В состав целлюлозы входит более 50% всего органического углерода
Именно разложение целлюлозы обеспечивает возврат углекислого газа в атмосферу
Разложение происходит путем ферментативного гидролиза в несколько стадий.
Под действие фермента целлюлазы нерастворимая в воде целлюлоза превращается в целлобиозу. Далее целлобиоза ферментом бетта-гликозидазой расщипляется до глюкозы
В аэробных условиях глюкоза окисляется до углекислого газа и воды, а в анаэробных сбраживается с обр органических кислот (уксусная, янтарная, молочная, муравьиная), этилового спирта и газов (углекислый и водород)
Аэробы в кислых лесных почвах, разложение лесной подстилки ведут грибы (р. Триходерма, хаетомиум, фузариум, пеницилум) в степных и луговых миксобактерии (архангиум и полиангиум), цитофаги (цитофага, спороцитофага) бактерии (вибрио, ахромобактер, псевдомонас, бациллюс), актиномицеты (стрептомицеты)
Анаэробы – только бактерии (клостридиум омелянского –выделен олелянским в 1902г. Тонкая длинная палочка, спора на конце клетки-барабанная палочка, температура оптимум при 30-40; клостридиум термоцеллум-термофил при температуре 60-65) в кишечнике у жвачных животных руминококкус флавефацеис и клостридиум целлобиопарум
К особенностям цикла углерода можно отнести ведущую сопряженную роль живых организмов в его реакциях, в первую очередь фотосинтезирующих организмов (растений и микроорганизмов), образующих органическое вещество (продукция), и микроорганизмов, разлагающих его и возвращающих СО2 в круговорот углерода (деструкция). Процессы минерализации органического вещества происходят как в аэробных, так и в анаэробных (метаногенез) условиях.
Круговорот углерода начинается с фиксации СО2 зелеными растениями и автотрофными микроорганизмами
Образовавшиеся в процессе фото- и хемосинтеза углеводы или другие углеродсодержащие органические соединения частично используются этими же организмами для получения энергии, при этом СО2 (продукт реакций окисления) выделяется в среду. Часть фиксированного растениями углерода потребляется человеком и животными, которые выделяют его в форме СО2 в процессе дыхания. Углерод, образующийся в результате разложения отмерших растений и животных, окисляется до СО2 и тоже возвращается в атмосферу.
Ведущая роль в возвращении углерода в атмосферу принадлежит микроорганизмам. В процессе дыхания и брожения они разлагают самые разнообразные органические вещества. Более доступными являются углеродсодержащие соединения, растворимые в воде (углеводы, спирты и др.). Но в естественных условиях – в почве и воде – в гораздо большем количестве встречаются труднорастворимые соединения углерода, такие как крахмал, пектиновые вещества, целлюлоза, лигнин. В них сосредоточена основная масса углерода. Разложение их начинается с гидролиза, в результате чего образуются более простые соединения типа углеводов.
Дальнейшее превращение данных соединений осуществляется в реакциях дыхания или брожения.
В аэробных условиях очевидна связь между процессами образования органического углерода, выделения О2 и потребления СО2
Необходимо обратить внимание и на то, что примерно 1 % минерализованного углерода поступает в биосферу в виде метана биогенного происхождения. Это количество постоянно возрастает, что сказывается и на увеличении в атмосфере содержания так называемых парниковых газов.
CO2 фиксируется автотрофами->С органический (растворимые-гемицеллюлоза, сахара; нераств-крахмал, пектин, смолы, воска, целлюлоза, пектин разлагается пектинэстеразой на протопектин и пектиновую кислоту; особо трудно растворимые-лигнин –разлагают псевдомонады, артробактер до простых ароматич соед. фермент-полифенолоксидаза)->мономеры->метаногенные археи CH4 ->метилатрофные бактерии (метанол до CO2)->CO2
Поможем написать любую работу на аналогичную тему