生物界のN化合物
| 植物の場合 | NH4+➡アミノ酸 アンモニウムイオンが必要 |
独立栄養 |
| 真菌の場合 | 20種類のアミノ酸を自力で合成できる。 | |
| 人の場合 | アミノ酸のうち8種類は合成出来ない。 | 従属栄養 する必要 がある |
| シアノバクテリア イオウ細菌 化学合成細菌 |
光合成も出来る。 光合成も出来る。 化学合成 |
独立栄養 細菌 |
※窒素は化学反応性が乏しいので空気を吸って体に取り込めない。
N2➡NH3＋H2O⇔NH4+＋OH-
窒素固定と窒素同化
| 窒素固定 | 大気中窒素 無機窒素化合物 |
➡ | アンモニア アンモニウムイオン に変化することを という |
| 窒素同化 | アンモニア アンモニウムイオン NOｘ |
➡ | 有機物窒素化合物 |
窒素固定の出来る生物
| 根細菌 | マメ科の植物の根に寄生する最近 | |
| アゾトバクター | ||
| 藍藻 | （シアノバクテリア）の一部 | |
| クロストリジウム | 破傷風菌 | |
| 嫌気性菌 （酸素があると死ぬ） 土の中にいる |
怪我したら空気 にあてる |
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| ボツリヌス菌 （筋肉をマヒさせる） |
赤ちゃんに はちみつ をあげては いけない。 |
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| ガス壊疽筋 （壊疽：えそ） |
◎窒素同化
| 独立栄養細菌 | 補足 | |||
| 亜硝酸菌 | アンモニウムイオン | ➡ | 亜硝酸イオンに酸化 | 放出されるエネルギーを利用 |
| 硝酸菌 | 亜硝酸イオン | ➡ | 硝酸イオンに酸化 | 放出されるエネルギーを利用 |
| 鉄細菌 | Fe3+ + e- | ⇔ | Fe２+ | |
| イオウ細菌 | ||||
| 脱窒素細菌 | 硝酸イオンNO3- | ➡ | 窒素に還元N２ | こうやって植物は根か ら窒素を吸収できる。 |
動物の死骸などは土中で細菌などにアンモニア化されアンモニウムイオンに分解される。 アンモニウムイオンは亜硝酸菌により亜硝酸イオンに、 その後硝酸菌により硝酸イオンへと硝化作用を受け、植物に吸収される。
| 独立栄養細菌 | 窒素還元反応 | |||
| 植物の 細胞壁で |
硝酸イオン | ➡ | 亜硝酸イオン に還元 |
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| 植物の 葉緑体で |
亜硝酸イオン | ➡ | アンモニウムイオン に還元 |
大気中の窒素 に比べてアンモ ニウムイオンは より還元された 形態 |
根から吸収された硝酸イオンは硝酸還元でアンモニウムイオンへと変化し、 トランスアミラーゼのはたらきを受け有機酸と結合してアミノ酸になる。 このアミノ酸がさまざまに結合して生体を構成する物質となる。