Уникальный подарок для земледельцев и феномен для ученых – азотфиксирующие клубеньковые бактерии

Бактерии – помощники и враги

Во всех почвах, за исключением, напри­мер чистых песков или торфяников, имеются внушительные за­пасы фосфора, калия и других элементов питания, но они нахо­дятся в недоступном для растений состоянии. В атмосферном воздухе неисчерпаемы запасы азота, но он тоже практически не доступен большинству растений.

Вместе с тем почвенные микроорганизмы способны фиксировать азот атмосферы и обеспечивать им растения, переводить фосфор, калий, крем­ний и другие элементы в доступную для растений форму, син­тезировать биологически активные вещества.

Часть подобных микроорганизмов земледельцам уже широко известна: это к примеру азотфиксирующие клубеньковые бактерии на бобовых культурах.

Здесь вам помогут новые высокоэффективные биопрепараты на основе живых бактерий, которые обладают заданными ценными для растений свойствами.Учтем, что в природе между микроорганизмами постоянно идет конкуренция за среду обитания, питание, влагу и т. д. На­ряду с полезной существует и вредная для растений микрофлора.

Всем известны такие ее представители, как мучнисторосяные грибы, различные гнили, вызываемые грибами рода фито­фтора, ризоктония, фузариумидр и другие, а также специфические бак­терии, вызывающие, например, слизистые бактериозы.

В настоящее время созданы микробные биопрепараты, об­ладающие сильным защитно-стимулирующим действием. Они обеспечивают хорошую профилактику растений от заболеваний и поражения фитопатогенами, повышают продуктивность, улуч­шают качество и структуру урожая.

В принципе каждый садовод несложными приемами и применением биопрепаратов может существенно улучшить микробное сообщество в почве своего участка или в теплице, тем самым сократив применение хими­ческих средств.

Минеральные удобрения или пестициды в саду и огороде нередко применяются неоправданно интенсивно, что опас­но для окружающей среды и здоровья человека. Естественные биологические методы позволяют снижать использование «хи­мии» и получать продукцию, отвечающую самым жестким эко­логическим требованиям.

Поэтому микробные препараты дос­тойны самого широкого применения. На садовых участках они помогут в какой-то мере заменить полезную микрофлору дефи­цитного навоза, послужат хорошим дополнением компостам, позволят резко сократить внесение минеральных удобрений.

Микроорганизмы, составляющие основу новых биопрепара­тов, – это азотфиксирующие бактерии, живущие на корнях не­бобовых растений и тесно взаимодействующие с растениями. Такие бактерии получили назва­ние ассоциативных.

Они могут долго сохранять жизнеспособ­ность в стерильном торфе, поэтому торф используется как на­полнитель для бактериальной культуры. Торфяные препараты пригодны для использования в течение года с момента изготов­ления.

Применять ассоциативные биопрепараты можно нескольки­ми способами: перед посевом увлажненный посевной матери­ал (семена, клубни) смешивают с препаратами в соотношении 1:100 или 1:200 по объему; насыпают тонким слоем в бороздки грядок перед посевом семян овощных культур; при посадке ра­стений в лунки вносят туда 0,5 ч. ложки торфяного препарата и перемешивают его с почвой.

Источник: http://sadsamslabo.ru/otvety-na-voprosy-sadovodov/bakterii-pomoshhniki-i-vragi.html

Как это было: эволюционные пути формирования азотфиксирующих симбиозов

Предложена гипотеза возникновения азотфиксирующих симбионтов растений двумя различными путями.

Первый источник симбионтов это почвенные микроорганизмы, способные к самостоятельному усваиванию атмосферного азота, второй – это бактерии-сателлиты грибов Glomeromycota, образующих с растением-хозяином эндомикоризу.

В последнем случае бактерии перешли от гриба непосредственно в ткани растения и, при этом, могли получить от гриба гены хитин-подобных сигнальных факторов, необходимых для развития симбиоза.

Формирование клубеньковых структур, по-видимому, происходило путем миграции бактерий в подземные запасающие органы растения. Эволюция эффективности питания растений-хозяев могла идти двумя путями: 1. повышение азотфиксирующей активности бактерий; 2. дифференцировка и специализация клеток клубенька с изменением способа ассимиляции (усвоения) азота.

Два пути возникновения микробно-растительной кооперации.

Интенсивные современные исследования онтогенеза и функционирования клубеньковых структур растений показали, что связь между азотфиксирующими бактериями и растениями реализована в настоящее время различными способами, и представляет собой ряд от независимой ассоциации со свободноживущими азотфиксирующими бактериями до образования сложного специализированного органа (клубенька) с дифференцированными по функциям симбионтными бактериями. Известно, что группа симбионтных бактерий полифилетична, т.е. бактерии, осуществляющие азотфиксацию в ассоциации с растениями не являются близкими родственниками. В наиболее продвинутой форме симбиоза специализированные органы (клубеньки) формируются под действием на растение сигнальных молекул олигохитиновой и полисахаридной природы, продуцируемых бактериями. Сходная регуляция наблюдается при возникновении одного из наиболее эволюционно древних взаимодействий растений с грибами – арбускулярной микоризы (АМ). Симбиоз грибов (Glomeromycota) и растений, согласно палеонтологическим данным, возник в момент выхода растений, не имеющих на тот момент корневой системы, на сушу. Единственный не образующий микоризу с растениями гриб из ветви Glomeromycota – Geosiphon pyriformis – обитатель обедненных питательными веществами почв. Этот гриб содержит обязательные (облигатные) внутриклеточные симбионты, ассимлирующие азот и углекислый газ для гриба-хозяина. Авторы предполагают, что механизмы этого взаимодействия могли быть использованы в процессе эволюционного становления АМ. В ископаемых остатках риниофитов обнаружены АМ-подобные ассоциации с эндофитными нитчатыми цианобактериями. Древность обоих симбиозов – синцианозов (симбиозов растений с цианобактериями) и АМ – подтверждает и тот факт, что они распространены во всех группах растений (споровые, голосеменные, цветковые). Однако локализация этих симбиозов в растении может быть не только совместной, но и различной, что наводит на мысль о возможности и независимого от АМ возникновения таких синцианозов.

Возникновение клубеньковых бактерий можно рассматривать как каскад нескольких процессов горизонтального переноса генов, в ходе которых бактерии дискретно приобретали свойства клубеньковых симбионтов. Известно, что в ходе развития АМ происходит разрушение значительных участков межклеточных гиф, в результате чего эндосимбионты гриба попадают в ткани растения-хозяина. Таким образом, гриб выполняет роль переносчика бактерий. В дальнейшем, отбор способствовал «переключению» бактерий-симбионтов на нового хозяина – растение. Хитин-подобные сигнальные факторы, которые индуцируют развитие клубеньковых структур у растения, могли быть «позаимствованы» у прежнего хозяина – гриба. Кандидатами на роль клубеньковых бактерий являются бактерии, имеющие близких родственников среди свободноживущих азотфиксаторов. Таким образом, «первичные» ризобии (симбионты-азотфиксаторы) сформировали систему генов, необходимую для реализации симбиоза с растениями. Путем горизонтального переноса эту систему могли приобрести неродственные бактерии, что привело к формированию «вторичных» ризобий – Rhizobium. В отличие от «первичных» ризобий, «вторичные» имеют многокомпонентные геномы, в которых система генов, обеспечивающих симбиоз, локализована в отдельной плазмиде.

Происхождение и эволюция азотфиксирующих клубеньков. Для многих растений характерно образование запасающих питательные вещества органов. Представляется вероятным происхождение клубеньков именно из этих структур. Помимо этого, существует гипотеза возникновения азотфиксирующих клубеньков на основе развития боковых корней. В последнем случае в формировании клубенька не участвуют хитин-подобные сигнальные факторы, ведущую же роль в их образовании, как считается, играют ауксины. Образование клубеньков и эндоцитоз (переход бактерий во внутриклеточное пространство) создали условия для повышения эффективности симбиотрофного питания растений азотом. У травянистых растений можно наблюдать два пути повышения эффективности азотфиксации: затратный и экономный. При затратном сценарии растение сохраняет исходные свойства клубеньков, глубокие изменения затрагивают только симбиотические бактерии: происходит необратимая дифференцировка бактерий в растении. За счет потери части своих возможностей бактероиды проявляют повышенную интенсивность процессов азотфиксации, что связано со значительной тратой энергии. Растение использует способ ассимиляции азота, при котором на каждый атом азота приходится «тратить» 3 атома углерода. Экономный путь вызван, напротив, изменением растения-хозяина. В этом случае, бактероиды сохраняют способность к размножению при относительно небольшой азотфиксирующей активности, растение же изменяет способ ассимиляции азота на более экономный (соотношение атомов азота и углерода близко к 1).

Читайте на страницах ЖОБ другие статьи Н. А. Проворова по теме эволюции и функционирования растительно-микробных симбиозов:
Метаболическая интеграция организмов в системах симбиоза (популярный синопсис От биохимического сотрудничества – к общему геному);
Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум (популярный синопсис Симбиоз – основа растительной жизни).

Источник: https://elementy.ru/genbio/synopsis/494/Evolyutsiya_azotfiksiruyushchikh_simbiozov_osnovannaya_na_migratsii_bakteriy_iz_mikoriznykh_gribov_i_pochvy_v_tkani_rasteniy

Без молний не было бы жизни?

Ежесекундно на Земле вспыхивает в среднем 100 молний. И хотя каждая вспышка длится всего доли секунды, их общая электрическая мощность дости­гает 4 млрд. киловатт. Резкое повыше­ние температуры в канале молнии — до 20 000 °С — приводит к разрушению молекул азота и кислорода с образова­нием оксида азота NO.

Последний за­тем окисляется атмосферным кислоро­дом в диоксид: 2NO+О2=2NO2, который в свою очередь, реагируя при избытке кислорода с атмосферной вла­гой, превращается в азотную кислоту: 4NO2+2Н2О+О2=4HNO3. В резуль­тате этих процессов ежедневно обра­зуется примерно 2 млн. тонн HNO3 (или более 700 млн.

тонн в год), и в виде сла­бого раствора выпадает на землю с дождями. Это количество «небесной» азотной кислоты интересно сравнить с её промышленным производством, к слову, одним из самых крупнотоннаж­ных.

Благодаря расщеплению молекул азота молниями на каждый гектар зем­ной поверхности, включая горы и пус­тыни, моря и океаны, ежегодно выпа­дает около 15 кг азотной кислоты. В почве, а частично и в атмосфере, она переходит в соли — нитраты, которые являются прекрасными азотными удоб­рениями и необходимы для роста рас­тений.

Конечно, не одни только молнии «трудятся» над переработкой атмо­сферного азота в удобрения. Более то­го, они — даже не главный поставщик «связанного азота».

Основную работу по так называемой фиксации азота — переводу его из воздуха в почву — осу­ществляют разнообразные бактерии. Например, находящиеся в почве азото­бактерии усваивают за год из воздуха до 50 кг азота на 1 га.

горохом, фасолью, люцерной и др. Они «поселяются» на корнях — в осо­бых клубеньках; часто их так и назы­вают— «клубеньковые бактерии». Эти труженики связывают в среднем ещё 150 кг азота на 1 га, а в особо благо­приятных условиях — до 500 кг!

Кроме того, земледельцы вносят немалое количество азотных удобре­ний — от десятков до сотен килограм­мов на 1 га пашни ежегодно. Так что же, «грозовой азот» не так уж и важен? От­нюдь. Азотные удобрения стали широко использовать только в XIX в.

К тому же никто из сельхозработников никогда, конечно, не «подкармливал» огромные лесные массивы, степи, саванны и другие участки Земли, покрытые расти­тельностью, — это делала «небесная канцелярия».

По подсчётам учёных, только за последние два тысячелетия молнии перевели в удобрения 2 трлн. тонн азота — пример­но 0,1 % всего его количества в воздухе.

Но главная роль этих грозовых яв­лений природы для жизни на Земле, ве­роятно, заключалась всё же в другом. В 1945—1958 гг. в Чикагском универ­ситете работал знаменитый физикохимик, лауреат Нобелевской премии (за открытие тяжёлого водорода — дейте­рия) Гарольд Клейтон Юри (1893— 1981).

Он интересовался проблемами химической эволюции на Земле и про­исхождением жизни.

Вместе со студен­том Стэнли Миллером учёный поставил в лаборатории необычный экспери­мент: через смесь метана, аммиака, во­дорода и водяных паров пропускали мини-молнии, проще говоря, электри­ческие разряды.

Смесь эту Юри рас­сматривал как модель ранней земной атмосферы, которую пронизывали молнии многочисленных гроз. Уже в первых опытах Миллер наблюдал обра­зование в колбе аминокислот — основ­ных компонентов любых белков, что доказывало возможность их синтеза в первичной атмосфере.

Суть явления можно объяснить так. Под действием электрических разря­дов в газовой смеси образуется циановодород (синильная кислота) HCN. Энергия молний на Земле в древности составляла за год 1,1•1018 Дж, что бы­ло достаточно для возникновения в ат­мосфере около миллиона тонн HCN ежегодно.

Это вещество вымывалось дождями в океан. Несмотря на простой состав, молекула HCN уникальна: она находится на границе органической и неорганической природы и вступает в самые разнообразные химические реакции, в том числе с образованием биомолекул.

В этом отношении с циановодородом не может соперничать ни одно из известных ныне соединений.

немецкий химик Адольф Фридрих Людвиг Штреккер (1822— 1871) наблюдал образование a-аминокислот из альдегидов или кетонов под действием аммиака и синильной кисло­ты.

Например, из простейшего альде­гида — формальдегида в присутствии аммиака, циановодорода и воды полу­чается простейшая аминокислота — глицин:

Реакция Штреккера имеет не толь­ко теоретическое значение: она широ­ко используется для лабораторного и промышленного синтеза a-аминокислот.

Так что без преувеличения можно сказать, что вклад молний в развитие жизни на Земле огромен. Кто знает — может быть, без них жизнь на нашей планете вообще не возникла бы, либо её разнообразие было бы куда беднее…

Источник: Мир Энциклопедий Аванта+

Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева

Источник: https://murzim.ru/nauka/himiya/21306-bez-molniy-ne-bylo-by-zhizni.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Хотя гемоглобин обычно считается продуктом чисто животного происхождения, РѕРґРЅР° его форма – леггемоглобин, была обнаружена Сѓ бобовых растений.

Его присутствие ограничено клетками корневых клубеньков, содержащих симбиотические азотфиксирующие бактерии ( Rhizobium spp.

Гемопротеины СЃРѕ свойствами гемоглобинов обнаружены также Сѓ некоторых РіСЂРёР±РѕРІ Рё простейших.  [31]

Составные части почвенного воздуха не в одинаковой мере поглощаются корнями растений, микроорганизмами и самой почвой.

Так, РІ почвах относительно мало используется азот ( азотфиксирующими бактериями), значительно больше – кислород, РЎ02 Рё аммиак; углекислый газ, впрочем, продуцируется почвенной микрофлорой.

Поэтому почвенный РІРѕР·РґСѓС… РїРѕ составу отличается РѕС‚ находящегося РІ атмосфере.  [33]

Мутуалистические формы отношений известны и в растительном мире.

Р’ частности, взаимные метаболические СЃРІСЏР·Рё РІ сфере корневой системы высших растений устанавливаются СЃ микоризообразующими грибами, СЃ азотфиксирующими бактериями.  [35]

Не так давно было идентифицировано еще одно соединение, служащее переносчиком электронов между X d и пиридиннуклеотидом.

Позже выяснилось, что сходные пигменты присутствуют у самых разнообразных анаэробных и фотосинтезирующих бактерий, у сине-зеленых и зеленых водорослей и в клетках высших растений.

Он обладает характерным спектром поглощения с максимумом в области 390 ммк, который исчезает при химическом или фотохимическом восстановлении.

Эти атомы железа, вероятно, связаны с таким же числом цистеиновых остатков белка. Кроме того, ферредоксин содержит такое же число отщепляемых кислотой атомов серы.

Это либо неорганический сульфид, либо очень лабильные органические остатки, разлагающиеся с образованием H2S в кислой среде.

Аминокислотный состав ферредоксина необычен: в нем нет таких аминокислот, как гистидин, метионин и триптофан.

Хотя железо РІ молекуле ферредоксина может существовать как РІ двухвалентном, так Рё РІ трехвалентном состоянии, РІСЃРµ же нельзя утверждать СЃ уверенностью, что окислительно-восстановительные свойства этого белка ( известно, что ферредоксин – РѕРґРЅРѕ-электронный переносчик) связаны СЃ изменением валентности РёРѕРЅР° железа. Мысль РѕР± участии ферредоксина РІ реакциях системы I возникла, РєРѕРіРґР° выяснилось, что неизвестный растворимый фактор, требующийся для фотовосстановления НАДФ хлоропластами, может быть заменен бактериальным ферредоксином Рё что хлоропласты РЅР° свету РјРѕРіСѓС‚ катализировать восстановление ( обесцвечивание) бактериального ферредоксина. Тем РЅРµ менее РѕР±Р° соединения имеют сходные РЅРёР·РєРёРµ окислительно-восстановительные потенциалы.  [36]

Таким образом, планетарная роль растений Рё иных фотосинте-зирующих организмов чрезвычайно велика: 1) РѕРЅРё превращают энергию солнечного света РІ энергию химических связей органических соединений. Последняя используется всеми остальными живыми существами планеты; 2) РѕРЅРё поставляют РІ атмосферу кислород, который служит для окисления органических веществ Рё извлечения РїСЂРё помощи этого запасенной РІ РЅРёС… химической энергии аэробными клетками; 3) наконец, некоторые РІРёРґС‹ растений РІ содружестве ( СЃРёРјР±РёРѕР·Рµ) СЃ азотфиксирующими бактериями ( СЃРј. ниже) переводят атмосферный азот РІ состав молекул аммиака, его солей Рё органических азотсодержащих соединений.  [37]

Однако существует группа микроорганизмов, способная связывать атмосферный азот, делая его доступным для растений.

Эти микроорганизмы называются азотфиксирующими бактериями, РѕРЅРё разделяются РЅР° клубеньковые бактерии, развивающиеся РЅР° РєРѕСЂРЅСЏС… бобовых растений, Рё РЅР° СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ живущие РІ почве.  [38]

РљСЂСѓРіРѕРІРѕСЂРѕС‚ азота РІ биосфере.  [39]

Однако, поскольку РІ земной РєРѕСЂРµ содержится очень мало неорганического азота РІ РІРёРґРµ растворимых солей, РІСЃРµ живые организмы зависят РІ конечном счете РѕС‚ этого атмосферного азота Рё РѕС‚ организмов, способных его фиксировать. Цианобактерии ведут независимое существование, потому что РѕРЅРё полностью автотрофны. Почти РІСЃРµ РґСЂСѓРіРёРµ РІРёРґС‹ азотфиксирующих бактерий обитают РІ почве. Некоторые РёР· РЅРёС… живут РІ качестве симбионтов РІ корневых клубеньках определенных РІРёРґРѕРІ растений, главным образом представителей семейства бобовых, Рё осуществляют здесь симбиотическую фиксацию азота. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак РґРѕ нитритов Рё нитратов, Р° денитрифицирующие РІРЅРѕРІСЊ превращают нитраты РІ аммиак.  [40]

У разных растений отмечаются свои пристрастия к микроэлементам.

Так, некоторым папоротникам для нормального развития необходим алюминий, диатомовым водорослям – кремний, Р° некоторым зеленым водорослям – селен.

Для успешного формирования мутуализма азотфиксирующих бактерий Рё бобовых необходим кобальт.  [42]

Устойчивость почв к химическому загрязнению связана с ее свойствами.

Плодородные почвы с высоким содержанием гумуса связывают свинец и кадмий в менее доступную для растений форму.

Подкисление почвы вызывает уничтожение азотфиксирующих бактерий, отравление разрыхляющих почву организмов ( дождевых червей), десорбцию питательных веществ растений, Р° также повреждение РіСЂРёР±РЅРёС†. Уплотнение почвы Рё нарушение окислительно-восстановительных условий вызывает увеличение подвижности металлов. Макро – Рё микроэлементный состав почвы также может менять токсичность свинца Рё кадмия, которые обнаруживают антагонизм РїСЂРё поступлении РІ растения СЃ кальцием Рё фосфором.  [43]

Было замечено, что присоединение и удаление N2 сопровождаются сдвигом в спектре гемоглобина; в настоящее время функция гемоглобина в фиксации азота не ясна.

Были проведены тщательные исследования несимбиотических азотфиксирующих бактерий, однако обнаружить Сѓ РЅРёС… гемоглобин РЅРµ удалось, так что функция гемоглобина, очевидно, связана всецело СЃ симбиотическими системами.  [44]

Круговорот азота также охватывает все области биосферы.

Важнейшую роль при этом играют азотфиксирующие бактерии.

РђР·РѕС‚ вовлекается РІ биогенный РєСЂСѓРіРѕРІРѕСЂРѕС‚ РґРІСѓРјСЏ путями: 1) путем растворения разных РѕРєСЃРёРґРѕРІ азота РІ дождевой РІРѕРґРµ Рё поступления его таким образом РІ почвы, РІРѕРґСѓ Рё океан; 2) путем биологической фиксации азота клубеньковыми бактериями, свободными азотфиксирующими микроорганизмами. РђР·РѕС‚ РІ живых организмах занимает очень важное место, РѕРЅ РІС…РѕРґРёС‚ РІ состав белков Рё нуклеиновых кислот. Молекулярный азот атмосферы РјРѕРіСѓС‚ усваивать лишь некоторые микроорганизмы Рё СЃРёРЅРµ-зеленые водоросли, переводя его РІ азотистые соединения.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id140975p3.html

Клубеньковые бактерии азотобактер история открытия на самом

КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ АЗОТОБАКТЕР

История открытия На самом деле, бобовые получают Открытие азотфиксации бобовых азот путём симбиотической растений (совместно с Германом азотфиксации благодаря Гельригелем). В 1830 -х годах клубеньковым бактериям, что Жан Батист Буссенго было показано Михаилом обнаружил, что бобовые не Степановичем Ворониным в только не истощают азот почвы, 1866 году и подтверждено но и обогащают её азотом. Германом Гельригелем. Однако он ошибочно полагал, что бобовые растения по какойто причине умеют фиксировать молекулярный азот атмосферы.

ЛЮПИН ЭСПАРЦЕТ ЧИНА ГОРОШЕК КЛЕВЕР

Однако неправильно было бы думать, что все виды бобовых растений в равной степени обогащают почву Общее увеличение количества азота в надземной массе и пожнивных остатках при культивировании: – люпина составляет 150— 200 кг, – клевера красного — 180 кг, – люцерны — 300 кг, – донника — 150 кг, – зерновых бобовых — 50 — 60 кг азота в год на 1 га почвы. При этом прибыль азота в почве для всех перечисленных видов, за исключением зерновых бобовых, составляет примерно 50— 70 кг на 1 га.

• Около 80 лет назад С. Н. Виноградский выделил из почвы анаэробную бактерию Clostridium pasteurianum, фиксирующую газообразный азот. • Несколько позднее голландский исследователь М. Бейеринк открыл аэробную азотфиксирующую бактерию Azotobacter.

• Деятельность всех свободноживущих азотфиксирующих бактерий в почве ограничена недостатком органических веществ. • Поэтому они и не могут обеспечить значительного накопления азота (в среднем они накапливают не более 5 кг азота на 1 га). • Их деятельность можно активировать внесением свежего органического вещества.

Азотфиксирующие микроорганизмы Свободноживущие (азотобактер) Симбиотические (клубеньковые бактерии) Ассоциативные (кишечная палочка)

Клубеньковые бактерии Для клубеньковых бактерий характерно поразительное разнообразие форм — полиморфность (палочковидные, овальные, кокковидные; неподвижные и подвижные организмы. По Граму клетки окрашиваются отрицательно, ультратонкая структура клеточной стенки их типична для грамотрицательных бактерий. При старении клубеньковые бактерии теряют подвижность. Перетрихи и монотрихи)

Клубеньковые бактерии На питательных средах растут с разной скоростью. • К быстрорастущим относятся клубеньковые бактерии гороха, клевера, люцерны, кормовых бобов, вики, чечевицы, чины, донника, фасоли, нута (колонии можно получить на 3 – 4 -е сутки). Колонии имеют цвет топленого молока, часто полупрозрачные, слизистые, с ровными краями, умеренно выпуклые. • К медленнорастущим — бактерии люпина, сои, арахиса, сераделлы, маша, эспарцета (на 7 – 8 -е сутки). Колонии более выпуклые, мелкие, сухие, плотные и, как правило, не разрастающиеся на поверхности среды.

Клубеньковые бактерии Условия развития клубеньковых бактерий: • Оптимальная температура в пределах 24— 26°. При 0° и 37°С рост приостанавливается. • Оптимальная влажность 60— 70% от полной влагоемкости почвы. Минимальная влажность почвы, при которой еще возможно развитие бактерий в почве, равна ≈16% от ПВ. • Все клубеньковые бактерии приблизительно одинаково устойчивы к щелочной реакции среды (р. Н 8, 0), но неодинаково чувствительны к кислой. • Предпочитают аэробные условия.

Клубеньковые бактерии Свойства клубеньковых бактерий • Специфичность – это избирательная способность в отношении растения-хозяина. Специфичность может быть: узкой (клубеньковые бактерии клевера заражают только группу клеверов) широкой (бактерии гороха могут заражать растения гороха, чины, бобов, а бактерии чины и бобов могут заражать растения гороха). • Вирулентность – способность бактерий проникать в ткань корня, размножаться там и вызывать образование клубеньков. • Конкурентоспособность – конкуренция не только с представителями местной сапрофитной микрофлоры, но и с другими штаммами клубеньковых бактерий. • Активность (эффективность) – способность в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот и удовлетворять в нем потребности растения-хозяина. Есть активные, малоактивные и неактивные.

Клубеньковые бактерии Процесс внедрения клубеньковых бактерий одинаков у всех видов бобовых растений и состоит из 2 -х фаз. В первую фазу идёт проникновение бактерий в корень (через корневой волосок, эпидермальную клетку, места повреждений корня), бактерии далее перемещаются в ткани корня растения. Наиболее легко бактерии проходят через межклеточные пространства. Во вторую фазу интенсивно идет процесс образования клубеньков. В большинстве случаев внедрившаяся клетка(и), активно размножаясь, образует так называемые инфекционные нити (или тяжи) и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Инфекционная нить — это колония размножившихся бактерий. Продолжительность фаз различна у разных видов растений (от 3 до 6 дней).

Клубеньковые бактерии Строение клубенька (связь корня с клубеньком): 1 – сосудистая ткань корня; 2 – корневая эндодерма; 3 бактероидная зона клубенька; 4 – кора клубенька; 5 сосудистые пучки клубенька; 6 – эндодерма сосудистых пучков; 7 – клубеньковая эндодерма; 8 – меристема; 9 верхушечная меристема.

Азотобактер Строение азотобактера Молодые клетки азотобактера подвижны; они имеют многочисленные или единичные жгутики. Форма клеток от палочковидной до сферической, например у Azotobacter chroococcum – шаровидная (диплококки). У азотобактера обнаружены выросты. В старых культурах клетки азотобактера покрываются плотной оболочкой, образуя цисты, не образуют спор. Азотобактер обычно фиксирует до 10— 15 мг молекулярного азота на 1 г использованного источника углерода (например, глюкозы, сахарозы).

Азотобактер • • • Условия развития азотобактера По отношению к источникам углерода В. Л. Омелянский (1923) назвал азотобактер полифагом ( «всеядным» ). Требователен к фосфору, кальцию, микроэлементам (молибден, бор, железо, марганец, ванадий), радиоактивным элементам (радий, торий, уран). Оптимальная для его развития область р. Н 7, 2— 8. 2. Высокая степень гидрофильности. В отношении температуры азотобактер является типичным мезофильным организмом, с оптимумом развития около 25— 30 °С. Предпочитает аэробные условия

Азотобактер Другие роды азотфиксирующих бактерий: • Бейеринкия (beijerinckia) • Клостридиум (clostridium) • Сейчас известно свыше 80 видов и разновидностей бактерий, несколько видов актиномицетов, дрожжей, дрожжеподобных организмов и плесневых грибов, способных фиксировать азот. Они населяют почву, дно морей и пресных водоемов.

Источник: https://present5.com/klubenkovye-bakterii-azotobakter-istoriya-otkrytiya-na-samom/

Фотосинтезирующие, молочнокислые, азотфиксирующие бактерии и ферментирующие

Микробы представляют собой сообщество микроскопических существ, как правило одноклеточных, которых можно увидеть только при помощи микроскопа. Микробы обитают практически везде. Они присутствуют в почве, воздухе, воде, пище. Они занимают почти все экосистемы, начиная от Антарктиды до Камчатки, от Мертвого моря до африканских пустынь.

Все микробы делятся на два лагеря: регенеративные и дегенеративные. Регенеративная микрофлора отвечает за образование сложных веществ, за создание живых структур. Это те микробы, которые отвечают за здоровье всего живого мира, куда входит и человек. Основная функция дегенеративной микрофлоры – очистительная. Без дегенеративной микрофлоры мир был бы завален горой трупов растений и животных.

Дегенеративная микрофлора очищает природу от ненужных материалов. Эти два лагеря микробов имея разносторонние силы, разделили живой мир на два лагеря: растительный и животный. Для растительного мира дегенеративная микрофлора наиболее физиологична.

Принципиальное отличие в том, что клетка растительного происхождения использует кислород и энергию солнца, а клетка животного, наоборот, кислород поглощает и выделяет тепло. Таким образом в растительном и животном мире все процессы одинаковы, но разнонаправлены.

Еще одно принципиальное отличие между клетками животного и растительного происхождения в том, что для своего белка клетка растительного происхождения использует правоизомерные аминокислоты, а клетка животного – левоизомерные. У аминокислот одинаковые формулы как для животных так и для растений. Единственное отличие в изомерии – есть разделение на правое и левое.

Разделение на правое и левое в живом мире имеет фундаментальное значение.. Если у человека поменять местами руки или ноги, то получиться уродство. Поэтому в живом мире эти понятия менять запрещено. Эти разделения есть не только на макроуровне, но и на микроуровне. В молекуле белка тоже есть правое и левое, и если их поменять местами то получиться уродливый белок.

Если этот неправильный белок принимает участие в обменных процессах, то получаются различные заболевания. Строгое разделение на правое и левое называется диссиметрией тканей, которую нельзя менять ни в коем случае. Загрязняя окружающую среду, мы заставляем природу усиливать дегенеративную микрофлору.

Но нарушив механизмы между противоположными природными силами, мы запускаем механизмы возникновения эпидемий. Мы научились бороться с эпидемиями, но не устранять причины их возникновения. Мы не очищаем планету от всевозможных техногенных загрязнений и в ответ природа готовит нам пандемию.

Пандемия – это эпидемия, имеющая характер инфекционного заболевания и которая распространяется повсеместно: на территории страны, области, группы стран. Обычно под пандемией имеются ввиду инфекции, которые имеют массовый характер и поражают большую часть населения. В истории человечества уже были страшные пандемии от которых умерли миллионы людей. Воздействие малярии началось более 4-х тысяч лет назад. Зараженный вирусом москит кусает человека и через кровь заносит ему инфекцию. Сегодня от малярии умирает от 3-х миллионов человек в год. Смертельный исход удваивается на протяжении следующих 20 лет. Вакцины от малярии нет.

Класс этих бактерий самостоятельно поддерживает свою жизнедеятельность и активно синтезирует необходимые вещества из ядовитых газов наподобие сероводорода, а также разной органики, используют солнечный свет и тепло от почвы в качестве энергии для своего развития. Присутствие фотосинтезирующих бактерий способствует росту других полезных микроорганизмов.

Выделяют несколько видов азотфиксирующих бактерий: анаэробы , аэробы, а также цианобактерии, клостридии, азобактерии. Кроме того существуют так называемые клубеньковые микроорганизмы, которые питают бобовые культуры азотом, выделяемым из воздуха.

В замен растения для микроорганизмов предоставляют минеральные соли и продукты углеводного обмена, необходимые для развития бактерий.

Молочнокислые бактерии

Этот класс бактерий образует молочную кислоту из углеводов. Известно, что при изготовлении йогурта, кефира, используют молочнокислые бактерии. Молочная кислота является мощным природным антибиотиком, которая подавляет опасные микроорганизмы, ускоряет процесс разложения органики.

Как только молочнокислые бактерии устраняют вредные колонии Fusarium, количество нематод начинает сокращаться.

Ферментирующие грибы

Грибы рода Aspergillus и Penicillium хорошо разлагают различные органические вещества, создают антибиотики, этиловый спирт, сложные эфиры. Эти грибы нейтрализуют запахи, защищают почву от вредоносных личинок и насекомых.

Таким образом, каждый вид бактерий по отдельности выполняет какие-то свои специфические функции, но при этом все виды микроорганизмов дополняют друг друга, создавая тесный симбиоз.

Именно симбиотичность микроорганизмов помогает им легко адаптироваться к различным средам и вытеснять разнообразную патогенную микрофлору, что создает отличные условия для роста здоровой флоры.

Источник: https://emcentr.ru/bakterii/

Ответы@Mail.Ru: Почему бактерии могут быть кулинарами фармацефтами и помощниками земледельца

Например: молочные бактерии используютв производстве йогуртов, биокефиров, сметан, сыров; в фармакологии, т. е.

в изготовлении лекарст используют бактерий (например: при пересадке органов, препараты по очистке зубов от налёта, антибиотики изготавливают из культур полезных микроорганизмов или сами состоят из таких высушенных и законсервированных культур) ; в земледелии используют биологические удобрения, которые вырабатываются за счёт поглощения из атмосферы азота различными микроорганизмами (например: клубеньковые бактерии, фиксирующие молекулярный азот в симбиозе с бобовыми растениями; широко распространенные в почвах многочисленные и разнообразные свободнодвижущие азотфиксирующие бактерии)

бактерии кулинары – это бактерии которые используются для приготовления продуктов .

бактерии квасят продукт . от них плесневеет сыр.

бактерии кулинары это боктери кулинары

молочные бактерии используют в производстве йогуртов, биокефиров, сметан, сыров; в фармакологии, т. е.

в изготовлении лекарств используют бактерий (например: при пересадке органов, препараты по очистке зубов от налёта, антибиотики изготавливают из культур полезных микроорганизмов или сами состоят из таких высушенных и законсервированных культур) ; в земледелии используют биологические удобрения, которые вырабатываются за счёт поглощения из атмосферы азота различными микроорганизмами (например: клубеньковые бактерии, фиксирующие молекулярный азот в симбиозе с бобовыми растениями; широко распространенные в почвах многочисленные и разнообразные свободнодвижущие азотфиксирующие бактерии

Например: молочные бактерии используютв производстве йогуртов, биокефиров, сметан, сыров; в фармакологии, т. е.

в изготовлении лекарст используют бактерий (например: при пересадке органов, препараты по очистке зубов от налёта, антибиотики изготавливают из культур полезных микроорганизмов или сами состоят из таких высушенных и законсервированных культур) ; в земледелии используют биологические удобрения, которые вырабатываются за счёт поглощения из атмосферы азота различными микроорганизмами (например: клубеньковые бактерии, фиксирующие молекулярный азот в симбиозе с бобовыми растениями; широко распространенные в почвах многочисленные и разнообразные свободнодвижущие азотфиксирующие бактерии) как и все

для повышения урожайности человек использует также специальные бактериальные удобрения. 2) Бактерии- “фармацевты”- вырабатывают антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и т. п.), использующиеся человеком в медицинских целях для лечения бактериальных заболеваний.

3) Бактерии-“кулинары”- бактерии, вызывающие брожение (молочно-кислое, спиртовое и т. п.

) – используются человеком при приготовлении различных молочных продуктов- кефира, йогурта, кумыса, сметаны, сыров; при изготовлении вина, пива, квашении капусты и огурцов, при изготовлении уксуса и лимонной кислоты, для сбраживания силоса.

всё не правелно мне поставили 1

В кулинарии-кисло-молочные бактерии (создание кисло-молочных продуктов). В земледелии -клубеньковые бактерии (они находятся в симбиозе с бобовыми растениями, их польза состоит в том, что они поглощают из атмосферы азот и обогащают им землю (азот является основным составляющим всех минеральных удобрений! )) Ну а в фармацевтии- это создание всяческих лекарственных препаратов !

В кулинарии-кисло-молочные бактерии (создание кисло-молочных продуктов). В земледелии -клубеньковые бактерии (они находятся в симбиозе с бобовыми растениями, их польза состоит в том, что они поглощают из атмосферы азот и обогащают им землю (азот является основным составляющим всех минеральных удобрений! Ну а в фармацевтии- это создание всяческих лекарственных препаратов !

для повышения урожайности человек использует также специальные бактериальные удобрения. 2) Бактерии- “фармацевты”- вырабатывают антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и т. п.), использующиеся человеком в медицинских целях для лечения бактериальных заболеваний.

3) Бактерии-“кулинары”- бактерии, вызывающие брожение (молочно-кислое, спиртовое и т. п.

) – используются человеком при приготовлении различных молочных продуктов- кефира, йогурта, кумыса, сметаны, сыров; при изготовлении вина, пива, квашении капусты и огурцов, при изготовлении уксуса и лимонной кислоты, для сбраживания силоса.

), которыми человек пользуется в медицинских целях для лечения бактериальных заболеваний. Бактерии “помощники земледельца”- осуществляют распад всех раститительных и животных остатков, участвуя в образовании гумуса в почве. Эти бактэрии также важны для плодородия почвы. Для повышения урожайности человек использует специальные бактериальные удобрения.

делала Трубникова Лада

для повышения урожайности человек использует также специальные бактериальные удобрения. 2) Бактерии- “фармацевты”- вырабатывают антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и т. п.), использующиеся человеком в медицинских целях для лечения бактериальных заболеваний.

3) Бактерии-“кулинары”- бактерии, вызывающие брожение (молочно-кислое, спиртовое и т. п.

) – используются человеком при приготовлении различных молочных продуктов- кефира, йогурта, кумыса, сметаны, сыров; при изготовлении вина, пива, квашении капусты и огурцов, при изготовлении уксуса и лимонной кислоты, для сбраживания силоса.

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/98658209

Клубеньковые бактерии

БАКТЕРИИ

1. Бактерии выделяют в особое царство, так как

1) они не имеют цитоплазмы и рибосом

2) они не имеют ядра и митохондрий

3) среди них есть паразиты и симбионты

4) среди них есть одноклеточные и многоклеточные формы

2. Укажите главный признак бактерий

1) ядерное вещество не отделено от цитоплазмы

2) отсутствует оболочка

3) нет рибосом

4) наличие митохондрий

3. Все бактерии способны к

1) быстрому размножению

2) накоплению в своих клетках ядовитых веществ

3) спорообразованию в неблагоприятных условиях

4) развитию заболеваний при попадании в организм животного

4. Выберите неверное утверждение: «У бактерий отсутствуют»

1) половые клетки

2) мейоз и оплодотворение

3) митохондрии и клеточный центр

4) цитоплазма и ядерное вещество

5. Чем большинство бактерий отличается от растений?

1) в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ

2) питаются готовыми органическими веществами

3) не имеют клеточного строения

4) не имеют рибосом

6. Бактерии в отличие от грибов

1) многоклеточные организмы

2) состоят из одной клетки

3) участвуют в круговороте веществ в природе

4) выполняют роль разрушителей органических веществ в экосистемах

7. Споры бактерий в отличие от спор грибов

1) выполняют функцию питания и дыхания

2) служат для размножения и расселения на новые места

3) служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий

4) выполняют функцию роста и развития

8. Бактерии относят к прокариотам, так как они

1) имеют одну хромосому, расположенную в ядре

2) имеют одну кольцевую ДНК

3) размножаются делением надвое

4) питаются только готовыми органическими веществами

9. Бактерии размножаются путем

1) слияния половых клеток

2) образования спор

3) деления надвое

4) митоза

10. В организме бактерий энергия освобождается в результате

1) размножения

2) питания

3) дыхания

4) образования спор

11. К царству Бактерий относится

1) малярийный паразит

2) хлорелла

3) кишечная палочка

4) инфузория – туфелька

12. К группе бактерий нельзя отнести

1) фитофтору

2) стафилококк

3) кишечную палочку

4) туберкулезную палочку

13. Дизентерийную палочку по способу питания относят к

1) сапротрофам

2) паразитам

3) хемотрофам

4) автотрофам

Тест для подготовки на тему “Бактерии”

Туберкулезную палочку по способу питания относят к

1) сапротрофам

2) паразитам

3) хемотрофам

4) автотрофам

15. Заболевание туберкулезом легких у человека вызывает

1) вирус

2) плесневый гриб

3) бактерия-паразит

4) бактерия-сапротроф

16. Какой процесс не характерен для болезнетворных бактерий?

1) дыхание

2) размножение

3) фотосинтез

4) питание

17. Роль санитаров на нашей планете выполняют бактерии

1) гниения

2) почвенные

3) клубеньковые

4) паразиты

18. Хемосинтезирующими бактериями являются

1) железобактерии

2) бактерии брожения

3) молочнокислые бактерии

4) сине-зеленые (цианобактерии)

19. Бактерии-сапротрофы питаются

1) органическими веществами мертвых растений и животных

2) органическими веществами, которые сами образуют из неорганических

3) неорганическими веществами, содержащимися в почве

4) неорганическими веществами, поглощаемыми из воздуха

20. Группа бактерий, живущих в содружестве с другими организмами, — это

1) паразиты

2) симбионты

3) консументы

4) сапротрофы

21. Клубеньковые бактерии вступают в симбиоз с растениями семейства

1) розоцветных

2) пасленовых

3) крестоцветных

4) бобовых

22. Что служит пищевым ресурсом для клубеньковых бактерий?

1) органические вещества отмерших растений

2) азот воздуха

3) фосфорные удобрения

4) органические вещества животных

23. Клубеньковые бактерии

1) обогащают почву перегноем, гумусом

2) обогащают почву соединениями азота

3) участвуют в образовании железных руд

4) участвуют в образовании каменного угля

24. Что служит средой обитания для бактерий-паразитов?

1) почва

2) водная среда

3) воздушная среда

4) другие организмы

25. Какие условия необходимы для жизни большинства бактерий?

1) высокая влажность, углекислый газ

2) высокая температура, низкая влажность

3) тепло, влага, органические вещества

4) низкая температура, минеральные вещества

26. Какова роль бактерий и грибов в круговороте веществ?

1) производители органических веществ

2) потребители органических веществ

3) разрушители органических веществ

4) разрушители неорганических веществ

27. Бактерии переносят неблагоприятные условия в состоянии

1) зиготы

2) споры

3) цисты

4) активного организма

28. Для защиты об бактерий гниения рыбу, молочные и мясные продукты хранят в холодильнике, так как при низкой температуре у них

1) усиливается ферментативная деятельность

2) замедляются процессы жизнедеятельности

3) начинается анаэробное дыхание

4) происходит быстрая смена поколений

29. Неблагоприятные условия для жизни бактерий создаются при

1) квашении капусты

2) консервировании ягод

3) приготовлении кефира

4) закладке силоса

30. Чтобы защитить растения от болезней, вызываемых бактериями, следует

1) вносить высокие дозы удобрений в почву

2) проводить предпосевную обработку семян ядохимикатами, облучать их

3) обильно поливать растения

4) убирать урожай в ранние сроки

Источник: https://c-univermag21.ru/klubenkovye-bakterii/