Биологическая роль азота

Биологическая роль азота и его соединений для живой материи; распространенность, свойства. Факторы, влияющие на круговорот азота в антропогенных биоценозах. Токсикология и "физиологическая необходимость" азота для организма человека, животных и растений.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

Витебский государственный университет имени П.М. Машерова

Биологический факультет

Кафедра химии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу “Неорганическая химия”

на тему:

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ АЗОТА

Студентка 35 гр. Мусурагина С.А.

Научный руководитель: ст. преп.

Стугарева Светлана Сергеевна,

Витебск, 2012



РЕФЕРАТ

Курсовая работа 26 с, 11 источников

Азот, изотопы, биологическая роль, круговорот азота, ассимиляция, азотистый обмен почвы, нитрификация, аммонификация, денитрификация, избыток азота, недостаток азота, синергисты и антагонисты азота.

Объект исследования: азот

Предмет исследования: влияние азота на живые организмы

Цель работы: определение биологической роли азота для живой материи

Задачи исследования:

1. Изучить роль азота для человека и её необходимость в организме;

2. Определить влияние азота на животных;

3.Оценить необходимость азота для растений;

4. Определить важность азота

Методы исследования: описательно-аналитический

Актуальность темы: азот является элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, хлорофилла, гемов и др. В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов.

Очень важно изучать и контролировать круговорот азота, особенно в антропогенных биоценозах, потому что небольшой сбой в какой-либо части цикла может привести к серьёзным последствиям: сильным химическим загрязнениям почв, зарастанию водоемов и загрязнению их продуктами разложения отмершей органики (аммиак, амины и др.), высокому содержанию растворимых соединений азота в питьевой воде. Для изучения особенностей круговорота азота можно использовать комплексную методику по изучению содержания ионов нитритов (NO2-), нитратов (NO3-) и аммония (NH4+)в почве и её микробиологических показателях.

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ

1. Биологическая роль

1.1 Распространенность

1.2 Применение

1.4 Свойства

1.4.1 Химические свойства, строение молекулы

1.4.2 Соединения азота

1.4.3 Изотопы

1.4.4 Токсикология азота и его соединений

1.5 Круговорот азота в природе

1.6 Факторы, влияющие на круговорот азота в антропогенных биоценозах

2. Бактерии и азот

2.1 Роль почвенных микроорганизмов

2.1.1 Нитрификация

2.1.2 Аммонификация

2.1.3 Динитрификация

2.1.4 Ассимиляция

3. Азот в жизни растений

3.1 Азотистый обмен почвы

4. Физиологическая роль азота

4.1. Понижение содержания азота в организме

4.2 Повышение содержания азота в организме

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Азот -- элемент 15-й группы (по устаревшей классификации -- главной подгруппы пятой группы) второго периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 7. Обозначается символом N (лат. Nitrogenium). Простое вещество азот (CAS-номер: 7727-37-9) -- достаточно инертный при нормальных условиях двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха (формула N₂), из которого на три четверти состоит земная атмосфера. Внешний вид простого вещества жидкий азот. При нормальных условиях -- газ без цвета, вкуса и запаха.

Свойства атома:

Имя, символ, номер Азот / Nitrogenium (N), 7

Атомная масса 14,00674 а. е. м. (г/моль)(молярная масса)

Электронная конфигурация [He] 2s² 2p³

Радиус атома 92 пм

Химические свойства:

Ковалентный радиус 75 пм

Радиус иона 13 (+5e) 171 (-3e) пм

Электроотрицательность 3,04 (шкала Полинга)

Степени окисления 5, 4, 3, 2, 1, 0, ?1, ?3

Энергия ионизации (первый электрон) 1401,5 (14,53) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества:

Плотность (при н. у.) 0,808 г/смі (?195,8 °C);

при н.у. 0,001251 г/смі

Температура плавления 63,29 K

Температура кипения 77,4 K

Теплота плавления (N2) 0,720 кДж/моль

Теплота испарения (N2) 5,57 кДж/моль

Молярная теплоёмкость 29,125 (газ N2) Дж/(K·моль)

Молярный объём 17,3 смі/моль

Кристаллическая решётка простого вещества:

Структура решётки кубическая

Параметры решётки 5,661 Е

Прочие характеристики:

Теплопроводность (300 K) 0,026 Вт/(м·К)

Азот (от др.-греч. ?жщфпт -- безжизненный, лат. nitrogenium), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье, который в то время в составе группы других французских учёных разрабатывал принципы химической номенклатуры. Как показано выше, в то время уже было известно, что азот не поддерживает ни горения, ни дыхания. Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ, название сохранилось во французском и русском языках.

Существует и иная версия. Слово «азот» придумано не Лавуазье и не его коллегами по номенклатурной комиссии; оно вошло валхимическую литературу уже в раннем средневековье и употреблялось для обозначения «первичной материи металлов», которую считали «альфой и омегой» всего сущего. Это выражение заимствовано из Апокалипсиса: «Я есмь Альфа и Омега, начало и конец» (Откр.1:8-10). Слово составлено из начальных и конечных букв алфавитов трёх языков -- латинского, греческого идревнееврейского, -- считавшихся «священными», поскольку, согласно Евангелиям, надпись на кресте при распятии Христа была сделана на этих языках (а, альфа, алеф и зет, омега, тав -- AAAZOTH). Составители новой химической номенклатуры хорошо знали о существовании этого слова; инициатор её создания Гитон де Морво отмечал в своей «Методической энциклопедии» (1786) алхимическое значение термина.

Возможно, слово «азот» произошло от одного из двух арабских слов -- либо от слова «аз-зат» («сущность» или «внутреннюю реальность»), либо от слова «зибак» («ртуть»).

На латыни азот называется «nitrogenium», то есть «рождающий селитру»; английское название производится от латинского. В немецком языке используется название Stickstoff, что означает «удушающее вещество».



1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

Азот является элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков (16--18% по массе),аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. В составе живых клеток по числу атомов азота около 2% , по массовой доле -- около 2,5% (четвёртое место после водорода, углерода и кислорода). В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9·10¹¹ т. В результате процессов гниения и разложения азотсодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образоваться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например, «чилийская селитра» (нитрат натрия с примесями других соединений), норвежская, индийская селитры.

1.1 Распространенность

Вне пределов Земли азот обнаружен в газовых туманностях, солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвёздном пространстве и др. Азот -- четвёртый по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

Азот, в форме двухатомных молекул N₂ составляет большую часть атмосферы, где его содержание составляет 75,6% (по массе) или 78,084% (по объёму), то есть около 3,87·10¹⁵ т.

Содержание азота в земной коре, по данным разных авторов, составляет (0,7--1,5)·10¹⁵ т (причём в гумусе -- порядка 6·10¹⁰ т), а в мантии Земли -- 1,3·10¹⁶ т. Такое соотношение масс заставляет предположить, что главным источником азота служит верхняя часть мантии, откуда он поступает в другие о...