Alimentazione minerale. Azoto di Fixatsiya

Lei risiede: Alimentazione minerale

Uno dei compiti principali di biochimici, interessato nell'aumentare della produttivita di economia rurale, e guadagno in azotfixatsii di spettacolo, perche la crescita di piante soprattutto il limitiruet approvvigionamento inadeguato il loro azoto fisso. Azoto nella forma di molekuly stabile N2 compone atmosfere del 80%. Di fronte a fixatsiei (ricostruendo di azoto fino ad ammoniaca) questi molekula devono da quello che quell'immagine sia destabilizzata e sia scheggiata. Formato nell'ammoniaca di fixatsii (NH3) puo essere divorato dalle radici di piante come tale o successivamente esso mikroorganizmami di pochvennymi di ossidazione fino a nitratov (N03 -). Nella maggioranza di istruzione di suoli NO3 - da NH3 sorge cosi molto rapido che la migliore meta di azoto e divorata da radici nella forma NO3 -.

L'azoto di Fixatsiya e eseguito liberamente da principalmente alcuni batterio viventi che consumano la sostanza organica di suolo. Fra questi e, per esempio, forma aerobica Azotobacter ed anaerobnaya - Clostridium. I batterio di ceppo Rhizobium che anche partecipa in fixatsii di azoto, viva in gonfiori di kornevykh di o klubenkakh i tipi definiti di piante (il fico. 7.3). La pianta-oste appartiene alla famiglia di generalmente pulsi incluso pisello, fagioli, soiu, erba medica, trifoglio e viku. Non tempo fa esegui studi mostro che azotfixiruiushchie i batterio di ceppo Spirillum circonda le radici di erba tropicale Digitaria. Questa associazione debole delle radici di erba e batterio in rizosfere, e possibile, presenti evolutional intermedi inscenano tra azotobakterom di svobodnozhivushchim e si localizzarono in rizobiumom di klubenkakh. Pianta 'attiri batterio con l'aiuto delle accentuazioni di kornevykh organiche. Il rizosfery di Mikroorganizmy nella sua svolta forniscono piante da azoto fisso. Dell'algas blu-verde (come Apa.aepa e Nostoc) e batteri di fotosinteziruiushchie (Rhodospirillum) possono riparare azoto atmosferico, energeticheski che accoppia questo processo con fotosintezom. Organizmy indicati sono i di piu espressero di avtotrofa-mi mondo biologico, sebbene dello shtammy Apa.aepa vive ed efficacemente ripara leix di azoto in corpi da speciale 'il karmanchikami' felce acquatica Azolla. Le ragioni di questo fenomeno non sono chiarite su.

Associazione mutuamente proficua due organizmov stato chiamato simbiozom. Perche ne Rhizobium, nessuna pianta-oste presa separatamente non e capace di riparare e ripristinare azoto atmosferico, complesso biologico in klubenke necessario considerare come il simbioticheskuiu l'associazione di batteri e pianta-oste. Ogni tipo di pianta-oste ha il proprio simbioticheskii Rhizobium. Pianta-oste di uznavanie reciproca ed il batteri e eseguito per mezzo dell'affetto di particolare proteina (lektina) che risiede sulla superficie di voloska di kornevogo di gabbie, allo specifico batterio. Dopo che l'affetto ad oste si intruso organizm penetra stranamente gabbie voloskov di kornevykh di iskrivlennykh che, evidente, deformiruiutsya sotto l'influenza di distinse dai batterio di gormonov di rostovykh auxina di gruppo. In il-oste di gabbia di batterio divida, e la posterita formata cambia il giramento di forma in bakteroidy contenuto in filo contagioso che passa dalla cima di voloska di kornevogo di muro di kletochnoi attraverso il centro di gabbia (il fico. 7.4).

Il finale risultato di tale penetrazione di batterio e razrastanie molto forte le gabbie di radice che porta all'istruzione di protuberanze di borodavchatykh chiamate klubenkami. Rizobium e capace effettivo di riparare azoto, leix che e trovato in klubenkakh tale tipo.

L'associazione tra Spirillum e lui la pianta-oste riferisce a simbioticheskoi anche, ma lei e limitata dalla superficie di radici. Questo tipo meno formidabile dell'associazione, perche Spirillum puo essere cresciuto separatamente da oste nella presenza della quantita sufficiente di sostanze nutrienti. Ecco perche gli scienziati studiano la possibilita di kultivirovaniya di grande potenza questi batterio come le fonti di azoto fisso. Era bene come mostrato che a durate questi batteri vivono in corpi con kukuruzoi. Questo apre la possibilita di eseguire shtammov, capace ad azoto di fixatsii su quelli tipi di piante che generalmente non hanno batterio di azotfixiruiushchikh.

L'azoto di Fixatsiya e portato fuori Fe2 + da - e nitrogenazoi di fermento Mo_-incluso. Piante, vivendo in associazioni con batterio di azotfixiruiushchimi ed essendo dipendente su questo fermento, non reagisca sulla somma di fertilizzanti di azotsoderzhashchikh, perche ammoniaca (NH3), presente in loro o colto da materiale di azotsoderzhashchego entrato, deprime genov di attivita nitrogenazy di sintesi controllante. Ecco perche tenta di elevare azotfixatsii di livello includa le ricerche di batterio di azotfixiruiushchikh, capacita vuote per occuparsi di nitrogenazy di sintesi come al principio di 'la reazione.' In meccanismo adattabile, evidente, e comportato glutaminsintetaza di fermento, perche nitrogenazy di sintesi deriva leix in alto contenta glutaminsintetazy. Non tempo fa fu trovato batteri di mutantnye, molto glutaminsintetazy incluso. Loro continuano a sintetizzare anche nitrogenazu nella presenza di NH3. Cosi, la ricerca di batterio con azotfixatsii di efficacia alto sembra pieno di speranza.

Ometta nitrogenazy che e connesso con molekuloi N2 e e destabilizzato suo, per ricostruire N2 fino a NH3 vosstanovitel forte e necessario ed ATR. Ferredoxin - di elettroni di perenoschik che partecipano bene come ed in fotosinteze, - serve agente restauratore e principale. In azotfixatsii di simbioticheskoi che ATR e approvvigionato da pianta da oste e la quantita di azoto fisso frequentemente confina andare a tutta velocita' fotosinteza. Ecco perche 'fertilizzando' la pianta, per soiu di esempio, di carbone di dvuokisiu in principio puo essere elevato di azoto di fixatsiiu generale che deve ad aumentando di metabolitov di quantita formato in fotosinteze. Nondimeno e difficile eseguire in pratica in vozdelyvanii delle culture di campo.

Tutti i sistemi di azotfixiruiushchie possono essere avvelenati sledovymi pari dalle quantita di ossigeno. Che intende anche quel nitrogenaza di fermento in gabbie aerobiche deve essere compreso in condizioni di anaerobnykh generalmente. In klubenkakh di kornevykh di pulsi questo e realizzato con l'aiuto di leggemoglobina (LHb) - di zhelezosoderzhashchego rossastro pigmenta animale ed analogico. Piaccia sangue di gemoglobinu e muscoli di mioglobinu, leggemoglobin possono essere connessi con ossigeno :

Tale rilegatura offre la rimozione efficiente di ossigeno che risiede all'interno di chiamata da nitrogenazy, ed ottimale va a tutta velocita' azotfixatsii. L'ossigeno connette con leggemoglobinom, forse come bene e usato per istruzione ATR nel processo di alito. Questo ha significato molto grande, perche per azoto di fixatsii quantita significative e necessarie ATR. e come una regola, che klubenek di krasnee, di aktivnee di temi in lui vada tratta azotfixatsii. In - l'azotfixiruiushchei alga blu-verde che il nitrogenaza di Nostoc, evidente si e localizzato in geterotsistakh, anaerobnykh di nefotosinteziruiushchikh speciale mette in gabbia (il fico. 7.5). Questa organizzazione strutturale serve bene come per l'isolamento di sistema di azotfixiruiushchei da ossigeno distinto nel processo di fotosinteza.

Del suolo di inhabitting di mikroorganizmy, puo acerbare ammoniaca (NH3) fino a nitratov (NO3 -). Il la maggior parte di piante preferiscono divorare, ed usare azoto entrato nel nitrata di forma, sebbene tale azoto su un equilibrio e includere in materiale vegetale nella forma di aminogrupp alto-ripristinato (- NH2). Nitratreduktaza di fermento ripristina di nuovo nitraty fino ad ammoniya con l'aiuto di perenoschikov di dykhatelnykh ripristinato, come NADPH. Nitratreduktaza, come, comprende molibdeno nel centro attivo, e questo, e possibile, e il ruolo metabolico e principale di molibdeno in piante. N03 che ricostruisce ~ fino a NH3, evidente, sorga attraverso tali collegamenti intermedi, come acido di azotistaya (HONO) e gidroxilamin (NH2OH).

Toxichen di ammoniaca per gabbie vegetali, ecco perche non dovrebbe essere ammassato in loro nelle piu grandi quantita. L'ammoniaca trasforma in enterring di aminokisloty in reazione con generalmente e-ketoglutarovoi dall'acido (di ciclo di metabolit Krebsa), di conseguenza quello che formera acido di glutaminovaya, e nella somma piu lontana di ammoniaca - il glutamin, acidi di amidglutaminovoi (il fico. 7.6).

Gli altri aminokisloty sono sintetizzati nel processo di pereaminirovaniya di processo di fermentativnogo nel quale l'acido di glutaminovaya interagisce con l'altro ketokislotami, da predecessori aminokislot nuovo, perenosya su loro l'aminogruppu ed essendo convertito di nuovo in e-ketoglutarovuiu l'acido. L'acido di Asparaginovaya e uno dei primi prodotti di pereaminirovaniya di reazione. Da in questo aminogruppy di recettore di esempio serve acido di shchavelevouxusnaya. Nella rilegatura supplementare di ammoniaca con acido di asparaginovoi formera asparagin - tra acidi di asparaginovoi. Principalmente nella forma di questi quattro componenti - di acido di glutaminovoi, glutamina, di acido di asparaginovoi ed asparagina - e e trasportato azoto fisso da korpya di gabbie come ad ogni pianta. Degli aminokisloty formeranno per mezzo della modifica di aminokisloty di predsushchestvuiushchei di corpo carbonico.

Cosi, di azoto di krugovorot generale in natura presenta la transizione convertibile di lui forma gassosa e gratis in atmosfera in forma fissa in suolo ad o sistema biologico. In gabbie vegetali ingoiate di nuovo nitraty sono ripristinati fino ad ammoniaca che poi e connessa con acidi organici e definiti, di conseguenza quello che formera aminokisloty, e poi le proteine. Questo animale di perevarivaiutsya di sostanze e trasforma in proteine animali ed azotistye i prodotti di cambio - urea ed acido di mochevuiu. A lungo andare ogni animale e le piante si estinguono e razlagaiutsya in suolo con l'istruzione di semplici sostanze di azotistykh, come ammoniaca. Queste sostanze continuamente retsirkuliruiut attraverso sistema biologico che crea azoto di krugovorot (il fico. 7.7).

Dovendo all'azione di batterio di denitrifitsiruiushchikh riparo azoto nella forma dell'azoto molecolare e libero ritorna in atmosfera, da dove puo essere riparato di nuovo da batterio. Denitrifikatsiya - e processo prodigo e contento. Ora puo essere depresso slowed in suolo con l'aiuto di collegamenti chimici, specialmente designato per questo scopo. La loro domanda deve rendere aiuto essenziale ad economia rurale.

Nitrogenaza di fermento che e connesso con molekuloi. N2 (N=N) e ripristina suo fino ad ammoniaca (NH3), come bene acetilene di adject (NS=SN) e ripristinarlo fino ad etilena (NS=SN). Scoprire di questa attivita e dietro a metodo, con l'aiuto di che azotfixiruiushchuiu che l'attivita di pianta subito puo essere determinata in sesso. La quantita definita di acetilene nel gaza di forma e entrata in obitaemuiu di radice l'ambiente di pianta e dopo un po' e cancellata' La quantita di acetilene trasformo in etilen, serve l'ableness delle radici di questa pianta azotfixiruiushchei di indicatore. Perche acetilene cosi come etilen sono benzine, di anche insignificante la loro quantita puo essere analizzata dal metodo di cromatografia gassosa che permette senza le piu grandi spese rapido guadagnare dati accurati. Usando questo metodo, di piante di fiziologi investigo azotfixiruiushchuiu l'ableness di soi di piante in ontogeneze e fattori di fiziologicheskie studiati che colpiscono l'efficacia di processo. Questo importantemente per la scoperta dei modi dell'aumento piu lontano della produttivita di piante.