Question

请问根瘤菌在与豆科植物共生前是如何生存的

Answer 1

它是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。 它在土壤中虽不能固氮，但可以利用土壤中存在的硝酸盐和铵根。代谢类型为异养厌氧型，与一般的分解者一样。 科学研究证明，纯培养的根瘤菌能够单独固氮，但是它的固氮能力是很微弱的。 根瘤菌必须在进入豆科植物的根中并形成根瘤以后，才能大量地固定空气中的氮。这就是说，分子态氮必须经过根瘤菌体内固氮酶的催化作用才能转化成氨和氨的化合物。根瘤菌一方面将这些结合态氮供给豆科植物吸收利用，另一方面又从豆科植物的体内吸取碳水化合物和无机盐以维持生命活动。 固氮微生物依据其固氮作用的发生所要条件，分为共生固氮和自生固氮，根瘤菌属于共生固氮微生物，就是指其固氮作用必须与豆科植物共生才能发生，土壤中有也广泛，但不能固氮。 固氮微生物体内的固氮酶对氧极其敏感，一旦遇到氧气很快导致不可逆的失活，即固氮微生物需在厌氧环境下才能进行生物固氮。根瘤菌侵入豆科植物后，形成根瘤，根瘤可阻止外界氧气扩散到根瘤内部，形成一个防氧屏障，保护固氮酶的活性；跟重要的是豆科植物和根瘤菌可共同控制合成一种独特的豆血红蛋白，对氧有极高的亲和力，可以与氧气结合形成氧合豆血红蛋白，从而避免固氮酶被自由氧伤害。而独立生活的根瘤菌不能形成缺氧环境，所以不能固氮！