Nitrifying baktearjes. Meaning of nitrifying baktearjes

By soarte fan iten alle bekende libjende organismen wurde yndield yn twa grutte soarten: heteroseksuele en autotrophs. In ûnderskiedende skaaimerk fan it lêste is harren mooglikheid om sels-bou fan nije eleminten fan koalstofdiokside en oare anorganyske stoffen.

Enerzjyboarnen dy't stypje harren fitale funksje, leiden har yndieling yn fotoaftotrofy (boarne - ljocht) en chemoautotrophs (boarne - minerale stoffen). En ôfhinklik fan 'e namme fan de ûndergrûn, dat is oxidized hemoavtortofy, se binne yndield yn wetterstof en nitrifying baktearjes, likegoed as swevel en izeren baktearjes.

Dit artikel sil rjochtsje op de meast foarkommende ûnder harren in groep - nitrofitsiruyuschim baktearjen.

Skiednis fan ûntdekking

Werom yn 'e midden fan de 19e ieu troch de Dútske wittenskippers is bewiisd dat it biologyske nitrification proses. Empirically it hat bliken dien dat doe't tafoege oan de riolearring wetters chloroform stoppe ammoniak oksidaasje. Mar om út te lizzen wêrom't dit is sa, se koe it net.

Dit waard dien inkele jierren letter Russysk wittenskipper Vinogradskaya. Hy singled út twa groepen fan baktearjen, dy't stadichoan naam diel oan it proses fan nitrification. Sa, de iene groep oxidizing ammoniak te foarsjen acid nitrous, en inkeld de twadde groep baktearjes ferantwurdlik foar de omfoarming yn nitric. Alle belutsen by dit proses, nitrifying baktearjes binne gram-negative.

Skaaimerken fan it oksidaasjegetal proses

It proses fan de foarming fan nitrito troch ammonium oksidaasje hat ferskate fazen, ûnder dêr't de stikstof ferbiningen wurde foarme mei wikseljend oksidaasjegetal groep NH.

It earste produkt is in ammonium oksidaasje fan hydroxylamine. Nei alle gedachten is it generearre fanwege it opnimmen fan de molekulêre soerstof yn 'e groep NH _4, hoewol't dit proses is net definityf bewiisd en bliuwt striderij oer.

Neist, it hydroxylamine wurdt omsetten nei nitrito. Nei alle gedachten hat it proses wurdt útfierd fia formaasje Noh (giponitrita) mei it útkommen fan nitrous okside. Yn dit gefal, wittenskippers tinke de produksje fan nitrous okside mar in byprodukt fan it synteze, fanwege it herstel fan nitrito.

Los fan 'e produkten fan de gemyske eleminten, in grut bedrach fan enerzjy wurdt útbrocht ûnder denitrofikatsii. Sa ek nei wat der yn heterotrophic aerobic organismen, yn dit gefal de synteze fan ATP wurdt yn ferbân brocht mei it oksidaasje-reduksje prosessen, as in gefolch fan dat de elektroanen wurde oerdroegen oan soerstof.

Yn it oksidaasje fan nitrito, in grutte rol wurdt spile troch de omkearde ferfier fan elektroanen. Syn opnimmen yn it sirkwy fan elektroanen komt direkt yn de cytochromes (P-type en / of A-type), en dat freget om in frij grutte enerzjylêsten. Dêrtroch chemoautotrophic nitrifying baktearjen wurde folslein befeilige de needsaaklike levering fan enerzjy, dy't brûkt wurdt foar it proses fan it gebou en assimilaasje fan koalstofdiokside.

Soarten nitrifying baktearjes

Yn de earste faze fan nitrification nimme fjouwer soarten nitrobaktery part:

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

Troch de wei, kinne jo sjen op de nitrifying baktearjes (foto ûnder in mikroscoop) op de útstelde ôfbylding.

Troch eksperimintearjen ûnder harren is it lestich, en faak sels ûnmooglik te single út ien fan 'e gewaaksen, sadat harren resinsje foar it grutste part klear. Allegearre fan dy microorganisms hawwe in grutte fan 2-2.5 microns, en leafst oval of rûne foarm (útsein nitrospiry dy't hawwe de foarm fan stokken). Se binne by steat fan binêre fission en rjochting fanwege flagella.

Yn de twadde faze fan nitrification nimme diel:

• nitrobakter race;
• nitrospina race;
• nitrokokus.

De meast studearre strain baktearjes fan it laach nitrbakter hawwende de namme ta eare fan syn ûntdekker Vinogradski. Dy nitrifying baktearjes hawwe in peer-foarmige sellen reprodusearjen troch budding te foarmje in mobile (troch flagellum) dochter sel.

De struktuer baktearjes

Nitrifitsiruyushie ûndersocht baktearjes hawwe in fergelykbere sellulêre struktuer oan oare gram-negative organismen. Guon fan harren hawwe goed ûntwikkele ynterne membraan systeem, de trochslach dy't in sintrum fan 'e sel, wylst yn oare lannen se binne ynrjochte oer de perifery fan de struktuer of te foarmjen fan in beker besteande út ferskate lagen. Blykber is it dizze entiteiten ferbûn enzymen wurde belutsen by it oksidaasje fan nitrifiers spesifike substrates.

Soarte fan iten nitrifying baktearjes

Nitrobakterii binne ta ferplichtsje autotrophs omdat net by steat wêze om te brûken exogenous organyske stoffen. Lykwols, by eksperimint dochs demonstrearre it fermogen fan bepaalde stammen fan nitrifying baktearjes brûke bepaalde organyske ferbiningen.

It waard fûn dat in substraat containing gist autolysates, serine en glutamate yn lege konsintraasjes, stimulearjende wize ynfloed op de groei nitrobaktery. Dat bart sawol yn 'e oanwêzigens fan nitrito, en by it ûntbrekken dêrfan yn ' e medium, alhoewol't it proses is folle stadiger. Oarsom de oanwêzigens fan nitrito acetate oksidaasjegetal proses wurdt ûnderdrukt, mar syn opnimmen fan koalstof yn it aaiwyt, ferskate aminosoeren en oare Cellular komponinten nimt ta gâns.

As gefolch fan meardere eksperiminten, data waard krige dat nitrifying baktearjes kinne noch oerskeakelje nei heterotrophic fieding, mar hoe produktive en hoe lang sy kinne bestean yn sokke betingsten, bliuwt wurde sjoen. Wylst de gegevens binne tsjinstridige te tekenjen finale konklúzjes op dizze kwestje.

Habitat en de wearde fan 'e nitrifying baktearjes

Nitrifying baktearjen binne chemoautotrophs en binne wiidferspraat yn de natuer. Se wurde fûn oeral: yn 'e boaiem, ferskillende substrates, likegoed as fivers. Ferwurkjen fan harren libben sterk by oan de totale stikstof-syklus yn de natoer , en yn feite meie berikke enoarme proporsjes.

Bygelyks, sa'n microorganism as nitrotsistis Oceanus, isolearre fan de Atlantyske Oseaan, ferwiist nei ta ferplichtsje halophiles. It kin allinne bestean yn seewetter of substrates dy't befetsje it. Foar sokke microorganisms is net allinne wichtich habitat, mar sokke konstanten as pH en temperatuer.

Alle bekende nitrifying baktearje is in ta ferplichtsje aerobes. Om te oxidize ammoniak yn nitrous acid, en nitrous acid yn nitric, se nedich soerstof.

libbensomstannichheden

In oar wichtich punt, dêr't ferretten de wittenskippers wie dat it plak dêr't se wenje nitrifying baktearjes moatte net befetsje organyske stof. teory waard advanced dat dizze microorganisms kinne net yn prinsipe te brûken organyske ferbinings út bûten. Se sels neamd ta ferplichtsje autotrophs.

Ferfolgens, glucose pernicious ynfloed is bewiisd kearen, urea, peptone, glycerol en oare organyske matearje yn de nitrifying baktearjes, mar net ophâlde eksperimintearjen.

Meaning of nitrifying baktearjes oan boaiem

Oant koartlyn waard tocht dat nitrifying geunstich effekt op de boaiem fruchtberens troch tanimmend syn Cleavage nei ammonium nitrate. Dy lêsten wurde net allinnich goed opnaam troch planten, mar yn en fan harsels tanimme de solubility fan guon mineralen.

Lykwols, wittenskiplike opfettings hawwe evoluearre yn de ôfrûne jierren. Iepenbiere de negative effekt fan 'e beskreaune microorganisms yn de boaiem fruchtberens. Nitrifying baktearje te foarmjen nitrate, soere omjouwing, dat is net altyd in positive ding, en ek in gruttere mjitte fan sêding fan de boaiem fergrime ammonium ioanen as nitrates. Boppedat, nitrates wurde werombrocht nei de kapasiteit N ₂ (ûnder denitrifakatsii), dy't op har beurt liedt ta de útputting fan de boaiem mei stikstof.

Wat is it gefaar fan nitrifying baktearjes?

Guon stammen nitrobaktery yn it bywêzen fan in organisme substraat kin oxidize ammonium, foarmjen hydroxylamine, en dêrnei nitrites en nitrates. Ek as gefolch fan sokke reaksjes foarkomme kinne hydroxamic acid. Boppedat, it oantal baktearjes yn it proses fan nitrification fan ferskate ferbiningen, sa as ûnder oaren stikstof (oximes, Amines, amides, hydroxamates, en oare Nitro ferbiningen).

De skaal fan heterotrophic nitrification ûnder beskate betingsten, kin net allinne grutte, mar ek hiel skealik. It gefaar leit yn it feit dat ûnder sokke transformaasje plakfynt de foarming fan giftige stoffen, mutagens en carcinogens. Dêrom, wittenskippers hawwe wurke nau gear mei de stúdzje fan it ûnderwerp.

Biologyske filter, dat is altyd by de hân

Nitrifying baktearje - is net in abstrakt begryp, mar in hiel algemien foarm fan it libben. Boppedat, se wurde faak brûkt troch de minske.

Bygelyks, yn de biologyske filter foar akwaria ûnder mear dizze baktearjes. Dit type behanneling is minder djoer en is net sa arbeidsmerk yntinsyf as de meganyske behanneling, mar tagelyk freget neilibjen fan bepaalde betingsten te garandearjen de groei en aktiviteit fan nitrifying baktearjes.

De meast geunstige microclimate foar harren is de miljeu temperatuer (yn dit gefal wetter) likernôch 25-26 graden Celsius, in konstante stream fan soerstof en de oanwêzigens fan akwatyske planten.

Nitrifying baktearjes yn de lânbou

Om te fergrutsjen opbringst, boeren brûke ferskillende Fertilizers befettet nitrifying baktearjes.

boaiem Nutrition yn dit gefal foarsjoen nitrobakteriyami en Azotobacter. Dy baktearje binne fuorthelle út 'e grûn en wetter nedich stoffen dy't foarmje yn it oksidaasjegetal proses nochal grutte bedraggen fan enerzjy. Dit saneamde chemosynthesis proses doe't de ûntfongen krêft giet oan 'e foarming fan komplekse organyske molekulen fan koaldiokside en wetter.

Dy microorganisms binne net needsaaklik it oanbod fan fiedingsstoffen út harren omjouwing - se kinne produsearje harren eigen. Dus as griene planten, dy't ek autotroph, moat sinneljocht, dan nitrification baktearjes is it net nedich.

boaiem zelfreinigend

Boaiem - in perfekte substraat foar de groei en fuortplanting fan net allinne planten, mar ek in protte libbene organismen. Dêrom is it tige wichtich om syn normale steat, en lykwichtige gearstalling.

Dêrby moat betocht wurde dat de boaiem biologyske suvering jout ynklusyf nitrifying baktearjes. Se binne yn 'e boaiem, humus of reservoirs, omrekkene ammoniak dy't secrete oare microorganisms en ôffal biologyske materialen, nitrates (te wêzen mear sekuere, de nitric acid sâlt). It hiele proses bestiet út twa fazen:

1. Oksidaasje fan ammoniak te nitrito.
2. It oksidaasje fan nitrito te nitrate.

Sa eltse stap wurdt fersoarge troch bepaalde soarten microorganisms.

De saneamde Vicious sirkel

Sirkwy fan enerzjy en ûnderhâld fan it libben op ierde is mooglik tank oan it neikommen fan bepaalde wetten fan bestean fan alle libbene dingen. Op it earste each is it lestich om te begripen wat der op it spul, mar it is eins hiel simpel.

Lit ús tinken út de neikommende byld fan in skoalle tekstboek:

1. Anorganyske stoffen wurde ferwurke troch microorganisms en sa kreëarje geunstige omstannichheden yn de boaiem foar plant groei en iten.
2. Sy, in beurt, in ûnmisber boarne fan enerzjy foar de measte teisters.
3. De folgjende keten fan it libben soarch binne de rôfdieren enerzjy dy't binne, respektivelik, fan harren herbivorous tsjinhingers.
4. Minsken dy't binne bekend om hearre by de top predators, en dit betsjut dat wy kinne krije enerzjy út sawol de plant wrâld en it bist.
5. En yn ús eigen fermogen om te libjen resten, likegoed as dy measte planten en bisten, tsjinje as nutriïnt substraat foar microorganisms.

Sa, in feninige sirkel, en soarget foar in kontinu operearjend libben fan alle libbene dingen op ierde. Kennen dizze prinsipes is net dreech om te tinken hoe brede en eigenlijk limitless krêft fan de natuer en al libbene dingen.

konklúzje

Yn dit artikel ha wy besocht om beäntwurdzje de fraach, wat is it nitrifying baktearjes yn biology. Sa't jo sjen kinne, nettsjinsteande de oerweldigjende bewizen fan it libben, funksjonearjen en it effekt fan dy microorganisms, der binne in protte kontroversjele ûnderwerpen dy't nedich fierder eksperimintele stúdzjes.

Nitrifying baktearjes hearre te chemotroph. De boarne fan enerzjy foar harren te tsjinjen in ferskaat oan mineralen. Nettsjinsteande syn tiny grutte, dy organismen hawwe in grutte ynfloed hân op 'e wrâld om harren hinne.

Lykas bekend, chemotroph kin net metabolize organyske stoffen dy't binne yn de ûndergrûn (boaiem of wetter). Se, krekt oarsom, produsearje bouwen materiaal foar it oprjochtsjen fan in libbene en funksjonearjende sellen.