Nitrifikasyon ve bunu gerçekleştiren mikroorganizmalar. Nitrifikasyon grupları

Organik maddenin bozunması sırasında toprakta, gübrede ve suda oluşan amonyak oldukça hızlı bir şekilde nitröz ve ardından nitrik aside oksitlenir. Bu işleme nitrifikasyon denir.

19. yüzyılın ortalarına kadar, daha doğrusu, L. Pasteur'ün çalışmalarından önce, nitrat oluşumu olgusu, amonyağın atmosferik oksijen tarafından oksidasyonunun kimyasal bir reaksiyonu olarak açıklandı ve toprağın oynadığı varsayıldı. kimyasal katalizörün rolü. L. Pasteur, nitrat oluşumunun mikrobiyolojik bir süreç olduğunu öne sürdü. Bu varsayımın ilk deneysel kanıtı 1879'da T. Schlesing ve A. Munz tarafından elde edildi. Bu araştırmacılar atık suyu kum ve CaCO3 ile uzun bir kolondan geçirdiler. Filtrasyon sırasında amonyak yavaş yavaş kayboldu ve nitratlar ortaya çıktı. Kolonun ısıtılması veya antiseptiklerin eklenmesi amonyak oksidasyonunu durdurdu.

Bununla birlikte, ne yukarıda bahsedilen araştırmacılar ne de nitrifikasyonu incelemeye devam eden mikrobiyologlar, nitrifikasyona neden olan ajanların kültürlerini izole edemediler. Sadece 1890-1892'de. SN Vinogradskiy, özel bir teknik kullanarak saf nitrifikasyon kültürlerini izole etti. SN Vinogradskiy, nitrifikasyon bakterilerinin organik madde içeren geleneksel besin ortamlarında üremediği varsayımını yaptı. Bu oldukça doğruydu ve seleflerinin başarısızlıklarını açıklıyordu. Nitrifikasyonların, ortamdaki organik bileşiklerin varlığına karşı çok hassas olan kemolitoototroflar olduğu ortaya çıktı. Bu mikroorganizmalar, mineral besin ortamı kullanılarak izole edildi.

SN Vinogradskiy, iki nitrifikasyon grubu olduğunu belirledi - bir grup amonyağı nitröz aside oksitler (NH4 + → NO2-) - nitrifikasyonun ilk aşaması, diğeri nitröz asidi nitrik aside oksitler (NO2- → NO3-) - ikincisi nitrifikasyon aşaması.

Her iki grubun bakterileri şu anda Nitrobacteriaceae ailesine aittir. Tek hücreli gram negatif bakterilerdir. Nitrifikasyon bakterileri arasında çok farklı morfolojiye sahip türler vardır - çubuk şeklinde, elipsoid, küresel, kıvrımlı ve loblu, pleomorfik. Farklı Nitrobacteriaceae türlerinin hücre boyutları 0,3 ila 1 µm genişliğinde ve 1 ila 6,5 ​​µm uzunluğundadır. Polar, subpolar ve peritrikal kamçılı hareketli ve hareketsiz formları vardır. Tomurcuklanma ile çoğalan Nitrobacter hariç, esas olarak bölünerek çoğalırlar. Hemen hemen tüm nitrifikasyonlar, farklı tipteki hücrelerde şekil ve konum bakımından önemli ölçüde farklı olan iyi gelişmiş bir sitoplazmik zar sistemine sahiptir. Bu zarlar fotosentetik mor bakterilerinkine benzer.

Nitrifikasyonun ilk aşamasındaki bakteriler beş cins ile temsil edilir: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus ve Nitrosovibrio. Bugüne kadar detaylı olarak incelenen tek mikroorganizma Nitrosomonas europaea'dır.

Nitrosomonalar 0,8 - 1X1-2 mikron boyutlarında kısa oval çubuklardır. Sıvı kültürde Nitrosomonas bir dizi gelişim aşamasından geçer. İki ana, hareketli bir form ve hareketsiz zooglei ile temsil edilir. Mobil form, bir subpolar flagellum veya bir flagella demetine sahiptir. Nitrosomonas'a ek olarak, nitrifikasyonun ilk aşamasına neden olan diğer bakteri türlerinin temsilcileri de tanımlanmıştır.

Nitrifikasyonun ikinci aşaması, Nitrobacter, Nitrospira ve Nitrococcus cinsinin temsilcileri tarafından gerçekleştirilir. En fazla sayıda çalışma Nitrobacter winogradskii ile yapılmıştır, ancak diğer türler de tanımlanmıştır (Nitrobacter agilis, vb.).

Nitrobakterler uzun, kama veya armut şeklinde olup, daha dar bir ucu genellikle gaga şeklinde bükülür. GA Zavarzin'in çalışmalarına göre, Nitrobacter üremesi tomurcuklanma ile gerçekleşir ve yanal olarak yerleştirilmiş bir kamçıya sahip olduğu için kızı hücre genellikle hareketlidir. Mobil ve hareketsiz aşamaların gelişim döngüsündeki değişim bilinmektedir. Nitrifikasyonun ikinci aşamasına neden olan başka bakteriler de tanımlanmıştır.

Nitrifikasyon bakterileri genellikle amonyak veya nitritler (oksitlenebilir substratlar) ve karbon dioksit (ana karbon kaynağı) içeren basit mineral ortamlarda kültürlenir. Bu organizmalar nitrojen kaynağı olarak amonyak, hidroksilamin ve nitritleri kullanır.

Nitrifikasyon bakterileri 6-8.6 pH'da gelişir; optimum pH 7.5-8'dir. pH 6'nın altında ve 9.2'nin üzerinde bu bakteriler gelişmez. Nitrifikasyonların geliştirilmesi için optimum sıcaklık 25-30 ° C'dir. Nitrosomonas europaea'nın çeşitli suşlarının sıcaklığa oranının incelenmesi, bazılarının 26 °C veya yaklaşık 40 °C'de optimum gelişme gösterdiğini, diğerlerinin ise 4 °C'de oldukça hızlı büyüyebileceğini gösterdi.

Nitrifikasyonlar zorunlu aeroblardır. Oksijen yardımıyla amonyağı nitröz aside oksitlerler (nitrifikasyonun ilk aşaması):

NH4 ++ 11 / 22O2 → NO2- + H2O + 2H +

Ve sonra nitröz asitten nitrik'e (nitrifikasyonun ikinci aşaması):

NO2- + 1 / 2O2 → NO3-

Nitrifikasyon işleminin birkaç aşamada gerçekleştiği varsayılmaktadır. Amonyak oksidasyonunun ilk ürünü, daha sonra nitroksil (NOH) veya peroksonitrite (ONOOH) dönüştürülen hidroksildir, bu da daha sonra nitrite veya nitrite ve nitrata dönüştürülür.

Hidroksilamin gibi nitroksil, görünüşe göre hiponitrite dimerleşebilir veya nitrifikasyon işleminin bir yan ürünü olan nitröz okside N2O'ya dönüşebilir.

İlk reaksiyona (amonyumdan hidroksilamin oluşumu) ek olarak, sonraki tüm dönüşümlere, mikroorganizma hücrelerinin CO2'yi ve diğer biyosentetik süreçleri bağlaması için gerekli olan ATP formundaki yüksek enerjili bağların sentezi eşlik eder.

CO2'nin nitrifikasyonlar tarafından fiksasyonu, indirgeyici pentoz fosfat döngüsü veya Calvin döngüsü aracılığıyla gerçekleştirilir. Karbondioksit fiksasyonunun bir sonucu olarak, sadece karbonhidratlar değil, aynı zamanda bakteriler için önemli olan diğer bileşikler - proteinler, nükleik asitler, yağlar vb.

Yakın zamana kadar var olan kavramlara göre, nitrifikasyon bakterileri zorunlu kemolitoototroflar olarak sınıflandırıldı.

Nitrifikasyon yapan bakterilerin bazı organik maddeleri kullanma yeteneğini gösteren veriler elde edilmiştir. Böylece, maya otolizat nitrit, piridoksin, glutamik asit ve serin varlığında Nitrobacter'in büyümesi üzerinde uyarıcı bir etki kaydedilmiştir. Bu nedenle, nitrifikasyon bakterilerinin ototrofik beslenmeden heterotrofik beslenmeye geçme yeteneğine sahip olduğu varsayılmaktadır. Bununla birlikte, nitrifikasyon bakterileri, bu tür ortamlarda bulunan büyük miktarda kolayca asimile edilen organik maddeler gelişmelerini geciktirdiğinden, geleneksel besin ortamlarında büyümez.

Bu bakterilerin laboratuvar koşullarında organik maddeye karşı olumsuz tutumu, doğal ortamlarıyla çelişiyor gibi görünüyor. Nitrifikasyon bakterilerinin örneğin kara toprakta, gübrede, kompostta, yani organik maddenin çok olduğu yerlerde iyi geliştiği bilinmektedir.

Bununla birlikte, bu çelişki, topraktaki kolayca oksitlenen karbon miktarını, nitrifiye edicilerin ekinlerde dayanabileceği organik madde konsantrasyonları ile karşılaştırarak kolayca ortadan kaldırılabilir. karbon. Sonuç olarak, nitrifikasyonlar toprakta büyük miktarlarda kolayca asimile edilen organik maddeyi karşılamazlar.

Nitrifikasyon sürecinin evrelemesi, bir mikroorganizmanın atıkları üzerinde birbiri ardına geliştiğinde, yani bu tür trofik mikrop bağlantılarının sözde metabiyozunun tipik bir örneğidir. Amonyaklaştırıcı bakterilerin atık ürünü olan amonyağın Nitrosomonas tarafından kullanıldığı ve Nitrosomonas tarafından oluşturulan nitritlerin Nitrobacter için bir yaşam kaynağı görevi gördüğü gösterilmiştir.

Tarım için nitrifikasyonun önemi hakkında soru ortaya çıkıyor. Nitrat birikimi, farklı topraklarda eşit olmayan yoğunlukta gerçekleşir. Ancak bu süreç doğrudan toprak verimliliğine bağlıdır. Toprak ne kadar zenginse, o kadar fazla nitrik asit birikebilir. Nitrifikasyon kapasitesinin göstergelerine göre topraktaki bitkilerin kullanabileceği azotu belirleme yöntemi vardır. Bu nedenle, toprağın agronomik özelliklerini karakterize etmek için nitrifikasyon oranı kullanılabilir.

Aynı zamanda, nitrifikasyon sırasında, bitkiler için yalnızca bir besin maddesi olan amonyak, başka bir forma dönüştürülür - nitrik asit. Ancak nitratların bazı istenmeyen özellikleri vardır. Amonyum iyonu toprak tarafından emilirken, nitrik asit tuzları topraktan kolayca yıkanır. Ayrıca nitratlar, denitrifikasyonun bir sonucu olarak N2'ye indirgenebilir ve bu da toprağın azot rezervini tüketir. Bütün bunlar, bitkiler tarafından nitratların kullanım oranını önemli ölçüde azaltır. Bir bitki organizmasında, nitrik asit tuzları, sentez için kullanıldığında, enerji için harcanan indirgenmelidir. Amonyum doğrudan kullanılır. Bu bağlamda, bakteri - nitrifiye edicilerin aktivitesini baskılayan ve diğer organizmalara zarar vermeyen spesifik inhibitörler kullanarak nitrifikasyon işleminin yoğunluğunu yapay olarak azaltma yaklaşımları hakkında soru sorulur.

Bazı heterotrofik mikroorganizmaların nitrifikasyon yapabildiğine dikkat edilmelidir. Heterotrofik nitrifiye ediciler, Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia cinsinden bakterileri ve Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium cinsinden bazı mantarları içerir. Arthrobacter sp. hidroksilamin ve ardından nitrit ve nitrat oluşumu ile organik substratların varlığında amonyağı oksitler.

Bazı bakteriler, amidler, aminler, hidroksamik asitler, nitro bileşikleri (alifatik ve aromatik), oksimler vb. gibi azot içeren organik maddelerin nitrifikasyonuna neden olabilir.

Heterotrofik nitrifikasyon doğal olarak oluşur (topraklarda, su kütlelerinde ve diğer substratlarda). Özellikle atipik koşullar altında (örneğin, alkali toprakta yüksek miktarda organik C - ve N - bileşikleri içeren vb.) Baskın önem kazanabilir. Heterotrofik mikroorganizmalar bu atipik koşullar altında sadece nitrojen oksidasyonuna katkıda bulunmazlar, aynı zamanda toksik maddelerin oluşumuna ve birikmesine de neden olabilirler; kanserojen ve mutajenik etkileri olan maddeler ve ayrıca kemoterapötik etkiye sahip bileşikler. Bu bileşiklerin bazılarının nispeten düşük konsantrasyonlarda bile insanlar ve hayvanlar için zararlı olması nedeniyle in vivo oluşumları dikkatle incelenmelidir.

). İlk kez, bu bakterilerin saf kültürleri, 1892'de kemolitoototrofik doğalarını kuran S.N. Vinogradskiy tarafından elde edildi. Bergi'nin Bakteriler Rehberi'nin IX baskısında, tüm nitrifikasyon bakterileri Nitrobacteraceae familyasına ayrılmakta ve işlemin hangi aşamasına bağlı olarak iki gruba ayrılmaktadır. İlk aşama - amonyum tuzlarının nitröz asit tuzlarına (nitritler) oksidasyonu - amonyum oksitleyici bakteriler (gener Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosolobus, vb.) tarafından gerçekleştirilir:

NH4 + + 1.5O2 NO2- + H2O + 2H +'ya dönüşür

NO2- + 1/2 * O2, NO3-'e dönüşür

Nitrifikasyon bakterileri grubu, hücrelerin şekli ve boyutu, üreme yöntemleri, hareketli formların kamçılanma türü, hücre yapısının özellikleri, DNA'daki GC-bazlarının molar içeriği bakımından farklılık gösteren gram-negatif organizmalarla temsil edilir. ve varoluş biçimleri.

Tüm nitrifikasyon bakterileri zorunlu aeroblardır; bazı türler mikroaerofildir. Çoğu, heterotroflarda ortak konsantrasyonlarda organik bileşikler tarafından büyümeleri engellenen zorunlu ototroflardır. 14C bileşikleri kullanılarak, zorunlu kemolitoototrofların, hücre bileşiminde bazı organik maddeleri içerebileceği, ancak çok sınırlı bir ölçüde gösterilmiştir. Ana karbon kaynağı, asimilasyonu indirgeyici pentoz-fosfat döngüsünde gerçekleştirilen CO2 olarak kalır. Sadece birkaç Nitrobacter suşu, bir karbon ve enerji kaynağı olarak organik bileşikler içeren bir ortamda yavaş büyüme kabiliyeti göstermiştir.

Nitrifikasyon işlemi sitoplazmik ve intrasitoplazmik zarlarda lokalizedir. Öncesinde NH4+ absorpsiyonu ve bakır içeren bir translokaz kullanarak CPM yoluyla transferi gelir. Amonyak nitrite oksitlendiğinde, nitrojen atomu 6 elektron kaybeder. İlk aşamada, amonyak molekülüne 1 O2 atomunun eklenmesini katalize eden monooksijenaz kullanılarak amonyağın hidroksilamine oksitlendiği varsayılır; ikincisi, muhtemelen, H2O oluşumuna yol açan NAD * H2 ile etkileşime girer:

NH3 + O2 + AŞIRI * H2, NH2OH + H2O + AŞIRI +'ya geçer

NH2OH + О2 NO2- + Н2О + Н + olur

NH2OH'den gelen elektronlar solunum zincirine sitokrom c seviyesinde ve ardından terminal oksidaza girer. Taşınmalarına, zar boyunca 2 proton transferi eşlik eder, bu da bir proton gradyanının yaratılmasına ve ATP'nin sentezine yol açar. Bu reaksiyondaki hidroksilamin, enzime bağlı kalması muhtemeldir.

Nitrifikasyonun ikinci aşamasına 2 elektron kaybı eşlik eder. Molibden içeren enzim nitrit oksidaz tarafından katalize edilen nitritin nitrata oksidasyonu, CPM'nin iç tarafında lokalizedir ve aşağıdaki gibi ilerler:

NO2- + H2O, NO3- + 2H + 2e'ye dönüşür

Elektronlar sitokrom a1'e ve sitokrom c yoluyla moleküler oksijen tarafından kabul edildikleri terminal oksidaz aa3'e girer (Şekil 98, B). Bu durumda membrandan 2H+ transferi gerçekleşir. NO2-'den O2'ye elektron akışı, solunum zincirinin çok kısa bir bölümünün katılımıyla gerçekleşir. NO2 / NO3– çiftinin Eo'su +420 mV olduğundan, indirgeyici madde, elektronların enerjiye bağlı geri transferi sürecinde oluşur. Solunum zincirinin terminal kısmındaki yüksek yük, nitrifikasyon bakterilerindeki yüksek sitokrom c ve a içeriğini açıklar.

Arthrobacter, Flavobacterium, Xanthomonas, Pseudomonas ve diğerlerine ait birçok kemoorganoheterotrofik bakteri, amonyak, hidroksilamin ve diğer indirgenmiş nitrojen bileşiklerini nitritlere veya nitratlara oksitleyebilir. Bununla birlikte, bu organizmaların nitrifikasyon süreci, onlar tarafından enerji alınmasına yol açmaz. Heterotrofik nitrifikasyon adı verilen bu sürecin doğasının incelenmesi, muhtemelen bunun yıkımla ilişkili olduğunu göstermiştir.

Tüm canlıların besine ihtiyacı vardır. Bazıları için enerji kaynağı güneş ışığıdır, diğerleri bu amaçla kimyasal reaksiyonlar kullanır ve yine bazıları ilk iki gruptan besin alır. İlk grup tüm bitkileri içerir, ikincisinin temsilcileri nitrifikasyon bakterileridir, üçüncü grup ise siz ve ben dahil tüm hayvanları içerir.

Tüm yeşil bitkiler ve birçok bakteri inorganik olanlardan (su, karbondioksit, vb.) organik besinler üretebilir. Bu canlı organizma grubuna ototroflar (Latince "kendi kendini besleyen") veya üreticiler denir ve besin zincirindeki ilk halkadır.

Fotosentez sırasında güneş ışığından enerji alan organizmalara fototroflar denir. Nitrifikasyon bakterileri, besin kaynağı olarak kimyasal oksidasyon reaksiyonlarının enerjisini kullanan mikroorganizma grubuna aittir. Bu tür organizmalara kemotroflar denir.

Nitrifikasyon bakterileri (kemotroflar) organik maddeleri toprakta veya suda özümsemezler. Aksine, canlı bir hücre oluşturmak için yapı malzemesini sentezlerler.

Nitrifikasyon bakterileri tarafından topraktan ve sudan elde edilen maddeler oksitlenir ve ortaya çıkan enerji, su ve karbondioksitten karmaşık organik molekülleri sentezlemek için kullanılır. Bu sözde kemosentez sürecidir.

Kemosentetik organizmalar, tüm ototroflar gibi, dışarıdan gerekli besinleri almadan yaparlar, onları kendi başlarına üretirler. Ancak, yeşil bitkilerin aksine, nitrifikasyon bakterileri beslenmek için güneş ışığına bile ihtiyaç duymazlar.

Enerji üretmek için elektrik kullanan organizmalar var. Son zamanlarda, bir grup Japon bilim adamı, derin deniz kaplıcalarının yakınında yaşayan bakteri araştırmasının sonuçlarını yayınladı. Su akışı tabandaki kaya çıkıntılarına karşı sürtünmeye başladığında, incelenen bakteriler tarafından yiyecek elde etmek için kullanılan zayıf bir elektrik yükü oluşur.

Bitki besleme için neler gereklidir?

Oksidasyon yoluyla toprakta yaşayan nitrifikasyon bakterileri, organik maddenin bozunmasından nitröz aside oluşan amonyağı ayrıştırır. Diğer bakteriler nitrik aside nitröz asidi oksitler (enerji salınımı ile oksijen ekler). Buna karşılık, bu asitlerin her ikisi de topraktaki minerallerin yardımıyla bitki beslenmesi için tuzlar ve fosfatlar oluşturur.

Ayrıca ortamda bulunan azot da beslenme için gereklidir. Bununla birlikte, bitkiler onu kendi başlarına çıkaramazlar. Azot sabitleyen bakteriler kurtarmaya gelir. Havadaki nitrojeni özümserler ve onu bitki örtüsü - amonyum bileşikleri için erişilebilir bir forma dönüştürürler. Azot sabitleyici nitrifikasyon bakterileri toprakta serbestçe yaşayabilir (azotobacter, clostridium) veya daha yüksek bitkilerle (nodül) simbiyoz halinde olabilir.

Besin zincirindeki bir sonraki bağlantı

Örneğin, bitki bazlı yiyecekleri yerken doğrudan güneş ışığının enerjisinden sentezlenmiş bir ürün kullanırız. Hayvan yemi ile hayvanlar tarafından bitkilerden elde edilen hazır organik maddeler elde ederiz.

Bununla birlikte, heterotroflar alınan organik gıdayı tamamen parçalayamazlar. Atık her zaman kalır ve bu da ayrı bir mikroorganizma grubu tarafından ele alınır.

Atıkların doğaya atılmasında kimler görev alır?

Canlı organizmaların ölü kalıntılarını kullanan bakteri ve mantarlara ayrıştırıcılar denir (Latince "restorasyon" anlamına gelir). Organik kalıntıları oksidasyon yoluyla inorganiklere ve en basit organik bileşiklere ayrıştırırlar. İndirgeyicilerin diğer canlılardan farkı katı sindirilmemiş kalıntılara sahip olmamasıdır.

Biyolojik arıtma sürecinde toprakta, siltte, çürüyen kalıntılarda ve su kütlelerinde yaşayan heterotrofik ve ototrofik nitrifikasyon bakterileri aktif olarak yer alır. Atık ürünlerle birlikte diğer canlı organizmalar tarafından salınan amonyağı nitrik asit tuzlarına (nitratlar) dönüştürürler. Nitrifikasyon işlemi iki aşamada gerçekleşir. Önce amonyak nitrite oksitlenir, ardından bir sonraki bakteri grubu nitriti nitrata oksitler.

Bu bakteri grubu, yine ototrofik üreticiler tarafından kullanılan mineral tuzları toprağa ve suya geri verir. Bu sayede doğadaki mineral bileşenlerin sirkülasyonu kapatılır.

Canlı biyolojik filtreler

Uygulamada, nitrifikasyon bakterilerinin özellikleri, akvaryumlar için biyolojik filtrelerin tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Renkli balıkların yüzdüğü temiz duvarları ve berrak suyu olan bir akvaryum, herhangi bir oda için bir dekorasyon ve sahibi için meşru bir gurur nesnesidir. Akvaryumunuzu temiz tutmak kolay değildir. Yiyecek kalıntıları, balık dışkısı ve ölü alg parçacıkları suyu daha temiz yapmaz.

Oldukça uzun bir süredir akvaryum severler sadece mekanik temizleme yöntemlerini kullandılar. Mekaniğin aksine, biyolojik filtre bir cihaz değil, toksik bileşiklerin sudan uzaklaştırılmasının bir sonucu olarak belirli bir dizi işlemdir:

1. Suyun pH'ı yükseldiğinde daha tehlikeli amonyağa dönüşen üre içinde bulunan amonyum. Bir akvaryumdaki sıcaklık ve pH arasındaki ilişki, toksik amonyak miktarı ile doğrudan ilişkilidir. 20 °C ve pH 7'de amonyak içeriği %0,5 ve 25 °C ve pH 8,4'te - zaten %10'dur.
2. Bir sonraki tehlike, amonyağın oksidasyonu ile üretilen nitrittir.
3. Nitritin oksidasyonu, aynı zamanda toksik olan nitrat üretir.

İlk yöntem zahmetlidir (kim kovalarla koşmak ister?), İkincisi belirli koşullar gerektirir - bakterilerin yiyeceğe, rahat bir sıcaklığa ve yaşayacak bir yere ihtiyacı vardır.

Akvaryumlar için biyolojik filtrede yer alan iki grup bakteri vardır - nitrifikasyon bakterileri (Nitrosomonas) ve nitrobakteriler (Nitrobacter). Nitrifikasyon bakterileri amonyaktan nitriti, nitrobakteriler de nitritten nitratı üretir. İkinci reaksiyonun sonucu kısmen algler tarafından kullanılır, ancak nitratın çoğu ancak akvaryumdaki su değiştirilerek çıkarılabilir. Hiçbir bakteri kovalarla dolaşma ihtiyacından kurtulamaz.

Bakterilerin bir akvaryumda rahat yaşayabilmeleri için sıcaklığın 26 -27⁰C olması, oksijenin (havalandırma) ve fotosentezin (su bitkileri) olması gerekir. Akvaryum sakinleri onlara yiyecek sağlayacak ve akvaryum toprağı evleri olarak hizmet edecek.

Böylece mikroorganizmalar ortamdaki inorganik maddeleri işleyerek toprakta bitki beslenmesi için koşullar yaratır. Bitkiler, sırayla, hayvanlar için enerji kaynağıdır. Bir sonraki aşamada, yırtıcı hayvanlar, otçul meslektaşlarından enerji alırlar. İnsan, tüm yüksek yırtıcı hayvanlar gibi, hem bitkilerden hem de hayvanlardan yiyecek alabilir. Hayvanların ve bitkilerin hayati aktivitesinin kalıntıları, inorganik maddeler sağlayan mikroorganizmalar için gıda görevi görür. Çember tamamlandı.

Yaşamı sürdürmek ve enerji elde etmek tamamen farklı doğa koşullarında mümkündür. İlk bakışta düşünülemez koşullarda yeni bir yaşamın ortaya çıkma olasılığı, yaşam alanımızın ne kadar çok yönlü ve şimdiye kadar çok az çalışıldığını kanıtlıyor.

• Oto Fotoğraf kupalar - organik maddelerin sentezi için enerji ışıktan elde edilir (fotosentez). Fototroflar, bitkileri ve fotosentetik bakterileri içerir.
• Oto kemoterapi troflar - organik maddelerin sentezi için enerji, inorganik maddelerin oksidasyonu (kemosentez) ile elde edilir. Örneğin,
  • kükürt bakterileri hidrojen sülfürü kükürte oksitler,
  • demir bakterileri demirli demiri demire oksitler,
  • Nitrifikasyon bakterileri amonyağı nitrik aside oksitler.

Fotosentez ve kemosentez arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

• Benzerlikler: Bütün bunlar plastik bir değişimdir, organik maddeler inorganik maddelerden (karbon dioksit ve su - glikozdan) yapılır.
• Fark: fotosentezde sentez enerjisi ışıktan ve kemosentezde - redoks reaksiyonlarından alınır.

DİKKAT! Oto ve heterotroflar arasındaki fark, organik maddeler ("hazır olun" veya "kendin yap") elde etme yönteminde yatmaktadır. Hem oto hem de heterotroflar, solunum yoluyla hayati aktivite için enerji elde eder.

Solunum ve fotosentezin karşılaştırılması

Testler ve ödevler

OTOTROFLAR
Üç seçenek belirleyin. Ototroflar şunları içerir:
1) spor bitkileri
2) kalıplar
3) tek hücreli algler
4) kemotrofik bakteriler
5) virüsler
6) çoğu protozoa

Cevap

1. Ototrofik organizmalar listesinden "dışlanan" iki organizmayı belirleyin ve bunların altında belirtilen sayıları yazın.
1) Ortak amip
2) Venüs sinek kapanı
3) Pinullaria yeşili
4) Infusoria terlik
5) Spirogyra

Cevap

2. Aşağıda listelenen tüm organizmalar, ikisi hariç, beslenme türüne göre ototrof olarak sınıflandırılır. Genel listeden "dışlanan" iki organizmayı belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) klamidomonalar
2) tarla atkuyruğu
3) çörek
4) guguklu keten
5) maya

Cevap

3. Aşağıda listelenen tüm organizmalar, ikisi hariç, beslenme türüne göre ototrof olarak sınıflandırılır. Genel listeden "dışlanan" iki organizmayı belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) kükürt bakterileri
2) spirogyra
3) mantar uçmak
4) sfagnum
5) bakteriyofaj

Cevap

4. Aşağıda listelenen tüm organizmalar, ikisi hariç, beslenme türüne göre ototrof olarak sınıflandırılır. Genel listeden "dışlanan" iki organizmayı belirleyin ve altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) siyanobakteriler
2) amip
3) yosun
4) sfagnum
5) penisil

Cevap

Cevap

Cevap

En doğru olanı seçin. Hangi organizma beslenme şekline göre heterotrof olarak sınıflandırılır?
1) klamidomonalar
2) yosun
3) penisil
4) klorella

Cevap

En doğru olanı seçin. Çürüme bakterileri, organizmaların beslenme şeklidir.
1) kemotrofik
2) ototrofik
3) heterotrofik
4) simbiyotik

Cevap

OTOTROFLAR - HETEROTROFLAR
1. Metabolizmanın özelliği ile karakteristik olduğu organizma grubu arasında bir yazışma kurun: 1) ototroflar, 2) heterotroflar
A) Atmosfere oksijen verilmesi
B) ATP'yi sentezlemek için yiyeceklerde bulunan enerjiyi kullanmak
C) Hazır organik madde kullanımı
D) Organik maddelerin inorganik maddelerden sentezlenmesi
E) Karbondioksitin gıda olarak kullanılması

Cevap

2. Organizmaların beslenme biçimleri ve özellikleri arasında bir ilişki kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Karbondioksit, karbon kaynağı olarak hizmet eder.
B) Suyun fotolizi ile birlikte
C) Organik maddelerin oksidasyon enerjisi kullanılır
D) inorganik maddelerin oksidasyon enerjisi kullanılır
E) Fagositozla besin alımı

Cevap

3. Bir organizmanın ve bir grup organizmanın beslenme alışkanlıkları arasında bir ilişki kurun: 1) ototroflar, 2) heterotroflar. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Besinlerin fagositozla yakalanması
B) inorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerjiyi kullanır
C) Suyu süzerek besin elde etmek
D) Organik maddeleri inorganik maddelerden sentezler
D) Güneş ışığının enerjisini kullanmak
E) Besinlerin içerdiği enerjiyi kullanmak

Cevap

OTOTROF - HETEROTROF ÖRNEKLERİ
1. Örnek ile beslenme şekli arasında bir yazışma kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) siyanobakteriler
B) yosun
C) sığır tenyası
D) karahindiba
E) tilki

Cevap

2. Organizma ile beslenme türü arasında bir yazışma kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Sibirya çamı
B) Escherichia coli
C) insan amip
D) penisil
D) tarla atkuyruğu
E) klorella

Cevap

3. Tek hücreli organizmalar ile onun özelliği olan beslenme türü arasında bir yazışma kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) kolera vibrio
B) demir bakterileri
C) sıtma plazmodyum
D) klamidomonas
E) siyanobakteriler
E) dizanteri amip

Cevap

4. Örnekler ve beslenme yöntemleri arasında bir yazışma kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) spirogyra
B) boğa tenyası
C) tarla atkuyruğu
D) kükürt bakterileri
E) yeşil çekirge

Cevap

5. Örnekler ve beslenme yöntemleri arasında bir yazışma kurun: 1) ototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) klorella
B) kurbağa
C) petrol
D) eğreltiotu
E) yosun

Cevap

TOPLAMA 6:
A) mukus
B) nitrifikasyon bakterileri
C) kavun mantarı

KEMOTROFLAR
En doğru olanı seçin. Hangi organizmalar inorganik maddelerin oksidasyon enerjisini yüksek enerjili ATP bağlarına dönüştürür?
1) fototroflar
2) kemotroflar
3) heterotroflar
4) saprotroflar

Cevap

Kemosentetik bakteriler, iki element dışında tüm bileşiklerden enerji elde edebilirler. Genel listeden "çıkan" iki öğeyi belirleyin ve bunların altında belirtilen sayıları yazın.
1) Azot
2) Klor
3) Demir
4) Magnezyum
5) kükürt

Cevap

FOTOTROFLAR - KEMOTROFLAR
Organizmaların özellikleri ile beslenme biçimleri arasında bir ilişki kurun: 1) fototrofik, 2) kemotrofik. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Işık enerjisi kullanılır
B) inorganik maddelerin oksidasyonu meydana gelir
C) Tepkimeler tilakoidlerde gerçekleşir.
D) Oksijen salınımı ile birlikte
E) Hidrojen ve nitrifikasyon bakterilerinin doğasında bulunur
E) klorofil gerektirir

Cevap

En doğru olanı seçin. Kemosentez ve fotosentez arasındaki benzerlik, her iki süreçte de olmasıdır.
1) güneş enerjisi organik madde oluşturmak için kullanılır
2) organik maddelerin oluşumu, inorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerjiyi kullanır.
3) Karbondioksit karbon kaynağı olarak kullanılır
4) nihai ürün atmosfere salınır - oksijen

Cevap

FOTOTROFLAR - KEMOTROF ÖRNEKLERİ
1. Bir grup organizma ile onun özelliği olan maddelerin dönüşüm süreci arasında bir yazışma kurun: 1) fotosentez, 2) kemosentez
A) eğrelti otları
B) demir bakterileri
C) kahverengi algler
D) siyanobakteriler
E) yeşil algler
E) nitrifikasyon bakterileri

Cevap

2. Canlı organizmaları beslemenin örnekleri ve yöntemleri arasında bir yazışma kurun: 1) fototrofik, 2) kemotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) spirogyra
B) nitrifikasyon bakterileri
C) klorella
D) kükürt bakterileri
E) demir bakterileri
E) klorokok

Cevap

FOTOTROFLAR - KEMOTROFLAR - HETEROTROFLAR
1. Organizma ile beslenme şekli arasında bir ilişki kurun: 1) fototrofik, 2) heterotrofik, 3) kemotrofik. 1, 2 ve 3 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) spirogyra
B) penisil
C) kükürt bakterileri
D) siyanobakteriler
D) solucan

Cevap

2. Organizmalar ve beslenme türleri arasında bir ilişki kurun: 1) fototrofik, 2) heterotrofik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) kuzukulağı
B) ergot mantarı
C) klamidomonas
D) siyanobakteriler
D) sfagnum

Cevap

FOTOSENTEZ - SOLUNUM
1. Karakteristik ve süreç arasında bir ilişki kurun: 1) fotosentez, 2) glikoliz. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Kloroplastlarda gerçekleşir
B) Glikoz sentezlenir
B) Enerji metabolizmasının bir aşamasıdır
D) sitoplazmada gerçekleşir
E) Suyun fotolizi gerçekleşir

Cevap

2. Ait olduğu bitkinin karakteristiği ile yaşam süreci arasında bir yazışma kurun: 1-fotosentez, 2-solunum
1) glikoz sentezlenir
2) organik madde oksitlenir
3) oksijen serbest bırakılır
4) karbondioksit oluşur
5) mitokondride oluşur
6) enerji emilimi eşlik eder

Cevap

3. Hücredeki süreç ile metabolizma türü arasında bir yazışma kurun: 1) fotosentez, 2) enerji metabolizması
A) piruvik asit (PVA) oluşumu
B) Mitokondride gerçekleşir
C) su moleküllerinin fotolizi
D) Işık enerjisinden dolayı ATP moleküllerinin sentezi
D) Kloroplastlarda gerçekleşir
E) Glikoz molekülünün bölünmesi sırasında 38 ATP molekülünün sentezi

Cevap

4. Bitki yaşamının işareti ile solunum veya fotosentez süreci arasında bir ilişki kurun: 1) solunum, 2) fotosentez
A) Kloroplastlı hücrelerde gerçekleşir.
B) Bütün hücrelerde bulunur
B) Oksijen emilir
D) Karbondioksit emilir
D) Organik maddeler ışıkta inorganik maddelerden oluşur
E) Organik madde oksitlenir

Cevap

5. Özellikler arasındaki ve süreçler arasındaki yazışmaları kurun: 1) fotosentez, 2) solunum. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Kloroplastlarda ATP oluşur.
B) Tüm canlı hücrelerde bulunur
C) Mitokondride ATP oluşur.
D) son ürünler - organik madde ve oksijen
E) ilk maddeler - karbondioksit ve su
E) enerji açığa çıkar

Cevap

6. Süreçler ve özellikleri arasında bir yazışma kurun: 1) solunum, 2) fotosentez. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazınız.
A) Oksijen emilir ve karbondioksit ve su salınır
B) Organik madde oluşur
C) Işıkta kloroplastlarda meydana gelir.
D) Karbondioksit ve su emilir ve oksijen açığa çıkar.
D) Karanlıkta ve aydınlıkta mitokondride gerçekleşir.
E) Organik madde parçalanır

Cevap

Hücrede gerçekleşen süreç ile meydana geldiği organoid arasında bir yazışma kurun: 1) mitokondri, 2) kloroplast. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Karbondioksitin glikoza indirgenmesi
B) Solunum sırasında ATP sentezi
C) Organik maddelerin birincil sentezi
D) Işık enerjisinin kimyasala dönüştürülmesi
E) Organik maddenin karbondioksit ve suya bölünmesi

Cevap

Bu işaretlerin karakteristik olduğu bir organoid ve bir organoidin işaretleri arasında bir yazışma kurun: 1) Kloroplast, 2) Mitokondri. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazınız.
A) Yeşil pigment içerir
B) Çift zar, thylakoids ve grandan oluşur.
C) Işık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür
D) Çift zar ve kristalden oluşur
E) Besinlerin son oksidasyonunu sağlar
E) 1 mol glikoz parçalandığında 38 mol ATP şeklinde enerji depolar.

Cevap

BİTKİLERİN SOLUNUMU
En doğru olanı seçin. Solunum sürecinde, bitkiler sağlanır
1) enerji
2) su
3) organik maddeler
4) mineraller

Cevap

En doğru olanı seçin. Ekili bitkiler bataklık topraklarında iyi yetişmez, çünkü içinde
1) yetersiz oksijen içeriği
2) metan oluşur
3) aşırı organik madde
4) çok turba içerir

Cevap

En doğru olanı seçin. Solunum sürecindeki bitkiler, hücrelere giren ve oksijen sağlayan oksijeni kullanır.
1) inorganik maddelerin karbondioksit ve suya oksidasyonu
2) enerji salınımı ile organik maddelerin oksidasyonu
3) inorganik maddelerden organik maddelerin sentezi
4) amino asitlerden protein sentezi

Cevap

En doğru olanı seçin. Nefes alma sürecindeki bitkiler
1) oksijeni serbest bırakır ve karbondioksiti emer
2) oksijeni emer ve karbondioksit yayar
3) ortaya çıkan organik maddede enerji biriktirir
4) organik maddeleri inorganik maddelerden sentezler

Cevap

En doğru olanı seçin. Havadaki oksijenin bitki köklerine ulaşmasını sağlamak için toprağın
1) potasyum tuzları ile gübreleyin
2) sulamadan önce ve sulama sırasında gevşetin
3) azot tuzları ile gübreleyin
4) sulamadan sonra gevşetin

Cevap

"Bitki Solunumu" metnini analiz edin. Her harf hücresi için, sağlanan listeden uygun terimi seçin. Bitki solunumu süreci sabittir. Bu işlem sırasında bitki organizması ________ (A) tüketir ve ________ (B) salgılar. Atık gazlar difüzyon yoluyla tesisten uzaklaştırılır. Sayfada, ciltte bulunan özel oluşumlar - ________ (B) ile çıkarılırlar. Nefes alırken, bitkinin yeşil kısımlarında ışıkta oluşan ________ (D) sırasında depolanan organik maddelerin enerjisi açığa çıkar.
1) su
2) buharlaşma
3) oksijen
4) terleme
5) karbondioksit
6) stoma
7) fotosentez
8) mercimek

Cevap

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019