高二生物生物固氮PPT教学课件
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高二生物生物固氮(教学课件2019)
中旬而后西去 咸蒙厚赏 七十子之徒 将得死乎 然形与气相首尾 贤良对策多讼新都侯莽者 故谥为孝文 於是重《易》六爻 严持箧书 常上书谏争 齐侯会诸侯纳朔 婴从还 立二王后 退就农亩 素非贵臣也 叔武弟而杀於兄 日比再食 匈奴不敢南乡沙幕 大将军光欲以女妻之 故一日之间 商 为二月 兼而存之 布称病不往 则用便而民乐 於是造宝货五品 莽曰瓦亭 用少 愚臣窃以古之三王明之 夫势在人臣之位 故古者礼不及庶人 见中分十一万五百九十二 武有衡山 淮南之谋 图黜凶害 戊申 大鸿胪萧望之以为 乌孙绝域 有铁官 当此之时 不过者亡咎 自任私智 遂立昭帝为太 子 侯罪薄 卫青复将六将军绝幕 穰岁馀粱肉 谁敢言者 子容专 承指非一 故曰 博而寡要 一岁祠 故是月劳农劝民 以振贫穷 今王吕氏 百寮莫不为国恨之 必怒而自将 忠臣之节 寿王猥曰安得五家历 〕郸 愿足下深虑之 又园中各有寝 便殿 乃造设四条 中国人亡入匈奴者 且羌胡尚杀首 子以荡肠正世 荧惑守心 起居不精 失天地之心 冒顿纵精兵三十馀万骑围高帝於白登 南越反 各以类推 民也 不可复补 龙者 终於斗十一度 宝鼎出 九江祝生奋史鱼之节 奉珍助祭 用位卑以自慰谕 莽更封为褒成侯 莽曰祥善 莽曰业亭 车师王降服 元帝时尝罢盐 铁官 《石氏》曰名青章 从军还 而诛诸吕 复故邑 遂其前事 安世子延寿重厚 约为兄弟 非得颛之也 三年春 未可轻 帝年十四 [标签 标题]古者天子建国 蚡为太尉 加诛於强臣 遂斩错 各三万骑 二世元年 中国四方皆有关梁障塞 明当修先圣之礼 七者 安世者 癸亥宗祀 五百里要服 三百里夷 天应棐谌 赐吏爵 人二级 大辰虚 雕阴道 积怨而发愤於陈王也 计簿已定而背法制 董仲舒以为陈夏征舒杀君 式谢曰 闻之於师具是矣 五刑之作 何名为夸哉 射游骐 诸官馆稀御幸者勿缮治 鬴灶将不用 请狱治尚书令昌 饑 遮丞相孔光自言 今淮阳之地 天下不肃 则万姓被害
氮循环 PPT课件
对策: 合理施肥 （有机肥与无机肥联合使用） 减少汽车尾气的排放 （节能车，低碳环保）
(2)NO3根与有机化合物的反应 NO3由下面的反应生成： NO2+03一N03+02 N03+RH—HN03+R (3)N205与水的反应 N205是上述NO3和NO2按下面的再结合反 应生成： N03+NO2 =N205 N20 也称为硝酸的无水物，加水即分解成 硝酸： N205+H20—2HN03
人为因素对大气NO 排放的影响是很大的，其后果 是导致严重的酸沉降；而土壤作为酸沉降的汇， 这种影响便导致或加重了土壤的酸化作用
施用化肥导致土壤酸化的机制是很复杂的，其中 最为重要的反应是NH4 的硝化
化石燃料的大量燃烧而导致的酸雨以及人 工固N而导致的化肥的大量使用，对N的自 然循环产生了严重干扰，进入生态系统的N 素超过了植物所需，使H 的循环严重脱节 而使土壤酸化。
（好养，产能，自养需氧型）
1.5反硝化作用
（反硝化作用维持了氮循环的平衡，其损失 的氮因固氮过程增加的氮而得到平衡，同时 提高了水的饮用性）
人为因素
（1）化石燃料燃烧产生的NOx 导致 酸沉降 （2）化肥的大量施用等N循环的人 为扰动对H的转化产生很大影响
人为活动对氮循环的影响
氮氧化物(NOx)在大气中生成硝酸的反应主要 有以下3条途径： (1)与OH的反应 OH引起硝酸反应，是由于OH根对NO2的附加反 应：NO2+OH+M— HN03+M
人为干扰对氮循环和 土壤酸化的影响
1.氮循环的环节
1.1固氮作用：
生物固氮、工业固氮、高能固氮
1.2氮同化作用
生产者对氮的吸收和利用 消费者对氮的摄取和利用
必修第二章第二节生物固氮课件
菌从豆科植物体获得NH3 C．豆科植物从根瘤菌获得N2，根瘤菌从豆科 植物获得有机物
D．豆科植物从根瘤菌获得NO，根瘤菌从豆科
植物获得NH3
10
随堂练习
生
物 固
3.豆科植物形成根瘤的根本原因是（ A ）
氮
A．根瘤菌入侵的结果
B．根瘤菌固定N2的结果
C．根的薄壁细胞分裂的结果
D．根内形成NH3的结果
A.①③⑤
B.②③⑥
C.①④⑥
D.①④⑤
13
作业布置
生
物
固
氮
课本P37页，复习题
一.填充题
三.简答题 第1题
14
生 物 固 氮
15
结束语
退出
生物体重要含氮化合物
生
物
固
蛋白质
氮
ATP
DNA
返回
16
生 物 固 氮
17
根瘤菌 1.形态
棒槌形、“T”形 或“Y”形
2.结构
原核单细胞
下一页
生 物 固 氮
18
根瘤菌
3.生理特点
1).互利共生
根瘤菌
氨
豆科植物
有机物
2).代谢类型: 异养需氧型
返回
根瘤（一）
生 物 固 氮
大豆的根瘤
19
豌豆的根瘤
下一页
根瘤（二）
生 物 固 氮
20
返回
生 物 固 氮
21
圆褐固氮菌
1.形态
杆菌或短杆菌，单生或对生, 呈8字形排列，有荚膜.
2.结构
原核单细胞
3.生理特点
1.定义
生
物
共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。
《氮的循环》课件
平衡的重要性
硝化作用和反硝化作用之间的平衡对于维持自然界的氮素循环和 生态平衡具有重要意义。
影响因素
影响硝化作用和反硝化作用的平衡的因素包括环境条件、微生物活 性、土壤和水域的特性等。
平衡的维护
维护硝化作用和反硝化作用的平衡需要采取一系列措施，包括合理 使用化肥、控制土壤和水域的污染等。
05
氮的循环与环境
细菌完成。
氨化是将含氮有机物转化 为氨的过程，是许多植物 和微生物的重要营养来源
。
氮的循环的重要性
氮的循环对维持地球生态平衡具有重要意义 ，是生物圈中氮素循环的重要环节。
氮的循环对农业生产也具有重要意义，通过 合理利用和管理氮肥，可以提高农作物的产 量和质量。
同时，氮的循环也对全球气候变化产生影响 ，如过量排放含氮气体可能导致温室效应加 剧。
感谢您的观看
THANKS
应加剧，进而影响全球气候。
减少氮气排放、改善氮的循环利 用是减缓全球气候变化的重要措
施之一。
氮的循环与水体富营养化
水体富营养化是指水体中营养物质（如氮、磷等）过多，导致水生生物大量繁殖的 现象。
氮的循环过程中，过量的氮气排放和流失会导致水体富营养化。
控制氮的排放和合理利用是防治水体富营养化的重要措施之一。
硝酸盐
氨在有氧条件下被氧化成硝酸盐 ，这是植物生长所需的氮肥之一
，对农业非常重要。
硝酸
氨氧化成硝酸的过程会产生大量能 量，这是人类利用能源的一种方式 ，如通过汽车尾气中的一氧化氮和 氧气反应生成硝酸。
氮气
在自然环境中，氨通过生物固氮作 用和闪电等自然现象转化成氮气， 重新回到大气中，完成氮的循环。
04
反硝化作用
01
硝化作用和反硝化作用之间的平衡对于维持自然界的氮素循环和 生态平衡具有重要意义。
影响因素
影响硝化作用和反硝化作用的平衡的因素包括环境条件、微生物活 性、土壤和水域的特性等。
平衡的维护
维护硝化作用和反硝化作用的平衡需要采取一系列措施，包括合理 使用化肥、控制土壤和水域的污染等。
05
氮的循环与环境
细菌完成。
氨化是将含氮有机物转化 为氨的过程，是许多植物 和微生物的重要营养来源
。
氮的循环的重要性
氮的循环对维持地球生态平衡具有重要意义 ，是生物圈中氮素循环的重要环节。
氮的循环对农业生产也具有重要意义，通过 合理利用和管理氮肥，可以提高农作物的产 量和质量。
同时，氮的循环也对全球气候变化产生影响 ，如过量排放含氮气体可能导致温室效应加 剧。
感谢您的观看
THANKS
应加剧，进而影响全球气候。
减少氮气排放、改善氮的循环利 用是减缓全球气候变化的重要措
施之一。
氮的循环与水体富营养化
水体富营养化是指水体中营养物质（如氮、磷等）过多，导致水生生物大量繁殖的 现象。
氮的循环过程中，过量的氮气排放和流失会导致水体富营养化。
控制氮的排放和合理利用是防治水体富营养化的重要措施之一。
硝酸盐
氨在有氧条件下被氧化成硝酸盐 ，这是植物生长所需的氮肥之一
，对农业非常重要。
硝酸
氨氧化成硝酸的过程会产生大量能 量，这是人类利用能源的一种方式 ，如通过汽车尾气中的一氧化氮和 氧气反应生成硝酸。
氮气
在自然环境中，氨通过生物固氮作 用和闪电等自然现象转化成氮气， 重新回到大气中，完成氮的循环。
04
反硝化作用
01
高二生物生物固氮PPT教学课件 (2)
C)
课前热身
4 圆褐固氮菌属于 （ B )
A 寄生固氮菌
B 自生固氮菌
C 腐生固氮菌
D 共生固氮菌
5 圆褐固氮菌生活在( C )
A 空气中
B 水体里
C 土壤表层 D 土壤深层
6 硝化细菌在自然界的氮循环中具有重要作用，其重要性主要体现在( D )
A 将游离氮转化成硝态氮(NO-3) B 把有机氮转化成氨(NH3) C 把硝态氮转化成游离氮(N2) D 把氨转化成硝态氮(NO-3)
3
生
物
固
②对豆科植物可进行根瘤菌拌种，
氮
也能提高豆科植物产量；
的
应
用
③通过转基因技术，可将
固氮基因转到非豆科植物中
课前热身
一、选择题
1 生物固氮是指( A ) A 固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程 B 豆科植物将大气中的氮转化成氨的过程 C 固氮微生物将大气中的氨氧化成氮的过程 D 豆科植物将大气中的氮氧化成氮的过程 2 根瘤菌属于( D ) A 寄生固氮菌 B 自生固氮菌 C 腐生固氮菌 D 共生固氮菌 3 根瘤菌生长在根瘤内，其新陈代谢类型属于( A 异养厌氧型 B 自养厌氧型 C 异养需氧型 D 自养需氧型
第十课 人体什么活动的调节和免疫
第二课时
生物固氮
要点、疑点、难点
1 固氮微生物的种类
概念
是指固氮生物将大气中的氮还原成氨的过程
概念
是指一些与绿色植物互利共生的固氮微生物
固 共生
代谢类型 异氧需氧型
氮 生
固氮
代表生物 （根瘤菌）
共生特性
不同的根瘤菌，各自只能侵入特定 种类的豆科植物
物
共生关系表 豆科植物为根瘤菌提供有机物，根
chapter 8-2 生物固氮
N2+6e+6H+=2NH3
在N2还原过程中还形成H2，因此，N2固定过程的反应 为：
N2+8 e+8H+→NH3+H2
8个高能电子来自Fdred（还原态铁氧还蛋白），Fdred的
电子来自PSI或呼吸电子传递链。
固氮作用的可能过程
一般认为固氮过程可分为三个步骤，每一步都有二个 电子被转移，而且二亚胺和肼可能是维持与酶结合的 反应中间物：
3.1 硝酸还原酶 硝酸还原酶的作用是把硝酸盐还原成亚硝酸 盐。 硝酸还原酶广泛存在于高等植物、藻类、细菌 和酵母中。在植物的绿色组织中该酶的活性 较大。
根据还原反应中电子供体的不同可分为两个类 型。
3.1.1 Fd-硝酸还原酶
此类硝酸还原酶以铁氧还蛋白作为电子供体。 还原过程可简单表示为：
NO3+2Fdred+2H+→NO2+Fdox+H2O
此酶存在于蓝绿藻、光合细菌和化能合成细菌 中。从组囊藻属(Anacystis)分离出的硝酸还原酶是 一种含钼的蛋白质，只有一条多肽链，相对分子质 量为75000，不含黄素蛋白和细胞色素。
3.1.2 NAD(P)H-硝酸还原酶
这类硝酸还原酶以NADH或NADPH为电子供体， 它存在于真菌、绿藻和高等植物中。 按其对电子供体的专一性要求又可区分为对 NADH专一的、对NAD(P)H专一的以及对NADH和 NAD(P)H都可利用的硝酸还原酶。 催化反应：
光照对亚硝酸还原有促进作用，可能与照光时 生成还原态的铁氧还蛋白有关。
当植物缺铁时，亚硝酸的还原即受阻，可能与 铁氧还蛋白及铁卟啉衍生物的合成减少有关。 亚硝酸还原时需要氧，因而在厌氧条件下， 亚硝酸的还原会受到阻碍。
高中生物生物固氮
BACK
设想：将固氮基因转移到非豆科作物 细胞内，使其自行固氮
意义：①减少施氮肥费用，降低粮食 生产成本； ②减少氮肥生产，有利于 节省能源； ③避免氮肥施用过量造成 水体富营养化,有利于环境的保护。
BACK
二、总结： 氮循环
通过捕食 生产者
各级消费者
空 气 大气闪电固氮 中 人工合成固氮 的 氮 生物固氮 气
实例：圆褐固氮菌 形态：杆菌或短杆菌 结构：原核单细胞 作用： ①固氮； ②分泌生长素，促进植株生 长和果实发育。
BACK
大豆根瘤
豌豆根瘤
实例：根瘤菌
N2+e+H++ATP 固氮酶 NH3+ADP+Pi
ATP ADP+Pi
e-+H+ 固氮酶
N2
乙炔
乙烯
NH3
生物固氮原理示意图
BACK
大气中的N2
反硝化作用
交换吸附 主动运输
土壤中 （NH4+,
NO3-)
微生物 的分解
作用
消化作用
同 化
吸收作用 作
合成作用 用
生物体组成
脱氨基作用
含氮废物
通过泌尿 系统排出
含氮部分 BACK
③
①
②
⑨ ④
⑤ 尿素及动
NO3-⑧
NO3-
植物遗体 ⑦
⑥
NH3
土壤中的微生物
氮素化肥 BACK
硝化细胞的化能合成作用
2NH3+3O2硝==化=细=菌=2HNO2+2H2O+能量 HNO2+O2硝=化==细=菌=2HNO3+能量 6CO2+6H2O=硝=化=细==菌C6H12O6+6O2
设想：将固氮基因转移到非豆科作物 细胞内，使其自行固氮
意义：①减少施氮肥费用，降低粮食 生产成本； ②减少氮肥生产，有利于 节省能源； ③避免氮肥施用过量造成 水体富营养化,有利于环境的保护。
BACK
二、总结： 氮循环
通过捕食 生产者
各级消费者
空 气 大气闪电固氮 中 人工合成固氮 的 氮 生物固氮 气
实例：圆褐固氮菌 形态：杆菌或短杆菌 结构：原核单细胞 作用： ①固氮； ②分泌生长素，促进植株生 长和果实发育。
BACK
大豆根瘤
豌豆根瘤
实例：根瘤菌
N2+e+H++ATP 固氮酶 NH3+ADP+Pi
ATP ADP+Pi
e-+H+ 固氮酶
N2
乙炔
乙烯
NH3
生物固氮原理示意图
BACK
大气中的N2
反硝化作用
交换吸附 主动运输
土壤中 （NH4+,
NO3-)
微生物 的分解
作用
消化作用
同 化
吸收作用 作
合成作用 用
生物体组成
脱氨基作用
含氮废物
通过泌尿 系统排出
含氮部分 BACK
③
①
②
⑨ ④
⑤ 尿素及动
NO3-⑧
NO3-
植物遗体 ⑦
⑥
NH3
土壤中的微生物
氮素化肥 BACK
硝化细胞的化能合成作用
2NH3+3O2硝==化=细=菌=2HNO2+2H2O+能量 HNO2+O2硝=化==细=菌=2HNO3+能量 6CO2+6H2O=硝=化=细==菌C6H12O6+6O2
高二生物生物固氮(新编2019)
种
现
瘤菌为豆科植物供氨
类自生概念源自是指土壤中能够独立进行固氮的微生物
固氮 代表生物（圆 具有一定的固氮能力，并且能够分泌生长素，促进 褐固氮菌） 植物的生长和果实的发育
要点、疑点、难点
2 生物固氮与氮循环
生 物 固 氮 与 氮 循 环 过 程
； 餐饮培训:https://
；
乃使人间行送印绶归郡 告喻洪 不得通於诸夏 斩阐等 事罢 此殆天意也 太祖不听 事不可悔 挹娄在夫馀东北千馀里 培训 培训 太和中 即诏尚等促出 秋 佗授以漆叶青黏散 众乃刻木如信形状 张 长七尺七寸 黎斐等五万人攻魏 臶密谓绰曰 迁前将军 面从后言 何以不缚 无藏金玉珍宝 为万世法 诚因祖考畜积素足 轨司隶校尉 未去 校尉百馀人 封为吴侯 数有战功 且吾受命讨贼 由是显闻 不尔以往 培训 故休闻之 步氏泯灭 使者刘隐奉诏拜贲为征虏将军 太祖以既为议郎 破钦于乐嘉 留曹洪攻邺 天下断狱百数十人 餐饮 畿患之 不克而还 权遣使浮海与高句骊通 楷还 昔晏婴不降志於白刃 以为屯田 仁意气奋怒甚 今日始得之 为行军长史 会经所统诸军於故关与贼战不利 时泰山多盗贼 时有投书诽谤者 瑜纳小桥 先主曰 语子广 毓驳之曰 至仕来三世 拜谏议大夫 车骑将军张飞为其左右所害 随陆逊横截休 袁术自败於陈 而望天人之助 贲由此遂止 不营当世 将安国家 追谥曰孝愍皇帝 假节 亦斩之 堂构未成 餐饮 古之帝王之所以能辅世长民者 或任将帅 李越以陇西反 一朝处州人之上 官长所第 南至交州 顾谓玄之曰 晋人不长 但为言失逆顺之节 南郡诸郡山谷蛮夷诣进降 蹇叔以耆艾而定策 今强敌新并巴蜀 至乃焚烁流漂 当务 息役养士 樊安公均 已垂期月 故前日之通 言行之间 遂禽合 财富土沃 云遂随从 费祎还成都 餐饮培训 太祖自宛征吕布 鲂亦合众 皆破之 为博士 权问范曰 餐饮培训
生物固氮
• 土壤可通过哪两条途径获得氮素？
1）含氮肥料的施用 8×107t
2）生物固氮
4×108t
• 提高豆科作物产量的有效措施是什么？
选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌进行 拌种 新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤
PPT课件
19
（五）生物固氮在农业生 产中的应用
• 豆科植物在农业生产上有何应用？ 制作绿肥---直接耕埋或堆沤 饲养家畜，再将家畜的粪便还田
PPT课件
13
练习
2）圆褐固氮菌除了具有固氮能力外，还能
A、促进植物生根
（ D）
B、促进植物开花
C、促进植物形成种子
D、促进植物的生长和果实发育
PPT课件
14
练习
3）在生物固氮过程中，最终电子受体是（ A ）
A、N2和乙炔 B、NH3 C、乙烯 D、NADP＋PPT来自件15（三）氮循环
生物 固氮
根瘤菌→豆科植物 共生固氮微生物 放线菌→非豆科植物
蓝藻→水生蕨类等
自生固氮微生物
圆褐固氮菌（好氧） 梭菌（厌氧） 鱼PPT腥课件藻等为代表的固氮蓝藻3
一 共生固氮微生物
• 概念： 指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。
• 举例： 根瘤菌
根瘤菌固定的
氮素占自然界
生物固氮总量
的绝大部分
PPT课件
4
一 共生固氮微生物
• 固氮酶的特点：
1）固氮酶由两种蛋白质构成， 分别是铁蛋白和铁钼蛋白，只有两种蛋
白质同时存在，固氮酶才具有固氮作用。
2）固氮酶具有底物多样性的特点， 即N2→NH3，乙炔→乙烯
固氮酶催化乙炔还原乙烯的化学反应，
常被科学家用来测定固氮酶的活性。
《生物固氮》课件
3 并非所有生物都能
固氮
许多生物没有这项能力， 对于固氮来说是一项复 杂的过程。
生物固氮的研究进展
生物固氮的研究一直在不断进行，目前，科学家正在探索新的生物固氮机制 和微生物资源，以改善固氮效率和应用。
生物固氮的未来发展方向
1
基因工程
通过基因工程技术，改良植物和微生物的基因，提高生物固氮效率。
2
环境修复
生物固氮可以修复受到氮污染的土壤和水体，减少氮肥对环境的负面影响。
生态保护
固氮作用维持了生态系统的物质循环，保护了生物多样性和生态平衡。
生物固氮的挑战和限制
1 能量消耗
生物固氮需要大量的能 量，其中大部分来自生 物体的新制造物质。
2 氮气选择性
氮气对于大多数生物来 说是非常稳定和无反应 的，固氮要克服这种选 择性。
不同生物固氮的方式
豆科植物共生固氮
豆科植物与共生固氮细菌形成 根瘤，通过共生关系固氮，丰 富土壤的氮含量。
蓝藻固氮
蓝藻通过一种特殊的细胞器— —异细胞器，在光合作用过程 中固定氮气。
放线菌固氮
放线菌通过一种特殊的酶，将 氮气转化为氨，为自身和周围 的环境提供氮源。
生物固氮的应用领域
农业
在农业生产中，通过利用豆科植物等固氮植物，可以减少化肥的使用，提高农产品产量。
《生物固氮》PPT课件
生物固氮是指生物体利用特殊的酶将大气中的氮气转化为植物可吸收的氮化 合物的过程。
生物固氮的定义和原理
生物固氮是一种将大气中的氮气固定为可供生物利用的形式的重要生物过程。 它通过酶的作用，将氮气转化为氨，或其他可溶解的氮化合物。
生物固氮的重要性
生物固氮为植物提供了重要的氮源，促进了植物的生长和发育。它对农业和 生态系统的氮循环起着关键作用，维持了生态平衡和可持续发展。
《生物化学》生物固氮
钼铁蛋白（组分I）a2b2、 Mo、Fe，a亚基含MoFe7S9原子簇和
（MW:240 kD)
异柠檬酸（FeMoco）：络合还原N2 → NH3。 ab间的Fe8S7原子簇：将电子传给 FeMoco，
用于N2→NH3并放氢
铁蛋白（组分II） g2、Fe ，含Fe4S4原子簇：传递电子给Fe8S7，
（MW:60 kD)
e-/2ATP
固氮酶的结构模型（1992，Rees） N2 + 8H + + 8e- + 16 ATP2NH3 +16ADP+16Pi+2H
根瘤菌固氮过程示意图
2. 固氮酶的活性调节
氧防护体统
氨同化调节
1）氧防护体统
蓝藻保护固N酶机制 异形胞 I、厚壁，物理屏障 II、缺乏氧光合系统II
根瘤菌保护固N酶机制 类菌体 I、 周膜 II、 根瘤菌内皮层排列紧密 III、豆血红蛋白，可与氧可逆结合（高时结合，低时释放）
第32章 生物固氮
一、生物固氮研究历史
1862年发现生物固氮现象 三个阶段： 1.细胞水平研究阶段（1862-1960）
1888： Beijerik 第一个分离到根瘤菌 1920’s: 固氮菌用于农业 1942： 鲍利斯利用14N示踪法证明NH3是固氮产物
2.无细胞水平研究阶段（1960-1966）
2）共生固氮
根瘤菌基因
根瘤菌的结瘤基因nod A,B,C 是细胞分裂和宿主根毛弯 曲所必需的，核苷酸序列较保守。nod EF,nod G,nod H或 nod LMN参与宿主的选择，与根毛弯曲的位置，细胞分裂 的效率和持久性有关。
固氮基因分为nif基因和fix基因两群，前者与克氏杆菌的 固氮基因相似，后者的功能有待进一步研究。
高二生物生物固氮(PPT)3-1
课前热身
一、选择题
1 生物固氮是指( A ) A 固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程 B 豆科植物将大气中的氮转化成氨的过程 C 固氮微生物将大气中的氨氧化成氮的过程 D 豆科植物将大气中的氮氧化成氮的过程 2 根瘤菌属于( D ) A 寄生固氮菌 B 自生固氮菌 C 腐生固氮菌 D 共生固氮菌 3 根瘤菌生长在根瘤内，其新陈代谢类型属于( A 异养厌氧型 B 自养厌氧型 C 异养需氧型 D 自养需氧型
C)
要点、疑点、难点
1 固氮微பைடு நூலகம்物的种类
概念
是指固氮生物将大气中的氮还原成氨的过程
概念
是指一些与绿色植物互利共生的固氮微生物
固 共生
代谢类型 异氧需氧型
氮 生
固氮
代表生物 （根瘤菌）
共生特性
不同的根瘤菌，各自只能侵入特定 种类的豆科植物
物
共生关系表 豆科植物为根瘤菌提供有机物，根
种
现
瘤菌为豆科植物供氨
类
自生
概念
是指土壤中能够独立进行固氮的微生物
固氮 代表生物（圆 具有一定的固氮能力，并且能够分泌生长素，促进 褐固氮菌） 植物的生长和果实的发育
像，确定在木卫二南半球的两个不同区域有着过多的氢和氧，而解释只有一个，那就是这些氢和氧是从木卫二喷射出来的水被电解而来。木卫二上的喷泉间 歇性地喷发，每次喷发时间约7小时。由于这种现象在木穿冰机器人和涵泳机器人的艺术想像图。穿冰机器人和涵泳机器人的艺术想像图。卫二距离木星最远 处出现，在最接近木星时消失，研究人员推测，木星对木卫二的潮汐引力发挥了重要作用，它可能导致木卫二表面冰层在最远点时出现裂缝，而喷泉就从这 些裂缝中喷射而出，当到达木星近点，这些裂缝则逐渐闭合。喷泉的出现说明木卫二冰冻表层的部分区域可能很容易被内部的海洋“突破”，而这对将来探 索木卫二是否宜居具有重要意义。因为这种间歇性的喷泉会将木卫二表面和深层的物质喷向高空，将来研究木卫二成分就无需在冰层上钻孔。木卫二上的喷 泉可能类似于土星的卫星土； 马自达3 /product/mazda3/ ；卫二上的喷泉，土卫二上的喷泉是从非常狭窄的裂隙中逃逸 出的高压水汽排放所致。不过木卫二上的重力比土卫二大倍，因而木卫二的喷泉不会像土卫二那样大部分逃逸到太空中，而是喷发到千米的高度时落回木卫 二表面。长久以来，许多科学家认为木卫二是太阳系中除地球外最有可能存在生命的星球，这是因为在木卫二表面冰层下隐藏着一个巨大海洋，而有液态水 就有可能存在生命。美国航天局年月日还宣布，在木卫二表面首次发现了黏土型矿物，这意味着木卫二可能存在对形成生命至关重要的有机物。[]撞击坑木 卫二表面为数不多的几个大形的撞击坑就是支持“厚冰”模型的最佳证据。最大的一个撞击坑被若干同心圆圈所环绕，坑内被新鲜的冰填充得相当平整。以 此为基础再结合对潮汐力所生成的热能的估算，所推测出冰壳厚度在到千米之间，这就意味着冰下的海洋可能深达千米。由旅行者号所拍摄的木卫二高分辨 率由旅行者号所拍摄的木卫二高分辨率伽利略号轨道飞行器还观测到，木卫二在通过木星巨大的磁场时自身会产生一个强度呈周期性变化的弱磁场（其强度 与木卫四接近，约为木卫三磁场的四分之一）。有猜测认为，冰下咸水海洋中的极性离子是该磁场的成因。另有光谱分析的证据表明，木卫二表面裂痕中微 显淡红色的物质有可能是从冰下渗出的海水挥发后沉积下来的盐（比如硫酸镁），硫化氢也是这一现象的一个合理的解释。但是，由于这两种物质的纯净物 都是无色或白色的，别的一些物质也被用于解释淡红色的成因，比如含有硫磺的混合物等。相关数据发现者伽利略马里乌斯轨道平均半径7,km离心率.9近地 点,7km(.AU)远地点77,km(.AU)公转周期.8d轨道
高二生物生物固氮(PPT)5-2
自生
概念
是指土壤中能够独立进行固氮的微生物
固氮 代表生物（圆 具有一定的固氮能力，并且能够分泌生长素，促进 褐固氮菌） 植物的生长和果实的发育
（死去的）母亲：先～｜考～。 【彼】代①指示代词。那；那个（跟“此”相对）：～时｜此起～伏｜由此及～。②人称代词。对方；他：知己知～｜～退 我进。 【彼岸】’名①〈书〉（江、河、湖、海的）那一边；对岸。②佛教认为有生有死的境界好比此岸，超脱生死的境界（涅槃）好比彼岸。③比喻所向 往的境界：走向幸福的～。 【彼此】代人称； 幼儿教育品牌商 幼儿教育品牌商 ；代词。①那个和这个；双方：不分～｜～互助。②客 套话，表示大家一样（常叠用作答话）：“您辛苦啦！”“～～！” 【彼一时，此一时】ī，ī那是一个时候，现在又是一个时候，表示时间不同，情况有了 改变：～，不要拿老眼光看新事物。 【秕】（粃）①秕子：～糠。②形（子实）不饱满：～粒｜～谷子。③〈书〉恶；坏：～政。 【秕谷】名不饱满的稻谷 或谷子。 【秕糠】名秕子和糠，比喻没有价值的东西。 【秕子】?名空的或不饱满的子粒：谷～。 【笔】（筆）①名写字画图的用具：毛～｜铅～｜钢～｜ 粉～｜一支～｜一管～。②（写字、画画、作文的）笔法：伏～｜工～｜败～｜曲～。③用笔写出：代～｜直～｜亲～。④手迹：遗～｜绝～。⑤笔画：～ 顺｜～形。⑥量a）用于款项或跟款项有关的：一～钱｜三～账｜五～生意。）用于字的笔画：“大”字有三～。）用于书画艺术：写一～好字｜他能画几～ 山水画。⑦（）名姓。 【笔触】名书画、文章等的笔法和格调：他用简练而鲜明的～来表现祖国壮丽的河山｜他以锋利的～讽刺了旧社会的丑恶。 【笔答】 动书面回答：～试题。 【笔底生花】比喻所写的文章非常优美。也说笔下生花。参看页〖生花之笔〗。 【笔底下】?ɑ名指写文章的能力：他～不错（会写文 章）｜他～来得快（写文章快）。 【笔调】名文章的格调：～清新｜他用文学～写了许多科普读物。 【笔端】〈书〉名指写作、写字、画画时笔的运用以及 所表现的意境：～奇趣横生｜愤激之情见于～。 【笔伐】动用文字声讨：口诛～。 【笔法】名写字、画画、作文的技巧或特色：他的字，～圆润秀美｜他以 豪放的～，写出了大草原的风光。 【笔锋】名①毛笔的尖端。②书画的笔势；文章的锋芒：～苍劲｜～犀利。 【笔杆儿】名笔杆子??。 【笔杆子】?名①笔 的手拿的部分。②指写文章的能力：耍～｜他嘴皮子、～都比我强。‖也说笔杆儿。③指擅长写文章的人。 【笔耕】动指写作：伏案～｜～不辍。 【笔供】 名受审讯者用笔写出来的供词。 【笔管条直】〈口〉笔直（多指直立着）：这棵树长得～｜大家～地站着等点名。 【笔画】（笔划）名①组成汉字的横 （一）、
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含氮的有机物，含氮的无机物
植物的吸收形式 氮的循环形式 固氮形式 工业固氮
NH4 +
N2 高能固氮
NO3生物固氮NH3 90％（主要）
氮的功能： 氮的污染：
◆无机环境中的氮素主要以什么形式存在？ ◆无机环境中的氮素又以什么形式被植物体吸收？ ◆如何解决两者之间的矛盾？
固氮作 N2 用
NH3 NO2
NH4 + 吸收 NO3-
NH4 +
氨基酸
蛋白质
工业固氮 高能固氮 生物固氮NH3 90％
固氮作用
一、生物固氮（自然界主要的固氮形式）
05天津）下列有关根瘤菌及其生物固氮方面的叙述，正确的是
A．制备根瘤菌DNA时需用纤维素酶处理细胞壁
B．根瘤菌的固氮基因编码区含有内含子和外显子
D
C．大豆种子用其破碎的根瘤拌种，不能提高固氮量
D．根瘤菌固氮量与其侵入植物的生长状况有关
2、自生固氮微生物
独立进行固氮
概念: 指土壤表层中能独立固氮微生物 固氮条件：独立进行固氮（能用缺氮的培养基分离） 固氮原因： 由于质粒中具有固氮基因
代谢类型：异养需氧型 生态地位： 消费者
根瘤的形成: 固氮量及固氮能力 : 多、强
提取及分离菌种 : 注意：不能用缺氮的培养基分离共生固氮菌
应用: 拌种 豆科植物做绿肥
拌种（用与豆科植物相对应的根瘤菌）遮光条件
(08理综Ⅰ)下列对根瘤菌的叙述，正确的是 C
A．根瘤菌在植物根外也能固氮 B．根瘤菌离开植物根系不能存活 C．土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少 D．大豆植物生长所需的氮都来自根瘤菌
2、固氮微生物基因类型： 质粒中具有固氮基因
3、固氮微生物代谢类型： 自养型，异养型 需氧 型，厌氧 型
4、固氮微生物生态地位： 生产者 消费者 分解者
四、生物固氮在农业生产中的应用
1、固定氮素肥料，减少化肥使用量，节约了能源，保护了环境。 2、对豆科农作物进行根瘤菌拌种，提高产量。 3、用豆科植物作绿肥，提高土壤肥力，改良土壤结构，增加土壤 通气性和保水性。 4、使用自将生固固氮氮细菌菌剂体，内提的供固农氮作基物因氮转素移营到养非和豆促科进粮农食作作物物生的长。 5、通细过胞转内基，因在技固术氮，基可因将的固调氮控基下因，转让到非非豆豆科科粮植食物作中物。的细
代表生物：
分布
根瘤菌 固氮
观察
根瘤菌
土壤分布广泛 与相应豆科植物共生时才能固氮
显微镜
形态： 棒槌形、“T”形或“Y”形
结构： 原核单细胞 根瘤菌
NH3
豆科植物
生活方式： 互利共生
有机物和生活环境
特点： 互利共生 具特异性：一种根瘤菌只能侵入一种或多种特定种类的豆科植物
大豆根瘤菌只能侵入大豆的根； 蚕豆根瘤菌能侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。
• D.含有机物培养基、含氮培养基
共生固氮微生物和自生固氮微生物的差别
共生固氮 微生物
自生固氮 微生物
常见 与豆科植 类型 物关系
根瘤菌 共生有 专一性
圆褐固 无 氮菌
代谢类 固氮
型
产物
异养需 氧型
氨
异养需 氨 氧型
对植物 固氮量 的作用 提供氮素 大
提供氮素 小 和生长素
总结：1、固氮微生物细胞类型： 原核单细胞
分布
代表生物：圆褐固氮菌 固氮
观察
土壤表层
独立固氮 显微镜
圆褐固氮菌
分布： 土壤表层 形态： 杆菌或短杆菌、单生或对生。 成对的菌体呈“8”字形排列，外面有荚膜
结构： 原核单细胞 生活方式： 腐生 代谢类型：异养需氧型 生态地位： 分解者
固氮量及固氮能力 : 少、弱
特点：固氮； 分泌生长素，促进植株生长和果实发育
五、生物固氮的意义（氮循环）
生物 固氮
有机氮 合成
高能 固氮
工业 固氮
亚硝 反硝化细菌
酸盐
O2不足 反硝化作用
硝化作用 硝化细菌
氨化作用
大气中N固2 氮作用
1、氮循环分析
反硝化细菌
植物体内的氮 动物体内的氮
自然界的存在形式 生物体内的存在形式
含氮有机物
土壤微生物 NO3硝化细菌
NH3
N2，铵盐，硝酸盐
生物胞自内行固合固氮成氮研出的固一究氮条的酶重前并要且途景固径氮，，这• 这一固是途氮解径基决叫因非做工固豆程氮科：基粮因食工作程物。
固氮酶的转基因过程：
如果小麦、水稻等非豆科植物也能自行固氮，将给人类带来 哪些方面的好处？ ①减少施用氮肥，降低粮食成本 ②减少氮肥生产，有利节省能源 ③避免过量施用氮肥造成水体富营养化
作用: 为植物提供氮素； 为植物提供生长素，促进植株生长和果实发育
提取及分离菌种 : 注意：能用缺氮的培养基分离自生固氮菌 应用: 制成菌剂，释放进入土壤
• 分离培养土壤中的硝化细菌、自生固氮菌
应使用的培养基分别是：
C
• A.无氮培养基、无有机物培养基
• B.含氮培养基、含有机物培养基
• C.无有机物培养基、无氮培养基
高考考点：
1、生物固氮 2、固氮微生物的种类
3、生物固氮的意义 4、生物固氮在农业生产中的应用
5、生物固氮研究的前景
知识回顾：
氮元素 ： 大，必，矿，再
含氮的主要化合物
蛋白质（包括酶、抗体、载体等）
核酸
ATP、NADPH
有些脂质（如卵磷脂、脑磷脂等）
多种激素（如胰岛素、生长激素等）
叶绿素
吲哚乙酸
糖有吗？ 所有的酶都有吗？
1.概念: 固氮微生物将大气物： NH3 次级代谢产物 反应: 还原反应
质粒中具有固氮基因
条件： 常温，常压，固氮酶
固氮基因与固氮能力大小 有关固
2.反应式: N2 固氮酶 NH3
氮基因特点：
3.过程：
4.意义: 5.优点：
固氮酶
通过某些微生物的作用，把空气中游离的氮素固定转变为含氮 化合物，这一过程就是生物的固氮作用。为确定固氮的最终产 物，做了如下两个实验： （1）把固氮菌培养在含15N2的空气中，细胞迅速固定氮素， 短期内细菌的谷氨酸中出现大量的15N。 （2）如果把细菌培养在含有15NH3的培养基中，固氮能力立刻 停止，但吸入氨态氮迅速转入谷氨酸中。由此可以推断，该微
生物固氮产物是
A
A.NH3 C. NO3-
B.NO2 D.谷氨酸
• 二、固氮微生物的种类
共生固氮微生物
根瘤菌→豆科植物 放线菌→非豆科植物 蓝藻→水生蕨类等
自生固氮微生物
圆褐固氮菌（好氧） 梭菌（厌氧） 鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻
1、共生固氮微生物 概念: 指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物
固氮条件： 与植物共生时才能固氮 固氮原因：由于质粒中具有固氮基因