Микроорганизмдердің топырақта таралуы

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті

Шалимбетова Л. М.

ҚАЗАҚСТАННЫҢ ӘРТҮРЛІ ТОПЫРАҚТАРЫНАН АММОНИФИЦИРЛЕУШІ БЕЛСЕНДІЛІГІ БАР БАКТЕРИЯЛАРДЫ БӨЛІП АЛУ ЖӘНЕ СҰРЫПТАУ

ДИПЛОМ ЖҰМЫСЫ

050701 - «Биотехнология» мамандығы

Алматы, 2012

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті

«Қорғауға жіберілді»

Кафедра меңгерушісі

б. ғ. д., профессор Заядан Б. Қ.

ДИПЛОМ ЖҰМЫСЫ

Тақырыбы: «ҚАЗАҚСТАННЫҢ ӘРТҮРЛІ ТОПЫРАҚТАРЫНАН АММОНИФИЦИРЛЕУШІ БЕЛСЕНДІЛІГІ БАР БАКТЕРИЯЛАРДЫ БӨЛІП АЛУ ЖӘНЕ СҰРЫПТАУ»

050701 - «Биотехнология» мамандығы

Орындаған:

4 курс студенті Шалимбетова Л. М.

Ғылыми жетекші:

б. ғ. д., профессор Шығаева М. Х.

б. ғ. к., доцент Сыдықбекова Р. Қ.

Норма бақылаушы:

б. ғ. к., доцент Cадвакасова А. К.

Алматы, 2012

РЕФЕРАТ

Бiтiру жұмысы 5 кесте, 10 суреттен, 51 пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жалпы көлемі 44 бет.

Кiлттi сөздер : аммонификация, мочевина, гумус, нитрагин, азотобактерин, бактериялы тыңайтқыш, амилолитикалық белсенділік, липолитикалық белсенділік, штамм, идентификация, биопрепарат.

Жұмыстың мақсаты: Қазақстанның әртүрлі аймақтарынан алынған топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактерияларды бөліп алу және сұрыптау.

Жұмыстың міндеттері:

Әртүрлі топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактериялардың таза дақылдарын бөліп алу және биологиялық қасиеттерін зерттеу
Аммонифицирлеуші бактериялардың санын, әртүрлі топырақта таралу мөлшерін анықтау
Бөлініп алынған аммонифицирлеуші бактериялардың морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификациялау.

Зерттеу нысандары мен әдістері:

Зерттеу нысаны ретінде Атырау обылысы Еркінқала, Ақмола обылысы Ұрысай және Алматы қаласы Агробиостанция аймақтарынан алынған топырақ үлгілері пайдаланылды. Жұмыста дәстүрлі микробиологиялық әдістер қолданылды.

Алынған нәтижелер:

1. Қазақстанның әртүрлі аймақтарынан алынған топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактериялардың саны анықталынып, Алматы қаласы Агробиостанция аймағынан алынған топырақ үлгісінде басқа топырақ үлгілерімен салыстырғанда бактерия клеткасының саны басым, яғни 79±10 ³ КТБ г/топырақ және 75, 4±10 ³ КТБ г/топырақ құрады. Жүргізілген зерттеу нәтижелері бойынша топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактерияларының 12 таза дақылы бөлініп алынды;

2. Бөлініп алынған аммонифицирлеуші туысы бактерияларының 15 таза дақылынан протеолитикалық белсенді 5 штамм іріктелініп алынды (1-2 М, 1-4 М, 2-5 М, 3-3 М, 3-5 М) ;

3. Іріктелініп алынған аммонифицирлеуші бактериялары Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus mesentericus, Pseudomonas putida және Pseudomonas ovalis түріне жатқызылды .

Практикалық маңызы : Қазақстанның әр аймақтарынан алынған топырақ үлгілерінен бөлініп алынған аммонифицирлеуші бактерияларының практикалық маңызы зор. Олардың жоғары ферментативтілік белсенділігі топырақ құнарлығын арттыруда қолданылатын биопрепараттарды жасауда маңызды болып табылады.

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

: 1

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

5: 6

: 1. 1

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Микроорганизмдердің топырақта таралуы

5: 6

: 1. 2

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Аммонифицирлеуші бактериялар туралы жалпы түсінік

5: 7

: 1. 3

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Микроорганизмдердің әсерінен азотты заттардың өзгеріске ұшырауы

5: 9

1. 4

1. 5

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ:

Аммонифицирлеуші бактериялардың ауылшаруашылық практикасындағы маңызы

Топырақты азот қосылыстарымен байытатын бактериялы тыңайтқыштар

: 2

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: ЗЕРТТЕУ НЫСАНЫ, МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ

5: 20

: 2. 1

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Зерттеу нысандары мен материалдары

5: 20

: 2. 2

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Қоректік орталар

5: 20

2. 3

2. 4

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ:

Қолданылған ыдыстар

Қолданылған әдістер

5: 20

: 3

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ

5: 28

: 3. 1

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Аммонифицирлеуші белсенділігі бар бактериялардың Қазақстанның әртүрлі топырақ үлгілерінде таралуы және оларды бөліп алу

5: 28

: 3. 2

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Аммонифицирлеуші белсенділігі бар бактерия өкілдерін әртүрлі биологиялық қасиеттері бойынша сұрыптау

5: 29

: 3. 3

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: Аммонифицирлеуші бактериялардың биоалуантүрлілігін зерттеу

5: 34

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: ҚОРЫТЫНДЫ

5: 40

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ: ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

5: 41

КІРІСПЕНЕГІЗГІ БӨЛІМ:

КІРІСПЕ

Соңғы жылдары биологиялық препараттарды жер өңдеу мен өсімдік шаруашылығында қолдануға көп көңіл бөлінуде. Биологиялық препараттар көбінесе жердің құнарлығын арттыруда, ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін жоғарылатуда және жемдік мәселелерді шешуде, сонымен қатар, өсімдіктердің, соның ішінде жеміс жидектер мен көкөністердің адамға зиянды әсер ететін ауруларымен күресуде маңызды орын алады [1] .

Қазіргі кезде ауылшаруашылығында минералды және органикалық тыңайтқыштарды қолдануды қысқартуына байланысты өсімдіктерді түрлі аурулардан қорғау үшін кешенді әсер ететін азот тұтушы микроорганизмдердің негізінде дайындалған биопрепараттарды дайындаудың қосымша көздерін көптеп қарастырылуда [2] .

Жұмыстың міндеттері:

Әртүрлі топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактериялардың таза

дақылдарын бөліп алу және биологиялық зерттеу

Аммонифицирлеуші бактериялардың санын, әртүрлі топырақта таралу

мөлшерін анықтау

Бөлініп алынған аммонифицирлеуші бактериялардың морфологиялық,

физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификациялау.

Жұмыстың өзектілігі мен жаңалығы:

Қазіргі таңда ауылшаруашылығында экологиялық қауіпсіз, сонымен қоса, энергияны үнемдейтін, ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыру үшін қолданылып жүрген тыңайтқыштардың орнына микробтық тыңайтқыштармен алмастыруға болады. Аталған тыңайтқыштар өсімдіктердің қоректенуін жақсартуға, олардың өсіп дамуы мен фитосанитарлы әсер көрсетуге қабілетті микроорганизмдердің культураларынан тұрады. Бұл микроорганизмдер өсімдіктердің өсіп-дамуын қамтамасыз ететін, патогенді микрофлораның дамуын тежейтін, өсімдіктердің өнімділігін және сапасын арттыратын физиологиялық заттар өндіреді.

Жұмыстың жаңалығы: Алғаш рет Қазақстанның әртүрлі аймақтарынан алынған топырақ үлгілерінен аммонифицирлеуші бактериялары бөлініп алынды және де ферментативтілік белсенділігі анықталды. Бөлініп алынған дақылдардың морфо - дақылдық, физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін зерттей отырып идентификация жүргізілді.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1. 1 Микроорганизмдердің топырақта таралуы

Топырақ - тірі дене. Микроорганизмдер - топырақтың негізгі құрам бөлігі. Топырақтың құрамында тек өлі минералды заттар ғана емес, әр кезде азды - көпті тірі организмдер, түрлі микроорганизмдер мен қарапайым майда жәндіктер болады. Бұлар топырақтың тірі бөлігін құрайды. Жер шарының кез келген жерінде кездесетін топырақ микрофлорасы топырақ құрылымын түзуде үлкен рөл атқарады. Микроорганизмдер табиғаттың ыстық - суығына да, оттегінің бары жоғына да, ортаның қышқылдығы мен сілтілігіне де қарамайды, барлық жағдайға бейім келеді. Тек оларға қажетті ылғал мен қорек зат болса болғаны, сондықтан олар табиғаттың барлық бұрышында да кездеседі. Олар топырақтың бір бөлігі болып саналады. Топырақта микроорганизмдер: негізінен бактериялар, кейбір балдырлар, саңырауқұлақтар мен қыналар көп кездеседі. Бұлардың ішінде топырақта ең көп тарағаны - бактериялар.

Топырақта микроорганизмдердің түрлері мен санының әр түрлі болуы ондағы табиғи жағдайлардың, яғни топырақтың түрліше болуына байланысты.

Топырақтың 1 граммында 10 миллионнан бірнеше миллиардқа дейін микрофлоралар кездеседі. 3 - 5 га топырақта 3 - 5 т микрофлора биомассасы жиналады [3] .

Ғылыми деректерге сүйенсек: құнарлы қара топырақтың бір грамында бактерия саны 5 миллиардқа, құнары аздау күлгін топырақта оның саны 1 миллиардтай екен. Орыстың көрнекті микробиолог ғалымы Н. А. Красильниковтың есептеуіне қарағанда топырақтың құнарлы қабатында гектарына 5-7 тоннаға дейін тірі бактериялар болады екен.

Топырақ микрофлорасы алуан түрлі, оның құрамына аммонифицирлеуші, нитрифицирлеуші, азотфиксатолар, денитрифицирлеуші бактериялар, целлюлоза ыдыратушы, пигментті бактериялар, микоплазмалар, актиномицеттер, саңырауқүлақтар, балдырлар, қарапайымдылар және т. б. микроорганизмдер кездеседі.

Топырақта көп тарағандардың бірі - саңырауқұлақтар. Олар негізінен орманды, ылғалды аймақтардың топырағында өседі.

Саңырауқұлақтардың көп тараған түрі - актиномицеттер (немесе сәулелі саңырауқұлақтар) .

Саңырауқұлақтарда ферменттердің сан алуан түрлері кездеседі, олар органикалық заттардың өзгеруіне жан-жақты қатысады, бірақ та бактериялармен салыстырғанда әрекеттесу жылдамдығы аз. Ал ароматикалық заттарды шірітуде олар белсендірек. Табиғатта лигнин мен таниннің ыдырауы осы организмдерге байланысты. Гумустың түзілуіде саңырауқұлақтардың көмегінсіз өтпейді. Топырақта целлюлозаны, триходерма, фузариумды ыдырататын да осылар [4] .

Органикалық заттардың құралуына балдырлар - авторофтар қатысады. Балдырлар түзген органикалық заттардың салмағы топырақтың жоғарғы қабатында түзілген барлық органикалық заттардың 0, 05-0, 2%-ын құрайды. Балдырлар көбіне топырақтың беткі қабатында тараған, 10-20 см- ден төменде олардың саны жоқтың қасы.

Балдырлардың да топырақта негізінен екі түрі , жасыл және диатомды түрі тіршілік етеді. Бұлар алғашқы топырақ түзушілер қатарына жатады. Микроорганизмдердің көбісі топырақтың жоғары құнарлы қабатында, әсіресе, өсімдік тамырларының айналасында, өсімдік тамырларының ішінде ( түйіршек бактериялар) кездеседі.

Жоғарыда айтылған микроорганизмдер топырақта жай ғана өмір сүрмейді. Олар өседі, өнеді, өледі, сөйтіп топыраққа күрделі өзгерістер енгізеді.

Микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың органикалық қалдықтарын шірітіп, ыдыратып жай қосылыстарға: суға, көмір қышқыл газына, аммиакка және басқа заттарға айналдырады.

Топырақта көп жағдайда аммонифицирлеуші спора түзуші аэробтар кездеседі: Вас. mycoides, Вас. subtilis, Вас. mеsentericus, Вас. megatherium; аммонифицирлеуші спора түзбейтін аэробтар және факультативті анаэробтар : Ps. fluorescens, Pr. vulgaris, Bact. aquatilis, Bact. flavum; аммонифицирлеуші анаэробтар : Cl. sporogenes, Cl. putrificum, Cl. perfrin-gens; азотфиксаторлар, нитрифицирлеуші, күкірт және темір тотықтырушы; ал сапрофитті коккалардын ішінде: Micr. albus, Micr. candicans, Micr. cereus flavus, Sarcina ureae және т. б. [5] .

Егер жер бетінде тек өсімдіктер мен жануарлар ғана болса, көп органикалық заттар ыдырамай, жинала берер еді де, табиғаттағы заттардың айналымына едәуір кедергі келтірер еді.

Микроорганизмдер органикалық қалдықтарды тек ыдыратып қана қоймайды, олар бұдан күрделі түзіліс - гумус құрайды. Сонымен топырақта өмір сүретін микроорганизмдер мен төменгі сатылы қарапайым жәндіктер оның қасиеттеріне әсерін тигізетін, тіпті өзі түзуші фактордың бірі бола тұрып, оның құрам бөлігі болып саналады. Міне, сондықтан да топырақ тірі денеге жақын деп танылып, биологиялық ғылымдардың бір саласы ретінде қарастырылады.

1. 2 Аммонифицирлеуші микроорганизмдер туралы жалпы түсінік

Аммонификация (шіру) - азоты бар органикалық қосылыстардың (белок, амин қышқылы) аммонификациялайтын микроорганизмдер әсерінен ферментативті гидролиз нәтижесінде минералдық азотқа айналуы [6] .

Аммонификациялайтын микроорганизмдер (басқаша шіріткіш микроорганизмер, шіріткіш микрофлора) топырақта, ауада, суда, жануар және өсімдік организмінде кең таралған. Сондықтан кез келген қолайлы субстрат шіруге тез ұшырайды. Аммонифицирлеуші микроорганизмдер ішінде спора түзетін және түзбейтін түрлері бар. Бұлардың ішінде аэробты жағдайда тіршілік ететіндері мыналар:

Тамыр тәрізді немесе саңырауқұлақ тәрізді бацилла ( Bacillus mycoides ) - топырақта кең таралған, ол дөңгелек формалы спораларды түзеді, грам оң, қозғалғыш. Перитрих - жгутиктер клетканың бүкіл бетіне орналасқан. Тығыз қоректік ортада (ЕПА) колониялардың өсуі мицелий тәрізді болады, mycoides деген аты осыдан шыққан, ол саңырауқұлақ тәрізді дегенді білдіреді. .

Картопты бацилла ( Bacillus mesentericus ) - дөңгелек формалы. Дөңгелек споралар түзеді. Грам бойынша боялады, қозғалғыш, перитрих. ЕПА - да құрғақ, қатпарлы колониялар түзеді. колониялардың қатпарлары шатырқай түрінде болады, mesentericus деген аты осыдан шыққан [7] .

Орамжапырақтық бацилла ( Bacillus megaterium ) - колониялары дөңгеленген дұрыс формалы, жиектері сәл толқынды, торсиған, тегіс, бірақ көбінесе беткі жағында сақина немесе концентрлік дөңгелектері болады, ақшыл, кейде қоңырлау, майлы жылтыр немесе күңгірт. Клетканың жас культурасында колониялары қалың 1, 2 - 1, 5 мкм ал кейде кесіндісінде 2 мкм және ұзындығы 3 - 10-12 мкм, жалғыз немесе тізбекке қосылған. Ескі дақылдарында клеткалар қысқа, дөңгеленген. Клетканың құрамында артық қор заттары болады (май, гликоген) . Споралары сопақша 1, 5x0, 7-1 мкм, эксцентральды орналасқан, клеткалар көлденең немесе диагональды. Споралар түзеді, грам бойынша боялады. Препараттағы споралары бар таяқшалар тізбек түрінде орналасады. ЕПА - да колониялар шеттері талшықты, жылтыр болады.

Пішінді бацилла ( Bacillus subtilis ) - табиғатта кең таралған және аммонификатор болып табылады. Колониялары құрғақ, түссіз немесе ақ - сұр, ұсақ әжімделген, агар бетінде жайылып өседі, шеттерінде қатпарлары болады; шеттері толқынды; агар ортасына тығыз жанасқан. Таяқшалары қысқа және жұқа 3 -5 х 0, 6 мкм; ұзын жіпшелерге қосылған. Споралары сопақша 0, 9 х 0, 5 мкм, клетканың кез келген жерінде орналасуы мүмкін. Споралардың қалыптасуы кезінде клеткалар ісінбейді. Дөңгелек споралар түзеді, қозғалғыш, перитрих. Грам бойынша боялады. ЕПА бетінде - құрғақ қатпарлы, түссіз емес колониялар.

Bacillus cereus - колониялары тегіс, беті ұсақ дөңесті диффузды, әлсіз иілген, жиектері толқынды. Клеткалары қалың, кесіндісі 1-1, 5 мкм және ұзындығы 3 - 5 мкм, кейде тым ұзын, жалғыз және тізбекке, жіпшеге қосылған түрінде болады. Споралары сопақша, 1, 2 - 1, 5x0, 9 мкм, эксцентральды орналасқан. Клетканың плазмасы дәнді немесе вакуольденген.

Ғажап таяқша - ( Serratia marcescenc ) - қанды қызыл пигмент түзеді. ЕПА - да колониялар қанды таңбалар түрінде болады. Дөңгеленген, шеттері тегіс, ортасы көтеріңкі, шырышты консистенциялы. Микроб қозғалғыш. Жұғындыда (мазок) ұсақ грам теріс таяқшалар көрінеді.

Bacillus polymyxa - колониялары түссіз, тегіс немесе дөңесті, біртекті немесе шырышты. Клеткалары 2, 0 - 7, 0x0, 6 - 1, 0 мкм, жалғыз, жұптасқан және қысқа тізбектер; спора түзілуде лимон тәрізді ісінеді немесе клостридия тәрізді формалар түзеді. Споралары сопақша, ұзынша 2, 6x7 мкм, клеткасының ортасында орналасқан [8] .

Bacillus asterosporus - колониялары ұсақ, ақ немесе сұр, кейде жасыл боямасы болады, тегіс, нәзік, шырышты, гомогенді. Таяқшалары қалың 3-7х0-1, 2 мкм, жалғыз және жұптасқан. Споралары цилиндрлік немесе ұзынша 1, 5-2, 0x0 мкм, клетканың ортасында орналасқан; соңғылары спора түзілу кезінде сәл ісінеді де клостридия формасын еске түсіреді.

Bacillus brevis - колониялары ақ, кейде сары, дөңес немесе тегіс, жылтыр, жиектері тісті, майлы консистенциялы. Клеткалары 3-5x7-1, 0 мкм, жалғыз, тізбекке қосылған. Споралары сопақша 0, 8-1, 0 мкм. Факультативті анаэробты аммонифицирлеуші микроорганизмдерге жататындар:

Тұрпайы (вульгарный), ( Proteus vulgaris ) - спора түзбейтін, ұзындығы 4 мк - ға жететін таяқшалар. Белокты аммиак, күкіртсутегіне және индолға ыдыратады. Грам бойынша боялады, қозғалғыш, перитрих. Өсу кезінде тығыз қоректік орта бетінде қисайған түрінде болуы мүмкін. Температура - 5 ⁰ С жеткенде оның тіршілігі мүлдем тоқталып қалады.

Ішек таяқшасы (E. coli ) - грам теріс, қозғалғыш емес штамдары да кездеседі. Орналасуы - адам және жануарлардың ішегі, содан топырақ пен суға түседі. Белоктың ыдырауына белсенді қатысады.

Анаэробты аммонифицирлеуші микроорганизмдерден мыналарды атап өтуге болады:

Clostridium putrificum - үлкен емес спора түзетін таяқша, формасы барабанға ұқсайды. Клетчатканың (жасунық) анаэробты ыдырауының кең таралған қоздырғыштарының бірі болып табылады, газдың көп мөлшерін түзеді. Көмірсуларды ашытпайды. Белокты ыдыратқанда газ көп түзіледі. Ол шіріп жатқан өлекселерде, тамақтық заттарда, топырақта, түрлі консервілерде кездеседі [10] .

Clostridium sporogenes - спорасы ортада орналасқан ұсақ клостридия. Clostridium putrificum - ға қарағанда көмірсуларды ашытады. Аммонификация процесі барысында аммиак тұздарын түзеді. Олар тотығып азот қышқылының тұздарына (нитратқа) айналады. Ол көбінесе топырақта, көңде кездеседі.

1. 3 Микроорганизмдердің әсерінен азотты заттардың өзгеріске ұшырауы

Басқа элементтермен қатар азот белок молекуласының негізгі құрам бөлігі болып есептеледі. Табиғатта азот қоры өте мол. Оның басым көпшілігі әлемде тіршілік ететін организмдер құрамында болады. Егер осы организмдердегі көміртегінің мөлшері 700 миллион тонна болса, ондағы азоттың мөлшері 20 - 25 миллион тоннадан аспайды. Табиғаттағы жасыл өсімдіктер жылына 20 миллион тоннадай көміртегін, 1 - 1, 5 миллион тоннадай азот сіңіреді [11] .

Топырақтың әр түрлі типтерінің бір гектар жырту қабатында тіршілік ететін бактерия, саңырауқұлақ, балдыр және басқа да жәндіктердің құрамында азот шамамен 6 - дан 18 тоннаға дейін байланысқан түрде болады.

Азоттың сарқылмас қорының бірі - атмосфера. Ғалымдардың есебіне қарағанда, әрбір гектар жердің бетіндегі ауада 8 тоннаға жуық молекула күйіндегі азот бар. Бұл ауылшаруашылық дақылдарынан кем дегенде бір миллион жылдан астам уақыт мол өнім алуға мүмкіндік берген болар еді. Бірақ өсімдіктердің азотқа тапшы болатыны әрқашанда байқалады. Өйткені ауадағы азот негізінен молекулалық азоттан тұрады да, өсімдіктер оны сіңіре алмайды. Сонымен қатар топырақтағы азоттың басқа да қосылыстарының біразы өсімдіктердің сіңіруіне жарамсыз. Сондықтан мұндай қосылыстар өзгеріске ұшырауы, яғни ыдырауы керек. Азоттың осындай органикалық түрлерінің минералдық азотқа айналуын азот қосылыстарының аммонификациясы деп атайды.

Белоктардың аммонификациясы. Белок заттары клетка цитоплазмасының негізін құрайды. Ол топыраққа өсімдіктердің, жануарлар мен микроорганизмдердің өлекселерімен келіп түседі. Сөйтіп, белокты заттар ыдырағанда одан аммиак бөініп шығады, яғни бұл процес аммонификация деп аталатыны жоғарыда айтылды.

Табиғат жағдайында аммонификация процесі көптеген микроорганизмдер топтарының қатысуымен жүреді. Ыдырау барысының алғашқы кезеңінде көбінесе спора түзбейтін таяқша бактериялар қатысса, кейінірек спора түзетін - бацилла түрлері қатысады [12] .

Азот қосылыстары мол органикалық заттар ыдырағанда алдымен олардан микроорганизмдер тіршілігіне қажетті энергия бөлінеді, олардың кейбір бөлігі, мысалы, амин қышқылдары микробтар цитоплазмасының құрамына енеді. Бос күйіндегі аммиактың жиналуы ыдырайтын заттардың құрамындағы азот пен көміртегінің арақатысына байланысты. Неғұрлым ыдырайтын затта белок, яғни азотқа бай қосылыс мол болса, солғұрлым ол ортада аммиак едәуір көп жиналады. Орта көмірсуға бай болса, микробтар минерал күйіндегі азотпен қоректеніп, олардың денесінде белок пайда болады.

Аммонификация аэробты да, анаэробты да жағдайда жүре береді. Аэробты жағдайда бұл процеске бактериялар, актиномицеттер және микроскоптық саңырауқұлақтар қатысады. Бұл кезде соңғы өнім ретінде аммиак, көмірқышқыл газы, су, күкіртсутек және фосфор қышқылының тұздары пайда болады. Н. А. Красильниковтың зерттеуіне қарағанда, актиномицеттер органикалық заттардың ыдырауының соңғы кезеңінде қатысады. Ылғалды аса көп керек етпейтін организмдер - актиномицеттер қуаңшылық аудандардың топырағында жүретін аммонификация процесінің басты себебі болып есептеледі. Кейбір микроскоптық саңырауқұлақтар қышқыл топырақта тіршілік етуге бейімделген. Сондықтан мұндай жерде олар құрамында азоты бар органикалық қалдықтардың ыдырауына белсене қатысады [13] .

Жалпы белок және көптеген полипептидтер микробтар цитоплазмасына ене алмайды. Сондықтан олардың бөлетін ферменттері белокты клетка сыртында ыдыратады. Бірқатар микроорганизмдер бөлетін протеолитикалық ферменттер белок молекуласындағы пептид байланыстарын ажырата алады. Міне, бұдан пайда болған белок молекуласының бөлшектерін микроб клеткалары одан әрі ыдырата алады. Бұған клетка пептидазасы қатысады.

Белоктар ыдырауының бірінші сатысы олардың микробтық протеазалармен және өлген организм клеткасының протеазаларымен гидролизі болып табылады. Протеолиз бірнеше сатыда жүреді - бастапқыда белоктар полипептидтерге ыдырайды, сосын түзетін полипептидтер олигопетидтерге ыдырайды, ал олар өз кезегінде дипептид және бос аминқышқылына дейін ыдырайды. Түзілген бос аминқышқылы шіру өнімдерінің түзілуіне әкелетін бірқатар айналымдардан өтеді. Бірінші сатылары аминқышқылының дезаминденуі болып табылады. Нәтижесінде аминқышқылының амин тобы ыдырайды және аммонийдің бос ионы бөлініп, декарбоксилденеді. Нәтижесінде карбоксилді топ көміртегінің қос тотығының босауымен ыдырайды (декарбоксилдену реакциясы төмен рН жағдайында жүреді) . Декарбоксилдену нәтижесінде, сонымен қатар біріншілік аминдер де босайды.

Дезаминденудің тотығу (дезаминденудің кең тараған түрі, нәтижесінде NAD(P) → NAD(P) H ₂ - ге дейін тотықсызданады) және гидролитикалық түрі болады, мұнда аминқышқылының амин тобы гидроксилдіге алмасады.

Кейбір аминқышқылының амин топтары 2 - оксиқышқылға ауысу жолымен трансаминденеді (бұл процесс нәтижесінде аминқышқылының дезаминденуі жүреді, сонымен қатар аминқышқылы түзіледі, ал бұларды бактериялар аммоний ионының аминдену жолымен синтездей алмайды) .

Дезаминдену және декарбоксилдену нәтижесінде түзілетін өнімдер энергияны АТФ түрінде алу мақсатымен микроорганизмдермен тотығуы және аралық алмасу реакциясында қатысуы мүмкін.

Белоктардан түзілген амин қышқылдарының бәрі бірдей бір шапшаңдықпен ажырамайды. Олардың кейбіреуі (треонин, триптофан) ғана шапшаң ыдырайды. Бұл процесс кезінде көмірсутегінің қалдығы аэроб және анаэроб микробтардың әсерінен көмір қышқыл газы мен басқа әр түрлі органикалық қосылыстарға ажырайды [14] .

Азот қосылыстары ортада аминдер түрінде болса оларда амин қышқылдарына ыдырайды. Мысалы, аспарагин аспарагиназа ферментінің әсерінен аспарагин қышқылына айналады. Белоктар аэробты жағдайда ыдырағанда одан көмір қышқыл газы, аммиак, сульфат және су пайда болады. Ал анаэробты жағдайда одан аммиак, көмір қышқыл газы, органикалық қышқылдар (май және ароматты қышқылдар - бензой, ферулин т. б. ), аса ұнамсыз иісті меркаптандар және индол, скатол, күкіртсугегі бөлінеді.

Аммонификация нәтижесінде аралық және соңғы өнімдердің түзілуі: метанның түзілуі, күкіртсутектің түзілуі, көмірқышқыл газының түзілуі, меркаптанның түзілуі, фосфиннің түзілуі, сутек түзілуі, оксиқышқылының түзілуі, май қышқылының түзілуі, кетоқышқылының түзілуі, альдегидтердің түзілуі, спирттің түзілуі, күкірткөміртектің түзілуі, фенол және крезолдың түзілуі, аммиактың түзілуі, скатол және индолдың түзілуі, нуклейн қышқылының ыдырауы, майлардың өзгеруі [15] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.