大氣中氮如何進入生物

A. 空氣中的氮氣是如何被植物體吸收的

多數生物沒有直接吸收氮氣的能力

但是少數是可以的

閃電能使空氣里的氮氣轉化為一氧化氮，一次閃電能生成80～1500kg的一氧化氮。這也是一種自然固氮。自然固氮遠遠滿足不了農業生產的需求。

豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空氣里的氮氣轉化為氨，再進一步轉化為氮的化合物。固氮酶的作用可以簡述如下：
除豆科植物的根瘤菌外，還有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍藻、自生固氮菌體內都含有固氮酶，這些酶有固氮作用。這一類屬自然固氮的生物固氮。
人工固氮長期以來，人們期望著農田中糧食作物能像豆科植物一樣有固氮能力，以減少對 化肥的依賴。70年代首先實現了細菌之間的固氮 ... 目前主要在合成氨中實現人工固氮。 所有的含氮化學肥料也主要是由氨加工製成的。

B. 氮循環過程

如大氣中的氮經微生物等作用而進入土壤，為動植物所利用，最終又在微生物的參與下返回大氣中，如此反復循環，以至無窮。

構成陸地生態系統氮循環的主要環節是：生物體內有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。

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氮對我國及世界環境造成了多方面影響，我們應採用科學的措施和政策，遏制氮對環境與生態的破壞。我國是農業大國，70%的活化氮來自於農業生產，最根本的方法是合理施肥，提高氮肥利用效率。因此，改革現有耕作制度、推廣精確施肥、加強農業技術推廣體系建設是關鍵。

在工業生產過程中，提高能源利用率或減少含氮物的生成量，也可對固定排放源採用催化還原、吸收、吸附等技術，控制、回收或利用廢物中的氮氧化物，使其達到無害化排放。排放廢水時，銨的濃度要進行嚴密的監控，應在排放前進行硝化處理。另外，監測規模化養殖場，禁止其隨意向湖泊、河道中排放氮污染物等。

C. 大氣中的氮氣進入植物體有幾種途徑

氮氣進入生物群落主要是經過生物體內有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。具體過程如下：

氮在自然界中的循環轉化過程。是生物圈內基本的物質循環之一。如大氣中的氮經微生物等作用而進入土壤，為動植物所利用，最終又在微生物的參與下返回大氣中，如此反覆循環，以至無窮。
構成陸地生態系統氮循環的主要環節是：生物體內有機氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進而將這些無機氮同化成植物體內的蛋白質等有機氮。動物直接或間接以植物為食物，將植物體內的有機氮同化成動物體內的有機氮。這一過程為生物體內有機氮的合成。動植物的遺體、排出物和殘落物中的有機氮被微生物分解後形成氨，這一過程是氨化作用。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細菌的作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產生的無機氮，都能被植物吸收利用。在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細菌等多種微生物還原成亞硝酸鹽，並且進一步還原成分子態氮，分子態氮則返回到大氣中，這一過程被稱作反硝化作用。由此可見，由於微生物的活動，土壤已成為氮循環中最活躍的區域。

氮氣(N2)的轉化
有三種將游離態的N2（大氣中的氮氣）轉化為化合態氮的方法：
生物固定 – 一些共生細菌（主要與豆科植物共生）和一些非共生細菌能進行固氮作用並以有機氮的形式吸收。
工業固氮 – 在哈伯-博施法中，N2與氫氣被化合生成氨(NH3)肥。
化石燃料燃燒 – 主要由交通工具的引擎和熱電站以NOx的形式產生。
另外，閃電亦可使N2和O2化合形成NO，是大氣化學的一個重要過程，但對陸地和水域的氮含量影響不大。

D. 大氣中CO2進入生物群落的途徑有哪些

大氣中CO2進入生物群落的途徑主要有化能合成作用和植物的光合作用。

• 光合作用：葉綠體在陽光的作用下,把經有氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成為葡萄糖,同時釋放氧氣：12H2O + 6CO2 + 光 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O

• 自然界中存在某些微生物，它們能以二氧化碳為主要碳源，以無機含氮化合物為氮源，合成細胞物質，並通過氧化外界無機物獲得生長所需要的能量。這些微生物進行的營養方式稱為化能合成作用。

E. 下圖是氮在自然界中和生物體內轉化過程的部分過程示意圖，請據圖回答下列問題： (1)大氣中

F. 簡單敘述氮元素在生態系統中是怎樣循環的

氮循環 氮是生態系統中的重要元素之一，因為氨基酸、蛋白質和核酸等生命物質主要由氮所組成。大氣中氮氣的體積含量為78％，占所有大氣成分的首位，但由於氮屬於不活潑元素，氣態氮並不能直接被一般的綠色植物所利用。氮只有被轉變成氨離子、亞硝酸離子和硝酸離子的形式，才能被植物吸收，這種轉變稱為硝化作用。能夠完成這一轉變的是一些特殊的微生物類群如固氮菌、藍綠藻和根瘤菌等，即生物固氮；閃電、宇宙線輻射和火山活動，也能把氣態氮轉變成氨，即高能固氮；此外，隨著石油工業的發展，工業固氮也成為開發自然界氮素的一種重要途徑。

自然界中的氮處於不斷的循環過程中。首先，進入生態系統的氮以氨或氨鹽的形式被固定，經過硝化作用形成亞硝酸鹽或硝酸鹽，被綠色植物吸收並轉化成為氨基酸，合成蛋白質；然後，食草動物利用植物蛋白質合成動物蛋白質；動物的排泄物和動植物殘體經細菌的分解作用形成氨、CO2和水，排放到土壤中的氨又經細菌的硝化作用形成硝酸鹽，被植物再次吸收、利用合成蛋白質。這是氮在生物群落和土壤之間的循環。由硝化作用形成的硝酸鹽還可以被反硝化細菌還原，經反硝化作用生成游離的氮，直接返回到大氣中，這是氮在生物群落和大氣之間的循環。此外，硝酸鹽還可能從土壤腐殖質中被淋溶，經過河流、湖泊，進入海洋生態系統。水體中的藍綠藻也能將氮轉化成氨基酸，參與氮的循環，並為水域生態系統所利用。至於火山岩的風化和火山活動等過程產生的氨同樣進入氮循環，只是其數量較小（圖10－11）。