| Hvad er methanogener?
Nævn de 3 typer: | Laver methanogenese (altid arkæer):
Danner CH4 (methan).
Konserverer energi ved oxidativ fosforylering (respirative organismer).
Type 1, hydrogenotrof:
Med cytochromer (bruger ekstern elektrondoner).
Fx hydrogen = 4 H2 + CO2 -> CH4 + 2 H2O.
(CO2 er acceptor og H2 er doner, dannes methan og vand)
Type 2, methylotrof:
Uden cytochromer (interne elektrondoner).
Fx methanol: 4 CH3OH -> 3 CH4 + CO2 + 2 H2O. Methanol er donor og acceptor (methan) (molekylet splittes).
Type 3, acetotrof:
CH3COO- + H+ -> CH4 + CO2 |
| Forklar svovlkredsløbet (kemo-lito-trofer)
- frigivelse
- sulfatreducerende mikroorganismer
- svovl oxidation (aerobt) | Svovl kan frigives til atmosfæren ved vulkanudbrud, bølgeskvulp, alger.
Sulfat reducerende mikroorganismer:
SO4 (-2), SO3 (-2) og elementær svovl (S) kan reduceres til H2S (Svovlbrinte).
Anaerobt.
Svovl oxidation:
H2S oxideres til SO4 (-2), dette kan de gøre aerobt vha ilt eller anaerobt.
Aerobt:
- H2S oxideres spontant af ilt. S-oxiderende mikroorganismer er mikro-aerofile.
- Der frigives protoner ved oxidation -> svovlsyre -> forsuring.
S-oxiderende mikroorganismer er derfor mikro-aerofile og acido-tolerante eller acido-file.
Hver step frigiver 2 elektoner, der kører igennem elektrontransportkæden (korte kæder da springer første komplex over -> donorer med højere redoxpotentiale end NAD+/NADH, hvilket derfor ikke kan reduceres og mindre protongradient giver mindre ATP).
SOX systemet |
| Forklar svovl oxidation (anaerobt) - Beggiatoa | H2S (svovlbrinte) -> S (elementært svovl) -> SO4^2- (sulfat)
Den oplagre nitrat i vakuole, som er elektronacceptor (H2S er donor)
Donor: H2S, oxideres til sulfat (SO4 (2-)
Acceptor: Nitrat (NO3-), reduceres til nitrogen (N2)
Får energi via SOX systemet |
| Forklar SOX systemet | SOX:
Enzym kompleks med svovl på (kan danne svovlbroer). Består af carrier proteiner, samt SoxCD = primære S-oxidations enzym. Her går elektronerne direkte til Cyt C (kort kæde).
- oxiderer S-forbindelser til sulfat (SO4 (2-) -> oxidation der giver elektroner.
(S-forbindelserne kan være S2O3(2-) (thiosulphate), elementært svovl (S) eller HS- (hydrogensulfid). |
| Forklar DSR (reverse sulfat reduktion) | Når man mangler SoxCD.
Enzymerne hedder reduktase, men der sker oxidationer af molekylerne (reverse).
Her kan de reducere opmaganiseret svovl hele vejen til sulfat, hvilket danner elektroner.
Problem: De skal have dannet NADH til at assimilerer CO2. Dette gør de ved at skubbe protoner den anden vej end normalt, hvilket bruger energi -> reverse elektron flow til at reducerer NAD+ med ufavorabel elektrondonor.
Giver flere elektroner at bruge S2O3 2- ift S0, da den frigiver flere elektroner under SOX systemet.
Her bruges alle komplexer i elektrontransportkæden, hvor HS også oxideres til SO3 (2-) via Dsr AB istedet for SoxCD.
SO3 (2-) (sulfit) oxideres til sulfat eller til APS, som kan omdannes til sulfat og ATP.
Alle dette sender elektroner igennem elektron transportkæden -> ATP. |
| Forklar kvælstof kredsløbet.
- nitrifikation og denitrifikation | Nitrogenfikserende bakterier:
Reducerer N2 til NH3 (ammoniak) (i jord opløses til NH4+ vha vand = ammonium).
Nitrifikation:
Omdannelse af NH4+ -> NO2- -> NO3- via samarbejde mellem organismer (ammonium oxiderende (nitroso-bakterier) og nitrit oxiderende (nitro-bakterier).
Dette sker aerobt (ilt er elektronacceptor). Oppe i sedimentet
Kemo-lito-autotrofer.
Begge er dårlige elektron donorer = lille vækstudbytte.
De skal bruge NAD(P)H til at assimilerer CO2 -> reverse elektron flow til at reducerer NAD+ med ufavorabel elektrondonor.
Denitrifikation:
Omdanner NO3- til N2 (reducering). Nede i sedimentet.
NO3- (nitrat) -> NO2- (nitrit) -> NO -> N2O (lattergas) -> N2
Anaerobt.
Kemo-organo-heterotrof.
NO3- er elektronacceptor. |
| Forklar kvælstof kredsløbet
- Ammonifikation og anamox | Ammonifikation: Organisk N indlejret i døde planter og dyr -> ammoniak (NH3) -> ammonium (NH4+). Ammonium kan så optages af planter (organisk N igen).
Anamox: Dannelse af N2 via oxidation af ammonium (donor) og nitrit (acceptor).
Bruges i spildevandsrensning uden organisk carbon (ellers denitrifikation) |
| Hvad er problemet for kemo-lito-autotrofer? | De har en dårlig elektron donor og skal bruge NADH (og ATP) til at fixerer CO2. Derfor er de nødt til at lave reverse e-flow. |
| Hvad er kabelbakterier? | En bakterie, som leder elektricitet over afstande omkring 1 cm i sediment og ved grundvandsreservoirer.
Kabelbakterier kobler reduktionen af oxygen eller nitrat ved sedimentets overflade til oxidation af sulfid i det dybere, iltfrie, sedimentlag. |
