Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Ноября 2011 в 16:08, курсовая работа
По строению клеток исследованные нитрифицирующие бактерии похожи, на другие грамотрицательные микроорганизмы. У некоторых видов обнаружены развитые системы внутренних мембран, которые образуют стопку в центре клетки (Nitrosocystis oceanus), или располагаются по периферии параллельно цитоплазматической мембране (Nitrosomonas europaea), или образуют чашеподобную структуру из нескольких слоев (Nitrobacter winogradskyi). Видимо, с этими образованиями связаны ферменты, участвующие в окислении нитрификаторами специфических субстратов. Группа нитрифицирующих бактерий различается формой и размером клеток, способами размножения, типом жгутикования подвижных форм, особенностями клеточной структуры, молярным содержанием ГЦ-оснований ДНК, способами существования.
Существуют другие бактерии и грибки, которые проводят нитрификацию не только аммиачного азота, но и азота органических соединений, осуществляя таким образом минерализацию органических соединений, попавших в почву. В результате действия различных нитрифицирующих бактерий аммиак и органические амины, содержащиеся в больших количествах в навозе, превращаются в нитраты. Последние попадают в грунтовые воды, водоёмы и колодцы. Вследствие этого вода колодцев, расположенных вблизи больших ферм, часто содержит недопустимо большое количество нитратов и потому непригодна для питья и приготовления пищи. Поэтому использование удобрений небезопасно в экологическом плане.
Опасность заключается не в самих нитратах, а в продуктах их восстановления - нитритах. Нитриты образуются из нитратов в желудке как человека, так и животных. Они-то и обладают ядовитым действием на организм. Кроме того, нитриты способны нитрозировать аминные группы в белках и аминокислотах, приводя к образованию нитрозаминов. Существуют указания на то, что некоторые из нитрозаминов обладают канцерогенными свойствами.
Таким
образом, мы показали, что использование
азотных удобрений, хотя и эффективно,
представляет из себя вопрос дискуссионный
из-за экологической небезопасности [3].
Нитрифицирующие бактерии являются грамотрицательными.
Окраска
по Граму. Универсальный дифференциаль¬но-
Метод окраски по Граму основан на использовании способности магниевых солей рибонуклеиновой кислоты, содержащихся в цистоплазме целого ряда микробов (грамположительных), вступать в реакцию с генцианвиолетом и йодом и образовывать стойкое соединение, не разрушающееся при последующем воздействии спирта. Грамотрицательные микробы, имеющие иной состав цитоплазмы, прочного соединения с генцианвиолетом не образуют и при обработке спиртом обесцвечиваются, а при дополнительной окраске водным раствором фуксина окрашиваются в розово-красньй цвет.
Техника окраски по Граму заключается в следующем: На обычно приготовленный и фиксированный мазок кладут полоску фильтровальной бумаги (несколько короче предметного стекла) и на нее наливают раствор генцианвиолета на 2 мин. Затем бумагу удаляют, краску сливают и на препарат наливают люголевский раствор на 2 мин. (мазок чернеет). Сливают люголевский раствор и обрабатывают 96-градусным спиртом 30 с. Промывают водой и дополнительно окрашивают фуксином Пфейффера 2 мин. Промывают водой, высушивают и микроскопируют.
Грамположительные микробы окрашиваются в темно-фиолетовый, почти черный цвет, грамотрицательные — в розово-красный.
Нитрфикаторы в своем строении имеют жгутики.
Для обнаружения жгутиков у бактерий имеются различные методы. По Пешкову, жгутики окрашивают в три этапа. Под¬готовка заключается в том, что из 18-часовой агаровой культуры петлей берут немного материала и помещают в пробирку с 5—6 мл водопроводной воды. После того как из культуры образуется равномерная суспензия (без перемешивания), каплю ее наносят на часовое стекло и прибавляют каплю 2%-ного раствора осмиевой кислоты.
Чистое покровное стекло фламбируют над пламенем горелки, наносят на него пастеровской пипеткой 5 маленьких капель (од¬ну в центре и четыре по углам) и оставляют их на несколько минут для высыхания. Затем препарат протравливают-—-зали¬вают протравой, которую готовят следующим образом. Смеши¬вают 1 мл насыщенного спиртового раствора основного фуксина и 10 мл 20%-ного.водного раствора танина. К этой смеси до¬бавляют 5,5 мл насыщенного водного раствора соли Мора и оставляют на сутки. Перед употреблением протраву фильтруют. После 15-минутного травления протраву смывают в течение 30 сек сильной струей дистиллированной воды до полного ее удаления. Протравленный препарат помещают мазком вниз на часовое стекло и заливают разбавленным карболовым фукси¬ном Циля, который действует на препарат в течение 2—5 мин. Затем препарат промывают водой, сушат и просматривают все пять капель.
Подвижность также можно обнаружить методами висячей и раздавленной капли.
Спор не образуют.
На процессы окисления влияют не только микробы, но и их ферменты. Кроме органического вещества на нитрификацию оказывает влияние концентрация аммиака. Его действие на культуру резко проявляется в условиях в условиях жидких сред. В почве же аммиак находится в адсорбированном состоянии и не может оказывать угнетающего действия. Поэтому Nitrobacter сразу же окисляет азотистую кислоту в азотную.
Нитрифицирующие бактерии растут на простых минеральных средах, содержащих окисляемый субстрат в виде аммония или нитритов и углекислоту. Источником азота в конструктивных процессах могут быть, кроме аммония, гидроксиламин и нитриты.
Для их роста неблагоприятно
присутствие в среде
Отрицательное действие органических веществ на хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии неоднократно отмечалось и в дальнейшем. Сложилось даже мнение, что эти микроорганизмы вообще не способны использовать экзогенные органические соединения. Поэтому их стали называть «облигатными автотрофами». Однако в последнее время показано, что использовать некоторые органические соединения эти бактерии способны, но возможности их ограничены. Так, отмечено стимулирующее действие на рост Nitrobacter в присутствии нитрита дрожжевого автолизата, пиридоксина, глутамата и серина, если они в низкой концентрации вносятся в среду.
Недавно установлено также, что некоторые штаммы Nitrobacter растут на среде с ацетатом и дрожжевым автолизатом не только в присутствии, но и в отсутствие нитрита, хотя и медленно. При наличии нитрита окисление ацетата подавляется, но включение его углерода в разные аминокислоты, белок и другие компоненты клеток увеличивается. Имеются, наконец, данные, что возможен рост Nitrosomonas и Nitrobacter на среде с глюкозой в диализируемых условиях, которые обеспечивают удаление продуктов ее метаболизма, оказывающих ингибиторное действие на данные микроорганизмы. На основании этого делается вывод о способности нитрифицирующих бактерий переключаться на гетеротрофный образ жизни. Однако для окончательных выводов необходимо большее число экспериментов. Важно прежде всего выяснить, как долго нитрифицирующие бактерии могут расти в гетеротрофных условиях при отсутствии специфических окисляемых субстратов.
Признак | Nitrobacter | Nitrococcus | Nitrospina |
Форма клеток | Грушевидные/плеоморфные
палочки |
Сферические | Тонкие прямые
палочки |
Размеры
клеток,
мкм |
0,5-0,8×1,0-2,0 | 1,5 | 0,3-0,4×1,7-6,6 |
Тип жгутикования
подвижных клеток |
От полярного до латерального | Полярный | Неизвестно |
Расположение
внутрицитоплазматических мембран |
Полярные уплощенные
везикулы |
Беспорядочное
расположенные трубочки |
Отсутствует |
Способность
использовать
Органические субстраты |
Гетеротрофный рост | Отсутствует | Отсутствует |
1. Асонов Н.Р. Микробиология. М.: Колос,2002, с.145-147.
2. Шлегель Г. Общая микробиология М.: Мир, 1987, с. 349-352, 504, 523.
3. Под редакцией
Егорова Н.С. Промышленная
4. Берджи. Определитель бактерий. В 2-х томах. М.: Мир, 1998, с. 357-358, 456.
5. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Колос, 1978, с.162-164
6. http//www.microdigitalworld.