Nitrifitseerivatel bakterid. Tähendus nitrifitseerivate bakterid

Autor tüüpi toitu kõigile tuntud elusorganismide jagunevad kahte suurde rühma: heteroseksuaalne ja autotroofid. Eripäraks viimane on nende võime ise ehitada uusi elemente süsihappegaasi ja teiste anorgaaniliste ainete korral.

Energiaallikaid, mis toetavad nende elulisi funktsioone, põhjustada nende jagamine fotoaftotrofy (allikas - valgus) ja chemoautotrophs (allikas - mineraalained). Ja sõltuvalt nimi alust, milles oksüdeeritakse hemoavtortofy nad jagunevad vesinikust ja nitrifitseerivate bakterite, samuti väävli ja raua bakterid.

See artikkel keskendub kõige levinum nende seas rühm - nitrofitsiruyuschim bakterid.

Ajalugu avastus

Tagasi keskel 19. sajandil Saksa teadlased on tõestanud, et bioloogilise nitrifikatsiooni protsessi. Empiiriliselt ta on näidanud, et kui lisada reovees kloroformi peatunud ammoniaagi oksüdatsiooni. Aga miks see nii on, aga nad ei suutnud.

Seda tehti paar aastat hiljem Vene teadlane Vinogradskaya. Ta tõi välja kaks rühma bakterid, mis järk-järgult osales protsessis nitrifikatsiooni. Seega üks rühm oksüdeeriva ammoniaagi pakkuda happe lämmastikushape, ja ainult teise grupi bakterite eest vastutav selle muundumise lämmastikhape. Kõik osalevad selles protsessis, nitrifitseerivate bakterid on gramnegatiivsed.

Omadused oksüdatsiooni protsessi

Moodustamise protsessis Nitriti ammooniumi oksüdatsiooni mitmest faasist, mille käigus lämmastiku ühendid tekivad erineva raskusastmega oksüdatsiooni rühma NH.

Esimeseks tooteks on ammooniumi oksüdatsiooni hüdroksüülamiiniga. Tõenäoliselt see genereeritakse lisamise tõttu molekulaarse hapniku rühmas _NH4, kuigi see protsess ei ole lõplikult tõestatud ja jääb arutatud.

Järgmiseks hüdroksüülamiinfragmendiga muundatakse nitriti. Arvatavasti protsess viiakse läbi moodustumise kaudu NOH (giponitrita) viimisega naerugaasi. Sel juhul teadlased usuvad, et tootmise dilämmastikoksiidi vaid kõrvalsaadusena sünteesi, sest taastumine nitriti.

Peale toodete keemilised elemendid, suurel hulgal energiat vabaneb denitrofikatsii. Sarnaselt toimuvast heterotroofsed Aeroobid, antud juhul ATP sünteesi seostatakse redoksmeetodeid protsesside tulemusena, mis elektrone üle hapnikule.

Oksüdeerumist nitritid suurt rolli mängivad tagasitranspordis elektronide. Selle kandmine ringkonnakohtu elektronide toimub otse tsütokroom (P-tüüpi ja / või A-tüüpi), ja see nõuab väga palju energiat kulusid. Selle tulemusena kemoautotroofsed nitrifitseerivate bakterid täielikult tagatud vajalikud energiavarustuse mida kasutatakse ülesehitamisel ja omastavad süsinikdioksiidi.

Tüübid nitrifitseerivate bakterid

Esimeses etapis nitrifikatsiooni võtta nelja liiki nitrobaktery osa:

• Nitrosomonas;
• nitrotsistis;
• nitrosolyubus;
• nitrosospira.

Muide, näete nitrifitseerivate bakterite (foto mikroskoobi all) kavandatava pilt.

Eksperimentaalselt nende hulgas on raske ja sageli isegi võimatu esile üks põllukultuuride, et nende läbivaatamise suuresti lõppenud. Kõik need mikroorganismid suuruseks 2-2,5 mikromeetrit ning eelistatult ovaalse või ümmarguse kujuga (va nitrospiry millel on pulkade). Nad on võimelised binaarne lõhustumise ja suund tõttu flagella.

Teises etapis nitrifikatsiooni osaleda:

• nitrobakter rassi;
• nitrospina rassi;
• nitrokokus.

Kõige uuritud tüve bakterid nitrbakter võttes nime auks oma avastaja Vinogradski. Need nitrifitseerivate bakterite on pirnikujuline rakud paljunevad lootustandev moodustada mobiilse (tänu vibur) tütar rakus.

Struktuuri bakterite

Nitrifitsiruyushie uuritud bakterite olla sarnane rakustruktuurile teiste gramnegatiivsete organismid. Mõned neist on hästi arenenud sisemine membraan vahetatud, magasini moodustades raku keskele, samal ajal kui teiste need paigutatakse üle perifeeriat struktuuri või moodustamaks topsi koosnevad mitmest kihist. Ilmselt just need üksuste ensüümid seotud oksüdeerumist nitrifiers spetsiifiliste substraatide.

Toidu tüüp nitrifitseerivate bakterite

Nitrobakterii on obligatoorne Autotrophs sest ei saa kasutada eksogeensed orgaanilised ained. Kuid eksperiment siiski demonstreerinud võimet teatud tüvede nitrifitseerivate bakterite kasutada teatud orgaanilisi ühendeid.

Selgus, et substraat sisaldas pärmi autolüsaadid, seriin ja glutamaat madalates kontsentratsioonides, stimuleerides teisel viisil mõjutada kasvu nitrobaktery. See juhtub nii nitritisisaldusest ja selle puudumisel in kasvukeskkonda kuigi protsess on palju aeglasem. Vastupidisel juhul, nitritisisaldusest atsetaat oksüdatsiooniprotsessi pärsitud, kuid selle kandmist süsinikust valgu erinevaid aminohappeid ja muid rakukomponentide suurendab oluliselt.

Selle tulemusena mitmete katsete saadi andmed, et nitrifitseerivate bakterid võivad ikka minna heterotroofset toitumise, kuid kuidas produktiivne ja kui kaua nad võivad esineda sellistes tingimustes, jääb üle oodata. Kuigi andmed on vastuolulised juhtida lõppjäreldused selles küsimuses.

Habitat ja väärtust nitrifitseerivate bakterid

Nitrifitseerivatel bakterid on chemoautotrophs ja on looduses laialt levinud. Neid leidub kõikjal: pinnases, mitmesuguseid substraate, samuti tiigid. Töötlevad oma elu suure panuse üldise lämmastiku ringkäik looduses , ja tegelikult võib ulatuda tohutu proportsioonides.

Näiteks selline mikroorganismi nitrotsistis Oceanus isoleeritud Atlandi ookeanis viitab obligaatsed halofiilid. See on võimalik ainult juhul merevees või substraadid, mis sisaldavad seda. Selliste mikroorganismide on oluline mitte ainult elupaiga, kuid sellised konstandid nagu pH ja temperatuur.

Kõik tuntud nitrifitseerivate bakter on obligatoorne aeroobid. Et oksüdeeruvad ammoniaagi viiakse lämmastikushape ja lämmastikhape viiakse lämmastik-, mida nad vajavad hapnikku.

elutingimused

Teine oluline punkt, mis näitas teadlased oli, et koht, kus nad elavad nitrifitseerivate bakterite tohiks sisaldada orgaanilist ainet. Mõte oli arenenud, et neid ei saa mikroorganismid põhimõtteliselt kasutada orgaaniliste ühendite väljastpoolt. Nad isegi nn obligaatne autotroofid.

Järgnevalt glükoosi hukatuslike mõju on tõestatud korduvalt, uurea, peptoonilahuses, glütserool ja teiste orgaaniliste ainete nitrifying bakterid, kuid ei lõpe katsetavad.

Tähendus nitrifitseerivate bakterite mulda

Alles hiljuti arvati, et nitrifying soodsat mõju mullaviljakuse suurendades selle lõhustamist ammooniumnitraati. Viimane ei ole mitte ainult hästi imendub taimede, kuid ja ise lahustuvuse suurendamiseks mõned mineraalid.

Kuid teaduse seisukohad on arenenud viimastel aastatel. Selgus negatiivne mõju kirjeldatud mikroorganismide mulla viljakust. Nitreeritud bakterite moodustamaks nitraati, happelises keskkonnas, mis ei ole alati positiivne, samuti suurema küllastumine mulla provotseeritud amooniumiioonidega kui nitraadid. Pealegi, nitraadid oleksid vähendatud võimsusega _N2 (all denitrifakatsii), mis omakorda toob kaasa mulla degradeerumist lämmastikuga.

Mis on oht nitrifitseerivate bakterid?

Teatud tüved nitrobaktery juuresolekul orgaanilises substraati võib oksüdeerida ammoonium, moodustades hüdroksüülamiini, hiljem nitritid ja nitraadid. Samuti tulemusena sellised reaktsioonid võivad tekkida hüdroksaamhappe. Veelgi enam, bakterite arv protsessi nitrifitseerimist erinevaid ühendeid, mis sisaldavad lämmastikku (oksiimidena amiinid, amiidid, hüdroksamaatideks ja muu nitroühendid).

Skaala heterotroofset nitrifikatsiooni teatud tingimustel võib olla mitte ainult suur, vaid ka väga kahjulik. Oht seisneb selles, et ajal, nagu ümberkujundamine toimub teket mürgiseid aineid, mutageenide ja kantserogeenide. Seega on teadlased teinud tihedat uuringu teema.

Bioloogiline filter, mis on alati käepärast

Nitrifitseerivate bakterite - ei ole abstraktne mõiste, kuid väga levinud elu. Veelgi enam, nad on sageli kasutatud mees.

Näiteks bioloogilises filter akvaariumide kuuluvad need bakterid. Seda tüüpi ravi on odavam ja ei ole nii töömahukas mehaanilise töötlemise, kuid samal ajal on vaja vaid teatud tingimustel, et tagada majanduskasvu ja tegevuse nitrifitseerivate bakterid.

Kõige soodsamad mikrokliima nende jaoks on keskkonna temperatuur (antud juhul vesi) umbes 25-26 kraadi, püsiva voolu hapniku ja juuresolekul veetaimede.

Nitrifitseerivatel bakterid põllumajandus

Et suurendada saagis loomapidajad kasutanud erinevaid sisaldavate väetiste nitrifying bakterid.

mulla toitumine sel juhul ette nitrobakteriyami ja Azotobacter. Need bakterid eemaldatakse muld ja vesi vajalikud ained, mis moodustuvad oksüdatsiooniprotsessi pigem suurel hulgal energiat. See niinimetatud chemosynthesis protsessi kui vastuvõetud võimsus läheb kompleksi moodustumist orgaanilised molekulid süsinikdioksiid ja vesi.

Need mikroorganismid ei pruugi toitainete oma keskkonda - nad suudavad toota oma. Nii et kui rohelised taimed, mis on ka autotroofsetel, vajab päikesevalgust, siis nitrifikatsiooni bakterid see ei ole vajalik.

mulla isepuhastuv

Muld - täiuslik substraat kasvu ja paljunemist mitte ainult taimi, vaid ka paljud elusorganismid. Seetõttu on äärmiselt oluline oma tavalises olekus ja tasakaalustatud koostis.

Tuleb meeles pidada, et muld bioloogiliseks puhastamiseks nähakse sealhulgas nitrifying bakterid. Nad on mullas huumust ja veehoidla muundada ammoniaagi mis eritavad teisi mikroorganisme ning jäätmete orgaaniliste materjalide, nitraadid (täpsemalt, lämmastikhappe sool). Kogu protsess koosneb kahest etapist:

1. Oksüdeerimine ammoniaagi nitritiks.
2. Oksüdatsioon nitriti nitraadiks.

Seega iga samm edastatakse teatud liiki mikroorganisme.

Niinimetatud nõiaringi

Circuit energia ja hooldus elu Maal on võimalik tänu järgimine teatud seaduste olemasolu kõikidele elusolenditele. Esmapilgul on raske mõista, mis on kaalul, kuid see on tegelikult üsna lihtne.

Oletame järgmise pildi kooliõpik:

1. Anorgaaniliste ainete töötleb mikroorganismid ja seega luua soodsad tingimused mullas taimekasvu ja toitumishäired.
2. Nad omakorda on hädavajalik energiaallikas kõige taimtoidulised.
3. Järgmised ahela elu hooldus on röövloomad energia, mis on vastavalt nende taimtoiduliste kolleegidega.
4. Inimesed, kes on teadaolevalt kuuluvad röövloomi ja see tähendab, et saame energiat nii taime maailma ja looma.
5. Ja meie enda võime elada jäägid, samuti need kõige taimed ja loomad, olla toitainete substraat mikroorganismid.

Seega nõiaring, ja annab jätkuvalt tegutsev elu kõik elusorganismid. Teades neid põhimõtteid ei ole raske ette kujutada, kuidas mitmekülgne ja tegelikult piiramatu võim looduse ja kõik elusolendid.

järeldus

Selle artikli oleme püüdnud vastata küsimusele, milline on nitrifitseerivate bakterid bioloogia. Nagu näete, vaatamata kaalukaid tõendeid elu, toimimise ja mõju nende mikroorganismid on palju vastuolulisi küsimusi, mis nõuavad veel eksperimentaalseid uuringuid.

Nitrifitseerivatel bakterid kuuluvad Kemotroof. Energiaallikana neid teenida erinevaid mineraalaineid. Vaatamata oma pisikesi suurus, need organismid on suur mõju maailma nende ümber.

Nagu teada, Kemotroof saa ainevahetus orgaaniliste ühenditega, mis on substraadis (pinnas või vesi). Nad, vastupidi, toota ehitusmaterjal loomine elu- ja toimiv rakke.