一、固氮微生物的种类

　　根据固氮微生物特点以及植物的关系，可将它们分为自生固氮微生物、共生氮微生物和联合固氮微生物。

　　自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存的关系。常见的自生固氮微生物有好氧性自生固氮菌（如圆褐固氮菌）、厌氧性自生固氮菌（如梭菌）、具有异形胞的固氮蓝藻（如鱼腥藻、念珠藻、颤藻）。

　　共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。 如根瘤菌（与豆科植物共生），弗兰克氏放线菌（与非豆科植物共生），蓝藻（与红萍等水生类植物共生）

　　联合固氮微生物是指一类介于自生固氮微生物和共生固氮微生物之间， 类微生物和共生植物具有一定的专一性，但又不能形成根瘤菌那样的特殊结构。例固氮螺菌、崔稗固氮菌等。

二、豆科植物的根瘤

　　根瘤菌属中有十几种根瘤菌，这些根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系，一种根瘤菌只能在一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。根据每种根瘤只能特定的一种或若干种豆科植物上结瘤的现象，人们把根瘤菌及其豆科寄主分成不同的族，这些也叫做互接种族。一种豆科植物的根瘤菌只能使同一个互接种族内的其他豆科植物结瘤，形成互接种族的原因是，豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤细胞表面的多糖物质才能产生特异性结合。

三、生物固氮原理简介

　　生物固氮是在固氮酶的催化作用下进行，固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白质，另一种含有铁和钼，叫做钼铁蛋白。只有铁蛋白和钼铁蛋白的同时存在，固氮酶才具有固氮的作用。生物固氮过程可以用下面的反应式概括表示：

　　N2＋6H＋＋nMg－ATP＋6e－→2NH3＋nMg－ADP＋nPi

　　需要说明的是：第一，ATP一定要与Mg结合，形成Mg－ATP复合物后才能起作用；第二，固氮酶具有底物多样性的特点，除了能够催化N2还原成NH3以外，还能催化乙炔还原成乙烯等；第三，生物固氮过程中实际上还需要黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白的参与，这两种物质作为电子载体能够起到传递电子的作用。

　　铁蛋白与Mg－ATP结合以后，被黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白还原，并与钼铁蛋白暂时结合以传递电子。铁蛋白每传递一个e－给钼铁蛋白，同时伴随有两个Mg－ATP的水解，在这一催化反应中，铁蛋白反复氧化和还原，只有这样，e－和H＋才能依次通过铁蛋白和钼铁蛋白，最终传递给N2和乙炔，使它们分别还原成NH3和乙烯。

-END-