நுண்ணங்கி போசணை மற்றும் அனுசேப பல்வகைமை
ஏன் இது முக்கியம்? சில பாக்டீரியாக்கள் சூரிய ஒளி இல்லாமல் இரும்பு அல்லது கந்தகத்திலிருந்து சக்தி பெறுகின்றன — இது சூரியனில்லாத கோள்களிலும் உயிர் சாத்தியம் என்று காட்டுகிறது.
சக்தி மூலமும் கார்பன் மூலமும் வேறுபட்டால் வேறு ஊட்டச்சத்து வகை — இந்த 2×2 அட்டவணையே நுண்ணுயிர்வியலின் வளர்சிதை வரைபடம்.
- சக்தி மற்றும் காபன் மூலத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு நுண்ணங்கிகளின் நான்கு போசணை வகைகளை வகைப்படுத்துதல்.
- ஒட்சிசன் தாங்கற்தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டு நுண்ணங்கிகளை நான்கு உடற்றொழிலியல் கூட்டங்களாக வேறுபடுத்துதல்.
- நைதரசன் பதித்தல், சுவாசம் மற்றும் நொதித்தல் ஆகிய அனுசேபப் பல்வகைமையை விளக்குதல்.
1. வகைப்படுத்தும் இரு அடிப்படை
நுண்ணங்கிகள் இரு கேள்விகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: (i) சக்தியை எங்கிருந்து பெறுகின்றன? — ஒளி (light, photo-) அல்லது இரசாயன (chemical, chemo-); (ii) காபனை (carbon) எங்கிருந்து பெறுகின்றன? — CO₂ (அசேதன காபன், auto-) அல்லது சேதனப் பொருள் (organic, hetero-). இவ்விரு அடிப்படைகள் இணைந்து நான்கு பிரதான போசணை வகைகளை (nutritional types) உருவாக்குகின்றன.
2. நான்கு போசணை வகைகள் (nutritional types)
Cyanobacteria — photoautotroph
Wikipedia → · CC
| போசணை வகை | சக்தி மூலம் | காபன் மூலம் | உதாரணம் | சுற்றுச்சூழல் பங்கு |
|---|---|---|---|---|
| ஒளித்தற்போசணை (Photoautotroph) | ஒளி | CO₂ (அசேதன காபன்) | சயனோபற்றீரியா (Nostoc, Anabaena), ஊதாக் கந்தக பற்றீரியா, பச்சைக் கந்தக பற்றீரியா | O₂ உற்பத்தி; பிரதான உற்பத்தியாளர்; காபன் நிலைப்படுத்தல் |
| இரசாயன தற்போசணை (Chemoautotroph) | அசேதன இரசாயனப் பொருள்களின் ஒட்சியேற்றம் (NH₃, H₂S, Fe²⁺, H₂) | CO₂ (அசேதன காபன்) | Nitrosomonas (NH₃→NO₂⁻), Nitrobacter (NO₂⁻→NO₃⁻), Thiobacillus thiooxidans (கந்தகம்) | நைதரசன் சுழற்சி; கந்தக சுழற்சி; ஆழ்கடல் துவாரச் சூழல் |
| ஒளி பிறபோசணை (Photoheterotroph) | ஒளி | சேதனப் பொருள் | ஊதாக் கந்தக மற்ற பற்றீரியா, பச்சைக் கந்தக மற்ற பற்றீரியா | ஒட்சிசனற்ற நீர்ச் சூழல்களில் வரையறுக்கப்பட்டது |
| இரசாயன பிறபோசணை (Chemoheterotroph) | சேதன இரசாயனப் பொருள்களின் ஒட்சியேற்றம் | சேதனப் பொருள் | அனேகமான பற்றீரியா + எல்லா பூஞ்சை + protozoa + விலங்குகள் | சிதைவு; ஊட்டச் சுழற்சி; நோய் |
3. ஒட்சிசன் தாங்கற்தன்மை (oxygen relationships)
Aerobe vs anaerobe growth patterns
Wikipedia → · CC
ஒட்சிசனுக்கான தாங்கற்தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டு நுண்ணங்கிகள் நான்கு உடற்றொழிலியல் (physiological) கூட்டங்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.
| கூட்டம் | O₂ தேவை | உதாரணம் |
|---|---|---|
| கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி (Obligate aerobe) | உயிர்வாழ O₂ அவசியம்; ஒட்சியேற்றப் பொசுப்போரிலேற்றம் மூலம் சக்தி | Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas |
| கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி (Obligate anaerobe) | O₂ நச்சானது; நொதித்தல் / காற்றின்றிய சுவாசம் மூலம் சக்தி | Clostridium tetani, C. botulinum |
| அமையத்திற்கேற்ற காற்றின்றி வாழி (Facultative anaerobe) | O₂ உள்ளபோது ஒட்சியேற்றப் பொசுப்போரிலேற்றத்தை விரும்பும்; இல்லையெனில் நொதித்தல் | Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae (yeast) |
| நுண்ணிய காற்று நாடி (Microaerophile) | வளியில் உள்ளதைவிடக் குறைந்த O₂ செறிவு தேவை | Helicobacter pylori, Campylobacter |
4. சக்தி கொடுக்கும் அனுசேபம் (energy-yielding metabolism)
Ethanol fermentation pathway
Wikipedia → · CC
- காற்றுவாழ் சுவாசம் (Aerobic respiration): குளுக்கோசு + O₂ → CO₂ + H₂O + ~38 ATP (மிக அதிக ATP). இறுதி இலத்திரன் ஏற்பி O₂.
- காற்றின்றிய சுவாசம் (Anaerobic respiration): மாற்று இறுதி இலத்திரன் ஏற்பிகள் — NO₃⁻ (denitrification), SO₄²⁻ (சல்பேற்று ஒடுக்கிகள் — Desulfovibrio), Fe³⁺. குறைந்த ATP ஆனால் O₂ இன்றி உயிர்வாழ உதவும்.
- நொதித்தல் (Fermentation): இலத்திரன் கடத்துச் சங்கிலி (ETC) இல்லை; சேதன மூலக்கூறு இலத்திரன் ஏற்பியாகச் செயற்படுகிறது; குளுக்கோசுக்கு 2 ATP மட்டும்.
- இலாக்ரிக் அமில நொதித்தல் (தயிர், yoghurt) — Lactobacillus.
- அற்ககோல் நொதித்தல் (beer, wine, bread) — Saccharomyces: குளுக்கோசு → ethanol + CO₂.
5. நைதரசன் பதித்தல் (nitrogen fixation)
Nitrogenase enzyme structure
Wikipedia → · CC
சில பற்றீரியா வளிமண்டல மூலக்கூறு நைதரசனை (N₂) அமோனியாவாக மாற்றும் ஆற்றலுடையவை. இத்தாக்கம் நைதரசனேசு (nitrogenase) நொதியத்தால் ஊக்குவிக்கப்படுகிறது; இந்நொதியம் ஒட்சிசனுக்கு உணர்திறனுடையது.
- தனிவாழ் நைதரசன் பதிப்பிகள் (Free-living): Azotobacter sp.
- ஒன்றிய வாழ் நைதரசன் பதிப்பிகள் (Symbiotic): Rhizobium sp. — பயற்றை வேர் முடிச்சுகளில்; Anabaena–Azolla ஒன்றியம் (சிறப்புக் கலமான பல்லினச்சிறப்பு / heterocyst இல் நைதரசன் பதிக்கப்படுகிறது).
6. பிற ஊட்டத் தேவைகள் (other nutritional requirements)
- பேரூட்டங்கள் (Macronutrients): C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Fe — கல அமைப்புகளுக்கும் அனுசேபத்துக்கும் அதிக அளவில் தேவை.
- நுண்ணூட்டங்கள் / தடயமூலகங்கள் (Micronutrients): Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Ni — மிகச் சிறிய அளவில்; பெரும்பாலும் நொதி இணைக்காரணிகள் (cofactors).
- வளர்ச்சிக் காரணிகள் (Growth factors): ஒரு உயிரி தானே தொகுக்க இயலாத சேதனப் பொருள் — அமினோ அமிலங்கள், விற்றமின், purine, pyrimidine. அதிக வளர்ச்சிக் காரணிகள் தேவைப்படும் உயிரிகள் fastidious எனப்படும்.
7. வெப்பநிலை, pH மற்றும் உப்பு விருப்பம்
| கூட்டம் | உகந்த நிலை | உதாரணம் |
|---|---|---|
| Psychrophile (குளிர்விரும்பி) | <15 °C | முனை / ஆழ்கடல் பற்றீரியா; குளிர்சாதனப் பெட்டியில் உணவைக் கெடுக்கும் வகைகள் |
| Mesophile (இடைவெப்ப விரும்பி) | 20–45 °C | பெரும்பாலான மனித நோய்க்கிருமி (E. coli, Salmonella) |
| Thermophile (வெப்பவிரும்பி) | 45–80 °C | சூடான ஊற்றுகள் (Bacillus, Thermus aquaticus) |
| Hyperthermophile (மீவெப்பவிரும்பி) | >80 °C | நீர்வெப்பத் துவாரங்கள் (Pyrolobus); பெரும்பாலும் archaea |
| Acidophile / Neutrophile / Alkalophile | pH <5 / 6–8 / >9 | Helicobacter (இரைப்பை) / பெரும்பாலான பற்றீரியா / soda lakes archaea |
| Halophile (உப்புவிரும்பி) | உயர் உப்புச் சூழல் | சவக்கடல், உப்பளம் (Halobacterium) |
Bacteria (Updated)
Amoeba Sisters
- வடிவம் + அளவு / Shape and size
- சக்தி மூலம் + காபன் மூலம் / Source of energy and carbon
- pH + வெப்பநிலை / pH and temperature
- DNA + RNA
- கலச்சுவர் + சவ்வு / Wall and membrane
பதில் / Answer
- இரண்டு / Two
- மூன்று / Three
- நான்கு / Four
- ஐந்து / Five
- ஆறு / Six
பதில் / Answer
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- இரசாயன பிறபோசணை / Chemoheterotroph
- ஒளி பிறபோசணை / Photoheterotroph
- இரசாயன தற்போசணை / Chemoautotroph
- -
பதில் / Answer
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- இரசாயன தற்போசணை / Chemoautotroph
- ஒளி பிறபோசணை / Photoheterotroph
- இரசாயன பிறபோசணை / Chemoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- ஒளியிலிருந்து / From light
- அசேதன இரசாயனப் பொருள்களின் ஒட்சியேற்றத்திலிருந்து / Oxidation of inorganic chemicals
- சேதனப் பொருளை உண்டு / By eating organic matter
- நைதரசன் பதித்தலிலிருந்து / From nitrogen fixation
- -
பதில் / Answer
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- இரசாயன தற்போசணை / Chemoautotroph
- இரசாயன பிறபோசணை / Chemoheterotroph
- ஒளி பிறபோசணை / Photoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- ஒளி பிறபோசணை / Photoheterotroph
- இரசாயன தற்போசணை / Chemoautotroph
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- இரசாயன பிறபோசணை / Chemoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- சேதனப் பொருள் / Organic compounds
- CO₂ (அசேதன காபன்) / CO₂ (inorganic carbon)
- அமினோ அமிலம் / Amino acids
- குளுக்கோசு / Glucose
- -
பதில் / Answer
- இரண்டு / Two
- மூன்று / Three
- நான்கு / Four
- ஐந்து / Five
- -
பதில் / Answer
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / Obligate aerobe
- கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / Obligate anaerobe
- அமையத்திற்கேற்ற காற்றின்றி வாழி / Facultative anaerobe
- நுண்ணிய காற்று நாடி / Microaerophile
- -
பதில் / Answer
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / Obligate aerobe
- கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / Obligate anaerobe
- நுண்ணிய காற்று நாடி / Microaerophile
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- -
பதில் / Answer
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / Obligate aerobe
- அமையத்திற்கேற்ற காற்றின்றி வாழி / Facultative anaerobe
- நுண்ணிய காற்று நாடி / Microaerophile
- கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / Obligate anaerobe
- -
பதில் / Answer
- நுண்ணிய காற்று நாடி / Microaerophile
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / Obligate aerobe
- கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / Obligate anaerobe
- ஒளி பிறபோசணை / Photoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / Obligate aerobe
- நுண்ணிய காற்று நாடி / Microaerophile
- ஒளித்தற்போசணை / Photoautotroph
- கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / Obligate anaerobe
- -
பதில் / Answer
- ~2
- ~12
- ~38
- ~100
- ~4
பதில் / Answer
- 2
- 38
- 18
- 6
- 0
பதில் / Answer
- O₂ இறுதி இலத்திரன் ஏற்பி / O₂ as terminal electron acceptor
- இலத்திரன் கடத்துச் சங்கிலி இல்லை; சேதன மூலக்கூறு இலத்திரன் ஏற்பி / No ETC; organic molecule is electron acceptor
- NO₃⁻ இறுதி ஏற்பி / NO₃⁻ terminal acceptor
- மிக அதிக ATP / Very high ATP yield
- -
பதில் / Answer
- இலாக்ரிக் அமிலம் / Lactic acid
- Ethanol + CO₂
- Acetic acid + H₂O
- Methane + CO₂
- -
பதில் / Answer
- அற்ககோல் நொதித்தல் / Alcoholic fermentation
- இலாக்ரிக் அமில நொதித்தல் / Lactic acid fermentation
- அசிற்றிக் அமில நொதித்தல் / Acetic acid fermentation
- Methane நொதித்தல்
- -
பதில் / Answer
- Desulfovibrio (சல்பேற்று ஒடுக்கி) / Desulfovibrio
- Nitrobacter
- Saccharomyces
- Rhizobium
- -
பதில் / Answer
- Ethanol உற்பத்தி / Produce ethanol
- CO₂ உருவாக்கி மாவை விரிவடையச் செய்தல் / Generate CO₂ to make dough rise
- அமிலம் உற்பத்தி / Produce acid
- நிறம் கொடுத்தல் / Add colour
- -
பதில் / Answer
- நைதரசன் பதித்தல் / Nitrogen fixation
- Denitrification
- நொதித்தல் / Fermentation
- ஒட்சியேற்றம் / Oxidation
- Nitrification
பதில் / Answer
- நைதரசனேசு (nitrogenase) / Nitrogenase
- அமைலேசு / Amylase
- இலைகேசு / Ligase
- பொலிமரேசு / Polymerase
- -
பதில் / Answer
- Rhizobium
- Azotobacter
- Lactobacillus
- Nitrobacter
- -
பதில் / Answer
- இலைகளில் / In leaves
- பயற்றை வேர் முடிச்சுகளில் / In legume root nodules
- மண்ணில் தனியாக / Free in soil
- விலங்கு குடலில் / In animal gut
- -
பதில் / Answer
- பல்லினச்சிறப்பு (heterocyst) / Heterocyst
- தைலகாய்டு / Thylakoid
- நிறமூர்த்தம் / Chromosome
- ரைபோசோம் / Ribosome
- -
பதில் / Answer
- நுண்ணூட்டங்கள் / Micronutrients
- பேரூட்டங்கள் (C, H, O, N, P, S...) / Macronutrients
- வளர்ச்சிக் காரணிகள் / Growth factors
- தடயமூலகங்கள் / Trace elements
- -
பதில் / Answer
- காபன் மூலம் / Carbon source
- நொதி இணைக்காரணிகள் (cofactors) / Enzyme cofactors
- சக்தி மூலம் / Energy source
- இலத்திரன் ஏற்பி / Electron acceptors
- -
பதில் / Answer
- பேரூட்டங்கள் / Macronutrients
- வளர்ச்சிக் காரணிகள் (growth factors) / Growth factors
- தடயமூலகங்கள் / Trace elements
- CO₂
- -
பதில் / Answer
- Psychrophile
- Mesophile
- Thermophile
- Halophile
- Acidophile
பதில் / Answer
- Thermophile
- Halophile (உப்புவிரும்பி) / Halophile
- Acidophile
- Psychrophile
- -
பதில் / Answer
- O₂ வெளியேற்றாத / Anoxygenic
- தாவரங்களைப் போன்ற ஒட்சிசனிய ஒளிச்சேர்க்கை / Oxygenic, like plants
- ஒளியின்றி / Without light
- CO₂ வெளியேற்றும் / Releases CO₂
- -
பதில் / Answer
- நுண்ணங்கிகளின் நான்கு போசணை வகைகளை அவற்றின் சக்தி + காபன் மூலத்துடன் கூறுக. / Name the four nutritional types of microbes with their energy and carbon sources. (4)
- கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி, கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி, அமையத்திற்கேற்ற காற்றின்றி வாழி வேறுபடுத்துக. / Distinguish obligate aerobe, obligate anaerobe and facultative anaerobe. (3)
- நொதித்தல் சக்தி ஈட்டத்தில் காற்றுவாழ் சுவாசத்திலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது? / How does fermentation differ from aerobic respiration in energy yield? (2)
- நைதரசன் பதித்தலை ஊக்குவிக்கும் நொதியத்தைக் கூறுக. / Name the enzyme catalysing nitrogen fixation. (1)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) காற்றுவாழி — O₂ அவசியம், ஒட்சியேற்றப் பொசுப்போரிலேற்றம்; கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி — O₂ நச்சு, நொதித்தல்; அமையத்திற்கேற்ற — O₂ இருந்தால் சுவாசம், இல்லையெனில் நொதித்தல். (3)
(இ) காற்றுவாழ் சுவாசம் ~38 ATP (O₂ இறுதி ஏற்பி, ETC உண்டு); நொதித்தல் 2 ATP மட்டும் (ETC இல்லை, சேதன மூலக்கூறு ஏற்பி). (2)
(ஈ) நைதரசனேசு (nitrogenase). (1)
நுண்ணங்கிகள் காட்டும் போசணை மற்றும் அனுசேபப் பல்வகைமையை — போசணை வகைகள், ஒட்சிசன் தாங்கற்தன்மை, சக்தி ஈட்டும் வழிகள் மற்றும் நைதரசன் பதித்தல் உள்ளடக்கி விபரிக்க. / Describe the nutritional and metabolic diversity of microbes, covering nutritional types, oxygen tolerance, energy-yielding pathways and nitrogen fixation.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• ஒட்சிசன்: கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி / கட்டுப்பட்ட காற்றின்றி வாழி / அமையத்திற்கேற்ற / நுண்ணிய காற்று நாடி.
• சக்தி ஈட்டம்: காற்றுவாழ் சுவாசம் (~38 ATP); காற்றின்றிய சுவாசம் (NO₃⁻/SO₄²⁻/Fe³⁺); நொதித்தல் (2 ATP — இலாக்ரிக்/அற்ககோல்).
• நைதரசன் பதித்தல்: N₂ → NH₃; நைதரசனேசு; தனிவாழ் (Azotobacter) + ஒன்றிய வாழ் (Rhizobium, Anabaena–Azolla, heterocyst).
• பிற தேவைகள்: பேரூட்டம், நுண்ணூட்டம், வளர்ச்சிக் காரணிகள்; வெப்பநிலை/pH/உப்பு விருப்பம்.
பதில் / Show answer
- போசணை: தன்னூட்ட / பிறூட்ட.
- ஆற்றல் மூலம்: ஒளி (photo) / இரசாயன (chemo).
- O₂ தேவை: காற்றுவாழ் / காற்றிலி / விருப்பத்தேர்வு.