heterocyst是什麼意思，heterocyst的意思翻譯、用法、同義詞、例句

heterocyst英标

英:/'hetərə,sɪst/ 美:/ˈhetərəˌsɪst/

類别

GRE

常用詞典

例句

同義詞

專業解析

異形胞（Heterocyst） 是某些絲狀藍藻（藍細菌）中分化出的特殊細胞類型，其主要功能是在有氧環境中進行生物固氮，将大氣中的惰性氮氣（N₂）轉化為生物可利用的氨（NH₃）。這種分化對於藍藻在氮限制環境中的生存至關重要。

1. 結構與分化：

   • 異形胞是由絲狀藍藻中的普通營養細胞分化而來。分化過程涉及細胞形态和功能的顯著改變。
   • 它們通常比營養細胞更大，具有厚而層疊的細胞壁（由糖脂和多糖組成），這使得氧氣難以滲透進入細胞内部，創造了一個微需氧或厭氧的環境。
   • 分化時，異形胞會失去光合系統II（PSII）活性（負責水光解和氧氣釋放），但保留光合系統I（PSI）活性（負責産生ATP）。同時，它們降解掉固氮酶敏感的葉綠素a，并合成固氮所需的固氮酶。
   • 異形胞在絲狀體上的位置通常是規則的（如間隔出現）或位於特定末端，具體取決於藍藻種類。

2. 核心功能：生物固氮：

   • 異形胞的核心功能是進行生物固氮。固氮酶是執行此功能的酶複合體，但它對氧氣極其敏感，遇氧即失活。
   • 異形胞通過其特殊的厚壁屏障、PSII活性的喪失以及呼吸作用消耗滲入的氧氣，在細胞内部創造并維持一個低氧環境，從而保護固氮酶。
   • 固氮過程需要大量能量（ATP）和還原力。異形胞通過PSI進行環式光合磷酸化産生ATP，所需的還原力（如還原型鐵氧還蛋白）部分來源於鄰近營養細胞輸入的糖類（主要是蔗糖）的分解代謝。

3. 與營養細胞的互作：

   • 異形胞與相鄰的營養細胞之間存在密切的物質交換：
     • 輸入：營養細胞通過胞間連絲向異形胞提供光合作用産生的碳水化合物（主要是蔗糖），作為異形胞進行固氮所需的碳源和能量來源。
     • 輸出：異形胞将固定的氮（主要是谷氨酰胺）輸送回營養細胞，供整個絲狀體生長所需。
   • 這種互惠互利的共生關系确保了在氮源匮乏的環境中，整個藍藻群體能夠協同生長。

4. 生态意義：

   • 異形胞的存在使藍藻成為地球上最重要的固氮生物之一，尤其在貧氮的水體（如湖泊、海洋寡營養區）和土壤生态系統中。
   • 它們固定的氮是生态系統初級生産力的關鍵限制性營養元素來源，對全球氮循環有着重大貢獻。

參考資料來源：

1. Plant Physiology and Development (Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I.M., Murphy, A.) - 植物生理學權威教材中關於藍藻固氮和異形胞功能的章節。
2. The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes (David White, James T. Staley, et al.) - 原核生物生理生化專著中對藍藻異形胞結構與功能的詳細描述。
3. Environmental Microbiology (Eldor Paul, Editor) - 環境微生物學書籍中闡述藍藻固氮及其在生态系統氮循環中的作用。

網絡擴展資料

heterocyst（異形細胞）是藍細菌（如念珠藻屬 Nostoc）中的一種特化細胞，主要功能為固氮。以下是詳細解釋：

1. 基本定義
   heterocyst 指藍細菌在氮饑餓條件下分化出的特殊細胞，其細胞壁較厚且内部微氧環境，為固氮酶提供適宜條件，将大氣中的氮氣（N₂）轉化為可利用的氮源（如氨）。該詞由“hetero-”（不同）和“cyst”（胞）構成，強調其形态和功能的獨特性。

2. 生物學功能

   • 固氮作用：異形細胞通過固氮酶進行生物固氮，為藍細菌提供氮營養，尤其在氮匮乏的環境中至關重要。
   • 結構適應：其厚壁結構可減少氧氣滲透，避免固氮酶失活；同時通過光系統I進行有限的光合作用，維持能量供應。

3. 調控機制
   研究顯示，異形細胞分化與蛋白調控有關。例如，HetF 蛋白酶可水解抑制蛋白 PatU3，從而解除對細胞分裂和異形胞發育的抑制，确保分化正常進行。

發音：英音 [ˈhetərəʊsɪst]，美音 [ˈhetəroʊsɪst]。
相關術語：與普通營養細胞相比，異形細胞缺乏光系統II，不産氧，從而保護固氮酶活性。

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