RSS подписка
Реклама

 

Денитрификация – это процесс восстановления нитратов и нитритов до молекулярного азота (N2). При этом происходит потеря почвой доступных растениям минеральных форм азота. Это явление носит отрицательный характер. Денитрификация делится на прямую, или микробиологическую – это биологическое восстановление нитратов, и косвенную, или химическую – это химическое восстановление нитратов (происходит в кислой среде).

Прямая денитрификация осуществляется денитрифицирующими бактериями и происходит в анаэробных условиях в результате их нитратного дыхания, когда микроорганизмы используют для окисления органического вещества не свободный молекулярный кислород, а при его отсутствии связанный кислород нитратов или нитритов.

Постановка опыта. Для наблюдения за процессом денитрификации готовят питательную среду следующего состава, г: сегнетовая соль (калий натрий виннокислый) - 20,0;KNO3 – 2,0; K2HPO4 – 0,5; MgSO4 – 0,1; вода дистиллированная – 1000 мл.

Среду наливают в колбу на половину её объёма, добавляют 0,5 г почвы, тщательно перемешивают для удаления пузырьков воздуха, затем наполняют колбу питательной средой до самых краёв и закрывают пробкой, в которую вставлена открытая с двух сторон стеклянная трубка, расширенная в средней части. Пробка вытесняет часть жидкости из колбы в стеклянную трубку. Наливают в трубку несколько капель вазелинового масла, чтобы создать в колбе анаэробные условия. Колбу подписывают и помещают в термостат.

Элективные условия для денитрификации:

1)  нитратная форма азота в среде;

2)  анаэробные условия;

3)  набор элементов питания для денитрифицирующих бактерий.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:54 | Комментариев (0)

Нитрификация – это процесс окисления аммиака (или аммиачных форм азота) сначала в азотистую кислоту (или нитриты), а затем в азотную кислоту (или нитраты). Этот процесс идет в две фазы:

I  фаза  –  2NH3    + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 275 кДж,

II фаза  –  2HNO2 +   O2 = 2HNO3 + 87 кДж.

Постановка опыта. Для исследования процесса нитрификации готовят питательную среду Виноградского по табл. 3.

Таблица 3

Питательная среда для нитрификации

 

Состав питательной среды

Концентрация, %

Объём рабочих растворов, мл

Объём среды, мл

 

(NН4)2 SO4

К2НРО4

MgSO4

NaCl

FeSO4

CaCO3 (сухой)

 

0,2

0,1

0,05

0,2

0,04

0,5

5

5

5

5

5

0,13 г

25

 

 Питательную среду наливают в плоскодонные колбы Виноградского или Эрленмейера, заражают 0,1 г почвы, плотно закрывают ватными пробками, подписывают и помещают в термостат при температуре  25-30 ºС.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:53 | Комментариев (0)
Агрономия » Ботаника и физиология растений » МИКРОБИОЛОГИЯ » Аммонификация белковых веществ

Аммонификация – это разложение органических азотсодержащих веществ с выделением азота в виде аммиака (NH3). Этот процесс называется также минерализацией азота или гниением. В почву белковые вещества попадают с остатками отмерших растений, животных, микроорганизмов, с органическими удобрениями. При аммонификации белковых веществ выделяется аммиак, углекислый газ, при анаэробном распаде могут образовываться дурнопахнущие продукты – сероводород, меркаптаны, скатол, индол, кадаверин (трупные яды).

Постановка опыта. Для выращивания аммонифицирующих бактерий используют мясопептонный бульон (МПБ) с 3 % пептона или пептонную воду. Среду разливают в маленькие пробирки с ватными пробками чуть больше, чем наполовину их объёма, добавляют немного почвы для заражения, закрепляют две индикаторные бумажки: розовую лакмусовую – индикатор на аммиак, а полоску фильтровальной бумажки, пропитанную в растворе уксуснокислого свинца – индикатор на сероводород (бумажки не должны касаться среды). Пробирки закрывают ватными пробками, плотно оборачивают пробки пергаментной бумагой, подписывают и помещают в термостат при температуре 25-30 ºС.

Элективные условия для аммонификации:

1)  обилие в среде белковых форм азота;

2)  высокий столбик среды позволяет развиваться на поверхности среды аэробам, в середине толщи среды – факультативным анаэробам, а на дне пробирки - облигатным анаэробам.

Результаты опыта. Через неделю делают выводы о продуктах, выделяемых при аммонификации белковых веществ и микроскопируют возбудителей этого процесса.

Определение аммиака и сероводорода.

Посинение розовой лакмусовой бумажки свидетельствует о выделении аммиака.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:52 | Комментариев (0)
Агрономия » Ботаника и физиология растений » МИКРОБИОЛОГИЯ » ПРЕВРАЩЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ АЗОТА

Азот – один из элементов-органогенов, он входит в состав аминокислот, белков, мочевины, хитина, нуклеиновых кислот и других органических веществ. Его значение в питании растений велико. В почве азот находится в первом минимуме. В воздухе атмосферный молекулярный азот (N2) составляет 78,1 %, но растения не могут его усваивать. Растениям недоступен и органический азот, они могут усваивать только минеральные формы азота (аммиачный, нитратный, нитритный). Превращение форм азота в почве осуществляется микроорганизмами и состоит из следующих этапов:

1)       аммонификация;   

2)   нитрификация;  

3)   денитрификация:

4)    биологическая азотфиксация.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:51 | Комментариев (0)
Агрономия » Ботаника и физиология растений » МИКРОБИОЛОГИЯ » Окисление спирта в уксусную кислоту

Типичным примером процессов неполного окисления является окисление спирта в уксусную кислоту:

СН3СН2ОН + О2  ®  СН3СООН + Н2О.

При неполном окислении вещества окисляется не до СО2 и Н2О, а до различных органических кислот, имеющих применение в народном хозяйстве. Окисление спирта в уксусную кислоту используют в производстве уксуса из вина и спирта.

Постановка опыта. В колбы наливают по 30-50 мл непасте-ризованного пива или лёгкого вина (виноградного, яблочного или ягодного) и добавляют 5-10 мл 10 %-ной уксусной кислоты для подкисления среды. Помещают в термостат при температуре 25-30 ºС.

Результаты опыта. Через несколько дней (2-6) на поверхности среды появляется серовато-белая плёнка уксуснокислых бактерий.

Препаровальными иглами переносят небольшие  кусочки плёнки с поверхности скисшего пива или вина в фарфоровую чашку и на предметное стекло.

Определение вида уксуснокислых бактерий. Добавляют к плёнке в фарфоровой чашке несколько капель раствора Люголя и устанавливают реакцию на йод.

Микроскопирование. Для микроскопического исследования  бактериальную пленку на предметном стекле аккуратно расправляют, фиксируют в пламени, окрашивают кристаллвиолетом 30-60 с, рас-сматривают с иммерсией.

Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе, встречаются на зрелых плодах, ягодах, в квашеных овощах, вине, пиве, квасе. Они были открыты Л. Пастером в 1868 г.

На пиве и вине хорошо развиваются:

Acetobacter aceti – типичные уксуснокислые бактерии, образуют на поверхности гладкую слизистую пленку, окрашивающуюся йодом в жёлтый  цвет.  Развиваются  при  относительно   низких   температурах (20-22 ºС);

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:50 | Комментариев (0)

Аэробное разложение, или окисление клетчатки (целлюлозы) проходит в две фазы. Первая фаза – это гидролиз под действием выделяемых микроорганизмами экзоферментов до β-глюкозы, а вторая фаза – это полное окисление поглощенной микробами β-глюкозы до углекислого газа и воды:

                                          целлюлаза                                  целлобиаза

(С6Н10О5)n + nН2О   ¾¾®   nС12Н22О11 + nН2О  ¾¾®

             целлюлоза                                      целлобиоза

nC6Н12О6  +  О2  ®  СО2 + Н2О.

                β-глюкоза

Постановка опыта. В работе используют метод почвенных пластинок Кристенсена. Чашку Петри заполняют почвой слоем около 1 см, предварительно увлажнённой водой или средой Гетчинсона следующего состава, г: NaNO3 – 2,5, K2HPO4 – 1,0, MgSO4 – 0,3, CaCl2 – 0,1, NaCl – 0,1, FeCl3 – 0,01, вода дистиллированная – 1000  мл. Поверхность почвы выравнивают шпателем, сверху накладывают кружок фильтровальной бумаги и плотно прижимают к поверхности среды, чашки помещают в термостат, при 27-30 ºС. Периодически смачивают почву в чашке водой, но не допускают того, чтобы вода полностью заливала фильтровальную бумагу, и не развивались бы на фильтровальной бумаге анаэробные целлюлозоразлагающие бактерии.

Результаты опыта. Через 4-5 суток после постановки опыта на бумаге появляются пигментные зоны и ослизненные участки, указывающие на разрушение клетчатки. Через 1,5-2 недель их можно микроскопировать.

Микроскопирование. Для микроскопического изучения аэробных целлюлозоразлагающих бактерий бактериологической петлей берут немного слизи, покрывающей фильтровальную бумагу, растирают её на предметном стекле, фиксируют мазок в пламени и окрашивают кристаллвиолетом 30-60 с. Препарат рассматривают, пользуясь иммерсионной системой микроскопа.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:48 | Комментариев (0)

Клетчатка, или целлюлоза представляет собой сложный поли-сахарид (С6Н10О5)n, входящий в состав оболочек растительных клеток. Растения на 40-70 % состоят из клетчатки. На долю этого вещества приходится более 50 % всего органического вещества биосферы. Ог-ромное количество целлюлозы в виде растительных остатков и отхо-дов попадает в почву и водоёмы, где разлагается микроорганизмами – бактериями, актиномицетами, микроскопическими грибами.

В анаэробных условиях происходит брожение клетчатки. Химизм разложения состоит из двух фаз.

Первая фаза – гидролиз клетчатки под действием экзоферментов, выделяемых микроорганизмами, до глюкозы:

                                               целлюлаза                                                             целлобиаза

(С6Н10О5)n + nН2О   ¾¾®   nС12Н22О11 + nН2О  ¾¾®  nC6Н12О6.

   целлюлоза                                                       целлобиоза                                                           β-глюкоза

Вторая фаза - это дальнейшее сбраживание глюкозы по типу маслянокислого брожения с образованием различных органических веществ:

 

С6Н12О6  ®  СН3СН2СН2СООН  +  СН3СООН +  СН3СНОНСООН +

β-глюкоза              масляная кислота           уксусная кислота                       молочная кислота

 

СН3СН2ОН +  НСООН   + СО2 + Н2.

                       муравьиная кислота

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:48 | Комментариев (0)

Пектиновые вещества – это межклеточные вещества растительных тканей, склеивающие волокна. У технических культур (лён, конопля, кенаф, джут, канатник и др.) лубяные волокна соединены с кострой и паренхимой при помощи пектиновых веществ.

Пектиновые вещества являются сложными полисахаридами. Имеются три типа пектиновых веществ: 1) протопектин – водо-нерастворимая часть клеточной стенки; 2) пектин – водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, содержащий метилэфирные связи; 3) пектиновая кислота – водорастворимый полимер галактуроновой кислоты, свободный от метилэфирных связей.

Пектиновые вещества разлагаются микроорганизмами. Брожение пектиновых веществ происходит в две фазы.

Первая фаза – гидролиз пектиновых веществ до моносахаров под действием экзоферментов, выделяемых микроорганизмами:

 

                                                 протопектиназа                                         пектаза

Протопектин + nН2О   ¾¾®     пектин + nН2О  ¾¾®             

                                               пектиназа

С46Н68О40 + 10Н2О  ¾¾®   4СНО(СНОН)4СООН + С6Н12О6 +

пектиновая                                                                          галактуроновая                               галактоза

   кислота                                                                                  кислота

С5Н10О5 + С5Н10О5  + 2СН3СООН +  2СН3ОН

арабиноза       ксилоза      уксусная кислота      метиловый спирт

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:47 | Комментариев (0)

Маслянокислое брожение – это процесс анаэробного разложения углеводов маслянокислыми бактериями с образованием масляной кислоты и других продуктов по уравнению:

С6Н12О6 ® СН3СН2СН2СООН + СН3СООН +СО2 +Н2.

масляная кислота    уксусная кислота

В природе маслянокислое брожение имеет большое значение как звено в цепи превращений соединений углерода. В то же время в народном хозяйстве маслянокислые бактерии приносят значительный ущерб, вызывая вспучивание сыров, прогоркание молока, порчу консервов, силоса, овощей, картофеля и других продуктов. Вместе с тем масляная кислота требуется для некоторых промышленных целей– её широко применяют в технике, кондитерской и парфюмерной промышленности. Маслянокислое брожение лежит в основе брожения (анаэробного разложения) полисахаридов – крахмала, клетчатки, пектиновых веществ.

Брожение крахмала. Крахмал – это полисахарид, запасное ве-щество растительных клеток. Особенно много крахмала в клубнях картофеля.

Химизм анаэробного разложения, или брожения крахмала, состоит из двух фаз.

Первая фаза – это гидролиз крахмала под действием выделяемых микробами экзоферментов до α-глюкозы:

                                    α и β                                    мальтаза

6Н10О5n + nН2О  ®   n С12Н22О11 + n Н2О  ® nС6Н12О6

   крахмал                               амилаза     мальтоза                                      α-глюкоза

Вторая фаза – это маслянокислое брожение поглощенной микробами α-глюкозы:

С6Н12О6 ® СН3СН2СН2СООН + СН3СООН +СО2 +Н2.

α-глюкоза

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:46 | Комментариев (0)

Молочнокислым брожением называется процесс анаэробного разложения углеводов молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты:

С6Н12О6 ® 2СН3СНОНСООН.

молочная кислота

Молочнокислое брожение лежит в основе переработки молока в молочнокислые продукты, а также силосования и квашения овощей.

Для изучения молочнокислого брожения лучше всего в качестве питательной среды пользоваться молоком. В нем имеются все питательные вещества для развития молочнокислых бактерий (лактоза, казеин, кальций, фосфор, витамины).

 

Приготовление молочнокислых продуктов

 

Свежее молоко разливают в три стакана и закрывают их бумажными крышками. В этих стаканах будут готовиться следующие молочнокислые продукты.

В первом стакане – простокваша – продукт только молочнокислого брожения в результате естественного скисания молока под действием находящихся в нем молочнокислых бактерий. Крышку стаканчика с молоком подписывают и оставляют при температуре 25-30 º на 18-24 ч для скисания.

Во втором стакане – кефир – продукт смешанных брожений (молочнокислого и спиртового). Для его получения стакан с молоком пастеризуют в водяной бане при температуре 60 ºС в течение 30 мин для уничтожения собственных молочнокислых бактерий, затем охлаждают до 25-30ºС и заквашивают кефирными зернами, представляющими собой симбиоз молочнокислых бактерий и кефирных дрожжей (1-2 чайные ложки кефирной закваски на 100 мл молока (молоко можно не пастеризовать)). Подписывают и оставляют при температуре 25-30 ºС на 12-24 ч для скисания.

Автор: Admin | Добавлено: 28-12-2011, 20:45 | Комментариев (0)