Nitrifying bakterijų. Sąvoka nitrifikuojančių bakterijų

Pagal tipą maisto visi žinomi gyvi organizmai skirstomi į dvi pagrindines rūšis: heteroseksualus ir autotrophs. Skiriamasis bruožas pastarasis yra jų sugebėjimas savarankiškai-statybos naujų elementų anglies dioksido ir kitų neorganinių medžiagų.

Energijos šaltiniai, kurie palaiko savo gyvybines funkcijas, sukelti jų suskirstymą į fotoaftotrofy (šaltinis - šviesos) ir chemoautotrophs (šaltinis - mineralinių medžiagų). Ir, priklausomai nuo pagrindo, kuris yra oksiduoto hemoavtortofy pavadinimas, jie yra suskirstyti į vandenilio ir nitrifikuojančias bakterijų, taip pat sieros ir geležies bakterijų.

Šis straipsnis daugiausia dėmesio bus skiriama labiausiai paplitęs tarp jų grupę - nitrofitsiruyuschim bakterijų.

Istorija atradimas

Atgal į vidurio 19-ojo amžiaus vokiečių mokslininkų jis įrodė, kad biologinio nitrifikacijos procesą. Empiriškai jis parodė, kad kai pridedamas prie Nuotekų chloroformo sustojo amoniako oksidacijos. Tačiau paaiškinti, kodėl taip yra, jie negalėjo.

Tai buvo padaryta po kelerių metų Rusijos mokslininkas Vinogradskaya. Jis išskirtas dviejų grupių bakterijų, kurios palaipsniui dalyvavusių ir nitrifikacijos procesą. Tokiu būdu, viena grupė amoniako oksidavimui teikti rūgšties azoto, ir tik antrosios grupės bakterijų, atsakingų už jos transformacijos į azoto. Visi dalyvaujantys šiame procese, nitrifying bakterijos yra Gram-neigiamas.

Savybės oksidacijos proceso

Formavimosi nitritu amonio oksidacijos procesas turi kelis etapus, kurių metu azoto junginiai yra suformuotas su įvairaus oksidacija grupės NH.

Pirmasis produktas yra amonio oksidacijos hidroksilaminą. Greičiausiai ji gaminama dėl molekulinio deguonies įtraukimo į grupės NH _4, nors šis procesas nėra galutinai įrodyta ir lieka diskutuojama.

Be to, hidroksilamino virsta į nitritus. Gali būti, kad procesas yra atliekamas per formavimo NOH (giponitrita) su azoto oksido išleidimo. Šiuo atveju, mokslininkai mano, gamyba azoto oksido tik sintezės pašalinis produktas, nes nitritų išieškojimo.

Be iš cheminių elementų produktų, didelis energijos kiekis išleistas per denitrofikatsii. Panašiai kaip ir tai, kas vyksta heterotrofinių aerobinių organizmų, šiuo atveju ATP sintezė yra susijęs su oksidacijos-redukcijos procesų, kaip rezultatas, iš kurių elektronai yra perkeliamas į deguonies.

Į nitritų oksidacijos, didelis vaidmuo tenka atbuline transporto elektronų. Jo įtraukimas į elektronų grandinės atsiranda tiesiogiai CYP (p-tipo ir / arba A-tipo), ir tai reikalauja gana didelių energijos sąnaudų. Kaip rezultatas, chemoautotrophic nitrifying bakterijos yra visiškai užtikrinta būtiną energijos tiekimą, kuris yra naudojamas už pastato ir įsisavinimo anglies dioksido proceso.

Tipai nitrifikuojančių bakterijų

Per pirmąjį etapą nitrifikacijos imtis keturių rūšių nitrobaktery dalis:

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

Beje, jūs galite pamatyti nitrifikuojančių bakterijas (foto mikroskopu) apie siūlomą įvaizdį.

Iki eksperimentavimo tarp jų sunku, o dažnai net neįmanoma išskirti vieną iš augalų, todėl jų peržiūra iš esmės baigtas. Visi šie mikroorganizmų turėti 2-2,5 mikronų dydžio, ir, pageidautina ovalo arba apvalios formos (išskyrus nitrospiry, kurios turi lazdelių formą). Jie sugeba dvejetainis dalijimosi ir kryptimi, nes Žiuželis.

Į antrąjį etapą nitrifikacijos dalyvauti:

• nitrobakter lenktynės;
• nitrospina lenktynės;
• nitrokokus.

Patys studijavo padermės bakterijos genties nitrbakter turinčio garbei jo atradėjas Vinogradski vardą. Šie nitrifikuojančių bakterijos turi kriaušės formos ląstelės dauginasi jaunieji suformuoti mobilųjį (dėl žiuželis) dukra langelį.

Bakterijų struktūra

Nitrifitsiruyushie tiriamas bakterijos turi panašią ląstelių struktūra į kitų gram-neigiamas organizmų. Kai kurie iš jų gerai išvystytas vidaus membranos sistemą, kamino, formuojantį ląstelės centras, o kitais atvejais jie yra išdėstyti virš struktūros periferijoje arba jas sudaro puodelį, sudarytas iš kelių sluoksnių. Matyt, tai šie subjektai, susiję fermentai, dalyvaujančios nitrifiers konkretūs substratų oksidacijos.

Tipas maisto nitrifikuojančių bakterijų

Nitrobakterii yra obligatinės autotrophs, nes negalės naudoti egzogeninių organinių medžiagų. Tačiau eksperimentas vis dėlto parodė tam tikrų kamienų nitrifikuojančių bakterijų naudoti tam tikrus organinių junginių galimybes.

Buvo nustatyta, kad substratas, kurių sudėtyje yra mielių autolizatai, seriną ir glutamatas mažomis koncentracijomis, stimuliuojantis būdas paveikė augimo nitrobaktery. Tai atsitinka, tiek nitritų buvimo, o jo nesant vidutinės, nors šis procesas yra daug lėtesnis. Ir atvirkščiai, nitritinė acetato oksidacijos proceso buvimas yra slopinama, tačiau jo įtraukimas anglies baltymo, įvairių amino rūgštys ir kiti komponentai korinio žymiai padidina.

Kaip kelių eksperimentų rezultatas, duomenys buvo gauti, kad nitrifying bakterijos vis dar gali pereiti į heterotrofinių mityba, bet kaip produktyvus ir kaip ilgai jie gali egzistuoti tokiomis sąlygomis, dar turi būti peržiūrėta. Nors duomenys yra prieštaringi daryti galutines išvadas šiuo klausimu.

Būstas ir nitrifikuojančių bakterijų vertė

Nitrifying bakterijos chemoautotrophs ir yra plačiai paplitę gamtoje. Jie visur: dirvožemyje, įvairių substratų, taip pat tvenkinių. Tvarkyti jų gyvenimas labai prisideda prie bendro azoto ciklą gamtoje , ir iš tikrųjų gali pasiekti milžiniškus proporcijas.

Pavyzdžiui, toks mikroorganizmas kaip nitrotsistis Oceanus, izoliuota nuo Atlanto vandenyno, reiškia įpareigoti halophiles. Jis gali egzistuoti tik jūros ar substratus, kurių sudėtyje yra ją. Tokiems mikroorganizmų yra ne tik svarbu arealo, bet tokie konstantos kaip pH ir temperatūros.

Visi žinomi nitrifikacijos bakterija yra obligate aerobai. Siekiant oksiduoti amoniako į azoto rūgšties, o azoto rūgštį į azoto, jiems reikia deguonies.

gyvenimo sąlygos

Kitas svarbus dalykas, kuris atskleidė mokslininkams buvo tai, kad vieta, kur jie gyvena nitrifikuojančių bakterijas neturi būti organinių medžiagų. teorija buvo išplėstas, kad šie mikroorganizmai negali iš esmės naudoti organinius junginius iš išorės. Jie net vadinami įpareigoti autotrophs.

Vėliau, gliukozės pražūtinga įtaka buvo įrodyta ne kartą, karbamidas, peptonu, glicerolis ir kitų organinių medžiagų į nitrifikuojančių bakterijų, tačiau nenustokite eksperimentuoti.

Sąvoka nitrifikuojančių bakterijų dirvožemyje

Iki šiol buvo manoma, kad nitrifikacijai teigiamą poveikį dirvožemio derlingumui, didinant jo skilimo amonio nitrato. Pastarasis yra ne tik gerai sugeria augalai, bet ir patys padidinti kai kurių mineralų tirpumą.

Tačiau mokslinės pažiūros keitėsi per pastaruosius metus. Atskleidė neigiamą poveikį aprašytų mikroorganizmų dirvožemio derlingumą. Nitrifikuojančių bakterijos sudaro nitrato, rūgščioje aplinkoje, kuri ne visada yra teigiamas dalykas, taip pat didesnį sotumo dirvožemio išprovokavo amonio jonai, nei nitratų. Be to, nitratai sumažintas iki talpa N ₂ (pagal denitrifakatsii), kuris savo ruožtu veda prie dirvožemio su azoto irimą.

Kas yra nitrifikacijai bakterijų pavojus?

Kai kurie štamai nitrobaktery į organinei substrato gali oksiduoti amonio buvimą, formavimo hidroksilaminu, o vėliau nitritų ir nitratų. Taip pat kaip tokių reakcijų gali atsirasti hidroksamo rūgšties. Be to, bakterijų nitrifikacijos skirtingų junginių, tarp kurių yra azoto (oksimus, aminai, amidai, hydroxamates, ir kitas nitro junginiai) proceso numeris.

Iš heterotrofinių nitrifikacijos tam tikromis sąlygomis masto, gali būti ne tik didžiulis, bet ir labai žalingas. Pavojus slypi tame, kad tokios transformacijos metu vyksta toksinių medžiagų, mutagenai ir kancerogenai išsidėstymą. Todėl mokslininkai glaudžiai bendradarbiauja nuo temos tyrimo.

Biologinis filtras, kuris yra visada po ranka

Nitrifikuojančių bakterijas - tai ne abstrakti sąvoka, bet labai paplitusi forma gyvenimą. Be to, jie dažnai naudojami žmogus.

Pavyzdžiui, biologinio filtro akvariumuose įtraukti šias bakterijas. Šis gydymo būdas yra pigesnis ir ne toks intensyvus kaip mechaninio apdorojimo darbo, bet tuo pačiu metu reikalauja laikytis tam tikrų sąlygų, užtikrinti augimą ir aktyvumą nitrifikuojančių bakterijų.

Palankiausia mikroklimatas jiems yra aplinkos temperatūra (šiuo atveju vandens) apie 25-26 laipsnių Celsijaus, pastovus srautas deguonies ir vandens augalų buvimas.

Nitrifying bakterijų žemės ūkio

Siekiant padidinti derlių, ūkininkai naudoja skirtingas trąšas, kurių sudėtyje yra nitrifikuojančių bakterijas.

dirvožemio mitybos šiuo atveju, jeigu nitrobakteriyami ir Azotobacter. Šios bakterijos yra pašalinami iš dirvožemio ir vandens reikia medžiagų, kurios forma ir oksidacijos procesą, o didelius kiekius energijos. Šis vadinamasis chemosynthesis procesas, kai gavo galia eina į sudėtingų organinių molekulių iš anglies dioksido ir vanduo.

Šie mikroorganizmai yra nebūtinai maistinių medžiagų iš savo aplinkos tiekimas - jie gali kurti savo. Taigi, jei žali augalai, kurie taip pat Autotrof, reikia saulės spindulių, tada nitrifikacijos bakterijos tai nėra būtina.

dirvožemio savaime išsivalantis

Dirvožemis - puikus substratas augimui ir reprodukcijai ne tik augalų, bet ir daugelis gyvų organizmų. Todėl labai svarbu, kad jos normalios būsenos, ir subalansuotos sudėties.

Reikėtų prisiminti, kad dirvožemio biologinio valymo suteikia įskaitant nitrifikuojančių bakterijų. Jie yra dirvožemio, humuso arba rezervuarai, konvertuojami amoniako, kuris išskiria kitų mikroorganizmų ir atliekų organinių medžiagų, nitratų (turi būti dar tiksliau, azoto rūgšties druska). Visas procesas susideda iš dviejų etapų:

1. Oksidacijos amoniako į nitritą.
2. Iš nitritų oksiduotis nitrato.

Tokiu būdu kiekviena pakopa yra atliekama tam tikrų tipų mikroorganizmų.

Vadinamasis užburtas ratas

Kontūras energijos ir priežiūros gyvenimo Žemėje yra įmanoma dėl tam tikrų įstatymų egzistavimą visų gyvų dalykų laikymusi. Iš pirmo žvilgsnio sunku suprasti, kas yra pavojuje, tačiau ji iš tiesų yra gana paprasta.

Įsivaizduokime tokią nuotrauką mokyklos vadovėlio:

1. Neorganinių medžiagų yra tvarkomi mikroorganizmų ir taip sudaryti palankias sąlygas augalų augimui ir mitybos dirvožemyje.
2. Jie, savo ruožtu, yra nepakeičiamas energijos šaltinis daugumai žolėdžių.
3. Taip grandinė gyvenimo priežiūra yra plėšrūnai energija, kuri yra atitinkamai jų žolėdžių kolegomis.
4. Žmonės, kurie yra žinomi kaip priklauso plėšrūnų, o tai reiškia, kad mes galime gauti energiją iš abiejų augalų pasaulyje ir gyvūno.
5. Ir mūsų pačių gebėjimą gyventi likučius, o taip pat tiems, kuriems labiausiai augalus ir gyvūnus, tarnauti kaip maistinių medžiagų substratas mikroorganizmams.

Taigi užburtas ratas, ir suteikia nuolat veikiančią gyvenimą visų gyvų dalykų žemėje. Žinant šiuos principus nėra sunku įsivaizduoti, kaip daugialypis ir iš tikrųjų beribė galia pobūdžio ir visi gyvi dalykų.

išvada

Šiame straipsnyje mes bandėme atsakyti į klausimą, kas yra nitrifikuojančių bakterijas biologija. Kaip matote, nors didžioji gyvybės įrodymų, veikimo ir poveikio šių mikroorganizmų, yra daug prieštaringų klausimų, kuriuos reikia toliau eksperimentinius tyrimus.

Nitrifying bakterijos priklauso chemotroph. Energijos jiems šaltinis tarnauti mineralų įvairovė. Nepaisant jo mažą dydį, šie organizmai turi didžiulę įtaką juos supantį pasaulį.

Kaip yra žinoma, chemotroph negali Pritaikysime organinių junginių, kurie į pagrindą (dirvožemio ar vandens). Jie, priešingai, gamina statybinės medžiagos už gyvenimo ir veikimo ląstelių kūrimui.