طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell ) ، جلسه پنجم
اهداف : آشنایی با چرخه های حیات و نقش میکروارگانیسم ها در آن
نویسنده : الناز فطیرخورانی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ : سه شنبه 1397/09/13 ساعت 14:43
وسایل مورد نیاز : اینترنت
تغییر و تبدیل میکروبی ترکیبات (چرخه‌های ژئوشیمیایی مواد)
تغییر و تبدیل مواد مختلف به یکدیگر یا چرخه‌های مواد را چرخه‌های بیوژئوشیمیایی می‌نامند که مبین حرکت و تبدیل مواد در اثر فعالیتهای بیوشیمیایی، مانند انحلال، رسوب، تبخیر و تثبیت مواد و نیز تغییرات شیمیایی است و نقش میکرو ارگانیسم ها به دلیل تواناییهای متابولیکی خاص و فعالیت آنزیمی شدید، جایگاه خاصی دارد. این چرخه‌ها اعم از مستقیم یا غیر مستقیم با استفاده از انرژی نورانی خورشیدی، تبدیل و ذخیره و بالاخره آزاد می‌شوند و جریان انرژی را موجب می‌گردند.
چرخه کربن :
چرخه کربن یکی از مهمترین چرخه‌های بیوژئوشیمیایی است که در آن کربن معدنی در شکل CO2 هوا بوسیله گروه هایی از میکروارگانیسمها تبدیل به ترکیبات آلی می‌شوند که پس از بازگشت به خاک مجددا بوسیله گروه های دیگر میکروبی تجزیه شده و به صورت CO2 وارد اتمسفر می‌شود. افزایش گاز دی اکسید کربن و منوکسیدکربن در هوا عمدتا از طریق افزایش حرارت در سطح زمین برحیات موثر است. لذا حذف این گازها از هوا توسط میکروب ها در تامین شرایط مناسب نقش مثبت دارد. متانزایی و اسیدزایی از جمله واکنش های مهم در چرخه کربن هستند. تجزیه میکروبی پلی ساکاریدها از جمله سلولز، همی سلولز وکیتن در خاک از فرآیندهای مهم میکروبی در رابطه با چرخه کربن در خاک هستند.
چرخه ازت
عمده ترین شکل آن ازت مولکولی N2 است. با فرآیندهای مثبت ازت (تبدیل N2 به آمونیاک)، آمونیفیکاسیون (تولید آمونیاک از ترکیبات آلی ازت)، نیتریفیکاسیون (تبدیل آمونیاک به نیتریت و سپس نیترات) و دنیتریفیکاسیون (احیا نیترات و تولید N2) در خاک انجام می‌شود. پاره‌ای از این فرآیندها هوازی و برخی در شرایط بی‌هوازی توسط باکتری های خاک صورت می‌گیرد. هوا با 78% ازت بزرگترین منبع ذخیره ی این عمصر به شمار می رود. ولی این ازت تنها توسط میکرو ارگانیسمها یی نظیر ازتوباکتر،کلوستریدیوم و ریزوبیوم های همزیست با حبوبات، باکتری های آزوسپیریلیوم همیار با غلات و تعدادی از جلبک های خانواده ی سیانوفیسی ( cyanaphyceae ) که در آب های شیرین و خاک های مرطوب زندگی می کنند قابل استفاده می باشد. ریزوبیوم های همزیست با یونجه و شبدر قادرند سالانه حدود 150 تا 400 کیلوگرم ازت را در هر هکتار تثبیت کنند.
از میان ترکیبات مختلف ازت، فقط فرم های نیترات ( NO3 -) و آمونیوم (NH4 +) برای گیاهان قابل استفاده است. در طبیعت مسیرهای مختلفی در جهت تبدیل حالات مختلف ترکیبات ازت دار به یکدیگر وجود دارد که در این رابطه می توان به تثبیت الکتروشیمیایی در هنگام وقوع رعد و برق اشاره نمود. رعد و برق که همراه با تولید انرژی زیاد است موجب شکسته شدن پیوندهای مولکولی از جمله مولکول های آب (H2O) و نیتروژن (N2) می گردد. در مراحل بعدی اتم های مختلف با یکدیگر پیوند خورده و ترکیبات جدیدتری از جمله یون های نیترات و آمونیوم را به وجود می آورد که پس از رسیدن به سطح زمین، برای گیاهان قابل استفاده می باشند.
مطالب مرتبط:
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه اول
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه دوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه سوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه چهارم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه پنجم
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: سمیه علمافر
تنظیم: نسرین صادقی
تغییر و تبدیل میکروبی ترکیبات (چرخه‌های ژئوشیمیایی مواد)
تغییر و تبدیل مواد مختلف به یکدیگر یا چرخه‌های مواد را چرخه‌های بیوژئوشیمیایی می‌نامند که مبین حرکت و تبدیل مواد در اثر فعالیتهای بیوشیمیایی، مانند انحلال، رسوب، تبخیر و تثبیت مواد و نیز تغییرات شیمیایی است و نقش میکرو ارگانیسم ها به دلیل تواناییهای متابولیکی خاص و فعالیت آنزیمی شدید، جایگاه خاصی دارد. این چرخه‌ها اعم از مستقیم یا غیر مستقیم با استفاده از انرژی نورانی خورشیدی، تبدیل و ذخیره و بالاخره آزاد می‌شوند و جریان انرژی را موجب می‌گردند.
چرخه کربن :
چرخه کربن یکی از مهمترین چرخه‌های بیوژئوشیمیایی است که در آن کربن معدنی در شکل CO2 هوا بوسیله گروه هایی از میکروارگانیسمها تبدیل به ترکیبات آلی می‌شوند که پس از بازگشت به خاک مجددا بوسیله گروه های دیگر میکروبی تجزیه شده و به صورت CO2 وارد اتمسفر می‌شود. افزایش گاز دی اکسید کربن و منوکسیدکربن در هوا عمدتا از طریق افزایش حرارت در سطح زمین برحیات موثر است. لذا حذف این گازها از هوا توسط میکروب ها در تامین شرایط مناسب نقش مثبت دارد. متانزایی و اسیدزایی از جمله واکنش های مهم در چرخه کربن هستند. تجزیه میکروبی پلی ساکاریدها از جمله سلولز، همی سلولز وکیتن در خاک از فرآیندهای مهم میکروبی در رابطه با چرخه کربن در خاک هستند.
چرخه ازت
عمده ترین شکل آن ازت مولکولی N2 است. با فرآیندهای مثبت ازت (تبدیل N2 به آمونیاک)، آمونیفیکاسیون (تولید آمونیاک از ترکیبات آلی ازت)، نیتریفیکاسیون (تبدیل آمونیاک به نیتریت و سپس نیترات) و دنیتریفیکاسیون (احیا نیترات و تولید N2) در خاک انجام می‌شود. پاره‌ای از این فرآیندها هوازی و برخی در شرایط بی‌هوازی توسط باکتری های خاک صورت می‌گیرد. هوا با 78% ازت بزرگترین منبع ذخیره ی این عمصر به شمار می رود. ولی این ازت تنها توسط میکرو ارگانیسمها یی نظیر ازتوباکتر،کلوستریدیوم و ریزوبیوم های همزیست با حبوبات، باکتری های آزوسپیریلیوم همیار با غلات و تعدادی از جلبک های خانواده ی سیانوفیسی ( cyanaphyceae ) که در آب های شیرین و خاک های مرطوب زندگی می کنند قابل استفاده می باشد. ریزوبیوم های همزیست با یونجه و شبدر قادرند سالانه حدود 150 تا 400 کیلوگرم ازت را در هر هکتار تثبیت کنند.
از میان ترکیبات مختلف ازت، فقط فرم های نیترات ( NO3 -) و آمونیوم (NH4 +) برای گیاهان قابل استفاده است. در طبیعت مسیرهای مختلفی در جهت تبدیل حالات مختلف ترکیبات ازت دار به یکدیگر وجود دارد که در این رابطه می توان به تثبیت الکتروشیمیایی در هنگام وقوع رعد و برق اشاره نمود. رعد و برق که همراه با تولید انرژی زیاد است موجب شکسته شدن پیوندهای مولکولی از جمله مولکول های آب (H2O) و نیتروژن (N2) می گردد. در مراحل بعدی اتم های مختلف با یکدیگر پیوند خورده و ترکیبات جدیدتری از جمله یون های نیترات و آمونیوم را به وجود می آورد که پس از رسیدن به سطح زمین، برای گیاهان قابل استفاده می باشند.
مطالب مرتبط:
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه اول
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه دوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه سوم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه چهارم
طرح درس پیل سوختی میکروبی MFC ( Microbial Fuel Cell )، جلسه پنجم
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: سمیه علمافر
تنظیم: نسرین صادقی
