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固氮酶是一種將氮原子還原成氨的酶，是一種由鐵蛋白和鐵鉬蛋白組成的蛋白質。鐵蛋白和鐵鉬蛋白對氧是很敏感的，一旦遇到氧就很快導致固氮酶失活。固氮微生物需要氧氣才能活下去，而固氮的過程必需是在嚴格的厭氧環(huán)境中進行。怎么進行呢？其實很簡單。就是固氮要發(fā)生的時候，固氮酶就用很強的呼吸作用，先把周邊的環(huán)境中的氧都給消耗完，讓細胞處于低氧狀態(tài)，從而保存固氮酶不被損傷。固氮的過程中，每個電子的傳遞需要消耗2-3個ATP。與此同時，固氮生物也會產(chǎn)生氫氣。反應式為：N2+8H++8e-生成2NH3+H2。

檢測樣本中的固氮酶活性，采用的是乙炔還原法，也就是利用固氮酶將乙炔氣體還原成乙烯氣體。通過氣相色譜的方法，測定乙烯、乙炔的含量。采用高純的乙炔氣體，高純氮氣，乙炔標準氣體。檢測器為氫火焰離子檢測器（FID），色譜柱為2M不銹鋼填充柱，柱溫70℃，檢測器溫度150℃。氫氣、氮氣、空氣按參數(shù)設置完畢。先對標準乙炔氣體用氮氣進行梯度稀釋5個不同的點，進樣檢測，制作乙烯標準曲線。

這個時候，要對樣品進行處理。要測固氮酶的活性，將根瘤樣本沖洗，并去除多余的水分，并將根瘤和植物根系放在一個封閉的容器中。接著，要注入乙炔，使固氮酶和乙炔發(fā)生反應。大概30分鐘，將反應后的混合氣體收集起來，并注入到氣相色譜儀中進行測定，對圖譜和數(shù)據(jù)進行分析。最后，通過分析乙烯、乙炔的峰面積，結合標準曲線，計算出樣品中的固氮酶活性。