Поступление углерода и азота

Углерод составляет 80% массы липидов, более половины массы белков и около половины - углеводов.

Живые организмы, которые используют углерод углекислого газа для синтеза органических соединений называют автотрофами, а те, которые усваивают углерод только из органических соединений – гетеротрофами.

К автотрофам относятся зеленые растения, сине-зеленые, серные, водородные и другие фотосинтезирующие бактерии. К гетеротрофам - все животные, нефотосинтезирующие клетки растений, некоторые паразитирующие цветковые растения, грибы и микроорганизмы, не способные к фотосинтезу.

Основная масса биогенного азота на земле находится в круговороте (рис. 1):

1) Растения используют нитрат, восстанавливая его до аминокислот. Также они могут усваивать аммоний. Переход неорганического азота (типа нитрата) в органическую форму азота как, например, аминокислоты называется ассимиляцией.

2) Животные организмы и большинство микроорганизмов способны усваивать лишь восстановленный азот, в форме сложных соединений.

Человек нуждается примерно в двадцати сложных азотсодержащих веществах, незаменимых факторах питания. Это незаменимые аминокислоты и витамины.

Животные поедают растения, выделяют азот в виде мочевины и мочевой кислоты или аммиака. Этот процесс перевода азота из органической формы в неорганическую называется минерализацией.

3) Мочевая кислота, мочевина, а также азот, включённый в состав живых существ, после их гибели подвергается аммонификации (разложение содержащих азот сложных соединений с выделением аммиака).

4) Аммиак нитрифицируется бактериями нитрозомонас до нитрита, а бактериями нитробактер - до нитрата. Этот процесс носит название нитрификация.

5) Нитратный азот вновь поглощается растениями или исключается из круговорота денитрифицирующими микроорганизмами, которые используют нитрат в качестве конечного акцептора электронов и протонов в дыхании. Эти микроорганизмы восстанавливают нитрат до молекулярного азота. Процесс – денитрификация.

6) Количество обращающегося в живой природе азота пополняется за счет усвоения его из воздуха азотфиксирующими микроорганизмами родов азотобактер, клостридиум, ризобиум и др. Процесс – азотфиксация.