البكتريا الآزوتية. معنى البكتريا الآزوتية

حسب نوع الغذاء وتنقسم جميع الكائنات الحية المعروفة إلى نوعين رئيسيين: الغيرية وautotrophs. وهناك سمة مميزة لهذه الأخيرة هي قدرتها على البناء الذاتي عناصر جديدة من ثاني أكسيد الكربون وغيره من المواد غير العضوية.

مصادر الطاقة التي تدعم الوظائف الحيوية، وتسبب انقسامها الى fotoaftotrofy (المصدر - الضوء) وchemoautotrophs (المصدر - المواد المعدنية). واعتمادا على اسم الركيزة التي تتأكسد hemoavtortofy، تم تقسيمها إلى الهيدروجين والآزوتية البكتيريا، وكذلك بكتيريا الكبريت والحديد.

وسوف تركز هذه المقالة على الأكثر شيوعا بينهم مجموعة - البكتيريا nitrofitsiruyuschim.

تاريخ الاكتشاف

مرة أخرى في منتصف القرن 19 من قبل العلماء الألمان أنه ثبت أن عملية النترجة البيولوجية. تجريبيا أظهرت أنه عندما تضاف إلى الكلوروفورم مياه الصرف الصحي توقفت أكسدة الأمونيا. ولكن لتوضيح سبب ذلك، انهم لا يستطيعون.

وقد تم ذلك بعد سنوات قليلة عالم روسي Vinogradskaya. واشار الى مجموعتين من البكتيريا، التي أخذت تدريجيا جزءا في عملية النترجة. وهكذا، مجموعة واحدة المؤكسدة الأمونيا لتوفير النيتروز الحمضية، وفقط المجموعة الثانية من البكتيريا المسؤولة عن تحولها إلى النيتريك. جميع المشاركين في هذه العملية، البكتريا الآزوتية هي سلبية الغرام.

ملامح من عملية الأكسدة

عملية تشكيل النتريت عن طريق الأكسدة الأمونيوم ديها عدة مراحل، حيث تتشكل مركبات النيتروجين مع درجات متفاوتة من مجموعة الأكسدة NH.

المنتج الأول هو أكسدة النشادر من هيدروكسيل. على الأرجح يتم إنشاء ذلك بسبب إدراج الأكسجين الجزيئي في المجموعة NH _4، على الرغم من أن هذه العملية لم تثبت بشكل قاطع ولا تزال تناقش.

يتم تحويل مزيد من هيدروكسيل إلى نتريت. يفترض أن تتم عملية الخروج عبر تشكيل NOH (giponitrita) مع الافراج عن أكسيد النيتروز. في هذه الحالة، يعتقد العلماء إنتاج أكسيد النيتروز مجرد نتيجة ثانوية للتركيب، بسبب انتعاش النتريت.

وبصرف النظر عن منتجات الكيميائية العناصر، كبير كمية الطاقة يتم تحريرها خلال denitrofikatsii. وعلى غرار ما يحدث في الكائنات الهوائية متغايرة، في هذه الحالة يرتبط تركيب ATP مع عمليات الأكسدة والاختزال، ونتيجة لذلك يتم نقل الإلكترونات إلى الأكسجين.

في أكسدة النتريت، لعبت دورا كبيرا من قبل وسائل النقل العكسي للإلكترونات. إدراجه في الدائرة من الإلكترونات يحدث مباشرة في سيتوكروم (P-نوع و / أو A-نوع)، وهذا يتطلب تكاليف الطاقة إلى حد كبير. نتيجة لذلك، ذاتي التغذي الكيميائي الآزوتية البكتيريا بشكل كامل المضمون ما يلزم من إمدادات الطاقة، والذي يستخدم لعملية البناء واستيعاب ثاني أكسيد الكربون.

أنواع من البكتيريا الآزوتية

في المرحلة الأولى من النترجة تأخذ أربعة أنواع جزء nitrobaktery:

• النتريتية.
• nitrotsistis.
• nitrosolyubus.
• المنترة.

بالمناسبة، يمكنك ان ترى البكتريا الآزوتية (الصورة تحت المجهر) على الصورة المقترحة.

بواسطة التجريب فيما بينها فمن الصعب، وكثير من الأحيان حتى من المستحيل أن أخص بالذكر واحد من المحاصيل، لذلك استعراضها كاملة إلى حد كبير. كل هذه الكائنات الحية الدقيقة لديها حجم 2-2،5 ميكرون، وشكل ويفضل البيضاوي أو جولة (باستثناء nitrospiry التي لها شكل عصي). انهم قادرون على الانشطار الثنائي والتوجيه بسبب سياط.

في ثاني مرحلة من النترجة شارك:

• سباق nitrobakter.
• nitrospina السباق.
• nitrokokus.

السلالة الأكثر دراسة البكتيريا من جنس nitrbakter وجود اسم تكريما لمكتشفها Vinogradski. هذه البكتريا الآزوتية لديها خلايا على شكل كمثرى تتكاثر في مهدها لتشكيل (بسبب السوط) خلية ابنة النقالة.

هيكل من البكتيريا

التحقيق Nitrifitsiruyushie البكتيريا لديها البنية الخلوية مشابهة لكائنات حية أخرى سلبية الغرام. وقد متطورة بعضهم نظام الغشاء الداخلي، المكدس تشكيل مركز الخلية، في حين أن ترتيبها في الآخرين عبر المحيط الخارجي للهيكل أو لتشكيل الكأس التي تتكون من عدة طبقات. على ما يبدو، فإن هذه الكيانات المرتبطة الإنزيمات تشارك في أكسدة nitrifiers محددة ركائز.

نوع الطعام البكتريا الآزوتية

Nitrobakterii هي autotrophs تلزم لأنه لا تكون قادرة على استخدام خارجية المواد العضوية. ومع ذلك، من خلال التجربة مع ذلك أظهرت قدرة بعض سلالات من البكتيريا الآزوتية استخدام بعض المركبات العضوية.

وقد تبين أن الركيزة التي تحتوي على autolysates الخميرة، سيرين والغلوتامات في تركيزات منخفضة، وحفز الطريقة أثرت على nitrobaktery النمو. يحدث هذا سواء في وجود النتريت، وانتفائها في المتوسط، على الرغم من أن العملية أبطأ بكثير. على العكس من ذلك، فإن وجود عملية الأكسدة خلات النتريت يتم منعها، ولكن إدراجه من الكربون في البروتين، الأحماض الأمينية المختلفة والمكونات الخلوية الأخرى زيادة كبيرة.

ونتيجة لتجارب متعددة قدمت بيانات أن البكتريا الآزوتية لا يزال التحول إلى التغذية متغايرة، ولكن كيف إنتاجية والمدة التي يمكن أن توجد في مثل هذه الظروف، فإنه يبقى أن نرى. في حين أن البيانات هي متناقضة لاستخلاص استنتاجات نهائية بشأن هذه المسألة.

الموئل وقيمة البكتريا الآزوتية

البكتريا الآزوتية هي chemoautotrophs وعلى نطاق واسع في الطبيعة. فهي موجودة في كل مكان: في التربة، وركائز مختلفة، وكذلك البرك. معالجة حياتهم يساهم إلى حد كبير في مجمل دورة النيتروجين في الطبيعة ، في واقع الأمر قد يصل إلى أبعاد هائلة.

على سبيل المثال، فإن مثل هذه الكائنات الحية الدقيقة كما nitrotsistis أوقيانوس، معزولة عن المحيط الأطلسي، ويشير إلى إلزام halophiles. ويمكن أن توجد إلا في مياه البحر أو ركائز التي تحتوي عليه. لمثل هذه الكائنات الحية الدقيقة ليست فقط موطن مهم، ولكن هذه الثوابت درجة الحموضة ودرجة الحرارة.

جميع البكتريا الآزوتية المعروف هو الجرام aerobes تلزم. من أجل أكسدة الأمونيا إلى حمض النيتروز، وحامض النيتروز في النيتريك، فإنها تحتاج إلى الأوكسجين.

الظروف المعيشية

وكانت نقطة أخرى مهمة، والتي كشفت عن العلماء أن المكان الذي تعيش البكتريا الآزوتية يجب أن لا يحتوي على المواد العضوية. وقد تقدمت النظرية القائلة بأن هذه الكائنات الدقيقة لا يمكن من حيث المبدأ على استخدام المركبات العضوية من الخارج. حتى وصفوه autotrophs تلزم.

وفي وقت لاحق، وقد ثبت التأثير الضار الجلوكوز مرارا وتكرارا، واليوريا، الببتون، الجلسرين والمواد العضوية الأخرى في البكتريا الآزوتية، ولكن لا تتوقف تجريب.

معنى الآزوتية البكتيريا إلى التربة

حتى وقت قريب كان يعتقد أن الآزوتية تأثير مفيد على خصوبة التربة من خلال زيادة الانقسام لنترات الأمونيوم. وهذه الأخيرة ليست فقط جيدة تمتصها النباتات، ولكن في حد ذاتها زيادة ذوبان بعض المعادن.

ومع ذلك، فقد تطورت وجهات النظر العلمية في السنوات الأخيرة. كشفت سلبية تأثير وصف الكائنات الحية الدقيقة في التربة الخصوبة. الآزوتية البكتيريا إلى شكل نترات، الحمضية البيئة، وهي ليست دائما إيجابية شيء، فضلا عن أكبر درجة تشبع التربة أثار الأمونيوم أيونات من النترات. وعلاوة على ذلك، يتم تخفيض النترات إلى القدرة N ₂ (تحت denitrifakatsii)، وهذا بدوره يؤدي إلى استنزاف التربة مع النيتروجين.

ما هو الخطر من الآزوتية البكتيريا؟

بعض سلالات nitrobaktery في وجود الركيزة العضوية يمكن أن أكسدة الأمونيا، وتشكيل هيدروكسيل، وبعد ذلك النتريت والنترات. أيضا نتيجة لمثل هذه التفاعلات قد تحدث hydroxamic حامض. وعلاوة على ذلك، فإن عدد البكتيريا في عملية النترجة من المركبات المختلفة، والتي تشمل النيتروجين (الأوكسيمات، الأمينات، الأميدات، hydroxamates، وغيرها من المركبات نيترو).

حجم النترجة متغايرة في ظل ظروف معينة، يمكن أن يكون ليس فقط ضخمة، ولكن أيضا ضارة جدا. الخطر يكمن في حقيقة أنه في سياق هذه التحولات تشكيل المواد السامة، المطفرة والمواد المسببة للسرطان. ولذلك، يعكف العلماء على العمل بشكل وثيق على دراسة الموضوع.

مرشح البيولوجي، الذي هو دائما في متناول اليد

الآزوتية البكتيريا - ليست مفهوما مجردا، ولكن شكل شائع جدا من الحياة. وعلاوة على ذلك، وغالبا ما يتم استخدامها من قبل الرجل.

على سبيل المثال، في تصفية بيولوجية لأحواض السمك تشمل هذه البكتيريا. هذا النوع من العلاج هو أقل تكلفة وليس كما كثيفة العمالة مثل المعالجة الميكانيكية، ولكن في الوقت نفسه يتطلب الامتثال لشروط معينة لضمان نمو ونشاط البكتريا الآزوتية.

المناخ المحلي الأكثر ملاءمة بالنسبة لهم هو درجة الحرارة البيئية (في هذه الحالة الماء) عن 25-26 درجة مئوية، وتدفق مستمر من الأكسجين ووجود النباتات المائية.

البكتريا الآزوتية في الزراعة

من أجل زيادة الغلة، ويستخدم المزارعون الأسمدة الآزوتية مختلفة تحتوي على البكتيريا.

التغذية التربة في هذه الحالة المنصوص nitrobakteriyami والآزوتية. تتم إزالة هذه البكتيريا من مواد التربة والمياه اللازمة والتي تشكل في عملية أكسدة كميات كبيرة بدلا من الطاقة. هذا ما يسمى عملية التخليق الكيميائي عندما انقطع التيار الكهربائي وردت على تشكيل جزيئات عضوية معقدة من ثاني أكسيد الكربون والماء.

هذه الكائنات الحية الدقيقة ليست بالضرورة المعروض من المواد الغذائية من بيئتهم - أنها يمكن أن تنتج بنفسها. إذا كان الأمر كذلك النباتات الخضراء، والتي هي أيضا ذاتية التغذية تحتاج أشعة الشمس، ثم البكتيريا النترجة أنه ليس من الضروري.

التربة التنظيف الذاتي

التربة - ركيزة مثالية لنمو وتكاثر النباتات فحسب، ولكن أيضا العديد من الكائنات الحية. ولذلك فمن المهم أن الحالة الطبيعية لها، وتشكيل متوازن للغاية.

وينبغي أن نتذكر أن تنقية بيولوجية التربة توفر بما في ذلك البكتريا الآزوتية. وهم في التربة، والدبال أو الخزانات، وتحويل الأمونيا التي تفرز الكائنات الدقيقة الأخرى والمواد العضوية من النفايات، والنترات (لنكون أكثر دقة، وملح حامض النيتريك). وتتكون العملية برمتها من مرحلتين:

1. أكسدة الأمونيا إلى نترات.
2. أكسدة النتريت إلى نترات.

وهكذا يتم توفير كل خطوة أنواع معينة من الكائنات الحية الدقيقة.

دائرة ما يسمى مفرغة

دائرة الطاقة والحفاظ على الحياة على الأرض بفضل احترام قوانين معينة من وجود جميع الكائنات الحية. للوهلة الأولى أنه من الصعب أن نفهم ما هو على المحك، ولكنه في الواقع بسيط جدا.

دعونا نتخيل الصورة التالية من كتاب المدرسة:

1. تتم معالجة المواد غير العضوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، وبالتالي خلق الظروف المواتية في التربة لنمو النبات والتغذية.
2. وهي، بدورها، تعتبر مصدرا لا غنى عنه للطاقة بالنسبة لمعظم الحيوانات العاشبة.
3. سلسلة التالية من الرعاية الحياة هي الحيوانات المفترسة الطاقة التي هي، على التوالي، من نظرائهم العاشبة.
4. الناس الذين يعرفون أن تنتمي إلى الحيوانات المفترسة، وهذا يعني أننا يمكن الحصول على الطاقة من كل من عالم النبات والحيوان.
5. وفي قدرتنا على العيش المخلفات، وكذلك معظم النباتات والحيوانات، وتكون بمثابة الركيزة المواد الغذائية للكائنات الدقيقة.

وهكذا، حلقة مفرغة، ويوفر الحياة تعمل بشكل مستمر لجميع الكائنات الحية على الأرض. معرفة هذه المبادئ ليس من الصعب أن نتصور كيف متعددة الأوجه وقوة لا حدود لها في الواقع من طبيعة وجميع الكائنات الحية.

استنتاج

في هذه المقالة حاولنا الإجابة على السؤال، ما هي البكتريا الآزوتية في علم الأحياء. كما ترون، على الرغم من الأدلة الدامغة على الحياة، وأداء وتأثير هذه الكائنات الدقيقة، وهناك العديد من القضايا الخلافية التي تتطلب المزيد من الدراسات التجريبية.

البكتريا الآزوتية تنتمي إلى كيميائي التغذية. مصدر للطاقة بالنسبة لهم لخدمة مجموعة متنوعة من المعادن. وعلى الرغم من حجمها الصغير، هذه الكائنات الحية لديها تأثير كبير على العالم من حولهم.

كما هو معروف، كيميائي التغذية لا يمكن أن تمتص المركبات العضوية التي توجد في الركيزة (التربة أو الماء). أنها، على العكس من ذلك، وإنتاج مواد البناء لإنشاء لقمة العيش وخلايا فاعلة.