Nitrifikaatiobakteerit. Merkitys nitrifikaatiobakteerit

Tyypin ruokaa kaikista tunnetuista elävät organismit jaetaan kahteen päätyyppiin: heteroseksuaalinen ja autotrofisia. Tunnusomaista viimeksi mainitun on niiden kyky itse rakentamiseen uusia elementtejä hiilidioksidia ja muita epäorgaanisia aineita.

Energialähteitä, jotka tukevat heidän toimeentuloonsa, ovat vastuussa niiden jakautuminen fotoaftotrofy (lähde - valo) ja chemoautotrophs (lähde - mineraalit). Ja riippuen nimi substraatin, joka hapetetaan hemoavtortofy, ne jaetaan vety ja nitrifikaatiobakteerit, sekä rikin ja raudan bakteerit.

Tässä artikkelissa keskitytään yleisin joukossa ryhmä - nitrofitsiruyuschim bakteereja.

Historia löytö

Back in puolivälissä 19th century saksalaiset tiedemiehet osoittautui, että biologinen nitrifikaation prosessi. Empiirisesti se on osoittanut, että kun lisätään jätevesiä kloroformi pysäytetään ammoniakin hapettumista. Mutta miksi näin on, he eivät voi.

Tämä tehtiin pari vuotta myöhemmin venäläinen tiedemies Vinogradskaya. Hän erikseen mainita kaksi ryhmää bakteereita, jotka vähitellen osallistui prosessin nitrifikaation. Näin ollen, yksi ryhmä hapettamalla ammoniakkia, jolloin saatiin happo typpioksiduuli, ja vain toisen ryhmän vastaavien bakteerien sen muuntaminen typpihapon. Kaikki mukana tässä prosessissa, nitrifikaatio bakteerit gram-negatiivisia.

Ominaisuudet hapettuminen

Prosessin muodostumista nitriittiä ammonium- hapettamalla on useita vaiheita, joiden aikana typpeä sisältäviä yhdisteitä muodostuu vaihtelevalla hapettumisen NH-ryhmän.

Ensimmäinen tuote on ammonium- hapetus hydroksyyliamiinin. Todennäköisesti se on tuotettu, koska sisällyttämistä molekulaarisen hapen ryhmää NH _4, vaikka tämä menetelmä ei ole lopullisesti todistettu ja on kuitenkin yhä kiistanalainen.

Seuraavaksi hydroksyyliamiini muunnetaan nitriitti. Oletettavasti menetelmä suoritetaan muodostamalla NOH (giponitrita) julkaisun typpioksiduulin. Tässä tapauksessa tutkijat uskovat tuotannon typpioksiduulin vain sivutuote synteesin, koska elpyminen nitriitti.

Lukuun ottamatta tuotteet alkuaineita, suuri määrä energiaa vapautuu denitrofikatsii. Vastaavasti kuin mitä tapahtuu heterotrofisissa aerobinen, tässä tapauksessa ATP: n synteesiin liittyy hapetus-pelkistys-prosessien seurauksena, jonka elektronit siirretään happea.

Hapetuksessa nitriitin, suuri rooli on käänteinen kuljetus elektroneja. Sen sisällyttäminen piiri elektronien tapahtuu suoraan sytokromit (P-tyyppi ja / tai A-tyypin), ja tämä vaatii varsin paljon energiaa kustannuksia. Tämän seurauksena, chemoautotrophic nitrifikaatiobakteerit on täysin kiinnitettynä tarvittavan energian, jota käytetään rakennus- ja assimilaatio hiilidioksidia.

Tyyppisiä nitrifikaatiobakteerit

Ensimmäisessä vaiheessa nitrifikaation ottaa neljänlaisia nitrobaktery osa:

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

Muuten, näet nitrifikaatiobakteerit (kuva mikroskoopilla) ehdotetuista kuvaa.

Kokeilemalla joukossa on vaikeaa, ja usein jopa mahdotonta poimia esille yhden viljelykasvien, joten niiden tarkastelu suurelta osin päätökseen. Kaikki nämä mikro-organismit on kooltaan 2-2,5 mikronia, ja edullisesti soikea tai pyöreä muoto (paitsi nitrospiry joka on tankoina). Ne pystyvät binary fissio ja suunnan takia siimoja.

Toisessa vaiheessa nitrifikaation osallistua:

• nitrobakter rodun
• nitrospina rodun
• nitrokokus.

Eniten tutkittu kanta-suvun bakteerien nitrbakter, jonka nimi kunniaksi sen löytäjä Vinogradski. Näiden nitrifikaatiobakteerit on päärynän muotoinen solut lisääntyvät orastava muodostamiseksi liikkuvan (koska siiman) tytär solu.

Rakenne bakteerit

Nitrifitsiruyushie tutkittiin bakteereilla on samanlainen solurakenne muita gram-negatiivisia organismeja. Jotkut niistä ovat hyvin kehittynyt sisäinen kalvo järjestelmä, pinon muodostaa solun keskustaa, kun taas toisissa ne on järjestetty kehälle rakenteen tai muodostaa kupin, joka koostuu useista kerroksista. Ilmeisesti nämä yhteisöt liittyvät entsyymit osallistuvat hapetuksen nitrifiers spesifisiä substraatteja.

Tyyppistä ruokaa nitrifikaatiobakteerit

Nitrobakterii ovat obligaatteja autotrofisia koska ei voi käyttää eksogeenisen orgaanisia aineita. Kuitenkin, kokeilu on kuitenkin osoittanut kykyä tiettyjen kantojen nitrifikaatiobakteerit käyttää tiettyjä orgaanisia yhdisteitä.

Havaittiin, että alustan, joka sisältää hiivan autolysaatit, seriini ja glutamaatin pieninä pitoisuuksina, stimuloi tavoin vaikuta kasvua nitrobaktery. Tämä tapahtuu niin, että läsnä on nitriitti, ja koska niiden väliaineeseen, vaikka prosessi on paljon hitaampi. Päinvastoin, nitriitin asetaatti hapetusprosessin estyy, mutta sen sisällyttäminen hiilen proteiinin eri aminohappojen ja muiden solukomponenttien kasvaa huomattavasti.

Tämän seurauksena useita kokeita, tiedot on saatu, että nitrifikaatiobakteerit voi vielä siirtyä heterotrofisiksi ravitsemus, mutta miten tuottava ja kuinka kauan ne voivat esiintyä sellaisissa olosuhteissa, jää nähtäväksi. Vaikka tiedot ovat ristiriitaisia tehdä lopullisia johtopäätöksiä asiasta.

Elinympäristö ja arvo nitrifikaatiobakteerit

Nitrifikaatiobakteerit ovat chemoautotrophs ja ovat yleisiä luonnossa. Niitä löytyy kaikkialta: maaperässä, erilaisia alustoja, sekä lammet. Käsitellä elämänsä suuresti vaikuttaa yleiseen typpikierto luonnossa , ja itse asiassa voi saavuttaa valtavat mittasuhteet.

Esimerkiksi, kuten mikro-organismi, kuten nitrotsistis Oceanus, eristetty Atlantin valtameren, viittaa velvoittaa halophiles. Se voi olla olemassa vain merivedessä tai substraatteja, jotka sisältävät sitä. Näiden mikro-organismien ei ole ainoastaan tärkeä elinympäristö, mutta kuten vakioita kuten pH ja lämpötila.

Kaikki tunnetut nitrifikaatio bakteeri on obligaatti aerobit. Hapettamiseksi ammoniakin typpihapoke, ja typpihapoke osaksi typpi-, ne tarvitsevat happea.

elinolosuhteet

Toinen tärkeä seikka, joka paljasti tutkijat oli, että paikka, jossa he asuvat nitrifikaatiobakteerit saisi sisältää orgaanista ainesta. teoria oli kehittynyt, että nämä mikro-organismit eivät voi periaatteessa käyttää orgaanisia yhdisteitä ulkopuolelta. He jopa kutsui obligaatti autotrofisia.

Sen jälkeen, glukoosi vahingollinen vaikutus on todistettu toistuvasti, urea, peptonia, glyseroli ja muut orgaanisen aineen nitrifikaatiobakteerit, mutta älä lopeta kokeilemalla.

Merkitys nitrifioivien bakteerien maaperään

Viime aikoihin asti uskottiin, että nitrifikaatio suotuisa vaikutus maaperän hedelmällisyyttä lisäämällä sen katkaisun ammoniumnitraattia. Jälkimmäiset eivät ole vain hyvin imeytyy kasvien, mutta ja itse lisäävät liukoisuutta joidenkin mineraalien.

Kuitenkin tieteelliset näkemykset ovat kehittyneet viime vuosina. Paljasti negatiivinen vaikutus kuvattujen mikro-organismien maaperän hedelmällisyyttä. Nitrifikaatiobakteerit muodostamiseksi nitraatti, hapan ympäristö, joka ei ole aina hyvä asia, sekä suuremman saturaation maaperän aiheuttanut ammoniumionien kuin nitraatteja. Lisäksi, nitraatit kapasiteetin N ₂ (alle denitrifakatsii), mikä puolestaan johtaa ehtyminen maaperän typellä.

Mikä on vaara nitrifioivien bakteerien?

Jotkut kannat nitrobaktery läsnä ollessa orgaanisen substraatin voidaan hapettaa ammonium-, jotka muodostavat hydroksyyliamiini, ja sen jälkeen nitriittejä ja nitraatteja. Myös seurauksena tällaisia reaktioita saattaa esiintyä hydroksaamihappo. Lisäksi bakteerien lukumäärä prosessissa nitrifikaation eri yhdisteiden, jotka ovat typpi (oksiimit, amiinit, amidit, hydroksamaatit, ja muut nitroyhdisteet).

Mittakaava heterotrofisia nitrifikaatioprosessin tietyin edellytyksin voi olla paitsi valtava, mutta myös erittäin haitallista. Vaarana on se, että aikana sellaisista muutoksista myrkyllisten aineiden, mutageenien ja karsinogeenien. Siksi tutkijat ovat työskennelleet tiiviisti tutkimukseen aiheesta.

Biologinen suodatin, joka on aina käsillä

Nitrifikaatiobakteerit - ei ole abstrakti käsite, mutta hyvin yleinen elämänmuotoa. Lisäksi niitä käytetään usein ihmisen.

Esimerkiksi biologinen suodatin akvaarioissa sisältävät näitä bakteereja. Tämän tyyppinen käsittely on vähemmän kallista ja ei ole niin työlästä, sillä mekaanista käsittelyä, mutta samalla tarvitaan tietyt ehdot täyttyvät varmistamiseksi kasvun ja toiminnan nitrifikaatiobakteerit.

Edullisin mikroilmasto niistä on ympäristön lämpötila (tässä tapauksessa veteen) noin 25-26 astetta, vakiovirtaus hapen ja läsnä vesikasvien.

Nitrifikaatiobakteerit maataloudessa

Jotta voidaan lisätä saantoa, viljelijät käyttävät eri sisältävien lannoitteiden nitrifikaatiobakteerit.

maaperän ravitsemus tässä tapauksessa varustettu nitrobakteriyami ja Azotobacterit. Nämä bakteerit poistetaan maaperästä ja tarvittavan veden aineita, jotka muodostavat hapetusprosessissa melko suuria määriä energiaa. Tämän niin kutsutun kemosynteesi prosessi, kun vastaanotetun tehon menee muodostumista monimutkaisten orgaanisten molekyylien hiilidioksidia ja vettä.

Nämä mikro-organismit eivät välttämättä ravinteita ympäristöstään - he voivat tuottaa omia. Joten jos viherkasveja, jotka ovat myös autotrofinen, tarvitsee auringonvaloa, niin typpibakteerit se ei ole välttämätöntä.

Maaperän itsepuhdistuvat

Maaperä - täydellinen kasvualusta ja lisääntymistä paitsi kasveja, mutta myös monia eläviä organismeja. Siksi on erittäin tärkeää sen normaaliin tilaan, ja tasapainoinen koostumus.

On syytä muistaa, että maaperän biologiseen puhdistukseen antaa lukien nitrifikaatiobakteerit. Niitä löytyy maaperään, vesistöihin, humusta, muuntaa ammoniakkia, jotka lähettävät muiden mikro-organismien ja jätteiden orgaanisia materiaaleja, nitraatit (tarkemmin sanottuna, suola typpihapon kanssa). Koko prosessin kaksi vaihetta:

1. Ammoniakin hapetus nitriitiksi.
2. Hapetus nitriitin nitraatiksi.

Näin kukin vaihe on tietyntyyppisten mikro-organismeja.

Ns noidankehä

Piiri energian ja elämän säilymiselle maapallolla on mahdollista kiitos noudattamista tiettyjen lakien olemassaolosta kaiken elollisen. Ensi silmäyksellä on vaikea ymmärtää, mistä on kyse, mutta se on oikeastaan aika yksinkertainen.

Kuvitellaan seuraava kuva oppikirja:

1. Epäorgaanisia materiaaleja käsitellään mikro-organismien ja siten luoda suotuisat olosuhteet maaperässä kasvien kasvun ja ravitsemus.
2. Ne puolestaan on välttämätön energianlähde useimmille kasvinsyöjien.
3. Seuraavat ketju saattohoitoa ovat saalistajia energia, jotka ovat vastaavasti niiden kasvissyöjä kollegansa.
4. Ihmiset, jotka tiedetään kuuluvan petoeläimiä, ja tämä tarkoittaa, että voimme saada energiaa molemmista kasvimaailma ja eläin.
5. Ja omassa kyky elää jäämiä, samoin kuin useimmat kasvit ja eläimet, toimii ravinteiden alustana mikro-organismeja.

Siten noidankehä, ja tarjoaa jatkuvasti käyttöiän kaiken elollisen maapallolla. Tietäen nämä periaatteet eivät ole vaikea kuvitella, miten monipuolista ja oikeastaan rajaton luonnon voiman ja kaiken elollisen.

johtopäätös

Tässä artikkelissa olemme yrittäneet vastata kysymykseen, mikä on nitrifikaatiobakteerit biologiassa. Kuten näette, vaikka ylivoimainen elonmerkkejä, toimivuudesta ja vaikutuksista näiden mikrobien, on monia kiistanalaisia kysymyksiä, jotka vaativat vielä kokeellisia tutkimuksia.

Nitrifikaatiobakteerit kuuluvat chemotroph. Energialähde heitä palvelemaan erilaisia mineraaleja. Vaikka sen pienen koon, nämä organismit on valtava vaikutus maailman heidän ympärillään.

Kuten on tunnettua, chemotroph voi aineenvaihdunta orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat alustan (maaperä tai vesi). Ne, päinvastoin tuottaa rakennusmateriaalia luomista elävä ja toimiva soluja.