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【窒素同化】なぜ植物は 硝酸のかたちで取り入れた窒素をまたアンモニアに還元して...

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ID非公開さん

2016/11/101:23:10

【窒素同化】なぜ植物は 硝酸のかたちで取り入れた窒素をまたアンモニアに還元してそれをつかって
だいじなグルタミン酸をグルタミンに変えて

またグルタミンからグルタミン酸を作るような 一見むだのようなこと をするのですか?

とくに
1だいじなグルタミン酸をグルタミンにすることが一見むだのように見える
2結局アンモニアを使うのだから硝酸をとりいれるのではなくそのままアンモニアをとりいれればもっと効率的だと思う
以上2点が一見無駄な努力のように見えました

なぜこのような無駄のようにみえる行程が、自然選択のようなこともうけず、今でも植物に残ったのか教えてくださいよろしくお願いします。

大至急!窒素同化と窒素固定の違いを教えてくださいhttp://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1248682692

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ベストアンサーに選ばれた回答

txr********さん

2016/11/114:26:12

蓄えたり保管したりする状態と使える状態が違うから。

人間だって同じです。
吸収した糖は余分ならグリコーゲンや体脂肪にして蓄えて、必要なときに分解して糖として使う。
アンモニアは強アルカリで過剰にあるとそれだけで細胞を破壊しかねない。それよりは硝酸塩の方が安全。

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質問した人からのコメント

2016/11/7 18:45:26

アンモニアは弱塩基

でもわかりやすい

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koj********さん

編集あり2016/11/123:45:20

1、植物には、アンモニアをα-ケトグルタル酸と反応させてグルタミン酸を合成することができるグルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GDH)も存在します。
しかし植物は、主にグルタミン合成酵素(GS)とグルタミン酸合成酵素(GOGAT)という2つの酵素による反応(アンモニアとグルタミン酸からグルタミンを作り、グルタミンとα-ケトグルタル酸からグルタミン酸を2個作る)でアンモニアの同化をしています。

GDHによる反応は可逆反応なので、条件によってはグルタミン酸からアンモニアとα-ケトグルタル酸が生じる方向に反応が進むことがありますが、GSによる反応は不可逆反応なので、アンモニアが生じる方向には進みません。
また、GDHはGSよりもアンモニアに対するミカエリス定数(Km)の値が大きい、つまりアンモニアとの親和性はGDHのほうが低いです。そのため、アンモニアの濃度が低いときはGDHよりGSのほうが働くと考えられます。
このようなことから、植物はGSとGOGATによる反応を主要経路としてアンモニアを同化しているのではないかと思います。

2、 硝酸だけでなくアンモニアも吸収します。しかし、植物の中のアンモニアはある濃度以上になると害になります。植物以外の真核生物でも同様です。植物の中で硝酸イオンをアンモニウムイオン(NH4+)に還元するときも、NH4+が大量に発生しないように調節されています。
硝酸はたくさん蓄積しても植物には比較的害がありません。ただし、硝酸イオンをNH4+にするときに電子供与体を必要とします。

イネなど一部の植物は、比較的アンモニアに耐性があります。硝化菌は好気性なので、酸素の少ない湿地の土ではアンモニアがあまり硝酸になりません。また、酸素が少ない状態では一部の硝酸還元菌が硝酸を窒素(N2)やアンモニアにします。そのため、酸素が多い土に比べて、湿地の土は硝酸が少なくアンモニアが多いと考えられます。イネはそういう環境に適応したと考えられます。
酸素が多い土では硝化菌がアンモニアを硝酸にし、硝酸還元菌は好気呼吸をして硝酸を還元しないので、酸素が少ない土より硝酸が多くなります。

kaz********さん

2016/11/101:50:46

理屈は後から付け足したものです。強いて言えば、アンモニアが、先にあったからで、酸素や硝酸が、後から出てきたから。

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