Цель работы: Изучить особенности процессов превращения микроорганизмами органических соединений азота.
Задачи
1. Изучить микроорганизмы, участвующие в процессах аммонификации белка.
2. Изучить микроорганизмы, участвующие в процессах аммонификации мочевины.
Материалы и оборудование. Среда для воспроизведения процесса аммонификации белка и мочевины, микроскопы, оборудование для приготовления микропрепаратов.
Основные понятия. Аммонификация, протеазы, пептидазы, уреаза, дезаминирование, декарбоксилирование.
Ход работы:
Задание 1. Изучить микроорганизмы, осуществляющие аммонификацию белка, сделать рисунок. Для изучения аммонификации белковых веществ питательной средой может служить мясной бульон с добавлением 3% пептона. По 30 мл среды разливают в колбу на 100 мл и добавляют по 1/3 чайной ложки почвы. Колбы закрывают ватными пробками. Над средой подвешивают две бумажки – красную лакмусовую, или универсальную индикаторную бумагу, смоченную дистиллированной водой, для обнаружения выделяющегося аммиака и фильтровальную, смоченную щелочным раствором ацетата свинца, для выявления сероводорода и меркаптана. Закрепляют их между пробкой и стенками горлышка колбы. Бумажки не должны касаться среды. На 3–5 сутки инкубации при плюс 28–30 °С содержимое колбы анализируют. Определяют возбудителей процесса аммонификации белка и продукты их жизнедеятельности.
Микроскопирование. Для обнаружения возбудителей гнилостного распада белковых веществ готовят препарат живых бактерий в раздавленной капле, а также фиксированный и окрашенный препарат. Чаще других, на препарате встречаются подвижные клетки Proteus vulgaris, преобладающие на первых стадиях распада белков. Это неспорообразующие, неодинаковой длины палочки. Кроме того, на препарате много спорообразующих клеток Bacillus mycoides и Clostridium sp. У последних споры расположены терминально и диаметр их превышает ширину клетки. Вас. mycoides вызывает аммонификацию белковых веществ в аэробных условиях, а С. putrificus – в анаэробных, но может также развиваться и в аэробных условиях, если в среде находятся аэробные микроорганизмы, поглощающие кислород.
Выделяющийся в атмосферу NH3, окрашивает подвешенную полоску красной лакмусовой бумаги в синий цвет. Свинцовая бумага чернеет под действием сероводорода если она покрывается серебристым налетом, значит, наряду с H2S выделяются еще и меркаптаны (например, метилмеркаптан CH3SH).
Задание 2. Изучить микроорганизмы, участвующие в процессах аммонификации мочевины, сделать рисунок. Для наблюдения за процессом аммонификации мочевины можно использовать питательную среду следующего состава (г/л дистиллированной воды): тартрат калия или натрия (виннокислые, можно соли яблочной кислоты) – 5,0; мочевина – 5,0; К2НРО4 – 0,5; MgSO4·7H2O – 0,2.
Среду разливают по 30 мл в колбы на 100 мл, заражают почвой и ставят в термостат при 25–30 0С. Для обнаружения аммиака под ватную пробку подвешивают полоску красной лакмусовой бумаги. Через 3–5 суток культуру подвергают анализу. Устанавливают выделение аммиака по посинению красной лакмусовой бумажки.
Микроскопирование. Для изучения возбудителей аммонификации мочевины из едва заметной пленки на поверхности среды готовят препарат и окрашивают его фуксином. Чаще всего под микроскопом наблюдают клетки Urobacillus pasteurii (Вас. probatus), реже – Planosarcina ureae. Заполнить таблицу 8.
Таблица 8 – Характеристика процессов круговорота азота и микроорганизмов, участвующих в превращении соединений азота
Контрольные вопросы
1. Минерализация азота. Бактерии, участвующие в аммонификации белка.
2. Разложение нуклеиновых кислот.
3. Разложение мочевины, мочевой и гиппуровой кислот.
4. Характеристика процессов нитрификации. Микроорганизмы, осуществляющие образование нитратов в почве.
5. Восстановление нитратов и нитритов в природе.
6. Денитрификация (диссимиляционная нитратредукция).
7. Ассимиляционная нитратредукция.
8. Азотфиксация свободноживущими микроорганизмами.
9. Ассоциативная азотфиксация.
10. Симбиотическая азотфиксация. Характеристика клубеньковых бактерий.