2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему
 
 Азотофиксирующие организмы
Сообщение27.12.2016, 14:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
21060
Уфа
Есть ли какая-то принципиальная проблема к фиксации азота воздуха эукариотами? А то я слышал покуда только о таких бактериях, а свойство кажется весьма эволюционно полезным. Так что, видимо, оно не очень полезно, или у него достаточно минусов (сколько там энергии надо на разрыв связей в $\mathrm{N_2}$), в том числе плохая сочетаемость с физиологией интересующих организмов, или нам просто не повезло, или примеры на самом деле есть, и не повезло лишь мне со знанием о них, и было бы интересно узнать точнее, какие из этих вещей верны.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение27.12.2016, 15:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


20/08/14
5028
У Еськова (хотя, возможно, у Маркова) я читал, что имеющиеся в распоряжении жизни механизмы азотфиксации работают только в бескислородной или почти бескислородной среде. Поэтому аэробные организмы для фиксации азота обзаводятся специальными камерами, слабопроницаемыми для кислорода. Впервые такие камеры появляются около 1,4 млрд. лет назад, после кислородной революции.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение27.12.2016, 16:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/09/14
4370
arseniiv в сообщении #1180457 писал(а):
Есть ли какая-то принципиальная проблема к фиксации азота воздуха эукариотами?
Вот здесь (1985 г. издания) в самом начале стр.306 (или 678) говорится, что ведутся работы по выделению ДНК, ответственной за процесс, и вживлению её в геном растений. Так что на то время принципиальных ограничений известно не было, как я понимаю. А эволюционно более эффективным оказалось разделение труда, как вариант.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение27.12.2016, 17:24 
Аватара пользователя


29/03/12
1725
Нигредо
А не проще было бы внедрить гены которые отвечают за образование клубеньков у бобовых представителям других семейств?

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение28.12.2016, 05:58 
Заслуженный участник


28/12/12
4512
Xugin в сообщении #1180486 писал(а):
А не проще было бы внедрить гены которые отвечают за образование клубеньков у бобовых представителям других семейств?

Так нужно еще бактерий правильных поселить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение28.12.2016, 19:58 
Аватара пользователя


29/03/12
1725
Нигредо
DimaM в сообщении #1180568 писал(а):
Так нужно еще бактерий правильных поселить.

Так свято место..., приспособятся как-нибудь. А вот неплохо было бы иметь пшеницу с клубеньками, и не изводить килотонны селитры загрязняя и без того несчастную почву. Правда туповатый закон о ГМО более весомое препятствие.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение28.12.2016, 20:26 


11/12/16
1786
Цитата:
Есть ли какая-то принципиальная проблема к фиксации азота воздуха эукариотами?


Как-то биологи не очень отвечают на поставленный вопрос. Ниже - на основе научно-популярной литературы (Марков, etc), насколько она была понята.

Тут как бы два вопроса:
1. Почему в природе нет азотофиксирующих эукариот? Судя по всему последний общий предок эукариот не унаследовал азотофиксирующий комплекс, или утратил его за ненадобностью. А повторно ему было не из чего возникнуть, или не зачем.

2. Нельзя ли сделать азотофиксирующую эукариоту? Наверное, уже можно. Но "отрастить клубеньки у пшеницы", видимо, проще.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение05.01.2017, 00:50 


15/10/13
298
arseniiv в сообщении #1180457 писал(а):
Так что, видимо, оно не очень полезно, или у него достаточно минусов (сколько там энергии надо на разрыв связей в $\mathrm{N_2}$)

Хотелось бы прояснить этот вопрос. Могут ли существовать в принципе ферменты позволяющие расщеплять молекулу азота без затрат энергии?

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение05.01.2017, 01:54 
Заслуженный участник


06/07/11
3890
Nessen8 в сообщении #1181973 писал(а):
Могут ли существовать в принципе ферменты позволяющие расщеплять молекулу азота без затрат энергии?
Не могут. Это вечный двигатель получится.

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение05.01.2017, 15:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1195
rockclimber в сообщении #1181982 писал(а):
Не могут. Это вечный двигатель получится.

Формально, могут (по-крайней мере запрета нет), но в смысле безактивационных реакций (т.е. формально у них нет барьера активации $E_a$ в уравнении Аррениуса $k_r \propto \exp \left( - \frac{E_a}{kT} \right)$). Законы термодинамики в реакции при этом, понятное дело, нарушаться не будут. Распад азота при этом может даже быть (на этой конкретной стадии) экзотермической реакцией, но природа возьмет свое на других стадиях (например, образования этого белка).

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение05.01.2017, 21:56 


15/10/13
298
madschumacher в сообщении #1182057 писал(а):
rockclimber в сообщении #1181982 писал(а):
Не могут. Это вечный двигатель получится.

Формально, могут (по-крайней мере запрета нет), но в смысле безактивационных реакций (т.е. формально у них нет барьера активации $E_a$ в уравнении Аррениуса $k_r \propto \exp \left( - \frac{E_a}{kT} \right)$). Законы термодинамики в реакции при этом, понятное дело, нарушаться не будут. Распад азота при этом может даже быть (на этой конкретной стадии) экзотермической реакцией, но природа возьмет свое на других стадиях (например, образования этого белка).

Т.е. на стадии образовании белка усваивать азот из удобрений все же энергетически выгоднее чем из воздуха?
А как тогда платина разбивает молекулу водорода без затрат энергии?
В топливном элементе ведь практически нет затрат энергии на расщепление водорода и его "ионизацию"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Азотофиксирующие организмы
Сообщение05.01.2017, 23:51 
Заслуженный участник


06/07/11
3890
madschumacher в сообщении #1182057 писал(а):
rockclimber в сообщении #1181982 писал(а):
Не могут. Это вечный двигатель получится.

Формально, могут (по-крайней мере запрета нет), но в смысле безактивационных реакций (т.е. формально у них нет барьера активации $E_a$ в уравнении Аррениуса $k_r \propto \exp \left( - \frac{E_a}{kT} \right)$). Законы термодинамики в реакции при этом, понятное дело, нарушаться не будут. Распад азота при этом может даже быть (на этой конкретной стадии) экзотермической реакцией, но природа возьмет свое на других стадиях (например, образования этого белка).
Тут все упирается в определение того, что мы называем "расщеплять молекулу азота без затрат энергии". Если понимать как "просто расщепить на атомы и всё", без дополнительных условий, то ответ будет "нет, невозможно", а если как отдельную стадию более сложного процесса (в котором в итоге природа возьмет свое), то ответ будет "да, а толку-то".

Nessen8 в сообщении #1182133 писал(а):
А как тогда платина разбивает молекулу водорода без затрат энергии?
Вот ровно на этот вопрос и написал ответ madschumacher! (Точнее, это почти тот же самый вопрос, что и разбиение молекулы азота на атомы с помощью фермента). Если что-то конкретное в ответе непонятно, спрашивайте, что именно. А если вообще ничего непонятно - гуглите учебник химии...

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

Модераторы: photon, korona, Deggial, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group