Проблема фиксации молекулярного азота

Среди соединений азота большой интерес представляют комплексы, в которых молекула азота связана с ионом (или ионами) металла. Хорошо известны комплексы молекулы N2 с соединениями молибдена, кобальта, железа, никеля, рутения, рения, осмия и др. Подобного рода комплексы не являются экзотическими — они имеют прямое отношение к проблеме фиксации атмосферного азота и вопросам моделирования нитрогеназы (фермента, катализирующего процесс нитрификации). Интерес к таким соединениям стимулируется и практическими, и теоретическими причинами. В частности, относительная легкость образования соединений молекулярного азота дает возможность оценить, в какой мере справедливы обычные утверждения о его малой химической активности. [c.176]

В настоящее время в результате изучения чистых культур стало ясно, что способность к азотфиксации широко распространена среди цианобактерий. Вегетативные клетки многих изученных культур обнаруживают нитрогеназную активность в анаэробных и микроаэробных условиях. Только для единичных культур, например представителей рода Gloeothe e, показана способность вегетативных клеток к азотфиксации в аэробных условиях. В целом же проблема фиксации N2 в аэробных условиях значительной частью цианобактерий решена путем сформирования дифференцированных клеток определенного типа — гетероцист, в которых чувствительный к молекулярному кислороду аппарат фиксации молекулярного азота отделен от Ог-выделяющего фотосинтетического аппарата с помощью определенных ультраструктурных и биохимических перестроек. Таким образом, способность подавляющего большинства цианобактерий к азотфиксации в аэробных условиях связана с гетероцистами. [c.281]

ПРОБЛЕМА ФИКСАЦИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТА [c.229]

Ограничения указанных двух подходов по приданию растениям способности к фиксации молекулярного азота могут быть хотя бы частично преодолены при введении целых клеток азотфиксирующих микроорганизмов в растение. Речь идет об альтернативном способе решения обсуждаемой проблемы, связанном с конструированием новых искусственных ассоциаций. Такие системы должны быть основаны на симбиотических взаимоотношениях расти- [c.55]

Лит Проблемы фиксации азота, М, 1982, Молекулярные механизмы усвоения азота растениями, М, 1983. Н П Львов [c.64]

В 30-х годах наша лаборатория поставила вопрос о физико-хими-ческом исследовании и усовершенствовании метода фиксации атмосферного азота с помощью электрических разрядов [1, 2]. Была поставлена проблема повышения энергетических выходов окислов азота, исследование кинетики и элементарного механизма этого процесса как результата взаимодействия электронного и молекулярного газа в плазме. Второй проблемой, связанной с плазмохимической фиксацией атмосферного азота, явилась разработка физико-химических основ переработки разбавленных нитрозных газов в концентрированную азотную кислоту. Это связало проблему фиксации азота с электросинтезом озона. Указанная область газовой электрохимии (плазмохимии) разрабатывалась кроме авторов настоящей статьи также С. С. Васильевым, Е. И. Ереминым, А. Н. Мальцевым, А. Л. Шнеерсон и Б. А. Коноваловой в Московском университете и в Институте азотной промышленно- [c.217]

Начиная с 1960 г. биохимия фиксации азота развивается быстрыми темпами, после того как было установлено, что фиксация молекулярного азота возможна бесклеточными экстрактами. Современный обзор имеющихся в этой области результатов дан в работах [44, 98]. Все биохимические данные, приведенные в этой главе, кроме указанных особо, взяты из этих обзоров. Так называемые нитрогеназные ферменты катализируют восстановительную фиксацию азота с образованием аммиака. Сведений об окислительной фиксации с образованием нитратов не появлялось. Пока еще получено мало данных о механизме реакции и природе активных центров, однако некоторые важные свойства этого процесса надежно установлены, и интересы исследователей концентрируются именно на механизмах процессов, которые природа создала для решения проблемы связывания молекулярного азота. [c.229]

Собранный экспериментальный материал позволил сделать ряд выводов, важных для решения проблемы фиксации азота. Оказывается, образования комплекса с молекулярным азотом еще недостаточно для того, чтобы данный металл был катализатором фиксации азота. Так, в очень прочных нитрогенильных комплексах железа, кобальта, рутения, осмия и других металлов [49, 51] координированный молекулярный азот не восстанавливается, а при более энергичном воздействии выделяется обратно в виде N2. [c.250]

Большое значение азотсодержащих органических соединений (они участвуют, в частности, в образовании биополимеров — белков и нуклеиновых кислот, без которых невозможно суш ествование живой материи) сделало весьма актуальной проблему непосредственной фиксации атмосферного молекулярного азота. Эта проблема является предметом широких исследований органической, биологической и радиационной химии. Обстоятельство, осложняющее ее успешное решение, заключается в высокой инертности молекулярного азота (энергия диссоциации азота равна 950 кДж/моль при 298К, а энергия разрыва первой связи — 525 кДж/моль). Поэтому известные производственные методы фиксации азота (в виде оксидов или аммиака) осуществляются при высоких температурах и давлениях. В то же время в биологических системах по неустановленному восстановительному механизму азот усваивается в мягких условиях (например, клубеньковыми бактериями). [c.242]

К свободноживупщм в почве азотфиксаторам принадлежат некоторые бактерии, грибки и водоросли. Для усвоения молекулярного азота им необходимы углеводы, которые служат этим микробам источником энергии. В зависимости от почвенно-климатических условий и окультуренности поля ежегодная фиксация атмосферного азота свободноживуш йми микроорганизмами достигает 5—15 кг на 1 га. Это также не решает проблемы азота в земледелии. Лишь на залежных и целинных землях могут накопляться достаточные запасы азота, поступившего описанными выше путями превращая его в гумус при отмирании растительности, эти почвы становятся более плодородными. [c.96]