공기중의 질소의 조성이 산소보다 높은데 그 역할은?
지구 대기의 공기조성은 많은 변화 과정을 거쳐 현재의 공기 조성을 하고 있는데 질소>산소>아르곤>이산화탄소의 순입니다. 호기성 생명체에 중요한 산소보다 질소가 더 늪은 조성을 하고 있는데 질소의 역할은 무엇일까요?
안녕하세요. 과학전문가입니다.
풍부한 질소 때문에 생명체의 탄생이 가능하게 되었습니다. 생명에너지 생산의 시작은 식물의 광합성이고 질소는 식물체는 대기로 부터 질소를 추출하여 자신의 몸을 구성합니다. 질소순환은 지구 및 생명의 화학이 일어나는 주요 화학반응 입니다. 질소는 아미노산의 주요 구성성분이고, DNA와 RNA의 구성 성분으로 모든 생명체에 필수적인 성분입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
질소순환은 식량생산에서 중심적인 역할을 수행함으로서 에너지 수요 측면에서 우리에게 있어 좀 더 친숙한 기술이다. 식물이 식량을 만들기 위해 공기를 포함한 환경으로부터 질소를 추출하는 것처럼, 질소순환은 지구 및 생명의 화학이 일어나는 메커니즘 중 하나이다. 이러한 점에서 지구 질소순환에서 농업의 효과를 관리하는 것이 지속발전을 위해 중요한 도전거리가 되고 있다.
질소는 아미노산의 중요한 구성성분이고 뉴클레오티드(핵산(DNA, RNA)의 기본 단위)이며, 결과적으로 모든 생명체에 필요한 구성성분이다. 운좋게 질소의 공급은 무한대이다. 질소는 공기의 주요 성분으로, 두개의 질소 원자로 구성된 질소분자 형태로 대기에서 4/5 정도를 차지하고 있다. 그러나 불행하게도 분자가 쉽게 화학적 반응을 할 수 없기 때문에, 이러한 질소는 생명체가 쉽게 이용할 수 없다. 자연 상태에서 질소를 쪼개는 것은 벼락규모의 에너지를 필요로 하거나, 특정한 미생물 형태의 전문화된 화학적 능력을 필요로 한다.
이러한 미생물들은 일반적으로 토양에 살며, 때로는 특정 식물 뿌리의 공생기에서 살기도 한다. 미생물은 환경으로부터 질소를 변환시키기 위해 효소를 활용하고, 식물은 고정이라는 과정에서 질소를 영양소로 사용한다. 식물은 이러한 고정질소를 식물과 동물 모두에게 매우 필수적인 다양한 분자형태에서 탄소와 결합된 형태로 유기적 질소로 전환한다.
이러한 과정과 반대되는 것이 탈질소과정으로 이는 생물체가 질소 영양분을 에너지 원천으로 사용하고, 순환을 완전히 끝낸 질소분자를 공기에 되돌리는 과정을 의미한다. 또한 탈질소과정은 또한 대기 중에 공해물질인 질소 부산물을 생산한다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
질소는 공기 부피의 약 80% 정도나 차지하고 있습니다. 질소는 인간의 몸에 무해하며 많은 활용을 하고있습니다. 예를 들어 식품을 보호하기 위해 채우거나, 내용물의 부패 방지, 급속 냉동등이 있습니다.
질소는 비활성기체이지만 주로 식물들에게 도움이 되는 기체입니다.
질소는 엽록소를 구성하는 핵심 원소이기도 하고,
핵산 합성에 필요하기 때문에 꽃이나 잎의 생장에 필수 요소입니다.
또한 아미노산이나 단백질에도 질소가 필요합니다.