高二生物生物固氮

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 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 将圆褐固氮菌制成菌剂 施到土壤 可提高农作物产量 对豆科植物可进行根瘤菌拌种 也能提高豆科植物产量 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 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 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 A D C 课前热身 4 圆褐固氮菌属于 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 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 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 B C D 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 A NH3和NO 3B NH 4和NO 2C NH 4和NH3D 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 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 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 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 由此可推出固氮的最终产物为 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 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 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 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 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 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 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 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 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 5 很久以前 澳大利亚有着大片大片荒芜的土地 近几十年来 他们重视对生物固氮的研究利用 培育和引进了优良的豆科牧草良种 选育了高效的 适应性强的根瘤菌 结果形成了一望无际的优良牧场 褐球固氮菌于有氧状态下 在无氮培养中生长时 通过固定空气中的氮取得它所需要的氮 在标准大气压和303K时 多少体积的空气能够供应1dm3的细菌所需要的氮气 已知该细菌每立方厘米重为0 84mg 含氮量为7 空气中N2的体积百分比为78 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 8 314 273 24 M 220000 3 NH3 N2 3H2500 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 A 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 N2 O2放电2NO 2NO O22NO2 3NO2 H2O2HNO3 NO 2NH3 3O2硝化细菌2HNO2 2H2O 2HNO2 O2硝化细菌2HNO3 5 已知p 1atm 101325PaT 303K样品比重 0 84 mg cm 3 样品的质量m 0 84g 则样品中N2的质量mN2 0 84 0 07 0 0588 g nN2 0 058828 2 10 10 3 mol 根据pV nRT则V Nrtp 2 10 10 3 8 314 303101325 0 052 L 设x为空气体积 有100 78 x 0 052x 0 0667 L wqf61xtz茉莉的长一些 身后居然出现了八条洁白蓬松的大尾巴 那尾巴摸起来一定很软 好想抱着它睡一觉啊 慕容凌娢似乎已经忘记了疼痛和恐惧 毕竟这些原本只会在玄幻小说中出现的东西 真的发生在眼前 实在是不可思议 真是太让我伤心了 小茉莉 百蝶伸手便是一爪 被茉莉灵巧的躲过了 接着她顺势一甩尾巴 刚才还柔软无比的毛 瞬间像钢针一样朝茉莉扫了过来 要是被碰到 绝对会血流成河 好吧 是我想多了 慕容凌娢吐了吐舌头马上收回了自己之前的想法 她可不想被捅成马蜂窝 茉莉一个后空翻 在空中改变了方向 虽然没有正面迎接这一击 但依旧被百蝶散发出的强烈气息扫出了几米远 喵 茉莉长吼一声 虽然没有什么气势 但意外的让慕容凌娢觉得很萌 小茉莉 跟我比你的修为差的太远 百蝶瞬移到茉莉面前 一掌正中其胸口 茉莉身体飞出撞在假山上 百蝶显然没有出全力 凌娢 茉莉似乎是想要慕容凌娢快点逃 但话说了一半便停住了 以自己九千年的修为 都敌不过百蝶 怎么能指望慕容凌娢逃跑呢 唉 又是一个知道我真实姓名的人哦不 是猫 你 慕容凌娢 百蝶手掌中慢慢幻化出一团银色的光芒 这一切 早就该结束了 死就死吧 能看到这么逆天的生物存在 死也瞑目了 话说为什么所有人都知道我的真名 那化名 白绫 还有什么用 谁能告诉我这是为什么啊 在心里想了一遍遗言 慕容凌娢安静的闭眼等死 随之而来的是一阵令人恐惧的杀意 等一下 有些焦急的喊声 却让百蝶就此收手 慕容凌娢睁开眼睛 百蝶已经恢复了人类的样子 一脸的不情愿 古风一言 为你守候半生韶华 却抹不去你一道伤疤 为你承受风吹雨打 却换不来你一句回答 第046章你以为这是直播 死就死吧 能看到这么逆天的生物存在 死也瞑目了 话说为什么所有人都知道我的真名 那化名 白绫 还有什么用 谁能告诉我这是为什么啊 在心里想了一遍遗言 慕容凌娢安静的闭眼等死 随之而来的是一阵令人恐惧的杀意 等一下 有些焦急的喊声 却让百蝶就此收手 慕容凌娢睁开眼睛 百蝶已