Batterji nitrifikanti. Tifsira ta 'batterji nitrifikanti

Skond it-tip ta 'ikel organiżmi ħajjin kollha magħrufa huma maqsuma f'żewġ tipi prinċipali: eterosesswali u autotrophs. Karatteristika distintiva ta 'l-aħħar huwa għall-awto-kostruzzjoni ta' elementi ġodda ta 'dijossidu tal-karbonju u oħrajn abbiltà tagħhom sustanzi inorganiċi.

Sorsi ta 'enerġija li jappoġġjaw l-funzjonijiet vitali tagħhom, jikkawżaw tqassim tagħhom fotoaftotrofy (sors - dawl) u chemoautotrophs (sors - sustanzi minerali). U jiddependi fuq l-isem tal-sottostrat, li huwa ossidizzat hemoavtortofy, huma maqsuma idroġenu u nitrifikanti batterji, kif ukoll kubrit u ħadid batterji.

Dan l-artikolu se tiffoka fuq l-aktar komuni fosthom grupp - batterji nitrofitsiruyuschim.

Storja ta 'skoperta

Lura fil nofs is-seklu 19 minn xjentisti Ġermaniż huwa ppruvat li l-proċess ta 'nitrifikazzjoni bijoloġika. Empirikament li wriet li meta miżjuda mal-kloroform ilmijiet tad-drenaġġ waqfet ossidazzjoni ammonja. Iżda biex tispjega għaliex dan huwa hekk, huma ma setgħux.

Dan sar ftit snin wara xjentist Russu Vinogradskaya. Huwa għażel l żewġ gruppi ta 'batterji, li gradwalment ħadu sehem fil-proċess ta' nitrifikazzjoni. Għalhekk, grupp wieħed ossidanti ammonja biex jipprovdu nitruż aċidu, u biss it-tieni grupp ta 'batterja responsabbli għat-trasformazzjoni nitriku tagħha. Kollha involuti f'dan il-proċess, batterji nitrifikanti huma gram negattivi.

Karatteristiċi tal-proċess ta 'ossidazzjoni

Il-proċess ta 'formazzjoni ta' nitritu bl-ossidazzjoni tal-ammonju għandu diversi fażijiet, li matulu l-komposti tan-nitroġenu huma ffurmati bi gradi varji ta 'grupp ossidazzjoni NH.

L-ewwel prodott huwa ossidazzjoni ammonju ta idrossilamina. X'aktarx huwa ġenerat minħabba l-inklużjoni ta 'ossiġnu molekulari fil-grupp NH _4, għalkemm dan il-proċess ma jkunx ippruvat b'mod definittiv u tibqa diskussi.

Sussegwentement, il-idroksilamina huwa konvertit għal nitrit. Preżumibbilment il-proċess isir permezz formazzjoni Noh (giponitrita) mar-rilaxx ta 'ossidu nitruż. F'dan il-każ, xjentisti jemmnu li l-produzzjoni ta 'ossidu nitruż biss byproduct tal-sinteżi, minħabba l-irkupru ta' nitritu.

Apparti mill-prodotti ta 'l-elementi kimiċi, ammont kbir ta' enerġija hija meħlusa waqt denitrofikatsii. B'mod simili għal dak li qed jiġri fl-organiżmi aerobika heterotrophic, f'dan il-każ il-sintesi ta 'ATP huwa assoċjat mal-proċessi ossidazzjoni-tnaqqis, bħala riżultat ta' liema l-elettroni huma trasferiti għal ossiġenu.

Fil-ossidazzjoni ta 'nitritu, rwol kbir tindaqq mill-trasport maqlub ta' elettroni. inklużjoni tagħha fiċ-ċirkwit ta 'elettroni iseħħ direttament fil-ċitokromi (-tip P u / jew A-tip), u dan jeħtieġ xi spejjeż pjuttost kbir ta' enerġija. Bħala riżultat, batterji nitrifikanti chemoautotrophic huma garantiti bis-sħiħ l-provvista meħtieġa tal-enerġija, li huwa użat għall-proċess ta 'bini u l-assimilazzjoni ta' dijossidu tal-karbonju.

Tipi ta 'batterji nitrifikanti

Fl-ewwel fażi ta 'nitrifikazzjoni jieħu erba' tipi sehem nitrobaktery:

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

Mill-mod, tista 'tara l-batterji nitrifikanti (ritratt taħt mikroskopju) fuq l-immaġni proposta.

Bl-esperimentazzjoni fosthom huwa diffiċli, u ħafna drabi anke impossibbli li jiġi individwat it b'waħda mill-għelejjel, hekk reviżjoni tagħhom aktar komplet. Kollha ta 'dawn mikroorganiżmi jkollhom daqs ta' 2-2.5 mikroni, u l-għamla preferibbilment ovali jew tonda (ħlief nitrospiry li jkollha l-forma ta 'stikek). Huma kapaċi fissjoni binarji u d-direzzjoni minħabba flagella.

Fit-tieni fażi ta 'nitrifikazzjoni jieħdu sehem:

• razza nitrobakter;
• razza nitrospina;
• nitrokokus.

Ir-razza aktar studjati ta 'batterji tal-ġeneru nitrbakter li l-isem fil-unur tal discoverer tagħha Vinogradski. Dawn il-batterji nitrifikanti jkollhom ċelluli f'għamla ta 'lanġasa jirriproduċi mill budding biex jiffurmaw mobbli (minħabba flagellum) taċ-ċelluli tifla.

L-istruttura ta 'batterji

Nitrifitsiruyushie investigati batterji jkollhom struttura ċellulari simili għal organiżmi oħra gram-negattivi. Xi wħud minnhom żviluppati tajjeb sistema membrana interna, il-munzell jiffurmaw ċentru taċ-ċellula, filwaqt li f'oħrajn huma rranġati fuq il-periferija tal-istruttura jew li jiffurmaw tazza li jikkonsisti minn diversi saffi. Apparentement, huwa dawn l-entitajiet l-enzimi assoċjati huma involuti fil-ossidazzjoni ta nitrifiers sottostrati speċifiċi.

Tip ta 'ikel batterji nitrifikanti

Nitrobakterii huma autotrophs obbligax minħabba li mhux ikunu jistgħu jużaw esoġeni sustanzi organiċi. Madankollu, billi esperiment madankollu wrew il-ħila ta 'ċerti razez ta' batterji nitrifikanti jużaw ċerti komposti organiċi.

Instab li sottostrat li jkun fih awtolisati tal-ħmira, serine u glutamate f'konċentrazzjonijiet baxxi, jistimulaw mod affettwat il-nitrobaktery tkabbir. Dan jiġri kemm fil-preżenza ta 'nitritu, u fin-nuqqas ta' dan fil -mezz, għalkemm il-proċess huwa ħafna aktar kajman. Bil-maqlub, il-preżenza tal-proċess aċetat ossidazzjoni nitritu hija mrażżna, iżda l-inklużjoni tagħha ta 'karbonju fil-proteina, aċidi amino varji u komponenti ċellulari l-oħra żżid b'mod sinifikanti.

Bħala riżultat ta 'esperimenti multipli, data nkisbet li l-batterji nitrifikanti xorta jistgħu jaqilbu għal nutriment heterotrophic, imma kif produttivi u għal kemm żmien jistgħu jeżistu f'kondizzjonijiet bħal dawn, għad irid jara. Filwaqt li d-dejta huma kontradittorji li tiġbed konklużjonijiet finali fuq din il-kwistjoni.

Ħabitat u l-valur ta 'batterji nitrifikanti

batterji nitrifikanti huma chemoautotrophs u huma mifruxa fin-natura. Huma jinstabu kullimkien: fil-ħamrija, substrati differenti, kif ukoll għadajjar. Proċess ħajja tagħhom jikkontribwixxi ħafna għall-ġenerali ċiklu tan-nitroġenu fin-natura , u fil-fatt jista 'jilħaq proporzjonijiet enormi.

Per eżempju, tali mikro-organiżmu kif nitrotsistis Oceanus, iżolati mill-Oċean Atlantiku, jirreferi għal obbligax halophiles. Dan jista 'jeżisti biss fil ilma baħar jew substrati li fihom dan. Għal dawn mikro-organiżmi mhux biss ħabitat importanti, iżda dawn kostanti bħall-pH u t-temperatura.

Kollha batterju nitrifikanti magħruf huwa Aerobi obbligax. Sabiex jossida ammonja f'aċidu nitruż, u aċidu nitruż fil nitriku, huma jeħtieġu l-ossiġnu.

kundizzjonijiet ta 'għajxien

Punt ieħor importanti, li żvelat il-xjenzjati kienet li l-post fejn jgħixu batterji nitrifikanti m'għandux ikun fih materjal organiku. teorija ġiex invokat li dawn mikro-organiżmi ma tistax fil-prinċipju għall-użu komposti organiċi minn barra. Huma anki imsejħa autotrophs obbligax.

Sussegwentement, l-influwenza distruttiva glukosju ġie ppruvat bosta drabi, l-urea, peptun, glycerol u materja organika oħra fil-batterji nitrifikanti, imma tieqafx jesperimentaw.

Tifsira ta 'batterji nitrifikanti għall-ħamrija

Sa ftit ilu kien maħsub li nitrifikanti effett ta 'benefiċċju fuq il-fertilità tal-ħamrija billi jżid qsim tagħha biex nitrat tal-ammonju. L-aħħar ma huma biss assorbit sew mill-pjanti, iżda u minnhom infushom jżidu l-solubilità ta 'xi minerali.

Madankollu, il-fehmiet xjentifiċi evolvew fis-snin riċenti. Żvelat l-effett negattiv tal-mikro-organiżmi deskritti fil-fertilità tal-ħamrija. Nitrifikanti batterji li jiffurmaw nitrat, l-ambjent aċidużi, li mhuwiex dejjem ħaġa pożittiva, kif ukoll livell ogħla ta 'saturazzjoni tal-ħamrija ipprovokati jonji ammonium minn nitrati. Barra minn hekk, nitrati jitnaqqsu sa l-kapaċità N ₂ (taħt denitrifakatsii), li mbagħad iwassal għall-tnaqqis tas-ħamrija bin-nitroġenu.

X'inhu l-periklu ta 'nitrifikanti batterji?

Xi razez nitrobaktery fil-preżenza ta 'sottostrat organiku jista jossidaw ammonju, li jiffurmaw idroksilamina u sussegwentement nitriti u nitrati. Wkoll bħala riżultat ta 'reazzjonijiet bħal dawn jistgħu jseħħu aċidu hydroxamic. Barra minn hekk, in-numru ta 'batterji fil-proċess ta' nitrifikazzjoni ta 'komposti differenti, li jinkludu nitroġenu (oximes, amini, amidi, hydroxamates, u komposti nitro oħra).

L-iskala ta 'nitrifikazzjoni heterotrophic taħt ċerti kundizzjonijiet, jistgħu jkunu mhux biss enormi, iżda wkoll ħafna ħsara. Il-periklu tinsab fil-fatt li matul din it-trasformazzjoni iseħħ l-formazzjoni ta 'sustanzi tossiċi, mutaġeni u karċinoġeni. Għalhekk, xjentisti ilhom jaħdmu mill-qrib fuq l-istudju tas-suġġett.

filtru Bijoloġika, li huwa dejjem fl-idejn

Nitrifikanti batterji - mhuwiex kunċett astratt, iżda forma komuni ħafna ta 'ħajja. Barra minn hekk, huma spiss użati mill-bniedem.

Per eżempju, fil-filtru bijoloġiku għall-akwarji jinkludu dawn il-batterji. Dan it-tip ta 'trattament huwa inqas għalja u mhux bħala xogħol intensiv bħall-trattament mekkaniku, iżda fl-istess ħin teħtieġ konformità ma' ċerti kundizzjonijiet sabiex tiġi żgurata t-tkabbir u l-attività ta 'batterji nitrifikanti.

L-mikroklima-aktar favorevoli għalihom hija t-temperatura ambjentali (f'dan il-każ l-ilma) dwar 25-26 gradi Celsius, fluss kostanti ta 'ossiġnu u l-preżenza ta' pjanti akwatiċi.

batterji nitrifikanti fl-agrikoltura

Sabiex tiżdied rendiment, il-bdiewa jużaw fertilizzanti differenti li fihom batterji nitrifikanti.

nutrizzjoni ħamrija f'dan il-każ ipprovdut nitrobakteriyami u Azotobacter. Dawn il-batterji huma mneħħija mis-sustanzi ħamrija u l-ilma meħtieġ li jiffurmaw fil-proċess ta 'ossidazzjoni f'ammonti aktar kbar ta' enerġija. Din l-hekk imsejjaħ proċess chemosynthesis meta l-enerġija rċeviet tmur għall-formazzjoni ta 'molekuli organiċi kumplikati minn dijossidu tal-karbonju u ilma.

Dawn mikro-organiżmi mhumiex neċessarjament l-provvista ta 'nutrijenti mill-ambjent tagħhom - huma jistgħu jipproduċu tagħhom stess. Mela jekk pjanti ħodor, li huma wkoll autotrophic, jeħtieġ xemx, allura batterji nitrifikazzjoni mhuwiex meħtieġ.

ħamrija awto-tindif

Ħamrija - substrat perfetta għat-tkabbir u r-riproduzzjoni ta 'pjanti mhux biss, iżda wkoll organiżmi ħajjin ħafna. Għalhekk huwa estremament importanti għall-istat normali tiegħu, u l-kompożizzjoni bbilanċjata.

Għandu jiġi mfakkar li l-purifikazzjoni bijoloġika tal-ħamrija tipprovdi inklużi batterja nitrifikanti. Dawn huma fil-ħamrija, humus jew ġibjuni, ammonja li inixxu mikro-organiżmi oħra u materjali organiċi skart, nitrati konvertiti (biex ikunu aktar preċiżi, l-imluħa aċidu nitriku). Il-proċess kollu tikkonsisti f'żewġ stadji:

1. Ossidazzjoni ta 'ammonja li nitrit.
2. L-ossidazzjoni ta 'nitritu ma nitrat.

Għalhekk kull pass huwa pprovdut minn ċerti tipi ta 'mikro-organiżmi.

L-hekk imsejjaħ ċirku vizzjuż

Circuit ta 'enerġija u l-manutenzjoni tal-ħajja fid-Dinja huwa possibbli grazzi għall-osservanza ta' ċerti liġijiet ta 'eżistenza ta' ħlejjaq kollha. Ewwel daqqa t'għajn huwa diffiċli li wieħed jifhem dak li huwa involut, iżda huwa attwalment pjuttost sempliċi.

Ejja jimmaġina l-istampa li ġejja ta textbook skola:

1. materjali inorganiċi huma pproċessati minn mikroorganiżmi u b'hekk joħolqu kondizzjonijiet favorevoli fil-ħamrija għat-tkabbir tal-pjanti u n-nutrizzjoni.
2. Huma, imbagħad, hija sors indispensabbli ta 'enerġija għal ħafna erbivori.
3. Il-katina ta 'kura tal-ħajja li ġejjin huma l-enerġija predaturi li huma, rispettivament, tal-kontropartijiet erbivori tagħhom.
4. Nies li huma magħrufa li jappartjenu għall-predaturi, u dan ifisser li nistgħu tikseb l-enerġija kemm mill-dinja impjant u l-annimali.
5. U fl-abilità tagħna stess li jgħixu residwi, kif ukoll dawk l-aktar pjanti u annimali, iservu bħala substrat nutrijent għall-mikro-organiżmi.

Għalhekk, ċirku vizzjuż, u jipprovdi ħajja kontinwament joperaw affarijiet ħajjin kollha fid-Dinja. Jafu dawn il-prinċipji mhuwiex diffiċli li wieħed jimmaġina kif multidimensjonali u l-qawwa fil-fatt illimitat tan-natura u l-affarijiet kollha li jgħixu.

konklużjoni

F'dan l-artikolu aħna ppruvaw risposta għad-domanda, x'inhi l-batterji nitrifikanti fil-bijoloġija. Kif tistgħu taraw, minkejja l-evidenza kbira tal-ħajja, il-funzjonament u l-impatt ta 'dawn mikro-organiżmi, hemm kwistjonijiet kontroversjali ħafna li jeħtieġu studji ulterjuri esperimentali.

batterji nitrifikanti jappartjenu għall chemotroph. Is-sors ta 'enerġija għalihom biex jservu varjetà ta' minerali. Minkejja d-daqs ċkejkna tagħha, dawn l-organiżmi għandhom impatt kbir fuq id-dinja ta 'madwarhom.

Kif inhu magħruf, chemotroph ma tistax jimmetaboliżżaw komposti organiċi li huma fil-sottostrat (ħamrija jew ilma). Huma, għall-kuntrarju, jipproduċu materjal tal-bini għall-ħolqien ta 'ċelluli funzjonament għajxien u.