Роль микроорганизмов в биологическом круговороте веществ на Земле

Источники азотного питания у микроорганизмов. Факторы роста. Ауксотрофы.

Азот составляет 80% земной атмосферы, и находится в ней в молекулярной форме N2. Эта инертная форма усваивается только некоторыми бактериями (азотфиксирующими: Azotobacter, Clostrilium, Nostoc etc). Доминирующеё формой азота является нитрат NO3, а уже потом идут нитриты, аммоний NH4 и др. Микроорганизмы способны утилизировать органические и неорганические формы азота. Атомы минерального азота существуют в разной форме окисленности от N5+ (азотный ангидрид N2O5) до N3-(аммиак).

Факторы роста – это вещества необходимые для роста и размножения микроорганизмов. Которые не синтезируются самим организмом, вследствии чего они должны поступать в микробные клетки в готовом виде. Принадлежат к кислотам, пуринам, пиримидинам, нуклеотидам, витаминам и тд. Потребность в факторах роста у разных организмов неодинакова. Она в основном связана с составом питательных веществ в месте естественного обитания вида.

Микроорганизмы активно способствуют расщеплению растительных и животных остатков, всех выделений и отбросов на простейшие соединения и первоначальные химические элементы, обеспечивая тем самым круговорот веществ в природе. Среди изменений веществ, вызываемых организмами, наибольший интерес представляют превращения, связанные с круговоротом азота и углерода, являющихся важнейшими элементами всего живого органического мира. Под круговоротом азота и углерода понимают процессы синтеза и распада органических веществ. Параллельно с синтезом происходят процессы разложения органического вещества, которое также обеспечивается микроорганизмами. Они разлагают их на состовляющие, до простых минеральных соединений, как углекислый газ, аммиак и вода. И таким образом микроорганизмы возвращают в природу углерод в виде углекислого газа, а азот в виде аммиака, который используется растениями.

45. Превращение соединений углерода. Превращение одноуглеродных соединений: фиксация CO2 в бактериальном фотосинтезе, связывание CO2 в процессах хемосинтеза, гетеротрофная фиксация CO2.

Источником углерода для автотрофов служит CO2, для гетеротрофов - органические соединения.

Фиксация CO2. Основные пути ассимиляции углекислоты автотрофами следующие:

1) рибулозобисфосфатный цикл с ключевым ферментом РБФ-карбоксилазой, функционирующий и у растений

2) восстановительный цикл прикарбоновых кислот с ключевым ферментом цитратлиазой найден у зелёных серных бактерий

3) гидроксипропионатный путь или восстановителньый цикл дикарбоновых кислот у зелёных несерных бактерий

4) ацетил-КоА-путь у метаногенов, сульфатредукторов и гомоацетогенов.

Гетеротрофы не могут осуществлять полное построение вещества клетки за счёт CO2, однако и у них возможна фмксация углекислоты.

Связывание углерода — общее название совокупности процессов, при которых углекислый газ CO2 преобразуется в органические вещества. Такие процессы используют автотрофы, то есть организмы, которые сами вырабатывают необходимые для себя органические вещества. В частности, процесс связывания углерода является составной частью фотосинтеза. Наиболее распространённым биологическим процессом связывания углерода является цикл Кальвина.

Дата добавления: 2015-03-29