Роль мікроорганізмів у кругообігу хімічних елементів у природі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

Державні освітні установи

ВИЩОЇ ОСВІТИ

«ШУЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра біології та екології

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

«Роль мікроорганізмів у кругообігу хімічних елементів у природі»

Виконала:

студентка 4 курсу 2 гр.

факультету фізичної культури

Ларіна Тетяна Вікторівна

Викладач:

К.б.н., доцент Юдін Олександр

Миколайович

Шуя-2009



Зміст

1. Роль мікроорганізмів у кругообігу азоту в природі. Азотне живлення прокаріотів з різними типами життя

2. Роль мікроорганізмів у кругообігу водню. Водневі бактерії, особливості їх метаболізму, роль в природі і практичне значення

3. Роль мікроорганізмів у кругообігу кисню. Типи життя прокаріотів, засновані на окисному фосфолірованіе

4. Роль мікроорганізмів у кругообігу сірки в природі, їх значення перетворення речовин та практичне використання

5. Роль мікроорганізмів у кругообігу вуглецю в природі. Вуглецеве харчування прокаріотів з різними типами життя

6. Роль мікроорганізмів у кругообігу фосфору. Різні типи життя бактерій, засновані на використанні сполук фосфору

7. Роль мікроорганізмів в еволюції життя на Землі

8.Література



1. Роль мікроорганізмів у кругообігу азоту в природі. Азотне живлення прокаріотів з різними типами життя

Кругообіг азоту в природі складається з трьох основних процесів: 1) фіксація азоту атмосфери; 2) нітрифікація-окислення азоту; 3) денітрифікація (гниття) - відновлення азоту. 2 = H 2 N = H 3 N Они имеют ферменты, обладающие способностью связывать свободный азот с другими химическими элементами. Азот атмосфери фіксують тільки вільноживучі азотофіксаторами (азотобактер) і мікроби-симбіонти - бульбочкові бактерії. N 2 = H 2 N = H 3 N Вони мають ферменти, що мають здатність зв'язувати вільний азот з іншими хімічними елементами. Ці мікроорганізми синтезують складні органічні сполуки. Значення: збагачують грунт зв'язаним азотом і сприяють її родючості. Амоніфікація, або гниття, - процес розкладання білків на менш складні з'єднання: пептони, пептиди, амінокислоти. Процеси нітрифікації, або окислення, аміаку в нітрити, а потім в нітрати здійснюють грунтові бактерії, в результаті рослини отримують живильні речовини. Спочатку бактерії (нітрозомонас) окислюють аміак у азотисту кислоту, одержуючи при цьому енергію, необхідну для свого життя. 2 +1,5 O 2 = NO 2 + H 2 O +2 H ) На втором этапе нитратные бактерии(нитробактер) окисляют азотистую кислоту в азотную. (NH 2 +1,5 O 2 = NO 2 + H 2 O +2 H) На другому етапі нітратні бактерії (нітробактерій) окислюють азотисту кислоту в азотну. 22 = NO 3 ). (NO 2 + О 2 = NO 3). 3 = NO 2 = NO Процеси дентрофіксаціі йду за наявності в грунті денітрофіксірующіх бактерій, які відновлюють нітрати до молекудярного азоту. NO 3 = NO 2 = NO 2 .Эти процессы протекают на глубине 10-15см в почве в анаэробных условиях и ведут к понижению плодородия почвы, уменьшая в ней запасы нитритов. = N 2. Ці процеси протікають на глибині 10-15см в грунті в анаеробних умовах і ведуть до зниження родючості грунту, зменшуючи в ній запаси нітритів. Бактерії, що здійснюють кругообіг азоту в природі можуть бути або симбіонтом, або свободноживущими.



2. Роль мікроорганізмів у кругообігу водню. Водневі бактерії, особливості їх метаболізму, роль в природі і практичне значення

До водневим бактеріям відносяться еубактеріі, здатні отримувати енергію шляхом окислення молекулярного водню за участю О 2, а всі речовини клітини будувати з вуглецю СО 2. Водневі бактерії - хемолітоавтотрофами, ростуть при окисленні Н 2 в аеробних умовах. Н 2 +1 / 5О 2 = Н 2 О. Крім окислення для отримання енергії молекулярний водень використовується в конструктивному метаболізмі. На 5 молекул Н2, окисленого в процесі дихання припадає 1 молекула Н 2, витрачена на освіту біомаси. 6 Н 2 +2 О 2 + СО 2 = СН 2 О +5 Н 2 О. Молекулярний водень - найпоширеніший неорганічний субстрат, що використовується бактеріями для отримання енергії в процесі окислення. ). До водневим бактеріям відносяться представники 20 родів, що об'єднують грампозитивні і грамнегативні форми різної морфології, рухомі та нерухомі, утворюють спор і бесспоровие, що розмножуються поділом та брунькуванням. (Рід Hydrogenobacter). З усіх хемолітоавтотрофних еубактерій тільки водневі бактерії за допомогою певної форми гидрогеназой можуть здійснювати безпосереднє відновлення НАД + окисленням неорганічного субстрату. До утворення молекулярного водню наводять різні процеси, у тому числі і біологічні. Активними продуцентами Н 2 є еубактеріі. Також активно здійснюється і споживання Н 2

Важлива роль у цьому належить водневим бактеріям. Останнім часом водневі бактерії привертають до себе увагу можливістю практичного використання: для одержання кормового білка, а також ряду органічних сполук (кислоти, амінокислоти, вітаміни, ферменти).



3. Роль мікроорганізмів у кругообігу кисню. Типи життя прокаріотів, засновані на окисному фосфолірованіе

Молекулярний кисень мікроорганізми використовують в процесі дихання і окислення неорганічних речовин. Виділяють кисень в атмосферу деякі фотосинтезуючі бактерії (ціанобактерії і прохролофіти). У міру накопичення кисень стає постійним компонентом зовнішнього середовища, і тільки локально можуть бути створені такі умови, де він відсутній або міститься в малих кількостях. Це зумовило два можливих варіанти взаємодії прокаріотів з молекулярним киснем. Одні з існуючих анаеробних форм «пішли» в місця проживання, де кисень практично відсутній, і тим самим зберегли «образ безкисневому епохи». Інші були змушені піти по шляху пристосування до «кисневим» умов. Це означає, що вони формували нові метаболічні реакції, службовці в першу чергу для нейтралізації негативної дії молекулярного кисню.

Групи хемолітотрофних еубактерій: еубактеріі, окислюють з'єднання сірки; железобактерии; нитрифицирующие бактерії; водневі бактерії; карбоксідобактеріі; еубактеріі, що відновлюють сульфати. Групи хемоорганотрофних бактерій: метілотрофи; оцтовокислі бактерії; амоніфікувальні бактерії; бактерії, що руйнують целюлозу; денітрифікуючі бактерії.

4. Роль мікроорганізмів у кругообігу сірки в природі, їх значення перетворення речовин та практичне використання

Кругообіг сірки здійснюється в результаті життєдіяльності бактерій, що окислюють або відновлюють її. Процеси відновлення сірки відбуваються кількома шляхами. Під впливом гнильних бактерій - клостридій, протея в анаеробних умовах при гнитті білків, які містять сірку, відбувається утворення сірководню і, рідше, меркаптану. Великі кількості сірководню накопичується також в результаті життєдіяльності Сульфат бактерій. Вони відновлюють сульфати грунту, мулу і води. Сірководень, що утворився в процесі відновлення частково, випаровується в атмосферу, а частково накопичуються в грунті і воді. Надалі він окислюється. Процеси окислення сірководню відбуваються за участю серобактерий і тиобацилл. Серобактерии використовують сірководень у біоенергетичних процесах окислення, забезпечуючи себе енергією. У результаті цих процесів сірководень окислюється до сірки, яка накопичується в цитоплазмі бактерій, яка накопичується в цитоплазмі бактерій. Після того, як запаси сірководню у зовнішньому середовищі вичерпані, сірка окислюється до сірчаної кислоти і сульфатів, що використовуються рослинами. Тиобацилл окислюють сірку, сірководень, гіпосульфіт. Вони накопичують сірку всередині клітини і поза нею, іноді окислюють сірку до сульфатів. Серед тиобацилл зустрічаються аутотрофи і гетеротрофи. Практичне використання: бактерії, в процесі окислення сірки утворюють використовувані рослинами сульфати, бактерії гниття розкладають рештки тварин.

5. Роль мікроорганізмів у кругообігу вуглецю в природі. Вуглецеве харчування прокаріотів з різними типами життя

Кругообіг вуглецю складається з двох взаємопов'язаних процесів: 1) споживання вуглекислоти атмосферного повітря аутотрофнимі мікробами; 2) повернення, поповнення запасів вуглекислоти в атмосфері. Споживання СО 2 відбувається фотосинтезуючими мікроорганізмами. При фотосинтезі утворюються різні органічні сполуки. Основна маса вуглецю відкладається в рослинах у формі різних цукрів (глюкоза, фруктоза, крохмаль та ін.) Утворилися органічні сполуки використовуються чоловік і тваринами для харчування, а після їх загибелі органічні речовини переходять у грунт. Повернення вуглекислоти відбувається мікроорганізмами грунту і води. Велика кількість вуглекислоти надходить назад в атмосферу при мінералізації органічних залишків рослин і тварин грунтовими бактеріями і грибами. Головними субстратами процесів мінералізації в природі є цукру у формі полімерів. Використання глюкози в якості основного енергетичного матеріалу при процесах біологічного окислення (бродіння, дихання) призводить до вивільнення вуглекислоти. Додатковий цикл кругообігу вуглецю обумовлений анаеробними грунтовими мікроорганізмами. Одні з них (метанобактеріі) в умовах вологих грунтів відновлюють СО 2 в метан (СН 4). Інші, навпаки, окислюють метан у вуглекислоту.

Залежно від джерела вуглецю всі прокаріоти діляться на дві групи: автотрофи (синтезують всі необхідні компоненти з вуглекислоти) і гетеротрофи (джерелом вуглецю служать органічні сполуки). Останні діляться на паразитів (живуть за рахунок інших живих клітин) і сапрофіти (потребують готових органічних речовинах, але від інших організмів не залежать.

6. Роль мікроорганізмів у кругообігу фосфору. Різні типи життя бактерій, засновані на використанні сполук фосфору

Кругообіг фосфору дещо відрізняється від кругообігу інших елементів. Звільнення фосфору з органічних сполук відбувається в результаті процесів гниття. Проте, до цих пір не знайдені мікроорганізми, які могли б здійснювати процеси окислення і відновлення фосфору. Фосфорні бактерії, що знаходяться в грунті і воді, використовують для своєї життєдіяльності нерозчинні сполуки фосфору, переводячи їх в розчинні. Ці сполуки потім можуть бути використані рослинами. Переходу нерозчинних сполук фосфору в розчинні сприяють також нитрифицирующие і сірчані бактерії, що утворюють кислоти при процесах бродіння.

Бродіння (молочнокисле, спиртове, пропіоновокислі, маслянокислое); фотосинтез; дихання.

7. Роль мікроорганізмів в еволюції життя на Землі

Згідно сучасним уявленням життя є результат еволюції матерії. Погляди на походження життя, її розвиток і сутність має довгу історію, але обговорення цих питань до недавнього часу було предметом філософських роздумів. Опарін і Холдейн висунули припущення, що життя виникло в результаті взаємодії органічних сполук, що утворилися в безкисневих умовах на первісній Землі, згідно цієї гіпотези, біологічний синтез органічних речовин відбувається тільки на сучасному етапі існування Землі. На первісної, млявої Землі могли відбуватися хімічні синтези вуглецевих сполук і їх подальша передбіологічній еволюція. У результаті цієї еволюції мало місце поступове ускладнення органічних сполук, формування з них просторово відокремлених систем і перетворення останніх у попередників життя.

Завдяки ціанобактеріям з'явився в атмосфері Землі молекулярний кисень. Проте, на початку весь вони виділяють, О 2 поглинався земною корою, в якій відбувалися процеси окислення.

У знахідки, зроблені в Південній Африці в осадових породах, вік яких ок.3, 5 млрд. років, знайдені укладені в них скам'янілі залишки паличковидних структур, які нагадують сучасні бактерії. При електронно-мікроскопічному вивченні у них виявлено двошарова клітинна стінка, подібна клет.стенке багатьох сучасних бактерій. У породах, вік яких також бл. 3,5 млрд. років, виявлені строматоліти, своєрідні вапняні освіти, що є продуктами життєдіяльності ціанобактерій. Можна зробити висновок, що вперше земне життя виникла в проміжку між 3,5-4,6 млрд.лет тому.



Література

  1. А.С. Конічев, Г.А. Севастьянова. Молекулярна біологія. М., 2005.

  2. К.А. Мудрецова-Вісс, А.А. Кудряшова, В.П. Дедюхіна. Мікробіологія, санітарія та гігієна. М., 2001.

  3. Основи мікробіології, вірусології та імунології. Під редакцією А.А. Воробйова і Ю.С. Кривошеїна. М., 2001.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
41кб. | скачати


Схожі роботи:
Поширення мікроорганізмів роду Clostridium в природі і харчових продуктах
Поширення мікроорганізмів роду Clostridium в природі і харчових про
Періодична законність хімічних елементів 2
Періодична законність хімічних елементів
Роль живих організмів у біологічному кругообігу
Біогеохімічні кругообіги основних хімічних елементів
Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д І Менделєєва на основі уявлень
Праця в природі його роль у формуванні екологічної вихованості дошкільнят 2
Праця в природі його роль у формуванні екологічної вихованості дошкільнят
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru