生物固氮作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生物固氮作用生物固氮作用(Biological Nitrogen Fixation)第1页一、生物固氮概念一、生物固氮概念生物固氮生物固氮(biological nitrogen fixation)是指大气中分是指大气中分子氮经过微生物固氮酶催化而还原成氨过程。子氮经过微生物固氮酶催化而还原成氨过程。生物固氮优点：成本低；生物固氮优点：成本低；固氮量大；固氮量大；有利于生态环境保护。有利于生态环境保护。第2页二、固氮微生物概念二、固氮微生物概念固氮微生物固氮微生物(nitrogen-fixing organisms,diazotrophs)主主要是指含有固氮功效细菌，还包含有固氮功效蓝藻和要是指含有固氮功效细菌，还包含有固氮功效蓝藻和放线菌。放线菌。固氮微生物类型固氮微生物类型 自生固氮微生物自生固氮微生物共生固氮微生物共生固氮微生物联合固氮微生物联合固氮微生物 第3页自生固氮自生固氮共生固氮共生固氮联合固氮联合固氮固氮微生物三种固氮方式固氮微生物三种固氮方式第4页N N2 28e8e8H8H28ATP28ATPNHNH3 3H H2 228ADP28ADP28Pi28Pi固氮酶固氮酶 厌氧厌氧三、生物固氮作用机理三、生物固氮作用机理第5页 只有铁蛋白和钼铁蛋白同时存在，固氮只有铁蛋白和钼铁蛋白同时存在，固氮 酶才含有固氮作用。酶才含有固氮作用。组分组分:钼铁蛋白，其中钼原子组成酶活中心，钼铁蛋白，其中钼原子组成酶活中心，传递电子和质子；传递电子和质子；铁蛋白。铁蛋白。（一）固氮酶特征：（一）固氮酶特征：第6页还原还原1 1分子分子N N2 2为为2NH2NH3 3，共需，共需2828个个ATPATP。ATPATP起源：呼吸、厌氧呼吸、发酵或光合磷起源：呼吸、厌氧呼吸、发酵或光合磷 酸化。酸化。（二）催化反应所需能量及起源：（二）催化反应所需能量及起源：第7页（三）所需电子及起源：（三）所需电子及起源：还原还原1 1分子分子N N2 2为为2NH2NH3 3，共需，共需8 8个电子。个电子。1.1.呼吸、发酵或光合作用形成还原力：如呼吸、发酵或光合作用形成还原力：如NAD(P)NAD(P)H H、H H2 2、丙酮酸，这类电子供体提供、丙酮酸，这类电子供体提供电子须由电子载体携带。电子须由电子载体携带。2.2.非生理性电子供体：是一类强还原性化学物非生理性电子供体：是一类强还原性化学物质，如连二亚硫酸钠。质，如连二亚硫酸钠。电子起源：电子起源：第8页 有利于农作物增产有利于农作物增产四、生物固氮作用意义四、生物固氮作用意义 促进氮循环促进氮循环 增加土壤含氮量增加土壤含氮量 第9页 提升固氮效率；提升固氮效率；将固氮基因进行转移，扩大固氮作物范围；将固氮基因进行转移，扩大固氮作物范围；用遗传工程培育不依赖固氮微生物自主固氮用遗传工程培育不依赖固氮微生物自主固氮 植物。植物。五、生物固氮研究前景五、生物固氮研究前景 第10页谢谢 谢！谢！第11页