固氮作用(下) | 科學Online
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根瘤菌是土壤中常見的桿菌,最早於1888年從豆科植物的根瘤中分離而得,因此命名 ... 有些藍綠菌會進入蘇鐵、竹柏等裸子植物的根部而形成根瘤,如念珠 ...
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固氮作用(NitrogenFixation)-下
臺北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
根瘤菌是土壤中常見的桿菌,最早於1888年從豆科植物的根瘤中分離而得,因此命名為根瘤菌(rhizobium)。
當根瘤菌感染豆科植物時,會經根毛進入植物根部,促進其內的皮層細胞增生,而形成根瘤;生活於根瘤組織中的根瘤菌會形成類菌體,類菌體的外層包覆著一層膜,膜上鑲嵌豆科血紅素,可控制氧氣擴散進入類菌體中,使類菌體能夠行呼吸作用產生能量,推動固氮作用的進行。
單獨生活的根瘤菌不具固氮能力,唯有於根瘤形成類菌體時,才產生固氮能力;此外,不同豆科植物根瘤中所共生的根瘤菌並不相同,與植物間存在著密切的專一性。
除了豆科植物外,木麻黃、赤楊、楊梅等植物亦會形成根瘤,但其內的共生性固氮菌主要為放線菌(frankia);放射菌較一般細菌能夠忍受高溫及乾旱的環境,共生時會促進植物根部膨大、分枝,叢生聚集成團塊狀;根部先端幼嫩部位的固氮能力較佳,老化後變成黑褐色,也逐漸失去固氮的能力。
有些藍綠菌會進入蘇鐵、竹柏等裸子植物的根部而形成根瘤,如念珠藻(Nostocspp.),念珠藻的藻絲中間具有圓柱狀的異形細胞,可行固氮作用;與根瘤菌不同的是,藍綠菌無論處在游離生活的狀態、或處在與植物共生的狀態,都具有固氮能力。
共生型固氮菌與植物的共生關係為互利共生,固氮菌可將空氣中游離氮氣固定於植物的根瘤內,並利用固氮酶催化氨(NH3)的形成,氨溶於水可形成銨離子(NH4+),以供植物利用。
而另一方面,豆科植物的根部可分泌生物素、維生素B1、醣類及氨基酸等有機養分,供應固氮菌生長所需,並藉此聚集大量固氮菌,以促進根瘤的增生。
此外,因共生性固氮菌均屬於好氣性的細菌,若根部土壤太密實、或含水量過高,會使土壤通氣不良,根瘤則不易形成;而若施用過多氮肥,植物將減少促進根瘤發育的物質之分泌,根瘤較不發達,固氮能力也會隨之減弱。
參考資料
http://book.tndais.gov.tw/Brochure/tech…h132-6.pdf
http://www.fengtay.org.tw/paper.asp?num=342
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=1259
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/…5100918615
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Tags:固氮作用,NitrogenFixation,根瘤菌
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Thereare4commentsforthisarticle
童禕珊老師和張永達副教授您們好~!
感謝您們提供如此精準易懂的資料!
我想請問一下,
請問根瘤菌和根瘤菌之間有任何相互影響或互動的關係嗎?
還是這些微生物間都毫無瓜葛呢?
謝謝您~!
Dear曉笠您好
您的問題經責編回覆如下:
「如文中所述,生活於根瘤組織中的根瘤菌會形成類菌體,….類菌體能夠行呼吸作用產生能量,推動固氮作用的進行。
因此是共同合作。
」
管理員teresa敬上
請問老師:根瘤菌不是在厭氧條件下固氮嗎?豆科血紅素不是運送氮氣給根瘤菌固氮嗎?
流浪者您好
您的問題經責任編輯回應如下:
「在豆科植物根瘤中,豆科血紅素的功能是輸送和調節氧氣濃度。
非在無氧條件下作用。
」
管理員敬上
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