- •Экология микроорганизмов
- •020209.65 «Микробиология»
- •Оглавление
- •Введение
- •Лабораторная работа №1 Углеводородокисляющие микроорганизмы, как естественная часть гетеротрофного бактериопланктона водных экосистем
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Эвтрофные и олиготрофные бактерии, как основные группы гетеротрофного бактериопланктона
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Оценка качества воды
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Микроорганизмы, обитающие в ризосфере и ризоплане растений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Эпифитные микроорганизмы зерна
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Окисление жира микроорганизмами
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Разложение белковых веществ микроорганизмами
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Анаэробное разложение клетчатки микроорганизмами
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Денитрификация
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Изучение свободноживущих азотфиксирующих бактерий
- •Контрольные вопросы
- •Список использованной литературы:
Контрольные вопросы
Назовите бактерии, сбраживающие целлюлозу.
Как провести опыт по брожению целлюлозы?
Как приготовить препарат целлюлозоразлагающих анаэробов для микроскопического изучения?
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.