Похожие презентации:
Проблемы фиксации азота
1. Проблемы фиксации азота
Выполнил:ст.гр. МТБ02-17-01
Шейко Е.А.
Проверил:
Зав. кафедрой БТМП
проф., д-р хим. наук
Зорин В.В.
2. Азот - важный компонент всех живых клеток
3. Существует два способа обеспечения растений азотным питанием:
химический(внесение азотных удобрений)
биологический
(фиксация молекулярного азота
живыми организмами)
4. Химический способ Габера - Боша
В промышленности NH3 получают при взаимодействииН2 и N2 между собой :
Условия синтеза
Установка для синтеза аммиака
T=450 – 500 °С
P = 15 – 100 МПа
катализатор – металлическое железо с добавками Al2O3,
K2O
cинтез продукта осуществляется по
способу многократной циркуляции
5. Биологический способ
Существует три группы азотфиксирующих микроорганизмов:Свободноживущие
Нефотосинтезирующие облигатно
анаэробные бактерии. Проживают в почвах и
разлагающихся веществах растительного
происхождения (Clostridium), также
некоторые метаногены способны
фиксировать азот в кишечнике животных.
Факультативные анаэробы. К ним
относятся: Klebsiella pneumonia,
Paenibacillus Polymyxa, Bacillus
macerans и Escherichia Intermedia.
Нефотосинтезирующие аэробные
бактерии: Azotobacter, Beijerinckia и Derxia.
Фотосинтезирующие
бактерии: Chromatium, Rhodopseudomonas,
Rhodospirillum. Также относятся
цианобактерии (Anabaena cylindrica и
Nostoc communa).
Свободноживущие хемосинтезирующие
бактерии (Desulfovibrio.)
Ассоциативные
К ним относятся микроорганизмы,
находящиеся в тесной связи с
растениями и использующие их
выделения как источник органического
вещества, например Azotobacter и
сахарный тростник.
Симбиотические
Виды бактерий, вступающие в симбиоз
с растениями семейства бобовых.
Поступающий кислород связывается с
белком леггемоглобином в корневых
клубеньках и транспортируется в клетку
в количестве, необходимого для
дыхания.
К таким микроорганизмам относятся
представители рода Rhizobium.
Виды бактерий, вступающих в симбиоз
с двудольными растениями (Frankia).
Симбиотические цианобактерии.
Некоторые виды связываются с грибами,
лишайниками и папоротниками
(Anabaena).
6. Как же это делают бактерии?
Основной инструмент, с помощью которого бактерии фиксируют азот, – это специальный фермент, т.е. белок,действующий как катализатор, его называют нитрогеназой.
Нитрогеназный комплекс состоит из белковых
компонентов двух типов:
– белок 1 – молибдоферредоксин (Мо – Fe – протеин),
или собственно нитрогеназа;
– белок 2 – азоферредоксин, или редуктазный компонент
(Fe – белок)
Восстановление молекулярного азота до NH3 идет в три этапа по схеме:
7. Превращение азота в аммиак
8. Этапы «заражения» корня на примере Rhizobium
9. Производственный процесс
Стадии:культивирование бактерий на производственных качалках в колбах или в
ферментерах;
выделение конечного продукта
подготовка носителя(фасовка и стерилизация субстрата, внесение
добавок)или тары для жидкой препаративной формы( стерилизация
емкостей);
инокуляция носителя.
10. Фиксация азота по-новому
11. Выводы
Химический способ:дорогостоящий;
жесткие условия;
ухудшает экологическую
обстановку.
Биологический способ:
малая известность
процесса;
низкая скорость
протекания процесса.
Нанотехнологический способ:
низкая эффективность;
дорогостоящий.