Хемосинтез. Нітрифікуючі бактерії та залізобактерії

Що таке хемосинтез? Хемосинтез Хемосинтез це процес синтезу органічних речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окислення аміаку, сірководню і інших речовин, який здійснюється мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності.

Процес хемосинтезу Процес хемосинтезу Нітрифікуючі бактерії послідовно окиснюють аміак (NH3) до нітритів (солі HNO2), а потім до нітратів (солі HNO3). Залізобак­терії одержують енергію за рахунок окиснення сполук двовалент­ного заліза до тривалентного. Вони беруть участь в утворенні покла­дів залізних руд. Безбарвні сіркобактерії окиснюють сірководень та інші сполуки сірки до сірчаної кислоти (H2SO4).

Особливості хемосинтезу Особливостями хемосинтезу, які відрізняють його від фотосинтезу, є те, що цей процес: здійснюється без участі світла; відбувається з використанням кисню, тобто це аеробний процес.

Процес хемосинтезу здійснюють хемоатотрофні бактерії: Процес хемосинтезу здійснюють хемоатотрофні бактерії: нітрофікуючі бактерії (окиснюють аміак спочатку до нітритів (солі нітритної кислоти),а згодом - до нітратів (солі нітратної кислоти)); залізобактерії (окиснюють сполуки двовалентного Феруму до трьохвалентного); сіркобактерії (окиснюють сірководень та інші сполуки Сульфуру до сульфатної кислоти).

Нітрифікуючі бактерії Нітрифікуючі бактерії бактерії, що перетворюють аміак і амонійні солі в нітрати; аеробні, грамнегативні, рухливі (мають джгутики); мешкають в ґрунті та водоймищах. Виділені й описані в 1890 році мікробіологом С. Виноградським (їх відкриття дозволило йому створити учення про хемосинтез). Перетворення NH3 в нітрати (нітрифікація) здійснюється в два етапи: Перша стадія окислення аміаку до азотистої кислоти (вірніше, її аніону), яке здійснюють нітрифікуючі бактерії за наступним механізмом: NH3 + O2 + НАДН2 = NH2OH + H2OOH + НАД+ NH2OH = (HNO) + 2e + 2H+ (HNO) = N2O NH2OH + O2 = NO-2 + H2O + H+ Друга стадія окислення аніону азотистої кислоти до аніону азотної кислоти.

Значення хемосинтезу У планетарному масштабі хемосинтез становить не більше 1% фотосинтезу, проте він має велике значення для біологічного колообігу та геохімічних перетворень. Значення хемосинтетиків є важливим у природі, оскільки вони беруть участь в утворенні гірських порід, спричиняють корозію металів. Хемоавтотрофні організми можуть жити в океанах на великих глибинах, де є отруйний сірководень. Вони окиснюють його і отримують важливі речовини для життєдіяльності. Хемосинтезуючі бактерії, що окиснюють сполуки Феруму, Мангану, поширені у прісних водоймах. Імовірно, що саме за їх участю впродовж мільйонів років на дні деяких боліт, озер утворилися поклади залізних і манганових руд. Також, деякі хемосинтезуючі бактерії використовуються людиною для очищення стічних вод.