Биогеохимическая деятельность микроорганизмов

  Бабьев И.П., Зенова Т.М Биология почв. М.: Изд-во Моск. университета, 1989. Биология в школе 2000г. №6. Биология в школе 2000г. №7. Биология

Биогеохимическая деятельность микроорганизмов

Курсовой проект

Биология

Другие курсовые по предмету

Биология

Сдать работу со 100% гаранией

Министерство Образования Российской Федерации

Шадринский государственный педагогический институт

Факультет педагогики и методики начального образования

Кафедра биологии с методикой преподавания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по методике преподавания биологии

Биогеохимическая деятельность микроорганизмов

 

 

 

Выполнила:

студентка 411 гр.

Усольцева Т.А

Научный руководитель:

Ревякина Г.А

ст. преподаватель кафедры биологии

с методикой преподавания

 

 

 

 

Шадринск 2004г.

Содержание.

 

Введение

  1. Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах соединений углерода, азота, серы и других элементов
  2. Значение микроорганизмов в геологических процессах
  3. Условия обитания микроорганизмов в почве и воде
  4. Использование знаний о биогеохимической деятельности микроорганизмов на уроках биологии

Заключение

Библиографический список

 

Введение

 

«Мириады микробов населяют стихии и повсюду окружают нас. Незримо они сопутствуют человеку на всём его жизненном пути, властно вторгаясь в его жизнь то в качестве врагов, то как друзья. В громадном количестве они встречаются в пище, которую мы принимаем, в воде, которую мы пьём, в воздухе которым мы дышим и в почве…» так образно характеризовал микрофлору, которая нас окружает, выдающийся русский микробиолог В.Л. Омелянский. По-видимому, в биосфере нет такой среды, в которой не встречались бы микроорганизмы. Всюду, где есть хотя бы какие-то источники энергии, углерода и азота, обязательно встречаются и микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим свойствам.

Микроорганизмы, несмотря на свою малую величину играют огромную роль в природе и жизни человека. Микробы совершают круговорот веществ, разрушают сложные органические вещества, образующиеся в зелёных растениях, участвуют в процессах самоочищении воды и почвы. В превращении органических веществ, поступающих в почву и образующихся в ней, принимают участие различные группы микробов: гнилостные, нитрифицирующие, азотфиксирующие, денитрифицирующие и др.

В последнее время микроорганизмы стали шире использоваться в геологии при поисках полезных ископаемых. Сейчас выясняется их роль в разрушении одних и образовании других горных пород.

Все это является примером биогеохимической деятельности микроорганизмов. В результате этой деятельности происходит трансформация элементов в биосфере, что определяется универсальностью ферментативного аппарата микробной клетки, способной перерабатывать любые вещества субстрата.

Изучением проблем биогеохимической деятельности микроорганизмов занимались многие ученые. В 1890 г. С.Н. Виноградский открыл две фазы нитрификации: Nitrosomonas и Nitrobacter, а в 1893 г. он же открыл анаэробную фиксацию азота. В 1901 г. М. Бейеринк открыл аэробную фиксацию азота, в 1902 г. В.Л. Омелянский обнаружил анаэробные целлюлозоразлагающие бактерии. (6, 198)

Все эти открытия позволили расширить представления о биогеохимической деятельности микроорганизмов.

Практическое значение биогеохимической деятельности микроорганизмов в природе и жизни человека послужило основанием для выбора темы: «Биогеохимическая деятельность микроорганизмов».

Цель: изучить особенности и разнообразие биогеохимической деятельности микроорганизмов.

Объект: процессы, происходящие в биосфере в результате деятельности микроорганизмов.

Предмет: биогеохимическая деятельность микроорганизмов.

Задачи:

  1. Раскрыть значение микроорганизмов в трансформации основных элементов биосферы, а также в процессах разрушения горных пород и создании горючих ископаемых;
  2. Показать, как происходят процессы выветривания и почвообразования;
  3. Раскрыть условия обитания микроорганизмов в воде и почве, рассмотреть основные группы почвенных микроорганизмов;
  4. Использование знаний о деятельности микроорганизмов в методике преподавания биологии.

 

1. Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах соединений углерода, азота, серы и других элементов

 

Возможность жизни на нашей планете определяется непрерывно протекающим круговоротом основных биогенных элементов (углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы и др.). Ведущая роль в процессах трансформации этих элементов принадлежит прокариотам. Приведем характерный пример. Содержание углекислого газа в атмосфере минимально (составляет всего 0,03%), и если бы не происходил постоянный возврат СО2 в атмосферу, этот газ был бы израсходован в процессе фотосинтеза за какие-нибудь 740 лет. Дальнейшая жизнь оказалась бы невозможна. Однако этого не происходит. В результате разложения органических соединений различными группами микроорганизмов в атмосферу возвращается 90% углекислого газа, остальные 10% СО2 пополняются в атмосфере за счёт дыхания эукариот, а также за счет хозяйственной деятельности человека.

Помимо углекислого газа, при разложении органических соединений микроорганизмы возвращают в атмосферу и другие газообразные продукты, такие, как Н2, Н2S, N2, СН4. Таким образом, они осуществляют не только деструкцию растительного и животного опада, выполняя роль санитаров планеты, но одновременно регулируют газовый состав атмосферы.

Ведущая роль прокариот в процессах трансформации элементов в биосфере определяется прежде всего огромной численностью микроорганизмов, повсеместным распространением их, а также универсальностью ферментативного аппарата микробной клетки, способной перерабатывать любые вещества субстрата.

Запасы азота в природе очень велики. Он входит в состав всех организмов на Земле. Общее содержание его в организмах составляет более 25 млрд. тонн, большое количество азота находится также в почве. Но еще более грандиозен запас азота в атмосфере: над каждым гектаром почвы поднимается столб воздуха, содержащий около 80000 тонн молекулярного азота. Ежегодно на образование вновь вырастающих растений требуется около 1,5 млрд. тонн азота в форме, доступной для усвоения растениями. Имеющегося в воздухе и почве азота хватило бы для обеспечения урожая, даже при одностороннем использовании, на несколько миллионов лет. Однако растения часто дают низкие урожаи именно из-за недостатка азота в почве. Это объясняется тем, что только небольшая группа азотистых соединений может быть быстро усвоена растениями. Не только свободный азот, но и многие формы связанного азота не могут служить источником азотного питания для растений. Азот, поступающий в виде белковых веществ в почву вместе с остатками растений и животных, совсем не годится для этих целей, он должен быть подвергнут минерализации, а образующийся при этом аммиак должен быть окислен в соли азотистой и азотной кислот. В основе процессов круговорота азота лежат следующие биохимические процессы: гниение белков, разложение мочевины, нитрификация, денитрификация и фиксация атмосферного азота. (8, 159)

Гниение, или аммонификация белков микробиологический процесс, при котором под воздействием гнилостных микроорганизмов происходит гидролитическое расщепление белков, поступающих в почву с трупами животных и отмирающими растениями, с образованием промежуточных продуктов (альбумоз, пептонов, амино- и амидокислот), а также дурно пахнущих веществ индола, сероводорода, меркаптана, летучих жирных кислот.

Конечным продуктом гидролиза белков и дезаминирования аминокислот является NH3, почему этот процесс и называется аммонификацией белка. Таким образом, при гниении происходит минерализация белковых веществ, которая в зависимости от химического состава белков субстрата, вида гнилостных бактерий и условий их жизнедеятельности может быть полной или не доведенной до конца. При полной минерализации белка образуются СО2, NH3, Н2О, H2S и минеральные соли. При широком доступе кислорода продукты гидролиза белков подвергаются полному окислению, зловонных веществ образуется значительно меньше, чем при анаэробных условиях. Такой процесс называется тлением.

Гниение преимущественно анаэробный процесс, при котором полного окисления некоторых продуктов, например жирных кислот, не происходит. Гнилостные микробы широко распространены в почве, воде, воздухе, в животных и растительных организмах. Поэтому любой продукт, не защищенный от них, быстро подвергается гниению. Его вызывают как анаэробные, так и аэробные микроорганизмы, причем они могут действовать и преемственно, и одновременно. Наиболее энергичными возбудителями гниения, сопровождающегося глубоким распадом белка и образованием азотистых и безазотистых соединений (индола, скатола, жирных кислот и др.), являются Bacillus mycoides, B.Mesentericus, а также Clostridium putrificum, C.sporogenes. Последние два анаэробы, содержатся в кишечнике и после смерти вызывают зловонное разложение трупов.

Процессы гниения протекают только при наличии условий, благоприятных для жизнедеятельности их возбудителей (влажность, температура и т. п.). В сухой песчаной почве трупы подвергаются мумификации (высушиванию без гниения). Гнилостные процессы происходят и в организме человека, в частности в кишечнике; причиной их являются Е.со1i и другие микробы. По мнению И. И. Мечникова, продукты гниения (скатол, индол и др.), постоянно образующиеся в организме, вызывают хроническую интоксикацию и являются одной из причин преждевременного старения.

Гнилостные процессы протекают также при газовой гангрене: ткани, омертвевшие под влиянием образуемых возбудителями этой бол

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>