高二生物生物固氮PPT教学课件 (2)
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生物固氮PPT课件
根瘤与根瘤菌
• 根瘤菌是与豆科等植物互利共生的一类细菌。 能够将大气中的氮还原为氨供给豆科植物， 同时又从豆科植物体中获取有机物。但当植 物体内缺糖时，根瘤菌的固氮作用就 会减 弱或停止，这样根瘤菌就只摄取细胞内的营 养物质，而不供给可利用的氮。所以，施用 基肥或早期施适当氮肥，对豆科植物的早期 生长还是必要的。
有机质：因反硝化细菌属异养型的，有机质 的增加会刺激反硝化细菌的生长；土壤频繁的干 湿交替，因干旱使部分微生物和原生动物死亡， 增加了可溶性有机质的量，当再潮湿时，促进了 反硝化作用，硝态迅速损失。
含水量：高时，造成厌氧环境----反硝化 的条件。
土壤的通气：好，会抑制反硝化作用的。 土壤pH：反硝化作用的pH范围较广3.511.2，最适pH6-8。 ③反硝化作用对农业的影响 引起土壤和化肥氮素的损失。其控制措施：保 持土壤良好的通气条件；避免频繁的干湿交替 施用硝化抑制剂等。
• 豆科植物开花之前，根瘤菌的固氮能力最强。
自生固氮微生物代表：圆褐固氮菌
也是原核的细菌，摄取土壤中现存的有机 物，也属异养需氧型。还能合成生长素。
独立生活状况下能够固氮的微生物.生活 在土壤或水域中,能独立地进行固氮,但并不将氨 释放到环境中,而是合成氨基酸,组成自身蛋白质. 只有当固氮微生物死亡以后,它们的细胞被分解 变成氨时,才能成为植物的氮素营养.因此是间接 地供给植物氮源.
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• (09北京理综)30.（16分） • 为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，
美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3 年实验。实验区是两个毗邻的山谷（编号1、2）， 两个山谷各有一条小溪。1965年冬，研究人员将2 号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测 定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2号 山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小 溪中的硝酸盐含量变化如图所示。
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
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。
《微生物的固氮作用》PPT课件
大生物化学反应。生物每年在温和条件下的固氮量约 为高温高压(300℃×300个大气压)条件下工业固氮量 的2倍多，约为1亿吨，故生物固氮对地球生态系统中 的氮素循环和生物的生息繁衍具有十分重要的作用。
1.固氮微生物的种类
自1886年M.W.Beijerinck分离到能共生固氮的 根瘤菌后，人们共发现了50多属100多种生物有固 氮能力，这些生物均为原核生物。
甲烷氧化菌等
化能自养：
氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferroxidans
光能自养：
念珠蓝菌属(Nostoc) 鱼腥蓝菌属(Anabaena)
着色菌属(Chromatium) 绿假单胞菌属(Ch loropseudomonas) 微好氧 (化能异养)：
棒杆菌属(Corymebact erium) 固氮螺菌属(Azospirillum)
ridium pasteurianum)中获得了具有固氮活性的 无细胞抽提液，实现了分子氮还原为NH3 的实验。
1966年，L.Mortenson从巴氏梭菌 (C.Pasteurianum)和维涅兰德固氮菌(Azotobacte r vinelandii)的无细胞抽提液中，分离出两种固
氮蛋白—钼铁蛋白和铁蛋白，使固氮研究进
入分子水平。
固氮酶的Ⅰ、Ⅱ两种组
项目 蛋白
蛋白质亚基数 同)
分子量 六万左右
Fe原子数
不稳态S原子数
Mo原子数 0
Cys的SH基数
活性中心 (Fe4S4)
组分Ⅰ 钼铁蛋白
4(2大2小)
22万左右
30(24～32) 28(20～32)
2
32～34 铁钼辅因子(FeMoCo)
组分Ⅱ 铁 2(相
4 4
1.固氮微生物的种类
自1886年M.W.Beijerinck分离到能共生固氮的 根瘤菌后，人们共发现了50多属100多种生物有固 氮能力，这些生物均为原核生物。
甲烷氧化菌等
化能自养：
氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferroxidans
光能自养：
念珠蓝菌属(Nostoc) 鱼腥蓝菌属(Anabaena)
着色菌属(Chromatium) 绿假单胞菌属(Ch loropseudomonas) 微好氧 (化能异养)：
棒杆菌属(Corymebact erium) 固氮螺菌属(Azospirillum)
ridium pasteurianum)中获得了具有固氮活性的 无细胞抽提液，实现了分子氮还原为NH3 的实验。
1966年，L.Mortenson从巴氏梭菌 (C.Pasteurianum)和维涅兰德固氮菌(Azotobacte r vinelandii)的无细胞抽提液中，分离出两种固
氮蛋白—钼铁蛋白和铁蛋白，使固氮研究进
入分子水平。
固氮酶的Ⅰ、Ⅱ两种组
项目 蛋白
蛋白质亚基数 同)
分子量 六万左右
Fe原子数
不稳态S原子数
Mo原子数 0
Cys的SH基数
活性中心 (Fe4S4)
组分Ⅰ 钼铁蛋白
4(2大2小)
22万左右
30(24～32) 28(20～32)
2
32～34 铁钼辅因子(FeMoCo)
组分Ⅱ 铁 2(相
4 4
《生物固氮》PPT课件 (2)
【我的思考】(1)基因工程。(2)固氮基因 →mRNA→固氮酶(将分子氮还原成氨)。
基础知识梳理
一、生物固氮种类 1.概念：固氮微生物将大气中的氮还__原__成__氨__ 的过程。 2．固氮生物种类
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
微生物 固氮能力，并且能够分泌___生__长___素_____，促进植株的
_生___长_____和_果___实___的__发___育___
二、生物固氮的意义 1．生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要 的作用。 2．固氮途径除生物固氮以外，还有_工__业___固 氮和_大__气__(_闪__电__)_固氮，与其相比较，生物固 氮具有的优点是既_节__约__能__源____又_保__护__环__境__。
A．①为异养需氧型 B．②为自养厌氧型 C．③为自养需氧型 D．④为自养需氧型 解析：选B。高等动物的新陈代谢类型为异养需 氧型；土壤中的微生物主要是异养需氧型的； 硝化细菌的代谢类型为自养需氧型；绿色植物 可进行光合作用，合成有机物，其代谢类型为 自养需氧型。
经典例题透析
类型一 关于根瘤菌的考查
2.参与氮循环的几种微生物的比较
【特别提醒】 ①根瘤菌必须侵入到相应的豆 科植物的根内才能固氮。 ②固氮微生物产生的NH3，经过硝化细菌的硝化 作用转化为硝酸盐，才更容易被植物吸收利用。 ③禽畜粪便发酵除臭的过程是利用硝化细菌将 NH3转化为硝酸盐的过程。
即时突破
2．在下图所示的氮循环途径中，关于①②③④ 四类生物的新陈代谢11 学海引 航
课 1．识记共生固氮微生物与自生固氮 标 微生物的固氮特点及与其他生物的依 定 附关系。 位 2．掌握生物圈中氮循环过程。
生物固氮PPT教学课件
(1)氮的固定是指(
)
A 植物从土壤中吸收含氮养料
B 豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C 将氨转变成硝酸及其他氮的化合物
D 将空气中的氮气转变为含氮的化合物
(2)二氮酶这种蛋白质的1%水溶液渗透压在24℃是112Pa，该蛋白质的含铁量是0
814%。
请根据渗透压值，算出二氮酶的分子量(答数不满1000就舍去)。
情节复述
1、沧州遇故旧 2、密谋害林冲 3、好言劝教头
林冲
逼上梁山
4、草场交接
5、出门沽酒
6、刺杀仇敌
彩
沧州遇旧交
图
密谋害林冲
好言劝教头
草场交接
出门沽酒
刺杀仇敌
小说的结构
高潮 发展 发展 开端
第四部分（10－12节）山神庙复仇 第三部分（6－9节）接管草料场 第二部分（2－5节）密谋害林冲 第一部分（1节）沧州遇故知
妻
计
命
四逼
火 烧 草 场 断 后 路
探讨
回首看看林冲走过的路，从东岳庙到梁山泊， 是什么原因使这样一个逆来顺受的人走上了杀 人反抗的路？你可以用一个字概括吗？
明确：
“逼”。高俅一步一步逼，逼到野猪林，逼 到草料场的火海。林冲则能忍则忍，忍过了东 岳庙，忍过了野猪林，退缩到了山神庙里。等 他知道再忍便是葬身火海时，他如梦方醒，面 对“逼”，“忍”不是办法，唯有“反”才能 生存。
作者简介及背景
2
梳理情节
3
人物形象
4
环境描写
作者简介
施耐庵：
（1296~1370）元末明初人。曾考中进士，做过两年官， 后来弃官回乡闲居，从事写作。
《水浒》是我国文学史上第一部以农民起义为题材的优秀长 篇小说它艺术地再现了梁山泊农民起义的产生、发展经过、 直至失败的过程，歌颂了以宋江为首的起义英雄的反抗斗 争精神，揭露北宋王朝朝政的黑暗腐败。
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）、
高三生物生物固氮PPT教学课件
质量与照射前一样，则需要光照 6 小时。
（4）在同等条件下，阳生植物呼吸的强度比阴生植物 大 。
④通过转基因技术，可将固氮基因转到非豆科植物中。 （有待实现）
反硝化 细菌
硝化细菌
主要方式
大气中的N2
生物固氮（NH3） 高能固氮（NO3－） 工业固氮（化氮肥素）
豆科植物
食物链
非豆科植物
动物体
动植物尸体、残落物、 排泄物中的含N有机物
吸
微生物分解作用
吸
收
NH3
收
（氧气） 亚硝化细菌
NO2－
（氧气） 硝化细菌
2、自生固氮微生物：
（1）概念：是指土壤中能够独立进行固氮的微生物。
（2）代表生物：圆褐固氮菌 (异养需氧型)
圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，并且能够分泌 生长素，促进植物的生长和果实的发育。
三、生物固氮的意义：
生物固氮和氮循环
四、在农业生产上的应用 ①将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤，可提高农作物 产量； ②对豆科植物可进行根瘤菌拌种，也能提高豆科植物 产量； ③用豆科植物做绿肥；
N2
反反 硝硝 化化 细作 菌用
NO量
(CO2mg /100cm2·h－1)
右图是在一定的CO2浓度和温度条
件下,某阳生植物和阴生植物叶受
12
A
光强度和光合作用合成量(用CO2 的吸收量表示)的关系图.请据图回
8
答：
4
B
（1）曲线B所表示的是 阴生 植物受
第二节 生物固氮
一、生物固氮的概念：
指固氮微生物通过体内的固氮酶将大气中的氮还原成 氨的过程。 二、固氮微生物种类（：共生固氮微生物、自生固氮微生物） 1、共生固氮微生物： （1）概念：是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。 （2）代表生物：根瘤菌（原核生物） （3）代谢类型：异养需氧型 （4）形态：呈棒槌形、“T”形、“Y”形 （5）共生特性：
（4）在同等条件下，阳生植物呼吸的强度比阴生植物 大 。
④通过转基因技术，可将固氮基因转到非豆科植物中。 （有待实现）
反硝化 细菌
硝化细菌
主要方式
大气中的N2
生物固氮（NH3） 高能固氮（NO3－） 工业固氮（化氮肥素）
豆科植物
食物链
非豆科植物
动物体
动植物尸体、残落物、 排泄物中的含N有机物
吸
微生物分解作用
吸
收
NH3
收
（氧气） 亚硝化细菌
NO2－
（氧气） 硝化细菌
2、自生固氮微生物：
（1）概念：是指土壤中能够独立进行固氮的微生物。
（2）代表生物：圆褐固氮菌 (异养需氧型)
圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，并且能够分泌 生长素，促进植物的生长和果实的发育。
三、生物固氮的意义：
生物固氮和氮循环
四、在农业生产上的应用 ①将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤，可提高农作物 产量； ②对豆科植物可进行根瘤菌拌种，也能提高豆科植物 产量； ③用豆科植物做绿肥；
N2
反反 硝硝 化化 细作 菌用
NO量
(CO2mg /100cm2·h－1)
右图是在一定的CO2浓度和温度条
件下,某阳生植物和阴生植物叶受
12
A
光强度和光合作用合成量(用CO2 的吸收量表示)的关系图.请据图回
8
答：
4
B
（1）曲线B所表示的是 阴生 植物受
第二节 生物固氮
一、生物固氮的概念：
指固氮微生物通过体内的固氮酶将大气中的氮还原成 氨的过程。 二、固氮微生物种类（：共生固氮微生物、自生固氮微生物） 1、共生固氮微生物： （1）概念：是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。 （2）代表生物：根瘤菌（原核生物） （3）代谢类型：异养需氧型 （4）形态：呈棒槌形、“T”形、“Y”形 （5）共生特性：
生物固氮ppt课件
（6）据以上知识，你认为养鸡场可以利用
B
什么微生物除臭？
（7）目前，全世界每年施用的氮素化肥大
C
约有8×107t，这样做对环境可能带来的负 面影响是＿＿，请你提出既不会影响环境，
又能满足农作物对氮素需求的方案或设想。
答案：（1）① 生物固氮 ② 闪电固氮 ③ 工业固氮 （3）尿素及动植物遗体 硝化 硝酸盐
生物固氮研究的前景 • 固氮基因工程：
将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科粮食作物的细 胞内，在固氮基因的调控下，让非豆科粮食作物的细胞内 合成出固氮酶并且固氮，这是解决非豆科粮食作物自行固 氮的一条重要途径，这一途径叫做固氮基因工程。
14
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
光碳合作用
自养型生物 者、分解者的 呼吸作用
循
生 固环物 氮固 、氮 工、 业高固能氮
固氮微生物 反硝化细菌的 反硝化作用
后氮被植物吸收
循
22
例1.图为生态系中 碳循环和氮循环的 一部分，A、B、 C三类微生物参与其 中，下列说法错误
的是( B )
A．A类细菌是自养需氧型，B类细菌是异养厌氧型 B．C类微生物只能是异养厌氧型的，否则只能得到氮氧化物 C．进行C过程的微生物，有的是自生的，有的是共生的，但一般 作为生态系统中的消费者 D．A和C的活动可增加土壤肥力，而B的活动导致土壤氮素丧失
糖有吗？
所有的酶都有吗？
氮的功能： 氮的污染：
2
◆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？
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。
高二生物生物固氮(PPT)2-2
要点、疑点、难点
①将圆褐固氮菌制成菌剂，施到
土壤，可提高农作物产量；
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来自前热身一、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
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C)
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量的大约.倍，但在早期太阳系的历史中的某个时间，一个星子/微星体撞掉了水星的/。影响是水星的地壳和地幔失去了。类似的 另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的，参见巨物影响理论。另一种说，水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段，在 太阳爆发出它的能量之前已经稳定。在这个理论中水星那时大约质量是目前的两倍；但因为原恒星收缩，水星的温度到达了大约K 到K之间；甚至高达K。许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发，形成"岩石蒸汽"，随后，"岩石蒸汽"被星际风暴带走。第三个 理论，类似第二个，认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了的。影响地球水星拥有太阳系8大行星中偏心率最大的轨道，通俗 的说，就是它的轨道的椭圆是最“扁”的。而最新的计算机模拟显示，在未来数十亿年间，水星的这一轨道还将变得更扁，使其 有%的机会和太阳或者金星发生撞击。更让人担忧的是，和外侧的巨行星引力场一起，水星这样混乱的轨道运动将有可能打乱内太 阳系其他行星的运行轨道，甚至导致水星，金星或火星；CSGO开箱 CSGO开箱 的轨道发生变动，并最终和地 球发生相撞。行星之最编辑在太阳系的八大行星中，水星获得了几个"最"的记录：离太阳距离最近水星和太阳的平均距离为79万 公里，约为日地距离的.87倍（.87天文单位），比其它太阳系的行星近，到目前为止还没有发现过比水星更近太阳的行星。轨道 速度最快因为距离最近，所以受到太阳的引力也最大，因此在它的轨道上比任何行星都跑得快，轨道速度为每秒8公里，比地球的 轨道速度快8公里。这样快的速度，只用分钟就能环绕地球一周。表面温差最大因为没有大气的调节，距离太阳又非常近，所以在 太阳的烘烤下，向阳面的温度最高时可达℃，但背阳面的夜间温度可降到零下℃，昼夜温差近℃，夺得行星表面温差最大的冠军 ，这真是一个处于火和冰之间的世界。卫星最少太阳系中发现了越来越多的卫星，总数超过个，但水星和金星是根本没有卫星的 行星。时间最快水星年地球每一年绕太阳公转一圈，而"水星年"是太阳系中最短的年，它绕太阳公转一周只用88天，还不到地球 上的个月。这都是因为水星围绕太阳高速飞奔的缘故，难怪代表水星的标记和符号是根据希腊神话，把它比作脚穿飞鞋手持魔杖 的使者。水星日在太阳系的行星中，“水星年”时间最短，但水星"日"却比别的行星更长，水星公转一周是88天（以地球日为单 位）而水星自转一周是8.天（地球日），地球每自转一周就是一昼夜，而水星自转三周才是一昼夜。水星上一昼夜的时间，相当 于地球上的7天。与此同时，水星
①将圆褐固氮菌制成菌剂，施到
土壤，可提高农作物产量；
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来自前热身一、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
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C)
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量的大约.倍，但在早期太阳系的历史中的某个时间，一个星子/微星体撞掉了水星的/。影响是水星的地壳和地幔失去了。类似的 另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的，参见巨物影响理论。另一种说，水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段，在 太阳爆发出它的能量之前已经稳定。在这个理论中水星那时大约质量是目前的两倍；但因为原恒星收缩，水星的温度到达了大约K 到K之间；甚至高达K。许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发，形成"岩石蒸汽"，随后，"岩石蒸汽"被星际风暴带走。第三个 理论，类似第二个，认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了的。影响地球水星拥有太阳系8大行星中偏心率最大的轨道，通俗 的说，就是它的轨道的椭圆是最“扁”的。而最新的计算机模拟显示，在未来数十亿年间，水星的这一轨道还将变得更扁，使其 有%的机会和太阳或者金星发生撞击。更让人担忧的是，和外侧的巨行星引力场一起，水星这样混乱的轨道运动将有可能打乱内太 阳系其他行星的运行轨道，甚至导致水星，金星或火星；CSGO开箱 CSGO开箱 的轨道发生变动，并最终和地 球发生相撞。行星之最编辑在太阳系的八大行星中，水星获得了几个"最"的记录：离太阳距离最近水星和太阳的平均距离为79万 公里，约为日地距离的.87倍（.87天文单位），比其它太阳系的行星近，到目前为止还没有发现过比水星更近太阳的行星。轨道 速度最快因为距离最近，所以受到太阳的引力也最大，因此在它的轨道上比任何行星都跑得快，轨道速度为每秒8公里，比地球的 轨道速度快8公里。这样快的速度，只用分钟就能环绕地球一周。表面温差最大因为没有大气的调节，距离太阳又非常近，所以在 太阳的烘烤下，向阳面的温度最高时可达℃，但背阳面的夜间温度可降到零下℃，昼夜温差近℃，夺得行星表面温差最大的冠军 ，这真是一个处于火和冰之间的世界。卫星最少太阳系中发现了越来越多的卫星，总数超过个，但水星和金星是根本没有卫星的 行星。时间最快水星年地球每一年绕太阳公转一圈，而"水星年"是太阳系中最短的年，它绕太阳公转一周只用88天，还不到地球 上的个月。这都是因为水星围绕太阳高速飞奔的缘故，难怪代表水星的标记和符号是根据希腊神话，把它比作脚穿飞鞋手持魔杖 的使者。水星日在太阳系的行星中，“水星年”时间最短，但水星"日"却比别的行星更长，水星公转一周是88天（以地球日为单 位）而水星自转一周是8.天（地球日），地球每自转一周就是一昼夜，而水星自转三周才是一昼夜。水星上一昼夜的时间，相当 于地球上的7天。与此同时，水星
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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
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
①将圆褐固氮菌制成菌剂，施到
土壤，可提高农作物产量；
(1)氮的固定是指(
)
A 植物从土壤中吸收含氮养料
B 豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C 将氨转变成硝酸及其他氮的化合物
D 将空气中的氮气转变为含氮的化合物
(2)二氮酶这种蛋白质的1%水溶液渗透压在24℃是112Pa，该蛋白质的含铁量是0
814%。
请根据渗透压值，算出二氮酶的分子量(答数不满1000就舍去)。
【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。
A NH3和NO-3 C NH+4和NH3
B NH+4和NO-2 D NO-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， 才可用于蛋白质的合成。
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 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。
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( )
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。