Vi khuẩn nitrat. Ý nghĩa của vi khuẩn nitrat

Bằng cách loại thực phẩm tất cả các sinh vật sống nổi tiếng được chia thành hai loại chính: dị tính và sinh vật tự dưỡng. Một đặc biệt tính năng của sau này là họ có khả năng tự xây dựng mới các yếu tố của khí carbon dioxide và các chất vô cơ chất.

các nguồn năng lượng có hỗ trợ chức năng quan trọng của họ, gây chia rẽ của họ vào fotoaftotrofy (nguồn - ánh sáng) và chemoautotrophs (nguồn - chất khoáng). Và tùy thuộc vào tên của bề mặt, được oxy hóa hemoavtortofy, họ được chia thành hydro và nitrat vi khuẩn, cũng như lưu huỳnh và sắt vi khuẩn.

Bài viết này sẽ tập trung vào phổ biến nhất trong số đó có một nhóm - vi khuẩn nitrofitsiruyuschim.

Lịch sử phát hiện

Trở lại vào giữa thế kỷ 19 bởi nhà khoa học Đức nó chứng minh rằng quá trình nitrat hóa sinh học. Thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi thêm vào nước thải chloroform dừng lại quá trình oxy hóa ammonia. Tuy nhiên, để giải thích lý do như vậy, họ có thể không.

Điều này đã được thực hiện một vài năm sau đó Nga nhà khoa học Vinogradskaya. Ông chỉ ra hai nhóm vi khuẩn, dần dần tham gia vào quá trình nitrat hóa. Do đó, một nhóm oxi hóa amoniac để cung cấp nitơ axit, và chỉ có nhóm thứ hai của vi khuẩn chịu trách nhiệm về sự biến đổi của nó vào nitric. Tất cả tham gia vào quá trình này, vi khuẩn nitrat là vi khuẩn gram âm.

Đặc điểm của quá trình oxy hóa quá trình

Quá trình hình thành nitrit bởi quá trình oxy hóa amoni có nhiều giai đoạn, trong đó các hợp chất nitơ được hình thành với mức độ khác nhau của nhóm oxi hóa NH.

Sản phẩm đầu tiên là một quá trình oxy hóa amoni của hydroxylamin. Nhiều khả năng nó được tạo ra do sự bao gồm của oxy phân tử trong nhóm NH _4, mặc dù quá trình này là không dứt khoát chứng minh và vẫn còn tranh cãi.

Tiếp theo, hydroxylamine được chuyển thành nitrit. Có lẽ quá trình này được thực hiện thông qua hình NOH (giponitrita) với việc phát hành của nitơ oxit. Trong trường hợp này, các nhà khoa học tin rằng việc sản xuất của nitơ oxit chỉ là một sản phẩm phụ của quá trình tổng hợp, do sự phục hồi của nitrit.

Ngoài các sản phẩm của các nguyên tố hóa học, một lượng lớn năng lượng được giải phóng trong quá trình denitrofikatsii. Tương tự như vậy với những gì đang xảy ra trong dị dưỡng hiếu khí sinh vật, trong trường hợp này quá trình tổng hợp ATP được kết hợp với oxy hóa khử quy trình, như là kết quả trong đó các electron được chuyển giao cho oxy.

Trong quá trình oxy hóa của nitrite, một vai trò lớn được chơi bởi việc vận chuyển ngược lại của các electron. đưa nó vào trong các mạch của các electron xảy ra trực tiếp trong các cytochrome (P-type và / hoặc A-type), và điều này đòi hỏi một chi phí năng lượng khá lớn. Kết quả là, vi khuẩn nitrat chemoautotrophic được đảm bảo hoàn toàn việc cung cấp cần thiết của năng lượng, được sử dụng cho quá trình xây dựng và đồng hóa carbon dioxide.

Các loại vi khuẩn nitrat

Trong giai đoạn đầu của quá trình nitrat hóa mất bốn loại phần nitrobaktery:

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

Bằng cách này, bạn sẽ nhìn thấy vi khuẩn nitrat (ảnh dưới kính hiển vi) vào hình ảnh được đề xuất.

Bằng cách thử nghiệm trong đó rất khó, và thường thậm chí không thể chọn ra một trong những loại cây trồng, vì vậy xét của họ chủ yếu là hoàn thành. Tất cả những vi sinh vật có kích thước 2-2,5 micron, và hình dạng tốt nhất là hình bầu dục hoặc tròn (trừ nitrospiry có dạng que). Họ có khả năng phân hạch nhị phân và hướng do roi.

Trong giai đoạn thứ hai của quá trình nitrat hóa tham gia:

• đua nitrobakter;
• đua nitrospina;
• nitrokokus.

Sự căng thẳng nghiên cứu hầu hết vi khuẩn của nitrbakter chi có tên trong danh dự của người phát hiện của nó Vinogradski. Những vi khuẩn nitrat hoá có một tế bào hình quả lê sinh sản bằng nảy chồi để tạo thành một điện thoại di động (do roi) tế bào con.

Cấu trúc của vi khuẩn

Nitrifitsiruyushie tra vi khuẩn có cấu trúc tế bào tương tự như vi khuẩn gram âm khác. Một số trong số họ đã được phát triển nội màng hệ thống, ngăn xếp hình thành một trung tâm của tế bào, trong khi ở những người khác họ được bố trí trên các ngoại vi của cấu trúc hoặc hình thức một tách bao gồm một vài lớp. Rõ ràng, đó là những thực thể enzyme liên quan được tham gia vào quá trình oxy hóa của nitrifiers chất cụ thể.

Loại thực phẩm vi khuẩn nitrat

Nitrobakterii là sinh vật tự dưỡng bắt buộc vì không thể sử dụng ngoại sinh các chất hữu cơ. Tuy nhiên, bằng thí nghiệm vẫn chứng minh khả năng của một số chủng vi khuẩn nitrat sử dụng các hợp chất hữu cơ nhất định.

Người ta thấy rằng một chất nền chứa autolysates men, serine và glutamate ở nồng độ thấp, kích thích đường ảnh hưởng đến nitrobaktery tăng trưởng. Điều này xảy ra cả trong sự hiện diện của nitrite, và trong sự vắng mặt của nó trong môi trường, mặc dù quá trình này là chậm hơn nhiều. Ngược lại, sự hiện diện của quá trình oxy hóa acetate nitrit được dập tắt, nhưng đưa nó carbon trong protein, axit amin khác nhau và các thành phần khác của tế bào làm tăng đáng kể.

Theo kết quả của nhiều thí nghiệm cung cấp dữ liệu mà vi khuẩn nitrat vẫn có thể chuyển sang chế độ dinh dưỡng dị dưỡng, nhưng làm thế nào hiệu quả và bao lâu họ có thể tồn tại trong điều kiện như vậy, nó vẫn còn để được nhìn thấy. Trong khi dữ liệu là trái ngược nhau để rút ra kết luận cuối cùng về vấn đề này.

Môi trường sống và giá trị của vi khuẩn nitrat

vi khuẩn nitrat là chemoautotrophs và rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng được tìm thấy ở khắp mọi nơi: trong đất, các chất nền khác nhau, cũng như ao. Xử lý cuộc sống của họ rất nhiều đóng góp cho tổng chu trình nitơ trong tự nhiên , và trong thực tế có thể đạt tỷ lệ rất lớn.

Ví dụ, chẳng hạn một vi sinh vật như nitrotsistis Oceanus, bị cô lập từ Đại Tây Dương, đề cập đến buộc halophiles. Nó chỉ có thể tồn tại trong nước biển hoặc chất có chứa nó. Đối với các vi sinh vật như vậy không chỉ là môi trường sống quan trọng, nhưng hằng như pH và nhiệt độ.

Tất cả được biết đến nitrat vi khuẩn hiếu khí là một bắt buộc. Để oxy hóa ammonia thành axit nitơ, và axit nitơ thành nitric, họ cần oxy.

điều kiện sống

Một quan trọng điểm, trong đó tiết lộ các nhà khoa học là nơi họ sống nitrat vi khuẩn không nên chứa chất hữu cơ. Lý thuyết này được tiến rằng những vi sinh vật không thể về nguyên tắc sử dụng hợp chất hữu cơ từ bên ngoài. Họ thậm chí gọi là tự dưỡng bắt buộc.

Sau đó, ảnh hưởng nguy hại glucose đã được chứng minh nhiều lần, urê, peptone, glycerol và chất hữu cơ khác trong vi khuẩn nitrat, nhưng không dừng lại thử nghiệm.

Ý nghĩa của vi khuẩn nitrat để đất

Cho đến gần đây người ta tin rằng nitrat hoá tác dụng có lợi trên màu mỡ của đất bằng cách tăng sự phân tách của nó để amoni nitrat. Sau đó không chỉ hấp thu tốt bởi các nhà máy, nhưng trong và của chính mình tăng độ tan của một số khoáng chất.

Tuy nhiên, khoa học quan đã tiến hóa trong những năm gần đây. Tiết lộ ảnh hưởng tiêu cực của các vi sinh vật được mô tả trong màu mỡ của đất. Vi khuẩn nitrat hoá để tạo thành nitrat, môi trường có tính axit, mà không phải là luôn luôn là một điều tích cực, cũng như một mức độ bão hòa của đất gây ion amoni nitrat hơn. Hơn nữa, nitrat được ghi giảm công suất N ₂ (dưới denitrifakatsii), do đó dẫn đến sự cạn kiệt của đất với nitơ.

sự nguy hiểm của vi khuẩn nitrat hoá là gì?

Một số chủng nitrobaktery trong sự hiện diện của một chất nền hữu cơ có thể oxy hóa amoni, tạo thành hydroxylamine, và sau đó nitrit và nitrat. Cũng như là một kết quả của phản ứng như vậy có thể xảy ra axít hydroxamic. Hơn nữa, số lượng vi khuẩn trong quá trình nitrat hóa của các hợp chất khác nhau, trong đó bao gồm nitơ (oximes, amin, amit, hydroxamates, và các hợp chất nitro khác).

Quy mô của nitrat hóa dị dưỡng trong điều kiện nhất định, có thể là không chỉ rất lớn, nhưng cũng rất có hại. Sự nguy hiểm nằm trong thực tế rằng trong chuyển đổi như vậy xảy ra sự hình thành của các chất độc hại, chất gây đột biến và chất gây ung thư. Do đó, các nhà khoa học đã làm việc chặt chẽ trên các nghiên cứu về chủ đề này.

lọc sinh học, mà luôn luôn là trong tầm tay

Vi khuẩn nitrat hoá - không phải là một khái niệm trừu tượng, mà là một hình thức rất phổ biến của cuộc sống. Hơn nữa, chúng thường được sử dụng bởi người đàn ông.

Ví dụ, trong các bộ lọc sinh học cho bể cá bao gồm các vi khuẩn. Đây là loại điều trị ít tốn kém và không phải là nhiều lao động như xử lý cơ học, nhưng đồng thời cũng đòi hỏi phải phù hợp với điều kiện nhất định để đảm bảo sự tăng trưởng và hoạt động của vi khuẩn nitrat.

Các vi khí hậu thuận lợi nhất cho họ là nhiệt độ môi trường (trong trường hợp nước này) về 25-26 độ C, một dòng chảy liên tục của oxy và sự hiện diện của thực vật thủy sinh.

vi khuẩn nitrat trong nông nghiệp

Để tăng năng suất, nông dân sử dụng phân bón khác nhau có chứa vi khuẩn nitrat.

dinh dưỡng đất trong trường hợp quy định này nitrobakteriyami và Azotobacter. Những vi khuẩn này được lấy ra từ các chất đất và nước cần thiết mà hình thành trong quá trình oxy hóa một lượng khá lớn năng lượng. Đây được gọi là quá trình chemosynthesis khi nhận được sức mạnh đi đến sự hình thành các phân tử hữu cơ phức tạp từ carbon dioxide và nước.

Những vi sinh vật này không nhất thiết phải là nguồn cung cấp các chất dinh dưỡng từ môi trường của họ - họ có thể sản xuất riêng của họ. Vì vậy, nếu cây xanh, mà cũng là tự dưỡng, cần ánh sáng mặt trời, sau đó vi khuẩn nitrat hóa nó không phải là cần thiết.

đất tự làm sạch

Đất - một chất nền hoàn hảo cho sự phát triển và sinh sản của không chỉ các nhà máy, nhưng cũng có nhiều sinh vật sống. Vì vậy nó là vô cùng quan trọng đối với trạng thái bình thường của nó, và thành phần cân bằng.

Nên nhớ rằng thanh lọc sinh học đất cung cấp bao gồm cả vi khuẩn nitrat. Họ đang ở trong đất, mùn hoặc hồ chứa, chuyển đổi amoniac mà tiết ra các vi sinh vật khác và các vật liệu hữu cơ thải, nitrat (nói chính xác hơn, các muối axit nitric). Toàn bộ quá trình bao gồm hai giai đoạn:

1. Quá trình oxy hóa của hoá ammonia thành nitrite.
2. Quá trình oxy hóa của nitrite thành nitrate.

Như vậy mỗi bước được cung cấp bởi một số loại vi sinh vật.

Cái gọi là vòng luẩn quẩn

Mạch năng lượng và duy trì sự sống trên Trái đất có thể nhờ vào việc chấp hành pháp luật nhất định về sự tồn tại của tất cả các sinh vật sống. Thoạt nhìn rất khó để hiểu những gì đang bị đe dọa, nhưng nó thực sự là khá đơn giản.

Hãy tưởng tượng những hình ảnh sau đây của một sách giáo khoa:

1. vật liệu vô cơ được xử lý bởi các vi sinh vật và do đó tạo điều kiện thuận lợi trong đất cho sự phát triển và dinh dưỡng thực vật.
2. Họ, đến lượt nó, là nguồn cung cấp không thể thiếu năng lượng cho hầu hết các động vật ăn cỏ.
3. Chuỗi sau chăm sóc cuộc sống là năng lượng kẻ thù mà là, tương ứng, các đối tác ăn cỏ của họ.
4. Những người được biết là thuộc về những kẻ săn mồi hàng đầu, và điều này có nghĩa là chúng ta có thể lấy năng lượng từ cả hai thế giới thực vật và động vật.
5. Và trong khả năng của chúng ta để sống dư lượng, cũng như hầu hết những loài thực vật và động vật, đóng vai trò như một chất nền dinh dưỡng cho vi sinh vật.

Do đó, một vòng luẩn quẩn, và cung cấp một cuộc sống liên tục hoạt động của tất cả các sinh vật sống trên Trái Đất. Biết được những nguyên tắc không phải là khó để tưởng tượng như thế nào phong phú và sức mạnh thực sự vô hạn của thiên nhiên và tất cả các sinh vật sống.

phần kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã cố gắng trả lời câu hỏi, những gì là vi khuẩn nitrat trong sinh học. Như bạn có thể thấy, mặc dù các bằng chứng mạnh mẽ của cuộc sống, hoạt động và tác động của các vi sinh vật, có nhiều vấn đề gây tranh cãi rằng cần nghiên cứu sâu hơn thực nghiệm.

vi khuẩn nitrat thuộc về chemotroph. Các nguồn năng lượng cho họ để phục vụ nhiều khoáng sản. Mặc dù kích thước nhỏ bé của nó, những sinh vật này có ảnh hưởng lớn đến thế giới xung quanh họ.

Như được biết, chemotroph không thể chuyển hóa các hợp chất hữu cơ mà trong chất nền (đất hoặc nước). Họ, ngược lại, sản xuất vật liệu xây dựng cho việc tạo ra một cuộc sống và các tế bào hoạt động.