Bakteret nitrifying. Kuptimi i baktereve nitrifying

Sipas llojit të ushqimit të gjitha organizmat e gjalla të njohura janë të ndarë në dy lloje kryesore: heteroseksuale dhe autotrophs. Një tipar dallues i këtyre të fundit është aftësia e tyre për vetë ndërtimin e elementeve të reja të dioksidit të karbonit dhe të tjera substanca inorganike.

burimet e energjisë që mbështesin funksionet e tyre jetësore, shkaktojnë ndarjen e tyre në fotoaftotrofy (burimi - të lehta) dhe chemoautotrophs (burimi - substancave minerale). Dhe në varësi të emrit të substrate, e cila është oksiduar hemoavtortofy, ata janë të ndarë në hidrogjen dhe nitrifying bakteret, si dhe squfurit dhe hekurit bakteret.

Ky artikull do të përqëndrohet në më të zakonshme në mesin e tyre një grup - bakteret nitrofitsiruyuschim.

Historia e zbulimit

Kthehu në mesin e shekullit të 19-të nga shkencëtarët gjermanë të provuar se procesi nitrifikim biologjik. Empirikisht ajo ka treguar se kur shtuar në ujërat e zeza kloroform ndalur amoniakut oksidimi. Por për të shpjeguar se pse kjo është kështu, ata nuk mund.

Kjo është bërë disa vjet më vonë shkencëtar rus Vinogradskaya. Ai veçoi dy grupe të baktereve, të cilat gradualisht morën pjesë në procesin e nitrifikim. Kështu, një grup oksidues amoniak për të siguruar azotuar acid, dhe vetëm grupin e dytë e bakterieve përgjegjëse për shndërrimin e saj në nitrik. Të gjithë të përfshirë në këtë proces, bakteret nitrifying janë Gram-negative.

Tiparet e procesit të oksidimit

Procesi i formimit të nitrateve nga oksidimi amonit ka disa faza, gjatë të cilit komponimet e azotit duke formuar me grada të ndryshme të grupit oksidimi NH.

Produkti i parë është një oksidim amoniumi i hidroksilamine. Më shumë gjasa kjo është gjeneruar për shkak të përfshirjes së oksigjenit molekular në grup NH _4, edhe pse ky proces nuk është provuar përfundimisht dhe mbetet debatuar.

Tjetra, hidroksilamine është konvertuar në nitrateve. Duket procesi kryhet nëpërmjet formimit NOH (giponitrita) me lirimin e oksid azotuar. Në këtë rast, shkencëtarët besojnë prodhimin e oksidit azotuar vetëm një efekt anësor i sintezës, për shkak të shërimit të nitrateve.

Përveç produkteve të elementeve kimike, një sasi e madhe e energjisë është lëshuar gjatë denitrofikatsii. Në mënyrë të ngjashme me atë që po ndodh në organizma heterotrophic aerobic, në këtë rast sinteza e ATP është e lidhur me proceset oksidimi-reduktimit, si rezultat i së cilës elektronet janë transferuar në oksigjen.

Në oksidimit të nitrateve, një rol të madh është luajtur me transportin e kundërt të elektroneve. përfshirja e saj në qark e elektroneve ndodh direkt në citokromet (P-tipit dhe / ose një-lloji), dhe kjo kërkon një kosto mjaft të mëdha të energjisë. Si rezultat i kësaj, bakteret chemoautotrophic nitrifying janë të siguruara plotësisht furnizimin e nevojshëm të energjisë, e cila përdoret për procesin e ndërtimit dhe asimilimit të dioksidit të karbonit.

Llojet e baktereve nitrifying

Në fazën e parë të nitrifikim marrin pjesë katër lloje nitrobaktery:

• nitrosomonas;
• nitrotsistis;
• nitrosolyubus;
• nitrosospira.

Nga rruga, ju mund të shihni bakteret nitrifying (FOTO nën një mikroskop) në imazhin e propozuar.

Nga eksperimentimin në mesin e tyre është e vështirë, dhe shpesh edhe e pamundur për të veçojë një nga kulturave, kështu që shqyrtimi i tyre në masë të madhe i plotë. Të gjitha këto mikroorganizmave kanë një madhësi prej 2-2,5 mikronë, dhe formën mundësisht ovale ose të rrumbullakët (përveç nitrospiry të cilat kanë formën e shkopinj). Ata janë të aftë për ndarje binare dhe drejtim për shkak të flagjelat.

Në fazën e dytë të nitrifikim të marrin pjesë:

• garë nitrobakter;
• nitrospina raca;
• nitrokokus.

Tendosje më të studiuar e baktereve të nitrbakter gjini që ka emrin në nder të zbuluesit të saj Vinogradski. Këto baktere nitrifying kanë një dardhë qelizat shumëzohen me bulëzim, për të formuar një celular (për shkak bisht) qelizë bijë.

Struktura e bakterieve

Nitrifitsiruyushie hetuar bakteret kanë një strukturë të ngjashme qelizore në organizmat e tjerë Gram-negative. Disa prej tyre kanë mirë-zhvilluar sistem të brendshëm membrana, rafte formuar një qendër të qelizës, ndërsa në disa të tjera ato janë të rregulluar mbi periferinë e strukturës ose për të formuar një gotë të përbërë nga disa shtresa. Me sa duket, kjo është këto subjekte enzima të lidhura janë të përfshirë në oksidimi i nitrifiers substrate të veçanta.

Lloji i ushqimit bakteret nitrifying

Nitrobakterii janë autotrophs obligative për shkak të mos jetë në gjendje të përdorin ekzogjene substanca organike. Megjithatë, nga eksperimenti megjithatë demonstruar aftësinë e variacione të caktuara të baktereve nitrifying përdorin komponimet organike të caktuara.

Ajo u gjet se një substrate që përmban autolizuara maja, serine dhe glutamate në përqëndrime të ulëta, mënyra stimuluar ndikuar në nitrobaktery rritjes. Kjo ndodh si në praninë e nitrateve, dhe në mungesë të tij në të mesëm, edhe pse procesi është shumë më i ngadalshëm. Anasjelltas, prezenca e procesit nitrateve acetate oksidimi shtypet, por përfshirja e saj e karbonit në proteina, amino acide të ndryshme dhe komponentëve të tjerë qelizore rritet ndjeshëm.

Si rezultat i eksperimenteve të shumta, të dhënat janë marrë që bakteret nitrifying ende mund të kaloni në të ushqyerit heterotrophic, por si produktive dhe sa kohë ata mund të ekzistojnë në kushte të tilla, mbetet për t'u parë. Ndërsa të dhënat janë kontradiktore për të nxjerrë konkluzione përfundimtare për këtë çështje.

Habitat dhe vlera e baktereve nitrifying

bakteret nitrifying janë chemoautotrophs dhe janë përhapur në natyrë. Ato gjenden kudo: në tokë, substrate të ndryshme, si dhe pellgje. Procesit jeta e tyre kontribuon në masë të madhe të përgjithshëm të ciklit të azotit në natyrë , dhe në fakt mund të arrijë përmasa të mëdha.

Për shembull, një mikroorganizëm të tilla si nitrotsistis Oceanus, izoluar nga Oqeani Atlantik, i referohet obligojnë halophiles. Ajo mund të ekzistojnë vetëm në ujin e detit apo nënshtresa që përmbajnë atë. Për mikroorganizmave të tilla nuk është vetëm habitat i rëndësishëm, por konstante të tilla si pH dhe temperaturës.

Të gjithë të njohur bakter nitrifying është një aerobes Obligativ. Në mënyrë të ndryshket amoniak në acid azotuar, dhe acid azoti në nitrik, ata duhet oksigjen.

kushtet e jetesës

Një tjetër pikë e rëndësishme, e cila zbuloi shkencëtarët ishte se vendi ku ata jetojnë bakteret nitrifying nuk duhet të përmbajnë lëndë organike. Teoria është avancuar se këto mikroorganizma nuk mund në parim për të përdorur komponimet organike nga jashtë. Ata madje e quajti autotrophs obligojnë.

Më pas, ndikimi glukoza dëmshëm është provuar në mënyrë të përsëritur, ure, peptone, glicerinë dhe çështje të tjera organike në bakteret nitrifying, por nuk ndalet eksperimente.

Kuptimi i baktereve nitrifying të tokës

Deri kohët e fundit besohej se nitrifying efekt i dobishëm për të pjellorisë së tokës duke rritur copëtim të saj të nitrat amonit. Këto të fundit nuk janë të absorbohet vetëm edhe nga bimët, por në vetvete rritur solubility e disa mineraleve.

Megjithatë, pikëpamjet shkencore kanë evoluar gjatë viteve të fundit. Zbuloi efektin negativ të mikroorganizmave të përshkruara në pjellorisë së tokës. Nitrifying bakteret për të formuar nitrat, mjedis acid, e cila nuk është gjithmonë një gjë pozitive, si dhe një shkallë më të madhe të ngopjes së tokës provokoi joneve amonit se nitrateve. Për më tepër, nitrate janë reduktuar në kapacitetin N ₂ (nën denitrifakatsii), i cili nga ana e tij të çon në zbrazjen e tokës me nitrogjen.

Cili është rreziku i nitrifying bakteret?

Disa shtame nitrobaktery në prani të një substrat organike mund ndryshket amonit, formimin hidroksilamine, dhe më pas nitratet dhe nitrate. Gjithashtu, si rezultat i reagimeve të tilla mund të ndodhin acid hidroksamik. Për më tepër, numrin e bakterieve ne procesin e nitrifikim e komponimeve të ndryshme, të cilat përfshijnë azot (oximes, amine, amide, hydroxamates, dhe komponimet e tjera nitro).

Shkalla e nitrifikim heterotrophic nën kushte të caktuara, mund të jetë jo vetëm i madh, por edhe shumë të dëmshme. Rreziku qëndron në faktin se gjatë transformimit të tillë ndodh formimin e substancave toksike, mutagjenëve dhe carcinogens. Prandaj, shkencëtarët kanë qenë duke punuar ngushtë në studimin e temës.

filter biologjike, e cila është gjithmonë në dorë

Nitrifying bakteret - nuk është një koncept abstrakt, por një formë shumë e zakonshme e jetës. Për më tepër, ato janë përdorur shpesh nga njeriu.

Për shembull, në filtër biologjik për aquariums të përfshijë këto baktere. Ky lloj i trajtimit është më pak e shtrenjtë dhe nuk është aq punë intensive si trajtim mekanik, por në të njëjtën kohë kërkon respektimin e kushteve të caktuara për të siguruar rritjen dhe veprimtarinë e baktereve nitrifying.

Mikroklimës më e favorshme për ta është temperatura e mjedisit (në këtë rast ujë) rreth 25-26 gradë Celsius, një rrjedhë e vazhdueshme e oksigjenit dhe prania e bimëve ujore.

bakteret nitrifying në bujqësi

Në mënyrë për të rritur rendimentin, fermerët përdorin plehra të ndryshme që përmbajnë bakteret nitrifying.

ushqyerit tokës në këtë rast me kusht nitrobakteriyami dhe Azotobacter. Këto baktere janë hequr nga tokës dhe ujit është e nevojshme të substancave të cilat formojnë në procesin e oksidimit sasi mjaft të mëdha të energjisë. Kjo ashtuquajturi procesi chemosynthesis kur pushteti mori shkon në formimin e molekulave organike komplekse nga dioksid karboni dhe ujë.

Këto mikroorganizma nuk janë domosdoshmërisht furnizimin e ushqyesve nga mjedisi i tyre - ata mund të prodhojnë vetë. Pra, nëse bimët e gjelbra, të cilat janë edhe autotrofe, ka nevojë për rrezet e diellit, atëherë bakteret nitrifikim nuk është e nevojshme.

tokës vetë-pastrimi

Soil - një substrate të përsosur për rritjen dhe riprodhimin e bimëve jo vetëm, por edhe të shumë organizmave të gjallë. Prandaj është shumë e rëndësishme për gjendjen e tij normale, dhe përbërjen balancuar.

Ajo duhet të mbahet mend se pastrimit toka biologjike siguron përfshirë bakteret nitrifying. Ata janë në tokë, humus ose rezervuare, konvertohet amoniak që të fshehtë mikroorganizmave tjera dhe materiale organike e mbeturinave, nitrate (për të qenë më të saktë, kripa acid nitrik). I tërë procesi përbëhet nga dy faza:

1. Oksidimin e amoniakut të nitrateve.
2. Oksidimi i nitrateve te nitrat.

Kështu, çdo hap është dhënë nga lloje të caktuara të mikroorganizmave.

I ashtuquajturi rreth vicioz

Qark të energjisë dhe mirëmbajtjen e jetës në Tokë është e mundur në sajë të respektimit të ligjeve të caktuara të ekzistencës së të gjitha gjallesave. Në shikim të parë është e vështirë për të kuptuar se çfarë është në rrezik, por në fakt është fare e thjeshtë.

Le të imagjinojmë foto e mëposhtme të një teksti shkollor:

1. Materialet inorganike janë të përpunuara nga mikroorganizmat dhe kështu të krijojë kushte të favorshme në tokë për rritjen e bimëve dhe të ushqyerit.
2. Ata, nga ana tjetër, është një burim i domosdoshëm i energjisë për shumicën barngrënësit.
3. Zinxhiri vijim e kujdesit të jetës janë grabitqarët e energjisë të cilat janë, përkatësisht, të homologëve të tyre barngrënës.
4. Njerëzit të cilët janë të njohur për të përkasin grabitqarët të lartë, dhe kjo do të thotë që ne mund të marrë energji nga të dy bota bimore dhe shtazore.
5. Dhe në vetë aftësinë tonë për të jetuar mbetje, si dhe ata që janë më bimët dhe kafshët, të shërbejë si një substrate lëndë ushqyese për mikroorganizmave.

Kështu, një rreth vicioz, dhe siguron një jetë të vazhdueshme operative e të gjitha gjallesave në Tokë. Duke ditur këto parime nuk është e vështirë të imagjinohet se si shumëdimensional dhe fuqia e vërtetë e pafund të natyrës dhe të gjitha gjallesat.

përfundim

Në këtë artikull ne kemi provuar për t'iu përgjigjur pyetjes, çfarë është bakteret nitrifying në biologji. Siç mund ta shikoni, pavarësisht provave dërmuese të jetës, funksionimin dhe ndikimin e këtyre mikroorganizmave, ka shumë çështje të diskutueshme që kërkojnë studime të mëtejshme eksperimentale.

bakteret nitrifying përkasin chemotroph. Burimi i energjisë për ata që të shërbejë për një shumëllojshmëri të mineraleve. Pavarësisht nga madhësia e saj të vogël, këto organizma kanë një ndikim të madh në botën rreth tyre.

Sa është e njohur, chemotroph nuk mund të metabolizuar komponimet organike që janë në substratin (tokës ose ujit). Ata, në të kundërtën, prodhojnë materiale ndërtimi për krijimin e një jetese dhe qelizat funksionojnë.