Роль мікроорганізмів у кругообігу хімічних елементів у природі

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

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