Азотфиксация

Цифрами обозначены процессы азотфиксации (1), нитрификации (2), включения в растительные ткани (3), аммонификации (4), денитрификации (5), стока из атмосферы при сухом и влажном осаждении на поверхность (6) и осадконакопления (7) [c.61]

Большой интерес представляют также попытки повысить эффективность биологической фиксации азота. Например, с помощью различных генетических манипуляций можно вызвать дерепрессию генов нитро-геназы. В результате выражение этих генов становится конститутивным (гл. 15, разд. Б, 1), а это дает возможность получать бактерии, способные фиксировать азот в почве или в клубеньках значительно быстрее, чем это делают природные штаммы. Обычно гены нитрогеназы репрессируются при накоплении в клетках глутамина, о чем подробнее говорится в разд. Б, 2. Гены азотфиксации обнаружены только в прокариотах. Важным достижением в области сельского хозяйства явилось бы осуществление переноса этих генов (с сохранением их функциональной активности) в зеленые растения (гл. 15, разд. 3. 4). [c.88]

В процессе биологической азотфиксации, то есть фиксации атмосферного азота свободноживущими и клубеньковыми бактериями. [c.18]

Обе р-ции катализирует Армент глутаминсинтетаза-аде-нилилтрансфераза. У бактерий и синезеленых водорослей Г., по-видимому, принимает также участие в регуляции синтеза ряда ферментов, в т. ч. нитрогеназы (см. Азотфиксация). [c.588]

А участвует в круговороте в-в в природе Значит его кол-во поступает в почву в результате жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий, способных переводить своб А в соединения (см Азотфиксация), а также в результате нек-рых др природных процессов Проблема связывания атм А была решена в нач 20 в с освоением пром синтеза КН 3 из N2 воздуха и Н2 [c.58]

Среди них присутствие в клетках клубеньков легоглобина — гем-содержащего белка, который встраивается в мембрану бактероида (увеличенная в размере бактериальная клетка, характеризующаяся наибольшей способностью к фиксации азота) и регулирует поступление кислорода. Легоглобин кодируется в геноме растительной клетки-хозяина, но его синтез начинается только после проникновения бактерий в эту клетку. У цианобактерий механизм защиты нитрогеназы от кислорода иной. Азотфиксация идет в гетероцистах, а фотосинтез — в обычных клетках. Поэтому кислород, вьщеляющийся в процессе фотосинтеза, не ингибирует фиксацию азота. Таким образом, введение только //-генов в какую-то растительную клетку не решает проблемы. Если нитрогеназа будет синтезироваться в этой клетке, в частности в клетках злаков, то она разрушится под действием кислорода, присутствующего в клетке. Кроме того, сама клетка, в которую переносят гены азотфиксации, может бьггь не приспособлена к синтезу и расходованию большого количества энергии, которое требуется для фиксации азота. [c.153]

Таким образом, в природе осуществляется азотфиксация и последующее включение атомов азота в биомолекулы. После гибели растений и животных содержащие азот химические соединения подвергаются микробиологическому разложению и, как это показано на примере аминокислоты глицина, аммонификации. [c.63]

Уравнения (2.3) и (2.6), описывающие в общем виде процессы азотфиксации и денитрификации, демонстрируют тесную связь биотических составляющих циклов азота и углерода [c.63]

В 1960 г. американские исследователи показали, что нитрогена-за сохраняет свою активность в бесклеточных экстрактах lostridium pasteurianum. Это послужило толчком для начала активных исследований биохимии азотфиксации, структуры и механизма действия нитрогеназы. К 1981 г. нитрогеназа была выделена из 36 видов микроорганизмов. Она считается одним из наиболее сложных ферментов, использующих простые субстраты. Кроме азота нитрогеназа может восстанавливать ацетилен, цианистый водород, закись азота и некоторые другие соединения. Восстановление ацетилена в этилен позволило разработать надежный тест для обнаружения азотфиксирующей активности. Непременное условие работы нитрогеназы — ее защита от кислорода, который ингибирует не только активность нитрогеназы, но и ее биосинтез. [c.151]

В зоне диагенеза широко распространены процессы азотфиксации микроорганизмами. В современных условиях фиксируется ежегодно 150 млн. т азота, поэтому азотистые соединения в горючих ископаемых имеют не только растительное происхождение. Восстановление сульфатов до сероводорода в диагенетических условиях является основ- [c.23]

К Ре8-белкам относится группа белков, участвующих в процессах электронного транспорта (ферредоксины), и ряд ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции. Установлено, что Ре8-белки являются ключевыми в таких важных клеточных процессах, как фотосинтез, дыхание, азотфиксация, фиксация СО2. [c.232]

Отрицательное действие О2 на азотфиксацию связано с восстановительной природой процесса. Возникшая первоначально у анаэробных прокариот, получающих энергию за счет брожения, способность к азотфиксации проявилась и в фуппах эубактерий с бескислородным фотосинтезом. Благоприятные условия для нее обеспечивались анаэробным типом метаболизма этих фупп. И только цианобактерии столкнулись с проблемой функционирования в клетке двух процессов, один из которых имеет восстановительную природу, а другой сопровождается выделением такого сильного окислителя, как О2. Возникла необходимость защиты или изолирования процесса азотфиксации от молекулярного кислорода. [c.317]

В невозмущенной человеком биосфере азотфиксация и нитрификация в масштабах планеты почти полностью уравновешиваются противоположным процессом, называемым денитрифи кацией. Образование молекулярного азота из органических соединений, нитратов и нитритов происходит в почвах и водных экосистемах в аэробных и анаэробных условиях. Денитрификация не всегда приводит к выделению молекул N2. Она может завершаться также образованием оксидов азота. Например, в анаэробном окружении многие микроорганизмы используют нитраты и нитриты в качестве источника энергии и акцептора электронов при дыхании [c.63]

В научном плане фототрофные эубактерии представляют интерес для изучения механизма фотосинтеза и азотфиксации. На прокариотном уровне сформировался тип фотосинтеза, сопровождающийся вьщелением в атмосферу О2. С этого момента начался новый этап в эволюции жизни, решающим фактором в котором явился молекулярный кислород. [c.326]

Наиболее остро стоит проблема защиты процесса азотфиксации от О2 в группе цианобактерий. У всех цианобактерий нитрогеназа чувствительна к О2, имеющему внеклеточное и внутриклеточное происхождение. В соответствии с этим у них можно выделить приспособления, направленные на защиту от экзогенного кислорода, и те, которые предназначены для нейтрализации О2, образующегося внутри клетки в процессе фотосинтеза. [c.343]

Если все азотфиксирующие цианобактерии рассматривать под углом зрения степени защиты процесса азотфиксации от О2, то их можно разделить на две группы. К первой группе относятся цианобактерии, у которых защита азотфиксации от О2 наименее эффективна, поэтому вегетативные клетки могут фиксировать N2 только в анаэробных или микроаэробных условиях. Вторую группу составляют цианобактерии, у которых для осуществления азотфиксации в аэробных условиях сформированы специализированные клетки — гетероцисты. [c.343]

Предложены также приемы оценки деятельности почвенных микроорганизмов по уровню азотфиксации, нитрификации. Однако среди других методов более привлекательны методы определения ферментативной активности почвы. Общий характер имеет величина каталазной активности, используют также полифенолоксидазную и дегидрогеназную активность. Комплекс надежных и достаточно простых методов определения различных видов ферментативной активности почв разработан Р.Х. Хазиевым, А.Ш. Галстяном и С.А. Абрамян. [c.221]

БИОСИНТЕЗ (от греч Ьюз-жизнь и synthesis-соединение), образование в живых клетках необходимых организму в-в из простых низкомол. неорг и(или) орг соединений Б, в результате к-рого происходит превращение неорг соед, поступающих из окружающей среды, напр Oj при фотосинтезе, N2 при азотфиксации, в сравнительно простые в-ва, наз ассимиляцией Образующиеся в результате этого процесса в-ва используются для Б более сложных молекул, напр витаминов, гормонов, липидов, алкалоидов и биополимеров-белков, нуклеиновых к-т и полисахаридов Подавляющее большинство организмов синтезирует все необходимые для их жизнедеятельности продукты Исключение-нек-рые животные и человек, организм к-рых, напр, не синтезирует ряд витаминов и а-аминокислот Такие в-ва они должны потреблять из внешних источников [c.289]

Особенно большую опасность представляет цветение , вызьшаемое сипе-зелепыми и другими токсичными видами водорослей. Сине-зеленые водоросли играют особую роль в экосистемах современньк водоемов. Они занимают промежуточное положение между бактериями и растениями, так что их часто назьшают цианобактериями. Сине-зеленые водоросли появились па Земле более 3 млрд. лет назад, были первыми фотосинтезирующими организмами, образовавшими аэробную систему Земли. Сине-зеленые водоросли обладают колоссальным потенциалом размножения за 70 дней вегетационного периода одна клетка может дать 10 ° потомков. К благоприятным условиям для размножения сине-зеленьк водорослей относятся низкое содержание кислорода, т.е. более восстановительная среда. Сине-зеленые водоросли - единственные обитатели Земли, которые способны усваивать четыре вида газов СО, (фотосинтез, как у зеленых растений). О, (дькание), М, (азотфиксация), (как бактерии в процессах хемосинтеза). [c.40]

Конструктивный метаболизм пропионовых бактерий претерпел дальнейшую эволюцию в сторону большей независимости от органических соединений внешней среды. Пропионовые бактерии характеризуются хорошо развитыми биосинтетическими способностями и могут расти на простой синтетической среде с аммонийным азотом в качестве единственного источника азота при добавлении к среде пантотеновой кислоты и биотина, а для некоторых видов и тиамина. У ряда пропионовых бактерий обнаружена способность к азотфиксации. [c.231]

Начиная с 1970 г. стали появляться серьезные работы по изучению генов азотфиксации и их переносу в клетки Klebsiella pneumoniae [c.151]

Как отмечалось выще, очень чувствителен к О2 процесс азотфиксации. Несмотря на это, способность фиксировать N2 щироко распространена среди прокариот, различающихся отношением к молекулярному кислороду она присуща хемотрофам и фототро-фам, в том числе цианобактериям, осуществляющим кислородный фотосинтез. Фиксировать N2 могут свободноживущие формы и прокариоты, находящиеся в симбиозе с эукариотными организмами. [c.341]

Азотные и фосфорные удобрения способствуют активизации процесса азотфиксации. Активность азотфиксации и денифификации в почве зависит от конценфации и форм минеральных соединений. [c.165]

Устойчивость микробной системы определяется типом почвы, степенью окультуривания и видом удобрения. Действие минеральных удобрений в дозах, соответствующих зоне гомеостаза, проявляется в интенсификации микробиологических процессов возрастают общая численность микроорганизмов, скорость микробного разложения органических субсфатов, азотфиксация и денифификация. Действие минеральных удобрений имеет малую специфичность, в небольшой степени зависит от природы поллютанта и обусловлено величиной нафузки. Отрицательное влияние длительного применения высоких 166 [c.166]

Выбор тест-культур. Желательно иметь быстро прорастающие культуры, которые обычно выращиваются в хозяйствах изучаемого региона. Так, для изучения дерново-подзолистой почвы нередко используют овес как представитель злаковых несимбиотрофных растений и горох — представитель бобовых, способных к азотфиксации. Для степных почв можно взять пшеницу, люцерну, бобы, фасоль. Важно, чтобы были использованы одновременно растения, фиксирующие и не фиксирующие азот. [c.224]

Фиксация азота - очень сложный процесс, требующий согласованного действия множества разных белков. Поэтому вряд ли можно было ожидать, что вся генетическая информация, необходимая для фиксации азота, будет содержаться в каком-то одном фрагменте ДНК и что этот фрагмент удастся вычленить из генома диа-зотрофного микроорганизма и перенести в не-диазотрофный организм. Следует еще учесть, что физиологические условия в организме реципиента должны быть подходящими для функционирования активной нитрогеназы. Более приемлемый способ вьщеления генов азотфиксации (и /-генов) состоял в том, чтобы идентифицировать и охарактеризовать те клоны библиотеки ДНК дикого типа, которые восстанавливают способность различных мутантов данного микроорганизма фиксировать азот. Такой метод называется генетической комплементацией. [c.310]

В течение длительного времени не удавалось обнаружить какие-либо частично восстановленные промежуточные соединения. Единственным идентифицированным продуктом восстановления был аммиак. Недавно быстрая остановка нитрогеназной реакции в кислой или щелочной среде позволила обнаружить гидразин. Вероятно, промежуточные соединения в процессе восстановления молекулы N2 остаются прочно связанными с нитрогеназой. По проведенным измерениям, для восстановления I молекулы N2 требуется не менее 12 молекул АТФ. Таким образом, процесс азотфиксации связан с затратой большого количества клеточной энергии. Для ассимиляции 1 мг N2 С pasteurianum в процессе брожения перерабатывается примерно 500 мг сахара. [c.250]

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, при этом до 95 % фиксированного азота приходится на темновой период, т.е. процессы фотосинтеза и азотфиксации разделены во времени. В целом же проблема [c.317]

К числу аэробных азотфиксаторов относятся представители рода Azotoba ter, у которых обнаружены различные защитные приспособления. Одно из них связано с резким увеличением дыхательной активности клеток, осуществляющих азотфиксацию в аэробных условиях. Дыхание в значительной мере служит в этом случае для связывания внутриклеточного О2. При этом обнаружены существенные перестройки как в клеточном строении азотобактера, [c.341]

Большинство азотфиксирующих прокариот способны фиксировать молекулярный азот в микроаэробных условиях. К. числу защитных приспособлений у них относятся образование слизи, препятствующей диффузии в клетку О2 и тем самым создающей вокруг нее микроаэробную зону формирование клеточных скоплений, затрудняющих доступ Oj к клеткам, расположенным внутри скопления, которым, таким образом, создаются более благоприятные условия для азотфиксации существование азотфиксирующих видов в ассоциации с неазотфиксирующими аэробными ге-теротрофами, защищающими нитрогеназу азотфиксаторов от доступа О2. [c.342]

У безгетероцистных цианобактерий защита нитрогеназы вегетативных клеток от О2, в первую очередь эндогенного, осуществляется с помощью разделения во времени процессов фотосинтеза и азотфиксации, непрерывного синтеза нитрогеназы, высокой активности супероксиддисмутазы в сочетании с каталазной и пе-роксидазной активностями. В центре филаментов некоторых безгетероцистных форм часто вьщеляются слабопигментированные вегетативные клетки, у которых предположительно подавлена способность к фотосинтетической фиксации СО2 и тем самым созданы более благоприятные условия для азотфиксации. (Это не гетероцисты, но, вероятно, именно из них впоследствии развились гетероцисты как центры азотфиксации в аэробных условиях.) Средством защиты от экзогенного О2 служит синтез большого количества слизи, часто окружающей клетки азотфиксирующих цианобактерий. Существование в виде колониальных форм также может обеспечивать создание анаэробных условий для клеток, располагающихся в центральной части колонии. [c.343]

Вопрос о способности бесцветных серобактерий существовать автотрофно также пока не доказан чистые культуры могут расти только в присутствии органических соединений не обнаружено типичных для эубактерий механизмов автотрофной ассимиляции СО2. Все это заставляет склоняться в пользу того, что бесцветные серобактерии могут существовать только хемогетеротрофно. В микроаэробных условиях некоторые штаммы Beggiatoa обнаруживают способность к азотфиксации. [c.374]

Газовые вакуоли Фимбрии Серное дыхание Типы автотрофной фиксации СО2 Азотфиксация Типы ферредоксинов и цитохромов Один из типов клеточных стенок (псеацому-реин) [c.416]

Микробиология Издание 4 (2003) -- [ c.249 , c.317 ]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.94 , c.178 ]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.0 ]

Общая микробиология (1987) -- [ c.0 ]

Микробиология (2006) -- [ c.193 , c.211 ]

Биология Том3 Изд3 (2004) -- [ c.20 , c.30 , c.31 , c.283 , c.285 ]

Курс физиологии растений Издание 3 (1971) -- [ c.461 , c.462 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.93 , c.406 , c.407 ]

Жизнь зеленого растения (1983) -- [ c.205 , c.214 , c.221 , c.237 , c.509 , c.515 ]

Микробиология Изд.2 (1985) -- [ c.213 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.93 , c.406 , c.407 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) -- [ c.230 , c.231 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология