Биология-химия кафедрасы

1.Саңырауқұлақтар систематикасына сипаттама: миксомицеттер, зигомицеттер, аксомицеттер, базидиомицеттер, жетілмеген саңырауқұлақтар.

2.Топырақ ашытқылары, олардың топырақ құрамындағы процестерге әсері.

Лекция №8
Тақырыбы: Қыналар
Жоспары:

1.Құрылысы және көбеюі.

2.Саңырауқұлақтар мен қыналардың және балдырлардың бір-біріне әсері.

3.Қынаның түрлері.

4.Қыналар биоценозы.
Лекция мақсаты: Студенттерге қыналар туралы толық мәлімет беру
Лекция мәтіні (ќысќаша):

1.Қыналардың 20 мыңнан астам түрлері белгілі. Құрылысы. Бұл комплексті симбиотикалық организмдер. Олар екі компоненттен тұрады : балдырдан және саңырауқұлақтан. Балдырлар организмінің өміріне қажетті углеводтарды синтездейді, олар талломда лихенин түрінде жинақталады. Ал сңырауқұлақтың гифалары организмге қажетті суды өз бойына сіңіреді және тұрақтандырады.

Қыналардың талломы саңырауқұлақтың матасқан гифаларынан және олардың арасында орналасқан жасыл немесе көк – жасыл балдырлардан тұрады. Талломның екі түрі болады : гомомерлі және гетеромерлі.

Талломның бір жерінде балдырлар басым болса, екінші жерінде саңырауқұлақтың гифалары басым болады. Талломның балдырлар басым болып келетін қабатын гонидиалды қабат деп атайды. Қыналардың өзін құрайтын компоненттерінде биологиялық ерекшеліктері болады. Мысалы, қыналар балдырлар мен саңырауқұлақтар өспейтін жерде өсе алады. Сонымен қатар жар тастардан, топырақтың бетінен, ағаштың діңдерінен кездестіруге болады.Әсіресе тундрада олар көптеген территорияны алып жатады.Қыналар ұзақ уақыттар бойы сусыз өмір сүре алады.Талломдарының формаксына қарай қыналарды үш морфологиялық типке бөледі : қаспақты,жапырақты, бұталы.

Көбеюі. Қыналар тек вегетативтік жолмен көбейеді. Жыныстық және жыныссыз көбеюлері қыналардың компоненттерінің тек біреуінде саңырауқұлақтарда ғана болады.

Шаруашылықтағы маңызы. Қыналардың халық шаруашылығында маңызы зор. Олар солтүстік бұғыларының азығы. Классификациясы.Қыналар төрт класқа бөледі : фиколихенес класы, қалталы қыналар класы, базидиалды қыналар класы, дейтеролихенес класы.

2.Бөлімнің құрамында 500 –дей түр бар.Талломы клеткаларға дифференциаланбаған және тұрақты формасы болмайтын көп ядролы,цитоплазмалық маса плазмодий түрінде болады. Оның мөлшері үлкен диаметрі бірнеше ондаған сантиметрге жетеді.

Баќылау с±раќтары:

1.Құрылысы және көбеюі.

2.Саңырауқұлақтар мен қыналардың және балдырлардың бір-біріне әсері.

3.Қынаның түрлері.

4.Қыналар биоценозы.
Лекция №9
Тақырыбы: Прокариоттар

Жоспары:

1. Клетка құрылысының ерекшелігі.

2.Бактериялар: морфологиялық топтары және физиологиялық көптүрлілігі.

3.Топырақтағы бактериялардың және актиномицеттердің саны.

4.Прокариоттардың топырақтағы топтар құрамы: микоплазмалар.

5.Археобактерия: вирустар мен фагтар.

1.Бактериялар ќ±рылысы ќарапайым, бірклеткалы организмдер. Олардыњ ядросы болмайды. Клеткаларыныњ мµлшері 0,2 – 10мкм аралыѓында болады. Сыртќы пішініне ќарай: шар тєрізді – коккалар, таяќша тєрізді – бациляалар, иілген – виброндар, спираллалар –спирохетта тєрізді болып келеді.

Жалпы бактерияларды екі топќа бµлуге болады : грамша бояуѓа оњ ќарайтын (грамположительные) жєне грамша бояуѓа теріс ќарайтын (грамотрицательные). Бактериялар клеткаларыныњ кµпшілігініњ сыртын кілегейлі сауыт ќаптап т±рады. М±ндай сауыттар бактериялардыњ ауру таратќыштыќ ќабілетін к‰шейте т‰седі.

2.Бактериялар ќоректену т‰рлеріне ќарай автотрофты жєне гетеротрофты болып екі топќа бµлінеді.

1. Автотрофты ќоректенетін бактериялар кµп болмайды. Олар органикалыќ емес заттарды синтездеуіне ќарай фототрофты жєне хемотрофты болып бµлінеді. Фототрофты – бактерияныњ мањыздысы пурпур бактериясы. М±ндай бактериялар жасыл µсімдіктерге ±ќсас жарыќтыњ энергиясын пайдаланып, ауадаѓы кµмірќышќыл газын µзіне сіњіреді, ауаѓа бос оттегі бµліп шыѓарады да ауадаѓы кµмірќышќыл газынан кµміртегіні алады.

Хемотрофты бактерияларѓа лептотрикс (темір бактериясы) беггиота (к‰кірт бактериясы) жатады. Олар ауадаѓы кµмірќышќыл газынан кµміртегін сіњіру ‰шін органикалыќ заттардыњ ыдырауы нєтижесінде, органикалыќ заттарды тотыќтырѓанда босайтын химиялыќ энергияны пайдаланады.

3.Гетеротрофты ќоректенетін бактериялар кµп. Олар паразиттік не сапрофиттік тіршілік етеді. Паразиттері адамныњ, жануарлардыњ жєне µсімдіктердіњ денесінде тіршілік етеді жєне оларѓа т‰рлі ж±ќпалы ауруларды таратады. Ал сапрофиттері µлі органикалыќ заттардыњ µлекселерінде, µсімдіктер ќалдыќтарында мекендеп ќоректенеді. Бактерияныњ кµбеюі ‰ш т‰рлі жолмен µтеді : вегетативтік, жыныссыз жєне жынысты. Вегетативтік кµбею бактерияларда клетканыњ жай екіге бµлінуі арќылы єрбір 20-30 минут сайын ќайтадан ж‰ріп отырады. Б±л процесс бактерияныњ хромосомы (ДНК – ныњ ) екі есе артќан жаѓдайда ж‰реді. Аздаѓан т‰р бактериялар б‰ршіктену арќылы кµбейеді.

Жыныссыз кµбею спора т‰зу арќылы ж‰зеге асады. Кµптеген бактериялар ќолайсыз жаѓдайда ДНК – ныњ молекуласыныњ айналасында цитоплазманыњ тыѓыздалуыныњ нєтижесінде ќалыњ ќабыќпен ќапталѓан эндогендік спора т‰зеді. Бактериялардыњ споралары µте нєзік тµзімді келеді, ±заќ уаќыттар (20 –30 жыл бойы) µз тіршілігін жоѓалтпайды.

4.Бактерияларда жаќын уаќыттарѓа дейін жыныстыќ кµбею белгісіз болып келеді. Соњѓы кездегі зерттеулер нєтижесінде олардыњ жыныстыќ кµбеюі болатыны аныќталды. Ол екі клетканыњ бір – бірімен тікелей т‰йісуініњ нєтижесінде ж‰реді. М±ндай клеткалардыњ бірінен (аталыќтыњ ќызметін атќаратын донор клеткасынан) арнайы µсінді (кµпірше) пайда болады. Ол арќылы аталыќ клетканыњ материалы (ДНК), реципиенті – клеткасына (аналыќтыњ ќызметін атќаратын клеткаѓа) µтіп ќ±йылады. М±ны капуляциялыќ процесс деп атайды.
Баќылау с±раќтары:

1. Клетка құрылысының ерекшелігі.

2.Бактериялар: морфологиялық топтары және физиологиялық көптүрлілігі.

3.Топырақтағы бактериялаврдың және актиномицеттердің саны.

4.Прокариоттардың топырақтағы топтар құрамы: микоплазмалар.

5.Археобактерия: вирустар мен фагтар.

1. Жер бетіндегі биологиялық айналысқа, топырақ және атмосфера арасындағы газ алмасуға микроорганизмдердің әсері

2.Литосферадағы элементтерді биологиялық айналысқа түсіруде микроорганизмдердің қатынасы.
Лекция мақсаты: Студенттерге биосферадағы негізгі элементтердің айналу циклына топырақ түзілу процесінде микроорганизмдердің қатынасы жайлы толық мәлімет беру
Лекция мәтіні (ќысќаша):

1.Биосфераның кез келген компонентінен органикалық және минералды заттардың қоры жасақталады. Олардың сақалу ұзақтығы қозғалыс жылдамдығы мен мөлшеріне байланысты. Соған орай резервті фонд - баяу қозғалатын заттардың үлкен массасы (қарашірік, торф, тау жыныстары, т.б.) және қозғалмалы фонд – көлемі бойынша аз алмасу үрдістеріне оңай түсетін масса (Одум, 1986). Қорлардың қалыптасуы мен олардың қолданылуы, ең алдымен микроорганизмдердің геохимиялық әрекеттеріне байланысты.

Микроорганизмдер көмегімен жүретін биогеохимиялық үрдістерді былай жіктейді:

- Органикалық заттардыц бейорганикалық қосылыстарга дейін минерализациялануы.

- Бейорганикалық элементтердің клетка протоплазмасыныц органикалық заттарына айналуы.

- Элементтерді энергия көзі ретінде қолдана отырып, тотығуы.

- Энергетикалык, метаболизммен байланысты болатын тотықсыздану.

- Газ күйдегі элементтердің (фотосинтез, N₂ түтуы, H₂S тотығуы) газ емес элементтерге айналуы мен сіңірілуі.

- Геологиялық шөгінділердің қалыптасуы. Рудалардың түзілуі (күкіртті. сульфидті, темір, марганецті). әк пен торф, т.б.

- Ерімейтін заттарды ерітетін не оларды еріген күйде ұстап тұратын комплексті немесе органикалық хелато түзуші қосылыстардың бөлінуі.

- Микроб клеткаларына бейорганикалық загтардың Ғе, Мп (шөгінділер) енуі.

- Күкірт, көміртегі және басқа да элеменггердің сульфат тотықтырушы, тионды және метантүзуші бактериялармен фракциялануы.

2.Биосферада элементтердің айналымында прокариоттардың басты рөл атқаруының себебі микроорганизмдердің санының көптігіне, олардың табиғатта кеңінен таралуына, кез келген зат­тарды ыдыратуга кабілеті бар микроб клеткаларының әмбебап ферментативті аппаратының болуына байланысты. Көбінесе, субстраттағы белгілі бір затты физиологиялық функциялары жағынан ұқсас микроорганизмдер тобы өндейді. Мұндай микроорганизмдер тобын фитологиялық пит деп атайды.

Биологиялык айналымға барлық химиялык элементтер атомы қатысады, әсіресе негізгі органогендер айналымдары, яғни көміртегі және азот, сонымен қатар тірі организмдер үшін маңызды фосфор, күкірт сияқты минералды элементтердің айыалымы ерекше қызығушылық тудырады.

1. Жер бетіндегі биологиялық айналысқа, топырақ және атмосфера арасындағы газ алмасуға микроорганизмдердің әсері

2.Литосферадағы элементтерді биологиялық айналысқа түсіруде микроорганизмдердің қатынасы.
Лекция №11
Тақырыбы: Микроорганизмдер зат алмасуының ерекшелігі
Жоспары:

1. Катаболизм және анаболизм.

2.Аноболитикалық процестердің көптүрлілігі, азотты, көміртекті қоректену, автотрофты және гетеротрофты алмасу; микроорганизмдердің өсу факторлары.

3.Микроорганизмдер биологиялық индикатор сияқты.

4.Микроорганизмдердің энергия алу жолдары: ашу, тотығу, ферменттер және реттеушілер.
Лекция мақсаты: Студенттерге микроорганизмдер зат алмасуының ерекшелігі жайлы толық мәлімет беру
Лекция мәтіні (ќысќаша):

1.Микроорганизмдер клеткаларына түскен қоректік заттар ыдырау барысында түрлеше химиялық реакциялардан өтеді. Оларды жинақтап, жалпы атпен метаболизм (зат алмасу) деп атайды. Метаболизмге тіршілікке аса маңызы зор катоболизм мен биосинтез процестері жатады.

Катоболизм (энергетикалық алмасу) - көмірсулар, майлар және белоктар сияқты қоректік заттардың тотығуы есебімен эенергия бөліну процестері. Микробтарда аэробты тыныс алу мен ашу сияқты катоболизмнің негізгі формасы бар.

Катоболизм барысында түзелген энергия клеткада аденозин үш фосфат (АҮФ) түрінде фосфор байланысына айналады.

Биосинтез – сыртқы ортадағы жай қосылыстардан макромолекулалар (нуклеин қышқылы, белоктар, полисаридтер ) синтезделеді. Биосинтез процесі аэробты тыныс алу мен ашу кезінде п.б. энергияны қолданады, яғни АҮФ қосылысынан алады.

2.Микроорганизмдер ферменті. Клеткада жүретін күрделі процестер, яғни тыныс алу мен қоректену ферменттерінің (энизм) көмегімен іске асады. Өздерінің әсер етуіне қарағанда ферменттер күрделі органикалық катализаторлар болып есептелінеді. Катализатор – дегеніміз химиялық реакциялардың соңғы өніміне кірмейтін, бірақ бұл реакцияларды шапшандадатын заттар.

Амилаза ферментінің бір бөлігі, белгілі бір жағдайда бір тонна крахмалды қантқа айналдыра алатыны дәлелденеді. Ферменттерді алғаш рет орыс ғалымы К.С. Кирхгофор ХІХ ғасырдың бас кезінде ашқан болатын. Ферменттер клеткад түзілетін зат. Бірақ олар клеткадан тыс жерде де заттарды ыдырата алады.

Ферменттер активті бір қатар жағдайларға байланысты болады. Оларға субстрат пен ферменттер концентрациясы, температура, рН т.б. жатады. Әрбір фермент үшін өзіндік температурасы мен рН болады.

Метаболизмге қатысатын ферменттер клетка ішінде орналасады. Сондықтан оларды клетка ішілік, яғни ферменттер деп атайды. Ал кейбір ферменттер клетка ішінде тіршілігі барысында ортаға бөлініп шығады. Оларды клетка сыртындық, яғни экзоферменттер деп атайды. Әдетте бұған сыртқы ортаға микрооргнизмдер клеткасына ене алмайтын молекулалық массасы үлкен органикалық заттарды ыдырататын гидролитикалық ферменттер жатады.

3.Ферменттер суда, спиртте және глицерин мен түрлі тұз араласқан ортада ериді. Олар-жануарлардың, өсімдіктердің және микроорганизмдердің клеткалары синтезделіп шығатын биологиялық катализаторлар. Ферменттер молекулаларының құрлысына қарай 2 топқа бөлінеді:

1.Амин қышқылынан тұратын жай ферментер жатады, оларды аптоферментар деп атайды. Бұларға гидролиз процесін жүргізетін ферменттер кіреді (судың қатысуы мен жүретін реакциялар).

2. Молекулаларының құрамына белоктан берік байланысқан басқа активті қосылыстарда кіретін екі компонентті күрделі ферменттер жатады. Екі компонентті ферменттердегі топқа Fe, Co, Cu, Mn металдарының ионы белокпен берік байланысқан, ал K, Ca, Zn, Ci сияқты басқа элементтер әлсіз байланысқан, олар өздерінің қатысуы арқылы көбнесе ферментті активтендіре түседі немесе кіші молекулалы органикалық зат (витаминдер) болуы мүмкін.

Күрделі ферменттерге тотықтырушы және химиялық топтарды тасымалдаушы ферменттер жатады. Күрделі ферменттер тек апоферменттерден, ғана емес, сонымен қатар белок емес заттардан тұрады.

Оксидоредуктазалар- бұл тотығу – тотықсыздану реакцияларын катализдейтін ферменттер. Олардың биологиялық жолмен энергия өндіруде зор маңызы бар.

Кейбір жағдайда тотығатын заттардан сутегі де бөлінеді. Сондықтан бұл ферментті дигидрогеназа деп те атайды.

Оксидаза-аэробты дегидраза. Олар тотығатын органикалық заттан сутегін бөліп алып, ауадағы оттегіне береді де, ортада су немесе сутегі асқын тотығын түзейді.

Пероксидаза-фенол, полифенол, хош иісті аминдердің сутегі асқын тотығымен тотығуын жеделдетеді. Бұлар жануарлар клеткаларында жоғары және төменгі сатыдағы өсімдіктерде, көптеген микроорганизмдерде кездеседі.

4.Каталаза-тотығу реакциясына тікелей қатыспағанымен аэробты тыныс алуға байланысты процестерге қатысады. Әсіресе аэробты бактерияларда көп тараған фермент. Сонымен қатар ол сутегінің асқын тотығын оттегіне және суға ажыратады. Бұл оның улы қасиетін жояды.

Трансфераза – қалдық молекулаларды, атомдар тобының немесе жекелеген радикалдардың бір қосылыстан екінші қосылысқа тасымалдануын қамтамасыз ететін ферменттер. Бұл ферменттер өсімдіктерде кең тараған углеводтар биосинтезіне қатысады. Амин қышқылдарының кето қышқылдарға ауысуында осы ферменттің маңызы зор.

Пектидаза-белоктардағы пептидтік байланыстарды үзуге гидролиздену арасында жүреді.

Амилаза-крахмалдарды, гликогенді мальтоза қалпына дейін ыдырататын. Ол көптеген зең саңырауқұлақтары мен бактерияларда кездеседі. Лактаза-сүт қанты лактазаны глюкоза мен галактозаға ажыратады. Көптеген сүт қышқылы бактерияларында кездеседі.

Целюлозаны цитаза деп те атайды. Бұл көптеген анаэробты бактерияларда кездеседі. Ол клетчатканы целобиозаға және жай қантқа глюкозаға дейін ажыратады.

Пектиназа – пектин заттарын гидролиздейді онда галактоза, арабиноза,ксилоза, сірке, галактуран қышқылдары түзіледі. Сонымен бірге бұдан пектин қышқылдары түзіледі. Ол пектиназа ферментінің әсерінен жай өнімдерге ажырайды. Бұл фермент көптеген заң саңырауқұлақтардан табылады.

Липаза-майды гидролиздеу арқылы глицерин мен май қышқылдарына ажыратады. Мұның сүтті ұйытатында қасиеті бар. Бұл фермент көптеген шіріткіш бактерияларда, өсімдіктерде, асқазан сөлінде кездеседі.

Лиаза-атомдар тобын ажыратып полипептид және қосып алу реакцияларына судың немесе фосфор қышқылының қатысынсыз катализдейді, мұнда су, аммияк, көмір қышқыл газы т.б. бөлінеді.

Жалпы микробтық ферменттердің әрекеті күшті болады. Сондықтан оларды өндірісте кеңінен қолданады.

1. Катаболизм және анаболизм.

2.Аноболитикалық процестердің көптүрлілігі, азотты, көміртекті қоректену, автотрофты және гетеротрофты алмасу; микроорганизмдердің өсу факторлары.

3.Микроорганизмдер биологиялық индикатор сияқты.

4.Микроорганизмдердің энергия алу жолдары: ашу, тотығу, ферменттер және реттеушілер.
Лекция №12
Тақырыбы: Көміртектің түзілу және оттегінің айналысы
Жоспары:

1. Негізгі көміртектің оттегінің айналысы.

2.Фотосинтез және органикалық заттардың минералдануына микроорганизмнің қатысы. 3.Топырақтағы өсімдіктектес полимерлердің жалпы схемасы.
Лекция мақсаты: Студенттерге көміртектің түзілу және оттегінің айналысы жайлы толық мәлімет беру
Лекция мәтіні (ќысќаша):

1.Көміртегі айналымы барлық биогеохимиялық циклдердің ішіндегі ең маңыздысы болып табылады. Көміртегі тірі организмдегі маңызды компоненттерге жатады, барлық органикалық құрғақ заттың 50% мөлшері осы көміртегінің үлесіне тиеді. Көміртегі айналымында көмірқышқыл газының алатын рөлі зор, ол ауа арқылы топырақ пен суқоймаларға келіп түседі.

Биосфераның әрбір болігіндегі көміртегінің жалпы көлемі әр түрлі. Ең көп мөлшері мұхит пен тұнбаларда болғанымен онда олар айналымға түспей, тек тау жыныстарының карбонаттары мен тотықсызданған органикалық компонент түрінде мұнай мен көмірде резервті фонд ретінде сақталады. Бұл фонд тірі организмдер қатысымен жacaлaды[25]. Карбонатгарды балдырлар, коралдар және әктасгы панцирі не қаңқасы бар жануарлар тұнбаға түсіреді. Көмір мен мұнай - микроорганизмдер көмегімен қиын ыдырайгын органикалық затгардан пайда болған өнім. Өсімдіктер мен жануарлардың өлген қалдықтарында да көміртегі біршама мөлшерде болады, алайда олар айналымға тек микроорганизмдер іс-әрекеті нәтижесінде ғана түседі. Атмосфера мен алғашкы продуценттердеігі көміртек мөлшері азырақ болады, себебі олар алмасу үрдістеріне оңай түсетін қозгалмалы фондқа жатады.

2.Фотосинтез үшін көміртегінің көзі атмосферадағы немесе суда еріген көмірқышқыл газы болып табылады. Өсімдіктер түзген органикалық заттың құрамында көміртегі қоректену тізбегі бойынша тірі не өлі өсімдік ұлпалапры арқылы өтіп, тыныс алу , ашу немесе отынның жануы нәтижесінде көмірқышқыл газы түрінде атмосфераға қайтады.

Көміртегінің дүниежүзілік айналымы С0₂ арқылы жүзеге асырылады және де оның айналымына өсімдіктер, жануарлар, микроорганизмдер қатысады, яғни биогеохимиялық айналымга биологиялык айналым үлкен үлес косады.

Көмір сутегілер органикалық заттардың ішіндегі ең бір берігі. Бірақ соған қарамастан оны кейбір микроорганизмдер ыдырата алады. Біздің елімізде В.О. Таусон көмір сутегінің көзі болып есептелетін - парафинді микроорганизмдер ыдырата алатынын дәлелдеді. Көмір сутегілерін табиғатта Псеудо Монас, Флавобсектериум, Ауромобактер, Стрептомицес, Нокардиа, Микробактериум туысына жататын бактериялар және Кандида туысына жататын ашытқылар, кейбір саңырауқұлақтар ыдырата алады.

Газ тәрізді көмір сутегілерін де ыдырата алатын микроорганизмдер болатыны анықталды. Мұндай микроорганизмдерді мұнай және газ қорларын барлауда қолданылады. Псеудоманас және нокардис туысына жататын бактериялар бензол, толуол ксилол, нафталин, антраценді, ыдырата алатыны анықталды. Көпшілік микроорганизмдерде көмір сутегілерін тотықтарының ерекше ферменттер болады. Көмір сутегілерінің ыдырағандағы ақырғы өнімі көмір қышқыл газы мен су.

Бірақ кейде аралық өнім ретінде спирттер, органикалық қышқылдар, эфирлер және басқа қосылыстар түзіледі.

1. Негізгі көміртектің оттегінің айналысы.

2.Фотосинтез және органикалық заттардың минералдануына микроорганизмнің қатысы. 3.Топырақтағы өсімдіктектес полимерлердің жалпы схемасы.

Лекция №13
Тақырыбы: Топырақтағы суда еритін углеводтардың аэробты және анаэробты өзгеруі
Жоспары:

1. Ашытудың типтері, оларды ашытушылар.

2.Табиғатта крахмалдың, пектиннің және ксиланның микробты жолдармен ыдырауы.

3. Целлюлозаны ыдырататын микроорганизмдерді пайдалану: глюкоза мен спирт алу, лигниннің микроорганизмдермен ыдырауы, бұл процесте саңырауқұлақтардың ролі, гумустың түзілуі, оттегінің пайда болуы.

1.Табиғаттағы биологиялық маңызды элементердің, соның ішінде көміртегі қосылыстарының өзгеріске ұшырауында микроорганизмдердің ролі зор. Микроорганизмдердің өз тіршілігіне қажетті энергияны азотсыз органикалық заттардан алатыны анық байқалады. Өсімдік қалдықтарының химиялық, өқрамы өте күрделі. Онда белоктар, амин қышқылы, көміртегі бар қосылыстар (клетчатка, лигнин, гемицеллюлоза), майлар және т.б. болады. Бұлардың ішінде басым көпшілігі целлюлоза, гемицеллюлоза және лигнин. Бұл заттардың мөлшері мен сапасы әр түрлі. Ол өсімдіктердің түрлеріне байланысты өзгеріп отырады. Органикалық заттар негізінен екі жолмен ыдырайды. Фитогендік ыдырау саңырауқұлақтар, бактериялар, актиномицеттер және басқа да микроорганизмдер әсерінен жүреді. Ал зоогедік ыдырау – омыртқасыз жануарлар, сүт қоректілер көмегімен болады.

Белгілі бір жағдайға байланысты органикалық заттар аэробты және анаэробты жолдармен ыдырайды. Ашу процесі барысында көміртегі қосылысындағы энергияның тек бір бөлігі ғана бөлінеді. Сондықтан соңғы өнім ретінде толық тотықпаған органикалық заттар жиналады. Міне осындай соңғы өнімінің сипатына карай ашу процесінің аты да түрліше болады. (спирттік, сүт және май қышқылдарының ашу процестері).

2.Ашу процесі. Тотығу – тотықсыздану процесін – ашу процесі деп атайды. Ашу процесі кезінде сутегі доноры және акцептор қызметін ашу процесі нәтижесінде түзілетін органикалық қосылыстар атқарады.

Ашу процесінің қоздырғыштары – облигатты анаэотбты микроорганизмдер. Ол тек қана анаэробты жағдайда жүреді. Ашу процесі оттегінсіз жағдайда жүретінін 1860 жылы Л.Пастер ашқан.

әрбір ашу процесі екі кезеңнен тұрады. 1 кезеңінде глюкоза пирожүзім қышқыл айналады да, 2 молекула сутегі субстраттан бөлініп шығады.

С6Н ₁₂О ₆ – 2СН ₃СОСООН + 2Н ₂

2 кезеңінде пирожүзім қышқылын сутегі тотықсыздандырады да спирт немесе қышқылдар түзіледі.

2СН ₃СОСООН + 2Н ₂ - 2СН ₃СНОНООН

Микроорганизмдердің әсерінен қанттың пирожүзім қышқылына айналуы үш жолмен жүреді.Бірінші жолы – эмбден – Мейергаф – Парнос немесе фруктоза дифосфат жолы. Оны гликолиз деп атайды. Бұлар бактерияда анаэробты облигатты және факультативті анаэробты организмдерде табылған. Екінші жолы – пентоза фосфат жолы. Ол көптеген прокариот және эукариот организмдерде кездеседі.

Үшінші жолы – Энтнер – Дудуров. Ол көбінесе аэробты бактериялардан табылады.

(НАД) никотин - амидадениндинуклеотид.

1. Ашытудың типтері, оларды ашытушылар.

2.Табиғатта крахмалдың, пектиннің және ксиланның микробты жолдармен ыдырауы.

3. Целлюлозаны ыдырататын микроорганизмдерді пайдалану: глюкоза мен спирт алу, лигниннің микроорганизмдермен ыдырауы, бұл процесте саңырауқұлақтардың ролі, гумустың түзілуі, оттегінің пайда болуы.

4.Молекулалық оттегінің зиянды әсері.
Лекция №14
Тақырыбы: Сутегінің пайда болуы және тотығуы
Жоспары:

1.Топырақтағы микроорганизмдер қызметі – сутегінің негізгі көзі.

2.Аэробты және анароэробты жағдайда микроорганизмдердің сутегіні пайдалануы.

3.Сутекті бактериялар және олардың практикалық маңызы.

Өзен суына қарағанда оның түбіндегі балшықтар бактерияларға байырақ келеді. Өзеннің жай жеріндегі бір гарам құрғақ балшықты 2250 мл бактерия кездеседі, ал суы ағымды жердің балшығында олардың саны 470 мл жетеді. Жауыннан кейін бактериялар саны көбейіп кетеді. Егер, жауынға дейін судың 1 мл-де 8 бактерия кездессе, жауыннан кейін оны саны 1223 жетеді. Күн ашық кезде керісінше болады. Жағада 1000 метр қашықтықта ашық күндері 1 мм суда 28 бактерия кездессе, бұлынғыр бұлытты күндері олардың саны 1229 жетеді. Бактериялар саны судың беткі қабатынан түбіне дейінгі тереңдікте бірдей болмай өзгеріп отырады. Әдетте судың бетінен есептегенде 5-20 см тереңдігінде бактериялар саны аса көп болады. Сөйтіп, су неғұрлым тереңнен алынса, бактериялар саны соғұрлым аз болады. Сонымен қатар жыл маусымдарыда бактериялардың суда таралуына едәуір әсер етеді. Бактериялардың ең көп болатын мерзімі май және июль айлары. Микроорганизмдер мұхит пен теңіз суында, әсіресе олардың жағалауында көп кездеседі. Жағадан қашықтықтаған сайын олардың саны азая береді. Шамамен 1мл суда 1000 бактерия бар деп есептегенде 1 шаршы км суда 1 т бактерия кездеседі. Олар судағы басқа тірі организдерге әсерін тигізбей қоймайды. Судағы бактериялар ондағы органикалық және минералды заттарды өзгеріске түсіріп қана қоймайды, сонымен қатар балықтарға қажетті қоректік заттар қорының аралық буыны болып есептеледі. Теңіз балшығы бактериялға өте бай келеді. Б.С.Буткивичтің зерттеуіне қарағанда 225 м тереңдікте жатқан балшықтың 1г 367,4 млн бактерия кездеседі. Әрбір грамм балшықтағы олардың салмағы 0,3 мг тең болады. Б.Л.Исоченканың солтүстік мұзды мұхиттағы Микроорганизмдерді зерттеу жұмыстарыбактерияларды жоғарыдан едәуір қашықтықта және әжептеуір тереңдіктеде де кездесетіні дәлелденді.

Жалпы теңіз суларында 2-3 % ас тұзы бар. Осындай ортада жақсы тіршілік ететін бактериялар тобы болады. Кейбір зерттеулерге қарағанда теңіз бактериялары 0,6 % ас тұзы бар ортада да тіршілік ете алатыны анықталады. Бұларды тұз телерантты бактериялар деп аталады. Мұнымен қатар голофилмді микоорганизмдерде де тұзды едәуір көп концентрациясында тіршілік ете алады. Теңіз суының бактерияларға жойқын, яғни бактерицидтік әсерінің зор маңызы бар. Мысалы, теңіз суы басқа судан бөлініп алынған бактерияларды жарты сағат ішінде қырып жібере алады. Ал, теңіз бактерияларының біразы басқа микроптрға жойқын әсер ететін антибиотик заттарды да бөлуге бейім келеді.

2.Ауасы шаң-тозаңсыз жерде жауған жауын суында және қарда бактериялар өте аз болады. Бұлардың 1 мм бар жоғы оншақты бактерия кездеседі. Ал, ауасы лас, шаң-тозаңды қалаларда жауған жауын суында немесе қарда бактериялар көп болады. Тұрмыста қолданылып жүрген құбыр суында да бактериялар кездеседі. Артезион суын сүзбеседе бактериялар өте аз болады. Мысалы, ауыз су түрлі өзендерден алынатын болса, ондай суды алдын-ала арнаулы сүзгіден өткізу керек. Сүзгіден өткен суда бактериялар саны азда болса кемиді.

Қабылдаған шама бойынша 1мл де 100 жуық бактериялар болса, ондай су жақсы, ішуге жарамды болып есептеледі. Ағын судағы бактериялар саны да өзгеріп отырады.

3.Ластанған судың биологиялық жолмен тазаруы.

Қандайда болмасын судың өзіндік биологиялық «қауымы» болады. Бұл организмдер қауымы тұрақты болады, қайта орта жағдайларына сәйкес өзгеріп отырады. Сондықтанда олар орта жағджайларына байланысты бірнеше топтарға бөлінеді. Олар судағы органикалық заттардың өзгеруіне байланысты басқа организмдер мен алмасып отырады. Осыған сайкес әрбір судың ластану дәрежесі, анықталады, яғни олар жеке спорттың сапробтық аймақтарға ажыратылады. Осы спорттық аймақтарға қарай отырып, ондағы тіршілік жағдайларын анықтауға болады. Мұнда сапробтық деп белгілі бір дәрежеде минералданған және қажетті концентрациялы органикалық заттары бар, белгіілі бір организмдер ғана тіршілік ететін судың жинақталған физиологиялық ерекшеліктерін айтады. Осы ерекшеліктерге кез келген суда сапробтық аймақтардың белгілі бір ретпен алмасып отыратынын байқау қиын емес.

1.Топырақтағы микроорганизмдер қызметі – сутегінің негізгі көзі.

2.Аэробты және анароэробты жағдайда микроорганизмдердің сутегіні пайдалануы.

3.Сутекті бактериялар және олардың практикалық маңызы.

1.Табиғатта азотты айналысының жалпы схемасы.

2.Симбиотикалық азот фиксаторлары – түйін бактериялары тағы басқа бактериялар.

3.Бұршақты өсімдіктер емес диазотрофты микроорганизмдер.

4.Ризосферада азоттың фиксациясы және филлосферада.
Лекция мақсаты: Студенттерге азоттың пайда болу циклы жайлы толық мәлімет беру

Лекция мәтіні (ќысќаша):
1.Атмосфераның молекулалық азотын биологиялық жолмен сіңіре алатын бактериялардың ерекше тобын азот сіңірушілерге жатқызады. Олар екі топқа бөлінеді: біріншісі-топырақта еркін өмір сүретін (аэроб-Azotobacter (азотобактер), анаэроб - Clostridium pasterianum) және екіншісі түйнек бактериялары (Rizobium).

Қышқыл, органикалық заттары және фосфоры аз топырақта азотобактер болмайды. Оттегі топырақта жеткіліксіз болғанда, ылғалдың өте көптігі мен температураның төмендігі оның жеткілікті түрде таралуына кедергі жасайды. Керісінше топырақты өндеу жұмыстары азотобактердің таралуына оң әсер етеді.

2.Азотобактер көп өсімдіктердің тамырының айналасында мекендеп өмір сүреді. Дегенмен олардың жоңышқаның, темекінің, айқышгүлділер тұқымдасы өсімдіктері тамыр жүйесінің маңында белсенділігі жоғары болады. Ал бидай тамырының айналасында азотобактер дамымайды деуге болады. Мұның себебін бидайдың тамырларынан бөлініп шығатын заттардың микробқа улы әсер етуімен түсіндіруге болады. Қолайлы жағдайда азотобактер 1 га жерде 30 кг артық азот жинай алады.

Клостридиум түрі азот жинау қабілеті бойынша азотобактерға қарағанда кем түседі. Бірақ та оның ортаға қоятын талабы төмен болғандықтан, топырақтарда бұл микроб кең таралған.

3.Түйнек бактериялары бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырына кіріп, өсіп-дамиды. Оның салдарынан тамырларда әр түрлі мөлшердегі және пішіндегі түйнектер пайда болады. Бұл бактериялардың өсімдіктермен алғашқы өзара қарым-қатынас процесі дәннің өсіп-өну кезінде тамыр түгімен жанасудан басталады. Жетілген түйнекте бактерияның саны әр түрлі болады. Мысалы, қытайбұршақтың бір түйіршігінде 3,5х104 дейін бактериалды клетка болады.

Түйнек бактериялары мынадай касиеттермен ерекшеленеді: түйнектерді тек жақын бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырларында салуы, вируленттілігі (өсімдіктерге жұғу қабілеті) және тиімділігі. Соңғы қасиеті сіңірілген азоттың мөлшерімен анықталады. Мысалы, суармалы жоңышқа бір гектар жерде 300, одан да көп кг азот жинаса, қытайбұршақ 100 кг, асбұршақ 60 кг азот жинайды.

Бактериялар топырақта біркелкі тарамаған. Өсімдік та­мырына жақын орналасқан топырақта олардың саны басқа қабаттарымен салыстырғанда 10-100 есе көп болып келеді. Осы бактериялары көп, тамыр бөліндісінің әсері сезіліп тұратын топырақ бөлігін ризосфера, ал бұл жерде дамитын бактерияларды ризосфералық деп атайды. Бұл қабат өте жұқа болады, қалындығы 100 мкм аспайды.

4.Ризосфералық микроорганизмдердің саны өсімдік түрі мен оның даму кезеңіне, тамырдың құрылымына, топырақтың қасиеттеріне сәйкес болып келеді. Ризосферада микроорганимздердің көп болуы өсімдік тамырларының тұрақты түрде бөлінділерді қоршаған ортаға шығарып тұруына байланысты. Ал аталған бөлінділердің арасында микроорганизмдер жеңіл сіңіретін көмір сутегі, органикалық қышқылдар, басқа да ерекше заттардың бар екендігімен түсіндіруге болады. Ризосфералық микроорганизмдер ми­кориза саңырауқұлақтарымен бірлесіп, өсімдіктердің өсуіне қажет қоректік элементтердің сіңімді түрлерімен қамтамасыз етеді. Микроорганизмдердің ризосфералық әсерін ауыспалы егістердегі ауыл шаруашылық дақылдарын алмастырып отырғанда естен шығармау керек.

Ауадағы бос оттегіге байланысты бактерияларды аэробтық өмір сүруі үшін оттегін қажет ететін, көбінесе топырақтың беткі қабаттарында орналасатын азотобактер, түйнек, нитрофикациялау бактериялары және анаэробтық (бос оттегін қажет етпейтін — денитрификациялау бактериялары, клостридиум) болып екіге бөлінеді.
Баќылау с±раќтары:

1.Табиғатта азотты айналысының жалпы схемасы.

2. Топырақтағы азот байланысының процесіне жалпы баға.

3.Симбиотикалық азот фиксаторлары – түйін бактериялары тағы басқа бактериялар.

4.Бұршақты өсімдіктер емес диазотрофты микроорганизмдер.

5.Ризосферада азоттың фиксациясы және филлосферада.

6.Фотосинтез бен азотфиксацияның байланысы.

Лекция №16
Тақырыбы: Нитрификация
Жоспары:

1.Бұл биологиялық процестің ашылу тарихы және қоздырушылары нитрофикацияның бірінші және екінші фазалары.

2. Гетерофты нитрофикация.

3.Нитрофикацияның ингибиторлары.

4.Әртүрлі типті топырақтағы нитрофикация активтілігі.

5. Топырақтағы минералды азоттың иммобилизациясы.

1.Тірі организмдердің ішінен тек бактериялар ғана молекулалы азотты сіңіруге қабілетті. Бактериялардың азотты сіңіруін екіге бөледі: симбиозды және симбиозды емес. Симбиозды емес азот сіңіруін еркін тіршілік ететін аэробты және анаэробты бактерия­лар жүзеге асырады. Аэробты белсенді түрлер Azotobacter, Klebsiella, Azospirillum туысына жатады. Олардың негізгі тіршілік ету ортасы - топырақ, және өсімдік ризосферасы. Анаэробты азот сіңіруін суқоймаларда аноксигенді фотосинтездеуші бакте­риялар, ал топырақта анаэробты клостридиялар - Clostridium pasterianum жүзеге асырады. Негізгі симбиозды азотсіңірушілерге Khizobium туысының бактериялары жатады, олар бұршақ түқымдас өсімдіктермен селбесіп тіршілік етеді. Азоттың көп мөлшері (60%) жер беті экожүйесінде шоғырланған: жайылымдық, орман және шөлейт жерлерде, су экожүйесінде 40% молекулярлы азотсіңіріледі.

2.Трофикалық тізбек арқылы органикалық азот жануарларға беріледі. Жануарлар тіршілік барысында азотты аммиак (омыртқасыздар), несеп қышкылы және зәр (омыртқалылар) түрінде беледі, оларды уробактериялар ыдыратады. Ал азоттың көп мөлшері тек өсімдік пен жануарлар өлгеннен соң бөлінеді. Өлі органика коптеген амминификациялаушы микроорганизмдер көмегімен деградацияланады.

Азоты бар органикалық заттарды микроорганизмдер минерализациялап, аммиакқа дейін ыдыратады. Бұл процестер аммонификация деп аталады. Оларды әр түрлі микроорганизмдер тобы жүзеге асырады. Микроорганизмдер тіршілігі барысында органикалық азот қосылыстарының көп мөлшері қарашірік күйінде топырақта сақталады. Аммонификация үрдісі нәтижесінде планета өсімдік, жануарлар және микроорганизмдер қалдықтарынан тазартылады.

3.Азоттың өзгеруінің келесі бір маңызды сатысына нитрифи­кация жатады. Мүнда аммиак нитратқа айналады. Нитрификация үрдісін екі арнайы хемолитоавтотрофты нитрификациялаушы бактериялар тобы жүзеге асырады. Nitrosomonas Nitrosococcus туысына жататын бактериялар аммиакты нитритке дейін, ал Nitrobacter туысының бактериялары нитритті нитратқа дейін тотықтырады.

4.Денитрификация - нитриттер мен нитраттардыц молекулярлы азотқа дейін тотықсыздануы, бұл азот айналымындағы экологиялық маңызды үрдіс. Денитрификацияны көптеген бактериялар жүзеге асырады. Денитрификация үрдісі кезінде нитрат молекулярлы азотқа айналады да, молекулалы азот қайтадан атмосфераға оралады.

Сонымен, азоттың атмосфера, гидро және литосфера арасындағы трансформациям молекулярлы азот арқылы жүреді. Азоттың топырақ және су компоненттері арасындағы тасымалдануы органикалық азот, аммоний ионы мен нитрат арқылы жүреді. Алайда молекулярлы азоттың тек 3%-ы ғана биологиялық айналымға қатысқанымен, экологиялық тұрғыда оның микро­организмдер, өсімдіктер және жануарлар үшін маңызы зор.
Баќылау с±раќтары:

1.Бұл биологиялық процестің ашылу тарихы және қоздырушылары нитрофикацияның бірінші және екінші фазалары.

2. Гетерофты нитрофикация.

3.Нитрофикация процесін бағалау.

4.Нитрофикацияның ингибиторлары.

5.Әртүрлі типті топырақтағы нитрофикация активтілігі.

6. Топырақтағы минералды азоттың иммобилизациясы.

Лекция №17
Тақырыбы: Фосфордың пайда болуы
Жоспары:

1.Топырақтағы фосфор қосылыстарының формалары.

2.Фосфорлы органикалық қосылыстардың минералдануы микроорганизмдермен қышқыл түзуші автотрофты және гетеротрофты микроорганизмдермен қиын еритін кальций фосфаттарының жиналу механизмі.

3.Фосфордың микробиологиялық құрылымы. Өсімдіктерді фосформен қамтамасыз етуде микоризалардың ролі.

2.Фосфордың органикалық формалары түрлі микроорганизмдер көмегімен ыдырайды. Бұл процеске псевдомонос және бациллус туыстарына кіретін бактериялар мен пенициллум, аспергиллус, ризопус, альтернария туысына жататын саңырауқұлақтар және актиномицеттердің бірқатар өкілдері қатысады. Кейде бұл процеске ашытқылардың да қатысатыны бар. Органикалық фосфордың микроорганизмдер көмегімен ыдырауы мына схема бойынша жүреді.

Нуклепротеид ® нуклеин ® нуклеин қышқылы®нуклеотид ® фосфор қышқылы. Органикалық фосфор ыдырағанда олардың біраз мөлшері микроорганизмдер клеткасында қалып қояды.

Ал қалған бөліктері топырақта кездесетін басқа элементтермен байланысып, өсімдіктерге сіңімсіз күйге айналуы ықтимал.

3.Фосфордың органикалық емес қосылыстары, топырақта ерімейтін кальций фосфаты күйінде ( апатит, оксиапатит, фосфорит) болады. Олар көбінесе реакциясы бейтарап немесе сілтілі топырақта мол кездеседі. Бұл тұздар әрине өсімдіктерге сіңімсіз күйде болады. Бірқатар микроорганизмдер фосфор қышқылының ерімейтін қосылыстарын еритін күйге айналдыра алады. Бұларға түрлі актиномицеттер, саңырауқұлақтар және бактериялар жатады. Органикалық заттар ыдырағанда немесе тыныс алу барысында болған көмір қышқыл газы су бар жерде көмір қышқылына айналады да, ерімейтін фосфаттардың тез еруіне әсерін тигізеді. Бұл процесті мынадай формуламен көрсетуге болады:
Са₃(РО₄)₂ + 2СО₄ + 2Н₂О ® 2Са НРО₄ + Са (НСО₃)₂
Кейбір жағдайда фосфаттар топырақтағы нитрификацияланушы бактериялардың әсерінен пайда болған азот қышқылының әрекетінен де ерігіш күйге көшеді.
Баќылау с±раќтары:

1.Топырақтағы фосфор қосылыстарының формалары.

2.Фосфорлы органикалық қосылыстардың минералдануы микроорганизмдермен қышқыл түзуші автотрофты және гетеротрофты микроорганизмдермен қиын еритін кальций фосфаттарының жиналу механизмі.

3. Фосфордың микробиологиялық құрылымы. Өсімдіктерді фосформен қамтамасыз етуде микоризалардың ролі.

1.Бірінші және екінші минералды тектерден қыналар мен микроорганизмдердің калийді ыдыратуы.

2.Микробтар метаболиттің минералдармен бір-біріне әсері типтері.

3.Хелатизация үгілудің негізгі факторы есебінде.

1.Топырақта микроорганизмдер түрлерінің сақталып дамуы үшін қоректік заттардың зор маңызы бар. Мәселен, өнебойы пар ретінде ұстаған топырақта көптеген сапрофит бактериялар жоғалып кетеді. Бұл топыраққа өсімдіктер қалдықтарының түсуіне байланысты. Сонда сапрофиттер орнын қарашірік қосылыстарын ыдыратушы микробтар басады. Сондықтан болса керек, топырақта көптеген фитопаразит саңырауқұлақтар тіршілігі жойылады.

Микроорганизмдердің кейбір түрлерінің басқалары түзген антибиотиктердің әсерінен қырылып кетуі ықтимал. Антибиотиктер – микроорганизмдер тіршілігі барысында түзіліп, олардың әрекетін басып тастайтын немесе қырып жіберетін химиялық заттар. Микроскоптық саңырауқұлақтар (пенициллин, аспергиллин) актиномицеттер (стрептомицин) және бактериялар (грамицидин) бөлетін антибиотик болады. Антибиотиктер ауыл шаруашылында, медицинада кеңінен қолданылады

2.Топырақтағы микроорганизмдердің пайдалы топтары үшін өнебойы қолайлы жағдай тумайды. Кейде бұл топтардың тіршілігі мүлде тоқталып та қалатын жағдайды кездестіруге болады. Сондықтан топырақтағы пайдалы микроорганизмдердің тіршілік әрекетін күшейту мақсатында оларды жеке өсіріп, содан соң топыраққа қолдан қосу ұсынылады. Мұндай микроорганизмдерден дайындалған препаратты бактериялы тыңайтқыштар деп атайды. Бактериялы тыңайтқыштар топырақты тиісті микроорганизмдермен байытады. Бұл мәселе жөнінен екі көзқарас бар екенін айту керек. Зерттеушілердің бір тобының пікірінше пайдалы микроорганизмдер санын молайтудың негізгі жолы агротехникалық тәсілдер көмегімен олардың топырақта тіршілік жағдайларын өзгерту.

Ауада микрорганизмдерге күннің ультра күлгін сәулесі күшті әсер етеді. Түссіз бактерияларға қарағанда пигменттері бар түсті бактериялар төзімділеу. Әдетте спора түзбейтін микроорганизмдер төзімсіз болғандықтан, спора түзетіндеріне қарағанда олардың саныда аз болады.

3.Жыл мезгіліне байланысты ауа микроорганизмдердің саны мен сапасыда өзгеріске ұшырап тұрады. Олардың ең аз мезгілі – қыс, ал көп болатын кезі – жаз. Көктеммен күзде олар көп болмайды.

Қыс кезінде қар жердің бетін жауып қалады да шаңның көтеруіне мүмкіндік бермейді. Ал, жаз кезінде жел шаң – тозаңдармен ауаға микроорганизмдерді ұшырып шығарады. Күзбен көктемде жауын шашын жиы болып көтерілетін шаң – тозаңда азайады. Сондықтан бұл мезгілде ауада микроптар көп болмайды. Ашық жерлерге қарағанда бөлме немесе үй ауасында микрорганизмдер өте көп. Мәселен, бөлме ауасының бір текше метрінде 100 000 жуық микрорганизмдер болады. Бөлмеде адам көп болған сайын көтерілетін шаңда көбейеді микроптар саны артады. Кейбір ауру туғызатын микрорганизмдер бөлме ауасына таралып тыныс алған кезде басқа адамға жұғады.
Баќылау с±раќтары:

1.Бірінші және екінші минералды тектерден қыналар мен микроорганизмдердің калийді ыдыратуы.

2.Микробтар метаболиттің минералдармен бір-біріне әсері типтері.

3.Хелатизация үгілудің негізгі факторы есебінде.

2. Гумус түзілуде микроорганизмдер тіршілігінің маңызы.

3.Гумустың ыдырауына микроорганизмдердің қатысы туралы қазіргі кездегі көзқарастар.

4.Минералдардың жаңа түзілуінің пайда болуында топырақ микроорганизмдердің қатысы.

1.Топырақ микроорганизмдерінің органикалық заттарды минералдандыруы толастамайтын процесс. Оның түйіршіктері гумустық заттармен «желімделген» болғандықтан, олардың мөлшері азаюынан түйір-шіктер беткі қабатынан бастап ыдырай бастайды.

Сонымен егін шаруашылығында топырақ құрылымын арттыру мәселесі маңызды істердің бірі болып саналады. Оны арттырудың негізгі жолдары мыналар:

Қарашіріндінің микроорганизмдерге энергия көзі болатын органикалық заттармен топырақты байыту. Ол үшін алдымен органикалық тыңайтқыштарды (кең, сабан, сидераттар ж.б.), ауыспалы егістерде көп жылдық екпе шөптерді қолдану қажет. Ал минералды тыңайтқыштар егілетін дақылдардың өнімін арттырып, олардан кейін қалатын тамыр және басқа қалдықтарды көбейтіп, топырақтағы органикалық заттардың қорын молайтады.

2.Топырақтағы кальций мен магнийдің мөлшерін көбейту, оны әк және гипс ендіру арқылы жүзеге асыруға болады.

Қуат үнемдеу технологиясын қолдану, топырақты өңдеуді минимализациялау (азайту) арқылы ауыл шаруашылығы техникасының егістікте жүру санын азайту.

Топырақтың шайылуын азайту үшін оның су өткізгіштігімен су сыйымдылығын арттыру, оның беткі қабатының желге төзімділігін жоғарылатуға бағытталған технологияларды қолдану.

Дақылдарды суғарудың тиімді әдістерін қолдану.

Топырақтың жоғарғы қабатының құрылымын арттыру үшін жасанды, экологиялық қауіпсіз синтетикалық полимерлерді қолдану.

Топырақтың сіңіру сиымдылығы, буферлігі сияқты физикалық-химиялық қасиеттері де органикалық заттардың мөлшеріне тығыз байланысты болып келеді.

3.Органикалық заттар топырақтағы гетеротрофты организмдердің қоректену көзі болып, топырақтың биологиялық пәрменділігін күшейтуге тікелей әсер етеді. Қарашіріндісі көп топырақта микроорганизмдердің түрлері және саны да көп болады. Органикалық заттардың деңгейіне топырақтан болініп шығатын С0₂ мөлшері байла­нысты, ал ол фотосинтездің тиімділігін жоғарылатады.

Топырақтың органикалық заттарында көптеген физиологиялық белсенді қосындылар (табиғи өсу заттары, ферменттер, витаминдер т.б.) кездеседі. Олар өсімдіктің өсіп-дамуына, сіңімді қоректік заттарды көбейтуіне т.б. процестерге әсерін тигізеді.

4.Топырақтың органикалық заттары санитарлық қорғаушы қызметін де атқарады. Атап айтқанда, топыраққа енгізілген пестицидтердің бір жағынан микробиологиялық ыдырауын жылдамдатады, екіншіден олардың ластау заттарын ұстап тұрады, нәтижесінде өсімдікке улы заттардың ену мөлшерін азайтады. Бұл айтқандардан туындайтын нәтиже - топырақтың органикалық заттары, оның ішінде бірінші кезекте қарашіріндісі, ауылшаруашылық дакылдарының өнімділігін арттыруға тікелей қатынасы бар екендігі.
Баќылау с±раќтары:

1.Өсімдік қалдықтарының ыдыруы және төсеніштердің пайда болуы.

2. Гумус түзілуде микроорганизмдер тіршілігінің маңызы.

3. Микробты меланинмен гумус.

4.Микроорганизмдермен гумустың ыдырауы.

5.Топырақ микроорганизмдердің автохтанды және зимогенді топтары.

6. Гумустың ыдырауына микроорганизмдердің қатысы туралы қазіргі кездегі көзқарастар.

7.Кометоболизм және соокисление.

8.Минералдардың жаңа түзілуінің пайда болуында топырақ микроорганизмдердің қатысы.
Лекция № 20
Тақырыбы: Топырақ биологиясының экологиялық және қолданбалы аспектілер.
Жоспары:

1. 
   Топырақ биологиясына байланысты экологиялық принциптері мен концепциялары туралы жалпы түсініктер.
   
2. 
   Экологиялық нишадағы популяциялардың орнын анықтауы.
   
3. 
   Шектеулі факторлар және бейімделу факторлары туралы түсінік.
   
4. 
   Эврибионттар және стенобионттар. Гамеостаз. Сукцессия.
   

1.Экологиялық толеранттылыққа байланысты организмдер екі типке бөлінеді.

• 
  су тұздылығының үлкен ауытқуына шыдамды организмдер, эврибатты түрлер - қысымның қатты ауытқуына төзе алмайтын организмдер, эврифагтар - әртүрлі азықтармен қоректене беретін организмдер, эвритоптар
  
• 
  әр түрлі тіршілік орталарында кеңтаралған организмдер.
  

3.Микробты сукцессия. Сукцессия деп биоценоздағы бірлестіктердің (фито, зоо, миробиоценоздар) тіршілік әрекеті нәтижесінде популяцияның алмасуын айтады. Кез келген тірі организмдер бірлестіктері өздерінің тіршілік барысында мекен ету ортасын, қоректену ресурстарын алмастырып отырады. Нәтижесінде физикалық-химиялық жағдайлары өзгереді. Олардың жаңа игерген орталарындағы бұрынғы бірлестіктер ығыстырылады. Сукцессияның негізгі екі типі белгілі - экожүйелі және деструктивті. Экожүйелік сукцессияның бастапқы сатысында бірлестіктер тұрақты болмайды, түрлердің алуандылығы мен биохимиялық реакциялары темен болады. Соңғы сатыда алуан түрлі түрлері бар ересек климаксті бірлестіктер қалыптасады.

Деструктивті сукцессия экожүйедегі органикалық заттардың ыдырауымен байланысты. Деструктивті сукцессия ортадағы экожүйелік сукцессия органикалық заттарға байыған жағдайда көрінеді. Ол экожүйеге органикалық заттар әр түрлі әдіспен түскен жағдайда калыптасады: табиғи, антропогенді, жасанды. Бұл екі сукцессия түрлері өзара байланысты. Тірі организмдер қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына бейімделуі адаптация деп аталады. Ол мекен ету ортасы мен сукцессия орнына байланысты екенін анықтап, Л.Г. Раменский 1938 жылы өсімдіктер популяциясына қатысты адаптацияның 3 стратегиясын жасақтаган: г, К, L- іріктеу (сұрыпталу).

г - тіршілік стратегиясы (г - сұрыптау). Мұндай типтің стратегиясы тұрақсыз болады. Ол жылдам өсумен, жоғары жылдамдықпен және өнімділікпен ерекшеленеді. Бұл кезде олардың бесекеге түсу дәрежелері төмен болғандықтан, осы сатыны эксплуатация сатысы деп атайды.

К - тіршілік стратегиясы (К - сүрыптау). Мұндай страгегияға жататын организмдер баяу өседі, өнімділіктері онша жоғары емес. Олардың бәсекелесу дәрежелері жоғары және ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді болуына байланысты бұл сукцессия сатысын климакс стадиясы деп атайды. Популяция саны тұрақты болғандықтан, бұл сатыны кейде қаныққан сұрыптау деп те атайды.

L - тіршілік стратегиясы (L - сұрыптау). Бұл тип сүрыптауы қолайсыз жағдайларда жүреді. Организмдер стрестерге төзімді, экстремалды жағдайларда тіршілік етіп, тұрақсыз ортада доминантты болады. Соңғы касиеті жағынан олар г-сұрыптауға ұқсас, алайда олар токсинді заттар ыдырауы кезінде тіршіліктерін сақтап, тұрақты дәрежелерін ұстап тұрады.

4.Экожүйелі сукцессияда микроорганизмдер ортаның алғашқы мекен етушілері болып табылады. Алғашқы автотрофты сукцессия цианобактериалды бірлестіктерден басталса, гетеротрофты сук­цессия заттарда тірі организмдердің бірлестіктерінің калыптасуынан басталады. 1924 жылы А. Бенинг су асты заттарда тіршілік ететін организмдер бірлестіктерін перифитондар деп атаған. Олар судағы заттардың бетін ең бірінші мекендеген бактериялар болып саналады, олардың максимум саны 16-20 тәулікте жоғары деңгейге жетеді. Сонымен қатар ішек микрофлорасының микробты сукцессиясы жақсы зерттелген. Жаңа туған сәбидің ішек-қарын жолы залалсызданған түрде болады, ең алғашқы болып мекендейтін бактерияларға анасының сүті арқылы бифидобактериялар қалыптасады. Адам есейген сайын оның ішек микрофлорасының құрамы өзгеріске ұшырайды, анаэробты стрептококтар мен бактероидтар саны көбейеді.

Деструктивті сукцессияға мысал ретінде жер бетіндегі өсімдіктер қалдықтарының деградациясы жатады.

1.Топырақ биологиясына байланысты экологиялық принциптері мен концепциялары туралы жалпы түсініктер.

2.Экологиялық нишадағы популяциялардың орнын анықтауы.

3.Шектеулі факторлар және бейімделу факторлары туралы түсінік.

4.Эврибионттар және стенобионттар. Гамеостаз. Сукцессия.

Лекция №21
Тақырыбы: Топырақ тіршілік ортасы есебінде.
Жоспары:

1. 
   Топырақ тіршілік ортасы есебінде макро-, мезо- және микроорганизмдер.
   
2. 
   Топырақ профилі бойынша организмдердің таралуы және жылжуы.
   
3. 
   Өсу формалары және тыныштық кезеңі.
   
4. 
   Микроорганизмдердің адсербция құбылысы. Топырақтың қатты бөлігінің ферменттер иммобилизациясы.
   

1.Топырақ - литосфераның жоғарғы әуе қабатымен байланысатын қабат. Топырақ жеке әртүрлі өлшемдегі қатты бөлшектерден тұрады. Қатты бөлшектер сумен және ауамен қоршалған. Сондықтан топырақты үш фазалы жүйе ретінде қарастырады.

Топырақтың жоғарғы беті борпылдақ. Мұның құрамында көптеген өлі органикалық заттар бар (өсімдіктер қалдығы, қарашірік). Бұл қарашірікті аккумулятивті А қабаты. Тереңірек, өте тығыз иллювиалды В қабаты жатыр. Оның астында аналық (топырақ түзуші) жыныс қабаты - С қабаты орналасқан.

Топырақ қабаты тереңдеген сайын аэрация нашарлайды. Оттегінің мөлшері азайып, көмір қышқыл газы мен органикалық заттардың ыдырауы кезінде бөлінетін басқа да газдардың мөлшері артады. Топырақтың жоғарғы қабаттарында өсімдікке қажетті фосфор, калий, азот, кальций және басқа заттар жинақталған.

Топырақта тіршілік ететін организмдер эдафобионттар немесе педобионттар деп аталады. Қоңыржай аймақтағы орман топырағының 1 шаршы метрінде 1000 жуық жануарлар түрін, нематодтар мен қарапайымдылардың 10 млн-аса, аяқ құйрықтар мен топырақ кенелерінің 100 мың-нан аса түрлерін табуға болады.

2. Эдафобионттардың көптеген экологиялық топтарының классификациялары бар.

Тіршілік ортасымен байланысы бойынша топырақ жануарлары негізгі үш экологиялық топқа бөлінеді:

• 
  геобионттар - үнемі топырақта тіршілік ететін организмдер. Олардың бүкіл даму циклы топырақта жүреді (жауын құрттары);
  
• 
  геофилдер - тіршілік циклының жоқ дегенде бір фазасы міндетті түрде топырақта өтетін организмдер (шегірткелер Асгісіісіеа, кейбір қоңыздар - Зіарһуііпісіае, СагаЬісіае, ЕІаіегісІае). Олардың личинкалары топырақ ішінде дамып, өскен соң жер бетінде тіршілік етеді;
  
• 
  геоксендер - топырақты кейде уақытша немесе қорғаныс ретінде пайдаланатын организмдер (тарақандар, кеміргіштер және басқа да інде тіршілік ететін сүт қоректі организмдер).
  

• 
  микробиотип - детриттік қоректік тізбектің негізін құрайтын топырақ микроорганизмдері. Бұларға жасыл (Сһіогорһуіа), көк-жасыл балдырлар (Суапорһута), бактериялар (Васгегіа), саңырауқұлақтар (Ғипді) және қарапайымдар (Ргоіогоа) жатады;
  
• 
  мезобиотип - қозғалғыш, майда жануарлар тобы. Бұларға топырақ нематодтары (ІЧетаіосІа), насекомдардың майда личинкалары, кенелер (ОгіЬаіеі) және басқалар жатады. Бұлар негізінен детриттермен және бактериялармен қоректенеді;
  
• 
  макробиотип - топырақтағы ірі насекомдар (жауын құрттары және т.б.);
  
• 
  мегабиотип - топырақта тіршілік ететін сүт қоректілер, мысалы, көртышқандар, жертесерлер жөне т.б.
  

1. Топырақ тіршілік ортасы есебінде макро-, мезо- және микроорганизмдер.

2.Топырақ профилі бойынша организмдердің таралуы және жылжуы.

3.Өсу формалары және тыныштық кезеңі.

4.Микроорганизмдердің адсербция құбылысы. Топырақтың қатты бөлігінің ферменттер иммобилизациясы.
Лекция№ 22
Тақырыбы: Су активтілігінің топырақ құрамындағы микроорганизмдер тіршіігіне маңызы

Жоспары:

1. 
   Осмостық қысымның микроорганизм тіршілігіне әсері және маңызы.
   
2. 
   Микроорганизмдердің дамуына РН-тың әсері
   

1.Су организмдері үшін судағы еріген газдардың мөлшері мен құрамы маңызды рөл атқарады. Атмосферада оттегі көп болғанымен, олар суда нашар ериді. Тұщы суларда 0°С жағдайында оттегінің мөлшері 10мл/л тең, ол атмосферадағыдан 21 есе аз. Теңіздің тұзды суларында оттегінің мөлшері 8мл/л тең.

Судың жоғары қабаттары оттегіне бай, себебі ауадан келіп түсетін оттегімен қоса фототүзуші балдырлар бөліп шығаратын биологиялык оттегі қосылады. Су тереңдеген сайын ондағы оттегінің мөлшері азаяды, кейде мүлдем анаэробты жағдай туады, мұнда тек анаэробты микроорганизмдер тіршілік етеді.

Көмірқышқыл газы суда жақсы ериді. Олардың кейбір бөлігі сілтілі иондармен қосыла отырып, карбонаттар түзеді. Оларды, көбінесе фотосинтез үрдісінде планктонды балдырлар мен су өсімдіктері қолданады. Сондықтан да көміркышқыл газындағы мөлшері көп болған жағдайда да олар организмдердің тіршілігін тежемейді. Мұхиттарда көмірқышқыл газының қоры мол, сондықтан олар көміртегінің айналымында үлкен рөл атқарады. Суда аз да болса азот болады, бірақ оның ешбір биологиялык, маңызы жоқ, ал басқа газдар өте аз мөлшерде болады. Органикалық қалдықтарға бай суларда күкіртсутегі жиналады. Балшықтар мен кішкене көлдерде микроорганизмдердің тіршілік әрекеттері нәтижесінде метан түзіледі.

Тұздың мөлшері су қоймалардағы маңызды экологиялық фактор болып табылады. Тұз концентрациясына қарай құрамында 0,5г/л тұзы бар тұщы сулар мен 35г/л тұзы бар теңіз сулары деп бөлінеді.

Су құрамындағы Са иондарының мөлшері бойынша жіктеледі. Кермек су құрамында 25мг/л кальций болса, жұмсақ суда 9мг/л кальций болады. Кальций көптеген жануарлар үшін қажет. себебі олардың денесінің осмостық қысымы судың тұздылығымен анықталады. Соған орай кейбір түрлер тұщы суда, ал қалғандары тұзды суларда тіршілік етуге бейімделген.

Суда органикалық заттар екі түрлі болады: еріген (ЕОЗ) және асылған (АОЗ) түрдегі органикалық заттар. Судағы еріген органикалық заттардың мөлшері органиканың тотығуына жұмсалатын оттегінің мөлшерімен анықталады. Қолданылатын тотықтырғыш түріне байланысты перманганатты (КМп04) және бихроматты (К2О2О7) деп бөледі. Органикалық заттардың жалпы концентрациясын органикалық көміртегінің мөлшері бойынша анықтайды. Шығу тегіне қарай автохтонды органикалық заттар, яғни су қойманың өзінде түзілетін және аллохтонды, сырттан келіп түсетіндер деп бөледі. Автохтонды еріген органикалық заттардың массасын су қарашірігі құрайды, ал ол жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік әрекетінен түзілетін заттар мен өлі фитопланктонның шіруінен пайда болады. Онда су түбіндегі қышқыл мен организмдердің бөліп шығаратын заттары көп болса, ал қант, аминқышқылдары, витаминдер аз мөлшерде болады. Аллохтонды заттар су шайындылары мен топырақ арқылы келеді. Дүниежүзілік мұхиттағы органикалық көміртегінің концентрациясы 0,5-6мг/л, ал көлдерде 1-25,9мг/л болады. Органикалық заттар судағы гетеротрофты микрофлораның дамуы үшін маңызды. Микроб популяциясының саны мен құрамы органикалық заттардың құрамы мен мөлшеріне байланысты.

Судың белсенді қышқылдылығы әр түрлі. рН мәні 3,4-6,95 аралығында болатын табиғи сулар - қышқылды, рН мәні 6,95-7,3 аралығындағы сулар - бейтарап, ал рН моні 7,3 тең сулар сілтілі деп аталады.

Су түбінің физикалық-химиялық қасиеттері Грунттар үшін гранулометрикалық құрамның, яғни бөлшектердің мөлшерінің құрамы маңызды рөл атқарады. Сондықтан грунттарды балшықтарға не пелиттерге (бөлшек мөлшері 0,01 мм дейін немесе кіші), көлдер (0,01-0, Імм), құм (0,1-1,0 мм), киыршық тас немесе ірі құм (1,0-10 мм), ұсақ жұмыр тас (10-100 мм), валундар (100-1000 мм), кесек тас (1000 мм жоғары) деп жіктейді. Жағаның қасындағы жерлерде құм, гравий, галькалар және басқа да ірі бөлшектер болады.

Түп шөгінділер шығу тегі бойынша терригенді және биогенді деп бөлінеді. Терригенділер негізінен құрлықтан су­мен жел арқылы келетін материалдардан түзіледі, биогенділер өсімдік пен жануарлар өнімдерінің ыдырауы мен қалдықтардан түзіледі. Терригенді шөгінділер балшықтан, ал биогенділер карбонаттар мен аморфты кремнеземнен тұрады.

Органикалык, негізінен лигнинді-гумусты комплекстен, целлюлозадан, хитиннен, өлі қалдықтардың ыдырау өнімдерінен түрады. Органикалық заттарға бай көлдерін сапропелдер деп атайды.

Су түбінде анаэробты жағдай басым болғандықтан, мұнда бактериялар тіршілік әрекеті нәтижесінде күкіртсутек пен метан түзіледі.

2.Су қоймалардагы микроорганизмдердің мекен ету орталары мен таралуы. Топырақ микроорганизмдері үшін жасақталған микроорта концепциясы суда тіршілік ететін организмдерге де тән. Су қабаттарында тіршілік ететін микроорганизмдерді планктондар деп атайды. Олар құрамы бойынша былай жіктеледі: фитопланктон (балдырлар), бактериопланктон және зоопланктон. Мөлшері бойынша планктондар макро-, микро-, нано- жөне пикопланктон деп жіктеледі.

Э. Науманн су пленкасының бетінде (0-2см) тіршілік ететін микроорганизмдерді нейстон деп атаған. Ауа-су аралық қабатында микроорганизмдер саны мен құрамы судың терең қабаттарына қарағанда алуан түрлі болады. Пленканың бетінде әр түрлі органикалық заттар (майлы қышқылдар, липидтер, полисахаридтер, белоктар), микроэлементтер, фосфаттар, аммиак, күкірт қосылыстары болады. Органикалық заттардың мол және әр түрлі болуы гетеротрофты және хемолитотрофты микроорга-низмдердің жақсы өсіп-өнуіне жағдай жасайды. Нейстонды бірлестіктердің ішінде бактериялардың Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Achromobacter туыстары, балдырлардың Lampropedia, Navicula туыстары кездеседі. Тек Нева озенінің беткі пленкасынан алғаш рет нейстонды организмдер ретінде Nevskia ramosa бактериялары табылган. Беттік пленка қатты субстрат тәрізді болғандықтан, бактерия клеткалары мен басқа микроорганизмдерді мықты ұстап тұрып, қандай өзгеріс болса да олардың санының азаюына ешбір жол бермейді. Бұған қоса желдің әсерінен пленка көпіршікке айналып, ондағы органикалық заттардың мөлшері көбейеді де нейстонның санын тұрақты ұстап тұрады.

Көптеген микроорганизмдер әр түрлі субстрат беттерінде алуан түрлі ерекше бірлестіктер құра отырып, колонизациялайды. Субстрат беттерінің түріне қарай бірлестіктерді былай бөледі: тастар мен үңгірлерде - эпилиптон, су өсімдіктерінде – эпифитон, жануарлар денесінде - эпизоотон. Сонымен қатар жасанды заттардағы бірлестіктерді перифитон деп атайды. Кейбір бактериялар затгардың бетіне тез әрі мықты бекінеді, кейбіреулеріне өте ұзақ уақыт қажет, ал кейбіреулерінінң аналық клеткалары бекініп тұратын болса, пайда болатын ұрпақ клеткалары босап отырады. Заттар бетіне ең бірінші болып бактериялар, одан соң диатомды балдырлар, одан кейін колониялы қозғалмалы диатомейлер, талшықтылар мен силиаттар бекінеді.
Баќылау с±раќтары:

1. Осмостық қысымның микроорганизм тіршілігіне әсері және маңызы.

2.Микроорганизмдердің дамуына РН-тың әсері

Лекция №23
Тақырыбы: Топырақтың тыныс алуы
Жоспары:

1.Топырақ ауасы, құрамы мен көлемі.

2.Микроорганизмдердің аэробтарға және анаэробтарға бөлінуі.

3. Организмдерден бөлінетін газдар, оларды топырақтың сіңіруі, топырақ атмосфера арасындағы айналысы.

1.Микроорганизмдердің тыныс алуы энергия бөлінетін органикалық қосылыстар тотығуының биологиялық жолмен жүретін күрделі процесі болып есептеледі.

Тыныс алу түріне байланысты микроорганизмдерді үлкен екі топқа бөледі; аэробты және анаэробты микроорганизмдер. Аэробты микроорганизмдер ортада оттегі болғанда ғана тіршілік ете алады. Ал анаэробты оттегіне мұқтаж емес. Анаэроб микробтар облигат және факультатив деп екіге бөлінеді. Облигат анаэробтар тек оттегі жоқ жерде ғана тіршілік етеді. Молекула күйіндегі оттегі жоқ жерде ғана олар үшін-у. Ал факультативті анаэробтар молекула күйіндегі оттегінің бар не жоғына қарамай тіршілік ете береді. Анаэроб микроорганизмдер де табиғатта кең таралған. Олар ауа енуі қиын терң қабаттарда тіршілік етуге бейімделген.

Энергия алу үшін көбнесе азотсыз заттар жұмсалса, микробтар өз денесін құруға азотты заттарды пайдаланады.

Кейбір организмдердің тыныс алуы органикалық емес қосылыстарды тотықтыру процесінде болады. Мысалы, нитрификациялаушы бактериялар аммияк тұзын алдымен азотты, одан соң азот қышқылынды тотықтырады.

2.1861 жылы Л.Пастер өзіндік ерекшелігі бар анаэроб бактериялрды тапқан болатын. Оған энергияны тотықтырудан емес, оттегі жоқ жерде органикалық қосылыстарды ыдырату жолы мен қамтиды. Бұл ашу процесі деп аталады. Ол микроорганизмдер үшін оттексіз тыныс алу әдеттегі оттегімен тыныс алатын аэроб микроорганизмдер үшін оттегінсіз тыныс алу әдеттегі оттегімен тыныс алатын аэроб микроорганизмдер сияқты, анаэробтарда органикалық қосылыстарды өзгеріске түсіру кезінде оттегін қамти алады. Органикалық заттар алғашқы ыдырағандаодан сутегі бөлінеді. Ол бірнеше тізбектеле орналасқан ферменттердің көмегімен ауадағы оттегіне жанасады. Сонда су п.б. Су құрамындағы су тегімен оттегінің арқасында, көміртегі атомдарының арасында көміртегі атомдарының арасында тотығу-тотықсыздану реакциясы жүреді.Осы тотықсыздану процесс арасында ортаға энергия бөлінеді. Ол микробтар клеткасының тіршілігіне қажет. Микробтарға арналған қоректік ортаның тотықсыздану қасиеті бар. Мұнда оттегі көп роль атқарады, заттар толық тотыққанда ғана болады. Мәселен, глюкоза осылай тотыққанда ортада су мен көмір қышқыл газы және 674 ккал жылу бөлінеді. Бұл энергия өсімдіктегі хлорофилл көмегімен фотосинтез процесі кезінде қайта жиналған энергия. Аэроб бактериялардың әсерінен ол энергияға айналады.

Микроорганизмдердің тыныс алуы көпшілік жағдайда жоғары сатыдағы организмдердің аэробты тын аэробты тыныс алуына тым ұқсас. Сонымен тыныс алу дегеніміз органикалық заттар электрондарының молекулалық оттегіне берілу процесі, яғни тыныс алу кезінде электрондардың акцепторы ролін оттегі атқарады. Ал ашу процесі кезінде органикалық заттардан бөлінген электрондар басқа органикалық затқа беріледі, яғни мұнда электрондар акцепторының ролін процесс барысында түзілетін бір органикалық қосылыс атқарады.
Баќылау с±раќтары:

1.Топырақ ауасы, құрамы мен көлемі.

2.Микроорганизмдердің аэробтарға және анаэробтарға бөлінуі.

3.Организмдерден бөлінетін газдар, оларды топырақтың сіңіруі, топырақ атмосфера арасындағы айналысы.

4.Топырақтан газдың бөлінуінде бактериальды кедергілер.