Bakteri nitrifikasi. Arti dari bakteri nitrifikasi

Dengan jenis makanan semua organisme hidup dikenal dibagi menjadi dua jenis utama: heteroseksual dan autotrof. Sebuah ciri khas dari yang terakhir adalah kemampuan mereka untuk diri pembangunan unsur-unsur baru dari karbon dioksida dan lainnya zat anorganik.

sumber energi yang mendukung fungsi-fungsi vital mereka, menyebabkan divisi mereka ke fotoaftotrofy (sumber - cahaya) dan chemoautotrophs (sumber - zat mineral). Dan tergantung pada nama substrat, yang teroksidasi hemoavtortofy, mereka dibagi menjadi bakteri hidrogen dan nitrifikasi, serta bakteri belerang dan besi.

Artikel ini akan fokus pada yang paling umum di antara mereka kelompok - bakteri nitrofitsiruyuschim.

Sejarah penemuan

Kembali pada pertengahan abad ke-19 oleh ilmuwan Jerman itu membuktikan bahwa proses nitrifikasi biologi. Secara empiris telah menunjukkan bahwa ketika ditambahkan ke air limbah kloroform berhenti oksidasi amonia. Tapi untuk menjelaskan mengapa demikian, mereka tidak bisa.

Hal ini dilakukan beberapa tahun kemudian ilmuwan Rusia Vinogradskaya. Dia menunjuk dua kelompok bakteri, yang secara bertahap mengambil bagian dalam proses nitrifikasi. Dengan demikian, satu kelompok mengoksidasi amonia untuk memberikan nitrous acid, dan hanya kelompok kedua bakteri yang bertanggung jawab untuk transformasi menjadi nitrat. Semua yang terlibat dalam proses ini, bakteri nitrifikasi adalah gram negatif.

Fitur dari proses oksidasi

Proses pembentukan nitrit oleh oksidasi amonium memiliki beberapa fase, di mana senyawa nitrogen terbentuk dengan berbagai tingkat kelompok oksidasi NH.

Produk pertama adalah oksidasi amonium hidroksilamin. Kemungkinan besar itu dihasilkan karena masuknya molekul oksigen dalam kelompok NH _4, meskipun proses ini tidak definitif terbukti dan tetap diperdebatkan.

Berikutnya, hydroxylamine diubah menjadi nitrit. Agaknya proses ini dilakukan melalui pembentukan NOH (giponitrita) dengan merilis nitrous oxide. Dalam hal ini, para ilmuwan percaya produksi nitrous oksida hanya produk sampingan dari sintesis, karena pemulihan nitrit.

Terlepas dari produk-produk dari unsur-unsur kimia, sejumlah besar energi dilepaskan selama denitrofikatsii. Demikian pula dengan apa yang terjadi pada organisme aerobik heterotrofik, dalam hal ini sintesis ATP dikaitkan dengan proses oksidasi-reduksi, sebagai akibat dari mana elektron ditransfer ke oksigen.

Dalam oksidasi nitrit, peran besar yang dimainkan oleh transportasi kebalikan dari elektron. Its dimasukkan dalam rangkaian elektron terjadi secara langsung dalam sitokrom (P-jenis dan / atau tipe A), dan ini memerlukan biaya energi yang cukup besar. Akibatnya, bakteri nitrifikasi chemoautotrophic sepenuhnya dijamin pasokan yang diperlukan energi, yang digunakan untuk proses pembangunan dan asimilasi karbon dioksida.

Jenis bakteri nitrifikasi

Pada tahap pertama nitrifikasi mengambil empat macam bagian nitrobaktery:

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

By the way, Anda dapat melihat bakteri nitrifikasi (foto bawah mikroskop) pada gambar yang diusulkan.

Dengan eksperimen di antara mereka sulit, dan sering bahkan mustahil untuk keluar tunggal salah satu tanaman, jadi review mereka sebagian besar lengkap. Semua mikroorganisme ini memiliki ukuran 2-2,5 mikron, dan bentuk lebih oval atau bulat (kecuali nitrospiry yang memiliki bentuk tongkat). Mereka mampu pembelahan biner dan arah karena flagella.

Pada tahap kedua nitrifikasi ambil bagian:

• ras nitrobakter;
• ras nitrospina;
• nitrokokus.

Strain yang paling banyak dipelajari dari bakteri dari nitrbakter genus memiliki nama untuk menghormati penemunya Vinogradski. Bakteri nitrifikasi memiliki sel berbentuk buah pir berkembang biak dengan tunas untuk membentuk (karena flagela) sel anak mobile.

Struktur bakteri

Nitrifitsiruyushie menyelidiki bakteri memiliki struktur sel yang mirip dengan organisme gram negatif lainnya. Beberapa dari mereka telah berkembang dengan baik sistem membran internal, tumpukan membentuk pusat sel, sedangkan pada orang lain mereka diatur lebih pinggiran struktur atau untuk membentuk secangkir terdiri dari beberapa lapisan. Ternyata, itu adalah entitas ini enzim terkait yang terlibat dalam oksidasi nitrifiers substrat tertentu.

Jenis makanan bakteri nitrifikasi

Nitrobakterii bersifat autotrof obligat karena tidak dapat menggunakan eksogen zat organik. Namun, dengan percobaan namun menunjukkan kemampuan strain tertentu dari bakteri nitrifikasi menggunakan senyawa organik tertentu.

Ditemukan bahwa substrat yang mengandung autolysates ragi, serin dan glutamat dalam konsentrasi rendah, merangsang cara mempengaruhi nitrobaktery pertumbuhan. Hal ini terjadi baik di hadapan nitrit, dan tidak adanya daripadanya di media, walaupun prosesnya jauh lebih lambat. Sebaliknya, kehadiran proses oksidasi asetat nitrit ditekan, tetapi dimasukkan karbon protein, berbagai asam amino dan komponen seluler lainnya meningkat secara signifikan.

Sebagai hasil dari beberapa percobaan, data yang diperoleh bahwa bakteri nitrifikasi masih bisa beralih ke nutrisi heterotrofik, tapi bagaimana produktif dan berapa lama mereka bisa eksis dalam kondisi seperti itu, masih harus dilihat. Sedangkan data bertentangan dengan menarik kesimpulan akhir tentang masalah ini.

Habitat dan nilai bakteri nitrifikasi

bakteri nitrifikasi yang chemoautotrophs dan tersebar luas di alam. Mereka ditemukan di mana-mana: di tanah, substrat yang berbeda, serta kolam. Memproses hidup mereka berkontribusi besar terhadap keseluruhan siklus nitrogen di alam , dan bahkan dapat mencapai proporsi yang sangat besar.

Sebagai contoh, mikroorganisme seperti nitrotsistis Oceanus, terisolasi dari Samudera Atlantik, mengacu pada mewajibkan halofili. Ini hanya dapat eksis dalam air laut atau substrat yang mengandung itu. Untuk mikroorganisme tersebut tidak hanya habitat penting, tetapi konstanta seperti pH dan suhu.

Semua bakteri nitrifikasi dikenal adalah aerob obligat. Dalam rangka untuk mengoksidasi amonia menjadi asam nitrit, dan asam nitrat menjadi nitrit, mereka membutuhkan oksigen.

kondisi hidup

Hal lain yang penting, yang mengungkapkan para ilmuwan adalah bahwa tempat di mana mereka tinggal bakteri nitrifikasi tidak boleh mengandung bahan organik. Teori itu maju bahwa mikroorganisme ini bisa tidak pada prinsipnya untuk menggunakan senyawa organik dari luar. Mereka bahkan disebut autotrof obligat.

Selanjutnya, pengaruh buruk glukosa telah terbukti berulang kali, urea, pepton, gliserol dan bahan organik lainnya di bakteri nitrifikasi, tapi jangan berhenti bereksperimen.

Arti dari bakteri nitrifikasi ke tanah

Sampai saat ini diyakini bahwa nitrifikasi efek menguntungkan pada kesuburan tanah dengan meningkatkan belahan dada untuk amonium nitrat. Yang terakhir tidak hanya baik diserap oleh tanaman, namun dalam dan dari diri mereka meningkatkan kelarutan beberapa mineral.

Namun, pandangan ilmiah telah berevolusi dalam beberapa tahun terakhir. Mengungkapkan efek negatif dari mikroorganisme yang dijelaskan dalam kesuburan tanah. Bakteri nitrifikasi untuk membentuk nitrat, lingkungan asam, yang tidak selalu hal yang positif, serta tingkat yang lebih besar dari kejenuhan tanah memprovokasi ion amonium nitrat dari. Selain itu, nitrat direduksi menjadi kapasitas N ₂ (di bawah denitrifakatsii), yang pada gilirannya menyebabkan penipisan tanah dengan nitrogen.

Apa bahaya dari bakteri nitrifikasi?

Beberapa strain nitrobaktery di hadapan substrat organik dapat mengoksidasi amonium, membentuk hydroxylamine, dan kemudian nitrit dan nitrat. Juga sebagai hasil dari reaksi tersebut dapat terjadi asam hydroxamic. Selain itu, jumlah bakteri dalam proses nitrifikasi senyawa yang berbeda, yang meliputi nitrogen (Oxime, amina, amida, hidroksamat, dan senyawa nitro lainnya).

Skala nitrifikasi heterotrofik dalam kondisi tertentu, dapat tidak hanya besar, tapi juga sangat berbahaya. Bahayanya terletak pada kenyataan bahwa selama transformasi tersebut terjadi pembentukan zat beracun, mutagen dan karsinogen. Oleh karena itu, para ilmuwan telah bekerja erat pada studi dari topik.

filter biologis, yang selalu di tangan

Bakteri nitrifikasi - bukan merupakan konsep abstrak, tetapi bentuk yang sangat umum dari kehidupan. Selain itu, mereka sering digunakan oleh manusia.

Misalnya, dalam filter biologis untuk akuarium termasuk bakteri ini. Jenis pengobatan lebih murah dan tidak padat karya sebagai pengobatan mekanik, tetapi pada saat yang sama membutuhkan kepatuhan kondisi tertentu untuk memastikan pertumbuhan dan aktivitas bakteri nitrifikasi.

Iklim mikro yang paling menguntungkan bagi mereka adalah suhu lingkungan (dalam air hal ini) tentang 25-26 derajat Celcius, aliran konstan oksigen dan adanya tanaman air.

bakteri nitrifikasi di bidang pertanian

Dalam rangka meningkatkan hasil, petani menggunakan pupuk yang berbeda mengandung bakteri nitrifikasi.

nutrisi tanah dalam kasus disediakan ini nitrobakteriyami dan Azotobacter. Bakteri ini dihapus dari zat tanah dan air yang diperlukan yang membentuk dalam proses oksidasi dalam jumlah yang agak besar energi. Ini disebut-proses kemosintesis ketika menerima kuasa pergi ke pembentukan molekul organik kompleks dari karbon dioksida dan air.

mikroorganisme ini tidak selalu pasokan nutrisi dari lingkungan mereka - mereka dapat memproduksi sendiri. Jadi jika tanaman hijau, yang juga autotrophic, kebutuhan sinar matahari, maka bakteri nitrifikasi tidak perlu.

tanah membersihkan diri

Tanah - substrat yang sempurna untuk pertumbuhan dan reproduksi tidak hanya tanaman, tetapi juga banyak organisme hidup. Oleh karena itu sangat penting untuk keadaan normal, dan komposisi yang seimbang.

Harus diingat bahwa tanah pemurnian biologis menyediakan termasuk bakteri nitrifikasi. Mereka berada di tanah, humus atau waduk, dikonversi amonia yang mengeluarkan mikroorganisme lain dan bahan organik limbah, nitrat (untuk lebih tepatnya, garam asam nitrat). Seluruh proses terdiri dari dua tahap:

1. Oksidasi amonia menjadi nitrit.
2. Oksidasi nitrit menjadi nitrat.

Dengan demikian setiap langkah disediakan oleh jenis tertentu dari mikroorganisme.

Yang disebut lingkaran setan

Sirkuit energi dan pemeliharaan kehidupan di Bumi dimungkinkan berkat ketaatan hukum-hukum tertentu dari keberadaan semua makhluk hidup. Pada pandangan pertama sulit untuk memahami apa yang dipertaruhkan, tapi itu sebenarnya cukup sederhana.

Mari kita bayangkan gambar berikut dari buku teks sekolah:

1. bahan anorganik diproses oleh mikroorganisme dan dengan demikian menciptakan kondisi yang menguntungkan dalam tanah untuk pertumbuhan dan nutrisi tanaman.
2. Mereka, pada gilirannya, merupakan sumber yang sangat diperlukan energi untuk sebagian besar herbivora.
3. Berikut rantai perawatan hidup adalah energi predator yang masing-masing dari rekan-rekan herbivora mereka.
4. Orang yang diketahui milik predator puncak, dan ini berarti bahwa kita dapat mendapatkan energi dari kedua dunia tanaman dan hewan.
5. Dan dalam kemampuan kita sendiri untuk hidup residu, serta orang-orang kebanyakan tanaman dan hewan, berfungsi sebagai substrat nutrisi bagi mikroorganisme.

Dengan demikian, lingkaran setan, dan menyediakan kehidupan yang terus beroperasi dari semua makhluk hidup di Bumi. Mengetahui prinsip-prinsip ini tidak sulit untuk membayangkan bagaimana multifaset dan kekuatan sebenarnya tak terbatas dari alam dan semua makhluk hidup.

kesimpulan

Pada artikel ini kita telah mencoba untuk menjawab pertanyaan, apa bakteri nitrifikasi dalam biologi. Seperti yang Anda lihat, meskipun bukti kehidupan, fungsi dan dampak dari mikroorganisme ini, ada banyak isu-isu kontroversial yang memerlukan studi lebih lanjut eksperimental.

bakteri nitrifikasi milik chemotroph. Sumber energi bagi mereka untuk melayani berbagai mineral. Meskipun ukurannya yang kecil, organisme ini memiliki dampak besar pada dunia di sekitar mereka.

Seperti diketahui, chemotroph tidak dapat memetabolisme senyawa organik yang berada di substrat (tanah atau air). Mereka, sebaliknya, menghasilkan bahan bangunan untuk penciptaan hidup dan sel berfungsi.