Bakteerien ravitsemus. Autotrofit ja heterotrofit.

Hengitysbakteerit

Bakteerit voidaan jakaa kahteen ryhmään sen mukaan, miten ne saavat energiaa: aerobeihin ja anaerobeihin. Aerobiset bakteerit käyttävät happea hajottaakseen orgaanista ainetta. Halkeilussa vapautuu energiaa, joka kuluu elintärkeisiin prosesseihin. Siksi aerobiset bakteerit voivat elää vain happiympäristössä, joka on tarpeen niiden hengittämiselle.

Anaerobiset bakteerit saavat energiaa orgaanisen aineen hapettomasta hajoamisesta – käymisestä tai hajoamisesta.

Anaerobiset bakteerit löysi ranskalainen biologi Louis Pasteur vuonna 1861. Tämä löytö hämmästytti biologit, koska kaikki uskoivat, että elämä oli välttämättä yhteydessä hengitykseen, toisin sanoen hapen käyttöön. Ensimmäinen L. Pasteurin löytämä anaerobinen bakteeri oli Clostridium butyricum, basilli, joka aiheuttaa hiilihydraattien käymisen.

Fermentaatio on hiilihydraattien hapetonta entsymaattista hajoamista.

Maitohappobakteerit esimerkiksi hajottavat glukoosimolekyylin kahdeksi maitohappomolekyyliksi. Samalla vapautuva energia he käyttävät elämänprosesseihin. Tämä reaktio voidaan kirjoittaa kemiallisilla symboleilla seuraavasti:

C 6 H 12 0 6 2 C 3 H 6 0 3 + ENERGIA

Tällaisia ​​reaktioita esiintyy maidon hapantamisen, kefirin valmistuksen, hapankaalin, omenoiden virtsaamisen ja säilöreilon aikana. Maidon, vihannesten ja hedelmien sisältämät sokerit hajoavat maitohapoksi ja bakteerit saavat tarvitsemansa energian. Mutta samaan aikaan alustan happamuus kasvaa vähitellen, ja siitä tulee sopimaton bakteerien elämään. Siksi käymisen jälkeen elintarvikkeita voidaan säilyttää pitkään.

Anaerobiset bakteerit jaetaan obligaatteihin, jotka eivät voi elää hapen läsnä ollessa, ja fakultatiivisiin, jotka elävät sekä hapessa että hapettomassa ympäristössä.

Ravintotavan mukaan bakteerit voidaan jakaa kahteen osaan suuria ryhmiä: autotrofit ja heterotrofit.

Autotrofit ovat bakteereja, jotka pystyvät syntetisoimaan eloperäinen aine epäorgaanisista.

Jos käytetään synteesiä aurinkoenergia, niin bakteereja kutsutaan fotosynteettisiksi, ja jos energia vapautuu eri kemialliset reaktiot, - kemosynteettiset aineet.

Kaikilla autotrofeilla on kaksi suurta entsyymiryhmää. Jotkut tarjoavat yksinkertaisten orgaanisten aineiden synteesin epäorgaanisista, kun taas toiset syntetisoivat komplekseja käyttämällä näitä aineita (glukoosi jne.). orgaaniset yhdisteet(tärkkelys, mureiini, proteiinit jne.).

Fotosynteettisiä bakteereja ovat violetit ja vihreät bakteerit. Toisin kuin kasvit, ne eivät saa vetyä (H) vedestä (H 2 0), vaan vetysulfidista (H 2 S). Kemiallisissa symboleissa bakteerien fotosynteesin reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:

CO 2 + H 2S C n H 2 n O n + H 2 0 + S

Tässä fotosynteesin muodossa happea ei vapaudu, ja rikki kerääntyy bakteerisoluihin. Tämän tyyppistä fotosynteesiä kutsutaan anaerobiseksi.

Fotosynteettiset bakteerit elävät useimmiten lieteen pinnalla olevissa säiliöissä, ja jotkut lajit elävät kuumissa lähteissä.

Erilainen fotosynteesin luonne (aerobinen) syanobakteereissa. Nämä ovat vanhimmat organismit, jotka ilmestyivät planeetallemme noin 3 miljardia vuotta sitten. Ne elävät pääasiassa makeissa vesistöissä aiheuttaen joskus "vesikukinta". Jotkut lajit elävät merissä ja valtamerissä sekä maalla muodostaen vihreitä plakkeja maaperään, kiviin ja puiden kuoreen.

Fotosynteesi syanobakteereissa on samanlaista kuin kasveissa, ja kemiallisilla symboleilla se voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

CO 2 + H 2 O C n H 2 n O n + O 2

Syanobakteerit olivat ainoat hapen toimittajat ilmakehään 800 miljoonaan vuoteen.

Kemosynteettiset bakteerit löysi ensimmäisen kerran venäläinen tiedemies S. N. Vinogradsky vuonna 1890. Nämä bakteerit käyttävät ammoniakin, typen, raudan ja rikkiyhdisteiden hapettumisen aikana vapautuvaa energiaa.

Heterotrofiset bakteerit käyttävät ravintoonsa valmiita orgaanisia aineita, joita organismit tuottavat tai kuolleiden ruumiiden jäännökset.

Näillä bakteereilla on kaksi tapaa saada tarvittavaa energiaa: käyminen ja hajoaminen.

Mädäntyminen on proteiinien ja rasvojen anaerobista entsymaattista hajoamista.

Jos bakteerit käyttävät kuolleiden ruumiiden jäänteitä elämäänsä, niitä kutsutaan saprotrofeiksi. Kuuluisa ranskalainen mikrobiologi Louis Pasteur 1800-luvun lopulla huomautti saprotrofisten bakteerien erittäin tärkeästä roolista luonnossa. Nämä bakteerit yhdessä homesienten kanssa ovat hajottajia (lat. Reduce - return). Halkaisemalla orgaaniset jäämät mineraalisuoloiksi ne puhdistavat planeettamme eläinten ruumiista ja kasvien jäännöksistä, tarjoavat eläville organismeille mineraalisuoloja ja sulkevat aineiden kiertokulkua luonnossa.

Samaan aikaan ruoan päälle pääsevät mätänevät bakteerit aiheuttavat niiden pilaantumista. Elintarvikkeiden suojaamiseksi hajoajilta ne kuivataan, peitataan, savustetaan, suolataan, jäädytetään, käymistetään tai erityisiä menetelmiä purkitus - pastörointi tai sterilointi.

Louis Pasteur kehitti nestemäisten elintarvikkeiden (maito, viini, olut jne.) säilöntämenetelmän, jota kutsuttiin pastöroinniksi. Bakteerien tuhoamiseksi neste kuumennetaan 65 - 70 ° C:n lämpötilaan ja inkuboidaan 15 - 30 minuuttia.

Bakteerien täydellinen tuhoutuminen saavutetaan steriloimalla. Tässä tapauksessa tuotteita pidetään 140 ° C: ssa noin 3 tuntia tai ne käsitellään kaasuilla, kovalla säteilyllä jne.

Patogeeniset bakteerit aiheuttavat sairauksia, kuten koleraa, ruttoa, tuberkuloosia, keuhkokuumetta, salmonelloosia, uusiutuva kuume, tonsilliitti, kurkkumätä, tetanus ja monet muut ihmisten sairaudet sekä erilaiset eläinten ja kasvien sairaudet.

Patogeenisten bakteerien tutkimuksen aloitti L. Pasteur, ja se kehitettiin Robert Kochin, E. Smithin, Danila Samoylovichin, S. Kitasaton teoksissa.

On jo pitkään tiedetty, että palkokasvit lisäävät maaperän hedelmällisyyttä. Theophrastus ja roomalainen tiedemies Gaius Plinius vanhin kirjoittivat tästä.

Vuonna 1866 tunnettu venäläinen kasvitieteilijä ja maantieteilijä M. S. Voronin huomasi, että on ha
syöpäturvotukset - kyhmyt, jotka muodostuvat bakteerien elintärkeän toiminnan seurauksena.

Vain 20 vuotta myöhemmin hollantilainen mikrobiologi Martin Beijerink onnistui todistamaan, että bakteerit asettuvat palkokasvien juurille, saavat niistä valmiita orgaanisia aineita ja antavat vastineeksi kasvelle kaivattua typpeä, jonka ne imevät ilmasta.

Siten bakteerien ja kasvien symbioosi havaittiin. Lisätutkimukset osoittivat, että ei vain kasveilla, vaan myös eläimillä ja jopa ihmisillä. Ihmisen suolistossa asettuu monenlaisia ​​bakteereja, jotka ruokkivat sulamattoman ruoan jäännöksiä ja antavat vastineeksi vitamiineja ja joitain muita ihmiselämän kannalta välttämättömiä aineita.

Bakteerit voidaan jakaa ravintotavan mukaan kahteen suureen ryhmään: autotrofeihin ja heterotrofeihin.

Autotrofeja kutsutaan bakteereiksi, jotka pystyvät syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista.

Jos aurinkoenergiaa käytetään synteesiin, niin bakteereja kutsutaan fotosynteesiksi ja jos erilaisten kemiallisten reaktioiden aikana vapautuvaa energiaa kutsutaan kemosynteetiksi.

Kaikilla autotrofeilla on kaksi suurta entsyymiryhmää. Jotkut tarjoavat yksinkertaisten orgaanisten aineiden synteesin epäorgaanisista, kun taas toiset syntetisoivat näitä aineita (glukoosi jne.) käyttämällä monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä (tärkkelys, mureiini, proteiinit jne.).

Fotosynteettisiä bakteereja ovat violetit ja vihreät bakteerit. Toisin kuin kasvit, ne eivät saa vetyä (H) vedestä (H 2 0), vaan vetysulfidista (H 2 S). Kemiallisissa symboleissa bakteerien fotosynteesin reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:

CO 2 + H 2S C n H 2 n O n + H 2 0 + S

Tässä fotosynteesin muodossa happea ei vapaudu, ja rikki kerääntyy bakteerisoluihin. Tämän tyyppistä fotosynteesiä kutsutaan anaerobiseksi.

Fotosynteettiset bakteerit elävät useimmiten lieteen pinnalla olevissa säiliöissä, ja jotkut lajit elävät kuumissa lähteissä.

Erilainen fotosynteesin luonne (aerobinen) syanobakteereissa. Nämä ovat vanhimmat organismit, jotka ilmestyivät planeetallemme noin 3 miljardia vuotta sitten. Ne elävät pääasiassa makeissa vesistöissä aiheuttaen joskus "vesikukinta". Jotkut lajit elävät merissä ja valtamerissä sekä maalla muodostaen vihreitä plakkeja maaperään, kiviin ja puiden kuoreen.

Fotosynteesi syanobakteereissa on samanlaista kuin kasveissa, ja kemiallisilla symboleilla se voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä:

CO 2 + H 2 O C n H 2 n O n + O 2

Syanobakteerit olivat ainoat hapen toimittajat ilmakehään 800 miljoonaan vuoteen.

Kemosynteettiset bakteerit löysi ensimmäisen kerran venäläinen tiedemies S. N. Vinogradsky vuonna 1890. Nämä bakteerit käyttävät ammoniakin, typen, raudan ja rikkiyhdisteiden hapettumisen aikana vapautuvaa energiaa.

Heterotrofiset bakteerit käyttävät ravintoonsa valmiita orgaanisia aineita, joita organismit tuottavat tai kuolleiden ruumiiden jäännökset.

Näillä bakteereilla on kaksi tapaa saada tarvittavaa energiaa: käyminen ja hajoaminen.

Mädäntyminen on proteiinien ja rasvojen anaerobista entsymaattista hajoamista.

Jos bakteerit käyttävät kuolleiden ruumiiden jäänteitä elämäänsä, niitä kutsutaan saprotrofeiksi. Kuuluisa ranskalainen mikrobiologi Louis Pasteur 1800-luvun lopulla huomautti saprotrofisten bakteerien erittäin tärkeästä roolista luonnossa. Nämä bakteerit yhdessä homesienten kanssa ovat hajottajia (lat. Reduce - return). Halkaisemalla orgaaniset jäämät mineraalisuoloiksi ne puhdistavat planeettamme eläinten ruumiista ja kasvien jäännöksistä, tarjoavat eläville organismeille mineraalisuoloja ja sulkevat aineiden kiertokulkua luonnossa.

Samaan aikaan ruoan päälle pääsevät mätänevät bakteerit aiheuttavat niiden pilaantumista. Elintarvikkeiden suojaamiseksi hajoajilta ne kuivataan, peittataan, savustetaan, peitataan, jäädytetään, peitataan tai erityisillä säilöntämenetelmillä - pastöroidaan tai steriloidaan.

Louis Pasteur kehitti nestemäisten elintarvikkeiden (maito, viini, olut jne.) säilöntämenetelmän, jota kutsuttiin pastöroinniksi. Bakteerien tuhoamiseksi neste kuumennetaan 65 - 70 ° C:n lämpötilaan ja inkuboidaan 15 - 30 minuuttia.

Bakteerien täydellinen tuhoutuminen saavutetaan steriloimalla. Tässä tapauksessa tuotteita pidetään 140 ° C: ssa noin 3 tuntia tai ne käsitellään kaasuilla, kovalla säteilyllä jne.

Patogeeniset bakteerit aiheuttavat sairauksia, kuten koleraa, ruttoa, tuberkuloosia, keuhkokuumetta, salmonelloosia, uusiutuvaa kuumetta, nielurisatulehdusta, kurkkumätä, tetanusta ja monia muita ihmisten sairauksia sekä erilaisia ​​eläin- ja kasvisairauksia.

Patogeenisten bakteerien tutkimuksen aloitti L. Pasteur, ja se kehitettiin Robert Kochin, E. Smithin, Danila Samoylovichin, S. Kitasaton teoksissa.

On jo pitkään tiedetty, että palkokasvit lisäävät maaperän hedelmällisyyttä. Theophrastus ja roomalainen tiedemies Gaius Plinius vanhin kirjoittivat tästä.

Vuonna 1866 tunnettu venäläinen kasvitieteilijä ja maantieteilijä M. S. Voronin huomasi, että on ha
syöpäturvotukset - kyhmyt, jotka muodostuvat bakteerien elintärkeän toiminnan seurauksena.

Vain 20 vuotta myöhemmin hollantilainen mikrobiologi Martin Beijerink onnistui todistamaan, että bakteerit asettuvat palkokasvien juurille, saavat niistä valmiita orgaanisia aineita ja antavat vastineeksi kasvelle kaivattua typpeä, jonka ne imevät ilmasta.

Siten bakteerien ja kasvien symbioosi havaittiin. Lisätutkimukset osoittivat, että ei vain kasveilla, vaan myös eläimillä ja jopa ihmisillä. Ihmisen suolistossa asettuu monenlaisia ​​bakteereja, jotka ruokkivat sulamattoman ruoan jäännöksiä ja antavat vastineeksi vitamiineja ja joitain muita ihmiselämän kannalta välttämättömiä aineita.

Bakteerien merkitys

1. Osallistua ekosysteemeihin kuolleiden orgaanisten aineiden tuhoamiseen ja siten suoraan hiilen, typen, fosforin, rikin, raudan ja muiden alkuaineiden kiertokulkuun.

2. Monet luonnossa tapahtuvat prosessit liittyvät bakteerien toimintaan, sekä symbioottiseen (kyhmybakteerit) että ei-symbioottiseen (atsotobakteerit) molekyylitypen sitoutumiseen.

Ihminen käyttää monenlaisia ​​bakteereja kansantaloudessa: saamaan luomutuotteita käymisen tuloksena (etikkahappo, laktobasillit).

3. Toimii antibioottien (gramicidiini, streptomysiini) hankintalähteenä.

4. Bakteereilla luodaan uusia menetelmiä teollisuuden tärkeimpien aineiden, kuten alkoholien, orgaanisten happojen, sokereiden, polymeerien, aminohappojen ja useiden entsyymien saamiseksi.

5. Nisäkkäiden symbioottiset suolistobakteerit (mikrofloora) osallistuvat useiden B-vitamiinien ja K-vitamiinin synteesiin ja myös hajottavat kuituja.

6. Kiitos geenitekniikka Tällä hetkellä ihmisen insuliinigeenit on onnistuttu siirtämään E. colin genomiin, ja tämän hormonin teollinen tuotanto on jo alkanut.

7. Monet bakteerityypit aiheuttavat sairauksia kasveissa, eläimissä ja ihmisissä.

Luku 11

Virusten valtakunta (VIRA)

Virusten löytämisen historia

1800-luvun lopulla outo tauti iski Krimin tupakkaviljelmille. Sairaiden kasvien lehdet peittyivät ruosteisilla täplillä, rypistyivät ja kuivuivat.

Pietarin yliopistosta valmistunut D.I. Ivanovsky kiinnostui tästä taudista. Taudin aiheuttajan eristämiseksi hän jauhasi sairaiden kasvien lehdet ja suodatti tuloksena olevan mehun kankaan läpi. Ei kuitenkaan siivilöidyssä mehussa eikä kankaalla olevissa jäännöksissä patogeeniset bakteerit D.I. Ivanovsky ei löytänyt sitä. Samaan aikaan terveiden kasvien lehtiin levitetty siivilöity mehu aiheutti tyypillisen taudin 80 prosentissa tapauksista. Ehkä tautia aiheuttavat bakteerit ovat liian pieniä? Ivanovsky suodattaa mehun posliinisuodattimen läpi, joka, kuten tiedät, ei päästä edes pienimpien bakteerien läpi. Ja taas turhaan. D. I. Ivanovsky päättelee, että tupakkataudin aiheuttavat pienimmät suodattavat bakteerit, joita ei voida nähdä optisella mikroskoopilla.

Muutamaa vuotta myöhemmin hollantilainen mikrobiologi Martin Beijerinck tutkii tupakkatautien syitä ja tulee siihen tulokseen, että kasveihin vaikuttaa ... myrkyllinen neste, jota hän kutsui "virukseksi" (latinasta virus - myrkky). Mutta myrkky osoittautui erittäin oudoksi: minkä tahansa myrkyn vahvuus riippuu sen pitoisuudesta, mutta Beyerink-virus missä tahansa laimennuksessa antoi saman tuloksen. Ja myrkyn lähde jäi tuntemattomaksi.

Vuonna 1932 professori Windell Stanley (USA) onnistui saamaan teelusikallisen kiteitä tonnista sairastuneita lehtiä. Hankaamalla terveiden kasvien lehtiä näiden kiteiden liuoksilla hän aiheutti ne tyypillisiä sairauksia. Mutta voivatko elävät olennot muuttua kiteiksi? Stanley päättelee, että virukset eivät ole eläviä olentoja, vaan proteiinimolekyylejä.

Vain seitsemän vuotta myöhemmin elektronimikroskoopilla oli mahdollista nähdä vaikeasti löydetty virus.

Virusten rakenne

Kaikkia viruksia voidaan pitää geneettisinä elementteinä, jotka on puettu suojaavaan proteiinikuoreen ja jotka voivat siirtyä solusta toiseen.

Yksittäiset viruspartikkelit - virionit - ovat symmetrisiä kappaleita, jotka koostuvat toistuvista elementeistä. Jokaisen virionin ytimessä on geneettinen materiaali, jota edustavat DNA- ja RNA-molekyylit. Näiden molekyylien muotojen kirjo on suuri: on viruksia, jotka sisältävät kaksijuosteista DNA:ta pyöreässä tai lineaarisessa muodossa; virukset, joissa on yksijuosteinen pyöreä DNA; yksijuosteinen tai kaksijuosteinen RNA; joka sisältää kaksi identtistä yksijuosteista RNA:ta.

Viruksen geneettistä materiaalia (genomia) ympäröi kapsidi - proteiinikuori, joka suojaa sitä sekä nukleaasien - nukleiinihappoja tuhoavien entsyymien - vaikutukselta että ultraviolettisäteilylle altistumiselta.

Virukset ovat tartunnanaitajia

Mikään tunnetuista viruksista ei kykene itsenäiseen olemassaoloon. Vain kun se pääsee soluun, viruksen geneettinen materiaali uusiutuu, jolloin solujen biokemiallisten kuljettimien työ siirtyy virusproteiinien tuotantoon: sekä viruksen mädäntymisen replikaatioon tarvittavat entsyymit - sen geenien kokonaisuus ja proteiinit viruskuoresta. Solussa tapahtuu yhden siihen joutuneen viruksen lukuisten jälkeläisten nukleiinihappojen ja proteiinien kokoonpano.

Virusten tutkiminen mahdollisti paitsi monien muinaisista ajoista lähtien tunnettujen sairauksien syiden selvittämisen, myös löytää tapoja torjua niitä.

Elävien organismien soluihin asettuessaan virukset aiheuttavat monia vaarallisia sairauksia kasvit (tupakan, tomaattien, kurkkujen mosaiikkitauti; lehtikäpristymät jne.) ja kotieläimet (suu- ja sorkkatauti, sikojen ja lintujen rutto jne.), mikä vähentää jyrkästi satoa ja johtaa eläinten joukkokuolemiin.

Virukset aiheuttavat ihmisille vaarallisia sairauksia (tuhkarokko, isorokko, poliomyeliitti jne.). SISÄÄN viime vuodet he lisäsivät toisen taudin - AIDSin (hankitun immuunikato-oireyhtymän).

Riisi. 91. Stafylokokit ja streptokokit mätässä.

Riisi. 92. Bakteerin rakenne: 1. kapseli, 2. soluseinä, 3. sytoplasmakalvo, 4. protoplasti, 5. siiman tyvirunko, 6. siima, 7. pili, 8. nukleoidi (DNA-ketju), 9. mesosomit, 10. ribosomit, 11. vakuolit ja sulkeumat.

Puoliläpäisevä sytoplasminen kalvo mahdollistaa aineiden selektiivisen pääsyn soluun ja vapautumisen soluun ympäristöön aineenvaihduntatuotteita ja muodostaa myös sisäänvetäytymisen sytoplasman - lysosomien - sisällä. Redox-entsyymit sijaitsevat lysosomien kalvoilla, ja fotosynteettisissä bakteereissa on vastaavat pigmentit, joiden ansiosta ne pystyvät suorittamaan mitokondrioiden, kloroplastien tai Golgi-laitteen toimintaa.

Ohut ja joustava soluseinä, joka sisältää mureiini, antaa bakteerisolulle tietyn muodon, suojaa solun sisältöä haitallisten tekijöiden vaikutuksilta ulkoinen ympäristö ja suorittaa monia muita toimintoja. Monet lajit muodostavat limaisen kapselin.

Solun keskiosassa on nuklidi, sisältää yhden suljetun DNA-ketjun, joka ohjaa kaikkien solunsisäisten prosessien normaalia kulkua ja on geneettisen tiedon kantaja. Tumasoluja ei löydetty bakteereista. Ei myöskään ole mitokondrioita, kloroplasteja, Golgi-kompleksia ja muita kaikille tyypillisiä kalvorakenteita. eukaryoottisolut. Bakteerisolun sytoplasmassa on kuitenkin valtava määrä ribosomeja (joskus jopa 20 tuhatta). Joillakin vesi- ja maaperässä olevilla bakteereilla, joissa ei ole siimat, on sytoplasmassa kaasuvakuoleja. Säätelemällä tyhjiöissä olevien kaasujen määrää vesibakteerit voivat vajota vesipatsaan tai nousta sen pinnalle, kun taas maaperän bakteerit voivat liikkua maaperän kapillaareissa.

Bakteerisolun vara-aineita ovat polysakkaridit (tärkkelys, glykogeeni), rasvat, polyfosfaatit.

Useimmat bakteerit ovat värittömiä ja vain harvat (vihreät ja violetit) sisältävät pigmenttejä sytoplasmassa, kuten vihreää klorofylliä ja punaista fykoerytriiniä.

Bakteerit lisääntyvät yksinkertainen jako solut kahdessa (kuva 93). Lisääntymistä silmuttamalla tapahtuu poikkeuksena bakteereissa. SISÄÄN Viime aikoina joillakin bakteereilla on yksinkertaistettuja sukupuoliprosessin muotoja (esimerkiksi Escherichia colissa) (kuva 94).

Riisi. 93. Grampositiivisten ja gramnegatiivisten bakteerien jako.

Kuva 94. F-tekijän konjugaatio ja siirto: 1-replikaatio, siirto (2) ja 2. juosteen (3) synteesi. Alla on mikrokuva bakteerikonjugaatiosta.

Seksuaalinen prosessi muistuttaa konjugaatiota, jossa geneettisen materiaalin siirtyminen solusta toiseen tapahtuu niiden suoran kosketuksen aikana. Sen jälkeen solut erotetaan. Sukupuoliprosessin seurauksena yksilöiden määrä pysyy samana, mutta niiden perinnöllinen materiaali vaihtuu, eli tapahtuu geneettinen rekombinaatio.

Pienellä ryhmällä bakteereja on taipumus itiöidä. Samaan aikaan bakteerisolu käy läpi useita biokemiallisia prosesseja: siinä olevan vapaan veden määrä vähenee, entsymaattinen aktiivisuus, sytoplasma kutistuu ja peittyy erittäin tiheällä kalvolla.

Itiöt tarjoavat kyvyn kestää epäsuotuisia olosuhteita. Ne kestävät pitkäaikaista kuivausta, yli 100 asteen kuumennusta ja jäähdytystä lähes absoluuttiseen nollaan. Normaalitilassa bakteerit ovat epävakaita kuivattaessa, suorassa auringonpaisteessa, kun lämpötila nousee 65-80 asteeseen jne. Suotuisissa olosuhteissa itiöt turpoavat ja itävät muodostaen uuden bakteerisolun.

Riisi. 95. Itiöitä muodostavat bakteerit.

Huolimatta bakteerien jatkuvasta kuolemasta, nämä primitiiviset organismit ovat säilyneet muinaisista ajoista lähtien nopean lisääntymiskyvyn, itiöiden muodostumisen, äärimmäisen vastustuskyvyn erilaisille ympäristötekijöille ja kaikkialle levinneen leviämisen ansiosta.

Ruoan tyypin mukaan Bakteerit jaetaan kahteen ryhmään: autotrofisiin ja heterotrofisiin. Autotrofiset bakteerit syntetisoivat orgaanisia aineita epäorgaanisista. Fuusioreaktiot kulkevat energiankulutuksen mukana. Sen mukaan, mitä energiaa autotrofit käyttävät orgaanisten aineiden syntetisoimiseen, erotetaan foto- ja kemosynteettiset bakteerit.

Hengityksen tyypin mukaan(molekyylihapen tarpeen asteen mukaan) bakteerit jaetaan kolmeen ryhmään:

Riisi. 96. Modernit näkymät mikro-organismit - sauvan muotoiset bakteerit ja kokit (mikrokuva).

Kysymyksiä:

1. Mikä on bakteerisolun rakenne?

2. Mitä eroa on bakteerisolulla ja kasvisolulla?

4. Miten bakteerit lisääntyvät?

5. Mitä bakteereille tapahtuu epäsuotuisissa olosuhteissa?

§27. Bakteerit ovat hyödyllisiä ihmisille.

Mikro-organismeilla on hyvin tärkeä ihmisille: ensinnäkin siksi, että niillä on tärkeä rooli biosfäärissä, ja toiseksi, koska niitä voidaan käyttää eri tarkoituksiin. Ihminen käyttää bakteereja yhä enemmän luomalla uusia biotekniikoita. Bioteknologia on suuren osan menestyksestään velkaa geneetikoille.

Riisi. 97. E. colin solut

Bakteerit ja maaperän hedelmällisyys.

Bakteereilla on tärkeä rooli maaperän hedelmällisyydessä. Bakteerien elintärkeän toiminnan vuoksi tapahtuu kuolleiden kasvien ja eläinten orgaanisten aineiden hajoamista ja mineralisaatiota. Tuloksena yksinkertainen epäorgaaniset yhdisteet ovat mukana yleisessä aineiden kierrossa, joita ilman elämä maan päällä olisi mahdotonta. Bakteerit yhdessä jäkälien, sienten ja levien kanssa tuhoavat kiviä ja osallistuvat siten alkuvaiheet maaperän muodostusprosessit.

Erityinen rooli luonnossa on bakteereilla, jotka pystyvät sitomaan molekyylityppeä, jota korkeammat kasvit eivät pääse käsiksi. Sellaiset bakteerit, jotka asuvat maaperässä, rikastavat sitä typellä. Tähän ryhmään kuuluvat kyhmybakteerit, jotka asettuvat palkokasvien juurille. Tunkeutuessaan juurikarvojen läpi juureen aiheuttavat voimakkaan juurisolujen kasvun kyhmyjen muodossa. Aluksi bakteerit elävät kasvin kustannuksella, ja sitten ne alkavat sitoa typpeä, minkä jälkeen muodostuu ammoniakkia ja siitä nitriittejä ja nitraatteja. Syntyvät typpipitoiset aineet riittävät sekä bakteereille että kasveille. Lisäksi osa nitriiteistä ja nitraateista vapautuu maaperään, mikä lisää sen hedelmällisyyttä.

Viemärien puhdistus.

Jätevedenpuhdistamoissa bakteereilla on lähes sama rooli kuin maaperässä. Ne myös hajottavat orgaanisen aineen vaarattomiksi liukenemattomiksi epäorgaanisiksi yhdisteiksi.

kotitalous jätevesi Erotettu aikaisemmin erityisissä laskeutussäiliöissä nestemäiseksi osaksi ja lieteiseksi sedimentiksi, jotka sitten käsitellään useissa vaiheissa aerobisten ja anaerobisten bakteerien avulla.

Anaerobisten bakteerien tuottamaa metaania käytetään joskus polttoaineena jätevedenpuhdistamoiden toimintamekanismeissa. Puhdistuksen jälkeen saadaan puhdistettu neste, joka johdetaan jokiin.

symbioottiset bakteerit.

Nisäkkäät ja muut eläimet eivät pysty sulattamaan kuitua, koska niissä ei ole selluloosaentsyymiä. Suurin osa kasvinsyöjien syömästä ruoasta on kuitua.

Kuitenkin symbioottiset bakteerit ja kuituja sulattavat alkueläimet elävät niiden suolistossa. Kaneissa tällaiset bakteerit elävät umpisuolessa ja umpilisäkkeessä, lehmillä ja lampailla - pötsissä. Epäsuorasti nämä bakteerit palvelevat myös ihmisiä, koska ne käyttävät kotieläinten lihaa ruokaan.

Suoremmin ihmiseen liittyy hänen oman suoliston "mikrofloora". Monet bakteerit elävät suolistossa, osa niistä syntetisoi B- ja K-vitamiineja.

Jotkut ihmisen iholla elävät bakteerit suojaavat sitä polyogeenisten organismien aiheuttamilta infektioilta.

Ihmisen bakteerisymbiontit muodostavat sen normaalin mikroflooran. Ne elävät suolistossa, iholla, limakalvoilla ja tarjoavat joko suojaa (kilpailukykyisellä tavalla estäen muita haitallisia bakteereja asuutumasta näille alueille) tai osallistuvat ruoansulatukseen ja joidenkin vitamiinien synteesiin. henkilö. Olemme jo maininneet ihmisen symbiontin coli. Kaikkiaan ihmisen normaaliin mikroflooraan kuuluu noin 500 bakteerilajia. Jos tapat kaikki bakteerit ihmisen iholla tai suolistossa, siitä ei seuraa mitään hyvää. Normaalin mikroflooran roolia tutkittiin steriileillä eläimillä. Eläimiä (rottia tai hiiriä) kasvatetaan erityisolosuhteissa, ja ne katsovat, mitä niille tapahtuu ilman bakteereja. On huomattava, että he eivät elä kovin hyvin. Näin ollen jokainen oikea mies- tämä ei ole vain Homo sapiens -lajin edustaja, vaan koko kokoelma erilaisia ​​organismeja.

Virukset, kuten herpesvirus, voivat tarttua myös sukupuoliteitse. Herpesvirus aiheuttaa iholle rakkuloita, jotka ovat täynnä virushiukkasia ("kuume"). Väestön keskuudessa läntiset maat 70-90 %:lla on herpesvirustartunta, 30 %:lla ihottumaa ja 10 %:lla taudin sukupuolielinten muotoja. Ihmisen immuunikatovirukset voivat tarttua sukupuoliteitse (aiheuttaa AIDS - progressiivinen immuunikatooireyhtymä), hepatiitti B ja C (vaikuttavat maksaan), papilloomavirukset (aiheuttavat ihon epiteelin kasvua ja parran muodostumista; jotkut lajit kehittävät syöpää) .

Sukupuolitautien aiheuttajista on aiemmin kuvattu gonokokki, pallidum spirochete ja eukaryoottinen organismi Trichomonas. Jos potilaalla oli pitkään merkkejä virtsatietulehduksesta, mutta mitään näistä kolmesta taudinaiheuttajasta ei havaittu, hänellä diagnosoitiin epäspesifinen virtsaputkentulehdus. Kuitenkin 1900-luvun jälkipuoliskolla löydettiin "epäspesifisen" tulehduksen aiheuttajia. Näitä ovat gardnerella, klamydia, ureaplasma, mykoplasma ja jotkut muut lajit. Niiden aiheuttamat sairaudet eroavat siitä, että ne menevät usein ilman oireita, jäävät kantajalle huomaamatta ja menevät krooninen muoto. Ainakin yksi näistä taudinaiheuttajista löytyy 30-50 %:lla ihmisistä, joistakin ihmisistä (joilla on useita seksikumppaneita) löytyy kokonainen "kimppu" taudinaiheuttajia. Tähän asti jotkut lääkärit uskovat, että nämä bakteerit eivät ole vaarallisia. Tämä ei ole totta, on jo pitkään osoitettu, että nämä bakteerit eivät ole vain taudinaiheuttajia virtsatietulehdukset, yksi kaikista vakavia komplikaatioita mikä on hedelmättömyyttä, mutta myös useita yleisiä sairauksia, juuri vakiintuneet ajatukset muuttuvat hitaasti.

Gardnerella-bakteeri, joka aiheuttaa gardnerelloosia tulehduksellinen sairaus virtsatie - kuvattiin 1900-luvun puolivälissä. Gardnerella on hieman suurempi kuin gonokokki, sillä on prokaryooteille tyypillinen rakenne. Potilailta saaduissa valmisteissa sukuelinten epiteelin solut näyttävät "pippureilta"; nämä pippurit ovat vain gardnerellaa. Ne aiheuttavat myös virtsa- ja sukupuolielinten tulehdusta, ja useimmat vakava seuraus tällainen sairaus on hedelmättömyys.

Siirrytään viruksiin.

Virukset eivät ole prokaryootteja. Joskus ne eristetään erillisessä valtakunnassa, joskus niitä kuvataan luonnon valtakuntien ulkopuolella. Virusten luokittelussa on joitain ongelmia, kiistaa siitä, pidetäänkö viruksia elävinä vai ei-elävinä. Aiemmin viruksia pidettiin yksinkertaisimpina organismeina, koska ne ovat pienimpiä ja niissä on vähiten proteiineja ja DNA:ta, ja uskottiin, että kaikki muut organismit ovat peräisin viruksista. Mutta nyt kun on todettu, että virukset eivät voi elää ilman solua, ei ole mitään syytä ajatella, että ne olisivat ilmestyneet ennen solua. Ilmeisesti ajatus, että virukset ovat "raivostuneita" geenejä, on lähinnä totuutta; nämä ovat geenejä, joista on tullut autonomisia ja jotka ovat hankkineet oman lisääntymisjärjestelmän.

Kaikista muodon ja koon eroista huolimatta kaikki virukset muodostuvat samalla tavalla. Kaikki ne on peitetty proteiinikuorella ja sisältävät nukleiinihappoa - RNA:ta tai DNA:ta. DNA voi olla pyöreä tai lineaarinen, RNA voi olla yksi- tai kaksijuosteinen.

Harkitse viruspartikkelien rakennetta käyttämällä esimerkkinä herpesvirusta. Viruksen proteiinikuori, jota kutsutaan nukleokapsidiksi, on rakennettu proteiineista ja on säännöllinen kuusikulmio. Ympärillä on kuori, jonka virus rakentaa solukalvojen palasista, joita elimistö ei hyökkää, koska nämä ovat sen omien solujen kalvoja. Totta, nämä kalvot on peitetty virusproteiineilla, joten immuunijärjestelmä voi silti tunnistaa herpesviruksen. "Kääriminen" kalvoon on tapa suojata virusta. Proteiinin kuusikulmion sisällä on lineaarinen kaksijuosteinen DNA-molekyyli. Alla oleva kuva oikealla esittää solua, joka on "täytetty" kypsyvän viruksen hiukkasilla. Herpesvirus lisääntyy ihon epiteelin soluissa, mutta lisääntymisen aikana viruspartikkelit saastuttavat hermoja ja virus pääsee hermoa pitkin selkäytimeen. Siellä virus-DNA integroituu selkäytimen juurien solujen genomiin, joten tartunnan jälkeen ihminen kantaa virus-DNA:ta. On mahdotonta parantaa sitä ikuisesti, paitsi ehkä poistaa se yhdessä selkäytimen solujen kanssa. Ajoittain genomiset kopiot voivat syntetisoida uutta virus-DNA:ta. Mutta jos ihmisen immuunijärjestelmä toimii hyvin, hänellä on vasta-aineita, jotka suojaavat häntä tältä virukselta. Nämä vasta-aineet estävät virusta pääsemästä ulos piilopaikastaan. Mutta kun immuunijärjestelmä heikkenee esimerkiksi flunssan yhteydessä, veren vasta-ainetiitteri laskee, virukset poistuvat selkäytimen soluista ja pääsevät hermoa pitkin ihon epiteeliin, ja siellä se alkaa jo lisääntyä. Siksi kuplia, jotka vuotavat paikoissa, joiden kautta virus pääsi kehoon - useimmiten kasvoille, huulille - kutsutaan "vilustumiseksi".

Herpesviruksen lähisukulainen on vesirokkovirus. Ihminen sairastaa vesirokkoa kerran elämässään, yleensä lapsuudessa. Lapsen koko keho on peitetty herpeettisillä vesikkeleillä; silloin myös vesirokkovirus asettuu paikalleen selkäydin, ja viruksen aktivoituminen aiheuttaa hermotulehduksen ja ihottuman, jota kutsutaan vyöruusuksi. Prosessi on melko tuskallinen ja voi viedä henkilön työkyvyn kuukaudeksi.

Papilloomavirus on paljon pienempi kuin herpesvirus. Periaatteessa rakenne on sama. Se tarttuu suorassa kosketuksessa, mukaan lukien seksuaalinen kontakti. Papilloomavirus on melko yleinen; se aiheuttaa epiteelin kasvua (muodostuu syyliä ja papilloomeja). Jotkut tämän viruksen kannat ovat onkogeenisiä - ne aiheuttavat kohdunkaulan syöpää naisilla. Eli kyseessä on sukupuoliteitse tarttuva syövän muoto. Rokotteita on nyt kehitetty suojaamaan ihmisiä tältä syöpämuodolta.

AIDS-virus

Alla olevassa kuvassa on malli ja valokuva ihmisen immuunikatoviruksesta (HIV). Virus aiheuttaa progressiivisen immuunikato-oireyhtymän (AIDS). Viruspartikkeli sisältää useita proteiinikuoria, joiden sisällä on kaksi viruksen RNA-molekyyliä. Tämä virus saastuttaa lymfosyyttejä, soluja, jotka suojaavat kehoa infektiolta. Lymfosyyttien tuhoaminen riistää ihmisen immuunipuolustus vastaan erilaisia ​​infektioita. Samanaikaiset infektiot tai kasvaimet, jotka kehittyvät heikentyneen immuunipuolustuksen vuoksi, aiheuttavat AIDS-potilaiden kuoleman.

Ihmisen immuunikatoviruksen elinkaari on ominaista myös muille viruksille, jotka sisältävät RNA:ta ja integroivat RNA-genominsa isäntägenomiin.

Seuraavat vaiheet voidaan erottaa:

Virus kiinnittyy solun pinnalla oleviin reseptoreihin.

Virus tulee soluun näiden reseptorien avulla ja "riisuu" - poistaa proteiinikuoren RNA:sta.

Viruksen RNA:ssa se syntetisoi DNA:n kopion RNA:lle käyttämällä käänteiskopioijaentsyymiä (revertaasi). Revertaasi on osa viruspartikkelia. Ensin syntetisoidaan yksi DNA-juoste, sitten RNaasi tuhoaa tämän kompleksin RNA:n ja toinen DNA-juoste syntetisoidaan.

Virusgenomin DNA-kopio menee tumaan ja integroituu solugenomiin. Sen jälkeen virus voi olla siellä useita vuosia näyttämättä itseään. Tätä kutsutaan piileväksi vaiheeksi.

Transkriptio tapahtuu viruksen DNA:ssa, joka on upotettu isäntägenomiin, ja virusproteiinit syntetisoidaan. He suorittavat prosesseja, jotka ovat välttämättömiä RNA:n prosessoimiseksi ja muuttamiseksi muotoon, joka on osa viruspartikkeleita. Sitten tartunnan aiheuttavat hiukkaset kootaan.

Uudet viruspartikkelit poistuvat soluista. Muunnelmien muodostavien proteiinien jonkinlaisen transformaation jälkeen hiukkasesta tulee tarttuva ("kypsyy"), ja sykli voidaan toistaa uudelleen.

Todennäköisyys saada HIV-tartunta kerta-altistumisesta

Seksuaaliset kontaktit (emätin, anaali, oraalinen) 1,0 %

Veren ja verituotteiden siirto > 90 %

Parenteraalisesti (kontaminoituneet lääketieteelliset ja muut instrumentit) 1,0 % - 90 %

Lääkintähenkilöstö loukkaantui saastuneiden instrumenttien takia< 0,5 %

Perinataalinen (raskaus, synnytys) infektio 2-5 %:sta 30 %:iin

Suojavarusteet.

Virtsa- ja sukupuolielinten ei-bakteeri-infektiot

Bakteeri-infektioiden lisäksi eukaryoottisten organismien – alkueläinten ja sienten – aiheuttamat sairaudet tarttuvat myös sukupuoliteitse. Yleisimpiä sukupuoliteitse tarttuvia sieni-infektioita ovat kandidiaasi (sammas), jota kutsuu Candida-suvun hiivamainen sieni.

Virtsaelinten tulehdus aiheuttaa Trichomonaksen - yksinkertaisin yksisoluinen. Kuten kaikki eukaryootit, Trichomonasilla on ydin, mutta mielenkiintoista kyllä, sillä ei ole mitokondrioita. Trichomonasin energiaa tuottavia organelleja kutsutaan hydrogenosomeiksi. Ne korostavat molekyylivetyä ja ovat tehokkaita hapen puutteessa, kun aerobinen hengitys ei ole saatavilla. Hydrogenosomit ovat mitokondrioiden evoluutiojohdannaisia, ja tämän todistaa se, että niistä löydettiin DNA:ta. Trichomonasin lisäksi ne sisältävät joitain muita alkueläimiä.

Trichomonas pystyy absorboimaan muita mikro-organismeja. Alla olevassa kuvassa on Trichomonas vangitsemiensa gonokokkien kanssa. Samalla se suojaa niitä antibioottien vaikutukselta, joten lääkäri ottaa aina huomioon, mikä taudinaiheuttajayhdistelmä löytyy. Ensin sinun on parannettava trikomoniaasi ja vasta sitten bakteeri-infektiot.

Näitä infektioita hoidetaan antibiooteilla. Ensimmäinen antibiootti eristettiin penicillum-sienestä. Löytö tehtiin 1920-luvun lopulla. Alexander Fleming, laboratoriotyöntekijä Lontoon sairaalassa ( Nobel palkinto lääketieteessä 1945). Antibioottia kutsuttiin penisilliiniksi, ja sen käyttö pelasti monien ihmisten hengen. Penisilliini vaikuttaa bakteerien kalvoihin. Se kuuluu beetalaktaamiantibioottien luokkaan. Näiden antibioottien molekyylissä on niin kutsuttu laktaamirengas. Se jäljittelee bakteerin soluseinäelementtiä, joten soluseinää rakentavat entsyymit sitoutuvat antibioottimolekyyliin ja estyvät. Bakteerin soluseinään ilmestyy "reikiä", ja solu voi yksinkertaisesti räjähtää. Myös kefalosporiinit kuuluvat tähän antibioottiryhmään.

Muiden ryhmien antibiootit, mukaan lukien tetrasykliini, estävät mRNA:n proteiinisynteesin eri vaiheita. Ne vaikuttavat vain pieniin prokaryoottisiin ribosomeihin. Ihmisillä, kuten myös muissa eukaryoottisissa organismeissa, ribosomit ovat suuria. Mutta mitokondriot sisältävät prokaryoottityyppisiä ribosomeja, ja siksi tämä antibioottiluokka vahingoittaa mitokondrioita. Yleensä välikorvassa toimivien solujen mitokondriot kärsivät ensimmäisinä, joten kuurous voi kehittyä komplikaationa tällaisilla antibiooteilla. Hoidossa on noudatettava suositeltuja lääkkeen annoksia, eikä useita antibiootteja, joilla on sama sivuvaikutus peräkkäin, käytä.

Antibiootit vaikuttavat sienisolujen kalvoon, koska sienet ovat eukaryootteja ja niiden ribosomeihin on vaikea vaikuttaa. Niiden kalvot eroavat ihmissolujen kalvoista, joten voit estää sen synteesin.

Bibliografia

M.V. GUSEV, L.A. MINEEV. MIKROBIOLOGIA oppikirja yliopistojen biologisten erikoisalojen opiskelijoille MOSKOVAN YLIOPISTO KUSTANTAJA 1992 (http://phm.bio.msu.ru/edocs/micro/index.html)

Tietoja sukupuolitaudeista (http://www.primer.ru/std/gallery_std/)

Mokeeva T.M. Sukupuolitaudit. Biologia koulussa, 1996, nro 2.

"Maallinen rakkaus", Encyclopedia "ABANTA", osa "Man" (PDF, 274 Kb)

Tämän työn valmisteluun käytettiin materiaalia sivustolta http://bio.fizteh.ru.

Monilla ei-palkokasveilla, sekä puumaisilla että pensaisilla ja ruohomaisilla, on myös juuret, jotka voivat sitoa molekyylityppeä. Typen kiinnittäminen tällaisissa tapauksissa, kuten palkokasveissa, perustuu symbioosiin prokaryoottien kanssa. Puiden ja pensaiden kasvillisuudessa kyhmyjä muodostavat useimmiten typpeä sitovat aktinomykeetit, ruohokasvillisuudessa - bakteerit. Useimmissa tapauksissa puiden ja pensaiden symbiontit ovat suvun aktinomykeettejä Frankia(Kuva 49). Nämä ovat aerobisia organismeja, joissa on septaattirihmasto, joka muodostaa itiöitä.

Puumaisia ​​ja pensaisia ​​koppisiemenisiä tunnetaan 17 sukua, jotka muodostavat kanssa Frankia kyhmyt. Ne ovat järjestyksessä Casuarinales, Coriariales, Fagales, Cucurbitales, Myricales, Rhamnales Ja Rosales. Kasveista, jotka sitovat typpeä erittäin tehokkaasti, on casuarina ( Casuarina), leppä ( Alnus), tyrni (Hippophae), vähemmän tehokasta tässä suhteessa (Myrica) peltopyyn ruoho ( kuivat), hölmö (Elaeagnus) ja shepherdia (Shepherdia).

Puumaisten kasvien juurikyhmyt ovat melko suuria, yleensä ne muodostuvat sivujuurille. Kyhmyjä on kahta tyyppiä - koralli (tiheä juuripuno, haaroittunut kuin korallit) ja kyhmylohkojen läpi itäävät juuret (löysä nippu paksuuntuneita juuria), suunnattu

Riisi. 49. Suvun aktinomykeettien aiheuttaman infektion vaikutus Frankia leppän kasvuun: A. B - tartunnan saaneet kasvit Frankia; b- infektoitumaton kasvi (nro: S. O. Suetin) ylös. Ensimmäisen tyyppisiä kyhmyjä havaitaan leppässä ja tyrnissä, toinen - casuarinassa. On todettu, että typpeä sitovilla aktinomykeeteillä on tietty spesifisyys kasveille. Esimerkiksi yksi ryhmä Frankia tartuttaa leppä, vahajuuri ja "makea" saniainen (yritys), toinen - tikkari, tyrni ja sheferdia.

Aktinomykeetit-symbiontit pystyvät infektoimaan vain juurikuoren parenkymaalisia soluja. Kuten palkokasvien infektiossa, mikro-organismi pääsee juuriin maaperästä juurikarvojen kautta, jotka käpristyvät tämän seurauksena. Tartuntakohdassa juurikarvojen seinämät paksuuntuvat ja soluun tunkeutuneet hyfit peittyvät paksulla tupella. Kun hyfit liikkuvat pitkin juurikarvoja, tuppi ohenee ja hyfien ympärille muodostuu kapseli, jonka uskotaan muodostavan sekä kasvin että aktinomystin.

Juuresta hifit tunkeutuvat orvasketeen ja juuren kuoreen aiheuttaen jakautumista ja hypertrofiaa. infektoituneet solut. Pääsääntöisesti hyyfit täyttävät kasvisolujen keskuksen, soluseinämät laajenevat ja jakavat hyfien päät, jälkimmäisessä tapauksessa muodostuu erityisiä rakenteita, ns. rakkuloita(Kuva 50). Kyhmyissä muodostuu palkokasvien leghemoglobiinin kaltaista ainetta. Kasvukauden lopussa vesikkelit hajoavat, mutta hyfit jäävät kasvisoluihin ja tartuttavat

Riisi. 50. Rihmaston muodostamat rakkulat Frankia leppäkyhmyissä (I. Gardnerin mukaan) uusia kudoksia, jotka kevät keväällä. Yleensä symbioosissa muiden kuin palkokasvien kanssa suvun aktinomykeettien typensidontaenergia Frankia enemmän kuin palkokasvien kyhmybakteerit.

Kyhmyjä löydettiin suuresta ruohokasvien ryhmästä - viljakasveista, saraista, leinikistä jne. Näiden kasvien kyhmyistä löydettiin mikrobiyhdistelmiä, jotka koostuivat kahdesta tai kolmesta mikro-organismityypistä, joita edustavat grampositiiviset ja gramnegatiiviset bakteerit. On todettu, että kyhmyissä tapahtuu typen kiinnitystä, mutta yksittäisten bakteerien roolia siinä ei ole vielä määritetty.

Äskettäin muiden kuin palkokasvien kyhmyistä - trooppinen pensas Trema orientalis(nokkosen perhe) ja lähellä sitä Parasponia parviflora - eristettyjä bakteereja lähellä palkokasvien kyhmybakteereja. Nämä bakteerit voivat tartuttaa palkokasveja ja muodostaa kyhmyjä. Ne kuuluvat sukuun Rhizobium. Trooppisten pensaiden lehtien kyhmyistä Pavetta Ja Psykotria eristetyt typpeä sitovat bakteerit, jotka on luokiteltu sukuun Klebsiella (Klebsiella rubacearum). Lehtikyhmyt rikastavat kasvia myös typellä. Siksi Intiassa, Sri Lankassa ja muissa maissa lehdet Pavetta käytetään viherlantana.

Typpeä sitovat symbiontit rikastavat maaperää typellä seuraavassa määrin: yksivuotiset palkokasvit (pavut, soijapavut, virna, pavut, herneet, linssit) keräävät typpeä 40-110 kg / ha vuodessa), perennoja (apila, sinimailas) - 150 -220, trooppinen palkokasvi - Sesbania rostrata- 324 (kuiva kausi) 458 (märkä kausi), muut kuin palkokasvit - 150-300 kg/ha typpeä vuodessa.