Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ Экология микроорганизмов.doc
Скачиваний:
33
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
315.9 Кб
Скачать

Контрольные вопросы

  1. Назовите бактерии, сбраживающие целлюлозу.

  2. Как провести опыт по брожению целлюлозы?

  3. Как приготовить препарат целлюлозоразлагающих анаэробов для микроскопического изучения?

  4. Чем отличаются возбудители процесса разложения клетчатки в аэробных условиях от возбудителей этого процесса в анаэроб­ных условиях?

Лабораторная работа №9 Денитрификация

Цель работы: изучить процесс денитрификации и микроорганизмы, участвующие в нем.

Связанный азот, необходимый для растений, удаляется из почвы в процессе денитрификации, идущем с освобождением газообразного азота. Восстановление окисленных форм азота - нитратов и ни­тритов - до газообразных азотных соединений называют денитрификацией.

Денитрификация осуществляется микроорганизмами в ана­эробных условиях и ингибируется кислородом воздуха. Нитраты в ана­эробных условиях выполняют роль акцепторов электронов, которые поступают от окисляемых соединений - органических или неоргани­ческих. В тех случаях, когда донорами электронов служат органиче­ские соединения, денитрификацию осуществляют хемоорганогетеротрофы, а если неорганические — хемолитоавтотрофы. В процессе денит­рификации участвуют ферменты, содержащие молибден (FeS-белки - нитратредуктаза А и нитритредуктаза), локализованные на клеточ­ных мембранах. Начальный этап восстановления нитратов при де­нитрификации катализуется ферментом нитратредуктазой А. Синтез данного фермента в клетках бактерий в присутствии нитрата идет только в анаэробных условиях. В аэробных условиях нитратредукта­за А не образуется.

Конечными продуктами денитрификации могут быть N2,N2О и NO:

NO3 → NО2→ NO→ N2O → N2

Способностью к нитратному дыханию обладает большое чис­ло родов бактерий. Первый этап процесса - восстановление нитра­тов в нитриты - идет при участии разнообразных микроорганиз­мов, как прокариот, так и эукариот (водоросли, грибы и дрожжи). Полное восстановление нитратов до газообразных продуктов (NO, N2О, N2) могут осуществлять только прокариоты. Процесс этот осуществляют денитрифици­рующие бактерии, в основном родов Pseudomonas и Паракоккус - Paracoccus. В наибольшей степени способность к полному восстановле­нию нитратов распространена у представителей родов Pseudomonas (P. fluorescens, P. stutzeri, P. aeruginosa) и Bacillus (В. licheniformis и др.). К хемолитоавтотрофным бактериям-денитрификаторам отно­сят Thiobacillus denitrificans, Thiomicrospira denitrificans, Paracoccus denitrificans.

Денитрифицирующие бактерии - факультативно анаэробные организмы, способные восстанавливать нитраты только в анаэроб­ных условиях. В присутствии свободного кислорода эти бактерии переходят на аэробное дыхание (обладают полной дыхательной сис­темой), а нитраты потребляют лишь как источник азота (ассимиля­ционная нитратредукция). Некоторые денитрификаторы способны и к процессу азотфиксации.

С планетарной точки зрения этот процесс имеет решающее значение для сохранения жизни на земной суше. Без денитирификации земной и атмосферный запасы азота сосредоточились бы в виде солей в океане. В результате микробиологической денитрификации в атмос­феру ежегодно поступает из почв и водоемов 270-330 млн. т азота. Особенно существенен этот процесс в переувлажненных почвах, а также в тех случаях, когда минеральные азотные удобрения вносят в форме нитратов совместно с навозом или другими органическими удобрениями.

Денитрификация в почве приводит к потере минеральных азотных соединений, нужных для растений, что наиболее су­щественно сказывается на переувлажненных почвах, а также при внесении минеральных азотных удобрений совместно с органическими.

Задание: изучить процесс денитрификации и микроорганизмы, участвующие в нем.

Материалы и оборудование: Питательная среда для денитрифицирующих бактерий, свежая почва, чайная ложка, пипетки на 1 мл, приборы и оборудование для проведения опыта.

Методика проведения работы

При изучении процесса денитрификации используют сре­ду Гильтая или жидкую среду следующего состава (в г на 1 л дистиллированной воды): KNH4HPО4 (сегнетова соль) - 20; KNО3 - 2,0; К2НРО4 - 0,5; MgSО4 - следы.

В склянку емкостью 100-150 мл наливают немного пита­тельной среды и к ней добавляют 1/3 чайной ложки почвы. Среду перемешивают с почвой, чтобы вышли пузырьки воз­духа; затем склянку наполняют питательной средой до края и закрывают каучуковой пробкой. В пробку вставляют от­крытую с двух сторон стеклянную трубку с расширением в средней части. Вытесняемая жидкость входит в трубку. В сосуде под пробкой создаются анаэробные условия. Прибор со средой помещают в термостат при 28-30 °С.

После 5-6 дней инкубации проводят культуральный анализ. Отмечают появление пузырьков газа (СО2 и N2) под пробкой.

Для знакомства с возбудителями процесса из середины субстрата берут каплю и готовят фиксированный и окрашен­ный препарат, который рассматривают под микроскопом с им­мерсионной системой. Результаты опыта записывают, а возбу­дителей процесса денитрификации (Pseudomonas stutzeri, Micrococcus denitrificans и др.) зарисовывают.