求生物学上的,有关氮的循环的详细说明

求生物学上的,有关氮的循环的详细说明
求生物学上的,有关氮的循环的详细说明

求生物学上的,有关氮的循环的详细说明
描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环.
　 氮在自然界中的循环转化过程.是生物圈内基本的物质循环之一.如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反覆循环,以至无穷.
　 构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用.
　 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐,进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮.动物直接或间接以植物为食物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮.这一过程为生物体内有机氮的合成.动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,这一过程是氨化作用.在有氧的条件下,土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐,这一过程叫做硝化作用.氨化作用和硝化作用产生的无机氮,都能被植物吸收利用.在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐,并且进一步还原成分子态氮,分子态氮则返回到大气中,这一过程被称作反硝化作用.由此可见,由于微生物的活动,土壤已成为氮循环中最活跃的区域.
　 空气中含有大约78%的氮气,占有绝大部分的氮元素.氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中,是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一.在植物中,大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子.
　 加工,或者固定,是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程.一部分氮素由闪电所固定,同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定.这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶,生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分.某一些固氮细菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物（例如豌豆或蚕豆）的根瘤中.这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系,为植物生产氨以换取糖类.因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃.还有一些其它的植物可供建立这种共生关系.
　 其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素.动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得.
怎样减少人类活动对氮循环的影响?
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1.推动地球和生物界的发展和进化
地球形成初期,是一个没有生命的世界,地球的大气中,也没有游离氧.地球上最早出现的原始生命,是只能从有机物分解中获取能量的化能营养生物.直至出现了蓝藻,有了光合作用的色素,才能利用光能制造有机物,并释放氧气,使大气中氧浓度增加,在高空中逐渐形成臭氧层,阻挡太阳紫外线的直接辐射,改变了地球的整个生态环境.在五亿年之前,地球大气中的氧达到现在的10%时,植物才有了更大的发展.以后大气中的氧含量逐步增加到现有水平.因此可以说没有氧气,就没有生物界,也没有人类.由此可见,绿色植物在地球上的出现,不仅推动了地球的发展,也推动了生物界的发展,而整个动物界都是直接或间简接依靠植物界才获得生存和发展.
2. 为地球上一切生命提供能源
地球上所有生物的生命活动所利用的能量最终来自太阳的光能.绿色植物通过光合作用,把光能转变成化学能贮藏在光合作用的有机产物中.这些产物如糖类,在植物体内进一步同化为脂类、蛋白质等有机产物,为人类、动物及各种异养生物提供了生命活动所不可缺少的能源.人类日常利用的煤碳、石油、天然气等能源物质,也主要由历史上绿色植物的遗体经地质变迁形成的.因此,地球上绿色植物在整个自然生命活动中所起的巨大作用是无可代替的.
目前估算,光合作用(photosynthesis) 产生的干物质达到171×109t/年(其中陆地116.8×109t/年,海洋55×109t/年),而森林最高可达 64.5×109 t/年.总能量为6.9×1017千卡/年, 大大超过任何物质产生的能量, 是无可争议的第一生产力.
3.参与土壤形成,并为一切生物准备栖息的场所
地球表面土壤的形成,主要是由植物参与的.细菌和地衣在岩石表面或初步风化的成土母质上不断侵袭,再经苔藓植物、草本植物到木本植物在漫长岁月中,以强大根系吸收母质中有效矿物质,使养分成有机态,固定在植物体中.植物和别的生物死亡后,尸体经异养微生物分解,部分养料可供植物再利用,另一部分形成腐殖质,改善土壤母质理化性质,使土壤变成具有一定结构和肥力的基质,经过长期利用,使土壤渐趋成熟.这样为一定的植物和动物种类在其中或其上滋生繁衍创造条件,形成一定的生物群落.
4.促进自然界的物质循环
自然界中有各种物质循环,绿色植物和非绿色植物起着非常重要的作用,如碳的循环,绿色植物在光合作用中吸收了空气中的二氧化碳,转变成糖类等有机物构成植物、动物躯体.细菌、真菌等,把动植物尸体,排泄物等有机物分解时,又把碳以二氧化碳的形式释放出来.动植物呼吸、物质燃烧、火山爆发所释放的二氧化碳,又可供绿色植物利用,形成了自然界碳的相对平衡.
绿色植物光合过程中所释放的氧,又可补充动植物呼吸和物质燃烧及分解时所消耗的氧,促成了自然界中氧的相对平衡.
在氮的循环中,固氮细菌和固氮蓝藻把大气中的游离氮,固定成植物能吸收的氨态氮,或经硝化细菌转化成硝态氮,供植物吸收.这些氮化物与糖类被加工成植物细胞内的蛋白质、核酸等,建造了植物自身.植物被动物取食后,植物蛋白等转化为动物躯体的一部分.动植物死亡后,尸体被细菌、真菌分解,又把氮以氨或铵形式释放出来,后者可为植物利用.环境中的硝态氮可由反硝化细菌的作用,形成游离氮或氧化亚氮返回大气中.在氮的循环中,大气氮和土壤中的铵态氮或硝态氮,通过植物辗转而保持相对平衡.

氨化作用
硝化作用
反硝化作用
有机氨的合成