Участие микроорганизмов в круговороте углерода в природе

С02 входит в состав органических соединений, кот являются продуктами фотосинтеза. В воздухе его содержится немногим. Велика роль и поддержания равновесия и круговорота С02 микроорганизмов. Роль микробов в разложении клетчатки. В состав клетчатки входит более 50 % всего органического углерода биосферы. После гибели растений она разлагается, в результате освобождается углерод. Разложение клетчатки происходит в аэробных и анаэробных условиях. Аэробное разложение - под влиянием актиномицеты и грибов родов аспергилл и пеницилиум. Анаэробное брожение происходит в два этапа: 1- клетчатка осахаривается, 2- сахар разлагается на спирты, молочную, масляную кислоты, водород. Два типа анаэробного брожения клетчатки - водородное и метановое, которые осуществляются бактериями - целлюлозоразрушителями. Брожение клетчатки происходит в преджелудках крупно-рогатого скота при поедании большого количества зеленой массы бобовых. Разложение пектиновых веществ. Разрушение погибших растений происходит при активном участии микроорганизмов, разрушающих пектиновые межклеточные вещества, связывающие растительные клетки. Пектиновое брожение – рода бацилла и клостридиа. Спиртовое брожение. При спиртовом брожении микроорганизмов превращают углеводы с образованием этилового спирта и углекислоты – культуральные дрожжи. Их делят на пылевидные (клетки отдельны, изолированы) и хлопьевидные (кл склеены). Пылевидные используют для производства спирта.  Хлопьевидные в виноделии и пивоварении. Молочнокислое брожение. Происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты. Молочнокислые бактерии делятся на гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативное молочнокислое брожение. Бактерии образуют только одну молочную кислоту, что обусловлено кокковыми и палочковыми молочнокислыми бактериями. Кокковые формы - род стрептоксоков: стрептококус лактис - клетки овальной формы, расположенные в виде цепочек, неподвижный, гр+. Кроме моносахаридов, сбраживает лактозу и мальтозу. Палочковые бактерии род лактобациллюс. Гетероферментативное. Его осуществляют представители родов лактобациллюс - небольшие палочки, гр+. При сбраживании глюкозы – молочная кислота, другие органические продукты и СО2. Пропионово-кислое брожение. Осуществляется бактериями рода пропионибактериум - неподвижные палочки, полиморфные, гр+, спор не образуют, анаэробы. Источниками Е для них – углеводы, органические кислоты, спирты и другие вещества. Конечные продукты брожения - пропионовая и уксусная кислоты. Бактерии используют для получения вит В12. Маслянакислое брожение бактерии из рода клостридий - крупная палочка, подвижна, гр+, образует споры, анаэроб. Брожение начинается с разложения сахаров в пировиноградную кислоту. Это брожение бывает нежелательным - прогоркание растительных масел и жиров животного происхождения. Уксуснокислое окисление-процесс, при котором этиловый спирт окисляется до уксусной кислоты под влиянием уксуснокислых бактерий - род ацетобактер - короткие палочки, неподвижные, гр-, нет спор, аэробы. Используют для производства пищевого уксуса из вина и спирта в промышленных условиях. При силосовании кормов.

Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе

N - важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа. Запасы газоо6разного азота в атмосфере огромны. Однако ни растением, ни животным он не доступен, т.к. растения могут использовать для питания N минеральных соединении ,а животных в форме органических соединении. Цикл превращений N в природе с участием микроорганизмов состоит из 4 этапов: фиксации атмосферного N, аммонификация, нитрификация и денитрификация. Фиксация атмосферного N. Способностью фиксировать атмосферный N и строить из него тело своей клетки обладают азотофиксирующие микроорганизмы. Они обусловливают повышение плодородия почвы: 2 группы микроорганизмов: свободноживущие (Clostridium pasteurianum) и микроорганизмы симбионты (род Rhisobium). Clostridium pasteurianum - полиморфные полочки, подвижные, гр+ анаэробы, образуют споры. Rhisobium - подвижны, палочки гр-, спор не образуют, при старении теряют подвижность. Аммонификация белков. Значительные запасы органического N сохраняются в растит и жив тканях. Когда гибнут растения и животные, компоненты их тела подвергаются действию микроорган, и азотистые соединения разрушаются с образованием аммиака - аммонификация. Процесс может происходить в аэробных и в анаэробных условиях при участии разнообразных микроорганизмов: бацилл, клостридий, актиномицетов. Расщепление белковых веществ происходит за счет протеолитических ф-тов, выделяемых микроорганизмами, получивших название гнилостных. При аэробном конечными продуктами являются: аммиак, С02, сульфаты и вода. В анаэробных- аммиак , С02, органические к-ты, индол. Аэробные аммонофикаторы: Bac. subtilis - палочка, подвижная, гр+, образует споры. Анаэробные аммонофикаторы – Cl. putrificum - палочка, подвижная, гр+. Аммонификация мочевины. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разлажение её микроорганизмами она становится усвояемой. Бактерии, разлагающие мочевину – уробактерии. Мочевина превращается в аммиак и СО2. к ним относ: Bac. probates - крупная палочка, подвижная, гр+, образует споры. Нитрификация. 2 фазы. 1 фаза - окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (род Nitrococcus). 2 фаза- окисление азотистой кислоты до солей азотной кислоты (род Nitrococcus). Образовавшаяся азотная кислота вступает в соединение с щелочами, в результате образуется селитра. Она хорошо растворяется в воде и усваивается растениями, в результате повышается плодородие почвы. Денитрификация. Обратные  нитрификации. Различают прямую и косвенную денитрификацию. Прямые нитри- фикацие  вызывается бактериями, широко распространенные  в почве. Денитрифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до молекулярного азота. Косвенная осуществляется чисто химичеким путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями. Роль микробов в этих процессах косвенная и сводится к образованию нитратов.