Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Биологическая фиксация молекулярного азота


Азотофиксация – это уникальный процесс, который характерен только для некоторых групп микроорганизмов.

Азотофиксаторы способны разрывать химические связи молекулярного азота, затрачивая при этом достаточно много энергии. На 15 мг N тратится 1 г сахара.

Азотофиксаторы – единственные организмы на Земле, которые являются важнейшим связующим звеном в преобразовании форм азота, благодаря которому этот элемент используется в живой материи, (связь между неживой и живой материей).

 

Азотофиксаторы

       
   


Свободно живущие симбиотические

(сине-зеленые водоросли,

дрожжи, бактерии) симбиоз с симбиоз с

бобовыми не бобовыми

эти группы усваивают N только в симбиозе

Наибольшее значение имеют симбиотические азотофиксаторы, живущие на корнях бобовых растений (клубеньковые бактерии, они относятся к роду Rizobium). Каждая раса клубеньковых бактерий приспособлена к заражению одного или нескольких видов бобовых растений.

Симбиотические отношения между бактериями и высшими растениями складываются следующим образом. Корневая система бобовых выделяет специфическое вещество (белок лектин) вокруг которого поселяются бактерии (рис. 1).

 

Бактерии проникают через корневой волок, вызывая при этом местное растворение клеточных оболочек. После заражения происходит быстрое разрастание ткани, образуются вздутия «клубеньки». Предполагают, что разрастание тканей стимулируется ауксином, выделенным бактериями. После заражения ткань корня приобретает розовую окраску, обусловленную наличием особого пигмента леггемоглобина, который имеет сродство с гемоглобином крови.

Необходимо отметить, что бактерии лишь стимулируют образование пигмента, информация же о его составе находится в DNK клеток корня.

Характер симбиотических отношений между бактериями и растениями меняется в течение онтогенеза. Первоначально бактерии практически являются паразитами для растения, не давая ему ничего. На следующем этапе бактерии увеличивают азотофиксацию и обеспечивают растение азотом, получая от него питательные вещества (симбиоз). В конце вегетации высшие растения паразитируют на бактериальных клетках, потребляя все азотистые соединения и часто растворяя, бактерии.



В процессе симбиоза часть азотистых соединений диффундирует в почву. На одном га может накапливаться 100-200 кг азота. Из не бобовых растений в симбиоз могут вступать лох, ольха.

Механизм фиксации азота.

Фиксация азота осуществляется ферментом нитрогеназой, которая в
своем составе содержит Fe и Мо (нитрогеназа - это мультиферментный комплекс).

Окислительное декарбоксилирование ПВК СНзСОСООН

Ко А

 

NAD

 

NADPH

 


СО2


СН3СОО - К0А (Ацетил К0А)

цикл Кркбса

АТР

Механизм фиксации азота

 

N2 нитрогеназа NH3


АТР, NADPH, Fd

 

ПВК является источником и Н и АТР, необходимыми для восстановления азота. Электрон от водорода передается через фермент

нитрогеназу, которая постепенно восстанавливает азот до NH3. Для восстановления N2 до NH3 требуется также и АТР.

 

У фотосинтезирующих микроорганизмов донором водорода и электронов может быть Н2О и H2S, а АТР образуется в процессе фотосинтетического фосфорилирования.

Образовавшийся NH3 реагирует с кетоглутаровой кислотой с образованием глютаминовой кислоты, которая и вовлекается в дальнейший обмен.

 

NH3 - первый стабильный продукт, который является регулятором активности нитрогеназы. При большом его накоплении активность фермента снижается.

Работа нитрогеназы может происходить только в анаэробных условиях. Связывание O2 в клубеньках осуществляется с помощью пигмента -легемоглобина (L∙ НЬ ) + O2 → L Hb ∙ O2. Этот процесс обеспечивает удаление O2 поблизости от нитрогеназы. Связанный O2 может использоваться для процесса дыхания.

Таким образом, фиксация азота тесно связана с центральными звеньями метиболизма - фотосинтезом и дыханием.

Из свободно живущих азотофиксаторов необходимо отметить анаэробную маслянокислую азотофиксирующую бактерию - Clostridium Pasteurianum. Открыта в 1894 г. русским микробиологом Виноградским. Бейеринг открыл две аэробные азотофиксирующие бактерии Azotobacter Chroococum и A.Agile. Эти виды бактерий усваивают в среднем 15-18 кг азота на 1 га.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Основные звенья круговорота азота в природе | Разложение азотистых органических веществ в почве

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 457; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.006 сек.