Nutriție și creștere în bacterii
În acest articol vom discuta despre nutriția și creșterea bacteriilor.
Nutriția în bacterii:
Bacteriile sunt lipsite de clorofilă și au un mod heterotrof de nutriție.
Cu toate acestea, există un grup mic de bacterii care sunt autotrofe:
1. Bacterii autotrofe:
Pot sintetiza carbohidrați .alimente din CO2, cum ar fi plantele care conțin clorofilă. Sunt de două tipuri: bacterii fotosintetice sau autotrofe fotosintetice și bacterii chemosintetice sau autotrofe ne-fotosintetice.
(a) Autotrofe fotosintetice:
Pot construi carbohidrații în prezența razelor solare, luând carbon din dioxidul de carbon. Ele cresc în lumină și se găsesc frecvent în izvoarele de sulf, unde hidrogenul sulfurat este disponibil în mod obișnuit ca donator de electroni.
Acestea sunt de următoarele tipuri:
(i) Verde bacterii de sulf:
Sunt fotoautotrofi strict anaerobi. Pigmentul lor fotosintetic, clorofila clorobică, este localizată în invaginarea membranei plasmatice către citoplasmă. Aceste bacterii folosesc hidrogen sulfurat (H2S) sau alți compuși anorganici cu sulf reduși ca donator de hidrogen. Lumina împarte H2S și formează hidrogen care se combină cu CO2 pentru a forma CH2O. Sulful este excretat și depus extra-celular, de exemplu, Chlorobium, Pelodictyon etc.
Reacția generală este:
(ii) Bacterii de sulf violet:
Sunt anaerobi și pigmentul fotosintetic bacterioclorofili este localizat în invaginarea membranei plasmatice. H2S este oxidat anaerob prin sulf elementar în sulfat. Subprodusul sulf este depozitat în celulă sub formă de globule, cu excepția Ectothiorhodospira, unde sulpnurul este excretat ca bacterii verzi de sulf, de exemplu, Thiocystis, Thiocapsa, Thiospirillum, Rhodospirillum etc.
Reacția generală este:
În plus față de cele de mai sus, unele bacterii de sulf pot folosi alți compuși de sulf, cum ar fi sulfit, tiosulfat etc., în loc de H2S.
(iii) Alte două grupuri de autotrofe fotosintetice, cum ar fi bacteriile purpurii și maronii, care nu conțin sulf, sunt cultivate în apă stătătoare și noroi. Au bacterioclorofili ca pigment fotosintetic. Folosesc acid organic precum acidul malic, acidul propionic etc. ca donator de hidrogen și lumină ca sursă de energie.
Reacțiile generale sunt:
de exemplu, Rhodospirillum, Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas etc.
(b) Autotrofe chimiosintetice:
Bacteriile chimiosintetice sunt mai abundente în natură decât cea a bacteriilor fotosintetice. Nu sunt fotosintetice și pentru sinteza alimentelor obțin energie prin oxidarea anumitor substanțe anorganice precum nitrați, nitriți, compuși feroși, hidrogen sulfurat și multe alte substanțe metalice sau nemetalice.
Bacteriile absorb moleculele anorganice din corpul lor, unde energia este eliberată prin descompunerea legăturilor chimice ale moleculelor. Această energie este utilizată pentru a combina CO2 și apă în molecule alimentare. Acest proces se numește chemosinteză. Este o reacție exotermă. Acest grup de bacterii este independent de lumină și de materialul organic.
În funcție de specificitatea substratului, acestea sunt de următoarele tipuri:
(i) Bacterii de sulf:
Aceste bacterii oxidează compușii de sulf, astfel energia fiind eliberată și este utilizată pentru sinteza alimentelor.
Sulful rămâne ca reziduu granular în citoplasma bacteriană, de exemplu, Beggiatoa:
(ii) Bacterii de fier:
Aceste bacterii oxidează compușii feroși în formă ferică și eliberează energie. Energia este utilizată în sinteza compușilor organici, de exemplu, Gallionella, Leptothrix etc.
Fierul feric fiind depus ca hidroxid feric insolubil este menționat mai jos:
(iii) Bacterii nitrificante:
Acest grup de bacterii ajută la creșterea sursei de azot din natură. Aceștia oxidează amoniacul în nitrat în două etape: amoniacul în acid azotat și acid azotat în acid azotic, în care acizii reacționează cu ionii metalici pentru a produce sărurile corespunzătoare, adică nitriți și nitrați. Etapele sunt specifice bacteriilor.
Primul pas implică oxidarea amoniacului în acid azotat prin bacterii nitrozante precum Nitrosomonas, Nitrococcus și Nitrospira se numește nitrozificare. Procesul se catalizează de către enzimă, amoniacul dehidrogenază. Al doilea pas implică oxidarea acidului azotat în acid azotic de către Nitrobacter, Nitrococcus și Nitrospira se numește nitrificare. Reacția se desfășoară prin enzima acid azotat dehidrogenază.