自生固氮菌生物學(xué)特征？自生固氮微生物：自生固氮微生物在土壤中獨立生活，不與植物共生，利用它們自己具有的固氮酶將大氣中的分子態(tài)氮固定為氨，供作物吸收。它們因?qū)ρ鯕夂湍茉葱枨筇匦圆灰唬煞殖刹煌念愋?。有的要在有氧環(huán)境中生長和固氮，那么，自生固氮菌生物學(xué)特征？一起來了解一下吧。
自然界中只有少數(shù)微生物能進(jìn)行生物固氮作用。據(jù)研究，已經(jīng)確定明顯具有生物固氮功能的微生物有細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌。它們都是原核微生物，分布在50多個屬中的200多個種，其中部分種可用作生產(chǎn)固氮菌肥料的菌種。
自生固氮微生物：自生固氮微生物在土壤中獨立生活，不與植物共生，利用它們自己具有的固氮酶將大氣中的分子態(tài)氮固定為氨，供作物吸收。它們因?qū)ρ鯕夂湍茉葱枨筇匦圆灰唬煞殖刹煌念愋汀Ｓ械囊谟醒醐h(huán)境中生長和固氮，如棕色固氮菌、貝式固氮菌等；有的只在無氧或缺少化合態(tài)氮的環(huán)境中生長和固氮，如巴斯德梭菌等；有的在無氧中生長固氮，但在有氧中只生長不固氮，為兼性厭氧微生物，如肺炎克氏桿菌等；還有的要在無氧有光時能固氮，如深紅紅螺菌等；還有一類僅依靠無機化合物氧化還原提供能量就能固定大氣中的氮元素，如氧化亞鐵硫桿菌等。
自生固氮微生物固氮效率不高，而且只有在不含氮肥的貧瘠土壤中才能固氮。
共生固氮微生物有些固氮微生物與其他植物共生，宿主植物向固氮微生物提供生長和固氮所需的能源和碳源等營養(yǎng)物質(zhì)，固氮微生物向宿主植物提供所需的氮素。最常見的就是與豆科植物共生的根瘤菌。它是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有實際利用價值的固氮微生物。
自生固氮菌與共生固氮菌相對,是指不需要進(jìn)入生物體內(nèi)進(jìn)行固氮的固氮菌,中學(xué)階段除藍(lán)藻外的固氮微生物都是異養(yǎng)型
固氮菌屬于細(xì)菌的一科。菌體桿狀、卵圓形或球形，無內(nèi)生芽孢，革蘭氏染色陰性。好氧，厭氧，兼性厭氧均有，有機營養(yǎng)型，能固定空氣中的氮素。包括固氮菌屬、氮單孢菌屬、拜耶林克氏菌屬和德克斯氏菌屬。固氮菌肥料多由固氮菌屬的成員制成。
生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程，固氮生物都屬于個體微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。
根據(jù)固氮微生物的固氮特點以及與植物的關(guān)系，可以將它們分為自生固氮微生物、共生固氮微生物和聯(lián)合固氮微生物三類。
生物固氮是根際生物對話的典型例證之一。自然界中的氮素資源十分豐富，大氣中近80%的氣體為氮素。但只有少數(shù)原核生物，即細(xì)菌和藍(lán)綠藻（藍(lán)藻細(xì)菌）能夠固定空氣中的氮素。這些原核生物通過自生或與植物共生，將大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成能被植物吸收利用的氮素，稱為生物固氮。
其他的原核生物和真核生物均不能利用大氣中的氮素。與工業(yè)固氮的高溫高壓條件相比，生物固氮在常溫常壓下就可以進(jìn)行，是生物圈中氮循環(huán)的主要氮源之一，所固定的氮素在自然界中相當(dāng)客觀。
自生固氮微生物的特點是在土壤中能夠獨立進(jìn)行固氮的微生物，如圓褐固氮菌。它呈桿狀或球狀，它具有較強的固氮能力，并且能夠分泌生長素，促進(jìn)植物的生長和果實的發(fā)育。其代謝類型為異養(yǎng)需氧型，其固氮量較小。
自生固氮菌是自養(yǎng)的
生物固氮作用
分子態(tài)氮 (N2)在生物體內(nèi)還原為氨（NH3）的過程。由固氮作用所形成的氮素化合物是自然界土壤中化合態(tài)氮的主要來源。生物固氮作用是固氮微生物的一種特殊生理功能，其總的生物化學(xué)反應(yīng)是：
N2＋6H+＋nATP＋6e2NH3＋nADP＋nPi盡管不同固氮微生物的生理特性有差別,它們產(chǎn)生ATP的途徑也不同(可以通過光合磷酸化作用或發(fā)酵作用)，但它們的固氮機制是統(tǒng)一的，由固氮酶循序催化進(jìn)行，ATP一定要與鎂(Mgg)結(jié)合而形成Mg-ATP復(fù)合物才能起作用。
分子氮的還原過程是由固氮酶催化的。固氮酶、還原劑、Mg-ATP和 ATP再發(fā)生組成復(fù)雜的固氮酶體系。固氮酶含有兩種蛋白成分，即鉬鐵蛋白和鐵蛋白。依據(jù)它們的結(jié)構(gòu)和作用性質(zhì)，可以把它們分為兩個不同的酶，鉬鐵蛋白為氮酶，鐵蛋白為氮酶的還原酶。固氮體系中的還原劑有黃素氧還蛋白和鐵氧還蛋白。實驗室中研究固氮酶時，常用連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)作還原劑。
固氧作用中電子的傳遞過程如下：
氮酶還原酶與Mg-ATP結(jié)合后，被鐵氧還蛋白或黃素氧還蛋白或Na2S2O4還原并與酶暫時地結(jié)合,以進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移。氮酶還原酶每次轉(zhuǎn)移一個 e給氮酶。
以上就是自生固氮菌生物學(xué)特征的全部內(nèi)容，自生固氮微生物的特點是在土壤中能夠獨立進(jìn)行固氮的微生物，如圓褐固氮菌。它呈桿狀或球狀，它具有較強的固氮能力，并且能夠分泌生長素，促進(jìn)植物的生長和果實的發(fā)育。其代謝類型為異養(yǎng)需氧型，其固氮量較小。
