Nitrovane bakterija. Značenje nitrovane bakterija

Prema vrsti hrane svih poznatih živih organizama su podijeljeni u dva glavna tipa: heteroseksualne i Autotrofi. Posebnost ovog drugog je njihova sposobnost da samostalno izgradnju novih elemenata ugljen-dioksida i drugih neorganskih supstanci.

izvori energije koji podržavaju njihove vitalne funkcije, dovesti do njihove podjele na fotoaftotrofy (izvor - light) i chemoautotrophs (izvor - mineralnih tvari). I ovisno o ime podloge, koja se oksidira hemoavtortofy, oni su podijeljeni na vodonik i nitrovane bakterija, kao i sumpora i željeza bakterija.

Ovaj članak će se fokusirati na najčešći među njima grupu - nitrofitsiruyuschim bakterija.

Povijest otkrića

Natrag u sredinom 19. stoljeća njemački naučnici pokazalo se da je biološki proces nitrifikacije. Empirijski je pokazala da kada se dodaju u kloroform otpadnih voda zaustavio oksidacije amonijaka. Ali, da objasni zašto je to tako, nisu mogli.

To je učinjeno nekoliko godina kasnije ruski naučnik Vinogradskaya. On je izdvojio dvije skupine bakterija, koja se postepeno su učestvovali u procesu nitrifikacije. Tako je jedna grupa oksidira amonijak pružiti kiseline azot, a tek druga grupa bakterija odgovorna za njegovu transformaciju u dušične. Svi uključeni u ovaj proces, nitrovane bakterije gram-negativna.

Karakteristike procesa oksidacije

Proces formiranja nitrita amonijum oksidacije ima nekoliko faza, tokom kojih se formiraju azotnih jedinjenja sa različitim stepenom oksidacije grupe NH.

Prvi proizvod je amonijum oksidacije hidroksilamina. Najverovatnije nastaje zbog uključivanja molekularnog kisika u grupi NH _4, iako je ovaj proces nije definitivno dokazano i dalje raspravlja.

Dalje, hidroksilamin se pretvara u nitrit. Pretpostavlja se proces se odvija preko stvaranja NOH (giponitrita) uz oslobađanje dušikovog oksida. U ovom slučaju, znanstvenici vjeruju proizvodnju dušikovog oksida samo nusprodukt sinteze, zbog oporavka nitrita.

Osim proizvoda iz hemijskih elemenata, velika količina energije se oslobađa tokom denitrofikatsii. Slično onome što se događa u heterotrofnih aerobnih organizama, u ovom slučaju sinteza ATP je povezana s procesima oksidacije-redukcije, kao rezultat koji elektroni se prenose kisik.

U oksidacije nitrita, veliku ulogu igra obrnuti transport elektrona. Njegovo uključivanje u krug elektrona javlja direktno u citohroma (P-tipa i / ili A-tip), a za to je potrebna prilično velike troškove energije. Kao rezultat toga, chemoautotrophic nitrovane bakterije su u potpunosti osigurana potrebno snabdijevanje energijom, koja se koristi za proces izgradnje i asimilacije ugljičnog dioksida.

Vrste nitrovane bakterija

U prvoj fazi nitrifikacije uzeti četiri vrste nitrobaktery dijela:

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

Usput, možete vidjeti nitrovane bakterija (fotografija pod mikroskopom) o predloženim slike.

Eksperimentiranjem među njima je teško, a često i nemoguće izdvojiti jedan od usjeva, tako da je njihov pregled u velikoj mjeri potpuna. Svi ovi mikroorganizmi imaju veličine 2-2,5 mikrona, a poželjno je ovalnog ili okruglog oblika (osim nitrospiry koje imaju oblik štapića). Oni su u stanju binarnih fisije i pravac zbog flagella.

U drugoj fazi nitrifikacije učestvuju:

• nitrobakter rase;
• nitrospina rase;
• nitrokokus.

Najviše proučavao soj bakterije iz roda nitrbakter imaju ime u čast je otkrila Vinogradski. Ove nitrovane bakterije imaju kruškaste ćelije razmnožavaju pupoljke da formiraju mobilni (zbog bič) kći ćelije.

Struktura bakterija

Nitrifitsiruyushie istraživali bakterije imaju sličnu ćelijske strukture drugim gram-negativnih organizama. Neki od njih su dobro razvijen interni sistem membrana, stog formiranje centra ćelije, dok u drugima su više od periferiji strukture ili da se formira kup koji se sastoji od nekoliko slojeva. Izgleda da je ovi entiteti povezani enzimi su uključeni u oksidaciju nitrifiers specifičnih supstrata.

Vrsta hrane bakterija nitrovane

Nitrobakterii su Obavezna Autotrofi jer neće moći da koriste egzogeni organske materije. Međutim, eksperiment ipak pokazao sposobnost određenih sojeva nitrovane bakterija koriste određene organskih spojeva.

Utvrđeno je da je podloga koja sadrži kvasac autolysates, serin i glutamata u niskim koncentracijama, stimulativan način uticali na nitrobaktery rast. Ovo se događa kako u prisustvu nitrita, a na njegovo odsustvo u srednjem, iako je proces mnogo sporije. Nasuprot tome, prisustvo nitrita procesa acetat oksidacije je potisnut, ali njegovo uključivanje ugljika u proteinu, razne aminokiseline i ostale ćelijske komponente značajno povećava.

Kao rezultat više eksperimenata, podaci dobijeni da nitrovane bakterije i dalje mogu prebaciti na heterotrofnih ishrane, ali kako produktivan i koliko dugo oni mogu postojati u takvim uslovima, ostaje da se vidi. Dok su podaci kontradiktorni da bi privukli konačnih zaključaka o ovom pitanju.

Staništa i vrijednost nitrovane bakterija

Nitrovane bakterije chemoautotrophs i su široko rasprostranjeni u prirodi. Nalaze se svuda: u tlu, različite podloge, kao i bare. Obrađuju život uvelike doprinosi ukupnom ciklusu dušika u prirodi , i zapravo može dostići ogromne razmjere.

Na primjer, takav mikroorganizam kao nitrotsistis Oceanus, izolirana od Atlantskog okeana, odnosi se obavezati halophiles. Ona može postojati samo u morskoj vodi ili podloge koje ga sadrže. Za takve mikroorganizama nije važno samo stanište, ali takve konstante su pH i temperature.

Svi poznati nitrovane bakterija je Obavezna aerobima. Kako bi se oksidiraju amonijak u azotasta kiselina, i azot kiseline u dušične, koji su im potrebni kisik.

uslove za život

Još jedna važna stvar, koji je otkrio naučnici je da je mjesto gdje žive nitrovane bakterije ne smije sadržavati organske materije. teorija je napredovala da ovi mikroorganizmi ne mogu u principu za korištenje organskih spojeva izvana. Čak su zvali Obavezna Autotrofi.

Nakon toga, glukoza loš uticaj je dokazano u više navrata, urea, pepton, glicerol i druge organske tvari u nitrovane bakterije, ali ne prestaju eksperimentisanje.

Značenje nitrovane bakterija u tlo

Do nedavno se smatralo da nitrovane blagotvorno na plodnost tla povećavajući svoj dekolte u amonijev nitrat. Potonji se ne samo dobro upija biljaka, ali sami po sebi povećati topljivost nekih minerala.

Međutim, naučni stavovi su se razvili u posljednjih nekoliko godina. Otkrio je negativan efekat opisanih mikroorganizama u plodnosti tla. Nitrovane bakterije da se formira nitrata, kiseloj sredini, što nije uvijek pozitivna stvar, kao i veći stepen zasićenosti tla izazvala amonijum jona nego nitrata. Osim toga, nitrati se svodi na sposobnost N ₂ (pod denitrifakatsii), što dovodi do osiromašenja tla azotom.

Koja je opasnost od nitrovane bakterija?

Neki sojevi nitrobaktery u prisustvu organske podloge mogu oksidiraju amonijak, formiranje hidroksilamin, a potom i nitrita i nitrata. I kao rezultat takvih reakcija može doći do hydroxamic kiseline. Osim toga, broj bakterija u procesu nitrifikacije različitih spojeva, koji uključuju azot (oksimi, amini, amidi, hydroxamates i druge nitro-jedinjenja).

Na skali od heterotrofnih nitrifikacije pod određenim uslovima, može biti ne samo ogroman, ali i vrlo štetno. Opasnost leži u činjenici da je u toku takve transformacije dolazi do stvaranja toksičnih supstanci, mutageni i karcinogeni. Zbog toga, naučnici su blisko rade na studiji o toj temi.

Biološki filter, koji je uvijek pri ruci

Nitrovane bakterija - nije apstraktan pojam, ali vrlo čest oblik života. Osim toga, oni se često koriste od strane čovjeka.

Na primjer, u biološki filter za akvarije uključuju ove bakterije. Ova vrsta liječenja je manje skupo i nije tako intenzivnog rada kao i mehaničke obrade, ali u isto vrijeme zahtijeva u skladu sa određenim uslovima da se osigura rast i aktivnost nitrovane bakterija.

Najpovoljnije mikroklima za njih je okolne temperature (u ovom slučaju voda) oko 25-26 stepeni Celzijusa, konstantan protok kisika i prisustvo vodenih biljaka.

Nitrovane bakterija u poljoprivredi

U cilju povećanja prinosa, poljoprivrednici koriste različite gnojiva koja sadrže nitrovane bakterija.

ishrana tla u ovom slučaju predviđenom nitrobakteriyami i Azotobacter. Ove bakterije su uklonjene iz tla i vode neophodne supstance koje nastaju u procesu oksidacije, a velike količine energije. Ovaj takozvani proces hemosinteza kada je dobio vlast ide do formiranja kompleksnih organskih molekula ugljičnog dioksida i vode.

Ovi mikroorganizmi nisu nužno snabdijevanje hranjivih tvari iz svoje okoline - oni mogu proizvesti sami. Dakle, ako zelene biljke, koje su ujedno i autotrofni, treba suncu, a zatim nitrifikacije bakterije to nije potrebno.

tlo samočišćenja

Tla - savršena podloga za rast i reprodukciju ne samo biljke, ali i mnoge žive organizme. Zbog toga je izuzetno važno da se u normalno stanje, i uravnotežen sastav.

Treba imati na umu da je tlo biološko pročišćavanje pruža uključujući nitrovane bakterija. Oni su u tlu, humusa ili rezervoara, pretvaraju amonijak koje luče drugi mikroorganizmi i otpadnih organskih materijala, nitrati (da budemo precizniji, dušične kiseline soli). Čitav proces se sastoji od dvije faze:

1. Oksidacije amonijaka u nitrit.
2. Oksidacije nitrita do nitrata.

Tako je svaki korak pružaju određene vrste mikroorganizama.

Takozvani začarani krug

Circuit energije i održavanje života na Zemlji je moguće zahvaljujući poštovanje određenih zakona postojanja svih živih bića. Na prvi pogled, teško je shvatiti što je u pitanju, ali je zapravo vrlo jednostavan.

Zamislimo sljedeću sliku jednog školskog udžbenika:

1. Neorganskih materijala obrađuje mikroorganizama i na taj način stvoriti povoljne uvjete u tlu za rast biljaka i ishranu.
2. Oni, pak, je neophodan izvor energije za većinu biljojedi.
3. Sljedeće lanac života zaštite su energetski predatora koji su, odnosno, njihovih biljojeda kolega.
4. Ljudi koji se zna da pripadaju vrhu predatora, a to znači da možemo dobiti energiju iz oba svijeta biljaka i životinja.
5. I u našim sposobnost da žive ostataka, kao i onima koji su najviše biljke i životinje, služi kao nutrijent supstrat za mikroorganizme.

Dakle, začarani krug, i pruža kontinuirano radi život svih živih bića na Zemlji. Znajući ovih principa nije teško zamisliti kako višestruki i zapravo neograničenu moć prirode i svih živih bića.

zaključak

U ovom članku pokušali smo odgovoriti na pitanje, kakva je nitrovane bakterija u biologiji. Kao što možete vidjeti, uprkos brojnim dokazima života, funkcioniranje i utjecaj ovih mikroorganizama, postoje mnoge kontroverzna pitanja koja zahtijevaju daljnje eksperimentalne studije.

Nitrovane bakterije pripadaju chemotroph. Izvor energije za njih da služe raznim mineralima. Uprkos svojoj sićušne veličine, ovi organizmi imaju veliki utjecaj na svijet oko njih.

Kao što je poznato, chemotroph se ne metaboliziraju organski spojevi koji se nalaze u podlozi (tlo ili vode). Oni su, naprotiv, proizvodi građevinski materijal za stvaranje života i funkcionisanje ćelija.