全国站
奥数网

全国站
奥数网

取氮能手——固氮菌

网络 2009-07-09 16:32:13

  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。固氮菌擅长空气中取氮,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。

  在形形色色的固氮菌中,名声最大的要数根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中,以动植物残体为养料,自由自在地过着“腐生生活”。当土壤中有相应的豆科植物生长时,根瘤菌便迅速向它的根部靠拢,并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大,形成了大大小小的“瘤子”,为根瘤菌提供了理想的活动场所,同时还供应丰富的养料,让根瘤菌生长繁殖。根瘤菌又会卖力地从空气中吸收氮气,为豆科植物制作“氮餐”,使它们枝繁叶茂,欣欣向荣。这样,根瘤菌与豆科植物结成了共生关系,因此人们也把根瘤叫共生固氮菌。

  根瘤菌生产的氮肥不仅可以满足豆科植物的需要,而且还能分出一些来帮助“远亲近邻”,储存一部分留给“晚辈”。所以我国历来有种豆肥田的习惯。 还有一些固氮菌,比如圆褐固氮菌,它们不住在植物体内,能自己从空气中吸收氮气,繁殖后代,死后将遗体“捐赠”给植物,使植物得到大量氮肥。这类固氮菌叫自生固氮菌。 氮气是空气中的主要成分,占空气总量的4/5。然而由于氮气分子被3条“ 绳索”——化学键所束缚,因此大部分植物只能“望氮兴叹”。

  固氮菌的本领在于它有一把“神刀”——固氮酶,可以轻易地切断束缚氮分子的化学键,把氮分子变为能被植物消化、吸收的氮原子。在这一点上,人类远远比不上固氮菌。 目前人类生产氮肥使用的化学方法,不仅需要高温、高压等非常苛刻的条件,而且还浪费大量原料,氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年从空气中约固定1.5亿吨氮肥,是全世界生产氮肥总量的3倍 。所以,科学家正在认真研究固氮酶的构成。我国科学家在本世纪70年代仿制出与固氮酶功能相似、能够固氮的分子。相信在不远的将来,人类一定能学会并利用固氮菌“巧施氮肥”的本领。

相关推荐

点击查看更多
首页 导航