這個(gè)反應(yīng)在自然界中是由根瘤菌完成的，它們通過一種叫做固氮酶的酶來催化此過程。固氮酶對氧氣非常敏感，在根瘤中形成了一種特殊的結(jié)構(gòu)——稱為“根瘤”，它能夠提供一個(gè)相對低氧的環(huán)境，以保護(hù)固氮酶不被氧化破壞。

參與固氮過程的關(guān)鍵成分

1. 氮?dú)?(N?): 大氣中最豐富的氣體之一，占空氣體積的大約78%。
2. 電子 (e?): 由植物通過光合作用產(chǎn)生的能量載體。
3. 氫離子 (H?): 通常由植物細(xì)胞內(nèi)的代謝過程產(chǎn)生。
4. 氨 (NH?): 是植物可以直接吸收和利用的形式，用于合成氨基酸、蛋白質(zhì)等生物大分子。
5. 固氮酶: 一種位于根瘤菌內(nèi)的酶，負(fù)責(zé)催化氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的過程。
6. 根瘤: 豆科植物與根瘤菌共生形成的特殊結(jié)構(gòu)，為固氮酶提供必要的低氧環(huán)境。

固氮過程的步驟

1. 根瘤菌感染宿主植物的根部：根瘤菌識別并附著于豆科植物的根毛上，隨后侵入根組織。
2. 形成根瘤：隨著根瘤菌的繁殖，它們刺激植物細(xì)胞分裂，最終形成了根瘤。
3. 固氮酶的合成：在根瘤內(nèi)，根瘤菌開始大量生產(chǎn)固氮酶。
4. 氮?dú)夤潭?/strong>：固氮酶催化氮?dú)馀c氫氣結(jié)合生成氨。
5. 氨的轉(zhuǎn)運(yùn)和利用：生成的氨被植物吸收，并轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮化合物，如氨基酸和蛋白質(zhì)。