根瘤菌固氮原理（根瘤菌固氮原理大豆为什么不用施肥）

根瘤菌为什么能固氮？

在工业化生产氮肥肘，人们使用铁做催化剂，还必须在高温、高压条件下才能合成氨。当然，根瘤菌是不可能制造出这种条件的，它们另有高招。在根瘤的发生过程中，根瘤菌的细胞内会产生多种与固氮相关的酶。这些固氮酶是一种生物固氮催化剂，在常温常压下就能够催化氨的形成，固定氮素。不过，根瘤菌的固氮酶固定氮素有一个非常重要的前提条件，那就是必须保证严格无氧的条件，这就难怪有益的根瘤菌只生长在地下了。

根瘤细菌在空气中获取的氮素一般会有三种用途：一部分供给根瘤细菌自身生活的需要；一部分供给豆科植物的生活需要；还有一部分会随豆科植物的根系遗留在土壤里，可以提高土壤肥力。

根瘤菌是如何帮植物固定氮气的？

根瘤菌是如何帮植物固定氮气的？我们先来了解一下，什么是根瘤菌。

根瘤菌是存在于豆科植物根部的，一种跟豆科植物的根部共生的细菌。所谓共生，是指它跟豆科植物相互帮助，互利互惠，达到一种平衡。这是一种有益菌，和我们日常了解的细菌不太一样。空气中的氮气是一种含量很高并且性质稳定的气体，氮气一旦变成化合物就能被植物吸收，给植物带来充足的营养。但是氮气的稳定性不是浪得虚名的，它分子内部的化学键十分稳定，无法切断，普通植物靠自己只能就只能选择放弃了。

不过根瘤菌就不一样，它拥有一种固氮酶可以轻松切断氮气中的化学键，使氮气分子变成氮原子。这种固氮酶的主要成分是一种钼铁红蛋白，将氮气还原为氮原子之后就可以组成氨气。而氨气就很容易发生反应，跟根瘤菌内部的某些酸性物质很快结合成铵盐，进而在一系列酶的作用下合成一些氨基酸。这些氨基酸和剩下的无机铵盐就能被植物根部吸收，为植物光合作用提供额外的营养物质。反过来，植物光合作用产生的有机物又有一部分被根瘤菌吸收，给根瘤菌提供生存所需。这就使得二者能够真正共生共赢，不可分割。

其实自然界中有很多共生和寄生关系，不仅存在于植物界，也存在与动物界。有的微小动物寄生在大型动物身上，为大型动物清理身上的虫子，在大型动物受伤时还能为其清洁伤口杀菌消毒；而大型动物可以为小型动物提供庇佑所和食物残渣。这是一种良好的寄生关系，互相保护，而不是互相伤害。这也是自然界的神奇之处，也可以给人类很多启示。

豆科植物的根瘤是怎么固氮的?

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。

拓展资料：

植物与土壤微生物共生的情况非常普遍，目前的植物与微生物共生现象主要分为两类，一种是根瘤共生，另一种是菌根真菌共生。大多数陆生植物能够与丛支菌根真菌建立互惠内共生关系，大部分的豆科植物可以与固氮根瘤菌建立共生关系。根瘤是豆科植物与固氮根瘤菌共生后，在根系上生长发育出的一种特化器官，是植物细胞与细菌的共生体，能够帮助植物在低氮的环境下获取氮源，促进植物的生长发育。

豆科植物与根瘤菌的共生过程开始于低氮的土壤环境促使植物根系产生并类分泌黄酮化合物（Flavonoids）。土壤种的根瘤菌感受到了类黄酮信号后，分泌节瘤因子（Nod Factor）同时产生其他的一些生化信号。植物根系细胞膜受体感受到节瘤因子信号后，启动下游的一系列信号级联反应，开始次生的发育生长，最终与入侵的根瘤菌一起形成共生的根瘤结构。

一、豆科介绍

豆科最常见的三个亚科，一是蝶形花亚科，代表植物：国槐。二是苏木亚科，代表植物：紫荆。三是含羞草亚科，代表植物：含羞草与合欢。豆科为双子叶植物乔木、灌木、亚灌木。

豆科(Leguminosae sp.)为双子叶植物乔木、灌木、亚灌木或草本，直立或攀援，常有能固氮的根瘤植物。模式属：Faba P. Miller 。约650属，18000种，广布于全世界。我国有172属，1485种，13亚种，153变种，16变型;各省区均有分。豆科具有重要的经济意义，它是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一。

二、形态特征

叶常绿或落叶，通常互生，稀对生，常为一回或二回羽状复叶，少数为掌状复叶或3小叶、单小叶，或单叶，罕可变为叶状柄，叶具叶柄或无;托叶有或无，有时叶状或变为棘刺。花两性，稀单性，辐射对称或两侧对称，通常排成总状花序、聚伞花序、穗状花序、头状花序或圆锥花序;花被2轮;萼片(3-)5(6)，分离或连合成管，有时二唇形，稀退化或消失;花瓣(0-)5(6)，常与萼片的数目相等，稀较少或无，分离或连合成具花冠裂片的管，大小有时可不等，或有时构成蝶形花冠，近轴的(adaxil) 1片称旗瓣，侧生的2片称翼瓣，远轴的(abaxil) 2片常合生，称龙骨瓣，遮盖住雄蕊和雌蕊;雄蕊通常10枚，有时5枚或多数(含羞草亚科)，分离或连合成管，单体或二体雄蕊，花药2室，纵裂或有时孔裂，花粉单粒或常联成复合花粉;雌蕊通常由单心皮所组成，稀较多且离生，子房上位，1室，基部常有柄或无，沿腹缝线具侧膜胎座，呸珠2至多颗，悬垂或上升，排成互生的2列，为横生、倒生或弯生的胚珠;花柱和柱头单一，顶生。果为荚果，形状种种，成熟后沿缝线开裂或不裂，或断裂成含单粒种子的荚节;种子通常具革质或有时膜质的种皮，生于长短不等的珠柄上，有时由珠柄形成一多少肉质的假种皮，胚大，内胚乳无或极薄。

根瘤菌怎么固氮

根瘤菌与植物属于共生现象。

宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体，调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成酰胺类或酰尿类化合物，输出根瘤，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。

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扩展资料：

虽然空气成分中约有80%的氮，但一般植物无法直接利用，花生、大豆、苜蓿等豆科植物，通过与根瘤菌的共生固氮作用，才可以把空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。

在种子发芽生根后，根瘤菌从根毛入侵根部，在一定条件下，形成具有固氮能力的根瘤，在固氮酶的作用下，根瘤中的类菌体将分子态氮转化为氨态氮，与此同时，每个根瘤就是一座微型氮肥厂，源源不断地把氮输送给植株利用。

豆科作物周围的土著根瘤菌数量很少，难以满足作物生长的需要。世界上的豆科作物都需要人工接种根瘤菌剂，根瘤菌剂给农作物生产的氮肥不会有环境污染，不需长途运输，使用过程中没有氮流失，而人工施用化学氮肥流失率往往大于50%。

参考资料来源：/baike.baidu.com/item/%E6%A0%B9%E7%98%A4%E8%8F%8C/11054027?fr=aladdin”target=”_blank”title=”百度百科-根瘤菌”百度百科-根瘤菌

根瘤菌固氮原理是什么？

根瘤菌固氮原理是根瘤菌一般是与豆科的植物是共同生存的，根瘤菌在生活的过程中会分泌一些有机的痰到土壤中，因此是会将土壤的肥力大大提高的。

根瘤菌会让大豆或者是花生正常，对于豆类的农作物来说，好处是非常多的，大家都知道土壤中如果含有有机痰的话，是会让植物生长的是非常旺盛的。根瘤菌中的钼铁红蛋白催化氮气还原为氨气。

虽然空气成分中约有80%的氮，但一般植物无法直接利用，花生、大豆、苜蓿等豆科植物，通过与根瘤菌的共生固氮作用，才可以把空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。

接着，氨气与根瘤菌内的酸性物质反应，生成铵盐。然后，铵盐在根瘤菌内一系列氨基划酶的作用下变成有机胺，例如氨基酸然后，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。

根瘤菌的作用

根瘤菌细胞呈杆状，有鞭毛和荚膜，鞭毛为正常的活动器官，无芽孢，革兰氏染色阴性，属需氧型。在根瘤中生活的菌体形式多种多样，有梨形、棍棒型或T、X、Y等型，这种变形的菌体成为类菌体；类菌体在豆科植物体内不生长繁殖，却能与豆科植物共同固氮，对豆科植物有良好作用。

根瘤菌主要指与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌，一般指根瘤菌属和慢生根瘤菌属；两属都属于根瘤菌目。

根瘤菌侵入寄主根内，刺激根部皮层和中柱鞘的某些细胞，引起这些细胞的强烈生长，使根的局部膨大形成根瘤；根瘤菌在根内定居，植物供给根瘤菌以矿物养料和能源，根瘤菌固定大气中游离氮气，为植物提供氮素养料，两者在拮抗寄生关系中处于均衡状态而表现共生现象。