Азотфиксирующие бактерия

Cтраница 3

Хотя гемоглобин обычно считается продуктом чисто животного происхождения, одна его форма - леггемоглобин, была обнаружена у бобовых растений. Его присутствие ограничено клетками корневых клубеньков, содержащих симбиотические азотфиксирующие бактерии ( Rhizobium spp. Гемопротеины со свойствами гемоглобинов обнаружены также у некоторых грибов и простейших. [31]

Однократная запашка люпина в 4 раза повышает количество почвенных азотфиксирующих бактерий. [32]

Составные части почвенного воздуха не в одинаковой мере поглощаются корнями растений, микроорганизмами и самой почвой. Так, в почвах относительно мало используется азот ( азотфиксирующими бактериями), значительно больше - кислород, С02 и аммиак; углекислый газ, впрочем, продуцируется почвенной микрофлорой. Поэтому почвенный воздух по составу отличается от находящегося в атмосфере. [33]

Аммиак, несомненно, является главным, возможно даже единственным, неорганическим соединением азота, непосредственно используемым в биосинтезе аминокислот. Это положение одинаково справедливо как для высших растений, так и для сине-зеленых водорослей, азотфиксирующих бактерий и дрожжей. [34]

Мутуалистические формы отношений известны и в растительном мире. В частности, взаимные метаболические связи в сфере корневой системы высших растений устанавливаются с микоризообразующими грибами, с азотфиксирующими бактериями. [35]

Не так давно было идентифицировано еще одно соединение, служащее переносчиком электронов между X d и пиридиннуклеотидом. Сначала было обнаружено, что он участвует в другой важной биосинтетической системе реакций - превращении атмосферного азота в NH азотфиксирующими бактериями ( см. гл. Позже выяснилось, что сходные пигменты присутствуют у самых разнообразных анаэробных и фотосинтезирующих бактерий, у сине-зеленых и зеленых водорослей и в клетках высших растений. Он обладает характерным спектром поглощения с максимумом в области 390 ммк, который исчезает при химическом или фотохимическом восстановлении. Эти атомы железа, вероятно, связаны с таким же числом цистеиновых остатков белка. Кроме того, ферредоксин содержит такое же число отщепляемых кислотой атомов серы. Это либо неорганический сульфид, либо очень лабильные органические остатки, разлагающиеся с образованием H2S в кислой среде. Аминокислотный состав ферредоксина необычен: в нем нет таких аминокислот, как гистидин, метионин и триптофан. Хотя железо в молекуле ферредоксина может существовать как в двухвалентном, так и в трехвалентном состоянии, все же нельзя утверждать с уверенностью, что окислительно-восстановительные свойства этого белка ( известно, что ферредоксин - одно-электронный переносчик) связаны с изменением валентности иона железа. Мысль об участии ферредоксина в реакциях системы I возникла, когда выяснилось, что неизвестный растворимый фактор, требующийся для фотовосстановления НАДФ хлоропластами, может быть заменен бактериальным ферредоксином и что хлоропласты на свету могут катализировать восстановление ( обесцвечивание) бактериального ферредоксина. Тем не менее оба соединения имеют сходные низкие окислительно-восстановительные потенциалы. [36]

Таким образом, планетарная роль растений и иных фотосинте-зирующих организмов чрезвычайно велика: 1) они превращают энергию солнечного света в энергию химических связей органических соединений. Последняя используется всеми остальными живыми существами планеты; 2) они поставляют в атмосферу кислород, который служит для окисления органических веществ и извлечения при помощи этого запасенной в них химической энергии аэробными клетками; 3) наконец, некоторые виды растений в содружестве ( симбиозе) с азотфиксирующими бактериями ( см. ниже) переводят атмосферный азот в состав молекул аммиака, его солей и органических азотсодержащих соединений. [37]

Ни одно зеленое растение не может питаться непосредственно азотом атмосферы. Однако существует группа микроорганизмов, способная связывать атмосферный азот, делая его доступным для растений. Эти микроорганизмы называются азотфиксирующими бактериями, они разделяются на клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых растений, и на свободно живущие в почве. [38]

Круговорот азота в биосфере. [39]

Однако, поскольку в земной коре содержится очень мало неорганического азота в виде растворимых солей, все живые организмы зависят в конечном счете от этого атмосферного азота и от организмов, способных его фиксировать. Цианобактерии ведут независимое существование, потому что они полностью автотрофны. Почти все другие виды азотфиксирующих бактерий обитают в почве. Некоторые из них живут в качестве симбионтов в корневых клубеньках определенных видов растений, главным образом представителей семейства бобовых, и осуществляют здесь симбиотическую фиксацию азота. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитритов и нитратов, а денитрифицирующие вновь превращают нитраты в аммиак. [40]

Средний химический состав живого вещества. [41]

У разных растений отмечаются свои пристрастия к микроэлементам. Так, некоторым папоротникам для нормального развития необходим алюминий, диатомовым водорослям - кремний, а некоторым зеленым водорослям - селен. Для успешного формирования мутуализма азотфиксирующих бактерий и бобовых необходим кобальт. [42]

Устойчивость почв к химическому загрязнению связана с ее свойствами. Плодородные почвы с высоким содержанием гумуса связывают свинец и кадмий в менее доступную для растений форму. Подкисление почвы вызывает уничтожение азотфиксирующих бактерий, отравление разрыхляющих почву организмов ( дождевых червей), десорбцию питательных веществ растений, а также повреждение грибниц. Уплотнение почвы и нарушение окислительно-восстановительных условий вызывает увеличение подвижности металлов. Макро - и микроэлементный состав почвы также может менять токсичность свинца и кадмия, которые обнаруживают антагонизм при поступлении в растения с кальцием и фосфором. [43]

Гемоглобин клубеньков спектрофотометриче-ски неотличим от гемоглобина млекопитающих, но несколько отличается от него по своему аминокислотному составу. Было замечено, что присоединение и удаление N2 сопровождаются сдвигом в спектре гемоглобина; в настоящее время функция гемоглобина в фиксации азота не ясна. Были проведены тщательные исследования несимбиотических азотфиксирующих бактерий, однако обнаружить у них гемоглобин не удалось, так что функция гемоглобина, очевидно, связана всецело с симбиотическими системами. [44]

Круговорот азота также охватывает все области биосферы. Хотя его запасы в атмосфере практически неисчерпаемы, высшие растения могут использовать азот только после его соединения с водородом или кислородом. Важнейшую роль при этом играют азотфиксирующие бактерии. Азот вовлекается в биогенный круговорот двумя путями: 1) путем растворения разных оксидов азота в дождевой воде и поступления его таким образом в почвы, воду и океан; 2) путем биологической фиксации азота клубеньковыми бактериями, свободными азотфиксирующими микроорганизмами. Азот в живых организмах занимает очень важное место, он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Молекулярный азот атмосферы могут усваивать лишь некоторые микроорганизмы и сине-зеленые водоросли, переводя его в азотистые соединения. [45]

Страницы: 1 2 3 4