대기 중의 N2(질소)를 NH3(암모니아)로 바꾸어 주는 세균이다.
이후 NH3의 일부는 물에 녹아 NH4+(암모늄 이온)가 된다.
예시로 뿌리혹박테리아나 아조토박터 등이 있다.
번개와 같이 원래는 전기가 거의 통하지 않던 공기를 통해 전기가 순간적으로 흐르는 현상이다.
공중 방전에서 방출된 매우 큰 에너지로 N2와 O2가 반응하여 NO3−(질산 이온)가 만들어진다.
NH4+를 NO2−(아질산 이온)나 NO3−로 바꾸어 주는 과정이다.
NH4+를 NO2−로 바꾸어 주는 세균이다.
아질산균이 만든 NO2−를 NO3−로 바꾸어 주는 세균이다.
질소 고정 작용은 대기 중의 N2가 NH3로 바뀐 후 일부 물에 녹아 NH4+가 되는 과정이고,
질소 동화 작용은 NH4+나 NO3−가 생물체에 의해 흡수되어 단백질이나 핵산과 같은 유기물로 바뀌는 과정이다.
탈질산화 작용은 토양이나 물속에 있는 NO3−를 N2로 바꾸어 대기로 방출하는 과정이고,
탈질산화 세균은 탈질산화 작용을 하는 세균이다.
생태계에서 물질은 생산자에 의해서 무기물이 유기물로 바뀌고,
분해자에 의해서 유기물이 무기물로 바뀌면서 생물 요소와 비생물 요소 사이를 순환한다.
- 생산자의 광합성에 의해 대기 중의 CO2나 물속의 HCO3−는 유기물로 합성된다.
- 합성된 유기물 중 일부는 먹이 사슬을 따라 생산자에서 소비자로 이동하거나, 배설물이나 사체의 형태로 분해자에게 이동한다.
- 생산자, 소비자, 분해자의 유기물 중 일부는 호흡을 통해 CO2로 분해되어 대기로 돌아간다.
- 배설물이나 사체의 일부 유기물은 오랜 기간을 거쳐 석탄이나 석유와 같은 화석 연료가 되고, 이를 인간이 사용할 때(연소시킬 때) CO2로 분해되어 대기로 돌아간다.
- 대기 중의 N2는 N 사이 결합이 매우 강해 대부분의 생물이 바로 활용할 수 없으므로 N2를 생물이 잘 흡수하는 NH4+나 NO3−로 바꾸어 주어야 한다.
- N2는 공중 방전에 의해 NO3−로 고정되거나 질소 고정 세균에 의해 NH4+로 바뀌며, 질산화 작용에 의해 NH4+가 NO3−로 바뀐다.
- 질소 동화 작용에서는 NH4+나 NO3−가 생산자에 의해 흡수되어 단백질이나 핵산과 같은 질소 화합물을 만드는 데 쓰인다.
- 생물의 배설물이나 사체 속의 질소 화합물은 분해자에 의해 NH4+로 분해되어 토양으로 돌아간다.
- 토양으로 돌아간 NH4+는 질산화 작용에 의해 다시 NO3−로 바뀌고, 바뀐 NO3−의 일부는 탈질산화 세균에 의해 N2로 바뀌어 대기로 돌아간다.
정답: $5$
A. 탄소는 먹이 사슬을 따라 생산자에서 소비자로 이동하거나, 배설물이나 사체의 형태로 분해자에게 이동하므로 I, II, III은 각각 생산자, 소비자, 분해자이다.
그러므로 녹색 식물은 I(생산자)에 해당한다. (O)
B. 생산자의 광합성에 의해 대기 중의 CO2는 유기물로 합성된다.
㉠은 광합성이므로 동화 작용에 해당한다. (O)
C. 분해자는 생물의 배설물이나 사체에 포함된 유기물을 무기물로 분해하여 에너지를 얻는 생물이므로 III(분해자)은 유기물을 무기물로 분해한다. (O)
따라서 정답은 5번이다.
정답: $3$
ㄱ. 공중 방전은 번개와 같이 원래는 전기가 거의 통하지 않던 공기를 통해 전기가 순간적으로 흐르는 현상이다.
공중 방전에서 방출된 매우 큰 에너지로 N2와 O2가 반응하여 NO3−(질산 이온)가 만들어지므로 공중 방전은 ㉢에 해당한다. (X)
ㄴ. 뿌리혹박테리아는 질소 고정 세균에 해당하며, 질소 고정 세균은 대기 중의 N2를 NH3로 바꾸어 주는 세균이고, 이 NH3의 일부는 물에 녹아 NH4+가 된다.
그러므로 뿌리혹박테리아는 ㉠에 관여한다. (X)
ㄷ. 탈질산화 작용은 토양이나 물속에 있는 NO3−를 N2로 바꾸어 대기로 방출하는 과정이고,
탈질산화 세균은 탈질산화 작용을 하는 세균이다.
그러므로 탈질산화 세균은 ㉣에 관여한다. (O)
따라서 정답은 3번이다.