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自生固氮菌
自生固氮菌是自由生活在土壤或水域中,能独立进行固氮作用的某些细菌。以分子态氮为氮素营养,将其还原为NH3,再合成氨基酸、蛋白质。包括好氧性细菌,如固氮菌属、固氮螺菌属以及少数自养菌;兼性厌氧菌,如克雷伯氏菌属;厌氧菌,如梭状芽孢杆菌属的一些种。
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共生固氮菌
在实验条件下培养自生固氮菌,培养基中只需加入碳源(如蔗糖、葡萄糖)和少量无机盐,不需加入氮源,固氮菌可直接利用空气中的氮(N2)作为氮素营养;如培养根瘤菌,则需加入氮素营养,因为根瘤菌等共生固氮菌,只有与相应的植物共生时,才能利用分子态氮(N2)进行固氮作用。
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氮素循环
在自然界中,氮素是以大气中的分子态氮开始,包括从硝酸和氨化合物到蛋白质和核酸,从构造简单到结构复杂的许多连续不同的物质。酵母和一般细菌,从天冬酰胺和谷氨酰氨一类的酰胺构成活体,待驱体分解后再变成氨。硝化细菌(Nitrosomonas)把氨氧化成为亚硝酸,再经硝化细菌把亚硝酸氧化成为硝酸。
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自生固氮菌属
自生固氮菌属(Azotobacter)为固氮菌科的专性好氧性固定氮细菌的一个属(M.W.Beijerink,1901)。在自然界中,广泛分布于土壤和水中,与蓝藻类同为固定游离氮素的生物而具有重要作用,一般在偏酸性环境中生长发育不良。该菌的特征之一,即除固氮之外,还具有极高的呼吸活性,呼吸商(Qo2)可高达2,000。
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天然固氮
天然固氮豆科植物中寄生有根瘤菌,它含有固氮酶,能使空气里的氮气转化为氮的化合物。固氮酶的作用可以简述如下:除豆科植物的根瘤菌外,还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶,这些酶有固氮作用。