生物如何參與自然界的氮素循環

Ⅰ 為何說微生物在自然界氮素循環中起著關鍵的作用

自然界的氮素循環是各種元素循環的中心，這是由於氮元素在整個生物界中所處的重要地位所決定的。微生物又是整個氮素循環的中心，尤其是一些固氮微生物更可稱作開辟整個生物圈氮素「先鋒隊」。

氮元素在自然界中的存在形式主要有以下五種：銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、有機含氮物和大氣中的游離氮氣。與其他主要元素相比，在地球表面的岩石圈和水圈中，屬於銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽形式的無機氮化物的含量極其有限，由於其高度水溶性，因此是以極稀的水溶液形式分散在整個生物圈中的。無機結合態氮素的含量，是許多生態系統中初級生產者的最主要限制因子。第二類氮化物是各種活的或死的含氮有機物，它們在自然界中的含量也很少。尤其是以腐殖質形式存在的復雜有機物，在一般的氣候條件下分解極其緩慢，故其中的氮素很難釋放和重新被植物所利用。在自然界中以大氣氮形式存在的氮氣是數量最大的氮素貯藏庫，然而在所有的生物中，只有少數具有固氮能力的原核微生物及其共生體才能利用。

Ⅱ 氮在自然界的循環過程

構成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。

所以,自然界存在三種氮循環:生物固氮循環,雷雨固氮循環,人工固氮循環。

下面主要就給你說一下生物固氮循環。

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。這一過程叫做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（NH3），這一過程叫做氨化作用。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（與消化細菌的新陳代謝類型完全相反的！）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，這一過程叫做反硝化作用。

這樣，氮元素就通過生物實現循環了！！

Ⅲ 試述微生物與自然界氮素循環的關系

動植物的屍體及排泄物被微生物分解後，其中大部分氮化合物轉變為氨，氨被土壤吸收轉變為硝酸，成為肥料，又會再次進入植物和動物體內；還有一部分由硝化菌產生的硝酸鹽在無氧條件下被微生物還原成為氮氣，重新回到大氣中，開始新的氮循環。

Ⅳ 為什麼說微生物在自然界氮素循環中起關鍵作用

只考慮生物因素：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（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）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，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。 因為微生物的數量龐大，是地球生態圈的穩定運行的基礎，沒有了微生物，是沒有任何生命能夠生存下去的。

Ⅳ 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）。

Ⅵ 自然界中氮元素是如何循環的有那些微生物參與

給你一張圖，你自己總結一下。

Ⅶ 自然界中有哪些固定氮的途徑人類的哪些活動參與了氮的循環

閃電,豆科植物根瘤菌,微生物,自然界固定氮的主要途徑有兩種.其一為閃電：閃電以其巨大的能量,把在大氣中的氮分子解離,並繼續與氧分子反應產生氮的氧化物,這些氧化物會溶於雨水,生成亞硝酸根及硝酸根而滲入土壤中.雖然世界上到處常有閃電,但是閃電固氮卻不是一個產生含氮化合物有效的方法；每年經由閃電固氮所得的含氮化合物,頂多隻佔總量的10％.其二是固氮細菌：這是固定氮的最重要途徑,須藉助於或獨自存在於土壤中,或與動植物共生,擁有固氮酵素的某些固氮細菌,如與豆類植物共生的根瘤菌.它們能吸收大氣中的氮氣分子,將其轉變成氨及銨離子.每年經由細菌固定氮所得的含氮化合物,約占總量的 65％.
人為的工業固氮是通過工業生產的方法把大氣中的N2固定下來,合成氨或氨鹽為氮肥供植物利用.據統計,物理化學（電化學和光化學）的固氮量平均7.6×106t/年,生物固氮量為54×106t/年.近代工業固氮—化肥生產固氮的數量又遠遠超過其他固氮量.據估計,到2000年時,化肥的產量將達到1×108t.
另一方面,人類活動如礦物燃料的燃燒、排放汽車尾氣等產生的氮氧化物進入環境在陽光作用下引起光化學煙霧以及大量使用化肥、過量的硝酸鹽排入水體,引起江河湖海水體富營養化,將污染大氣和水體環境.

Ⅷ 氮是怎樣循環的

自然界氮循環（NitrogenCycle）是描述自然界中單質氮和化合態氮之間相互轉換的物質循環。即氮素在大氣圈、水圈、生物圈和土壤圈之間的流動。這一循環是開放性的，但極為完善。構成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。其中空氣中含有大約78%的氮氣，是龐大的儲存庫。但是絕大多數生物都不能直接利用分子態氮，只有豆科植物和某些藍綠藻能夠將大氣中的氮氣轉變為硝態氮（硝酸鹽），閃電亦可使N2和O2形成NO後進一步化合，從而被土壤吸附、保留並被植物所吸收利用。植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，然後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，將植物體內的有機氮同化成動物體內的有機氮。動植物的遺體、排出物和殘落物中的有機氮在自然界中經微生物分解、氨化、硝化成簡單氮化物，重新被植物利用；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，形成自然界的氮循環

Ⅸ 簡述生物圈中氮循環的主要過程

氮循環(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮單質和含氮化合物之間相互轉換過程的生態系統的物質循環.
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.
空氣中含有大約78%的氮氣,佔有絕大部分的氮元素.氮是許多生物過程的基本元素；它存在於所有組成蛋白質的氨基酸中,是構成諸如DNA等的核酸的四種基本元素之一.在植物中,大量的氮素被用於製造可進行光合作用供植物生長的葉綠素分子.
加工,或者固定,是將氣態的游離態氮轉變為可被有機體吸收的化合態氮的必經過程.一部分氮素由閃電所固定,同時絕大部分的氮素被非共生或共生的固氮細菌所固定.這些細菌擁有可促進氮氣和氫化和成為氨的固氮酶,生成的氨再被這種細菌通過一系列的轉化以形成自身組織的一部分.某一些固氮細菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物（例如豌豆或蠶豆）的根瘤中.這些細菌和植物建立了一種互利共生的關系,為植物生產氨以換取糖類.因此可通過栽種豆科植物使氮素貧瘠的土地變得肥沃.還有一些其它的植物可供建立這種共生關系.
其它植物利用根系從土壤中吸收硝酸根離子或銨離子以獲取氮素.動物體內的所有氮素則均由在食物鏈中進食植物所獲得.
氨
氨來源於腐生生物對死亡動植物器官的分解,被用作製造銨離子(NH4+).在富含氧氣的土壤中,這些離子將會首先被亞硝化細菌轉化為亞硝酸根離子(NO2-),然後被消化細菌轉化為硝酸根離子(NO3-).銨的兩步轉化過程被叫做氨化作用.
銨對於魚類來說有劇毒,因此必須對廢水處理植物排放到水中的銨的濃度進行嚴密的監控.為避免魚類死亡的損失,應在排放前對水中的銨進行硝化處理,在陸地上為硝化細菌通風提供氧氣進行硝化作用成為一個充滿吸引力的解決辦法.
銨離子很容易被固定在土壤尤其是腐殖質和粘土中.而硝酸根離子和亞硝酸根離子則因它們自身的負電性而更不容易被固定在正離子的交換點（主要是腐殖質）多於負離子的土壤中.在雨後或灌溉後,流失（可溶性離子譬如硝酸根和亞硝酸根的移動)到地下水的情況經常會發生.地下水中硝酸鹽含量的提高關繫到飲用水的安全,因為水中過量的硝酸根離子會影響嬰幼兒血液中的氧濃度並導致高鐵血紅蛋白症或藍嬰綜合征(Blue-baby Syndrome).如果地下水流向溪川,富硝酸鹽的地下水會導致地面水體的富營養作用,使得藍藻菌和其它藻類大量繁殖,導致水生生物因缺氧而大量死亡.雖然不像銨一樣對魚類有毒,硝酸鹽可通過富營養作用間接影響魚類的生存.氮素已經導致了一些水體的富營養化問題.從2006年起,在英國和美國使用氮肥將受到更嚴厲的限制,磷肥的使用也將受到了同樣的限制.這些措施被普遍認為是為了治理恢復被富營養化的水體而採取的.
在無氧（低氧）條件下,厭氧細菌的「反硝化作用」將會發生.最終將硝酸中氮的成分還原成氮氣歸還到大氣中去.
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.
由於豆科植物（特別是大豆、紫苜蓿和苜蓿）的廣泛栽種、使用哈伯-博施法生產化學肥料以及交通工具和熱電站釋放的含氮污染成分,人類使得每年進入生物利用形態的氮素提高了不止一倍.這所導致的富營養作用已經對濕地生態系統產生了破壞.