豆科植物与根瘤菌
豆科植物根瘤根瘤细菌的形态观察及其分离
（1）将根瘤夹破，用破开那一面划线3条。
（2）将接种环灭菌，从（1）划线3条。
（3）将接种环灭菌，从（2）划线3条。
（4）将接种环灭菌，从（3）划线3条。
4、倒置28~300C培养2-4天，观察结果。 5、观察菌落形态，选取典型菌落进行涂
片，革兰氏染色，油镜下观察并绘图。
（二）根瘤中类菌体的观察
4、75%酒精、0.1%升汞液瘤细菌的分离。
（二）根瘤中类菌体的观察。
（一）根瘤细菌的分离
1、取已融化的根瘤菌培养基以无菌操作制成平 板。 2、用清水洗净泥土，用剪刀剪下呈粉红色的根 瘤1-2个，剪时稍带一段根，以免损伤根瘤。 3、将根瘤浸泡在75%酒精的无菌培养皿中， 5min后，用镊子将根瘤转入盛有0.1%升汞 （HgCl2）溶液的无菌培养皿中浸泡5min，用 无菌水洗3次，用无菌镊子将根瘤至于平板琼 脂上，按下列方法划线。
实验二 豆科植物根瘤、根瘤
细菌的形态观察及其分离
一、目的要求
1、观察豆科植物的根瘤和根瘤细 菌的形态。 2、掌握从根瘤中分离根瘤细菌的 方法及培养的方法
二、实验材料
1、豆科植物新鲜标本数株。 2、加入结晶紫的根瘤菌培养基（10mL）。
3、无菌培养皿、接种环、无菌水、手术剪、 无菌玻棒、载玻片、镊子、酒精灯、显微 镜、香柏油、擦镜纸。
根瘤菌对植物根系形成的调控研究
根瘤菌对植物根系形成的调控研究植物根系是植物生长发育的重要部分，它扎根于土壤，为植物提供水分和养分的吸收，同时也对植物的稳定性和耐逆性起着重要作用。
而根系发育的调控则是一个复杂的过程，受到外源胁迫和内源信号的影响。
近年来，研究发现，根瘤菌在植物根系形成中起着重要的调控作用。
根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌，它通常通过侵入植物根系内部，与植物形成共生结构——根瘤。
这种共生关系使得植物能够吸收大量的氮，从而提高其生长和发育的能力。
根瘤菌通过根瘤形成过程中的信号交流，与植物根系相互作用，共同调控根系的形成。
研究表明，根瘤菌与植物根系形成的调控主要通过两种方式实现：一种是分泌信号分子，另一种是改变植物根系发育的基因表达。
根瘤菌通过分泌Nod因子（Nod factor），与植物根系中的受体结合，启动一系列的下游信号通路，最终促进根瘤的形成。
Nod因子诱导了植物根毛的卷曲和感染，从而创建了与根瘤菌共生的结构。
此外，根瘤菌还通过改变植物根系中的基因表达，参与调控根系的形成。
研究发现，根瘤菌感染植物根系后，会激活一系列的基因表达，并产生多种信号分子，调控植物根系发育相关基因的表达。
比如，根瘤菌感染后会激活根瘤诱导基因（ENOD）家族的表达，这些基因编码的蛋白质参与了植物根瘤形成的过程。
此外，研究还发现，根瘤菌感染后，部分植物基因表达发生改变，这些基因参与植物根系的生长和发育调控。
根瘤菌对植物根系形成的调控还涉及到植物的生理过程。
研究发现，根瘤菌能够通过改变植物根系的植物激素水平，调节根系的形成。
比如，根瘤菌感染后，会促进植物茎秆中的激素赤霉素的合成，从而促进根系的生长和伸展。
此外，根瘤菌还能够调控植物根系中的氮代谢过程，提高植物对氮的吸收和利用效率。
总结起来，根瘤菌对植物根系形成起着重要的调控作用。
其通过分泌信号分子、改变植物根系基因表达和调节植物激素水平等多种方式，与植物根系相互作用，并最终促进根系的形成。
深入研究根瘤菌对植物根系形成的调控机制，有助于我们更好地理解植物与根际微生物的共生关系，为植物根系生长发育的调控提供理论基础，进而为农业生产和环境保护提供科学依据。
豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议
豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议作者：李滢洁，李尔立来源：《种子科技》 2017年第3期李滢洁，李尔立（沈阳市回民中学，辽宁沈阳 110004 ）摘要：豆科植物与根瘤菌的共生体系是生物固氮的重要途径，在农业生产中具有广阔的应用前景。
利用文献法对相关研究资料进行了梳理，对豆科植物和根瘤菌共生关系的概念、形成机制及特点进行了深入分析，在此基础上，提出了运用豆科植物-根瘤菌共生体进行生物固氮的注意事项。
关键词：豆科植物；根瘤菌；共生；生物固氮文章编号： 1005-2690（2017）03-0097-02中图分类号： Q945.13；S154.3文献标志码：A通过对高中生物必修三第四章《种群和群落》的学习，笔者对植物的共生现象产生了浓厚的兴趣，进而产生了对豆科植物与根瘤菌共生现象进行研究的兴趣。
通过查找文献资料，对共生关系的概念和分类、豆科植物与根瘤菌互利共生关系的形成机制、特点以及在农业生产方面的应用等问题进行了梳理。
1 共生关系的概念及其分类共生一词，在希腊文中的字面意思是“共同”和“生活”，是指两种生物体的交互作用。
在大多数情况下，具有共生关系的双方支配资源的实力是不对等的，甚至是悬殊的。
根据共生双方资源分配方式的不同，共生关系主要分为竞争共生、寄生和互利共生3种类型。
竞争共生一般存在于同种生物之间，这是由于生态位的重叠以及资源的稀缺性造成的，竞争者为了提高自身适应度，从而对同类之间进行攻击，以图占据更多生存和繁衍优势；寄生是指较小的生物体依附于较大生物体的体表或者内部，从宿主身上得到资源，接受宿主生物提供的养分；互利共生是指双方以彼此利益为前提形成互利关系，一般把个体比较大的生物体称之为“宿主”，如榕树、豆科植物、丝兰等，把个体较小的生物体称之为“共生体”，如榕小蜂、根瘤菌、丝兰蛾等。
共生关系包括外共生和内共生，双方在未结合时能够独立生存的共生关系，称为外共生。
相反，共生双方不能独立生存的关系叫作内共生。
根瘤菌固氮原理
根瘤菌固氮原理
根瘤菌（Rhizobium）固氮是指一种特殊的生物过程，通过该过程，根瘤菌能够从大气中固定氮气（N2），将其转化为植物可利用的氨氮（NH3）。
这个过程对于植物生长和生态系统的氮循环至关重要。
根瘤菌固氮的原理是通过与豆科植物的共生关系。
豆科植物的根系中存在一些特殊的结构，即根瘤。
这些根瘤是由根瘤菌感染而形成的，根瘤菌在豆科植物根部通过根毛进入植物内部，形成一个共生体系。
在这个共生体系中，根瘤菌在豆科植物根瘤组织内形成一种称为根瘤固氮酶（nitrogenase）的特殊酶系统。
根瘤固氮酶是由根瘤菌合成并释放到豆科植物的根瘤内部。
根瘤固氮酶能够将大气中的氮气转化为氨氮，然后将其提供给豆科植物，作为植物生长所需的营养素。
根瘤菌固氮的过程中，根瘤固氮酶起到了关键的作用。
根瘤固氮酶是一种特殊的金属酶，包含铁（Fe）和钼（Mo）等金属元素。
这种酶能够催化氮气的加氢反应，将氮气转化为氨氮。
同时，根瘤固氮酶还能耐受高浓度的氧气，这对于固氮反应中产生的氨氮的稳定性非常重要。
总的来说，根瘤菌固氮依赖于与豆科植物的共生关系，通过合成和释放根瘤固氮酶，将大气中的氮气固定为植物可利用的氨氮，为植物提供生长所需的营养素。
这一过程对于生态系统的氮循环和植物的生长发育具有重要的意义。
根瘤菌在植物抗逆性中的作用研究
根瘤菌在植物抗逆性中的作用研究植物是我们赖以生存的重要资源，然而，面临气候变化、病害侵袭和环境污染等各种逆境时，植物的生存能力往往受到严重威胁。
植物逆境抗性的研究一直是植物科学领域的热点之一。
近年来，研究人员发现根瘤菌在植物抗逆性中扮演着重要的角色。
本文将介绍根瘤菌的功能和作用机制，以及它在植物抗逆性中的研究进展。
根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌，它能够与豆科植物根系形成共生结构——根瘤。
根瘤菌通过固氮酶的活化，将大气中的氮转化为植物能够利用的形式，从而提供植物所需的氮源。
此外，根瘤菌还能够合成植物生长所需的生物活性物质，如激素和酶类，在促进植物生长与发育过程中发挥重要作用。
研究人员发现，根瘤菌不仅在植物的生长发育中起着重要的作用，还对植物的抗逆性具有一定的调节作用。
根瘤菌通过与植物根系形成共生结构，能够改善植物的逆境抗性。
首先，根瘤菌产生一些促进植物生长的激素，如赤霉素和细胞分裂素，从而增加植物的耐受力。
其次，根瘤菌能够合成一些抗氧化物质，如超氧化物歧化酶和过氧化酶，能够帮助植物中和过多氧化物质，减轻氧化应激对植物的伤害。
此外，根瘤菌还能够诱导植物产生一些抗逆蛋白，如热休克蛋白和亲脂蛋白等，来增强植物的耐受性。
这些功能使得根瘤菌能够在植物逆境抗性的调控中发挥重要作用。
与此同时，研究人员还对根瘤菌的作用机制进行了深入的研究。
首先，根瘤菌与植物根系之间的共生结构增加了根瘤菌与植物根系之间的物质交换，使得植物能够更有效地获取养分和水分。
其次，根瘤菌能够将大气中的氮转化为植物可利用的形式，提供植物所需的氮源。
此外，根瘤菌通过诱导植物内源性抗氧化系统的激活，来帮助植物应对氧化应激。
最后，根瘤菌可以通过诱导植物产生一些抗逆蛋白，来提高植物的耐逆能力。
近年来，研究人员通过利用分子生物学和生物化学等研究手段，揭示了根瘤菌在植物抗逆性中的作用机制，为我们深入了解植物逆境抗性提供了重要的理论基础。
同时，研究人员还通过构建合适的基因工程菌株，或通过诱导植物表达一些与根瘤菌共生有关的基因来增强植物的抗逆性。
豆科植物与根瘤菌是什么关系
豆科植物和根瘤菌之间存在一种特殊的共生关系。
根瘤菌是一类可以与豆科植物建立共生关系的土壤细菌，主要属于Rhizobia属和Bradyrhizobium属。
这种共生关系的形成是通过根瘤菌和豆科植物根系之间的相互作用来实现的。
当豆科植物的根系与适宜的根瘤菌接触后，根瘤菌会通过根毛进入植物的根内，并在根皮质细胞内形成根瘤。
根瘤是由根瘤菌引起的结构，具有肿大的特点。
在根瘤中，根瘤菌与豆科植物建立起一种特殊的共生关系。
根瘤菌会固氮作用，将空气中的氮转化为植物可利用的氨态氮，为植物提供了足够的氮源满足其发育需要。
同时，根瘤菌也会从植物中获得所需的碳源，满足自身的生长和繁殖。
这种共生关系对豆科植物的生长发育和生态适应具有重要意义。
由于固氮作用的存在，豆科植物不需要依赖于土壤中的氮肥，可以生长在氮贫瘠的土地上。
因此，豆科植物具有较强的适应性和竞争力，在农业和生态系统中具有重要的地位。
此外，豆科植物与不同种类的根瘤菌建立不同的共生关系，这种选择性使得豆科植物能够与各种环境条件下的根瘤菌合作，在不同土壤区域内都能正常生长和发育。
这也是豆科植物能够广泛分布于全球各地的重要原因之一。
根瘤菌与豆科植物之间的生态关系
根瘤菌与豆科植物之间的生态关系豆科植物与根瘤菌之间的关系是一种共生关系。
根瘤菌侵入寄主（豆科植物）根内，刺激根部皮层和中柱鞘的某些细胞，引起这些细胞的强烈生长，使根的局部膨大形成根瘤；根瘤菌在根内定居，植物供给根瘤菌以矿物养料和能源，根瘤菌固定大气中游离氮气，为植物提供氮素养料，两者在寄生关系中处于均衡状态而表现共生现象。
豆科植物与根瘤菌的共生因得到氮素而获高产；同时由于根瘤的脱落，具有根瘤的根系或残株遗留在土壤中，能增加土壤的肥力。
利用豆科植物作绿肥或与其他作物轮作、间作，增产效果显著。
豆科植物能肥田，是由于根瘤菌的固氮作用。
扩展资料其他共生关系共生的生物体成员彼此都得到好处，小丑鱼居住在海葵的触手之间，这些鱼可以使海葵免于被其他鱼类食用，而海葵有刺细胞的触手，可使小丑鱼免于被掠食，而小丑鱼本身则会分泌一种黏液在身体表面，保护自己不被海葵伤害。
一些寄居蟹会将海葵背于壳上。
寄居蟹可利用海葵的有毒触手保护自己，免于被其天敌如章鱼猎食，同时又有伪装作用；海葵即可借着寄居蟹的活动能力改变环境，并摄取浮游生物为食。
有时，一只寄居蟹甚至可以背着数只海葵活动。
一些鰕虎鱼种类，可和枪虾类形成共生。
虾子会在沙中挖掘洞穴并且清理它，这两种生物就居住在这个洞穴里面，虾子几乎是全盲而因此若在地面（水中的地面），有天敌的状况下会变得非常脆弱，在危急的情况下鰕虎鱼用尾巴碰触虾，以警告它们身处危险之中，随后两种生物都会迅速退回洞穴中保护自己。
在陆地环境，有一种鸟以擅长捕食鳄鱼身上的寄生虫而出名，而鳄鱼也欢迎鸟类在身上寻找寄生虫、甚至张大口颚以利鸟儿安全地至鳄鱼口中觅食，对鸟来说，这不仅是现成的食物来源，也是一个很安全的环境，因为许多掠食者不敢在鳄鱼身边攻击这些鸟类。
植物的有益菌
常见的植物性益生菌有：
1. 根瘤菌（Rhizobium）：可以与豆科植物共生，并通过与植物根系结合形成根瘤，提供植物所需的固氮菌。
根瘤菌可以将空气中的氮转化为植物可利用的氨氮，促进植物生长。
2. 乳酸菌（Lactobacillus）：产生有益物质，如有机酸和植物生长激素，可以提高植物的根系发育、根毛长出和营养吸收能力。
3. 枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）：具有抗逆性和生物防治作用，可以降解植物病原菌和重金属污染物，抑制植物病害的发生。
4. 溶磷菌（Phosphate-solubilizing bacteria）：能够将土壤中的磷转化为植物可吸收的形式，增加植物对磷的利用效率。
5. 果胶菌（Pectinolytic bacteria）：分解植物细胞壁中的果胶，促进植物根系生长和营养吸收。
6. 乳杆菌（Lactococcus）：常见于奶制品中，可以产生乳酸和抗菌物质，可用于提高植物的抗病能力。
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捕食：一方杀死或吃掉另一方 如：鸟吃虫
寄生：一方有利，另一方有害 如：蛔虫寄生于人 体内、莬丝子寄生在豆类植物上、病毒寄生在细菌 内等
共生
豆科植物供给根 瘤菌有机养料， 根瘤菌将空气中 的氮转变为含氮 的养料，供豆科 植物利用。
共生
双方有利
地衣，地衣是真 菌和藻类的共生
体。
竞争
哥
们
，
且
分
一
杯
羹
！
（一只大象为了草原中唯一的水源而驱走斑马群）
一方排除一方
鸟吃虫
捕 食
瓢虫捕食蚜虫 狮子捕食斑马
蛇吃蛙 蝙蝠捕虫
蛇吃鼠 螳螂捕蝉
翠鸟吃鱼
一方有利,一方致死
熊猫吃竹子
相思鸟吃种子
菟丝子寄生在大豆上 寄生
菟丝子是一种 缠绕寄生的植 物,它用吸盘附 着在豆类等植 物上,从植物体 中吸取营养.
（如飞蝗、鱼类、鸟类、草食性动物等）
种内斗争：争夺食物、空间或配偶等ຫໍສະໝຸດ 两只雄鹿为 争夺配偶 而争斗
农田里的小麦之间争夺 阳光、养料和水分
大蝌蚪吃小蝌蚪
2.种间关系
互惠：彼此有利，分开后能独立生活，也叫种间协 作 如：花与蝴蝶
共生：彼此有利，分开后不能独立生活 如：豆科 植物与根瘤菌、地衣与真菌和藻类
黄蜂
我们可以看出它们有着很鲜艳的颜色，并通过颜色向 自己的敌害传递危害信号，起警示作用
环境能影响生物，生物个体会受到其他 生物的影响吗？
种内互助 1.种内关系
种内斗争
种内互助：同种动物常常聚集成群，互相 帮助，通力合作，共同维护群体生存。
分工
“社会性”群聚
合作
（如蜜蜂、蚂蚁、白蚁等）
“非社会性”群聚
虫媒花(鲜艳、甜) 风媒花(干、轻、多)
保护色：动物适应栖息环境而具有与环境色 彩相似的体色。
叶 蝉
舟 蛾
巴
西
极利地狐
斯
稚 沙漠狐 鸡
克
蜥
蜴
拟态：外表形状或色泽斑与其他生物或非生物 非常相似。
叶“虫脩”兰枯花叶螳蝶螂
竹节尺虫蠖
警戒色：剌眼的体色对天敌有警戒作用
瓢虫
金环蛇
蛾类幼虫 刺蛾幼虫
箭毒蛙
养物质，又不断将代谢产
③人类活动对人类主生物到要存(无氧指机环、种环境C间境O的关2影系、：水响如)排放
互利共生、竞争、寄 人生类、目捕前食导等致的全球性五 大危机：人口、粮食、资 源、能源、环境等。
生物与环境的相互作用的结果:
现存生物都具有与其生活环境相适应的形 态结构和生活方式。
叶变为刺，茎肉质
生活在自然界中的生物会受到温度、阳 光、水分、食物等各种环境因素的影响。
非生物因素
生物的生命活动会影响环境吗？
生物对环境的影响
1.蚯蚓在土壤中的活动既疏松了土壤又增加 了土壤的肥力。
2.植树造林既美化环境，又能净化空气、防 风固沙、调节气候、保持水土。
生物对环境的影响
①生物对无机环境的影响
②生物对其他生物的生影物不响断从环境中获取营
第1节 生物与环境的相互作用
图中植物形态的变化主要是受了环境中什么 因素的影响？
风
阳光
图中植物的分布主要是受了环境中什么因素 的影响？
茂密的热带雨林
水分 、阳光
植物稀少的沙漠
温度对植物的分布也有一定的影响
我国 南方
北方
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
苔原
针叶林
环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素
一方有利,一方有害
适应的相对性
生物对环境的适应只是一定程度上的 适应，并不是绝对的、完全的适应。