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生物固氮,生物固氮沈陽林業(yè)土壤研究所

  • 生物
  • 2024-09-01

生物固氮?固氮的方法主要有生物固氮、大氣固氮和工業(yè)固氮三種方式。一、生物固氮 生物固氮是通過生物體將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為能夠被吸收利用的氨的過程。在自然界中,固氮微生物如共生固氮菌能夠在植物根部與其共生,將大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為植物可利用的氮素養(yǎng)分。此外,一些豆科植物也具備固氮能力,那么,生物固氮?一起來了解一下吧。

根瘤菌的固氮作用原理

植物通過微生物的作用把空氣中的氮轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟梢晕蘸屠玫陌被蚱渌袡C物。

生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程,固氮生物都屬于個體微小的原核生物。

所以,固氮生物又叫做固氮微生物。根據(jù)固氮微生物的固氮特點以及與植物的關(guān)系,可以將它們分為自生固氮微生物、共生固氮微生物和聯(lián)合固氮微生物三類。

自生固氮微生物在土壤或培養(yǎng)基中生活時,可以自行固定空氣中的分子態(tài)氮,對植物沒有依存關(guān)系。

共生固氮微生物只有和植物互利共生時,才能固定空氣中的分子態(tài)氮。

生物固氮機制

N2+O2=(放電)2NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+ NO。

分子氮經(jīng)自然界的固氮生物(如各種固氮菌)固氮酶的催化而轉(zhuǎn)化成氨的過程。

生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過程。

固氮微生物固定的氮的含量遠非人工固氮和高能固氮所比,可以說,自然界中固定氮主要是靠生物固氮。生物固氮在自然界的氮循環(huán)中有著十分重要的意義。

豆科植物的根瘤菌,還有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍藻、自生固氮菌體內(nèi)都含有固氮酶,這些酶有固氮作用。這一類屬自然固氮的生物固氮。

生物固氮技術(shù)

微生物還原空氣中氮氣為氨的過程稱為:生物固氮

生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程,固氮生物都屬于個體微小的原核生物,所以,固氮生物又叫做固氮微生物。

根據(jù)固氮微生物的固氮特點以及與植物的關(guān)系,可以將它們分為自生固氮微生物、共生固氮微生物和聯(lián)合固氮微生物三類。

生物固氮是根際生物對話的典型例證之一。自然界中的氮素資源十分豐富,大氣中近80%的氣體為氮素。但只有少數(shù)原核生物,即細菌和藍綠藻(藍藻細菌)能夠固定空氣中的氮素。

這些原核生物通過自生或與植物共生,將大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成能被植物吸收利用的氮素,稱為生物固氮。其他的原核生物和真核生物均不能利用大氣中的氮素。

與工業(yè)固氮的高溫高壓條件相比,生物固氮在常溫常壓下就可以進行,是生物圈中氮循環(huán)的主要氮源之一,所固定的氮素在自然界中相當客觀。

生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過程。可以分為共生固氮微生物和自生固氮微生物兩大類。

共生固氮微生物的特點是與一些綠色植物互利共生,如根瘤菌。它在土壤中分布廣泛,呈棒形、“T”形或“Y”形,只有侵入到豆科植物的根內(nèi)才能完成固氮作用,具有一定的專一性,某種特定的根瘤菌只能侵入某種特定的豆科植物(大豆根瘤菌只能侵入大豆的根,蠶豆根瘤菌可能侵入蠶豆、菜豆和豇豆)。

生物固氮沈陽林業(yè)土壤研究所

固氮作用名詞解釋是分子態(tài)氮被還原成氨和其他含氮化合物的過程。

1、基本解釋:

固氮作用 是分子態(tài)氮被還原成氨和其他含氮化合物的過程。自然界氮的固定有兩種方式:一種是非生物固氮,即通過閃電、高溫放電等固氮,這樣形成的氮化物很少;二是生物固氮,即分子態(tài)氮在生物體內(nèi)還原為氨的過程。

大氣中90%以上的分子態(tài)氮都是通過固氮微生物的作用被還原為氨的。

2、生物固氮:

生物固氮是固氮微生物的一種特殊的生理功能,已知具固氮作用的微生物約近50個屬,包括細菌、放線菌和藍細菌(即藍藻),它們的生活方式、固氮作用類型有較大區(qū)別,但細胞內(nèi)都具有固氮酶。

不同固氮微生物的固氮酶均由鉬鐵蛋白和鐵蛋白組成。固氮酶必須在厭氧條件下,即在低的氧化還原條件下才能催化反應(yīng)。

固氮作用類型和意義:

1、自生:

某些微生物在土壤或培養(yǎng)基中獨立生活時,能固定空氣中的分子態(tài)氮,轉(zhuǎn)化為氨并同化為自身的氨基酸和蛋白質(zhì),這樣的固氮作用稱為自生固氮作用。包括固氮菌屬、固氮梭菌屬和固氮藍細菌。

2、共生:

某些微生物與某些高等植物共生時,能固定空氣中的分子態(tài)氮,稱為共生固氮微生物。屬于共生固氮微生物的體系有:根瘤細菌、弗蘭克菌、藍細菌。

生物固氮需要哪些條件

【答案】:生物固氮是指某些微生物和藻類通過其體內(nèi)固氮酶的作用將分子氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡淖饔谩?/p>

固氮酶是一種多功能酶,它不僅能將分子氮(N2)還原為NH3,而且可以催化其他許多底物(、N2O、HCN、C2H2、H+等)的還原反應(yīng),另外,也能催化ATP的水解。

固氮酶的多功能性與其酶分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。不論固氮酶來自何種固氮微生物,其酶分子均是由鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩個組分構(gòu)成。兩個組分都屬于鐵硫蛋白。鐵原子連接在半胱氨酸殘基的硫原子和無機硫化物上。鉬鐵蛋白為一個四聚體,含2個α亞基和2個β亞基,整個四聚體(α2β2)的相對分子質(zhì)量約220000~245000。鐵蛋白為二聚體,含有2個相同的亞基γ2,整個二聚體的分子質(zhì)量為60000。在固氮酶系統(tǒng)中鐵蛋白以1~2個分子與1分子鉬鐵蛋白相連。研究證明,只有當鐵蛋白和鉬鐵蛋白結(jié)合在一起時,固氮酶才表現(xiàn)出生物活性。

鐵蛋白在固氮酶系統(tǒng)中起著在電子供體與鉬鐵蛋白之間的電子傳遞作用,它能提供高還原能的電子。而鉬鐵蛋白的功能是能利用鐵蛋白傳來的電子還原N2或其他底物,形成NH3等還原產(chǎn)物。

以上就是生物固氮的全部內(nèi)容,【答案】:生物固氮是指某些微生物和藻類通過其體內(nèi)固氮酶的作用將分子氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡淖饔谩9痰甘且环N多功能酶,它不僅能將分子氮(N2)還原為NH3,而且可以催化其他許多底物(、N2O、HCN、C2H2、H+等)的還原反應(yīng),另外,也能催化ATP的水解。固氮酶的多功能性與其酶分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。

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