Микробиология
Студенттердің өзін - өзі пысықтау сұрақтары
жүктеу/скачать 1,43 Mb.
|
УМКД Микробиология 2018
- Бұл бет үшін навигация:
- 10 – Дәріс. Ақуызды заттар мен органикалық азот қосылыстарының аммонийлануы
| Студенттердің өзін - өзі пысықтау сұрақтары:
1. Аэробты жағдайда целлюлозаны ыдырататын микроағзаларды атаңыз. 2. Клетчатканы ыдыратуға қатысатын микроб ферменттері. 3. Анаэробты жағдайда клетчатканың ыдырауы. 4. Целлюлозаның ыдырауының соңында түзілетін өнімдер. 10 – Дәріс. Ақуызды заттар мен органикалық азот қосылыстарының аммонийлануы Қаралатын сұрақтар: 1. Микроағзалар ақуыздық заттарының ыдырауы, оның қоздырғыштары. Аммонийлану химизмі 2. Мочевинаның аммонийлануы. 3. Нуклеин қышқылдарының аммонийлануы. 4. Хитиннің ыдырауы, оның химизмі, қоздырғыштары. Азот - ең негізгі элементтердің бірі. Ол тірі жасушаның кез - келген негізгі полимерлерінің құрамына - құрылымды ақуыз, ақуызды - ферменттер, нуклеин және аденозинфосфат қышқылдарының құрамына кіреді. Оның биосферадағы айналымы биологиялық циклдың жетекші звеносының жұмысын анықтайды - бастапқы өсімдік өнімін түзеді. Топырақтағы азоттың мөлшері өте жоғары болуы мүмкін, ал қара топырақтарда 10 т/га дейін жетеді. Бірақ оның 99%-ға жуығы органикалық қосылыстарға, оның ішінде қарашіріндіге байланысқан, сондықтан ол өсімдікке қол жетімсіз күйінде болады және өсімдіктердің өсуінің шешуші факторы ретінде саналады. Құрамында азоты бар органикалық қосылыстардың аммиак бөле минералдану үдерісін аммонийлану деп атайды. Бұл үдеріске ақуыз және оның туындылары - пептидтер мен аминқышқылдары, нуклеин қышқылдары, пуринді және пиримидинді негіздер, мочевина және зәр қышқылдары, азотты полисахаридтер, хитин мен қарашірінді қышқылдары ұшырайды. Ақуыздардың аммонийлануы (шіруі). Ол азотты қосылыстар айналымының ең қарқынды кезеңі болып табылады. Жасушадан тыс айналымдардың соңғы өнімі - аминқышқылдары болып табылады. Үдеріске микроағзалардың, сондай-ақ өсімдіктердің протеазасы қатысады. Әрі қарай аминқышқылдары микроағзалар жасушасына түседі немесе топырақтағы химиялық реакцияларға қатысады, немесе топырақ бөлшектеріне сіңіп кетеді. Аминқышқылдардың жасуша ішіндегі айналымы төрт бағытта жүре алады: ақуыз синтезі, қайта аминдену, декарбоксилдену және дезаминдену. Аэробты жағдайда аммонийлану үдерісінде аммиактан басқа СО2 мен күкірт тотығы түзілсе, анаэробты жағдайда - май және аромат қышқылдары (бензой, ферулинді және т.б.), спирттер, жағымсыз иісті өнімдер (индол, скатол, метилмеркаптан) және улы аминдер - кадаверин, путресцин түзіледі. Анаэробиоз кезінде ылғалданған топырақта түзілетін аммонийлану өнімдері улы болады және өсімдіктердің әлсіруін тудырады. Аммонийлану үдерісіне бактериялардан басқа актиномицеттер мен саңырауқұлақтар қатысады. Белсенді қоздырғыштар арасында аэробты және анаэробты бациллалар, мысалы B. putrificus, B. sporogenes белгілі. Ыдырап жатқан субстратта аммонийлану үдерісі кезінде С:N қатынасы үлкен мәнге ие. Бұл қатынас неғұрлым жоғары болса, соғұрлым аммонийлану қарқынды болады, ол жалпы азоттың NH3 ауысқан мөлшерімен анықталады. Нуклеин қышқылдарының аммонийлануы. Нуклеин қышқылдарының жасушаішілік айналымдарынан басқа микроағзалардың сыртқы ортаға бөлетін жасушадан тыс нуклеаза ферменттерінің әсерінен ыдырауға ұшырайды. Жасушадан тыс ДНК-азалар мен РНК-азалар көптеген микроағзаларда табылған. Пурин және пиримидин негіздерінің ыдырауы кезінде нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін аммиак бөлінеді. Мочевинаның және зәр қышқылдарының аммонийлануы. Мочевина топыраққа сүтқоректілердің зәрімен келіп түседі, сонымен қатар топырақ саңырауқұлақтарымен де синтезделеді. Мысалы, шампиньондарда оның мөлшері құрғақ биомассасының 13% дейін жетеді. Жер бетінде жылына 30 млн. тоннаға дейін мочевина түзіледі. Химиялық құрылысы жағынан көмір қышқылының амидіне ұқсайды және құрамында 46% азот болады. Мочевинаны топырақта және күйіс қайтаратын жануарлардың қарындарында мекендейтін уробактериялар ыдыратады. Сондықтан мочевинаны жануарлардың азығына қосады, асқазанда микроағзалар оны ыдыратып (аммонийландырып), әрі қарай ақуызға айналдырады. Мочевинаны ыдырататын микроағзалар уреаза ферментін қалыптастырады. Уробактериялардың ішінде кокктар Micrococcus ureae, сарциналар Planosarcina ureae, бациллалар Bacillus probatus (Urobacillus pasteurii) кездеседі. Хитиннің аммонийлануы. Хитин – құрамында азоты бар полисахарид, ацетилглюкозаминнің полимері. Ол бунақденелілердің панцирлі қабықтарында, саңырауқұлақтар мицелийінің жасуша қабырғаларында болады. Оның ыдырауы кезінде сірке қышқылы, глюкоза (және оның айналым өнімдері) және аммиак түзіледі. Хитиназа ферменттері актиномицеттерде кеңінен таралған: зерттелген актиномицеттердің 98% хитинді ыдыратуда белсенділік танытқан. Саңырауқұлақтардың арасында хитинді ыдыратуда мукор және кейбір аспергилл саңырауқұлақтары белсенді рөл атқарады, мысалы, Aspergillus fumigatus. Хитинолитикалық ферменттер миксобактерияларда бар: Австралиядағы топырақтардан және топырақ жамылғыларынан хитинді ыдырататын шырышты бактериялар Chitinophaga pinensis бөлініп алынған. Азоттың иммобилденуі. Микроб жасушасымен сіңірілген аммоний және нитратты қосылыстардың азоты органикалық полимерлерге тіркеліп, уақытша зат айналымынан шығады, өйткені ол өсімдіктер үшін қол жетімсіз болып қалады. Иммобилдену үдерісі тыңайтқыш қолдануға әсер етеді: субстрат үшін микробтардың бәсекелестік жағдайында өсімдіктердің азот тыңайтқышын қолдану коэффициентінің төмендетуіне әкеледі. Иммобилденген азоттың үлесі қолданылатын тыңайтқышқа және топырақ жағдайларына байланысты болады. Күлгін топыраққа минералды тыңайтқыштар мен сабанды бір мезгілде енгізгенде азоттың иммобилденуі 20% құрайды. Суарылатын егіншілікте азоттың иммобилденуі - азот тыңайтқыштарының шайылуын қысқартатын құрал болып табылады. Биологиялық бекітілген азоттың үлесін арттыратын тәсілдердің бірі – топыраққа құрамында молибдені бар өнеркәсіп қалдықтарын енгізу. Себебі молибден азот айналымын жүзеге асыратын белсенді ферменттік орталық – нитрогеназа мен нитратредуктазаның құрамына кіреді де, топырақтағы микроағзалардың нитраттарды ассимиляциялау және азотсіңіруін күшейту салдарынан органикалық азоттың деңгейі артады. Азоттың микробиологиялық бекітілу үдерісін топырақты өңдеу, эрозияға қарсы шараларды және тыңайтқыштарды енгізу тәсілдерін таңдауда есепке алған жөн. Мысалы, дәнді дақылдарды себу алдында топыраққа сабандарды енгізу азотты бекітеді де, өсімдіктердің азотқа деген ашығуын тудырады; сабанды күзде енгізу азотты шайылып кетуден сақтайды; бұршақ тұқымдас өсімдіктердің топырағына сабандарды енгізу әрқашан да оң нәтиже береді. Иммобилденген азот - топырақтағы органикалық азоттың ең тиімді бөлігі. Біріншіден мұндай азот топырақта минералданып, өсімдіктердің қоректенуінің жақын маңайдағы резервіне айналады. Тыңайтқыш құрамындағы азоттың иммобилденген бір бөлігі топырақтағы қарашіріндінің ыдырауға төзімді фракциясына кіреді. Микроб жасушалары қарапайымдылармен желініп, азоттың қайта пайдаға асырылуы жүреді. Микроб жасушалары арқылы топырақта өніммен бірге жұмсалатын азоттың біржылдық мөлшерінен 2-3 есе көп азоттың ағымы басталады; микроб биомассасының 10-30% азоты өсімдікке келіп түседі. жүктеу/скачать 1,43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|