工農業生產的好幫手
取氮能手固氮菌
氮是植物生長不可缺少的“維生素”,是合成蛋白質的主要來源。固氮菌擅長空中取氮,它們能把空氣中植物無法吸收的氮氣轉化成氮肥,源源不斷地供植物享用。
在形形色色的固氮菌中,名聲最大的要數根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中,以動植物殘體為養料,自由自在地過著“腐 生生活”。
當土壤中有相應的豆科植物生長時,根瘤菌便迅速向它的根部靠攏,並從根毛彎曲處進入根部。豆科植物的根部細胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大,形成了大大小小的“瘤子”,為根瘤菌提供了理想的活動場所,同時還供應豐富的養料,讓根瘤菌生長繁殖。根瘤菌又會賣力地從空氣中吸收氮氣,為豆科植物製作“氮餐”,使它們枝繁葉茂,欣欣向榮。
這樣,根瘤菌就與豆科植物結成了共生關係,因此人們也把根瘤菌叫共生固氮菌。根瘤菌生產的氮肥不僅可以滿足豆科植物的需要,而且還能分出一些來幫助“遠親近鄰”,儲存一部分留 給“晚輩”,所以我國曆來有“種豆肥田”的說法。
還有一些固氮菌,比如圓褐固氮菌,它們不住在植物體內,能自己從空氣中吸收氮氣,繁殖後代,死後將遺體“捐贈”給植物,使植物得到大量氮肥。這類固氮菌叫自生固氮菌。
氮氣是空氣中的主要成分,占空氣總量的4/5。然而由於氮氣分子被三條“繩索”——化學鍵所束縛,因此大部分植物隻能“望氮興歎”。固氮菌的本領在於它有一把“神刀”——固氮酶,可以輕易地切斷束縛氮分子的化學鍵,把氮分子變為能被植物消化、吸收的氮原子。
現在人類生產氮肥使用的化學方法,不僅需要高溫、高壓等非常苛刻的條件,而且還浪費大量原料,氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年可從空氣中吸收約1.5億噸氮,是全世界生產氮肥
總量的幾倍。
所以,科學家正在認真研究固氮酶的構成。我國科學家在20世紀70年代,仿製出了與固氮酶功能相似、能夠固氮的分子。相信在不遠的將來,人類一定能學會並利用固氮菌“巧施氮肥”的本領。
采油向導烴氧化菌
石油是工業的“血液”。但石油深深地埋藏在地下,怎樣才能找到它呢?微生物王國中的烴氧化菌居然可以成為石油勘探隊員的向導。
我們知道,石油是由各種碳氫有機化合物組成的,這種碳氫化合物叫“烴”。石油雖然被深埋在地下,但總有一些烴會透過岩層縫隙跑到地層淺處。而烴氧化菌有個怪癖,生性喜歡吃烴, 它們專門聚集在含烴的土壤中,過著以烴為“食”的生活。
雖然偷偷溜到地表層來的烴很少,但對烴氧化菌來說已足以維持生命並繁殖後代了。因此,勘探隊員如果在某地區的土壤裏發現大量的烴氧化菌,那麼說明那裏很可能有石油。於是,配合其他找礦手段,就可以確定石油礦藏的分布範圍了。因此烴氧化菌無形中就成了采油向導。
烴氧化菌還可以為人類除弊興利。工業廢水中常常含有能汙染環境的有毒烴,人們利用烴氧化菌的食性,在廢水池中“放養”少量烴氧化菌,它們邊“吃”邊繁殖,最後,有毒烴被吃光了,廢水也就變成了有用的水。烴氧化菌本身又是優質飼料。
吃蠟冠軍石油酵母
在石油化工公司的煉油廠中,寄宿了一批愛“吃”蠟的食客,它們就是被稱為“石油酵母”的解脂假絲酵母和熱帶假絲酵母。
煉油廠為什麼要供養這批食客呢?原來,石油產品的質量與蠟的含量多少有很大關係。在高空飛翔的飛機,如果使用含蠟量高的汽油,那麼高空的低溫會使蠟凝固起來,堵塞機內各條輸油管,使飛機發生嚴重事故。
因此,石油產品需要經過脫蠟處理。工業上有多種脫蠟辦法,但是設備複雜,消耗材料和能源也多。
於是,煉油廠的工程師從微生物實驗室中請來了這批專愛吃蠟的食客——石油酵母。在要脫蠟的石油產品中,石油酵母如魚得水,大吃特吃,把石蠟一掃而光,同時自己迅速繁殖起來。這樣,人們既得到了高級航空汽油和柴油,又獲得了大量石油酵母,真是一舉兩得。