Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Глава 2. УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛАХ ОСНОВНЫХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ В ЦИКЛАХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

Смотрите также:

 

Жизнь в почве

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ У МИКРООРГАНИЗМОВ

 

Многообразное проявление деятельности микроорганизмов в природе определяется особенностями их метаболизма. Метаболизм, или обмен веществ, — совокупность процессов распада и синтеза, обеспечивающих поддержание, рост и размножение организма. Обмен веществ имеет две стороны: он слагается из энергодающих процессов, которые объединяются понятием катаболизма, и из энергозависимых процессов синтеза макромолекул, или анаболизма.

 

Существует принцип биохимического единства жизни на нашей планете, который заключается в универсальности определенных процессов и явлений.

Так, универсальны «строительные блоки» (например, белки состоят из аминокислот), кванты биологической энергии (АТФ), генетический код, пути расщепления Сахаров, дыхательная цепь. На фоне этого единства у микроорганизмов прослеживается много специфического в процессах катаболизма и анаболизма, что выражается различиями источников энергии, источников углерода и восстановителя (водорода или электронов). Источниками последнего либо служат реакции катаболизма, либо он поступает извне.

 

По получаемой энергии микроорганизмы делятся на фототрофные (световая энергия) и хемотрофные (химическая). По субстратам анаболизма (источникам углерода) они дифференцируются на две главные группы автотрофов, которые фиксируют С02 для конструктивного метаболизма, и гетеротрофов, которые нуждаются в готовых органических веществах разной степени сложности. По донору электрона различают литотрофы (неорганический источник) и органотрофы (органические вещества как источник водорода).

 

Есть микроорганизмы, способные переходить от одного типа питания к другому, например, от фотоавтотрофии к хемогетеротрофии. Такие организмы называют миксотрофами. К ним можно отнести, например, зеленую водоросль Chlorella vulgaris, которая может расти как на свету, так и в темноте за счет фотосинтеза или гетеротрофно. Миксотрофами являются и водородные бактерии. Автотрофные микроорганизмы С. Н. Виноградский назвал хемосинте^ирующими, а процесс окисления неорганических соединений для г^лучения энергии — аноргоксидацией. Деление на авто- и гетеротрофов используется в микробиологии наиболее часто.   

 

Катаболические процессы (реакции получения энергии) — это отнятие и перенос водорода (электрона). В зависимости от конечного акцептора водорода, образующегося при дегидрировании, различают следующие энергетические процессы у микроорганизмов: 1) дыхание (перенос на кислород); 2) брожение (перенос на органические акцепторы); 3) анаэробное дыхание (перенос на неорганические акцепторы — сульфаты, нитраты, хроматы). У бактерий есть также фотосинтетическое фосфорилирование: образование АТФ за счет световой энергии.

 

Анаболические процессы, или конструктивный (строительный) метаболизм, связаны главным образом с источниками углерода и азота, которые могут быть в органической и неорганической форме, тогда как все другие элементы микроорганизмы получают в виде минеральных солей. Соотношение С : N в биомассе бактерий составляет 5:1, а в среде оптимальное соотношение должно быть 25: 1, так как 1/5 часть углерода включается в вещества клеток, а 4/5 расходуется на энергетические нужды. Источниками углерода служат СО2 и (или) органические соединения. В качестве источников азота выступают белки, пептиды, аминокислоты, нитраты, аммонийные соединения и молекулярный азот. Кислород и водород поступают из воды. Кроме источников основных элементов-органогенов, зольных элементов и микроэлементов многие микроорганизмы нуждаются в специфических веществах, которые носят название факторов роста. Такими факторами роста у микроорганизмов могут быть витамины, аминокислоты, пурино- вые основания. Независимые от факторов роста микроорганизмы принято называть прототрофами, а их мутанты, нуждающиеся в каком- либо ростовом факторе, — ауксотрофами. Ауксотрофные мутанты широко используются в генетических исследованиях, где потребность в факторе роста служит маркером для изучения скрещивания и расщеплений в потомстве.

 

Специфические потребности микроорганизмов в источниках питания, факторах роста или микроэлементах делают их удобными объектами для использования в качестве биологических индикаторов, например, при определении потребности почвы в удобрениях, при количественном анализе содержания витаминов или микроэлементов в почве. Впервые на свойства микроорганизмов как химических реактивов обратил внимание В. Л. Омелянский. В 1906 г. он написал статью «О применении бактериологического метода при химическом исследовании», в которой отметил две особенности микроорганизмов, как биологических индикаторов: их высокую специфичность и исключительную чувствительность.

 

Все процессы катаболизма и анаболизма протекают не самопроизвольно, а катализируются особыми ферментами.

 

Ферменты есть конститутивные, т. е. всегда присущие организму независимо от условий его роста, и индуцибельные, которые синтезируются клеткой только в присутствии соответствующего субстрата. В этом одна из особенностей ферментных систем микроорганизмов. Другая особенность — образование экзоцеллюлярных (внеклеточных) ферментов, которые расщепляют сложные молекулы субстрата (целлюлозу, белки, лигнин, хитин, липиды, пектин) во внешней среде. При этом клетка может синтезировать много фермента и поддерживать высокую активность процесса превращения экзогенного субстрата. Результатом является переработка больших количеств разнообразных веществ микроорганизмами при малой их биомассе. Эта особенность микроорганизмов широко используется человеком в таких процессах, как, например, пектиновое брожение, происходящее при мочке прядильных растений.

 

 

 

К содержанию книги: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА, Д.Г.ЗВЯГИНЦЕВ

 

 

Последние добавления:

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

 

Вернадский - химическое строение биосферы