Лекция 30cағат Практикалық сабақ 15 сағат ожсөж- 45 сағат CӨЖ 45 сағат Емтихан 4 семестрде

Азоттың көп мөлшері топыраққа өте жоғары,қара топырақта 10т/г жетеді.алайда оның барлығы органикалық қосылыстармен байланысты.Соның ішінде қара топырақа,Соондықтан олар өімдіктер үшін байланыссыз емес және өсімдіктің бойында негізгі сапалық липидті фактор болып есептеледі.Аммиакты бөліп шығаратын азотта органикалық қосылыстың минирализация процесі аммонификация деп аталады.Бұл процес ақуыз және нуклейнқышқылдары пуринмен пиримидин негіздері несеп және несеп қышқылдары құрамында азоты бар,полисахарид хитин және гумус қышқылы қойылады.

Клеткадан тыс аминқышқылдар соңғы өнім болып табылады.Микроорганизмдер секілді өсімдіктерде проеаза қатысады.Одан әрә аминқышқылдарына микроорганизм клеткасына түседі,немесе топырақта химиялық реакцияға қатысады.Аминқышқылдарының клетка ішілік айналымы 4 бағытта жүреді:ақуыз синтезі,пиримидиндену,дикарбооксилдену, және дизаминдену. Дизаминдену бос амиак бөлуге алып келеді.Аэробты жағдайда аммонификация аммиактан басқа көмірқышқыл газы және күкірт тотығы,ал анаэробты жағдайда май және ароматты қышқылдар спирттер жағымсыз иісті өнімдер және катоварин мен пурецсинтүзіледі.Анаэробиоз кезінде аммонификация өнімдері ылғалды топырақта фитотоксинді қасиетке ие және өсімдіктердің солуына алып келуі мүмкін.Амммонификация процесі бактериялардан басқа актиномицеттер мен саңырауқұлақтар да қатысады. Аэробты, анаэробты бацилдер ішінде белгілі қоздырғыштары бар.Мысалы:В putrificus,B sporogenes.

Аммонифкация кезінде ыдыраған субстратта С:N қатынасының маңызы зор.Әр ыдыраған 100гр. органикалық заттқа бактериялар ақуыз синтезі үшін 2 гр азот биомассасын пайдаланады. С:N де оның ыдырауы амиактың жиналуыан алып келеді.

Нуклейн қышқылдарының амонификациясы

Нуклейн қышқылдарының нуклеаза қатынасында клеткада ыс ыдырайды.

клеткадан тыс ДНК-аза мен РНК-аза көптеген организмдерде табылған нуклейн қышқылдары, құрамына енетін пурин мен пиримидин негіздерінің ыдырау нәтижесінде амиак бөлінеді.

Мочевина топырақта сүтқоректілердің несебінде сонымен қатар топырақ саңырауқұлақтарында синтезделеді.Мысалы:құрғақ биомассада шампаньонның құрамы 13% жетеді.Бір жылда жжерде 30млн. дейін мочевина табылады.

Олар азоттты қоректік зат ретінде мочевина ыдырағанда бөлінген аммиакты пайдаланады.

Мочевина қышқылы-гетероциклді қосылыс пурин түзеді.Олар жорғалаушылар,насекомда және құстардың белок алмасуында соңғы өнім түзеді.

Топырақта нитраттардың биологиялық түзілу табиғатын өткен ғасырдың екінші жартысында анықталды.осы процесс қатысатын микроорганизмдер туралыболжамды бірінші айтқан Л.Частер болатын.Амонификация барысында пайда болатын аммикак топырақ бактерияларының әсерінен азот қышқылына дейін тотығады.

Бұл құбылысты нитрофикация процесі ,ал оны жүзеге асыратын микроорганизмдерді нитрофикаторлар деп атайды.

Азот қышқылына алмасу екі сатыда жүреді.Ең бірінші ниттриттер,содан соң нитраттарға дейін тотығады.

Нитрозды бактериялар табиғи бірінші мыналар құрамды:Nitrosomanas,Nitrosicoccus,nitrosospira,Nitrosolobus,nitrosoviro,екіншіден-нитатты бактериалар-Nitrotobacter,Nitrobasprina,nitrococus.Микроорганизмдердің морфологиялық әртүрлілігін бұл топтардың туыстарының аттары дәлелденді.Бұлар коккалар,таяқшалар,Бұлардың клеткалары:Коккалар,таяқшалар,спиралды иілген бұлардың бәрі грамм теріс бактериялар.Барлық нитрификациялаушы бактериалар,аэробты облигатты.Қышқыл топырақта автотрофты нитрификацияығыстырылады.Бұл роцесс амиактың қышқылдануы немесе ниттритер және нитраттар гетеротрофты микроорганизмдер саңырауқұлақтар мен бактериалар көмегімен жүзеге асады.Бұл құбылыс гетеретрофты нитрификация деп аталады.

Arthobacter,Pcudomas,т.б. бактериялар топырақта кең таралған.

Нитрифицирлеуші бактериялар –облигатты аэробтар .Олар үшін орта жағдайлар 25-30С,аралығы,Рһ-7,5-8,0 .Д.Н Прян өсімдіктердің амони қосылыстарын пайдалануын дәлелдеген соң,бұларға деген көзқарас өзгерді.

топыраққа егізілген азот тыңайтқыштарының 50% ғана өсімдіктер пайдаланады.Ал қалған мөлшері топыраққа сіңіп,одан грунт суларына өтеді.Нәтижесінде нитрификация процесін тоқтату мәселесі туындады.

маңызды үш сатысы 1)ассимиляция 2)Евтрофизация 3)нитратредукция 4)дисимиляторлық

Иммобилденген азот-топырақтың лобилді органикалық өкілі.миниралдануға ең бірінші ұшырап өсімдіктің зер заты ретінде жиналады.Бір бөлігі гумустың құрамына енеді.

Тікелей денитрификацияда барлық процестер түгелиен және қатыспайтын микрорганизмдермен жүргізіледі.Ал жанама денитрификацияда кейбір реакциялар нәтижесінде химиялық әрекеттесуі ниттриттер азықтүлікпен микроб метоболизмі аммоникислотамен жүргізіледі.(Ван-слайка реакцияны клеткадан тыс жүргізеді.

HNO2+RCONH2RCOOH+H2O+N2

Аноболитикалық процестер қайта қалыптасуында нитрат синтезде құрамында азот бар клетка компоненттерінен барлық өсімдіктерге тән және микроорганизмдер көбінен нитратық ортада өсетін.Нитраттың бұл жолымен түзілуі ниттраттардың ассимиляциясының редукциясы деп аталады.

Денитрификация анаэробты жағдайда жүреді.Ниттраттар анаэробты жағдайда электронның акцептр қызметін атқарады.Олар органикалық немесе неоорганикалық заттар болуы мүмкін.Ішкі жағдайда хемоорганотрофтар,ал екіншісінде хемолитрофтар жүргізеді.Диссимляциясы нитрат редукциясын ферменті бұл нитрат редуктаза олар клетка өнімдері клетка комбинациясында шоғырланған.Денитрификацияның соңғы өнімдері клеткада қоршаған ортаның жағдайы микроорганизмдер түріне байланысты газ тәрізді формада N2O немесе N2 түрінде бөлінеді. NO3- NO2- NO- N2O- N2

Денитрификация процесін басқаша анаэробты нитратты тыныс алуға қабілеттті .Микроорганизмдер,балдырлар,саңырауқұлақтар атқарады.Олардың көбі факультативті анаэробтар.Нитраттар олар үшін неорганикалық заттарды тотықтырғыш.Барлық денетрификациялаушы бактериялар факультативті анаэробтар.Тек бос болмаған жағдайда нитраттарға қалпына келтіре алады.Анаэробты жағдайда энергия алу үшін олар тыныс алуға қосылуы мүмкін.Ал.нитраттар азот көзі ретінде нитрат редукцияның ассимиляция процесін пайдаланады.Көптеген денитрификаторлар азот фиксацияға қабілеттті.Азот цикіліне қаттысатын барлық ферменттер төменгі молекулярлы құрамында молибден бар.Ол бір ферменттен екінші ферментке беріле алады.Ассимиляцилы және диссимиляциялы нитрат редукцияға ұқсас болады,тек дисмиляциялы процесте анаэробты жағдайда фермент мемббранаға енеді. Ассимиляцилы, диссимиляциялы нитрат редукция бір бірімен тығыз байланысты және бір микроағзалар тобымен жүргізіледі. Диссимиляциялы нитрат редукцияда молекулярлы азоттан басқа газ тәрізді өнімді NO, NO2 және NҺ3 газ тәрізді өнімдер түзіледі.Асқын азот NO тотығы дениттрификацияның міндетті өнімі табылады.Топырақ жүйесіне ацетилинді қосу ортаға азоттың жиналуына алып келеді.Көптеген микробиологиялық процестердің N2O арқылы қатынасы бірнеше ішкі фактордың қарама-қарсы әсерінде атмосфераға топырақтан азот асқынының фильтрі арқылы шығуын қамтамасыз етеді.Ең бір жолы аэробты жағдайда азот асқынын жою,спецефикалық емес процесс.Катаалазамен сутегі асқын тотығын түзетін комплексті микроорганизмдермен жүреді. N2O анаэорбты жағдайда азот фиксация ферменті ниттрогеназа субстраты болуы мүм кін.Құрылымды топырақта денитрификация мен нитрификация бірге жүреді. Денитрификация топырақтағы азотты,тыңайтқыштарды,өсімдіктер толық пайдалана алмауының басты себебі.

Жер бетіндегі барлық процесстер күн энергиясының әсерімен жүреді. Әр секунд сайын біздің планетамыз күннен 4-5-10 ккал энергия алады. Бұл энергия қозғалысына екі айналымды әкеледі: үлкен геологиялық және кіші биологиялық. Тек энергияның 0,1 -0,2 % өсімдіктермен жұтылады. Бірақ бұл энергия үлкен жұмыс жасайды: ол биосинтез процесін жүргізеді, органикалық заттармен синтезделетін химиялық байланыс энергиясына тасмалданады.

Потенциялды энергияның қоры топырақтың қабаттарында өсетін тамырларға, гумус пен микроорганизмдер биомассасына сақталған. Биосинтетикалық процеске түрлі элементтер қатысады, олардың түрлі өзгерістеріне байланысты кіші биологиялық айналым мен үлкен геологиялық айналым жүріп топырақ пен литосфера, гидросфер және атмосфера арасында байланыс туады.

Осы процесстің кейбіреулері топырақтың негізгі қасиеті – құнарлылығының болуын тудырады. Құнарлылықтың 3 негізгі өкілі топырақ микроорганизмдерінің әрекеттерімен байланысты 1) органикалық заттардың минерализациясы. 2) литосфера минералдардан туындаған айналымға химиялық элементтерді қосу. 3) Азоттың биологиялық айналымы.

Көміртектің фотосинтетикалық байланысуы және оның органикалық қосылыстарға айналуы негізінен өсімдіктермен балдырлармен атмосферадағы СО2 мен биосинтетикалық заттарды қатыстыру. Жиналған органикалық заттар кейіннен өмірінің келесі кезеңінде консументтермен және деструкторлармен айналымға ұшырайды. Біріншісіне әрине жануарлар жатады. Осы жағдайлардың кезектесіп трофикалық тізбек пен қоректік тізбекте байқалады. Бұл тізбектегі деструктивті звеносы – органикалық заттардың минералдануы арқылы СО2 – нің атмосфераға қайтарылуы – гетеретрофты микроорганизмдерден топырақ қабатындағы әрекеті нәтижесінде органикалық заттан түзілген 90% көмірқышқылдар "микробтық өнімдер" ол тек соның 10% өсімдіктердің тыныс алуы үшін кетеді. Осы уақытта аэробты жағдайда саңырауқұлақтар 2/3, ал бактериялар 1/3 дейін СО2 береді. Органикалық заттардың бір бөлігі топырақта гумус түрінде сақталады.

Көміртек айналымының глобальды процесс екендігімен қатар ол органикалық заттардың синтезі мен минералдануына қатысады. Фотосинтез әрекетінің нәтижесінде - өсімдіктер тек СО2 – ні байланыстырып алмай, атмосферада оттегімен байланысып түседі.Газ қабаттарындағы барлық оттегі ол фотосинтез өнімінің нәтижесі болып келеді. Органикалық заттардың минералдануы нәтижесінде атмосфераға СО2 мен қатар СН4, Н2, СО,N2О, N2. Топырақта сонымен бірге, ұшқыш активті қосылыстар түзіледі. Олар: этилен, этиламин, нитрозамин, метилртуть. Анаэробты аумақта пайда болатын газдар аэробтармен алынып кетіледі де олар бактериалды бөгет түзіп, атмосфераға бөлшектеніп түсіп, қайтадан айналымға түседі. Сонымен газдар анаэробты зонада энергияны аэробты ортаға тасмалдаушылар.

Органикалық заттардың және газ тәрізді заттардың микроб митобализмі микроорганизмдердің қатысуымен жүзеге асып отырады. Өзінің маңыздылығына байланысты бұл процессті фотосинтез және молекулалық азот фиксацияы процесстерімен салыстыруға болады. Оның да биосфера үшін сондай маңызы бар себебі, литосферада бар минералды элементтер жер бетіндегі барлық тіршілік иелері үшін қажет. Топырақ түзілу процесстерінің нәтижесінде минералды жыныстардың бұзылуымен қатар элементтердің сыртқа шығуы жүзеге асады. Ал олар өз кезегінде биосинтездің зат айналымына түседі. Егер топырақта кездесетін Р,К элементтерімен өсімдіктерді қамтамасыз етпесе, онда алғашқы өсімдіктердің жабыны түзілмес еді. Минералдардың ыдырауы өсімдіктердің тамыр жүйесінің әсерімен бола келеді. Бірақ көп жағдайларда топырақта мекендейтін микроағзалардан бөлінген қышқылдар, сілтілер, ферменттер, полисахаридтер, фенолды қосылыстар бұзылуға әкеледі. Бұл заттар тікелей немесе жанама әсер етіп минералдармен қосылып, олардың кристалл торларын бұзып, комплексті қосылыс түзіп, ең соңында элементтерді бір формадан екінші формаға ауыстыра отырып сонымен бірге, валенттілігі мен қозғалысы ауысады.

Айта келе топырақтағы ағзалардың ролі өсімдік пен жануар қалдықтарын ыдырату емес, газ құрамының және топырақпен шектелетін литосфера қабаттарын қадағалау.

Микроағзалардың үлкен активтілігі мен жердегі айналым жасаудың үлкен көлемі бұл олардың сандарының мөлшерінің көптігі мен көбею жылдамдығы және метоболизм процесстерінің әртүрлілігі жатады.

Микроб метоболизм.

Зат айналымы мен метоболизм ыдырау мен синтез процестерін біріктіреді. Ол кобею мен сандық артуын өзіне біріктіреді. Зат алмасу энергия беру процессі – катаболизм мен макромолекулаларды синтездеудің энергобайланыстысы анаболизмнен тұрады.

Жер бетінде тіршіліктің биохимиялық бірлігі жөніндегі принцип бар, ол бойынша әрбір процесс пен құбылыс уникалды болып келеді. Оларға мысал келтірсек, "құрылым ақуыздарын" айтуға болады. Оларға генетикалық код, қанттың ыдырау жолдары, тыныс алу түбегі. Осы бірлік бойынша микроб организмдерде катаболизм мен анаболизм процесстерінің нәтижесінде көп зат байқалады. Ол энергия қоры, көміртек қоры және қалпына келтіруші болып қолданылады.

Микроорганизмдер пайдаланатын энергия көлеміне байланысты микроорганизмдерді фототрофтар (жарық энергиясы) және хемотрофтар (химиялық энергия) болып бөлінеді. Анаболизм субстраты бойынша (көміртек қоры) олар 2 топқа дифференцияланады – автотрофты, метаболизм үшін СО2 синтездейтін және гетеретрофты дайын энергияны қажетететіндер.

Алюминий айналымы

Алюминий- ең көп таралған элементтердің бірі және құрамы бойынша жер бетіндегі сутегі мен шақпақтан кейінгі үшінші орында, ал металлдардың арасында бірінші орында тұр. Топырақта ол алғашқы және туынды минералдар, гидрооксиль, тұздар, әртүрлі алюмоорганикалық қоспалардың құрамында болады. Қоршаған ортаның физикалық және химиялық жағдайларына және қоспалардың түрлеріне байланысты алюминий топырақта әртүрлі қоныстанып аккумуляцияланады.

Өсімдіктер алюминийді нашар қаблдайды, оның қоспалары нашар сілтіңкі және нейтральді орталарда аз қозғалады. Төмен pH алюминий фульваноқышқылдарымен ерітінді органоминералды кешендерді құрап, топырақта белсене қоныс аударады.Алюминий фульваты қозғалыңқы интервалда темір фульватына қарағанда pH аз. pH көтерілуі мен алюмоорганикалық кешендердің бұзылуы алюминийдің тұнуына әкеледі. Оның қайта құру биогендік процесстері нашар зерттелген. Топырақтағы алюминийдің айналымда микроағзалардың тікелей не жанама қатысуын келесі процесстердің мысалында көруге болады.

1. 
   Алюминийдің алғашқы және туынды минералдардан қозғалуы.
   
2. 
   Алюмоорганикалық қоспалардың минералдануы
   
3. 
   Алюминий гидроокисьінің аккумуляциялануы.
   

Алюмосиликаттардың желдетуінде алюминий мен темірдің оксильдері топырақтың физикалық және химиялық тізбесіне байланысты анықталған топырақ көкжиегіне шығарылады немесе, керісінше, сонда қалыптасады. Біріншісінде, бұл қалдықты шақпақжердің жиналуымен қоса берілетін күлқұрылуына, ал екіншісінде- латеритқұрылуына әкеліп соғады.

Алюминий окисьі минералдарының биогенді құрылу мүмкіндігі және осымен байланысты алюминий кен орындары (бокситтерді) да тыс қалмайды, бірақ бұл сұрақ бірден шешіле қоймайды.Боксит кендерінің пайда болуы көптеген жағдайларда алюмосиликаттардың тікелей емес бұзылу нәтижесінде ғана емес,одан да сәйкес металлорганикалық кешендердің минерализациялау негізінде болуы мүмкін- дейді Т.В. Аристовская(1980)

Хелатизация – алюмосиликаттардың кристалдық торларынан алюминийдің маңызды қозғалу механизмдерінің бірі. Бұл процессте бір жағынан , микробты жинақтау мен өсімдік қалдықтарының микробтық бөлінуінің қияңқы азығы, екінші жағынан – топырақтың спецификалық органикалық заттары- гумус қышқылдары қатысады. Құрылатын алюмоорганикалық қоспалар топырақта кеңінен таралған. Мысалы, алюминийдің фульвоқышқылдарымен кешендері күласты топырақтың иллювиальды көкжиегінде көптеген мөлшерде сақталады.

Алюмоорганикалық қоспалар топырақта құрылып қана қоймай, өсімдік қалдықтарымен органикалық қышқылдар, аминоқышқылдар және ақуыздармен алюминийдің кешендері түрінде сол топырақтың ішіне кіреді. Әрі қарай экологиялық жағдайларға байланысты алюмоорганикалық қоспалар топырақта әртүрлі өзгерістерге шалдығады: топырақ сыртына шығарылады, миералданады, гумус заттарының құрамында қалыптасады.

Алғашқы екі процесс сулы жерлердің субтропиктердің топырақтарындаболады, ал үшіншісі күлді зона топырағында болады.

Алюмоорганикалық кешенді қоспалардың минерализация процессі топырақтағы микроағзалардың өмір сүруіне байланысты. Бұл салада эксперименталдық жұмыстар өте аз. Metallogenium - микоплазм тобы ағзаларымен кешен құрайтын саңырауқұлақтар бұл заттардың бұзылуына қатысады деп көрсетілген Т.В.Аристовскаяның жұмысында.

Алюминий немесе темірдің органоминералдық қоспаларының қатысуымен Penicillium sp. Саңырауқұлақтары Metallogenium сияқты микроағзалар топырақта мырыш, алюминий, темірдің жиналуына қатысады деген қорытынды осыдан туындайды.

Тропикалық зонаның топырағында алюминий мен темірдің жиналуы осы элементтердің біржарымдық оксильдерін өсімдіктермен төменгі көкжиектен жоғарғысына белсенді жұту нәтижесі болып табылады.

Өзге элементтер

Топырақтық микроағзалар жер бетіндегі барлық элементтердің айналымына қатысады. Микроағзалар немесе олардың метаболиттерінің қатыспай өтпейтін бірде бір элементі жоқ. Кейбір элементтер ассимиляция процессінде органикалық заттардың құрамына кіріп биологиялық айналым болады, кейбіреулері қышқылданады, қайта құрылады және ериді, минералдардан алынады, қоныс аударады, кешендерге қосылады т. б.

Бүкіл ағзалар аз ғана дозада керекті микроэлементтермен байланысты айналымдарда өте маңызды. Олар ферменттер құрамына кіріп, соның белсенділігін анықтайтын болғандықтан олардың ролі көп емес.

Нитрогеноздар және нитратредуктаздар,азот циклі ферментінің белсенді орталығына кіретін молибден рөліне,мысалы,осындай-ақ В₁₂ витаминінің қызметіне жауапты кобальттың да,оксидаз-ферментінің простетикалық тобына кіретін,мыстың да рөлдері осындай.

Заттардың алмасуы мен белсенділігіне жанама қатысатын,ферментердің молекуласына тікелей кірмейтін микроэлементтер белгілі.Олар:күшәла,мырыш,бор т.б.Күшәла(мышьяк) бүкіл тірі түйіршіктер құрамында микромөлшерде болады.Оның топырақтағы айналымы микроағзалардың тұрмысымен байланысты.Топырақтағы күшәланың құрамы көп емес-0,001%-дан 0,0001% дейін.Ол қаражер мен орман зонасы топырағының органогендік көкжиегінде көп.Күшәла мөлшері техногендік процесстер арқылы өте жақсы көбейеді.Оның айналымында,аккумуляциясында және қоныс аударуында саңырауқұлақтар мен бактериялар қатысады.Арсениттің арсенатқа қышқылдануы-биологиялық процесс,бұл жөнінде демді басатын оның натрий азидімен езуі куә болады. Бактериялар арасында арсениттің қышқылдану процкссін жасайтын псевдомонад тобының споралық емес грамтеріс таяқшалары жазылыпты.Күшәланың жартысы микроағза түйіршіктерімен ішіндегі реакцияларға қосылу арқылы бекітіледі.Кейбір микроағзалар күшәланың торырақтан алынуына және оның газдық қоспаларына айналуына жауапты.

Бор топырақта микроагзалар арқылы босатылатын органикалық қоспалар құрамына кіреді.Бордың рөлі өсімдіктерінің түйнектерінің құрылу және қызметінде ескеріледі, өйткені өсіьдіктің тамырлы жүйесінің дамуына қатынасады.Бор түйнекті бактериялар, азотбактерий,цианобактерийлердің азот бекітуіне ықпал етеді,сондай-ақкөптеген саңырауқұлақ пен бактерийлер дамуыра да.Топырақтағы бордың аз болуы немесе оның органикалық қоспалардан шығару қиын жағдайларда микроағзалар осы элементті өздерінің түйіршіктнрінде сақтай отырып,оған қатысты үлкен өсімдіктер бәсекелесі болып табылады.

Көптеген элементтерге топырақтағы микроағзалар тұрмысымен байланысты тек бөлек айналым түйіндері белгілі.Мысалы,саңырауқұлақ метаболизміндегі мырыш пен мыстың органикалық қоспалармен байланысуы,В₁₂ витаминінің синтезінде кобальттың осы витамин молекуласына қосылуы туралы т.б. мәліметтер бар.

Топырақта микромөлшерде болатын элементтердің микроағзалар өз түйіршіктеріне аккумуляциялауға қабілетті.Микроб түйіршіктері уран,торий ,радитй сияқты табиғи-радиоактивтік элементтерді жинақтауы-радиоавтография әдістерімен көрсетілген.

Пленкада осы көрсетілген элементтердің қатысуымен пайда болған микробтық тізбектердің экспонаттау кезеңінен кейін элементтердің радиоактивтік бөліну іздерін-трек сандарын санайды.

Әртүрлі таксономиялық топ микроағзаларының тірі түйіршіктері коллоидтік алтынды аккумулияциялауға қабілетті болып шықты.Бұл процесте басты рөлді микробтық метабализм азығы-аминоқышқылдар атқарады.Тиондық бактерия Thiobacillus ferrooxidans сульфиттердің тікелей қышқылдануына әкеледі,жәнемыс,мырыш,никельэлементтерінің қоныс аударуына,белсенді химиялық қышқылдатқыштың пайда болуына әсерін тигізеді.Уран және ванадии қоспаларымен қарым-қатынасы осы элементтердің валенттік күйін өзгертеді.

Микроағзалардың көміртегі,азот,күкірт,селен,литий элементтердің тұрақты изотоптарды фракциялау процессіндегі қызметі белгілі.Мысалы, бактерийлер күкіртайналуында қатысады.Жердің алғашқы күкіртті сульфиттермен көрсетілген.Таулы тектерінде күкірттің изотоптық құрамы бірәз тербелістермен анықталады.Күкірттің изотоптық құрамының стандартты метеорит күкірті болып табылады.Күкірттің жеңіл (³²S) және ауыр( ³³S.³⁴S.³⁶S) изотоптарына байланысты ауытқуы әртүрлі салмағына байланысты атомдардың бөліну нәтижесі.

Жердің газдық қабыршағында сутегінің пайда болуы сульфаттардыңқұрылуына әсер етеді.Сульфатредуциялық бактерийлердің жұмыс істеуімен олардың биологиялық жолмен қайта құрылуымен күкірттің изотоптарын фракциялау болады.H₂S-ға олар жеңіл күкірттің атомдарын жібереді,қалған сульфатта ауыр изотоптың ³⁴S қалдықтары жиналады.

Сонымен, мухит сульфаттары кукіртінің бірнеше пайызға ауыр, ал сульфид кенорындары күкірттің жеңіл изотоптарымен бай. Күкірт кендерінің биогендік сақталу мерзіміне қарай сутегінің жерде қашан пайда болғанын анықтауға болады, ол сульфатредукцияның басталуына сәйкес келеді.

Кедейленген провинциялардан гөрі табиғи биогеохимиялық провинцияларда топырақ молибден,мыс,ванадий,қорғасын,бор,мырышпен толықтырылған және онда топырақ микроағзалары табандылықты және осы элементтерді аккумуляциялау қабілетін көрсетеді.Бұл ортаның геохимиялық факторының қатынасына қарай бейімделу құбылыстарымен байланысты. ( Летунова,Ковальский,1978).

Прокариоттар.

Prokaryotae-примитивті ядролық құрылымы бар микроағзалар. Бұл атауды 1968ж канада оқымыстысы Р.Мюррей ұсынған. Бұл түсінікке актиномицет, микоплазма ұғымын қоса алғанда ол «бактерия» терминінің синонимі болып саналады. Бактерияның прокариоттық табиғаты ХХ ғасырдың ортасында қалыптасқан.

Прокариоттардың клетка құрылысы ның басты белгісі-ядроның болмауы. Прокариоттарда барлық тұқымқуалаушы материал бір бактерияны хромосомға негізделген. Ол ДНҚ-ның қос шынжырлы сақиналы молекуласы тәрізді. Бұл жіптәрізді молекула ядроның қызметін атқарып, нуклеотид аталатын клетканың орталық зонасына арналған. Ядролық ақпараттың ерекше құрылымы эукариотты клетканы прокариотты клеткадан ерекшелейтін басты айырмашылық емес.

Бактерия клеткасында мембраналық тор болмайды. Көптеген прокариот клеткаларында цитоплазмалық мембрана-жалғыз мембрана. Кейде ол әртүрлі түрдегі тербеліс түзеді-инвагинация. Бұл көпіршік ,яғни клетканың бөлінуіне қатысатын лизосомалар немесе ферменті бар везикулалар болуы мүмкін. Прокариоттарда асқортыу немес жиырылғыш вакуольдер болмайды. Прокариот клеткасының цитоплазмалық мембранасы энергетикалық метаболизмнің ферментлокализациясының орны болып табылады және фермент проакарит клеткасында болмайтын митохондрия қызметін атқарады. Сондықтан тыныс алу деңгейінің жоғары деңгейіндегі бактерияларда мембрана ерекше дамыған. Яғни көп үрлеу олардың жоғарғы бетін үлкейеді. Ол сонымен қатар нуклеоттидтіңі бөлінуіне қатысады. Сақиналы ДНҚ мембранаға бекініп, репликациядан кейін мембрананың бойына екі жаңа клеткаға бөлініп кетеді. Цитоплазмалық мембранадан эндоспора қабаты түзіледі. Ол өздігінен заттардың клеткаға енуіне барьер танытады. Бұл барьер эукариоттарға қарағанда айтарлықтай таңдалған. Цитоплазмалық мембрана пиноцитозға және экзоцитозға қабілетсіз, ірі молекулаларды өткізбейді.

Прокариотты клетканың цитоплазмасы циндік қозғалысқа қабілетсіз. Бұл көбіне өсімдіктерде токтың пайда болуына әкеп соқтырады. Мыс: амебаларда . Сондықтан бактериалды клеткалар қозғалысты басқа метаболизм есебінен жүзеге асырады немесе эукариоттардың күрделі талшықтарынан ерекшеленетін , жай құрылымды талшық көмегімен олар сұйық ортада белсенді жүзеді немесе шырыш болып сырғанайды, тығыз субстраттың бетіне орнығады. Бактриалды талшықтыларда + тәрізді орналасқан немесе клетканың жан-жағына тарайды.

Талшықтардың санына және орналасуына қарай:

• 
  монотриктар (бір полярлы талшық);
  
• 
  амфитриктар (қос + талшық);
  
• 
  лофотриктар ( талшықтар түйіні);
  
• 
  перитриктар (клеткаға тараған ташықтар) болып табылады.
  

2. Муреинді қабат жіңішке және жоғары жағынан липопротеидтердің , липополисахарид және ақуыздың қосымша қабатымен жабылған. Бұл екі тип грамқалыпты оң және грамтектес бактериялармен сәйкес келеді. Бұл топтардың атауы олардың қабілетіне және қабілетсіздігіне қарай граммен боялады. Иод ерітіндісін және этил спиртінің бөлупринциптерін дат дәрігері К.Грам ойлап тапқане. Грам бойынша бояу әдісі микробиология сараманында бактреия дифференциясы үшін қолдануды кең қордданысқа ие болып отыр. Себебі эмпириялы 2 топ бактерияларынан Грам бояуына қатысты айырмашылық табылған. Грам бояуы басқа да көптеген белгілермен коррелятивті байланысты болған. Мыс: Грам оң бактериялар клеткасындағы көлденең қиылыс құрылымы есебінен бинарлы бөлінуімен, ол грамтеріс- тартылыстың түзілу жолымен көбейеді. Біріншілері пеницилге сезімтал, ал екіншілері сезімтал емес. Грамтеріс бактреиялар эндоспора түзбейді, алкейбір грамоңдар оларды түзеді. Бактериалды споралар әртүрлі қолайсыз әсерлерге ерекше тұрақтылыққа ие. Соның ішінде бактриалдық споралардың қыздыруға тұрақтылығы таңқаларлық; кейбір споралар тәулік бойы қайнауға шыдап, өмірге қабілеттілігін жояды. Споралар кептіруге де тұрақты. Споралардың тұрақтылығы клетка қабырғасында ерекше қабат кортекстің болуына байланысты. Бактериялардың клеткалары спора түзу барысында өздеріне таңғажайып пішін-веретинаға иеленеді, лимон немесе барабанды таяқшалар тәрізді. Эндоспора тәртіәп бойынша клеткаға біреу, бірақ бактериялар 4 спора санындай мөлшерде кездеседі. Кейбір анаэробты бактерияларда спораларда ячеисті қалпақшалар түшзіледі, олар газды вакуольдардан құралған немесе әртүрлі өсінділер. Бактериялардың споралары-прокариоттардағы жалғыз тыныш форма емес.