Азотcіңіру

Дәрістің тақырыбы:

Молекула күйіндегі азоттың микроағзалармен сіңірілуі

«Тіршілік дегеніміз - ақуыздық денелердің өмір сүруі».

Ф. Энгельс

(неміс философы)

Қаралатын сұрақтар:

1. Азотсіңіру үдерісінің химизмі;

2. Азотбекіткіш микроағзалар және олардың биологиялық ерекшеліктері;

3. Азотсіңіру үдерісінің ауыл шаруашылығындағы және адам өміріндегі маңызы.

Өсімдіктер, жануарлар және адамдар азот сіңіруге қабілетсіз. Неге?

Ғе-ақуыз

МоҒе-ақуыз

Hитрогеназа ферменті

Азотты сіңіруге тек прокариотты ағзалар, яғни, нитрогеназа ферменті бар бактериялар, кейбір көк-жасыл балдырлар және актиномицеттер ғана қабілетті.

Нитрогеназа ферменті аэробты жағдайда белсенділігінен айырылады, Демек азотсіңіру үдерісі жүру үшін анаэробты жағдай қажет

Азотбекіткіш бактериялардың азот сіңіру деңгейі

Бірақ азотсіңіретін микроағзалардың басым көпшілігі аэробты ағзалар. Мұндай ағзалар қалай азотсіңіруге қатыса алады?

Мұндай микроағзаларда нитрогенеза ферментін оттегінің әсерінен қорғайтын механизмдері болады.

Ауыл шаруашылығында азотсіңіру мәселесін шешудің заманауи тәсілдері

Түйнек бактерияларында азотсіңіруге жауапты 17 nif-гендер белгілі. осы гендерді бұршақ тұқымдасына жатпайтын өсімдіктермен қауымдастық құрып тіршілік ететін немесе еркін тіршілік ететін микроағзаларға гендік инженерия әдістері арқылы енгізу

N

2

N

N

2

N

2

N

2

N

2

N

2

N

2

78%

Азотбекіткіш микроағзалар және оның биологиялық ерекшеліктері

Мемлекет басшысы Н.Назарбаевтың 2017 жылғы 31 қаңтарда Қазақстан халқына жолдауында:

Азотбекіткіш бактериялардың ауыл шаруашылығындағы және адам өміріндегі маңызы

1 топ

3 топ

Еркін тіршілік ететін азотбекіткіштер

Қауымдастық құрып тіршілік ететін бактериялар азотбекіткіштер

Аэробты азотбекіткіштер

Анаэробты азотбекіткіштер

1901 жылы М.Бейеринк Azotobacter туысына жататын бактерияның таза культурасын бөліп алды

Қазіргі кезде 200 түрден (24 туыс) астам ассоциативті диазотрофтар белгілі.

1893 жылы орыстың ұлы ғалымы С. Н. Виноградский топырақтан Clostridium туысына жататын анаэробты азотсіңіруші бактерияны бөліп алады.

Кейін оны Л.Пастердің құрметіне Clostridium pasteurianum деп атайды.

Азотобактердің жасушалары плеоморфты, яғни, таяқша тәрізді пішіннен шар тәрізді пішінге ауысады

Олар өсімдік тамырының сыртында, тамыр аймағында тіршілік етіп, өсімдіктердің өнімділігіне жағымды әсер ететін колониялар түзеді.

Грамоң, қатаң анаэробты бактерия.

Жас культураларда клеткалары таяқша тәрізді, перитрихты орналасқан талшықтары бар. Кейінірек спора түзеді, спорасы сирек клетканың шетіне қарай, жиі клетканың ортасына қарай орналасады. Споралар сопақша, капсуламен қоршалған

Азотобактер сыртқы орта жағдайларына талап қойғыш. Сондықтан оларды топырақ құнарлылығының индикаторы деуге де болады.

"Қазақстанның агроөнеркәсіп кешенінің болашағы зор.Көптеген позициялар бойынша біз әлемде ірі аграрлық экспорттық өнім өндірушілердің бірі бола аламыз. Бұл, әсіресе, экологиялық таза тағамдарға қатысты. «Made in Kazakhstan» бренді сондай өнімдердің эталоны болуға тиіс"-деді.

Клостридийлер сыртқы орта жағдайына талап қоймайды, кез келген ортада кездеседі, тек анаэробты жағдай қажет.

Beijerinckia

Aquaspirillum

Аэробты, грамтеріс, қозғалғыш бактериялар

Аэробты, ацидофилді, азот сіңіруге қабілетті топырақ бактериясы

Beijerinckia indica

Азот сіңіретін көк-жасыл балдырлар

Nostoc punctiforme

Anabena cylindrica

Азотсіңіруші микроағзаларды үш топқа бөліп қарастырады

2 топ

3 топ

Селбесуші азотбекіткіштер

1 топ

Қауымдастық құрып тіршілік ететін азотбекіткіштер

Бұршақ тұқымдасына жататын өсімдіктермен селбесетіндер-Rhizobium бактериялары

Еркін тіршілік ететін азотбектікіштер

Бұршақ тұқымдасына жатпайтын өсімдіктермен селбесетін азотбекіткіштер.

1888 жылы Голландиялық ғалым М.Бейеринк Rhizobium бактерияларының таза культурасын бөліп алды.

Азотбекіткіш бактериялар негізінде дайындалатын биологиялық препараттар

Қазіргі кезде 200- ден астам бұршақ тұқымдасына жатпайтын ағашты және бұталы өсімдіктер тамырларында түйнек түзеді.

Ризобий жасушалары – қозғалғыш, спора түзбейтін грамтеріс таяқшалар. Олардың арасында кокк тәрізді жасушалар да кездеседі. Кәрі культураларында жасушалар ірі, таяқша тәрізді, қозғалмайтын, сирек Т-тәрізді бактериодты пішінді болып келеді.

Frankia туысына жататын актиномицет

Frankia туысына жататын актиномицеттердің жақсы дамыған жіптерден тұратын мицелийі бар. Спорангийі шашылғанда ішінен қозғалғыш немесе қозғалмайтын споралар босап шығады. Ауа мицелий болмайды

Түйнек бактерияларының қасиеттері

1 қасиеті: Полиморфизм.

6 қасиеті: Антагонизм.

Rhizobium бактерияларының жасушалары сыртқы пішіні бойынша әр түрлі болып келеді. Жас жасушалары -шар тәрізді, сонан соң таяқшаға ауысады, өсімдік тамырына енген соң Т-әрпіне ұқсайтын бактериодқа

айналады.

Қорек үшін бәсекеге түсе алады.

Rhizobium бактериялары тамырға қалай енеді? Түйнек қалай түзіледі?

2-қасиеті: Белсенділігі.

5 қасиеті: Селбесу.

Бұл бактериялардың түрі көп. Қазіргі кезде 1300 бұршақ тұқымдасына жататын өсімдіктермен селбесетін түйнек бактериялары белгілі. Әр түрге жататын бактериялардың азот сіңіру белсенділігі де әр түрлі болып келеді.

Түйнек бактериялары өсімдіктің тамырынан бөлініп шыққан көмірсуларды пайдаланады, өсімдікке азот береді. Сөйтіп бір-біріне пайда тигізе отырып тіршілік етеді.

3 қасиеті: Вируленттілігі.

4 қасиеті: Өзгешелігі.

Бұршақ тұқымдасына жататын әрбір өсімдіктің өзіне ғана тән ризобий бактериялары болады.

Қозғалғыш түйнек бактериялары өсімдік тамырына енген соң иммунитет құбылысын туғызады

2 топ

Түйнектер

Актиномицет өкілі топырақта, суда, сүтқоректілердің терісінде кездеседі.

Селбесуші азотбекіткіштер

Азотсіңіру үдерісінің химизмі

Назар қойып тыңдағандарыңызға рахмет!

Сонымен, азотсіңіру үдерісі дегеніміз не?

Азотсіңіру үдерісі үш сатыда жүреді:

1-сатысында Энергияның және НАД кофермертінің көмегімен N≡N бірінші байланыс үзіліп, азот диимидке (НN=NН) дейін тотықсызданады.

2-сатысында АҮФ әсерінен диимидтің (НN=NН) екінші байланысы үзіліп, бір байланысты гидрозин

H N-NH түзіледі.

2

3-сатысында Гидрозин H N-NH әрі қарай тотықсызданып, аммиак NH түзіледі

2

3

Азот молекуласы (N )

мықты үш ковалентті байланыстан тұрады (N≡N), сондықтан азот катализаторлар болмаса ешқандай тотығу-тотықсыздану реакциясына түсе алмайды