دانلود مقاله باکتریهای تثبیت کنندة نیتروژن

بخشی از مقاله

فهرست:
تثبيت نيتروژن
رده بندي باكتريهاي تثبيت كننده نيتروژن
ديد كلي
عوامل موثر در تثبیت نیتروژن
اهمیت نیتروژن
روز پایان جهان
تثبیت نیتروژن به کمک کاتالیزور
شرایط تثبیت نیتروژن
تولیدکنندگان غیر صنعتی نیتروژن تثبیت شده
آشنايي با باكتري ازتوباكتر
نقش ازتوباكتر براي خارج نمودن عناصر سنگين:
آفت كشها باعث توقف توليد نيتروژن در گياهان تثبيت كننده نيتروژن مي‌گردند. ش

تثبيت نيتروژن
تثبیت نیتروژن که بصورت تبدیل نیتروژن اتمسفر به آمونیوم است پدیده اساسی نیتروژن قابل استفاده برای بیوسفر است که تنها بعضی از پروکاریوت ها این توانایی را دارند در این میان بسیاری از باکتری های خاک که ریزوبیوم نامیده می شود که می توانند با گیاهان همزیستی شکل دهند این کار را انجام می دهند که باعث تشکیل غدّه در گیاه می شوند.این همزیستی اهمّیّت زیاد محیطی و کشاورزی دارند و مسئول اکثر عملیات بیولوژیکی تثبیت نیتروژن برروی زمین هستند. ریزوبیوم ها گوناگون اند و در طول چند سال اخیر تغییرات مهمّی را متحمّل شده اند در نتیجه داده های فنویتپی و ژنویتپی جدیدی بوجود آورده اند که منجر به تعریفیک رده جدید شده است که این یک پیشرفت زمینه ایی است که باعث مشخص شدن ویژگی های ریزوبیوم ها می شود.تا اوایل سال 1980 همه باکتری های تثبیت کننده نیتروژن همزیست با گیاهان در تنها جنس ریزوبیوم طبقه بندی می شوند که شامل شش گونه بود.

رده بندي باكتريهاي تثبيت كننده نيتروژن
این رده بندی بر اساس مفهوم گروههای تلقیح دورگه بود که به دلیل بسیاری از استثناعات رد شد.

رده بندی چند فازه:رده بندی روابط طبیعی بین موجودات زنده
رده بندی شامل:
1)طبقه بندی بر اساس شباهت ها
2)خصوصیّات موجود زنده
3)فهرست اسامی و اصطلاحات برای دادن نام ها به گروه ها
4)تعیین موجودات ناشناخته برای طبقه بندی
رده بندی ریزوبیوم ها:باکتری های میله ای گرم منفی و بی هوازی هستند متعلّق به زیر شاخه پروباکتریا.

ابتدا به دو جنس طبقه بندی شد ولی پس از جدایی ریزوبیوم ها با رده بندی چند فازه مدرن به گونه و جنس های جدید تقسیم شدند که بر اساس توالی های s16 ریبوزومی DNA سه شاخه جداگانه اصلی بوجود آمد.

1-ریزوبیوم شاخه آگروباکتریوم:
اولین شاخه شامل چندین زیر شاخه است هر کدام با چهار جنس ریزوبیومی مطابقت دارد که با دیگر گونه ها مخلوط می شوند مثل بعضی باکتری های خاک-بالینی.
2-آزوریبوروم:برای جداسازی ریزوبیوم از گره ساقه گیاهان گرمسیری بوجود آمده اند که این باکتری ها برای نشان دادن تعداد زیادی از ترتیب های ویژه از میان ریزوبیوم ها ظاهر می شوند.

گونه های این جنس بسیار مخلوط هستند که ترکیب آن ها در یک جنس آزمایش شده بود امّا به خاطر تفاوت های بسیار در ترکیب های فنویتپی پیشنهاد شده اند.
3-برادی ریزوبیوم:شامل همه ریزوبیوم های کند رشد هستند که دارای یک گونه است و این گروه هتروژنوس است.
در سال 1982 ریزوبیوم ها دارای 1 جنس و 8 گونه ولی امروزه 6 جنس و 28 گونه شناخته شده است.

این پیشرفت دایمی نتیجه افزایش تعداد تکنیک های موثر در دسترس در مشخص کردن ویژگی های باکتری ها به وسیله افزایش تعداد آزمایشگاه های در دسترس است.
دید کلی

لایه های اتم نیتروژن
79 درصد از هوای پیرامون ما را نیتروژن تشکیل می‌دهد. این عنصر ، برای ایجاد آمینو اسیدها و پروتئین‌ها عنصری ضروری است. نیتروژن به عنوان یکی از گازهای تشکیل‌دهنده جو ، خنثی است و بیشتر از آن که این گاز در دسترس گیاهان یا گونه‌های حیوانات قرار گیرد، باید به صورت ترکیبی شیمیایی تثبیت شود.
عوامل موثر در تثبیت نیتروژن
نیتروژن در طبیعت می‌تواند به کمک تابش کیهانی ، از بقایای شهاب‌سنگها ، یا بر اثر انرژی فراوان آذرخش که برای اتصال سریع مولکولها ضرورت دارد، با اکسیژن یا هیدروژن آب ترکیب شود. بعضی موجودات زنده دریایی و تعدادی از میکرو ارگانیسمها از لحاظ توانایی تثبیت نیتروژن آزاد ، استثنایی هستند و بسیاری از گیاهان خانواده نخود ، بر روی ریشه‌های خود واجد گروههایی هستند که میکرو ارگانیسمهایی از جنس ریزوبیوم در آنها قرار دارد. ریزوبیوم ، ترکیبات نیتروژن‌دار محرک رشد را برای گیاهان سبز فراهم می‌آورد.
اهمیت نیتروژن
نیتروژن شالوده نیترو سلولز (Nitrocelluose) ، جسم پنبه‌ای که از تاثیر اسید سولفوریک و اسید نیتریک بر سلولز حاصل می‌شود و در تهیه مواد منفجره ، کلوئیدها و پلاستیکها بکار می‌رود، نیترو گلیسرین (Nitroglocerine) ، مایع زرد کم رنگی که بر اثر ضربه یا تماس ناگهانی منفجر می‌شود و در تهیه دینامیت و ژلاتین انفجاری بکار می‌رود و در پزشکی از آن به عنوان عامل باز کننده رگها استفاده می‌شود ، تری‌نیترو تولوئن (TNT یا Tri nitro toluene) ، ترکیب متلبور زرد کم رنگی که به عنوان ماده منفجره به کار می‌رود را تشکیل می‌دهد.

روز پایان جهان
در پایان قرن نوزدهم ، سر ویلیام کروکز ، شیمیدان بریتانیایی ، تصویری از روز پایان جهان ترسیم کرد که در آن ، به دلیل فقدان نیتروژن تثبیت شده ، تولید مواد غذایی مقدور نبود. این موضوع مربوط به دورانی بود که ذخایر نیتروژن شیلی ، به عنوان منبع اصلی کودهای شیمیایی و مواد منفجره به مصرف رسید و تمام شد. این ذخایر که از فضولات تعداد کثیری پرندگان دریایی آن قسمت از جهان بوجود آمده است، به شدت مورد بهره برداری قرار گرفت و کروکز پیش‌بینی می‌کرد که با تلاشهایی که برای تغذیه جمعیت رو به افزایش کشورهای صنعتی به عمل می‌آید، ذخایر نیترات آلی شیلی تمام خواهد شد.

تثبیت نیتروژن به کمک کاتالیزور
در اوایل قرن بیستم ، دو شیمی فیزیکدان آلمانی ، "فریتز هابر" (Fritz Haber) و "کارل بوش" (Karl Bosch) ، فرایند تثبیت نیتروژن به کمک کاتالیزور را ابداع کردند. در روش اصلی ابداعی این دانشمندان ، نیتروژن و هیدروژن جو از محیطی با 900 درجه فارینهایت (500 درجه سانتی‌گراد) و فشار چند صد اتمسفر در مجاورت کاتالیزور نیکل ، عبور داده شده ، به آمونیاک تبدیل می‌شد.