Всего на сайте:
148 тыс. 196 статей

Главная | Биология, Зоология, Анатомия

ХЕМОСИНТЕЗ  Просмотрен 110

Кроме фотосинтеза существует еще одна форма автотрофной ассимиляции — хемосинтез, наблюдаемый у некоторых бактерий. Такие бактерии называются хемосинтетиками.

Хемосинтез — это способность хемосинтетиков при окисле­нии неорганических веществ использовать выделившуюся энергию на образование органических веществ, идущих на построение клеток своего тела. Хемосинтетики в отличие от фототрофов, используют в процессе синтеза не солнечный свет, а энергию экзотерми­ческих химических реакций. Хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии.

Открытие бактериального хемосинтеза принадлежит микробиологу С.Н. Виноградскому (1887г). Он впервые доказал существование в природе автотрофных незеленых организмов - серо -, железо - и нитрифицирующих бактерий и описал сущность процесса хемосинтеза.

Нитрифицирующие бактерии, широко распространенные в почве и в различных водоемах, добывают энергию путем окисления аммиака до азотистой кислоты, играя при этом важную роль в круговороте азота в природе. Аммиак, образующийся в почве и водоемах при гниении белков, окисляется до азотистой кислоты нитрифицирующими бактериями, которым С. Н. Виноградский дал название нитросомонас:

2NН3 + ЗО2 = 2НNO2 + 2Н2О + 653,5 кДж.

Дальнейшая нитрификация - окисление НNO2 азотистой кислоты до азотной осуществляется другой группой нитрифицирующих микроорганизмов, который С. Н. Виноградский назвал нитробактером:

2НNO2 2 = 2НNO3 +151 кДж

Процесс нитрификации происхо­дит в почве в огромных масштабах и служит источником нитратов (селитры). НNO2, НNO3 реагируют с минеральными соединениями почвы, превращаясь в соли азотистой и азотной кислоты.

Жиз­недеятельность этих бактерий представля­ет собой один из важнейших факто­ров плодородия почв.

С е р о б а к т е р и и. В водоемах, вода которых содержит сероводород Н2S , живут бесцветные серобактерии, окисляющие сероводород до серы и серной кислоты:.

Н2S+ О2 = 2Н2О + 2S + 272,1 кДж

Выделяющаяся в результате сво­бодная сера накапливается в их клетках в виде множества крупинок. При недостатке сероводорода бес­цветные серобактерии производят дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до сульфата и далее до серной кислоты: 2S + ЗО2 + 2Н2О = 2Н24 =1107,4 кДж.

Серобактерии участвуют в очистке сточных вод. Они населяют Черное море, вода, которого насыщена сероводородом.

Ж е л е з о б а к т е р и и окисляют закисные соединения железа в окисные, участвуя в круговороте железа в природе: 4FеСО3 + О2 + 6Н2О = Fе(ОН)3 + 4СО2 + 259,1 кДж

Образованная гидроокись железа оседает и образует называемую болотную железную руду.

В о д о р о д н ы е бактерии.

Они широко распространены в почве и способны окислять водо­род: 2Н22=2Н2О, постоянно образующийся при анаэробном (бескислородном) разло­жении различных органических остатков микроорганизмами почвы. Особенностью водородных бактерий является способность переключаться на гетеротрофный способ питания при обеспечении их органическими веществами и отсутствии Н2.

Сейчас их используют для получения пищевого полноценного кормового белка, а также для восстановления атмосферы в замкнутых пространствах.

Освобождающаяся в процессах хемосинтеза энергия накапливается в химических связях АТФ и используется затем для синтеза глюкозы из СО2. и Н2О. Таким образом, хемосинтетики являются типичными автотрофами, так как самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения (углеводы, липиды, белки), а не берут их в готовом виде, как гетеротрофы.

Известны бактерии-хемосинтетики, способные окислять метан, окись углерода, соединения марганца, их 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 мар­ганца. Академик В. И. Вернадский — основатель биогеохимии говорил о за­лежах железных и марганцевых руд как о результате жизнедеятельности этих бактерий в древние геологиче­ские периоды. Таким образом, хемосинтезирующим бактериям принадлежит исключительно важная роль в биогеохимических циклах химических элементов в биосфере.

Значение

1. Участвуют в очистке сточных вод

2. Способствуют накоплению в почве минеральных в-в

3. Повышают плодородие почвы

Предыдущая статья:Романтическая любовь: Хелен Фишер изучает мозг влюбленных Следующая статья:ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК
page speed (0.054 sec, direct)