Nitrifying бактерии. Значење на nitrifying бактерии

Според видот на храна на сите познати живи организми се поделени во две главни типови: хетеросексуалните и autotrophs. А посебна карактеристика на вториот е нивната способност да се само-изградба на нови елементи на јаглерод диоксид и други неоргански материи.

извори на енергија кои ги поддржуваат нивните витални функции, предизвика нивната поделба во fotoaftotrofy (извор - светлина) и chemoautotrophs (извор - минерални материи). И во зависност од името на супстрат, кој се оксидира hemoavtortofy, тие се поделени во водород и nitrifying бактерии, како и сулфур и железо бактерии.

Оваа статија ќе се фокусира на најчестите меѓу нив група - nitrofitsiruyuschim бактерии.

Историја на откривање

Назад во средината на 19 век од страна на германските научници се покажа дека процесот на биолошки нитрификација. Емпириски тоа покажа дека кога се додава на хлороформ на отпадните води престана амонијак оксидација. Но, за да се објасни зошто е тоа така, тие не можеа.

Ова беше направено неколку години подоцна, руски научник Vinogradskaya. Тој ги издвои две групи на бактерии, кои постепено учествуваа во процесот на нитрификација. Така, една група оксидирачки амонијак да се обезбеди киселина азот, а само во втората група на бактериите одговорни за негова трансформација во азот. Сите кои се вклучени во овој процес, nitrifying бактерии се грам-негативни.

Карактеристики на процесот на оксидација

Процесот на формирање на нитрит од страна на амониум оксидација има неколку фази, за време на кој азот соединенија се формираат со различни степени на оксидација група NH.

На првиот производ е амониум оксидација на хидроксиламин. Најверојатно тоа се создава како резултат на вклучувањето на молекуларната кислород во групата NH _4, иако овој процес не е дефинитивно докажано и понатаму се дебатира.

Следно, хидроксиламин е претворена во нитрити. Веројатно процес се врши преку формирање NOH (giponitrita) со ослободување на азотен оксид. Во овој случај, научниците веруваат дека производството на азотен оксид само спореден производ на синтеза, поради обновување на нитрит.

За разлика од производите на хемиски елементи, голема количина на енергија се ослободува за време denitrofikatsii. Слично на она што се случува во аеробни хетеротрофни организми, во овој случај на синтезата на АТП се поврзани со процесите на оксидација-намалување, како резултат на што електроните се префрлени на кислород.

Оксидацијата на нитрити, голема улога се игра од страна на задната транспорт на електрони. Неговото вклучување во коло на електрони се случува директно во цитохроми (P-тип и / или А-тип), а тоа бара доста големи трошоци за енергија. Како резултат на тоа, chemoautotrophic nitrifying бактерии се целосно обезбедени потребните снабдување со енергија, која се користи за процесот на градење и асимилација на јаглерод диоксид.

Видови на nitrifying бактерии

Во првата фаза на нитрификација се четири видови nitrobaktery дел:

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

Патем, можете да видите на nitrifying бактерии (фото под микроскоп) на предложените сликата.

Со експериментирање меѓу нив и тоа е тешко, па често дури и невозможно да се издвојат еден од култури, па затоа нивните преглед во голема мера завршена. Сите на овие микроорганизми има големина од 2-2,5 микрони, и по можност овална или кружен облик (освен nitrospiry кои имаат форма на стапчиња). Тие се способни за бинарна делба и насока поради флагели.

Во втората фаза на нитрификација учествуваат:

• nitrobakter раса;
• nitrospina раса;
• nitrokokus.

Најпрочуени вид на бактерии од родот на nitrbakter да носи име во чест на нејзиниот откривач Vinogradski. Овие nitrifying бактерии имаат облик на круша клетки се репродуцираат со младиот и надежен да формира мобилен (поради flagellum) ќерка клетки.

структура на бактериите

Nitrifitsiruyushie истрага бактерии имаат сличен клеточна структура на други грам-негативни организми. Дел од нив имаат добро развиен внатрешен систем мембрана, формирање на центарот на клетката магацинот, додека во други тие се наредени во текот на периферијата на структурата или да се формира една чаша која се состои од неколку слоеви. Очигледно, тоа е овие лица поврзани ензими кои се вклучени во оксидацијата на nitrifiers специфични супстрати.

Вид на храна nitrifying бактерии

Nitrobakterii се обврзани autotrophs затоа што не можат да ги користат егзогени органски материи. Сепак, со експериментот, сепак, покажа способност на одредени видови на nitrifying бактерии користат одредени органски соединенија.

Се покажа дека супстрат содржи квасец autolysates, серин и глумат во ниски концентрации, стимулирање начин не влијае врз nitrobaktery на раст. Ова се случува и во присуство на нитрит, а во негово отсуство во медиумот, иако процесот е многу побавно. Спротивно на тоа, присуство на нитрит процесот ацетат, што оксидацијата се потиснати, но неговото вклучување на јаглерод во протеини, различни амино киселини и други клеточни компоненти значително се зголемува.

Како резултат на повеќе експерименти, се добиени податоците кои nitrifying бактерии се уште може да се префрлат на хетеротрофни исхрана, но како продуктивни и колку долго тие може да постои во такви услови, останува да се види. Иако податоците се контрадикторни да се подготви заклучоци за ова прашање.

Хабитат и вредноста на nitrifying бактерии

Nitrifying бактерии се chemoautotrophs и се широко распространети во природата. Тие се наоѓаат насекаде: во почвата, различни супстрати, како и езерца. Процес својот живот во голема мера придонесува за целокупниот циклус на азот во природата , а всушност може да достигне огромни пропорции.

На пример, како микроорганизми како nitrotsistis Oceanus, изолирани од Атлантскиот Океан, се однесува на halophiles обврзувате. Тоа може да постои само во морска вода или супстрати кои го содржат. За такви микроорганизми не е само важно живеалиште, но како константи како pH и температура.

Сите познати nitrifying бактерија е обврзани аеробни бактерии. Со цел да се оксидираат амонијак во азотен киселина, и азотен киселина во азотна, тие треба кислород.

услови за живот

Друга важна точка, која откри научниците е дека на местото каде што живеат nitrifying бактерии не треба да содржат органска материја. теорија е напреден што овие микроорганизми не може во принцип да ја користат органски соединенија од надвор. Тие дури и се нарекува обврзани autotrophs.

Потоа, гликоза штетно влијание е докажано постојано, уреа, пептон, глицерол и други органски материи во nitrifying бактерии, но не престануваат да експериментира.

Значење на nitrifying бактерии во почвата

До неодамна се сметаше дека nitrifying корисен ефект врз плодноста на почвата преку зголемување на расцеп на амониум нитрат. Тоа не се само добро се апсорбира од страна на растенијата, но и за самите себе зголеми растворливоста на некои минерали.

Сепак, научни погледи еволуирале во последните години. Откриени негативниот ефект од опишаните микроорганизми во плодноста на почвата. Nitrifying бактерии да се формира нитрат, кисела средина, што не е секогаш позитивна работа, како и поголем степен на заситеност на почвата предизвика амониум јоните од нитрати. Покрај тоа, нитратите се намалуваат капацитетот N ₂ (под denitrifakatsii), што пак води кон осиромашување на почвата со азот.

Која е опасноста од nitrifying бактерии?

Некои видови nitrobaktery во присуство на органска подлогата може да оксидираат амониум, формирајќи хидроксиламин, а потоа и нитрити и нитрати. Исто така, како резултат на ваквите реакции може да се случи хидроксамна киселина. Покрај тоа, бројот на бактериите во процесот на нитрификација на различни соединенија, кои вклучуваат азот (oximes, амини, амиди, hydroxamates, како и други нитро соединенија).

На скалата на хетеротрофни нитрификација под одредени услови, може да биде не само огромен, но исто така многу штетни. Опасноста лежи во фактот дека за време на таквите трансформација се случува формирање на токсични материи, мутагени и канцерогени. Затоа, научниците работат тесно на студија на оваа тема.

Биолошки филтер, кој е секогаш на дофат на раката

Nitrifying бактерии - не е апстрактен концепт, но многу честа форма на живот. Покрај тоа, тие често се користат од страна на човекот.

На пример, во биолошки филтер за аквариуми вклучат овие бактерии. Овој вид на третман е помалку скапи и не е толку труд како механички третман, но во исто време бара согласност со одредени услови за да се обезбеди раст и активност на nitrifying бактерии.

Најповолниот микроклимата за нив е температурата на животната средина (во овој случај водата) за 25-26 Целзиусови степени, постојан проток на кислород и присуството на водни растенија.

Nitrifying бактерии во земјоделството

Со цел да се зголеми приносот, земјоделците користат различни ѓубрива кои содржат nitrifying бактерии.

почвата исхрана во овој случај се предвидени nitrobakteriyami и Azotobacter. Овие бактерии се отстранети од супстанции со почвата и водата што е потребно да се формира во процесот на оксидација, а големи количини на енергија. Оваа т.н. процес chemosynthesis кога доби моќ оди на формирање на комплексни органски молекули од јаглерод диоксид и вода.

Овие микроорганизми не се нужно снабдување со хранливи материи од нивната околина - тие може да произведе свои. Значи, ако зелени растенија, кои се исто така autotrophic, треба сончева светлина, а потоа нитрификација бактерии тоа не е потребно.

почвата самочистење

Почвата - совршена подлога за раст и репродукција на не само растенија, но, исто така, многу живи организми. Затоа е исклучително важно во нормална состојба, и избалансиран состав.

Треба да се запомни дека биолошките прочистување на почвата обезбедува вклучувајќи nitrifying бактерии. Тие се во почвата, хумус или резервоари, конвертира амонијак кои лачат други микроорганизми и отпад од органски материјали, нитрати (да биде попрецизно, сол на азотна киселина). Целиот процес се состои од две фази:

1. Оксидација на амонијак да нитрит.
2. На оксидација на нитрит да нитрат.

Така, секој чекор е обезбедена од страна на одредени видови на микроорганизми.

Т.н. маѓепсан круг

Коло на енергија и одржување на животот на Земјата е можно благодарение на почитување на одредени закони на постоењето на сите живи суштества. На прв поглед тоа е тешко да се разбере она што е во прашање, но тоа е всушност прилично едноставна.

Да замислиме следната слика на учебник:

1. Неоргански материјали се обработуваат од страна на микроорганизми и со тоа да се создадат поволни услови во почвата за раст на растенијата и исхрана.
2. Тие, пак, е незаменлив извор на енергија за повеќето тревопасни животни.
3. Следните синџир на животот грижа се предатори енергија кои се, соодветно, на нивните тревојади колеги.
4. Луѓето кои се знае дека му припаѓаат на врвот предатори, а тоа значи дека ние може да се добие енергија од двете светот на растенијата и на животните.
5. И во нашата способност да се живее остатоци, како и оние кои се најмногу растенија и животни, да послужи како хранлив супстрат за микроорганизми.

Така, еден маѓепсан круг, и обезбедува континуирано работат животот на сите живи суштества на Земјата. Познавањето на овие принципи не е тешко да се замисли како повеќеслојна и, всушност, неограничена моќ на природата и сите живи суштества.

заклучок

Во оваа статија ние се обидовме да се одговори на прашањето, што е nitrifying бактерии во биологијата. Како што можете да видите, и покрај убедливи докази за живот, функционирање и влијанието на овие микроорганизми, постојат многу контроверзни прашања кои бараат дополнителни експериментални студии.

Nitrifying бактерии припаѓаат на chemotroph. Извор на енергија за нив за да им служи на различни минерали. И покрај својата мала големина, овие организми имаат огромно влијание врз светот околу нив.

Како што е познато, chemotroph не може да го метаболизираат органски соединенија кои се во супстрат (почвата или водата). Тие, напротив, производство на градежен материјал за создавање на живеење и функционирање на клетките.