生物固氮原理精选PPT.ppt
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1、关于生物固氮原理第1页,讲稿共22张,创作于星期二大气中的大气中的大气中的大气中的N N N N2 2 2 2尿素及动植尿素及动植尿素及动植尿素及动植物遗体物遗体物遗体物遗体NONONONO3 3 3 3-土壤中的微生物土壤中的微生物土壤中的微生物土壤中的微生物NHNHNHNH3 3 3 3NONONONO3 3 3 3-氮素化肥氮素化肥氮素化肥氮素化肥自然界中的N循环第2页,讲稿共22张,创作于星期二固固氮氮N2 NH3工厂工厂N2 NH3闪电等闪电等N2 NH3固氮微生物固氮微生物工业固氮工业固氮:高能固氮高能固氮:生物固氮生物固氮:第3页,讲稿共22张,创作于星期二固固氮氮微微生生物物的
2、的种种类类按按生生物物分分类类学学分分按按与与植植物物关关系系分分2 2 2 2、氮单孢菌属氮单孢菌属3 3 3 3、拜耶林克氏菌拜耶林克氏菌属属4 4 4 4、德克斯氏菌属德克斯氏菌属自生固氮微生物自生固氮微生物自生固氮微生物自生固氮微生物1 1 1 1、固氮菌属固氮菌属共生固氮微生物共生固氮微生物共生固氮微生物共生固氮微生物第4页,讲稿共22张,创作于星期二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
3、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.德克斯先后提出建立拜耶林克氏菌属和德克斯氏菌属。第5页,讲稿共22张,创作于星期二什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6页,讲稿共22张,创作于星期二生物固氮(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7页,讲稿共22张,
4、创作于星期二2、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、固氮作用过程十分复杂,目前还不完全清楚。第8页,讲稿共22张,创作于星期二固氮作用的总反应可用简式表示:e-+H+ATPADP+PiN2NH3乙炔乙炔乙烯乙烯固氮酶固氮酶第9页,讲稿共22张,创作于星期二固氮酶!第10页,讲稿共22张,创作于星期二固氮酶由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
5、苷三磷酸(ATP)提供能量和铁氧还蛋白充当强还原剂。第11页,讲稿共22张,创作于星期二一、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,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12页,讲稿共22张,创作于星期二除催化除催化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
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