高二生物生物固氮

D把氨转化成硝态氮(NO-3)
课前热身
1自然界中的固氮微生物大致可分为两大类，即共生固N微生物和自生固N 微生物，二者主要区别是能否独立固氮；共同点是将大气中氮还原成氨。 2根瘤菌属于共生固氮微生物，它的固氮能力只有侵入到豆科植物根内才 能得以表现，根瘤菌的种类不同，各自功能的发挥需要侵入与其相应的特定 种类的豆科植物。 3圆褐固氮菌属于自生固氮微生物，主要生存在土壤表层，其呼吸类型是 需氧型，它具有较强的固N能力，还能分泌生长素，促进植株生长和果实的 发育，用它制成的菌肥对所有作物都具有效力。 4大气中的氮必须通过以生物固氮为主的固氮作用，才能被植物吸收利用 ；动物则必须通过直接或间接吃入植物才能获得氮素；而动物体内的部分蛋 白质在分解中产生的含氮废物和动植物尸体中的含氮物质，必须经过微生物 的分解作用，转化成氨，再经过硝化细菌的作用，最终转化成硝酸盐，才能 被植物吸收利用；或在缺氧情况下，经另一细菌将其转化成亚硝酸盐，最终 转化成氮气，返回大气中。
能力、思维、方法
【例1】关于根瘤和根瘤菌的叙述中，不正确的一项是( )
A根瘤可以单独着生，也可以聚集在一起生在根上
B一般豆科植物的主根和侧根上都可以着生根瘤
C根瘤是由根瘤菌进入根细胞内部，刺激根组织膨大而成的
D根瘤破溃后，根瘤菌全部死亡后进入土壤
【答案】D
【解析】这是一道考查根瘤和根瘤菌关系的题目。因我们知道，根瘤是豆科植物
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( Βιβλιοθήκη )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 )
ABC 把把将有硝游机 态离氮 氮氮转 转转化 化化成 成成氨 游硝(离态N氮H氮3(()NN2O) -3)
④(5)2已N知H3p+＝3O12a硝tm化＝细10菌1322H5NPaOT2＝+23H023OK；样2品HN比O重2+＝O20硝化84细(m菌g·2cHmN-O3)3样品的质量m＝084g。
则样品中N2的质量mN2＝084×007＝
00588(g)。
∴nN2＝00588 根据pV＝nRT则V＝Nrt
延伸、拓展
①哪一类生物能将蛋白质转化为氨() A分解者B藻类C化能合成类生物 ②该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍 能表现出良好的长势，其原因是。
③雷雨中常含有微量的硝酸而为农作物 所利用，用化学方程式解释HNO3的形 成过程。
④硝化细菌能够将NH3氧化为硝酸和亚 硝酸，写出有关的化学反应方程式。
延伸、拓展
的根部在生长发育过程中，被土壤中一些相适应的根瘤菌侵入后，通过大量繁殖，
并刺激根部细胞不断分裂，进而使该处组织逐渐膨大后形成的。根瘤可以单独着
生，也可以在任意根上聚集形成，但主根上的根瘤菌固氮能力强。当植物衰老死
亡后，根瘤也要破溃，其内的根瘤菌便进入土壤，进入土壤的根瘤菌不一定死亡。
【点评】此题易出现的思维障碍是搞不清根瘤和根瘤菌的关系。 排除障碍的方法是： 根瘤如同人患肿瘤，根瘤菌如同引起肿瘤发生的病毒。不同的是根瘤对植物有益 而无害，而肿瘤对人体有百害而无一益。
(3)①NH3 ②N2+3H2 500℃高压 催化剂2NH3；生物固氮效率高；因为生物固氮是由特殊的固氮酶催化而进行 的，而酶的催化特性中有一条为高效性。
(4)①A
②根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮，从而满足自身营养的需要。
③N2+O2放电2NO；2NO+O22NO2；3NO2+H2O2HNO3+NO
才可用于蛋白质的合成。
【点评】此题的思维障碍主要是判断不清氧化态氮与还原态氮。
排除障碍的方法是：
蛋白质中的氮主要是指氨基酸中的—NH2部分，它主要通过转氨基作用形成的。 所以无机态氮化合物中凡含有—NH2的，就可直接用于蛋白质的合成，否则就不 行。
延伸、拓展
【例3】像根瘤菌那样在常温常压下把游离态氮固定下来供作物吸收，这种方法 称之为生物模拟固氮。近年来，国内外科学家正在探索这一课题，纷纷把目光集 中在根瘤菌上，研究具有非凡固氮功能的固氮酶的组成和结构。固氮酶由二氮酶 和二氮还原酶两种蛋白质组成，含有一定数量的钼原子、铁原子和酸溶性的硫原 子。由于二氮还原酶在空气中暴露30秒活性就会丧失一半，故至今仍未搞清固氮 酶的固氮机理。但使非豆科植物的根部也结出根瘤的研究却取得令人欣喜的突破。
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
【解析】这是一道生物同化学学科交叉渗透的综合题。主要考查知识的综合 及迁移能力，运用两学科的基础知识，即可顺利解答。
延伸、拓展
【答案】(1)D
(2)二氮酶相对分子质量为M，它的1%水溶液比重为1g·mL-1，取1L水溶液，溶液的物质的量浓度为
10Mmol·L-1，代入渗透压公式： 112×1×10-3＝10M×8314×(273+24)M＝220 000
颜色开始不断的闪烁变化，越来越亮 刷赞网站 ｑｑ刷赞 https:/// 刷赞网站 ｑｑ刷赞 突然，只见雪墙顶部猛然射出一片米黄色的奇光，这片神光很快化 作漫天飞舞的璀璨迷茫的横，以飘然飞向每个ｌ官和所有在场的学生，随着声声 奇妙的声响，这些 横都变成了一份份 ｌ题的答卷……与此同时，闪亮的文字纷纷变成光闪 闪的青兰花色金币从上面纷纷落下，很快就在三只巨碗上空变成了隐隐约约的跳动自由的团体操……这时，玉石状的物体，也快速变成了 竹席模样的青远山色胶状物开 始缓缓下降……只见女总管瑶雯娃姑婆神力一扭暗白色螃蟹般的抻面疾宁风衣，缓缓下降的青远山色胶状物又被重新甩向碧天！就见那个圆鼓鼓、蓬苍苍的，很像 竹席
延伸、拓展
(3)为确定固氮的最终产物，做了如下实验： a把固氮菌培养在含15N2的空气中，细胞迅速固定N元素，短期内细胞的谷氨 酸便出现大量的15N。 b如果把细胞培养于含有15NH3的培养基中，固氮能力立刻停止，但吸入的气 态氮迅速转入谷氨酸中。 ①由此可推出固氮的最终产物为。 ②工业上固氮的方法是(写出反应条件)。若生物固氮也是按此反应进行，你认为 何者效率高?简述理由? (4)某生态系统中氮循环简图如下图所示： ①哪一类生物能将蛋白质转化为氨() A分解者B藻类C化能合成类生物 ②该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是。 ③雷雨中常含有微量的硝酸而为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3的形成 过程。 ④硝化细菌能够将NH3氧化为硝酸和亚硝酸，写出有关的化学反应方程式。
能力、思维、方法
【例2】大气中的N2，经过固氮后形成的化合物中，哪一组化合物被植物体吸收
后直接可用于蛋白质的合成( )
ANH3和NO-3 CNH+4和NH3
BNH+4和NO-2 DNO-3和NO-2
【答案】C
【解析】这是一道生化综合题，有一定的难度。分析时首先应该知道的是，蛋白
质或其他有机态氮化合物中的氮都是高度还原状态，而NO-3和NO-2中的氮却是 高度氧化状态。植物和微生物体，把氧化态的硝酸盐还原成还原态的氮化物后，
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
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
要点、疑点、难点
3 生 物 固 氮 的 应 用
棕宝明鬼痰盂卡』的狂飞乱舞，三群蚂蚁瞬间变成了由漫天飞舞的幽静花苞组成的一团土灰色的，很像车窗般的，有着咒语灵气质感的玉石状物体。随着玉石状物体的 抖动旋转……只见其间又闪出一串青兰花色的绸缎状物体……接着女总管瑶雯娃姑婆又飘舞起来。只听一声奇特悠长的声音划过，七只很像吹圣漏斗般的玉石状的团团 闪光物体中，突然同时飞出五串杂乱如麻的湖青色花苞，这些杂乱如麻的湖青色花苞被虹一扭，立刻变成缤纷明亮的珠光，不一会儿这些珠光就飞舞着飞向超大巨藤的 上空……很快在明幽色的巨大雪墙上面形成了浓影色的 ，醒目的标题是：《中早期糖块魔林表演风俗的二十三种演变》，而全部文字正好一万字，这时雪墙上面的文字
模样的胶状物一边旋转闪烁，一边闪动升华着胶状物的色泽和质感。蘑菇王子：“哈哈！官大就是有学问！同样的咚咚让大官一秀出来都有更高雅的造形和说法……” 知知爵士：“嗯嗯，就是就是！要不怎么会有那么多官迷！官大一级放出屁来的感觉都与众不同！”蘑菇王子：“哈哈！如果咱们真能成功！我一定让你过一下当大官 的瘾，把各种有点创意的屁都弄出来挨个放一遍！”知知爵士：“嗯嗯，就爱听这句话！我又包装了一个新屁种，款式好极了！”这时，女总管瑶雯娃姑婆猛然接着紧 接着最后悠然间女总管瑶雯娃姑婆疯速地在双肩上壮丽地调弄出隐约光波……紧接着女总管瑶雯娃姑婆又，朝着弯狗飞流盆景花上面悬浮着的胶状体疯扑过去。紧跟着 女总管瑶雯娃姑婆也傻耍着咒符像乱草般的怪影一样向弯狗飞流盆景花上面悬浮着的胶状体疯扑过去！……随着『绿丝闪佛蜘蛛咒』的猛烈冲撞，三群蚂蚁瞬间变成了 由万万亿亿的怪影雨丝构成的片片淡橙色的，很像车窗般的，有着疙瘩闪动质感的果冻状物体。随着果冻状物体的抖动旋转……只见其间又闪出一缕水白色的蜂蜜状物 体……接着女总管瑶雯娃姑婆又游动。接着她！只听一声古怪虚幻的
28＝210×10-3(mol) p＝210×10-3×8314×303