38. Типы транспортных систем у микроорганизмов

Смотрите 37 вопрос, ответ идентичен.

39. Общая характеристика круговорота азота в природе.

В круговороте азота можно выделить следующие основные биохимические процессы:

1)аммонификация; 2) нитрификация; 3) денитрификация и 4) азотфиксация.

1)аммонификация, - это превращение органического азота в минеральный азот, разложение сложного белка до аммиака. Это минерализация азотсодержащих органических веществ, протекающая под воздействием аммонифицирующих микробов, выделяющих протеолитические ферменты.  Поэтому этот процесс и называется аммонификацией. Он проходит в несколько этапов в результате жизнедеятельности различных групп микроорганизмов, главным образом бактерий, а также актиномицетов и плесневых грибов.

Примеры бактерий: Proteus vulgaris, Bacillus mycoides

2)Конечные продукты разложения белка и других азотных веществ - аммиачные соли - уже сами по себе могут усваиваться растениями. Однако наиболее легко усвояемыми для растений являются соли азотной кислоты. Процесс окисления солей аммиака в соли азотной кислоты называется нитрификацией

Процесс нитрификации проходит в две фазы. В первой фазе аммиачные соли окисляются в соли азотистой кислоты - нитриты: 2NH3+3О2→2HNО2+2H2О. Во второй фазе образовавшиеся соли азотистой кислоты окисляются в соли азотной кислоты - нитраты: 2HNО2+О2=2HN03.

Первая фаза вызывается бактериями, называемыми нитрозными, которые разделяются на несколько видов и разновидностей (Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosocistis и др.). Вторая фаза вызывается нитратными бактериями (Nitrobacter).

3) Кроме процесса нитрификации в природе могут возникать и противоположные процессы разложения азотнокислых солей вплоть до образования газообразного азота, уходящего обратно в атмосферу. Такие процессы восстановления нитратов с образованием как конечного продукта молекулярного азота называются денитрификацией.

Денитрификацию вызывают микроорганизмы, широко распространенные в почве, навозе, на поверхности и корнях растений. Это факультативные анаэробы. Попадая в анаэробные условия или даже в условия недостаточного притока кислорода в среде, денитрифицирующие бактерии отщепляют кислород из азотно- или азотистокислых солей, восстанавливая их до азота. Отщепленным кислородом они окисляют безазотистые органические соединения, получая таким образом необходимую им энергию.

Бактерии:  В наибольшей степени способность к денитрификации распространена у бактерий из родов Bacillus и Pseudomonas. Например: Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa

4)Азотфиксация. процесс усвоения молекулярного азота, перевода его в связанное состояние некоторыми микроорганизмами - диазотрофами.  

1.промышленный – получение аммиака

2. атмосферный(N2O5, NO2)

3. биологический

Организмы, способные к усвоению азота воздуха, можно разделить на группы:

• 1) симбиотические азотфиксаторы - микроорганизмы, которые усваивают азот атмосферы, только находясь в симбиозе с высшим растением;

• 2) свободноживущие - микроорганизмы, свободно живущие в почве и усваивающие азот воздуха;

• 3) ассоциативные азотфиксаторы - микроорганизмы, обитающие на поверхности корневой системы злаков, т. е. живущие в ассоциации с высшими растениями.

-свободноживущие

Анаэробы клостридии

Аэробы азотобактер

-ассоциативные(Pantoea)

-симбиотические

Бобовые(растение цветёт) бактерии Rhisobium

Небобовые актиномицеты

Огромные запасы газообразного азота совершенно недоступны для высших растений и животных. Вовлечение его в биогенный круговорот совершается двумя путями. В первом случае азот превращается в двуокись азота NO2 под влиянием электрических разрядов, происходящих во время гроз, или в результате фотохимического окисления. Двуокись азота растворяется в воде, в почве и окисляется дальше.

Второй путь вовлечения азота в круговорот осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами. Эти микробы разделяются на две группы:

1. клубеньковые бактерии, фиксирующие азот в симбиозе с бобовыми растениями, и 2) свободноживущие бактерии.

Бобовые растения не могут сами фиксировать азот из воздуха. Они фиксируют азот только в симбиозе с живыми бактериями клубеньков. Род этих бактерий чаще называют Rhisobium. Клубеньковые бактерии снабжают растения азотнокислыми соединениями, а растения обеспечивают их безазотистыми органическими веществами.

Свободноживущие азотфиксирующие бактерии рода Clostridium(Clostridium Pasteurianum). Опыт был поставлен в анаэробных условиях. Эта бактерия - строгий анаэроб. Клетка ее довольно больших размеров. Она образует споры, которые шире ее поперечника, отчего палочка со спорой принимает вид веретена, поэтому и названа клостридиум, т. е. веретено.

другой азотфиксатор, названный азотобактером. Это довольно крупные сплюснутые парные шарики, размером 1-10 мк, покрытые общей слизистой капсулой. Аэроб в молодом возрасте подвижен. Он растет на синтетических средах, не содержащих азота, при наличии следов молибдена, который для него является фактором роста. Азотобактер получает энергию за счет окисления Сахаров, органических кислот. 

Бактерии клубеньковые: Род Rhisobium

Бактерии свободноживущие: Azotobacter (Azotobacter chroococcum), бактерии рода Clostridium (Clostridium Pasteurianum).