根瘤菌固氮原理

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根瘤菌通过与豆科植物建立共生关系，在植物根瘤内结节中固氮。这一过程可以将空气中的氮气还原成可供植物利用的氨态氮，并通过植物根系提供给植物。其原理包括以下几个方面：

1.根瘤菌与豆科植物根系的识别和感染：根瘤菌通过根毛附着在豆科植物根尖处，分泌多种化合物诱导植物产生根瘤，并进入植物根部细胞内。

2.根瘤菌与植物根系内共生：根瘤菌在植物根系内形成嵴上呼吸，向植物根系提供呼吸的碳源，而植物向根瘤菌提供生长所需营养物质。同时，根瘤菌在植物根内结节中形成细胞体外膜以及菌体鞘膜等结构，保护自身不受植物免疫系统攻击。

3.氮固定过程：根瘤菌通过内源性酶（由基因编码）协同作用，将半胱氨酸转化为丙酮酸以及其他含碳化合物，这些化合物可供根瘤菌和植物细胞呼吸使用。

同时，在适宜的环境条件下，根瘤菌还会合成并释放“铁素体”一种由蛋白质组成的氢氧化物，该物质促进氧气进入根瘤中，为氮固定酶活性提供必要的氧气分子，使根瘤菌固定空气中的氮气制取胺基。

4.氮固定产物的运输与利用：通过根瘤菌强大的代谢能力，固定的氮被转变成亚硝酸盐和铵离子等形式得以运输到植物细胞内。植物内部通过相关的酶系统将这些化合物转换成植物可直接利用的氨态态氮，利用于植物物质代谢以及植物的生长和发育过程中。

5.固氮过程的调控：根瘤菌固氮过程受到多种因素的影响，如温度、土壤pH值、植物营养等。此外，根瘤菌在固氮过程中需要大量的能量输入，具有极高的代谢活性，随着植物对氮素需求的变化和分配的不同，其生长和代谢系统也会做出相应的调整。

总之，根瘤菌固氮原理涉及菌根共生、氮固定、代谢网络和调控机制等方面的内容。通过建立与豆科植物根系的共生关系，根瘤菌可以为植物提供可直接利用的氮源，促进其生长和发育，并对于农业生产和生态系统的维持有着重要的意义。

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拜泉县13316169412： 根瘤细菌为什么能固氮呢? ？
马钞畅美： 原来根瘤在发育过程中,根瘤菌能产 生一种固氮酶.这种固氮酶能把空气中的分子态氮加工成氨和氨化合物,为大豆免费 提供氮肥.而大豆把由根部吸收来的水和无机盐以及叶子制造的有机物质,无偿地供 给根瘤菌,作为它们制造养料时所需要的物质和能源.

拜泉县13316169412： 根瘤菌是怎么固定空气中的氮气的? - ？
马钞畅美： 首先,根瘤菌中的钼铁红蛋白催化氮气还原为氨气. 其次,氨气与根瘤菌内的酸性物质反应,生成铵盐. 再次,铵盐在根瘤菌内一系列氨基划酶的作用下变成有机胺,例如氨基酸. 最后,侵染植物根皮层的根瘤菌的一部分有机胺和无机铵释放,被植物利用.

拜泉县13316169412： 根瘤菌具有固氮作用.(  ) - ？
马钞畅美：[答案] 对 解析分 析:在豆科植物的根瘤中,有能够固氮的根瘤菌与豆科植物共生,根瘤菌有固氮作用,能将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质,而植物则为根瘤菌提供有机物,二者互惠互利,共同生活,可见根瘤菌对...

拜泉县13316169412： 根瘤菌是怎样固氮的,它是什么代谢类型?？
马钞畅美： 确切的说根瘤菌即是异养型的又是自养型的.因为植物无法直接吸收氮元素,所以它可以把土壤中的氮转化成无机物氮,一部分供植物利用一部分共给自身,当然它是寄生在植物根系的,所以还需要植物产生的有机物. 概括的说就是根瘤菌为豆科植物提供氮,豆科植物为根瘤菌提供有机物,他们是共生的关系. 根瘤菌代谢类型可以说成是异养需氧型的

拜泉县13316169412： 回答下列有关微生物的问题.(1)根瘤菌之所以能进行固氮作用,是因为其体内具有高等植物不具有的固氮酶,控制该酶合成的基因位于______上,固氮基因... - ？
马钞畅美：[答案] (1)根瘤菌属于原核生物,控制固氮酶的基因位于根瘤菌的质粒上,其表达过程为转录和翻译.分离微生物所使用的培养基按功能分属于选择培养基,圆褐固氮菌属于自生固氮微生物,可以在没有氮源的培养条件下生长繁殖....

拜泉县13316169412： 生物固氮机制 - ？
马钞畅美： 好的: 固氮微生物体内有固氮酶复合物,其中有两种物质,一种是铁蛋白,可以水解ATP释放能量,并且还原钼铁蛋白;一种是钼铁蛋白,可以还原N2成为NH3整个过程是,铁蛋白得到了游离的电子,于是分解了ATP,这样就有能量还原钼铁蛋白,钼铁蛋白再去还原氮气,于是就得到了氨气即 N2+8H+16ATP=2NH3+H2+16ADP+16Pi 这里的电子是和氢离子配对的,所以就有了上述的式子

拜泉县13316169412： 植物是怎么从根部吸收氮元素的 - ？
马钞畅美： 一般是根部,比如豆科植物,根瘤菌(root nodule bacteria)是与豆科植物共生,根瘤菌可以将大气中的无机氮转化为有机氮,但是它从植物体内获取营养,在生态系统中为消费者 根瘤菌固氮的化学反应方程式为:2N2+3C+6H2O→4NH3+3CO2

拜泉县13316169412： 为什么根瘤菌在单独存在的条件下,能够存活不能够固氮? - ？
马钞畅美：[答案] 这句话早就被推翻了,或者不能说推翻,应该叫修改. 大部分根瘤菌必须寄生形成根瘤以后才能进行固氮,但也发现单独生活也能固氮的根瘤菌,而且单独固氮的效率要远低于寄生时的效率. 原因主要是形成根瘤后宿主为根瘤菌提供了良好的固氮环境...

拜泉县13316169412： 氮气以什么运输方式进入根瘤菌内 - ？
马钞畅美： 总之,首先你要清楚,这种固氮方式不同于气体一般的自由扩散的运输方式,这是生化反应.就像木柴碰到火就会燃烧一样.空气中的N2碰到类菌体(根瘤菌进入根部就形成类菌体)就被还原成NH3.

拜泉县13316169412： 根瘤菌的作用是什么 - ？
马钞畅美： 根瘤菌(rootnodulebacteria)是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌.这种共生体系具有很强的固氮能力.已知全世界豆科植物近两万种.根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入...