关于固氮细菌固氮菌的生活是需氧型的,但它的固氮酶遇氧则会不可逆的失活,如何协调?

来源：学生作业帮编辑：神马作文网作业帮分类：生物作业时间：2024/11/12 01:38:03

关于固氮细菌
固氮菌的生活是需氧型的,但它的固氮酶遇氧则会不可逆的失活,如何协调?

好氧固氮菌防止氧伤害其固氮酶的机制
固氮酶对氧极其敏感,因此固氮作用必须在严格的厌氧条件下进行.这对于厌氧固氮菌当然不成问题.但是大多数固氮菌却是必须在有氧条件下才能生活的好氧菌,它们是如何解决需氧但又必须防止氧伤害其固氮酶这个矛盾的呢?已知有以下一些保护固氮酶免受氧伤害的机制：
1．固氮菌保护固氮酶的机制
（1）呼吸保护固氮菌属的许多细菌以其较强的呼吸强度迅速耗去固氮部位周围的氧,以使固氮酶处于无氧的微环境中而免受氧的伤害.
（2）构象保护褐球固氮菌等有一种起着构象保护功能的蛋白质——Fe-S蛋白质Ⅱ,在氧分压增高时,它与固氮酶结合,此时,固氮酶构象发生改变并丧失固氮活力；一旦氧浓度降低,该蛋白便自酶分子上解离,固氮酶恢复原有的构象和固氮能力.
2．蓝细菌保护固氮酶的机制
进行产氧光合作用的蓝细菌普遍有固氮能力,其具有独特的保护固氮酶机制.
分化有异形胞的丝状细菌在异形胞中进行固氮作用.异形胞是部分蓝细菌适应于有氧条件下进行固氮作用的特殊细胞.它有很厚的细胞壁,缺乏产氧光合系统Ⅱ,有高的脱氢酶和氢化酶活力,这些特性使异形胞保持高度的无氧或还原状态,固氮酶不会受氧的伤害.此外,异形胞还有高的超氧化物歧化酶活力,有解除氧毒害的功能；其呼吸强度也高于邻近的营养细胞.
没有异形胞分化的蓝细菌有的将固氮作用与光合作用分开进行(黑暗下固氮,光照下进行光合作用),如织线蓝细菌属等；有的在束状群体中央失去光合系统Ⅱ的细胞中进行固氮作用,如束毛蓝细菌属；有的则通过提高细胞内过氧化物酶或超氧化物歧化酶活力以解除氧毒害,如粘球蓝细菌属等,以保护固氮酶.
3．根瘤菌保护固氮酶的机制
与豆科植物共生的根瘤菌以类菌体形式生活在豆科植物根瘤中,根瘤不仅提供根瘤菌以良好的营养环境,还为根瘤菌固氮酶提供免受氧伤害的场所.类菌体周围有类菌体周膜包着,膜上有一种能与氧发生可逆性结合的蛋白——豆血红蛋白(Lb),它与氧的亲合力极强,起着调节根瘤中膜内氧浓度的功能,氧浓度高时与氧结合；氧浓度低时又可释放出氧.从而既保证了类菌体生长所需的氧,又不致对其固氮酶产生氧伤害.
非豆科植物共生根瘤菌(如共生在糙叶山麻黄根瘤中的豇豆根瘤菌)依靠非豆科植物所含的植物血红蛋白(具有与豆血红蛋白类似功能的蛋白)保护着固氮酶免受氧伤害.共生在赤杨、杨梅和山麻黄等非豆科植物根瘤中的弗兰克氏属放线菌在其营养菌丝末端膨大的球形囊——泡囊中进行固氮作用.泡囊与蓝细菌的异形胞相似,有保护固氮酶免受氧伤害的功能.

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