Canlılar alemi genel olarak üç grupta incelenebilir. i. Protista, ii. Bitkiler, iii. Hayvanlar

Bu gruptaki canlılar da iki sınıfa ayrılırlar.

a. Prokaryotlar: En ilkel tek hücreli canlılar olan bu grubun başlıcaları bakteriler, virüsler, bakteriyofajlar ve mavi-yeşil alglerdir.

b. Ökaryotlar: Prokaryotlardan daha gelişmiş canlılar grubudur. Hücre yapılarında farklılıklar vardır. Mantarlar (şapkalı mantarlar, küfler ve mayalar), tek hücreli hayvanlar (protozoalar) ve su yosunları (algler) bu gruba girerler.

Mikroskop altında görülebilen ve çoğunlukla tek hücreli olan küçük canlılar mikroorganizma olarak adlandırılır. Mikroorganizmalar doğada, su ve toprakta, bazı gıda maddelerinde, gelişmiş canlıların deri ve bağırsaklarında, organik maddelerde hemen her yerde bulunurlar.

Mikroorganizmaları çeşitli şekillerde gruplandırabilmek mümkündür. Kullandıkları besin yönünden inorganik hammadde kullanarak çoğalan mikroorganizmalara litotrof, organik besin kullanarak çoğalanlara organootroflar denir. İhtiyacı olduğu karbonu organik bileşiklerden sağlıyorsa hetotrof, CO_{2’den sağlıyorsa ototrof mikroorganizma denir. Enerji kaynağı olarak güneş ışığı kullananlara fototrof, enerjiyi kimyasal maddelerden sağlayan mikroorganizmalara kemotrof denir. Ayrıca oksijen ihtiyacına göre de aerobik, anaerobik, fakültatif ve mikroarofilik olmak üzere dört gruba ayrılırlar. Besin ortamı pH’ı da mikroorganizmaların besinlerden yararlanma verimleri üzerinde etkilidir.}

Mikroorganizmaların ürün oluşturmaları için besin ortamının sıcaklığı da önemli bir faktördür. Her mikroorganizma için belli sıcaklık sınırları içinde bir gelişme optimumu vardır. Besin ortamının sıcaklığı, karbon ve enerji kaynaklarının gelişme verimi üzerine etkisini değiştirmektedir.

Mikroorganizmaların gelişmesinde bir diğer önemli faktör de oksijendir. Ayrıca mikroorganizmaların verimli gelişimi için, karıştırma ile substratla devamlı teması da sağlanmalıdır (Pekin, 1980; Kargı , 1993).

Mantarlar şapkalı mantarlar, mayalar ve küf mantarları olmak üzere üçe ayrılırlar.

Klorofil içermediklerinden çoğunlukla ölü veya ölmek üzere olan bitki ve bitkisel artıklar üzerinde saprofit olarak yaşarlar.

Mantarların alt grubu olan mayalar tek hücreli canlılardır. Hucre büyüklüğüne göre bakteriler ile yüksek mantarlar arasında yer alırlar.

Parazit olarak yaşarlar. Tek yada çok hücreleri sporlar aracılığı ile çoğalırlar. Heterotrofturlar. Yani kendileri sentez yapamadıkları için daha önce oluşmuş organik maddelere ihtiyaç duyarlar. Karbon kaynağı olarak bir çok organik bileşiği seçimli olrak kullanırlar. Glukoz, sakkaroz ve maltozu tercih ederler. Laktoz tüketenlerde ender olrak rastlanır. Hidrolitik enzim içerenler nişasta, dekstrin gibi maddeleri de besin kaynağı olarak kullanabilirler. En çok amonyun azotunu, bazı türler ise nitrat ve nitrit azotunu tüketirler. Hemen hemen tüm küf mantarları protein, pepton, aminoasitler ve üre gibi azot kaynaklarından yararlanırlar. Bunlar dışında çeşitli mineral maddelere ve vitamin gibi gelişme faktörlerine ihtiyaç duyarlar. Optimum üreme pH ve sıcaklığa göre değişir. Küf mantarları aerob oldukları için yüzeyde gelişirler. Bununla birlikte bazı türlerinin miselleri substrat içlerinde de gelişebilmektedir. Besin maddeleri üzerinde beyaz yada renkli görünümleri ile tanınırlar.

 Rhizopus arrhizus spor oluşturan bir küf mantarı türüdür. Optimum üreme sıcaklığı 30 - 35 ^{oC arasında olup , minumum 5-7 oC ve maksimum 44-49 oC olmak üzere geniş bir sıcaklık aralığında ürerler. Koloniler üreme periyodunun değişik evrelerinde beyazdan kahverengiye dönüşerek ve genellikle sıvı besin ortamının yüzeyinde 10 mm yüksekliğe ulaşabilen küf oluşturarak ürerler. Patates dekstroz agar, malt özütü, soya pepton , glukoz, sakkaroz gibi besin ortamı bileşenleri içeren ortamlarda özellikle pH 5.4-5.6 aralığında hızla büyürler. Besin ortamı pH’ı bakımından çok asidik olmamak koşuluyla belirgin bir seçicilikleri yoktur. PH 7.0 civarında da aynı hızda ürerler. Üreme ortamının CO2:O2 oranı 18:1 olarak seçilmelidir. (Tzesos and Volsky, 1981)}

R. arrhizus ‘a uranyum toryum adsorpsiyonu ortam pH’ına bağlıdır. Kitin monomeri , GN’le gösterilirse , amine ayrışma eşitliği aşağıdaki şekildedir.

GN+ :H H2O -> GN: +H3O+

R.arrhizus ile ağır metal adsorpsiyonunun mekanizması, uranyum ve toryum adsorpsiyonu incelenerek araştırılmıştır. Fe+2 ve Zn +2 gibi ortamda bulunan ko-iyonların R.arrhizusa adsorplanmak üzere uranyum ve toryumla yarıştıkları , benzer bir mekanizmanın diğer ağır metal iyonları içinde geçerli olduğu düşünülmektedir. (Tsezos and Volesky,1982; Ting and et. Al. 1991).

Çözünmüş metal iyonlarıyla R.arrhizus hücre duvarları arasındaki kitin zincirleri arasında kompleks oluşmaktadır. Metal iyonu , kitin kristallerinin amino azotuna bağlanır ve miselin hücre duvarında tutulur. R.arrhizus saf hücre duvarının uranyum ve toryun giderme kapasitesinin tüm miselin metal giderme kapasitesinden biraz daha büyük olduğu saptanmıştır. Mantar hücre duvarları , kuru ağırlığının %90 ı amino polisakkaritlerden oluşan çok tabakalı bir yapı gösterir. Esas kitin manomeri N-asetil-D-glusaozamin (NAGI) dir. Kitin mikrokristaller içinde toplanır ve hücre duvarının gelişmesi için iskeletimsi bir kafes oluşturur. Genelde fungal hücre duvarı, amorf polisakkarit bir matriks içine gömülmüş kitin iskeletinden oluşan iki fazlı bir sistemdir.

Kitinin metal iyonlarıyla kompleks oluşturması bilinen bir özelliktir. Polisakkaritlerin ağır metalleri tutma yeteneği polimer zincirindeki azot yüzdesine bağlıdır. Kitin birim glukoz başına bir lineer amino grubu taşır. Amino grubu metalle kompleks oluşturmaya hazır bir elektron çiftine sahiptir ve kuvvetli bir Lewis bazı gibi davranır. Hücre duvarında bulunan diğer lewis bazları , polisakkaritlerin hidroksil gruplarıdır. Bununla beraber kompleks oluşturma yetenekleri ihmal edilebilir düzeydedir. Bakteri hücre duvarından farklı olarak , fungal hücre duvarı protein içeriği bakımından zayıftır. Bu nedenle az miktarda ağır metal iyonu fungal hücre duvarındaki proteinlere tutunur.

Adsorplanan uranyum ve/veya toryum R.arrhizus hücre duvarında elektron mikroskop (80000x) ile çekilen fotoğraflarda elektron yoğunluğuna sahip tabakalar halinde görülmüş aynı bölgede yapılan X-ışını enerji dağılım analizleri (EDA) yle bu elektronlarca yoğun maddeler uranyum ve/veya toryum olrak teşhis edilmiştir.

Uranyumla dengeye gelen R. arrhizus hücre duvarının infrared spektrumu (IR) 372 cm-1 de yeni bir adsorbans bandı gösterir. . (Tsezos and Volesky,1982).

GN+: H ve Gn’in her ikiside kitin zinciri üzerindedir. Ağır metal iyonları , kitin üzerindeki kompleksleşme yerleri için hem birbirleriyle, hem de H3O+ iyonları ile yarışırlar. R. arrhizus’un uranyum ve toryum adsorpsiyonu için pH 2’de pH 4 ve 5 ‘e göre daha düşük adsorpsiyon kapasitesi gösterdiği saptanmıştır. Öte yandan polimer zinciri üzerindeki N ile kompleks oluşturmayı başaran metal , daha ileri düzeydeki metal birikimleri için seçiciliği olan bir çekirdek gibi etkir.

R. arhizus’la uranyum adsorpsiyon mekanizmasının bir diğer basamağı, oluşan uranyum-kitin kompleksinin hidrolizini ve hücre duvarında hidroliz ürününün (uranil hidroksit) çökmesini içerir. Glukozamin - metal komplekslerinin hidroliz ürünü olarak metal hidroksid çökmesi bilinen bir özelliktir. Hidroliz ürünlerinin toplanması kompleksleşme - hidroliz -çökme çevrimini engelleyene dek , kitin azotuyla uranyum kompleksleşmesi sürer. Böylelikle adsorpsiyon sistemi son denge konumuna ulaşır. İlk denge uranyum-kitin kompleksinin oluşumunu izleyen 60 sn içerisinde kurulur ve sözü edilen basamağın etkisiyle 30 dakika sonunda adsorplanan uranyum miktarının artışıyla denge bozulur.

R. arrhizusla uranyum adsorpsiyonundan farklı olarak toryum adsorsiyonunda son basamak görünmez. pH 4.0 da hidrolizlenmiş toryum, Th(OH)4 , büyüklüğü nedeniyle , R. arrhizus hücre duvarının dış tabakları tarafından adsorplanır. pH 2.0 da ise toryum (Th+4) iyonize haldedir., hücre duvarının içine kolayca nüfüz edebilir. pH 4.0’da R. arrhizus hücre duvarının elektron mikrografiği hücre duvarının dışını kuşatan elektronca yoğun bir yüzey tabakasını göstermektedir. (Thezos and et.al., 1988)