Эх, прокатимся с ветерком
Лучшие умы человечества давно установили, что водород может стать отличной альтернативой продуктам нефтепереработки. Ведь виды двигателей на основе водорода, выделяя водяной пар вместо выхлопного газа, совершенно безвредны для окружающей среды.
К сожалению, при всех существующих типах производства водорода происходит значительный выброс углекислого газа в воздушное пространство. А это приводит к усилению парникового эффекта.
Но ученые нашли выход, прибегнув к помощи прокариотов-хемоорганотрофов. Эти микроорганизмы, используя в питание органические вещества, выделяют молекулярный водород.
Такие научные разработки довольно многообещающие. В будущем ученые планируют создать тип двигателя, который заполняют пурпурные бактерии и выделяют в качестве топлива водород. Отличная перспектива!
К сожалению, разработки находятся в самом начале. И пока удалось получить очень малое количество энергии, которой не под силу сдвинуть целый автомобиль.
Принципиальные отличия питания двух групп микробов
Разделение бактерий на две группы стало возможным после изучения их обменных процессов. Оказалось, что одни обладают большей самостоятельностью, чем другие.
- Автотрофам свойственно питание неорганическими веществами простейшей структуры (водород, азот, углерод и другие). Из них бактерия самостоятельно создает сложные органические конструкции для жизнедеятельности.
- Гетеротрофы нуждаются в готовых органических элементах для своего питания.
Оба вида организмов могут поглощать необходимые им вещества только в виде растворов, поэтому важнейший элемент бактериального питания – вода. Еще она является поставщиком кислорода и водорода для реакций окисления/восстановления.
Что же они собой представляют?
Современная наука выявила больше 50 видов фотосинтезирующих прокариотов. Морфологически различают типы:
- палочковидные, сферические, изогнутые;
- подвижные и неподвижные;
- одиночные, цепочки, колонии.
Размножаются пурпурные бактерии в основном делением. Но некоторым видам этих фотосинтезирующих микроорганизмов присуще почкование.
Подвижные типы бактерий пурпурных и бактерий зеленых передвигаются с помощью жгутиков. Они могут быть одиночными или составлять целый пучок.
По физиологическим признакам фотосинтезирующие микроорганизмы подразделяются на два семейства:
- Пурпурные несерные бактерии используют в качестве сырья для питания аминокислоты и мочевину.
- Пурпурные серобактерии способны накапливать в клетках серу. Для фотосинтеза используют сероводород.
Пурпурные бактерии являются как автотрофами, так и хемоорганотрофами. Автотрофный тип питания присущ бактериям пурпурным и зеленым, которые обитают в чистых минеральных средах. Сырьем для питания им служит углекислота.
К хемоорганотрофам относятся несерные пурпурные бактерии, потому что им для полноценного питания необходимы органические ткани. В частности, эти фотосинтезирующие микроорганизмы нуждаются в витаминах. Потребность в них, в зависимости от типа прокариота, не одинакова.
Прототипы растений
В середине прошлого века микробиологи открыли тип микроорганизмов, содержащих в себе пигмент, удивительно похожий на хлорофилл автотрофов, т. е. зеленых растений. Однако процесс фотосинтеза пурпурные бактерии проводят совершенно по-иному. Например, при фотосинтезе пурпурные бактерии не выделяют кислород.
Эти фотосинтезирующие микроорганизмы являются жителями водного мира. Иногда их можно обнаружить и в почве, но при условии, что эта территория была достаточное время затоплена. Какие же типы водоемов предпочитают пурпурные бактерии?
- Озера.
- Пруды.
- Канавы.
- Серные источники.
- Лиманы.
- Морские заливы.
Пурпурные бактерии обычно образуют скопления в местах, насыщенных сероводородом, который используют в процессе питания. Они представляют собой бурые или зеленые пленки, которыми покрыты подводные предметы (палки, обрывки ткани) и дно. Вода может приобретать кровавый оттенок, что являлось в течение многих веков поводом для суеверий.
По соседству с пурпурными бактериями очень часто живут зеленые. Они также относятся к типу фотосинтезирующих микроорганизмов. Пурпурные и зеленые бактерии являются любителями концентрированного сероводорода, который они с удовольствием включают в рацион.
Питание микроорганизмов
1.
Для прокариот переключение с одного способа питания на другой при
изменении условий среды2.
Прокариоты в качестве источника питания использовать цианиды3.
В качестве источника углерода прокариотами реже используются4.
Лучшим источником углерода для большинства прокариот является
5.
Чаще в качестве источника углерода микроорганизмы используют спирты6.
Гетеротрофные прокариоты могут использовать7.
Фотоавтотрофные микроорганизмы используют части спектра8.
Донором аминогруппы для синтеза пиримидинов и аргинина является9.
Донором аминогруппы для синтеза пуринов является10. Автотрофы по азоту при исполовании минерального азота переводят его
в форму11. Наиболее близкий к органическим соединениям клетки уровень окисления
азота имеют12. У цианобактерий функции фотосинтеза выполняют13. У зеленых бактерий пигменты сосредоточены в14. У цианобактерий имеется15. У зеленых бактерий имеется16. У цианобактерий в гетероцистах фосфорилирование 17. Фотосинтезирующие микроорганизмы используют свет с длиной волны18. Микроорганизмы, осуществляющие процесс фоторедукции, используют свет
с длиной волны19. На долю ДНК в клетке
прокариот приходится сухой массы20. Вещества, поступающие в клетку бактерий являются 21. Для характеристики типов питания прокариот используют критерии22. К основным типам питания прокариот относится23. Если источник углерода —
органическое вещество, донор электронов Н2S,
источник энергии — свет, то тип питания24. Метанообразующие бактерии25. Азот в клетке бактерий
составляет от сухой массы26. По источнику углерода прокариоты подразделяются на27. Если источник углерода — СО2,
донор электронов Н2О,
источник энергии — свет, то тип питания28. Бескислородный фотосинтез
осуществляют29. Количество кислорода в
клетке бактерий составляет от сухой массы30. Автотрофы потребляют в качестве источника углерода31. Избирательное поступление питательных веществ в клетку бактерий
регулируется32. По донору электронов бактерии подразделяются на33. Литотрофы способны
использовать в качестве доноров электронов1.
H2, H2S
2.
C3H6O3 3.
C2H5OН
4.
СH4 5.
C6H12O6
34. К основным типам питания прокариот относится
1.
фотоорганогетеротрофный
2.
фотолитоавтотрофный
3.
хемолитогетеротрофный
4.
хемоорганоавтотрофный
5.
фотолитогетеротрофный
35. Кислородный фотосинтез осуществляют
1.
пурпурные бактерии
2.
цианобактерии
3.
зеленые бактерии
4.
цианобактерии и зеленые бактерии
5.
цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии
36. Количество углерода в
клетке бактерий составляет от сухой массы
1.
1%
2.
2-6%
3.
10%
4.
20%
5.
50%
37. Бактерии, не способные
синтезировать фактор роста по отношению к нему являются
1.
ауксотрофными
2.
миксотрофными
3.
прототрофными
38. Хемоорганогетеротрофы
могут использовать в качестве донора электронов
1.
H2О, H2S
2.
O2, NO3- 3.
C2H6O,
C2H5OН
4.
H2CO3,
СO2
5.
S2O32-
39. Хемолитоавтотрофами являются
1.
цианобактерии
2.
пурпурные бактерии
3.
нитрифицирующие бактерии
4.
аммонифицирующие бактерии
5.
целлюлозные бактерии
40. Гетеротрофы потребляют в качестве источника углерода:
1.
диоксид углерода
2.
органическое вещество
3.
углекислый кальций
4.
оксид углерода
5.
бикарбонат натрия
41. Факторами роста для бактерий могут быть:
1.
липиды, углеводы
2.
углеводы, белки
3.
нуклеиновые кислоты
4.
аминокислоты, витамины
5.
глицерин, сероводород
42. Органотрофы способны использовать в качестве доноров электронов
1.
H2, NH3,
H2S, Fe+ 2.
O2, NO3—
3.
C2H6O
4.
H2CO3 5.
SO42-43. Подавляющее большинство бактерий существует на основе:
1.
хемоорганоавтотрофии
2.
хемоорганогетеротрофии
3.
хемолитоавтотрофии
4.
хемолитогетеротрофии
5.
фотолитогетеротрофии
44. Фотоорганоавтотрофами являются:
1.
Цианобактерии
2.
пурпурные бактерии
3.
тионовые бактерии
4.
аммонифицирующие бактерии
5.
азотфиксирующие бактерии
45. Бактерии, восстанавливающие молекулярный азот до аммиака с
последующим включением его в состав органических веществ называются
____________.
46. Микроорганизмы, использующие мертвую органику называются
____________.
47. Микроорганизмы, живущие при низком содержании углерода в среде,
называются ___________.
48. Микроорганизмы, использующие органические вещества живого тела или
клетки, называются _____________.
49. Микроорганизмы, требующие для развития высоких концентраций углерода
в среде, называются ___________.
50. Процесс распада белков, сопровождаемый образованием NH4+,
называется ___________.
51. Распад мочевины до СО2 и NH3
катализирует фермент _____________.
Синезеленые водоросли – вершина бактериальной эволюции
Фотосинтез цианей происходит так же, как и у растений, что отличает их от других прокариот, а также грибов, поднимая на высшую степень эволюционного развития. Они являются облигатными фототрофами, так как не могут существовать без света. Однако некоторые имеют способность азотфиксации и образуют симбиозы с высшими растениями (как и некоторые грибы), сохраняя при этом способность к фотосинтезу. Недавно было обнаружено, что у этих прокариот существуют тилакоиды, обособленные от складок клеточной стенки, как у эукариот, что дает возможность сделать выводы о направлении эволюции фотосинтезирующих систем.
Другими известными симбионтами цианей являются грибы. С целью совместного выживания в суровых климатических условиях они вступают в симбиотические отношения. Грибы в этой паре играют роль корней, получая из внешней среды минеральные соли и воду, а водоросли осуществляют фотосинтез, поставляя органические вещества. Водоросли и грибы, входящие в состав лишайников, не смогли бы выжить в таких условиях раздельно. Кроме таких симбионтов, как грибы, у цианей есть ещё друзья среди губок.
