Bagaimanakah proses hidup bakteria yang mensintesis pelbagai bahan disusun dan dijalankan? Untuk menjawab soalan ini, anda perlu memahami beberapa konsep biologi.
Ciri ciri bakteria
Pertama, mari kita ketahui siapa bakteria itu. Ini adalah seluruh kerajaan hidupan liar. Mereka adalah organisma bersel tunggal bersaiz mikroskopik yang tidak mempunyai nukleus. Tetapi ini tidak bermakna bahawa bakteria secara amnya tidak mempunyai struktur yang bertanggungjawab untuk penghantaran maklumat keturunan. Ia hanya mempunyai organisasi yang lebih primitif. Ini adalah molekul DNA bulat yang tertumpu pada bahagian tertentu sitoplasma yang dipanggil nukleoid.
Intipati pemakanan autotrof
Bakteria kemosintetik, contoh yang akan dibincangkan dalam artikel kami, secara bebas menghasilkan bahan organik. Mereka adalah autotrof, seperti tumbuhan. Walau bagaimanapun, yang terakhir menggunakan tenaga cahaya matahari untuk ini. Kehadiran plastid hijau kloroplas membolehkan mereka menjalankan proses fotosintesis. Intipatinya terletak pada pembentukan karbohidrat glukosa daripadabahan bukan organik - air dan karbon dioksida. Satu lagi produk tindak balas kimia ini ialah oksigen. Bakteria juga adalah autotrof. Tetapi mereka tidak memerlukan cahaya matahari untuk mendapatkan tenaga. Mereka menjalankan proses yang berbeza - kemosintesis.
Apakah itu kemosintesis
Chemosynthesis ialah proses pembentukan bahan organik akibat berlakunya tindak balas redoks. Ia dijalankan secara semula jadi hanya oleh prokariot. Bakteria kemosintetik boleh menggunakan sebatian sulfur, nitrogen, dan besi untuk mensintesis bahan organik. Ini membebaskan tenaga, yang mula-mula terkumpul dalam ikatan ATP, selepas itu ia boleh digunakan oleh sel bakteria.
Bakteria kemosintetik: habitat
Memandangkan hayat chemotrophs tidak bergantung kepada kehadiran cahaya matahari, kawasan pengedarannya agak luas. Sebagai contoh, bakteria sulfur boleh hidup pada kedalaman yang besar, kadang-kadang menjadi satu-satunya wakil makhluk hidup di sana. Habitat prokariot ini selalunya adalah tanah, air sisa dan substrat yang kaya dengan sebatian kimia tertentu.
Bakteria besi
Bakteria kemosintetik termasuk prokariot yang mengubah komposisi sebatian besi. Mereka ditemui oleh ahli mikrobiologi Rusia yang cemerlang Sergei Nikolaevich Vinogradsky pada tahun 1950. Bakteria jenis ini semasa tindak balas pengoksidaan mengubah keadaan pengoksidaan besi, menjadikannya trivalen. Mereka hidup di air tawar dan masin. Secara semula jadi, mereka menjalankan kitaran besi masukalam semula jadi, dan dalam industri digunakan untuk menghasilkan tembaga tulen. Bakteria jenis ini juga tergolong dalam lithoautotrophs, yang mampu mensintesis beberapa unsur selnya daripada asid karbonik.
bakteria sulfur
Bakteria, bahan kemosintesis daripada sebatian sulfur, boleh wujud secara berasingan di dasar badan air atau membentuk simbiosis dengan moluska dan invertebrata laut. Mereka menggunakan hidrogen sulfida, sulfida, asid tionik atau sulfur molekul sebagai sumber pengoksidaan. Bakteria jenis ini merupakan objek utama dalam penemuan dan kajian proses kemosintesis. Kumpulan prokariot ini juga termasuk beberapa prokariot fototropik. Contohnya, seperti bakteria sulfur ungu atau hijau.
bakteria pennitriti
Bakteria nitrifikasi mendap pada akar tumbuhan kekacang. Prokariot kemosintetik kumpulan ini mengoksidakan ammonia kepada asid nitrik. Tindak balas ini dijalankan dalam beberapa peringkat dengan pembentukan bahan perantaraan. Terdapat juga bakteria pengikat nitrogen di dalam tanah. Mereka hidup pada akar tumbuhan kekacang. Menembusi ke dalam tisu organ bawah tanah, mereka membentuk penebalan ciri. Di dalam formasi sedemikian, persekitaran yang menggalakkan dicipta untuk aliran kemosintesis. Simbiosis tumbuhan dengan bakteria nodul adalah saling menguntungkan. Yang pertama membekalkan prokariot dengan bahan organik yang diperoleh semasa fotosintesis. Bakteria, sebaliknya, dapat membetulkan nitrogen atmosfera dan mengubahnya menjadi bentuk yang boleh diaksestumbuhan.
Mengapa proses ini sangat penting? Malah, di atmosfera, kepekatan nitrogen agak tinggi dan berjumlah 78%. Tetapi dalam bentuk ini, tumbuhan tidak dapat menyerap bahan ini. Tumbuhan memerlukan nitrogen untuk perkembangan akar. Dalam keadaan ini, bakteria nodul datang untuk menyelamatkannya, yang mengubahnya menjadi bentuk nitrat dan ammonium.
Bakteria Thion
Prokariot Thion juga merupakan bakteria kemosintetik. Sumber tenaga mereka adalah pelbagai sebatian sulfur. Bakteria jenis ini mengurangkannya kepada asid sulfurik. Tindak balas ini disertai dengan penurunan ketara dalam pH medium. Bakteria thionic tergolong dalam kumpulan asidofil. Ini termasuk organisma yang boleh hidup dalam keadaan keasidan yang tinggi. Keadaan sedemikian adalah tipikal untuk paya. Bersama-sama dengan thianaceae, kumpulan ini terdiri daripada bakteria asid laktik dan asetik, flagellata dan rotifera.
Bakteria hidrogen
Jenis prokariot ini adalah penghuni tanah. Mereka mengoksidakan hidrogen molekul kepada air dengan pembebasan tenaga. Bakteria sedemikian juga termasuk dalam kumpulan thermophiles. Ini bermakna mereka mampu bertahan pada suhu tinggi yang boleh mencecah 50 darjah Celsius. Keupayaan bakteria hidrogen ini disebabkan oleh fakta bahawa mereka merembeskan enzim khas yang berfungsi walaupun dalam keadaan sedemikian.
Perananbakteria kemosintetik
Chemotrophs memainkan peranan utama dalam proses kompleks transformasi dan peredaran bahan kimia yang sepadan dalam alam semula jadi. Oleh kerana hidrogen sulfida dan ammonia adalah bahan yang agak toksik, terdapat keperluan untuk meneutralkannya. Ini juga dilakukan oleh bakteria chemotrophic. Semasa transformasi kimia, bahan yang diperlukan untuk organisma lain terbentuk, yang menjadikan pertumbuhan dan perkembangan normalnya mungkin. Mendapan besar bijih besi dan mangan di dasar laut dan paya timbul kerana aktiviti chemotrophs. Iaitu, bakteria besi.
Manusia telah belajar menggunakan sifat unik chemotrophs dalam aktiviti mereka. Contohnya, dengan bantuan bakteria sulfur mereka membersihkan air sisa daripada hidrogen sulfida, melindungi paip logam dan konkrit daripada kakisan, dan tanah daripada pengasidan.
Jadi, bakteria kemosintetik ialah prokariot khas yang mampu menjalankan tindak balas kimia yang sesuai dalam keadaan anaerobik. Organisma ini mengoksidakan bahan. Tenaga yang dibebaskan dalam kes ini mula-mula disimpan dalam ikatan ATP, dan kemudian digunakan untuk menjalankan proses kehidupan. Yang utama ialah bakteria pengikat besi, sulfur dan nitrogen. Mereka hidup dalam persekitaran air dan tanah. Chemotrophs ialah penghubung yang amat diperlukan dalam kitaran bahan, menyediakan organisma hidup dengan bahan yang diperlukan dan digunakan secara meluas oleh manusia dalam aktiviti ekonomi dan perindustrian mereka.
