În funcție de tipul de alimente cunoscute toate organismele vii sunt împărțite în două tipuri majore: heterosexuale și autotrophs. O trăsătură distinctivă a acesteia din urmă este capacitatea lor de a auto-construirea de noi elemente de dioxid de carbon și alte substanțe anorganice.
Istoria descoperirii
Înapoi în mijlocul secolului al 19-lea de către oamenii de știință germani a dovedit că procesul de nitrificare biologic. Empiric a arătat că atunci când este adăugat cloroformul apelor reziduale oprit oxidarea amoniacului. Dar pentru a explica de ce acest lucru este așa, nu au putut.
Acest lucru a fost făcut câțiva ani mai târziu savantul român Vinogradskaya. El a identificat două grupuri de bacterii, care au luat parte, treptat, în procesul de nitrificare. Astfel, cu condiția un grup de oxidare a amoniacului în acid azotos, și are un al doilea grup de bacterii responsabile pentru transformarea sa în nitric. Toți cei implicați în acest proces, bacteriile nitrificatoare sunt gram-negativi.
Caracteristici ale procesului de oxidare
Procesul de formare a nitritului prin oxidare amoniu are mai multe faze, în timpul cărora compușii cu azot sunt formate cu diferite grade de oxidare grupa NH.
Primul produs este o oxidare de amoniu de hidroxilamină. Cel mai probabil este generată datorită includerii oxigenului molecular într-un grup de NH4. cu toate că acest proces nu este dovedit în mod definitiv și rămâne dezbătut.
Apoi, hidroxilamină este transformată în nitrit. Probabil procedeul se realizează prin intermediul formării NOH (giponitrita) cu eliberarea de oxid de azot. În acest caz, oamenii de știință cred că producția de oxid de azot doar un produs secundar al sintezei, datorită recuperării nitrit.
Pe lângă produsele ale elementelor chimice, o cantitate mare de energie este eliberată în timpul denitrofikatsii. În mod similar cu ceea ce se întâmplă în organismele aerobe heterotrofe, în acest caz, sinteza ATP este asociat cu procesele de oxidare-reducere, ca rezultat care electronii sunt transferate la oxigen.
In oxidarea nitritului, un rol important este jucat de transportul invers al electronilor. Includerea sa în circuitul de electroni are loc direct în citocromilor (tip P și / sau A-tip), iar acest lucru necesită un cost destul de mare de energie. Ca rezultat, bacteriile nitrificatoare chemoautotrofe sunt garantate complet alimentarea necesară de energie, care este utilizat pentru procesul de construire și asimilare a dioxidului de carbon.
Tipuri de bacterii nitrificatoare
În prima fază a nitrificarea ia patru tipuri parte nitrobaktery:
Apropo, puteți vedea bacteriile de nitrificare (foto la microscop) pe imaginea propusă.
Prin experimentare printre ei este dificil, și de multe ori chiar imposibil să se individualizeze una dintre culturile, astfel încât revizuirea lor în mare parte completă. Toate aceste microorganisme au o dimensiune de 2-2,5 microni, și forma de preferință ovală sau rotundă (cu excepția nitrospiry care au formă de bare). Ele sunt capabile de fisiune binar și direcția din cauza flageli.
În a doua fază a nitrificare să ia parte:
Tulpina mai studiat de bacterii din genul nitrbakter având numele în onoarea descoperitorul ei Vinogradski. Aceste bacterii nitrificatoare au o forma de para celulele se reproduc prin înmugurire pentru a forma o celulă fiică mobile (datorită flagellum).
Structura bacteriilor
Nitrifitsiruyushie investigat bacteriile au o structură celulară similară cu alte organisme gram-negative. Unii dintre ei au bine dezvoltate sistem cu membrană internă, stiva care formează un centru al celulei, în timp ce în altele sunt dispuse pe circumferința structurii sau pentru a forma o cupă constând din mai multe straturi. Aparent, este aceste entități enzime asociate sunt implicate în oxidarea nitrifiers substraturi specifice.
Tipul de bacterii nitrificatoare alimentari
Nitrobakterii sunt autotrophs, deoarece nu fie obligatorii ai putea folosi substanțe organice exogene. Cu toate acestea, prin experiment, totuși, au demonstrat capacitatea anumitor tulpini de bacterii nitrificatoare folosesc anumiți compuși organici.
Sa constatat că un substrat care conține autolizate de drojdie, serină și glutamat în concentrații scăzute, mod de stimulare a afectat nitrobaktery de creștere. Acest lucru are loc atât în prezența nitritului, iar în absența acestora în mediu, deși procesul este mult mai lent. Pe de altă parte, prezența procesului de oxidare acetat nitrit este suprimat, dar includerea sa de carbon în proteine, diferiți aminoacizi și alte componente celulare crește semnificativ.
Ca urmare a mai multor experimente, datele au fost obținute ca bacteriile nitrificatoare pot trece în continuare la nutriție heterotrofe, dar cum productiv și cât timp pot exista în astfel de condiții, rămâne de văzut. În timp ce datele sunt contradictorii pentru a trage concluzii definitive cu privire la această problemă.
Habitat și valoarea bacteriilor nitrificatoare
bacterii nitrificatoare sunt chemoautotrophs și sunt larg răspândite în natură. Ele se găsesc peste tot: în sol, diferite substraturi, precum și iazuri. Procesați viața lor contribuie în mare măsură la ciclul global de azot în natură, și, de fapt, se poate ajunge la proporții enorme.
De exemplu, un astfel de microorganism ca nitrotsistis Oceanus, izolat din Oceanul Atlantic, se referă la obligã halofil. Acesta poate exista doar in apa de mare sau substraturi pe care le conțin. Pentru astfel de microorganisme nu este numai habitat important, dar constante, cum ar fi pH-ul și temperatura.
Toate cunoscuta bacterie nitrificator este un aerobi obligatorii. Pentru a oxida amoniacului în acid azotos și acid azotos în nitric, care au nevoie de oxigen.
condițiile de viață
Un alt punct important, care a relevat oamenii de știință a fost că locul în care trăiesc bacteriile nitrificatoare nu trebuie să conțină materii organice. Teoria a fost avansat că aceste microorganisme nu pot, în principiu, să se utilizeze compuși organici din exterior. Ei au numit chiar autotrophs obligatorii ai.
Ulterior, influența negativă a glucozei a fost dovedit în mod repetat, uree, peptonă, glicerol și alte materii organice în bacteriile nitrificatoare, dar nu se opresc experimentare.
Înțeles bacterii nitrificatoare la sol
Până de curând se credea că nitrifiante efect benefic asupra fertilității solului prin creșterea clivarea acestuia azotat de amoniu. Acestea din urmă nu sunt numai bine absorbite de plante, dar în sine crește solubilitatea unor minerale.
Cu toate acestea, opiniile științifice au evoluat în ultimii ani. Dezvăluit efectul negativ al microorganismelor descrise în fertilitatea solului. Nitrifiante bacterii pentru a forma nitrat, mediu acid, care nu este întotdeauna un lucru pozitiv, precum și un grad mai mare de saturare a solului provocat ioni de amoniu decât nitrați. Mai mult decât atât, nitrații sunt reduși la capacitatea de a N2 (în denitrifakatsii), care, la rândul său, duce la epuizarea solului cu azot.
Care este pericolul nitrifiante bacteriilor?
Anumite tulpini nitrobaktery în prezența unui substrat organic poate oxida de amoniu, formând hidroxilamină și ulterior nitriți și nitrați. De asemenea, ca urmare a unor astfel de reacții pot să apară acid hidroxamic. Mai mult decât atât, numărul de bacterii în procesul de nitrificare a diferiți compuși, care includ azot (oxime, amine, amide, hidroxamații și alți compuși nitro).
Scara de nitrificare heterotrofe în anumite condiții, poate fi nu numai frumos, dar, de asemenea, foarte dăunătoare. Pericolul constă în faptul că în timpul unei astfel de transformare are loc formarea de substanțe toxice, mutagene și cancerigene. Prin urmare, oamenii de știință au lucrat îndeaproape pe studiul subiectului.
filtru biologic, care este întotdeauna la îndemână
Nitrificatoare bacterii - nu este un concept abstract, ci o formă foarte comună de viață. Mai mult decât atât, ele sunt adesea folosite de către om.
De exemplu, în filtrul biologic pentru acvarii includ aceste bacterii. Acest tip de tratament este mai puțin costisitoare și nu este la fel de laborioasă ca tratamentul mecanic, dar în același timp, impune respectarea anumitor condiții pentru a asigura creșterea și activitatea bacteriilor nitrificatoare.
Microclimatului cel mai favorabil pentru ei este temperatura mediului (în acest caz, apa) aproximativ 25-26 de grade Celsius, un flux constant de oxigen și prezența plantelor acvatice.
bacterii nitrificatoare în agricultură
Pentru a crește randamentul, fermierii utilizează diferite îngrășăminte care conțin bacterii nitrificatoare.
nutriție a solului, în acest caz, cu condiția nitrobakteriyami și Azotobacter. Aceste bacterii sunt eliminate din substanțele de sol și apă necesare, care se formează în procesul de oxidare cantități destul de mari de energie. Acest așa-numitul proces chemosynthesis când puterea recepționată duce la formarea unor molecule organice complexe din bioxid de carbon și apă.
Aceste microorganisme nu sunt în mod necesar furnizarea de nutrienți din mediul lor - ei pot produce propria lor. Deci, în cazul în care plantele verzi, care sunt, de asemenea, autotrofe are nevoie de lumina soarelui, atunci bacteriile de nitrificare nu este necesar.
sol de auto-curățare
Solul - un substrat perfect pentru creșterea și reproducerea nu numai plante, dar, de asemenea, multe organisme vii. Prin urmare, este extrem de important pentru starea sa normală, și compoziția echilibrată.
Trebuie amintit că purificarea biologică a solului prevede inclusiv bacterii nitrificatoare. Ele sunt în sol, humus sau lacurile de acumulare, convertit amoniac, care secretă alte microorganisme și materiale organice reziduale, nitrați (mai precis, sarea acidului azotic). Întregul proces constă în două etape:
- Oxidarea amoniacului la nitrit.
- Oxidarea nitriți în nitrat.
Astfel, fiecare pas este furnizat de anumite tipuri de microorganisme.
Așa-numitul cerc vicios
Circuitul de energie și de întreținere a vieții pe Pământ este posibilă datorită respectarea anumitor legi de existență a tuturor lucrurilor vii. La prima vedere, este greu de înțeles ce este în joc, dar este de fapt destul de simplu.
Să ne imaginăm următoarea imagine a unui manual școlar:
- materiale anorganice sunt procesate de microorganisme și, astfel, să creeze condiții favorabile în sol pentru creșterea plantelor și nutriție.
- Acestea, la rândul său, este o sursă indispensabilă de energie pentru cele mai multe ierbivore.
- Următorul lanț de îngrijire a vieții sunt prădători de energie, care sunt, respectiv, de omologii lor erbivore.
- Oamenii care sunt cunoscuți ca aparținând prădători de top, iar acest lucru înseamnă că putem obține energie atât din lumea plantelor și animalelor.
- Și în propria noastră capacitate de a trăi reziduuri, precum și cele mai multe plante și animale, servesc ca substrat nutritiv pentru microorganisme.
Astfel, un cerc vicios, și oferă o viață de funcționare continuă a tuturor lucrurilor vii de pe Pământ. Cunoașterea acestor principii nu este greu de imaginat cum cu multiple fațete și putere de fapt nelimitate de natură și toate lucrurile vii.
concluzie
În acest articol am încercat să răspundă la întrebarea, ceea ce este bacteriile de nitrificare în biologie. După cum puteți vedea, în ciuda dovezilor copleșitoare a vieții, funcționarea și impactul acestor microorganisme, există multe aspecte controversate care necesită studii experimentale în continuare.
bacterii nitrificatoare aparțin chemotroph. Sursa de energie pentru ei pentru a servi o varietate de minerale. In ciuda dimensiunilor sale mici, aceste organisme au un impact enorm asupra lumii din jurul lor.
După cum se știe, chemotroph nu pot metaboliza compuși organici, care sunt in substrat (sol sau apă). Ei, dimpotrivă, producerea de materiale de construcție pentru crearea unei celule de viață și de funcționare.
Fiind cel mai profitabil pentru a asigura o mașină? Dacă doriți să asigure autovehiculul fără costuri suplimentare, cu siguranta ai nevoie pentru a vedea aceste informații.
