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显微镜下的微生物世界
1.4.2 固氮菌

固氮菌

固氮菌是细菌的一科。菌体杆状、卵圆形或球形,无内生芽孢,革兰染色阴性。严格好氧性,有机营养型,能固定空气中的氮素。包括固氮菌属、氮单孢菌属、拜耶林克氏菌属和德克斯氏菌属。固氮菌肥料多由固氮菌属的成员制成。

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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。

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本科细菌菌体杆状,卵圆或球形,无内生芽孢;革兰染色阴性(有时阴、阳性两可);严格好氧性,有机营养型细菌,能利用简单糖类为碳源和能源,有的能利用淀粉,但不能利用纤维素。能固定空气中的氮素,在培养条件下,每消耗1克碳水化合物约能固定10毫克氮素,固氮效能虽不及共生的根瘤菌,但因其分布广,在自然界的氮素转化中仍具重要意义。固氮菌肥料多由固氮菌属的成员制成。它一般生活于土壤或水中,在各类耕作土壤中数量较多,组成种类也不同。有些固氮菌生长在作物的根际,有些生长在植物的叶面。

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固氮菌缘何没有灭亡,而在酸性环境中生存了下来。科学家别尔佐娃经过多年研究揭示了它生存与固氮的奥秘。别尔佐娃发现,固氮菌内部酸的浓度低于外部,也就是说,固氮菌拥有自身保护办法,它的呼吸链中有一种能够处理酸的特殊酶。别尔佐娃推测,在固氮菌呼吸链中很活跃的、开始阶段起辅助作用的特殊酶在处理酸的过程中起了主要作用。别尔佐娃通过实验观察确认,正是这种很活跃的酶帮助固氮菌完成酸吸收与处理任务。在这种特殊酶的带动下,其余的酶才开始工作、开始固氮。为了进一步验证实验结果,别尔佐娃将固氮菌中那个特殊的酶除掉,结果发现,固氮菌立即丧失了在酸环境中固定氮的能力。