Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник






ХАРАКТЕРИСТИКА ПУРПУРОВИХ І ЗЕЛЕНИХ БАКТЕРІЙ

ФОТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ ТА ФОТОСИНТЕЗ.

БІОХІМІЯ АЗОТФІКСАЦІЇ

Азотфіксація здійснюється ферментним комплексом — нітрогеназою. Нітрогеназа складається з двох компонентів: білка, до складу якого входять молібден, залізо та сірка, і білка, який містить залізо та сірку. Як сам фермент, так і процес азотфік­сації є дуже чутливими до молекулярного кисню. Для фіксації азоту необхідні енергія та відновлювальні еквіваленти, які можуть бути одержані в процесі фотосинтезу, дихання чи бродіння.

У багатьох бактерій нітрогеназа утворюється тільки тоді, коли вона необхідна, тобто за відсутності джерела зв'язаного азоту. Іони амонію пригнічують синтез нітрогенази.

За азотфіксацію відповідальними є так звані nіf-гени. Амери­канськими вченими сконструйована бактеріальна плазміда, в яку включені всі 17 відомих nіf-генів з азотфіксувальної бактерії Klebsiella pneumoniae. При перенесенні такої плазміди в Escherichia coli ця бактерія ставала азотфіксувальною. Французьким ученим вдалося ввести 17 nif-генів у дріжджі, які є еукаріотами та більш близькими до рослин, ніж прокаріоти. Проте nіf-генів у складі дріжджової клітини виявилися не здатними фіксувати азот. Разом з тим ці дослідження додають впевненості в тому, що все-таки вдасться здійснити введення генів азотфіксації і в рос­лини (насамперед у хлібні злаки).

 

Здатність використовувати світло як джерело енергії, необ­хідної для росту, притаманна двом групам бактерій, які прин­ципово відрізняються одна від одної.

Перша група включає пурпурові та зелені бактерії. Згідно з дев'ятим виданням Керівництва Бергі з систематики бактерій ці бактерії належать до класу Anoxyphotobacteria.Вони не можуть використовувати воду як донор водню (як це роблять зелені рос­лини), їм потрібні донори з більш високим ступенем відновлен­ня (сірководень, водень або органічні сполуки). У зв'язку з цим фотосинтез у них проходить без виділення кисню (аноксигенний фотосинтез). Бактерії цієї групи — типові водні організ­ми, які існують як у прісній, так і морській воді. їх червоне, оранжеве чи зелене забарвлення зумовлене наявністю хлорофі­лів і каротиноїдів.

Друга група включає ціанобактерії. Вони використовують воду як донор водню і виділяють кисень, тобто здійснюють оксигенний фотосинтез. Процес фотосинтезу у ціанобактерій не відрізня­ється від фотосинтезу у зелених рослин. Пігментна система ціано­бактерій містить хлорофіл а, каротиноїди та фікобілілротеїни.

Згідно з дев'ятим виданням Керівництва Бергі з система­тики бактерій клас Anoxyphotobacteriaскладається з двох поряд­ків . Перший порядок Rhodospirillales (пурпурові бактерії) об'єднує родини Rhodospirillaceae (несіркові пурпурові бактерії) та Chroraatiaceae (сіркові пурпурові бактерії). Другий порядок Chlorobiales (зелені бактерії) об'єднує родини Chloro-biaceae (зелені сіркові бактерії) та Chloroflexaceae. Морфологіячно різноманітна група — коки, палички, вигнуті форми (спіри­ли, вібріони), рухливі та нерухливі.

Після проведеного в середині 80-х років XX ст. аналізу 16S рРНК у прокаріот зелені фотобактерії увійшли до складу гру­пи 9 (Chloroflexus) і групи 10 (Chlorobium), а пурпурові бак­терії — до групи 11, яка була виділена у 1988 р. в окремий клас Proteobacteria.

У книзі "Prokaryotes" (1999 p.) зелені фототрофні бактерії родини Chlorobiaceae розміщені в розділі 5, представники роди­ни Chloroflexaceae — у розділі 7. Пурпурові фототрофні бактерії входять до складу частини С: Proteobacteria.

Пурпурові бактерії.Спільним для представників порядку Rhodospirillales є те, що їх фотосинтетичний апарат (світлозбирні системи та реакційні центри) міститься на внутрішніх мембра­нах (тилакоїдах), які утворюються з інвагінацій плазматичної мембрани. Тилакоїдні структури можуть бути везикулярні, труб­часті та пластинчасті (ламелярні). Типовим хлорофілом для цих бактерій є хлорофіл а. Фіксація СО2 відбувається у циклі Кальвіна. Пурпурові бактерії здатні використовувати органічні спо­луки як донори водню та/або джерела вуглецю.

За здатністю використовувати як донор електронів елемент­ну сірку пурпурові бактерії поділяються на сіркові та несіркові. Типовим видом пурпурових сіркових бактерій є Chromatium vinosum, несіркових — Rhodospirillum rubrum. Сіркові бактерії мож­на легко розпізнати за внутрішньоклітинними включеннями сір­ки (мають вигляд кульок, які сильно заломлюють світло).

Зелені бактерії.Для цих бактерій характерна наявність хлоросом — органел, які прилягають до цитоплазматичної мемб­рани та містять характерний світлозбирний пігмент — бактеріо­хлорофіл (с, d або е). Крім того, вони містять невелику кількість і бактеріохлорофілу а, який прямо пов'язаний з фотосинтетич­ними реакційними центрами і локалізований у цитоплазматич­ній мембрані. Зелені бактерії не здатні фіксувати вуглекислий газ у циклі Кальвіна (у них немає ферменту рибулозодифосфаткарбоксилази). Асиміляція СО2 відбувається через відновлювальний цикл трикарбонових кислот.

Типовим видом зелених сіркових бактерій є Chlorobium limicola, несіркових бактерій — Chloroflexus aurantiacus.

Особливості метаболізму пурпурових і зелених бактерій.Цим бактеріям притаманний різнобічний метаболізм. Так, багато які пурпурові несіркові бактерії здатні як до анаеробного рос­ту на світлі, так і до аеробного в темноті (за рахунок органічних субстратів). Інші групи представлені строгими анаеробами і облігатними фототрофами. Багато які види використовують як донор водню молекулярний водень (представники родів Rhodobacter, Chromatium, а також родоспірили та Chlorobium ростуть на світлі, використовуючи Н2 і СО2). Деякі види цих бактерій здатні вико­ристовувати як донор водню (електронів) сірководень, елемент­ну сірку. Спостерігається асиміляція СО2 та органічних субстра­тів. Переважна більшість цих фототрофних бактерій здатна до фіксації молекулярного азоту. Як запасні речовини накопичують­ся полі-Р-гідроксибутират, полісахариди та поліфосфати.

Пігменти фотосинтетичного апарату.Завдяки фотосинте­тичним пігментам достатньо густі суспензії фототрофних бак­терій мають зелене, зелено-синє, пурпурово-фіолетове, червоне, коричневе та рожеве забарвлення. Колір залежить від природи та кількісного співвідношення пігментів. Окремі пігменти мож­на визначити за спектрами поглинання інтактних клітин. Хлоро­філи, наприклад, є відповідальними за максимуми поглинання в синій (< 450 нм), червоній та інфрачервоній (650-1100 нм) облас­тях спектра. Поглинання в області 400-550 нм зумовлене каро­тиноїдами, а у ціанобактерій в області 550-650 нм — фікобіліпротеїнами.

Каротиноїди виконують дві функції: беруть участь у фото­синтезі як світлозбирні пігменти, тобто поглинають світлову енергію та передають її хлорофілу; захищають хлорофіл від фото-окиснення. Синьо-зелені мутантні форми пурпурових бактерій, позбавлені каротиноїдів, здатні рости тільки на слабкому світлі, а за високої інтенсивності світла гинуть.

Поширення фототрофних бактерій.Фототрофні пурпурові та зелені бактерії існують в анаеробних зонах багатьох водойм, у неглибоких ставках, у водах, які повільно течуть, в озерах і морських бухтах. Пурпурові сіркобактерії нерідко утворюють нальоти, забарвлені у різноманітні відтінки червоного кольору (від ніжнорожевого до темно-червоного), на поверхні мулу чи на якомусь органічному матеріалі, що розкладається. Іноді вони рояться над поверхнею мулу, утворюючи шар завтовшки близь­ко 10 см ("цвітіння" води). Інтенсивне розмноження пурпуро­вих сіркобактерій спостерігається і в мілководних ставках, поверх­ня яких вкрита щільним шаром ряски або листям водних лілій.

Цей своєрідний біологічний фільтр поглинає ті спектральні ком­поненти світла, які можуть використовуватись зеленими водо­ростями та ціанобактеріями, але пропускають світло, що погли­нається бактеріохлорофілами та темно-червоними каротиноїда­ми. Тому під таким зеленим покривом ростуть анаеробні фототрофні бактерії.

Сезонний масовий розвиток пурпурових сіркобактерій спо­стерігається також в анаеробних зонах озер нижче межі темпе­ратурного стрибка (термоклин, глибина 10-30 м). Бактерії зна­ходять тут необхідні їм речовини — сірководень, СО2 та орга­нічні сполуки. Інфрачервоне сонячне випромінювання, яке погли­нається бактеріохлорофілами, не проникає на таку глибину. У цих умовах максимум енергії припадає на область спектра 450—500 нм, тобто якраз ту область, в якій поглинають кароти­ноїди. Високий вміст каротиноїдів у клітинах пурпурових бак­терій забезпечує можливість фотосинтетичного метаболізму цих бактерій на великих глибинах. Відповідно на таких глибинах і серед зелених сіркобактерій переважають багаті на каротино­їди коричневі форми.


Читайте також:

  1. I. Загальна характеристика політичної та правової думки античної Греції.
  2. II. ВИРОБНИЧА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕСІЇ
  3. II. Морфофункціональна характеристика відділів головного мозку
  4. Аварії на хімічно-небезпечних об’єктах та характеристика зон хімічного зараження.
  5. Автобіографія. Резюме. Характеристика. Рекомендаційний лист
  6. Автокореляційна характеристика системи
  7. Амплітудно-частотна характеристика, смуга пропускання і загасання
  8. Аплікація як вид образотворчої діяльності дошкільнят, його характеристика.
  9. Архітектура СЕП та характеристика АРМ-1, АРМ-2, АРМ-3
  10. Афіксальні морфеми. Загальна характеристика
  11. Бактерій регулюють рН цитоплазми
  12. Банківська система України і її характеристика




Переглядів: 3651

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
ФІКСАЦІЯ АЗОТУ ВІЛЬНО ІСНУЮЧИМИ БАКТЕРІЯМИ | Оксигєнним фотосинтез

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.018 сек.