窒素循環とは、窒素が大気・土壌・生物のあいだを巡る流れです。窒素はタンパク質や核酸の材料になる必須元素ですが、大気中の N₂ は安定で多くの生物は直接利用できないため、複数の微生物のはたらきによって形を変えながら循環します。
| 過程 | 反応 | 担う生物 |
|---|---|---|
| 窒素固定 | N₂ → NH₄⁺ | 根粒菌・シアノバクテリア |
| 硝化 | NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ | 亜硝酸菌・硝酸菌 |
| 同化 | NO₃⁻・NH₄⁺ → アミノ酸 | 植物 |
| 脱窒 | NO₃⁻ → N₂ | 脱窒素菌 |
たとえばマメ科植物は根に窒素固定を行う根粒菌を共生させ、空気中の窒素を取り込んで成長できます。動植物の遺体や排出物に含まれる有機窒素は、分解者によって NH₄⁺ に戻されて再び循環します。
試験では 窒素固定・硝化・脱窒それぞれの反応と担う微生物の対応が頻出です。「固定は N₂ を NH₄⁺ に、脱窒は NO₃⁻ を N₂ に戻す（逆向き）」と押さえましょう。
