Chemosynteza i jej znaczenie dla organizmów żywych Co najmniej 3 strony...

Organizmy żywe chemosyntetyzujące (bakterie) wykorzystują do produkcji zw. organicznych energię chemiczną, która wyzwala się w procesie utleniania związków takich jak amoniak, mocznik, CO, H. Jest to proces syntezy związków organicznych z nieorganicznych przy udziale energii wyzwalanej podczas utleniania, różnych związków nieorganicznych, np. CO, NH3, lub prostych związków organicznych, np. CH4, jonów, np. Fe2+ lub pierwiastków, np. S, H. Proces utleniania regulują bakterie ze zreduk. zw. org. i nieorg. lub pierw. (H2S, S, NH3, HNO3, CO, Fe, H2). REAKCJE CHEMOSYNTEZY: I: SUBSTRAT + 1/2 O2 -> SUBSTRAT utleniony + ENERGIA II: CO2 + H2O + ENERGIA -> ZW.ORG. + O2^ W rolnictwie bardzo ważną rolę odgrywają bakterie siarkowe i nitryfikacyjne. Nitryfifkacyjne zatrzymują w glebie amoniak wydzielający się w procesie mineralizacji resztek pożniwnych. Współdziałają 2 rodzaje bakterii: I: Nitrosomonas i II: Nitrosobakter, przekształcające amoniak w azotany. I: 2NH3 + 3O2 ->2HNO2 + 2H2O + energia II: HNO2 + O2 -> 2HNO3 + energia HNO3 występuje w glebie w postaci zdysocjowanej, a jony te są bardzo łatwo pobierane przez rośliny. Nitrosomonas – bardzo silnie absorbowane przez glebę, bardzo odporne na brak wody, mogą dużo czasu przetrwać w utajnieniu. Niektóre z bakterii siarkowych bdb rozwijają się w środ. kwaśnym. Utlenianie H2S do siarczanu jest procesem wieloetapowym. Poszczególne etapy prowadzone są przez różne szczepy bakterii. Bakterie nitryfikacyjne i siarkowe pełnią bardzo ważną rolę w glebie, uwalniają ją z toksyn, przyczyniając się m.in. do obiegu pierw. Natomiast bakterie wodne przyczyniają się do szmooczyszczania ścieków, a bakterie glebowe – do żyzności gleby. Nitryfikatory, bakterie nitryfikacyjne, grupa samożywnych bakterii chemosyntetyzujących utleniających amoniak do azotynów (np. rodzaj Nitrosomonas) 2NH3 + 3O2  2HNO2 = 2H2O + energia (662kJ) i dalej do azotanów (np. rodzaj Nitrobacter). 2HNO2 + O2  2HNO3 +energia (176kJ) Siarkowe bakterie, grupa mikroorganizmów autotroficznych (samożywność), które czerpią energię potrzebną do syntezy związków organicznych (asymilacji dwutlenku węgla) z utleniania różnych związków siarki, np. siarkowodoru: 2H2S + O2 2H2O + S2 + energia. Powstająca wolna siarka jest wydzielana na zewnątrz lub gromadzi się wewnątrz komórek. Do tej grupy zalicza się także sinicę Beggiatoa, która ma zdolność utleniania siarki do kwasu siarkowego (gdy w podłożu zostanie wyczerpany siarkowodór): S2 + 3O2 + 2H2O  2H2SO4 + energia. Siarkowe bakterie występują pospolicie na całej kuli ziemskiej, ich działalność przyczyniła się do powstania złóż siarki. Bakterie wodorowe – utleniają wodór cząsteczkowy do wody 2H2 + O2  2H2O + energia (573kJ) Bakterie żelazowe utleniają związki żelazawe do żelazowych 4FeCO3 + O2 + 6H2O  4Fe(OH)3 + 4CO2 + energia (167kJ) Bakterie tlenkowęglowe – czerpią energię z utleniania CO2 Bakterie metanowe (metanofory) – utleniające CH4 do CO3 i H2O Dzięki utlenianiu związków mineralnych przechodzą one w postać bardziej przyswajalną przez rośliny, co przyczynia się do lepszego ich wykorzystania i niezalegania w środowisku. Z tego względu chomosynteza wnosi ważny wkład do obiegu materii w przyrodzie. Utlenianie takich związków toksycznych jak siarkowodór, siarka, powoduje dodatkowo oczyszczenie środowiska.