生物固氮原理讲稿.ppt
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1、关于生物固氮原理第一页,讲稿共二十二页哦自然界中的N循环第二页,讲稿共二十二页哦N2 NH3N2 NH3N2 NH3第三页,讲稿共二十二页哦氮单孢菌属氮单孢菌属拜耶林克氏菌拜耶林克氏菌属属德克斯氏菌属德克斯氏菌属固氮菌属固氮菌属第四页,讲稿共二十二页哦固氮菌的发现固氮菌的发现 1901年,M.W.拜耶林克首先发现并描述了这类细菌,他定名的有2个种:一是褐色固氮菌,常生存于中性或碱性土壤中;一是活泼固氮菌,常生存于水中。1938年,C.H.维诺格拉茨基将生产孢囊的菌株(以褐色固氮菌为代表)归属于固氮菌属,将不产生孢囊的菌株(以活泼固氮菌为代表)归属于氮单孢菌属。1950年,H.G.德克斯先后提出
2、建立拜耶林克氏菌属和德克斯氏菌属。第五页,讲稿共二十二页哦什么是固氮菌什么是固氮菌 细菌的一科。菌体杆状、卵圆形或球形,无内生芽孢,革兰氏染色阴性。严格好氧性,有机营养型,能固定空气中的氮素。第六页,讲稿共二十二页哦生物固氮(nitrogen fixation)定义:分子态氮在生物体内还原为氨的过程特点:1、生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生 理功能,具固氮作用的微生物约近50个属,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 第七页,讲稿共二十二页哦2、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3、固氮作用过程十
3、分复杂,目前还不完全清楚。第八页,讲稿共二十二页哦固氮作用的总反应可用简式表示:第九页,讲稿共二十二页哦固氮酶!第十页,讲稿共二十二页哦固氮酶由2种蛋白质组成:一种为含有钼和铁的钼铁蛋白,分子量为200000;另一种为含铁的铁蛋白,分子量为65000。铁蛋白具有很强的还原力,它提供电子给钼铁蛋白。钼铁蛋白能与氮气分子络合,然后使之还原为氨。在这个过程中,需要腺苷三磷酸(ATP)提供能量和铁氧还蛋白充当强还原剂。第十一页,讲稿共二十二页哦一、一、固氮酶的催化反应固氮酶的催化反应固氮酶来源于多种固氮微生物固氮酶来源于多种固氮微生物,能催化大能催化大气中的气中的N N2 2还原为还原为NHNH3 3
4、,N N2 2+8H+8H+8e+8e-+16MgATP+16MgATP 2NH2NH3 3 +H+H2 2+16MgADP+16Pi+16MgADP+16Pi (无机磷酸盐无机磷酸盐)第十二页,讲稿共二十二页哦除催化除催化N N2 2还原为还原为NHNH3 3外外,固氮酶还能和许固氮酶还能和许多小分子底物作用多小分子底物作用,没有严格的专一性没有严格的专一性。如如:氮酶催化反应氮酶催化反应HCN+6H+6e CH4+NH3 N2O+3H+2e N2+NH3 C2H2+2H+2e C2H4 第十三页,讲稿共二十二页哦二、二、固氮酶的组成和结构固氮酶的组成和结构固氮酶固氮酶由各种固氮微生物分离出
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