Nitrifizierenden Bakterien. Die Bedeutung der nitrifizierenden Bakterien

Datum:

2018-09-21 07:50:19

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Nach der Art der Ernährung alle bekannten lebenden Organismen teilen sich in zwei große Arten: Hetero - und автотрофы. Eine Besonderheit des letzteren ist Ihre Fähigkeit zum selbstständigen Aufbau neuer Elemente von Kohlendioxid und anderen anorganischen Substanzen.

Energiequellen unterstützen, Ihre Lebensgrundlagen, bedingen Ihre Aufteilung auf фотоафтотрофы (Quelle – Licht) und хемоавтотрофы (Quelle – Mineralstoffe). Und je nach Titel des Substrats, die oxidieren хемоавтортофы, werden Sie in Wasserstoff und nitrifizierenden Bakterien, sondern auch auf Grau - und железобактерии.

Dieser Artikel wird die häufigste unter Ihnen die Gruppe ü нитрофицирующим Bakterien.

nitrifizierenden Bakterien

Die Geschichte der Entdeckung

Noch in der Mitte des 19 deutschen Wissenschaftlern wurde bewiesen, dass der Prozess der Nitrifikation biologisch abbaubar ist. Empirisch zeigten Sie, dass beim hinzufügen zur Kanalisation Wasser Chloroform zu bleiben Oxidation von Ammoniak. Aber zu erklären, warum dies geschieht, konnten Sie nicht.

Es ist geschafft, ein paar Jahre später dem Russischen Wissenschaftler Виноградскому. Er identifiziert zwei Gruppen von Bakterien, die etappenweise nahmen am Prozess der Nitrifikation. Also, eine Gruppe sorgte für die Oxidation von Ammonium bis salpetrige Säure, und bereits die zweite Gruppe von Bakterien, die verantwortlich für seine Verwandlung in Salpetersäure. Alle beteiligten in diesem Prozess nitrifizierenden Bakterien sind Gram-negative.

Merkmale des Prozesses der Oxidation

Der Prozess der Bildung von Nitrit durch Oxidation von Ammonium hat mehrere Stufen, in deren Verlauf bilden sich die Stickstoffverbindungen mit unterschiedlichem Grad der Oxidation der Gruppe NH.

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Das Erste Produkt der Oxidation von Ammonium zu Hydroxylamin ist. Wahrscheinlich bildete er aufgrund der Aktivierung von molekularem Sauerstoff in die Gruppe NH4, obwohl dieser Prozess ist nicht endgültig bewiesen und bleibt дискутабельным.

Weiter Hydroxylamin umgewandelt in Nitrit. Vermutlich wird das Verfahren durch die Bildung von NOH (гипонитрита) mit der Freisetzung von Lachgas. In diesem Fall wird die Wissenschaftler glauben die Produktion von Lachgas ist nur ein Nebenprodukt der Synthese, wegen der Wiederherstellung des Nitrits.

Mit Ausnahme von Produkten der chemischen Elemente, in der денитрофикации eine große Menge an Energie. Ähnlich dem, was geschieht bei aeroben heterotrophen Organismen, in diesem Fall die Synthese von Molekülen ATP verbunden mit Redox-Prozessen, in deren Folge der Sauerstoff Elektronen übertragen werden.

nitrifizierenden Bakterien

Bei der Oxidation von Nitrit eine wichtige Rolle spielt der Prozess der Reverse Transport von Elektronen. Aufnahme von Elektronen in die Kette erfolgt direkt in цитохромах (Mit-Typ und/oder A-Typ), und dies erfordert einen ausreichend hohen Energiekosten. Als Ergebnis, хемоавтотрофные nitrifizierenden Bakterien vollständig gesichert sind, mit der richtigen Menge an Energie, die verwendet wird, um Prozesse der Konstruktion und der Assimilation der Kohlensäure.

Arten von nitrifizierenden Bakterien

In der ersten Phase der Nitrifikation nehmen vier Arten von Beteiligung нитробактерий:

  • нитросомонас;
  • нитроцистис;
  • нитросолюбус;
  • нитрососпира.

Кстати auf der vorgeschlagenen Bild sieht man den nitrifizierenden Bakterien (Foto unter dem Mikroskop).

nitrifizierenden Bakterien Foto

Experimentell unter Ihnen ist ziemlich schwierig und oft gar unmöglich, die eine der Kulturen, so dass deren Betrachtung in Erster Komplex. Alle der aufgeführten Mikroorganismen haben eine Größe von bis zu 2-2,5 µm und vorzugsweise eine Ovale oder rundliche Form (mit Ausnahme нитроспиры, die eine Art von Bazillus). Sie sind in der Lage, zur binären Teilung und gesteuerte Bewegung durch Flagellen.

In der zweiten Phase der Nitrifikation beteiligt:

  • Geschlecht нитробактер;
  • Geschlecht нитроспина;
  • нитрококус.

Untersucht Die Belastung von Bakterien der Gattung нитрбактер, das den Namen zu Ehren seines Entdeckers vinogradski. Diese nitrifizierenden Bakterien haben eine Birnenform Zellen, vermehren angeh, mit der Bildung einer beweglichen (durch Flagellen) der untergeordneten Zellen.

Bau der Bakterien

Die Untersuchten нитрифицируюшие Bakterien haben ähnliche zellulären Struktur mit anderen Gram-negative Mikroorganismen. Einige von Ihnen haben ein entwickeltes System von internen Membranen bilden einen Stapel in der Mitte der Zelle, während bei anderen Sie sind mehr an der Peripherie bilden oder die Struktur in Form von Schalen, bestehend aus mehreren Schichten. Offenbar ist es mit diesen Gebilden verbunden sind Enzyme, die beteiligt sind in den Prozess der Oxidation нитрификаторами spezifischen Substrate.

Art der Versorgung der nitrifizierenden Bakterien

Нитробактерии gehören zu den obligat ist автотрофам, weil Sie nicht sind in der Lage, exogene organische Stoffe. Jedoch experimentell dennoch zeigt die Fähigkeit einiger Stämme von nitrifizierenden Bakterien verwenden bestimmte organische verbindungen.

Es Wurde festgestellt, dass das Substrat enthält Hefe автолизаты, Serin und Glutamat in geringen Konzentrationen, anregende Weise belebend auf das Wachstum нитробактерий. Dies geschieht sowohl in Gegenwart von Nitrit und wenn es nicht im Kulturmedium, obwohl der Prozess verläuft viel langsamer. Und Umgekehrt, bei Vorhandensein von Nitrit-Oxidation Acetatunterdrückt, aber stark erhöht Ihre Aufnahme von Kohlenstoff in Protein, verschiedene Aminosäuren und andere zelluläre Bestandteile.

Infolge der mehrfachen Experimenten wurden Daten über die Tatsache, dass die nitrifizierenden Bakterien können sich dennoch wechseln гетеротрофное Ernährung, aber wie produktiv und wie lange Sie vorhanden sind, können in solchen Verhältnissen, bleibt abzuwarten. Während die Daten widersprüchlich genug, um endgültige Schlussfolgerungen zu diesem Thema.

Lebensraum und die Bedeutung der nitrifizierenden Bakterien

Nitrifizierenden Bakterien gehören zu den хемоавтотрофам und haben eine weite Verbreitung in der Natur. Sie sind überall: im Boden, verschiedene Substrate, sowie Wasserbecken. Prozess Ihren Lebensunterhalt leistet einen großen Beitrag in den Allgemeinen Kreislauf des Stickstoffes in der Natur und in der Wirklichkeit erreichen riesige Ausmaße.

nitrifizierenden Bakterien sind

Zum Beispiel, ein Mikroorganismus, wie нитроцистис океанус, Auswahl der Atlantikküste, gehört zu den obligat ist галофилам. Er kann nur im Meerwasser oder Substraten enthalten. Für solche Mikroorganismen wichtig ist nicht nur der Lebensraum, sondern auch solche Konstanten, wie pH-Wert und Temperatur.

Alle bekannten nitrifizierenden Bakterien gehören zu den obligat ist аэробам. Zu oxidieren Ammonium salpetrige Säure und salpetrige Säure in Salpetersäure, Sie brauchen Sauerstoff.

Habitat

Ein weiterer wichtiger Punkt, haben die Wissenschaftler, war die Tatsache, dass der Ort, wo Leben die nitrifizierenden Bakterien, die keine organischen Substanzen enthalten muss. Ins Leben gerufen wurde die Theorie, dass diese Mikroorganismen im Prinzip nicht nutzen können organische verbindungen von außerhalb. Sie selbst nannten облигатными автотрофами.

Im nachfolgenden wiederholt nachgewiesen schädliche Wirkung von Glukose, Harnstoff, пептона, Glycerin und anderen organischen Stoffen auf die nitrifizierenden Bakterien, aber die Experimente nicht zu stoppen.

Bedeutung der nitrifizierenden Bakterien für den Boden

Bis vor kurzem glaubte man, dass нитрификаторы positive Wirkung auf den Boden, die Verbesserung seiner Fruchtbarkeit durch die Spaltung von Ammonium bis Nitrat. Diese bringen nicht nur den Pflanzen gut absorbiert, sondern auch selbst erhöhen die Löslichkeit einiger Mineralien.

Aber in den letzten Jahren die wissenschaftlichen Ansichten verändern. Offenbart die negative Wirkung der beschriebenen Mikroorganismen auf die Bodenfruchtbarkeit. Nitrifizierenden Bakterien bilden Nitrat, Mittwoch angesäuert, was nicht immer positiv ist, sondern auch in einem größeren Ausmaß provozieren Boden Sättigung Ammonium-Ionen als Nitrate. Darüber hinaus Nitrate die Fähigkeit haben, sich zu erholen bis zu N2 (in Arbeit денитрифакации), was wiederum führt zu einer Verarmung des Bodens mit Stickstoff.

die Art der Nahrung nitrifizierenden Bakterien

Was die Gefahr von nitrifizierenden Bakterien?

Einige Stämme нитробактерий in Anwesenheit eines organischen Substrats können oxidieren Ammonium, bilden Hydroxylamin und anschließend zu Nitrit und Nitrat. Auch aufgrund solcher Reaktionen können auftreten гидроксамовые Säure. Darüber hinaus eine Reihe von Bakterien führt den Prozess der Nitrifikation verschiedenen verbindungen enthalten Stickstoff (оксимы, Amine, Amide, гидроксаматы und andere Nitroverbindungen).

Das Ausmaß der гетеротрофной Nitrifikation unter bestimmten Bedingungen kann es nicht nur riesig, sondern auch sehr schädlich. Die Gefahr besteht darin, dass im Verlauf solcher Umwandlungen wird die Bildung von toxischen Substanzen, Mutagene und Karzinogene. Deshalb Wissenschaftler arbeiten eng über Studium dieses Themas.

Biologische Filter, die immer zur Hand

Nitrifizierenden Bakterien ist nicht ein abstraktes Konzept, sondern eine sehr weit verbreitete Lebensform. Darüber hinaus werden Sie oft verwendet Person.

Zum Beispiel in der Zusammensetzung Biologischer Filterung für Aquarien sind genau diese Bakterien. Diese Art der Reinigung weniger aufwendig und nicht so zeitaufwendig, wie die mechanische Reinigung, aber gleichzeitig erfordert die Einhaltung bestimmter Bedingungen, um das Wachstum und die Lebenstätigkeit нитрифицирующим Bakterien.

Die Günstigste Mikroklima für Sie ist die Umgebungstemperatur (in diesem Fall Wasser) etwa 25-26 Grad Celsius, ständige Zufuhr von Sauerstoff und das Vorhandensein von Wasserpflanzen.

der Wert von nitrifizierenden Bakterien

Nitrifizierenden Bakterien in der Landwirtschaft

, um die Produktivität zu erhöhen, die Landwirte verwenden verschiedene Dünger, die nitrifizierenden Bakterien.

Die Ernährung des Bodens in einem solchen Fall wird нитробактериями und азотобактериями. Diese Bakterien entfernen aus dem Boden und Wasser notwendigen Stoffe, die während der Oxidation bilden eine ausreichend große Menge an Energie. Dieser so genannte Prozess der Chemosynthese, wenn die empfangene Energie geht auf die Bildung der komplexen Moleküle der organischen Herkunft aus Kohlendioxid und Wasser.

Für diese Mikroorganismen nicht unbedingt die Zufuhr von Nährstoffen mit Ihrer Umwelt - Sie können Sie selbst zu produzieren. So, wenn die grünen Pflanzen, die sind auch автотрофами, Sonnenlicht benötigt, um nitrifizierenden Bakterien nicht erforderlich.

Die Selbstreinigung des Bodens

Boden – es ist das ideale Substrat für das Wachstum und die Fortpflanzung nicht nur Pflanzen, sondern auch bei einer Vielzahl von lebenden Organismen. Es ist daher äußerst wichtigIhr normaler Zustand und eine ausgewogene Zusammensetzung.

Beachten Sie, dass die biologische Reinigung des Bodens zur Verfügung stellen, einschließlich der nitrifizierenden Bakterien. Sie sich im Boden, Gewässern oder перегное, wandeln Ammoniak, die andere Mikroorganismen abgeben und sterben, die organische Materialien, in Nitrate (um genauer zu sein, das Salz in Salpetersäure). Der gesamte Prozess besteht aus zwei Phasen:

  1. Die Oxidation von Ammoniak zu Nitrit.
  2. Die Oxidation von Nitrit bis zum Nitrat.

Dabei jede Phase wird durch bestimmte Arten von Mikroorganismen.

Der So genannte Teufelskreis

Kreislauf der Energie und die Erhaltung des Lebens auf der Erde vielleicht durch die Einhaltung bestimmter Gesetzmäßigkeiten für die Existenz aller Lebewesen. Auf den ersten Blick schwer zu verstehen, worum es geht, aber eigentlich ist alles ganz einfach.

nitrifizierenden Bakterien gehören zu хемотрофам

Stellen Wir uns das folgende Bild aus dem Schulbuch:

  1. Anorganische Stoffe werden durch Mikroorganismen und schaffen damit günstige Bedingungen im Boden für das Wachstum und die Ernährung der Pflanzen.
  2. Sie wiederum sind eine unverzichtbare Quelle von Energie für die meisten Pflanzenfresser.
  3. Folgende Kette dieses wichtigen Gliedes sind Raubtiere, Energie für die sind, beziehungsweise, Sie sind Pflanzenfresser Gegenstücke.
  4. Menschen, wie Sie wissen, sind die höchsten Raubtiere, was bedeutet, dass wir die Energie zu erhalten wie von der Pflanzenwelt, als auch vom Tier.
  5. Und schon unsere eigenen Reste der Lebenstätigkeit sowie die meisten Pflanzen und Tiere, dienen als nahrhaftes Substrat für Mikroorganismen.

So, es ist ein Teufelskreis, kontinuierlich funktionierende und stellt das Leben aller Lebewesen auf der Erde. Die Kenntnis dieser Prinzipien ist nicht schwer, sich vorzustellen, wie vielseitig und eigentlich Grenzenlos ist die Kraft der Natur und aller Lebewesen.

Fazit

In diesem Artikel haben wir versucht, eine Antwort auf die Frage, was ist der nitrifizierenden Bakterien in der Biologie. Wie Sie sehen, trotz erdrückender Beweise des Lebens, des Funktionierens und der Wirkung dieser Mikroorganismen, es gibt noch viele umstrittene Fragen, die weiterer experimenteller Untersuchungen.

Nitrifizierenden Bakterien gehören zu хемотрофам. Energiequelle für Sie sind verschiedene Mineralstoffe. Trotz Ihrer mikroskopischen Dimensionen, diese Lebewesen haben einen enormen Einfluss auf die Welt um Sie herum.

Wie Sie wissen, хемотрофы nicht verdauen können organische verbindungen, die sich im Substrat (Boden oder Wasser). Sie, im Gegenteil, produzieren Baustoff für die Schaffung einer lebendigen und funktionierenden Zellen.


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Alin Trodden - autor des Artikels, Herausgeber
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