Quá trình chuyển hóa nito nào sau đây không đúng năm 2024

Quá trình Nitrat hóa là quá trình oxy hoá Amonia (NH3) thành Nitrate (NO3–) với sản phẩm trung gian là Nitrite (NO2–). Quá trình Nitrat hóa là một bước quan trọng để khởi động chu trình chuyển hóa Nitơ.

Nitơ tồn tại ở 2 dạng chính là Nitơ vô cơ ( bao gồm amonia, nitrate, nitrite) và Nitơ hữu cơ (axit amin, protein, chitin, axit nucleic,…). Nhưng dạng Nitơ vô cơ chiếm phần lớn và dưới dạng Amonia (NH3). Nếu hợp chất Nitơ hữu cơ (urê và phân) thì quá trình thủy phân sẽ chuyển hóa thành Amonia theo phương trình chuyển hóa dưới đây:

CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO2

NH3 + H2O → NH4+ + OH–

Quá trình Nitrate hóa sẽ chuyển hóa Amonia về dạng Nitrite và Nitrate. Quá trình này rất quan trọng trong chu trình Nitơ.

Vi khuẩn Nitrosomonas

Chủng vi khuẩn Nitrosomonas này tỏ ra khá hữu hiệu trong việc chuyển hóa Amonia về dạng Nitrite.

Vi khuẩn Nitrosomonas là một chi của vi khuẩn Chemoautotrophic hình que Gram âm. Sinh vật này oxy hóa Amonia thành Nitrite như một quá trình trao đổi chất.

Nitrosomonas phải tiêu thụ một lượng lớn Amonia trước khi phân chia tế bào có thể xảy ra. Quá trình phân chia tế bào có thể mất đến vài ngày. Dưới đây là phản ứng Amonia chuyển hóa về Nitrit:

2NH4+ + 3O2 → 2NO2– + 4H+ + 2H2O

Vi khuẩn Nitrobacter

Nitrit là sản phẩm trung gian của quá trình Nitrat hóa. Để hoàn thành quá trình này cần vi khuẩn Nitrobacter để chuyển hóa từ Nitrite (NO2–) về Nitrate (NO3–).

Đặc điểm của vi khuẩn Nitrobacter là một chi bao gồm các vi khuẩn hình que, gram âm và hóa dưỡng. Chúng sinh sản bằng hình thức tự nhân đôi. Vi khuẩn Nitrobacter là các sinh vật hiếu khí bắt buộc.

Vi khuẩn Nitrobacter đóng một vai trò quan trọng trong chu trình Nitơ bằng cách oxy hóa nitrit thành Nitrat trong hệ thống xử lý nước thải. Vi khuẩn Nitrobacter sử dụng năng lượng từ quá trình oxy hóa các ion Nitrite (NO2–), thành ion Nitrat, (NO3–), để đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng.

2NO2– + H2O → NO3– + 2H+ + 2e−

2H+ + 2e− + 1,5O2 → H2O

2. Quá trình phản nitrate hóa

Quá trình phản Nitrat hoá còn gọi là quá trình khử Nitrat. Quá trình phản Nitrat hoá là quá trình chuyển hoá N-NO3– thành khí Nitơ tự do nhờ vi sinh vật. Vi khuẩn tham gia thực hiện quá trình này được gọi là vi khuẩn phản Nitrat hoá. Đặc biệt trong môi trường yếm khí quá trình này diễn ra mạnh mẽ.

Quá trình phản Nitrat hóa diễn ra thông qua một loạt các phản ứng gồm:

NO3– + 2H+ + 2e- → NO2– + H2O NO2– + 2H+ + e- → NO + H2O 2NO + 2H+ + 2e- → N2O + H2O N2O + 2H+ + 2e- → N2 + H2O

Phản ứng tổng thể có thể được biểu diễn như sau:

2NO3– + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O

Quá trình này chủ yếu được thực hiện bởi vi khuẩn dị dưỡng như Paracoccus denitrificans và một số loài Pseudomonas. Đồng thời, một số vi khuẩn khử Nitơ tự dưỡng như Thiobacillus denitrificans cũng tham gia vào quá trình này.

Nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây, quá trình chuyển hóa và cố định nitơ trong đất

I. NGUỒN CUNG CẤP NITƠ TỰ NHIÊN CHO CÂY

Nitơ là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, chủ yếu tồn tại trong không khí và trong đất.

Nitơ trong không khí Nitơ trong đất Dạng tồn tại Chủ yếu tồn tại ở dạng nitơ phân tử. Ngoài ra có ở dạng NO và NO2Tồn tại ở 2 dạng: nitơ khoáng trong các muối khoáng và nitơ hữu cơ trong xác sinh vật Đặc điểm

- Cây không hấp thụ được nitơ phân tử

- Nitơ phân tử sau khi được các vi sinh vật cố định nitơ chuyển hóa thành NH3 thì cây mới đồng hóa được.

- Nitơ ở dạng NO và NO2 trong không khí là độc với thực vật

- Cây chỉ hấp thụ được nitơ khoáng từ đất dưới dạng NH4+ và NO3-

- Cây không trực tiếp hấp thụ được nitơ hữu cơ trong xác sinh vật. Nitơ phải được vi sinh vật đất khoáng hóa thành NH4+ và NO3-

II. QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA VÀ CỐ ĐỊNH NITƠ TRONG ĐẤT

1. Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất

Cây không trực tiếp hấp thụ được nitơ hữu cơ trong xác sinh vật. Nitơ phải trải qua con đường chuyển hóa thành NH4+ và NO3- nhờ hoạt động của các vi sinh vật đất:

Con đường chuyển hóa diễn ra theo 2 giai đoạn:

- Amôn hóa là quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ trong xác thực vật thành amôni (NH4+) nhờ vi khuẩn amôn hóa:

- Qúa trình nitrat hóa là quá trình chuyển hóa từ dạng nitơ ôxi hóa (NH4+) sang dạng nitơ khử là NO3- nhờ vi khuẩn nitrat hóa:

Ngoài ra trong đất còn xảy ra quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử (NO3- → N2 ). Quá trình này do các vi sinh vật kị khí thực hiện, diễn ra mạnh khi đất thiếu không khí. Do đó, để ngăn chặn sự mất mát nitơ cần đảm bảo độ thoáng cho đất

2. Quá trình cố định nitơ phân tử

- Quá trình liên kết N2 với H2 để hình thành nên NH3 gọi là quá trình cố định nitơ

- Trong tự nhiên, hoạt động của nhóm vi sinh vật cố định nitơ có vai trò quan trọng trong việc bù đắp lại lượng nitơ của đất đã bị lấy đi.

- Vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm : vi sinh vật sống tự do như vi khuẩn lam và nhóm cộng sinh với thực vật, điển hình là các vi khuẩn thuộc chi Rhizobium tạo nốt sần ở rễ cây họ Đậu.

- Vi khuẩn cố định nitơ có được khả năng như vậy là do nó có enzim nitrôgenaza có khả năng bẻ gẫy liên kết ba bền vững trong N2 để nitơ liên kết với hiđrô tạo thành amoniac (NH3). Trong môi trường nước NH3 chuyển thành NH4+.

• Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường Bón phân hợp lí giúp tăng năng suất cây trồng, các phương pháp bón phân, phân bón và môi trường.
• Hãy chỉ ra trên sơ đồ (hình 6.1) con đường chuyển hóa nitơ hữu cơ (trong xác sinh vật) trong đất thành dạng nitơ khoáng (NH4+ và NO3-) Giải bài tập câu hỏi thảo luận trang 28 SGK Sinh học 11.
• Hãy chỉ ra trên hình 6.1 con đường cố định nitơ phân tử xảy ra ở trong đất và sản phẩm của quá trình đó. Giải bài tập câu hỏi thảo luận trang 29 SGK Sinh học 11.
• Bài 1 trang 31 SGK Sinh học 11 Nêu các dạng nitơ có trong đất và các dạng nitơ mà cây hấp thụ được? Bài 2 trang 31 SGK Sinh học 11

Giải bài 2 trang 31 SGK Sinh học 11. Trình bày vai trò của quá trình cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học đối với sự dinh dưỡng nitơ của thực vật.