固氮作用？根瘤菌的固氮作用原理

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本文目录

1. 什么叫固氮作用什么意思
2. 大气中生物固氮的意义
3. 固氮菌有哪些作用
4. 生物固氮有什么作用
5. 什么叫做固氮作用

一、什么叫固氮作用什么意思

1、生物固氮作用（biological nitrogen fixatio）：大气中的氮被原还为氨的过程.生物固氮只发生在少数的细菌和藻类中.

2、估计全球每年生物固氮作用所固定的氮（N2）约达17500万吨,其中耕地土壤约有4400万吨,超过了每年施入土壤4000万吨肥料氮素（工业固氮）的量（Burris,1977）.因此,生物固氮作用有很大潜力.

3、固氮微生物种类：到1982年固氮微生物达70多个属,大多数是原核微生物（细、放、蓝细菌）,也有真菌.根据固氮微生物与高等植物以及其他生物关系,分为二个类型.

4、 1．自生固氮微生物——在土壤中或培养基中,独自生活时能固定了氨态氮.在进行固氮作用时对植物或其它生物没有明显的依存关系.

5、有好气性、厌气性、兼厌气性有化能自养异养,光能自养、异养型生固氮微生物.

6、 2．共生固氮微生物――二种微生物紧密地生长在一起时,由固氮的共生菌进行分子态氮的还原作用.

二、大气中生物固氮的意义

1、大气中的氮，必须通过以生物固氮为主的固氮作用，才能被植物吸收利用。动物直接或间接地以植物为食物。动物体内的一部分蛋白质在分解过程中产生的尿素等含氮废物，以及动植物遗体中的含氮物质，被土壤中的微生物分解后形成氨，氨经过土壤中的消化细菌的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气，氮气则返回到大气中。除了生物固氮以外，生产氮素化肥的工厂以及闪电等也可以固氮，但是，同生物固氮相比，它们所固定的氮素数量很少。可见，生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要的作用。

2、对豆科作物进行根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。播种前，将豆科作物的种子沾上与该种豆科作物相适应的根瘤菌，这显然有利于该种豆科作物结瘤固氮。特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤中，根瘤菌很少，并且常常不能使豆科作物结瘤固氮，更需要进行根瘤菌拌种。对比实验表明，在其他条件相同的情况下，经过根瘤菌拌种的豆科作物，可以增产10%～20%。

3、用豆科值物做绿肥，例如将田箐、苜蓿或紫云英等的新鲜植物直接耕埋或堆沤后施用到农田中，可以明显增加土壤中氮的含量。科学家统计过，一般地说，1hm^2农田使用7500kg绿肥，可以增产粮食750kg。如果用新鲜的豆科植物饲养家畜，再将家畜的粪便还田，则既可以使土壤肥沃，又可以获得更多的粮食和畜产品

三、固氮菌有哪些作用

氮是植物生长不可缺少的“维生素”,是合成蛋白质的主要来源?固氮菌擅长空中取氮,它们能把空气中植物无法吸收的氮气转化成氮肥,源源不断地供植物享用?

在形形色色的固氮菌中,名声最大的要数根瘤菌了?根瘤菌平常生活在土壤中,以动植物残体为养料,自由自在地过着“腐生生活”?

当土壤中有相应的豆科植物生长时,根瘤菌便迅速向它的根部靠拢,并从根毛弯曲处进入根部?豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂?膨大,形成了大大小小的“瘤子”,为根瘤菌提供了理想的活动场所,同时还供应丰富的养料,让根瘤菌生长繁殖?根瘤菌又会卖力地从空气中吸收氮气,为豆科植物制作“氮餐”,使它们枝繁叶茂,欣欣向荣?

这样,根瘤菌就与豆科植物结成了共生关系,因此人们也把根瘤菌叫共生固氮菌?根瘤菌生产的氮肥不仅可以满足豆科植物的需要,而且还能分出一些来帮助“远亲近邻”,储存一部分留给“晚辈”,所以我国历来有“种豆肥田”的说法?

还有一些固氮菌,比如圆褐固氮菌,它们不住在植物体内,能自己从空气中吸收氮气,繁殖后代,死后将遗体“捐赠”给植物,使植物得到大量氮肥?这类固氮菌叫自生固氮菌?

氮气是空气中的主要成分,占空气总量的4/5?然而由于氮气分子被三条“绳索”——化学键所束缚,因此大部分植物只能“望氮兴叹”?固氮菌的本领在于它有一把“神刀”——固氮酶,可以轻易地切断束缚氮分子的化学键,把氮分子变为能被植物消化?吸收的氮原子?

现在人类生产氮肥使用的化学方法,不仅需要高温?高压等非常苛刻的条件,而且还浪费大量原料,氮分子的有效利用率很低?固氮菌每年可从空气中吸收约1.5亿吨氮,是全世界生产氮肥总量的几倍?

所以,科学家正在认真研究固氮酶的构成?我国科学家在20世纪70年代,仿制出了与固氮酶功能相似?能够固氮的分子?相信在不远的将来,人类一定能学会并利用固氮菌“巧施氮肥”的本领?

四、生物固氮有什么作用

氮是农作物生长所必需的三大肥料之一。自然界中，豆科植物的根瘤中有许多与之共生的根瘤菌，根瘤菌内的固氮酶，能将空气中的氮转变为氨，供给自己吸收利用。据计算，每亩地的根瘤菌一年约能制造氮肥25千克。而小麦、水稻、棉花等非豆科植物就没有这种可以自产“氮肥”的固氮能力。如果能将固氮基因移植入非豆科的农作物体内，使它们都变成能使自身固氮，不仅可以提高产量，而且可以减少能耗，肥沃土壤，净化环境，还可以节省为生产氮肥而耗费的大量资金。目前，人们正在研究能否用基因移植的方法，把固氮基因转移到麦、稻、棉等非豆科植物中去，使非豆科植物也能固氮。现在已有人把一种固氮菌移植到了胡萝卜细胞，还有人已把豌豆根瘤菌引入小麦和油菜的细胞。但实现这一目标还有许多技术难题有待解决。

五、什么叫做固氮作用

1、将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定。

2、将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定。生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功能，已知具固氮作用的微生物约近50个属，包括细菌、放线菌和蓝细菌（即蓝藻）。

3、它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别，但细胞内都具有固氮酶。不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋白组成。固氮酶必须在厌氧条件下，即在低的氧化还原条件下才能催化反应。

4、固氮作用过程十分复杂，目前还不完全清楚。各种固氮微生物进行固氮作用的总反应可用以下简式表示：

5、根据固氮微生物与高等植物的关系，可分为自生固氮菌、共生固氮菌以及联合固氮菌。其所进行的固氮作用分别称为自生固氮，共生固氮或联合固氮。另外，还有大豆等生物，跟也有固氮作用。

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