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1、1概念 固氮微生物将大气中的氮_的过程。 2共生固氮微生物 (1)概念：与一些绿色植物_的固氮微生物， (2)代表生物(根瘤菌) 代谢类型：_型 共生特征：不同的根瘤菌，各自只能侵入_种类的豆科植物。 共生关系表现：豆科植物为根瘤菌提供_；根瘤菌为豆科植物提供_。,3自生固氮微生物 (1)概念：土壤中能够_固氮的微生物。 (2)代表生物(圆褐固氮菌) 代谢类型：_型。 具有较强的固氮能力，并且能分泌_，促进植株的_和果实的_。,4生物固氮的过程 (1)固氮形式：_固氮、_固氮、_固氮。 (2)N元素进入生物群落的形式：_固氮，植物以主动运输的形式吸收含N元素的无机盐离子。 (3)N元素在生物群
2、落中的传递方式：_。 (4)N元素返回无机环境的途径：在氧气不足时，土壤中的某些细菌可将硝酸盐转化为_并最终转化为氮气。,5生物固氮的意义 生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要的作用。,还原成氨 互利共生 异养需氧 特定 有机物 氮素 独立进行 异养需氧 生长素 生长 发育 生物 高能 工业 生物 含N有机物 亚硝酸盐,(3),2自生固氮微生物与共生固氮微生物比较,3.区分“共生”与“自生”、“自养”与“异养”共生异养、自生自养 (1)“共生”与“自生” 区分“共生”与“自生”的依据是该微生物固氮时是否对其他生物有“依存”关系凡与其他生物(绿色植物)具依存关系即必须与绿色植物共生在一起时方可固
3、氮的微生物，称“共生固氮微生物”，如根瘤菌。若固氮微生物的固氮过程是“自行独立”完成的，并未依存于其他生物，该固氮微生物称为“自生固氮微生物”，如圆褐固氮菌。,(2)“自养”与“异养” 区分“自养”与“异养”的依据是能否将无机物合成有机物，即固氮微生物所需的有机物若需外源供应，如根瘤菌需豆科植物为之提供有机物(糖类)、而圆褐固氮菌需从土壤中摄取现成有机物而生存这样的固氮微生物称“异养型固氮微生物”(无论固氮是“自生”还是“共生”)。同理，若固氮微生物代谢所需有机物源自“自身制造”而不是外源现成有机物，则应称做“自养型固氮微生物”它可能为“自生”也可能为“共生”，如有些固氮蓝藻(其同化方式为自养
4、型)是自生固氮，但也有些固氮蓝藻尽管是自养型，但其固氮时须与其他植物共生在一起方可固氮(如与满江红共生的鱼腥藻)。,(1)凡进行共生固氮的微生物，当与其共生生物分离后便丧失固氮能力。 (2)根瘤菌只能侵入特定的豆科植物，既不可说成“只能侵入一种”，也不可说成“能侵入多种或所有豆科植物”(因为有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，如大豆根瘤菌，而有的根瘤菌则可侵入多种豆科植物，如蚕豆根瘤菌)。,走进高考1 (2010唐山质检)下列关于生物固氮的叙述错误的是( ) A与豆科植物共生的根瘤菌能以氮气为氮源 B自生固氮微生物的代谢类型均为自养需氧型 C土壤中的根瘤菌不能固定游离的氮 D固氮微生物能将大气中的
5、N2转化为NH3,【解析】 本题考查固氮微生物类型及其固氮特点。与豆科植物共生的根瘤菌能以氮气为氮源进行生物固氮；“自生”不同于“自养”，可进行独立固氮的微生物，其同化类型可能为自养型，也可能为异养型，根瘤菌为共生固氮微生物。根瘤菌与豆科植物共生时，方具固氮能力，故土壤中的根瘤菌不能固定游离的氮。故B选项所述不正确，A、C、D所述均正确。 【答案】 B,考点2 生物固氮与氮循环 (1)参与氮循环的几种作用的比较： 生物体内有机氮的合成作用：植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程
6、叫做生物体内有机氮的合成。,氨化作用：动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。 硝化作用：在有氧的条件下，土壤中的氨或氨盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。 反硝化作用：在氧气不足的条件下，土壤中硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。,(2)氮循环中各类微生物的作用及在生态系统中的地位：,(3)生物固氮与氮循环的关系：,走进高考2 (2007江苏卷)如图是氮在土壤、植物和动物之间的转化示意图。,(1
7、)大气中的氮主要经过_作用还原为NH3，然后被植物利用。土壤中的NH3也可经硝化细菌的作用，转化成硝酸盐后被植物吸收。在_情况下，硝酸盐可被一些细菌最终转化为氮气，返回大气中。 (2)动物摄取的蛋白质在消化道内被分解为各种氨基酸，这些氨基酸进入细胞后有3条代谢途径，图中是_；是_；是_。,(3)若图中的氨基酸是丙氨酸，则图中B是_。若图中的氨基酸是谷氨酸，A是丙氨酸，则过程接受氨基的糖代谢中间产物是_。若图中的氨基酸只能从食物中获得，则称为_。 (4)氮返回土壤主要有两条途径：一是图中产生的_(图中C)进入土壤；二是植物和动物遗体、排泄物中的含氮物质被土壤中的_形成氨而进入土壤。,【答案】 (
8、1)生物固氮 氧气不足 (2)脱氨基作用 氨基转换(转氨基) 合成蛋白质 (3)丙酮酸 丙酮酸 必需氨基酸 (4)尿素 微生物分解,类型一对固氮微生物的考查 例1 (2008全国卷)下列对根瘤菌的叙述，正确的是( ) 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大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌,【解析】 本题考查固氮微生物根瘤菌的固氮作用和生理特点。分析如下：,【答案】 C 【规律方法】 (1)根瘤菌是自然界中生物固氮的主力军，对自然界氮循环及植物的氮素营养供应具极其重要的作用。 (2)根瘤菌与圆褐固氮菌是两类固氮方式(共生固氮与自生固氮)的典型
9、代表，学习本部分务必将二者的固氮特点、代谢类型进行分类与比较，从中把握其内涵。,类型二氮循环过程及相关生物的生理作用 例2 (2010海淀模拟)如图表示几种含氮物质之间相互转化的关系，下列依据此图的表述中正确的是( ),A不能独立进行过程的生物，其遗传信息必然存在于RNA B土壤疏松可促进过程，氧气不足可抑制过程 C人体的肝脏细胞通过过程可以获得8种必需氨基酸 D部分细菌、放线菌、蓝藻可以完成过程，它们的细胞结构均没有核膜,【解析】 氮循环与生物固氮、硝化作用、反硝化作用密切相关。,【答案】 D 【总结点评】 题干展示了氮素在循环过程中的各种生理过程，N2还原为氨是固氮作用，NO3形成N2为反
10、硝化作用，其他生理过程为含氮化合物在生物群落中的转化过程。,1(2010江苏南京调研)下列与固氮微生物相关的各项叙述中，正确的是( ) A根瘤菌的固氮过程必须有固氮酶的催化，圆褐固氮菌则不需要 B圆褐固氮菌属自生型固氮细菌，故其同化作用类型为自养型 C根瘤菌能侵入任何一种豆科植物的根部进行固氮 D豆科植物从根瘤菌获得NH3，根瘤菌从豆科植物获得糖类,答案 D 解析 固氮微生物能固氮的根本原因是含有固氮酶基因，直接原因是含有固氮酶。根瘤菌是共生固氮菌，共生植物为豆科植物，且具有共生专一性，只有侵入到特定豆科植物的根内才能固氮。圆褐固氮菌属于自生固氮菌，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存
11、关系，但它属于异养型生物。,2(2011上海青浦调研)农田土壤的表层，自生固氮菌的含量比较多。将用表土制成的稀泥浆，接种到特制的培养基上培养，可将自生固氮菌与其他细菌分开。对培养基的要求是( ) 加抗生素 不加抗生素 加氮素 不加氮素 加葡萄糖 不加葡萄糖 37恒温箱培养 2830温度下培养 A B C D 答案 C,解析 由于自生固氮菌为异养型生物，且其可自行将空气中的N2转化为NH3为自身提供氮源，故自生固氮菌的培养基中必须有葡萄糖为其提供有机营养，不需加氮素，抗生素可杀死原核生物，故其培养基中不能加抗生素，而自生固氮菌生活的适宜温度应为2830故答案应选C。,3(2010河北唐山一模)给
12、圆褐固氮菌较多的土壤中耕松土，有利于提高土壤肥力，其原因是( ) A改善土壤的通气状况，根的呼吸作用加强 B增加土壤中N2的含量 C改善土壤通气，硝化细菌繁殖快，有利于土壤中硝酸盐的增加 D促进氨的扩散和生长素的产生 答案 C,解析 圆褐固氮菌较多的土壤中NH3多，NH3被植物根系吸收量很少，须经硝化细菌氧化成NO3，才可被植物吸收利用，硝化细菌氧化NH3需大量O2，故中耕松土有利于硝化细菌对氨的氧化，进而有利于提高土壤中NO3的量，从而提高土壤肥力。,4(2010重庆一检)下面对氮循环的说法中，正确的一项是( ) A生物固氮过程就是通过固氮微生物，把大气中的氮气转化为硝酸盐 B动物产生的尿素
13、通过转化可被植物吸收利用 C氮素一旦进入生物体内就不会再形成氮气 D生物体内的氮的来源，主要是由于闪电的固氮作用,答案 B 解析 动物产生的尿素等含N物质经微生物分解成氨，氨再经土壤中一些细菌的作用转化为硝酸盐被植物吸收利用。,5(2011山东青岛一模)为研究“圆褐固氮菌对某种植物枝条生根作用的影响”，设计相关实验，结果如下图。试管内基质为灭菌的珍珠岩(起固定、通气和吸水作用)。,请据图回答： (1)为了排除其他微生物对实验结果的影响，配制的灭菌培养液在成分上应具备的主要特点是_。 (2)A中枝条的下端切口处_(有/无)生长素，A与C对比说明：_。,(3)上述实验综合分析表明，圆褐固氮菌能促进该植物枝条生根。为进一步探究“圆褐固氮菌是否分泌了促生根物质”，请完成下列实验： 用灭菌培养液培养圆褐固氮菌。 将培养物过滤，得到菌体和无菌滤过液。 实验分两组：甲组试管中加入基质和灭菌水；乙组取若干试管，加入相同基质，再分别加入_。 分别插入同类枝条，培养并观察。 结果分析：如果_， 则表明圆褐固氮菌分泌了促生根物质。,答案 (1)不含氮源 (2)有；只有适宜浓度的生长素才能促进该植物枝条生根 (3)不同稀释浓度的等量滤过液；甲组枝条不生根，乙组部分枝条生根,
