Особенности хемосинтезирующих бактерий

Хемосинтезирующие бактерии

Слайд 1

Выполнили: Гуляев Иван; Дружинин Михаил Руководитель: Агапова У.В., учитель биологии

Слайд 2

Хемосинтез – тип питания многих прокариотов, основанный на усвоение углекислого газа за счет процессов окисления неорганических соединений.

К хемосинтезу способны только хемосинтезирующие бактерии: нитрифицирующие , водородные , железобактерии , серобактерии и др. На земной поверхности молекулярный водород, да еще вместе с кислородом, встречается редко.

Обратите внимание

Именно поэтому распространение хемосинтезирующих бактерий в природе весьма ограничено.

Слайд 3

Нитрифицирующие бактерии , встречающиеся в жирной почве, навозе, окисляют аммоний ( комплексный неорганический катион) до нитрита, а нитрит – до нитрата. Они завершают распад органических азотистых веществ, возвращая азот в соединения, усваиваемые растениями. В то же время удаляется аммиак – неизбежный продукт разложения белков .

Слайд 4

Тионовые бактерии – серобактерии, получающие энергию за счёт окисления серы и её восстановленных неорганических соединений (сероводорода, тиосульфата и др.). Это мелкие, палочковидные, в большинстве подвижные грамотрицательные бактерии.

Строгие аэробы, за исключением нескольких видов, которые могут развиваться и в анаэробных условиях. Тионовые бактерии широко распространены в водоёмах, почве, рудных месторождениях. Участвуют в круговороте серы и многих других элементов.

С их жизнедеятельностью связано бактериальное выщелачивание металлов из руд, концентратов и горных пород, аэробная коррозия металлов, разрушение бетонных сооружений и т. д.

Слайд 5

Водородные бактерии , бактерии, получающие для роста энергию в результате окисления молекулярного водорода постоянно образующимся при анаэробном разложении различных органических остатков микроорганизмами почвы.

Присутствуют в разных почвах и во многих водоёмах, способны расти за счёт окисления водорода в аэробных условиях, и используют образующуюся при этом энергию для усвоения углерода. К ним относятся представители более 30 систематических групп.

В последнее время активно используются в биотехнологии для получения кормового белка, ряда полисахаридов и некоторых аминокислот.

Слайд 6

Важно

Железобактерии – бактерии, способные окислять двухвалентное железо до трёхвалентного и использовать освобождающуюся при этом энергию на усвоение углерода из углекислого газа или карбонатов. Железобактерии находятся повсюду: в подземных и поверхностных водах, в колодцах и родниках. Ржавая масса на дне и берегах ручьев также образована железобактериями.

Источник: https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2016/12/23/hemosinteziruyushchie-bakterii

Хемосинтез и хемосинтезирующие бактерии. Нитрификация и денитрификация

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским.

Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессах ассимиляции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

Хемосинтези́рующие бакте́рии используют энергию химических реакций (окисление неорганических веществ в процессе дыхания), как источник углерода – углекислый газ. Нитрифицирующие бактерии, встречающиеся в жирной почве, навозе, окисляют аммоний до нитрита, а нитрит – до нитрата.

Они завершают распад органических азотистых веществ, возвращая азот в соединения, усваиваемые растениями. В то же время удаляется аммиак – неизбежный продукт разложения белков.

Тионовые бактерии, широко распространённые в почвах, окисляют серу до сульфатов, делая её доступной для растений, которые не могут усваивать элементарную серу. За счёт освобождающейся энергии ассимилируется углерод из угольной кислоты.

Обратите внимание

Образуемая ими серная кислота подкисляет почву, способствуя переводу некоторых важных для растений элементов в доступную форму. Водородные бактерии, присутствующие в разных почвах и во многих водоёмах, способны расти за счёт окисления водорода в аэробных условиях.

К ним относятся представители более 30 систематических групп. В последнее время активно используются в биотехнологии для получения кормового белка, ряда полисахаридов и некоторых аминокислот. К хемосинтезирующим бактериям относятся также железобактерии.

При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше 4  и др.) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий) происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении — соли азотной кислоты, или нитраты, т. е.

– происходит процесс нитрификации. Этот биохимический процесс был открыт в 70-х годах XIX в. Но только в конце XIX в. русскому микробиологу С. Н. Виноградскому удалось выделить чистую культуру нитрифицирующих бактерий.

Одна группа этих бактерий окисляет аммиак в азотистую кислоту (нитритные бактерии), вторая — азотистую кислоту в азотную (нитратные бактерии).

Совет

Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород.

Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа.

Масса кислорода, заключающегося в нитритах и нитратах, может быть определена следующим образом.

Реакция окисления азота аммонийных солей

  (4.3)

    (4.4)

Для образования нитритов по уравнению (4.3) на 2 масс. ч. азота требуется 6 масс. ч. кислорода, а для образования нитратов по уравнению (4.4) — еще 2 масс. ч. кислорода, т. е. всего 8 масс. ч. Так как относительная атомная масса азота равна 14, а кислорода—16, то на окисление до нитратов требуется на 2х14 = 28 масс. ч. азота 8х16=128 масс. ч. кислорода, или на 1 мг азота 128 : 28=4,57 мг кислорода.

В процессе денитрификации нитритов  освобождается несколько меньшая масса кислорода, так как часть его уходит на образование углекислоты и воды, а именно на 2 масс. ч. азота освобождается 3 масс. ч. кислорода, или на 1 мг азота  мг кислорода. При денитрификации нитратов  на 2 масс. ч. азота освобождается 5 масс. ч. кислорода, или на 1 мг азота  мг кислорода.

Процесс нитрификации является конечной стадией минерализации азотсодержащих органических загрязнений. Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их полной очистки; поэтому необходимо применять такие очистные сооружения, которые обеспечили бы оптимальные условия для жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий.

Источник: https://students-library.com/library/read/29321-hemosintez-i-hemosinteziruusie-bakterii-nitrifikacia-i-denitrifikacia

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Хемосинтезирующие бактерии, наряду с фотосинтезирующими р-ниями и микробами, составляют группу автотрофных организмов.

ХЕМОСТЕР�ЛЯНТЫ, хим. в-ва из группы пестицидов, вызывающие стерилизацию насекомых. Перспективны для борьбы с вредителями с.

 [1]

К хемосинтезу способны только хемосинтезирующие бактерии: нитрифицирующие, водородные, железобактерии, серобактерии и др.

Обратите внимание

Они окисляют соединения азота, железа, серы и других элементов.

Р’СЃРµ хемосинтетики являются РѕР±-лигатными аэробами, так как используют кислород РІРѕР·РґСѓС…Р°.  [2]

РЎ точки зрения РёС… роли РІ экосистемах переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между авто-грофами Рё гетеротрофами образуют хемосинтезирующие бактерии. Часть бактерий может развиваться РІ темноте, РЅРѕ большинство нуждается РІ кислороде.  [3]

Химические реакции, влекущие Р·Р° СЃРѕР±РѕР№ дисмутацию энергии, несомненно, встречаются Рё Сѓ хемосинтезирующих бактерий, Сѓ которых несколько молекул сравнительно слабого восстановителя используется для образования молекулы ( или радикала), СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕРіРѕ реагировать СЃ РґРІСѓРѕРєРёСЃСЊСЋ углерода. Эта аналогия СЃ хемосинтезом Рё является главным основанием для введения понятия дисмутация энергии РІ обсуждение механизма фотосинтеза. Эта концепция делает возможным принять только РѕРґРёРЅ тип первичного фотохимического процесса, даже если число таких процессов больше числа элементарных окислительно-восстановительных актов ( водородные переносы или электронные переносы), требующихся для завершения РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ реакции.  [4]

РљСЂРѕРјРµ высших растений Рё водорослей органические соединения РёР· углекислого газа Рё РІРѕРґС‹ РЅР° Земле СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ синтезировать фото – Рё хемосинтезирующие бактерии.

Однако общее количество органической массы, создаваемой РЅР° земном шаре РІ процессе фотосинтеза бактерий, неизмеримо меньше того, что образуется РІ процессе фотосинтеза зеленых растений.  [5]

Читайте также:  Опасная микрофлора рядом: множество способов размножения патогенных микроорганизмов

Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями в виде молекул АТФ и используется для синтеза органических соединений.

Хемосинтезирующие бактерии играют очень важную роль в биосфере.

Важно

РћРЅРё участвуют РІ очистке сточных РІРѕРґ, способствуют накоплению РІ почве минеральных веществ, повышают плодородие почвы.  [6]

РћСЃРЅРѕРІРЅРѕРµ значение водорослей РІ жизни РїСЂРёСЂРѕРґС‹ вытекает РёР· РёС… физиологических особенностей как зеленых растений: РїРѕРґРѕР±РЅРѕ высшим зеленым растениям РЅР° суше, водоросли РІ РІРѕРґРµ являются основными созидателями органического вещества. Правда, РІ РІРѕРґРµ имеются еще Рё РґСЂСѓРіРёРµ авто-трофы – хемосинтезирующие бактерии Рё высшие растения, РЅРѕ удельный вес РёС… РїРѕ сравнению СЃ водорослями весьма незначителен. Таким образом, можно без преувеличения сказать, что весь остальной РјРёСЂ современных живых существ РІРѕРґС‹ РІ той или РёРЅРѕР№ мере обязан СЃРІРѕРёРј существованием водорослям, так как водоросли, благодаря содержанию РІ РЅРёС… хлорофилла, СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ созидать органические вещества своего тела РёР· неорганических веществ окружающей РёС… РІРѕРґС‹. Следовательно, РѕРЅРё являются производителями ( продуцентами) РІ РІРѕРґРµ той первопищи, которой РІ дальнейшем пользуются РІСЃРµ остальные лишенные хлорофилла водные организмы ( консумепты), или непосредственно заглатывая водоросли Рё образовавшийся РёР· РЅРёС… детрит, или впитывая органические вещества, получившиеся РѕС‚ РёС… разложения, или, наконец, поглощая животных, питающихся водорослями.  [7]

РЎРЎРҐ Р·Р° счет окисления неорганич. Нек-рые фо-тосинтезирующие бактерии осуществляют X. Хемосинтезирующим бактериям принадлежит исключительно важная роль РІ биогеохимических циклах С…РёРјРёС‡.  [8]

Существует немало РІРёРґРѕРІ, особенно животных, обитающих только РІ подземных водах – стигобионтов, или троглобионтов. РћРЅРё населяют пещерные водоемы Рё пластовые РІРѕРґС‹.

Часть этих организмов ( стигоксены и стигофилы) проникли в пещеры и там приспособились к новым условиям существования или живут как под землей, так и в поверхностных водах.

Другая часть, как считается, представляет собой осколки древних биот, сохранившихся только в подземных водах и исчезнувших на поверхности планеты.

Биоценозы РёС… очень разрежены, РЅРѕ хемосинтезирующие бактерии достаточно обычны.  [9]

Страницы:      1

Источник: https://www.ngpedia.ru/id141634p1.html

Процесс хемосинтеза. Формулы

Хемосинтез — тип питания бактерий, основанный на усвоении СO2 за счет окисления неорганических соединений.

Многие виды бактерий, способные синтезировать необходимые им органические соединения из неорганических за счет энергии химических реакций окисления, происходящих в клетке, относятся к хемотрофам. Захватываемые бактерией вещества окисляются, а образующаяся энергия используется на синтез сложных органических молекул из CO2 и H2O. Этот процесс носит название хемосинтеза.

Важнейшую группу хемосинтезирующих организмов представляют собой нитрифицирующие бактерии. Исследуя их, С. Н. Виноградский в 1887 г. открыл процесс хемосинтеза.
Эти бактерии, обитая в почве, окисляют аммиак, образующийся при гниении органических остатков, до азотистой кислоты:

2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 653,5 кДж.

Затем бактерии других видов этой группы окисляют азотистую кислоту до азотной:

2HNO2 + O2 = 2HNO3 + 151,1 кДж.

Взаимодействуя с минеральными веществами почвы, азотистая и азотная кислоты образуют соли, которые являются важнейшими компонентами минерального питания высших растений.

Совет

Под действием других видов бактерий в почве происходит образование фосфатов, также используемых высшими растениями.

Итак, хемотрофы, как и все автотрофные организмы, самостоятельно синтезируют необходимые органические вещества.

От фототрофных зеленых растений их отличает полная независимость от солнечного света как источника энергии.

Хемосинтез был открыт в 1888 году русским биологом С.Н.Виноградским, доказавшим способность некоторых бактерий образовывать углеводы, используя химическую энергию. Существует несколько групп хемосинтезирующих бактерий, из которых наибольшее значение имеют нитрифицирующие, серобактерии и железобактерии.

Например, нитрифицирующие бактерии получают энергию для синтеза органических веществ, окисляя аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты, серобактерии — окисляя сероводород до сульфатов, водородные бактерии – окисляя водород до воды, а железобактерии — превращая закисные соли железа в окисные. Освобожденная энергия аккумулируется в клетках хемобактерий в форме АТФ. Процесс хемосинтеза, при котором из СO2образуется органическое вещество, протекает аналогично темновой фазе фотосинтеза. Благодаря жизнедеятельности бактерий-хемосинтетиков в природе накапливаются большие запасы селитры и болотной руды.

Реакции хемосинтеза представлены ниже:

1. нитрифицирующие бактерии

2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + Q

2HNO2+O2 → 2HN03 + Q

2. серобактерии

2H2S + O2 → 2H2O + 2S + Q

S+ 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + Q

Чрезвычайно широко распространены в почве и в различных водоемах нитрифицирующие бактерии. Они добывают энергию путем окисления аммиака и азотистой кислоты, поэтому играют очень важную роль в круговороте азота в природе. Аммиак , образующийся при гниении белков в почве или в водоемах, окисляется нитрифицирующими бактериями, которые С.Н. Виноградский назвал нитросомонас (Nitrosomonas).

3. водородные

2Н2 + O2 → 2Н2O + Q

Водородные бактерии окисляют водород , постоянно образующийся при анаэробном (бескислородном) разложении различных органических остатков микроорганизмами почвы . Хемосинтезирующие бактерии, окисляющие соединения железа и марганца , также открыл С.Н. Виноградский.

Они чрезвычайно широко распространены как в пресных, так и в морских водоемах. Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей образуется огромное количество отложенных руд железа и руд марганца . Академик В.И.

Вернадский – основатель биогеохимии говорил о залежах железных и марганцевых руд как о результате жизнедеятельности этих бактерий в древние геологические периоды.

4. железобактерии

4Fe(HCO3)2 + 6H2O + O2 → 4Fe(OH)3 + 4H2CO3 +4CO2 + Q

При этой реакции энергии выделяется немного, поэтому железобактерии окисляют большое количество  закисного железа



Источник: http://biofile.ru/bio/6606.html

Хемосинтез у архей и бактерий. Шиматный путь

Хемосинтез был открыт в 1888 году русским биологом С.Н.Виноградским, доказавшим способность некоторых бактерий образовывать углеводы, используя химическую энергию. Существует несколько групп хемосинтезирующих бактерий, из которых наибольшее значение имеют нитрифицирующие, серобактерии и железобактерии.

Например, нитрифицирующие бактерии получают энергию для синтеза органических веществ, окисляя аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты, серобактерии — окисляя сероводород до сульфатов, водородные бактерии – окисляя водород до воды, а железобактерии — превращая закисные соли железа в окисные. Освобожденная энергия аккумулируется в клетках хемобактерий в форме АТФ. Процесс хемосинтеза, при котором из СO2образуется органическое вещество, протекает аналогично темновой фазе фотосинтеза. Благодаря жизнедеятельности бактерий-хемосинтетиков в природе накапливаются большие запасы селитры и болотной руды.

Реакции хемосинтеза:

Нитрифицирующие бактерии

2NH3 + 302 > 2HN02 + 2H20 + Q

2HN02+02 > 2HN03 + Q

Серобактерии

2H2S + O2 > 2H20 + 2S + Q

S+ 302 + 2H20 > 2H2S04 + Q

Читайте также:  Особенности распространения разных видов бактерий в природе

Водородные

2Н2 + 02 > 2Н20 + Q

 

http://www.wikiwand.com/ru/Шикиматный_путь

Шикима?тный путь — метаболический путь, промежуточным метаболитом которого является шикимовая кислота (шикимат).

Шикиматный путь отмечается как специализированный путь биосинтеза бензоидных ароматических соединений (очень часто в этом качестве наряду с шикиматным путём отмечается также поликетидный (ацетатно-малонатный) механизм построения бензольных ядер — замыкание (zip-сборка) ароматических систем посредством внутримолекулярной конденсации по типу кротоновой).

Шикиматным путём в природе синтезируются такие известные соединения, как фенилаланин, тирозин, триптофан,бензоат, салицилат.

Шикиматный путь является источником ароматических предшественников терпеноидных хинонов (убихинонов, пластохинонов, менахинонов, филлохинонов), токоферолов, фолата,флавоноидов, лигнинов, суберинов, меланинов, таннинов и огромного множества других соединений, играющих в природе различную роль.

Шикиматный путь — один из древнейших эволюционно консервативных метаболических путей; как источник фундаментальных составляющих (в первую очередь — трёх протеиногенных аминокислот) живой материи фактически представляет собой часть первичного метаболизма. Значение шикиматного пути велико, так как этот путь является единственным установленным путём биосинтеза ряда важнейших природных соединений, в том числе значимых в плане их практического использования. В строгом смысле под шикиматным путём следует понимать только общую часть разветвлённого метаболического процесса — путь биосинтеза хоризмовой кислоты(хоризмата).

Распространённость и локализация

Шикиматный путь осуществляется в клетках прокариот (как бактерий, так и архей) и эукариот (грибов,растений, всевозможных протистов, но не животных).

У растений реакции шикиматного пути проходят в цитозоле и, практически независимо,[18] в пластидах (главным образом в хлоропластах), однако геныпрактически всех ферментов локализованы в ядре; при нормальных условиях роста около 20 % всего усваиваемого растением углерода протекает этим путём, в масштабе биосферы по некоторым оценкам это составляет около 7?1012 тонн в год.

 У организмов, клетки которых не содержат пластиды, шикиматный путь протекает в цитозоле.

Обратите внимание

Многоклеточные животные (Metazoa) не имеют ферментной системы шикиматного пути, так как получают протеиногенные ароматические аминокислоты и прочие необходимые продукты шикиматного пути в достаточном количестве с пищей (или от симбионтов) и потому эволюцией освобождены от необходимости их биосинтеза de novo.

С другой стороны, избавившись от «лишнего» ещё на этапе своего эволюционного становления, животные попали в зависимость от ряда экзогенных соединений (незаменимые аминокислоты, значительная часть витаминов).

 Животные способны преобразовывать готовые ароматические продукты шикиматного пути, в частности, способны превращать незаменимую аминокислоту фенилаланин в тирозин, являющийся заменимой аминокислотой при условии достаточного поступления фенилаланина с пищей. Шикиматный путь частично или полностью утрачен также некоторыми микроорганизмами, живущими исключительно в богатых необходимыми веществами средах.

В настоящее время известно два пути биосинтеза дегидрохинната — предшественника шикимата. Это классический путь через ДАГФ и обнаруженный позже у архей путь через ADTH.

Путь через ADTH

У многих архей (в основном представители типа Euryarchaeota, относимые к классам Archaeoglobi,Halobacteria, Methanomicrobia, Methanobacteria, Methanococci, Methanopyri, а также типа Thaumarchaeota) активность ДАГФ-синтазы не была показана, а при исследовании их геномов не удалось выявить каких-либо ортологов генов ДАГФ-синтазы. 

Биосинтез_дегидрохинната_через_ДКФФ

Эволюция

Продуктами шикиматного пути являются протеиногенные аминокислоты и предшественники важнейших кофакторов; шикиматный путь достаточно консервативен, выявлен у наиболее эволюционно отдалённых организмов — представителей трёх доменов (бактерии, археи, эукариоты) и, по-видимому, не имеет альтернативы. Эти факты указывают на то, что эта система химических превращений в близком к современному виде сформировалась на заре эволюции более 3 млрд лет назад, а зародилась, вероятно, ещё до становления генетического кода. Факт специфичности для большинства архей иных начальных этапов шикиматного пути, имеющих лишь некоторые черты сходства с начальными этапами шикиматного пути бактерий и эукариот, становится в ряд с множеством других существенных отличительных признаков и согласуется с представлениями об очень раннем эволюционном обособлении этой группы живых организмов.

Гены и белковые продукты этих генов являются эволюционирующими образованиями. Изучение различий в структурах генов и ферментов шикиматного пути, а также различия в его регуляторных механизмах даёт ценную информацию для построения кладограмм.

Важно

К примеру, изозимный состав ДАГФ-синтазы используется как филогенетический маркер. Заслуживают особого внимания многофункциональные белки — продукты слившихся генов.

Слияние генов — относительно редкое эволюционное событие, а слившиеся гены достаточно устойчивы и не склонны к повторному реверсивному обособлению, поэтому слившиеся гены — маркеры, позволяющие уточнить филогенетические взаимоотношения таксонов на различных иерархических уровнях. Для исследователей происхождения и эволюционных взаимоотношений эукариот особенно привлекателен arom-суперген.

Прокариоты

Ферменты, осуществляющие различные реакции шикиматного пути, несмотря на некоторые аналогии в характере высших структур, каких-либо признаков гомологии не обнаруживают и их филогении совершенно различны.

Это означает, что эти ферменты произошли в отдельности и эволюционировали в течение очень долгого времени до расхождения доменов Bacteria и Archaea.

Это справедливо для ДАГФ-синтазы, дегидрохиннат-синтазы, дегидрохинназы, ЕПШФ-синтазы, хоризмат-синтазы.

Источник: http://shar.k156.ru/232/shar11_4.php

Хемосинтез

Некоторым бактериям свойственен тип питания называемый хемосинтезом. Эти бактерии способны усваивать CO2 как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений. Автором открытия хемосинтеза в 1887 г. стал русский ученый-микробиолог С.Н.

Виноградским (1856 — 1953), и это событие оказало большое влияние на представления об основных типах обмена веществ у живых организмов.

Окисляя неорганические вещества, хемосинтетики (хемолитотрофы) получают восстановительные эквиваленты (в виде НАДН), а также энергию, которая запасается в виде АТФ за счет процесса  переноса электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных в клеточную мембрану бактерий.

Биосинтез органических соединений при хемосинтезе происходит в результате автотрофной ассимиляции CO2 (цикл Кальвина) в точности, как при фотосинтезе.

Бактерии, которым свойственен хемосинтез, не относятся к единой в таксономическом отношении группе, их систематизируют в зависимости от окисляемого ими неорганического субстрата. Среди них есть микроорганизмы, которые окисляют водород, окись углерода, восстановленные соединения серы, аммиак, нитриты, железо, марганец и др.

Водородные бактерии — бактерии, окисляющие водород, как и следует из их названия. Формула окисления:

2H2 + O2 = 2H2O + Е (энергия)

Эти бактерии относятся к одной из самых многочисленных и разнообразных групп хемосинтезирующих организмов. Водородные бактерии — могут развиваться только в присутствии кислорода, т. е. являются аэробами.

Они окисляют водород, который выделяется при анаэробном разложении различных органических остатков. По сравнению с другими автотрофными микроорганизмами отличаются высокой скоростью роста и могут образовывать большую биомассу.

Эти бактерии являются миксотрофными или факультативно хемоавтотрофными бактериями, т.к. могут расти на средах, которые содержат органические вещества.

Серобактерии, как можно догадаться, микроорганизмы, которые окисляют восстановленные соединения серы (сероводород, молекулярную серу). Изучение именно этой группы бактерий привело С.Н. Виноградского к открытию явления хемосинтеза. Средой обитания серобактерий являются водоемы, в воде которых содержится сероводород.

2H2S + O2 = 2H2O + 2S + Е

В клетках бактерий в виде множества крупинок накапливается свободная сера, которая выделяется в результате реакции. При недостатке сероводорода серобактерии продолжают дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до серной кислоты:

2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4 + Е

Совет

Энергия, получаемая при окислении этими бактериями восстановленных соединений серы, используется ими для синтеза органических соединений из углекислоты.

Развитие серобактерий влечет за собой образование серной кислоты и связанное с этим сернокислотное выветривание, что в итоге может привести к разрушению серных месторождений (в открытых разработках). Кроме того, серобактерии могут повреждать инженерные сооружения.

Способность некоторых серобактерий разлагать сульфиды металлов используют в бактериальной гидрометаллургии для бактериального выщелачивания металлов из руд.

Существуют также бактерии, преобразующие аммиак и аммонийные соли в нитраты, — это нитрифицирующие бактерии. Средой их обитания являются почва и водоемы. Жизнедеятельность этих бактерий — один из самых важнейших факторов плодородия почв.

Процесс нитрификации или превращения аммиака в нитраты проходит в две стадии. Сначала нитритные бактерии окисляют аммиак (NH3) до нитрита (NО2-):

2NH3 + 3O 2 = 2НNO2 + 2H2O + Е

Читайте также:  Наиболее распространенные и опасные патогенные микроорганизмы в почве

На второй стадии другая группа нитрифицирующих микроорганизмов – нитратные бактерии окисляют нитрит (NО2-) до нитрата (NО3-):

2НNO2 + O2 = 2HNO3 + Е

Также, как и другие хемоавтотрофы, нитрифицирующие бактерии за счёт энергии окисления могут усваивать углерод атмосферы (CO2) или карбонатов для его использования при синтезе веществ, входящих в состав клетки.

Таким образом, хемосинтезирующим бактериям принадлежит ведущая роль в биогеохимических циклах различных химических элементов в биосфере.

Перейти к оглавлению.

Источник: http://www.studentguru.ru/chemosynthesis.html

Биологический энциклопедический словарь – значение слова Хемосинтезирующие Бактерии

хемосинтези́рующие бакте́рии
используют энергию химических реакций (окисление неорганических веществ в процессе дыхания), как источник углерода – углекислый газ. Нитрифицирующие бактерии, встречающиеся в жирной почве, навозе, окисляют аммоний до нитрита, а нитрит – до нитрата.

Они завершают распад органических азотистых веществ, возвращая азот в соединения, усваиваемые растениями. В то же время удаляется аммиак – неизбежный продукт разложения белков.

Тионовые бактерии, широко распространённые в почвах, окисляют серу до сульфатов, делая её доступной для растений, которые не могут усваивать элементарную серу. За счёт освобождающейся энергии ассимилируется углерод из угольной кислоты.

Обратите внимание

Образуемая ими серная кислота подкисляет почву, способствуя переводу некоторых важных для растений элементов в доступную форму. Водородные бактерии, присутствующие в разных почвах и во многих водоёмах, способны расти за счёт окисления водорода в аэробных условиях.

К ним относятся представители более 30 систематических групп. В последнее время активно используются в биотехнологии для получения кормового белка, ряда полисахаридов и некоторых аминокислот. К хемосинтезирующим бактериям относятся также железобактерии.

Смотреть значение Хемосинтезирующие Бактерии в других словарях

Бактерии Мн. — 1. Одноклеточные микроорганизмы.
Толковый словарь Ефремовой

Бактерии — [тэ́], -ий; мн. (ед. бакте́рия, -и; ж.). [от греч. baktērion – палочка]. Одноклеточные микроорганизмы. Почвенные б. Гнилостные б. Болезнетворные б. ◁ Бактериа́льный, -ая, -ое. Б-ая……..

Толковый словарь Кузнецова

Бактерии — группа одноклеточных микроскоп, организмов. Вместе с сине-зелеными водорослями Б. представляют царство и надцарство прокариотов (см.), к-рое состоит из типов (отделов)……..
Словарь микробиологии

Бактерии “лягушачьей Икры” — бактерии «лягушачьей икры»см. слизь. бактерии маслянокислые – бактерии, возбудители маслянокислого брожения. Сахаролитические клостридии, анаэробные спорообразующие……..

Словарь микробиологии

Бактерии “стебельковые” — бактерии «стебельковые»бактерии, образующие выросты (стебельки), за счет которых они прикрепляются к субстрату. Водные формы. Примером служат представители рода Caulobacter.

Словарь микробиологии

Бактерии Водородные — большая группа бактерий, получающих энергию для роста путем аэробного окисления Н2 и осуществляющих ассимиляцию СО2 (хемосинтез). В то же время многие Б. в. хорошо растут……..
Словарь микробиологии

Бактерии Газообразующие — бактерии, способные при росте на специальных субстратах образовывать газы–Н2,СО2 и др. Обычно это свойство используется как диагностический признак.
Словарь микробиологии

Бактерии Гноеродные — стафилококки, стрептококки и др. возбудители местного гнойного воспаления или общей инфекции организма животных и человека (сепсис).
Словарь микробиологии

Бактерии Денитрифицирующие — бактерии, способные осуществлять денитрификацию.
Словарь микробиологии

Бактерии Зелёные — фототрофные бактерии, культуры которых обычно имеют соответствующую окраску. Представлены двумя семействами. Семейство Chlorobiaceae – одноклеточные бактерии в виде палочек,……..
Словарь микробиологии

Бактерии Кишечной Группы — бактерии сем. Enterobacte–riaceae, включающего ряд родов (Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella, Shigella и др.) – типичных обитателей кишечника животных и человека. При значительном разнообразии……..
Словарь микробиологии

Бактерии Клубеньковые — бактерии родов Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Sinorhizobium, азотфиксирующие симбиотические бактерии, образующие клубеньки на корнях бобовых растений – симбионтов. Внутри клубеньков……..
Словарь микробиологии

Бактерии Кристаллоформные — спорообразующие бактерии Bacillus thuringiensis, вызывающие болезни у насекомых. Содержат в клетке крупные кристаллы эндотоксина, за что и получили свое название. Впервые были……..
Словарь микробиологии

Бактерии Лизогенные — бактерии, содержащие фаг в состоянии профага и способные продуцировать зрелые фаговые частицы после индукции этого процесса антибиотиками, температурой, УФ и радиацией. См. также лизогения.
Словарь микробиологии

Бактерии Мезофильные — бактерии, для которых температурный оптимум для роста лежит в пределах 2°– 42 °C; большинство – почвенные и водные организмы.
Словарь микробиологии

Бактерии Метанокисляющие — бактерии, использующие метан как источник энергии и углерода. Грамотрицательные, подвижные и неподвижные, сферической, палочковидной или вибриоидной формы. Имеют развитую……..
Словарь микробиологии

Бактерии Молочнокислые — бактерии родов Lactobacillus, Streptococcus и др., при сбраживании углеводов образуют молочную кислоту. Факультативные анаэробы, грамположительные палочки и кокки, спор не образуют………
Словарь микробиологии

Бактерии Нитчатые — бактерии, растущие в виде длинных нитей, состоящих из цепочек клеток. Нередко имеют общую слизистую капсулу. Типичный представитель – железобактерии Leptothrix. См. также трихомные бактерии.
Словарь микробиологии

Бактерии Патогенные — бактерии, вызывающие болезни человека, животных и растений.
Словарь микробиологии

Бактерии Пропионовокислые — бактерии рода Propioni–bacterium и др., сбраживающие углеводы с образованием пропионовой, уксусной кислот. Обитатели рубца и кишечника жвачных. Используются в производстве……..
Словарь микробиологии

Бактерии Простековые — бактерии простекообразующие, бактерии простекатные – см. простекобактерии.
Словарь микробиологии

Бактерии Психрофильные — БАКТЕРИИ КРИОФИЛЬНЫЕ – бактерии, растущие с максимальной скоростью при температурах ниже 2° °С. Напр., некоторые морские светящиеся бактерии, железобактерии (Gallionella).
Словарь микробиологии

Бактерии Пурпурные — группа фототрофных бактерий. По морфологии – кокки, палочки и извитые формы, неподвижные и подвижные за счет жгутиков, грамотрицательные. Размножаются делением и почкованием………
Словарь микробиологии

Бактерии Сапротрофные — (уст. сапрофитные) – бактерии, превращающие органические вещества отмерших организмов в неорганические, обеспечивая круговорот веществ в природе. Термин используется……..
Словарь микробиологии

Бактерии Светящиеся — хемоорганотрофные бактерии, способные к биолюминесценции (роды Photobacterium, Beneckea) в присутствии кислорода. Обычно морские формы.
Словарь микробиологии

Бактерии Спорообразующие — бактерии, обладающие способностью образовывать термоустойчивые споры при наступлении неблагоприятных для роста условий. Аэробные и факультативно аэробные Б. с. относят……..
Словарь микробиологии

Бактерии Сульфатредуцирующие — бактерии сульфат–восстанавливающие, сульфатредукторы – физиологическая группа бактерий, восстанавливающих сульфат до сероводорода в анаэробных условиях (см. анаэробное……..
Словарь микробиологии

Бактерии Термофильные — бактерии, хорошо растущие при температурах выше 40 °С; для большинства из них верхний предел температуры – 70 °С. В отличие от Б.т. термотолерантные бактерии растут до……..
Словарь микробиологии

Бактерии Тионовые — серобактерии, получающие энергию за счет окисления серы и ее восстановленных неорганических соединений преимущественно до сульфатов. Обычно название Б. т. применяется……..
Словарь микробиологии

Бактерии Уксуснокислые — группа бактерий, способных образовывать органические кислоты путем неполного окисления сахаров или спиртов. В качестве конечного продукта образуют уксусную, гликолевую,……..
Словарь микробиологии

Посмотреть в Wikipedia статью для Хемосинтезирующие Бактерии

Источник: http://slovariki.org/biologiceskij-enciklopediceskij-slovar/6851

Ссылка на основную публикацию