry and physiology of several chemolithoautotrophic bacteria as well as their relationship to certain environments. Included are recent findings regarding the oxidation mechanisms of ammonia, nitrite, sulfur compounds, and ferrous iron by special bacteria. The characteristics of many cytochromes are described to further advance the understanding of bacterial oxidation systems of inorganic compounds. Applications of bacteria, such as in sewage treatment and in biohydometallurgy, among others, are detailed, and bacteria considered closest to the origins of life are discussed in the final chapter.

探索生命的起源与演化：来自地球深处的微生物世界图书名称：《暗物质生物学：深海热泉与地下岩石圈中的生命奥秘》图书简介：生命，这个我们习以为常的现象，其起源与存在形式远比地表阳光下的光合作用复杂得多。本书将带领读者潜入地球最幽暗、最极端的角落——深海热液喷口和广袤无垠的地下岩石圈，揭示一个完全依赖化学能而非光能维持的生态系统。我们将深入探讨“暗物质生物学”这一新兴前沿领域，聚焦那些构成地球生物圈最古老、最基础生命形式的微生物群落。第一部分：超越光合作用的能量学传统生物学教科书将生命的基础建立在太阳能驱动的光合作用之上。然而，本书将挑战这一范式，详细阐述化能自养（Chemoautotrophy）这一生命能量获取机制的精妙与重要性。 1.1 化学驱动的生命引擎：阐释化学能如何替代光子成为驱动生物合成的终极动力。我们将剖析不同的电子供体和电子受体对，例如硫化物、甲烷、铁离子、氢气等，以及微生物如何利用这些无机化合物的氧化还原反应来固定二氧化碳，合成有机物。这种能量转化过程的效率、特异性酶系结构以及它们在生态系统能量流中的基础地位将被详尽分析。 1.2 还原性合成途径的演化：深入比较地球生命演化初期可能采用的碳固定途径，如还原性三羧酸循环（rTCA）、羟基丙酸途径（HPP）及其变体。这些代谢路径的分子机制和在极端环境下的适应性，暗示着地球早期生命可能主要依赖于地质化学过程的驱动。我们将探讨这些途径与现代光合生物的共同祖先关系，揭示生命起源的化学线索。第二部分：深海热液喷口的极端生物圈深海热液喷口（Hydrothermal Vents）是地球上最接近地外生命环境的模拟场。这里，炙热、富含矿物质的流体从地壳裂缝中喷涌而出，形成了温度梯度从接近冰点到超过400°C的复杂微环境。 2.1 黑烟囱与白烟囱的化学景观：详细描述不同类型热液喷口（如黑烟囱、白烟囱、蛇纹岩化作用产生的低温渗流）的地球化学特征。重点分析高温流体中硫化氢、甲烷、氢气和重金属离子的浓度梯度，以及这些梯度如何支撑起层次分明的微生物群落结构。 2.2 极端微生物的生理适应：聚焦于居住在这些喷口附近的超嗜热菌和嗜压菌。本书将介绍它们的分子生物学策略，例如如何通过特异性的脂质结构（如单层脂质）维持细胞膜的完整性，如何利用分子伴侣系统防止蛋白质在高温下变性，以及它们DNA修复机制的独特性。我们将特别关注深海热液生态系统中的初级生产者，它们如何成为整个食物链的基石，支撑着管虫、蛤类和蟹类等宏观生物群落。第三部分：岩石圈的“地下生物圈”（The Deep Subsurface Biosphere）地壳深处，远离阳光和海洋表面，存在一个庞大且相对稳定的生命圈层——岩石圈地下生物圈。这是一个被认为可能包含地球最大生物量之一的隐蔽世界。 3.1 沉积物与基岩中的生命存续：探讨微生物如何渗透并定居在数千米深的沉积岩和结晶基岩的裂隙水中。我们将分析这些生命体的能量来源，通常是地质活动产生的辐射分解水（Radiolysis of water）产生的氢气，或是岩石与水相互作用产生的化学物质。这些生命形态在极端贫营养（Oligotrophic）条件下存活的机制令人惊叹。 3.2 慢速生长与长寿：深入讨论深层地下微生物的代谢特征——极度缓慢的生长速率（Ultra-slow growth）。由于能量和营养物质的极度稀缺，许多微生物种群可能数十年甚至数百年才完成一次细胞分裂。本书将探讨如何利用放射性碳定年法和基因组学分析来估算这些古老生命的“年龄”和代谢惰性状态。 3.3 蛇纹岩化作用：生命起源的新视角：重点研究“蛇纹岩化”（Serpentinization）过程——橄榄石与水在高温高压下反应，释放出大量氢气和甲烷。这被认为是早期地球生命可能起源的关键场所。我们将对比深海蛇纹岩化渗流（如Lost City）与传统热液喷口的生态学差异，并讨论这种地质过程对生命起源化学的启示。第四部分：对生命普遍性的启示本书的最终目标是将对这些极端微生物的研究置于更宏大的背景下——寻找地外生命的可能。 4.1 行星生命模型的构建：通过研究地球上这些非光合作用驱动的生态系统，我们可以建立更具包容性的宜居性模型。火星的地下冰层、木卫二（Europa）的冰下海洋、土卫二（Enceladus）的喷流，都可能存在类似于地球深海或地下岩石圈的化学驱动生态系统。本书将详细比对这些天体的地球化学环境，并预测可能存在的微生物代谢模式。 4.2 古老基因组的秘密：探讨化能自养微生物基因组的特征，特别是那些被认为是地球生命最早期分支的微生物（如古菌和某些细菌门类）。通过基因组比对，我们试图重构地球生命早期固碳的“分子化石”，理解生命的最初几亿年是如何在没有大气氧气和阳光的“原始汤”中挣扎求存的。《暗物质生物学》不仅是对地球深处生命的细致描绘，更是对“生命”定义本身的深刻反思。它揭示了地球生物圈的深度、广度和韧性，为理解生命在宇宙中的普遍性提供了坚实的科学基础。