四川省成都市高考生物一轮复习 选修部分 第二章第二节生物固氮课件.ppt

一 固氮微生物的种类 根瘤菌 异养需氧 异养需氧 互利共生 生长素 生长素 原核 nh3 二 氮循环 1 关于固氮微生物的叙述正确的是 a 代谢类型是自养需氧型的微生物b 只能与豆科植物共生的微生物c 促进了自然界的氮循环d 能将no2还原成nh3 解析 固氮微生物代谢类型繁多 并不只有选项a中所述的自养需氧型 且其生态类型未必为共生 固氮微生物固氮时是将n2转化为nh3 生物固氮是大气中n2转化为植物可吸收利用氮的主要渠道 因而对自然界的氮循环具有十分重要的作用 答案 c 2 圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是 都是异养生物 都能分泌生长素 都能将氮还原为氨 都能够与大豆共生 都是原核生物a b c d 解析 圆褐固氮菌和根瘤菌都属于原核生物 都是异养型 都可以进行固氮作用 但是圆褐固氮菌独立生活 能分泌生长素 根瘤菌需与豆科植物共生 答案 a 3 有关固氮微生物代谢类型 能量来源及生态成分全部正确的一组是 解析 根瘤菌的能量来源于有机物的分解 在生态成分中属于消费者 圆褐固氮菌属异养需氧型生物 放线菌为异养型 属分解者 答案 b 4 下图表示土壤中微生物为植物提供氮的过程 图中 分别代表相关物质 下列说法合理的是 答案 c 5 如图示生态系统氮循环示意图 请根据图回答下列问题 1 能代表光合作用的标号为 呼吸作用的标号为 2 大气中的n2必须经过以 为主的固氮作用 才能被植物体吸收利用 3 完成 过程的生物为 该生物在生态系统中的成分是 与根瘤菌相比 其在同化作用方式上最显著的特点是 4 写出必定含有图中所指矿质元素的两类有机物 解析 1 可代表光合作用的符号应为由大气中的co2指向生产者的箭头即 而呼吸作用应为各种生物指向大气中的co2的箭头即 和 2 大气中的n2须经以生物固氮为主的固氮作用才能被植物体吸收利用 应如图中的 3 应为硝化细菌氧化氨为硝酸盐的过程 4 图中所指矿质元素只有氮元素 故可写出含氮有机物如蛋白质 核酸等 答案 1 2 生物固氮 3 硝化细菌生产者自养型 4 蛋白质 核酸 示例1 2011 攀枝花质检 下列对生物固氮的叙述 正确的是 a 在氧气不足的情况下 土壤中的一些细菌可以将硝酸盐最终转化成氨b 大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌c 圆褐固氮菌的固氮基因位于质粒 产生的生长素属于次级代谢产物d 氮循环是指含氮有机物在无机环境与生物群落之间的往返过程 解析 土壤中的细菌不能将硝酸盐转化成氨 大豆植株所需的氮可来自根的吸收 氮循环是氮元素在无机环境和生物群落之间的往返过程 答案 c 1 固氮微生物归纳 1 从细胞类型看 均为原核生物 包括固氮细菌 固氮蓝藻及固氮放线菌等 2 从代谢的同化类型看 有些固氮微生物为自养型如蓝藻 有些则为异养型如根瘤菌 圆褐固氮菌等 3 从代谢的异化类型看 大多数固氮微生物为需氧型 如根瘤菌 圆褐固氮菌等 而有些则为厌氧型 4 从生态学角度看 有些固氮微生物必须与其他生物共生时才能固氮 而且其共生生物有时具专一性 如根瘤菌只能与豆科植物共生 而有些固氮微生物则可自行独立固氮 与其他生物无依存关系 如圆褐固氮菌 5 从生态系统成分看 根瘤菌是消费者 圆褐固氮菌是分解者 固氮蓝藻是生产者 2 固氮基因固氮基因位于质粒dna分子上 其编码区是连续的 无外显子与内含子之分 3 自生 自养 共生 异养 1 自生 与 共生 是指固氮微生物与其他生物的依存关系 共生固氮微生物须与其他生物共生在一起方可固氮 独立存在时不能固氮 而自生固氮微生物可自行独立固氮 用缺氮培养基选择出的均为自生固氮微生物 2 异养 与 自养 是就生物同化类型而言的 凡可将co2等无机物合成有机物的 均为自养型 否则 不能自行合成有机物的为异养型 3 自生固氮微生物大多为异养型 如巴氏梭菌 圆褐固氮菌 共生固氮微生物也有自养的 如与满江红共生的某种蓝藻 鱼腥藻 即为自养型 1 科学家对四种不同生物的结构和化学组成进行分析 结果如下表所示 上述四种生物中最可能属于固氮生物的是 a 生物甲b 生物乙c 生物丙d 生物丁 解析 固氮生物主要有固氮细菌 放线菌和固氮蓝藻等原核生物 细胞中含有dna和rna两种核酸 不能进行有性生殖 所以遗传性状的传递不遵循孟德尔遗传规律 在材料所列的生物中甲和乙属于病毒 不能进行固氮 而生物丙遵循孟德尔遗传规律 不可能是原核生物 所以最可能有固氮作用的是生物丁 答案 d 2 关于固氮生物的正确说法是 a 固氮生物都是异养的b 固氮生物都是互利共生的c 固氮生物都是细菌或放线菌d 根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分 解析 固氮生物既有自养的也有异养的 既有共生的也有自生的 既有细菌 放线菌也有蓝藻 生物固氮的主要完成者是根瘤菌 答案 d 示例2 下图是氮循环以及氮在生物体内的转化过程示意图 有关说法错误的是 a 完成 过程的生物在生态系统中的成分属于分解者b 完成 过程的生物可促进氮循环 但不利于土壤保持肥力c 完成 过程的生物的新陈代谢类型与根瘤菌相同d 构成氮循环的主要环节是 生物体内有机氮的合成 氨化作用 硝化作用 反硝化作用和固氮作用 解析 图解中 主要为生物固氮 为反硝化作用 为硝化作用 为植物对氮素的吸收和利用 是氮素在动植物间的转移 是分解者的氨化作用 完成 过程的生物为硝化细菌 其新陈代谢类型为自养需氧型 而根瘤菌为异养生物 二者的新陈代谢类型不同 答案 c 1 氮循环 碳循环和硫循环的比较 2 与氮循环相关的几种重要微生物归纳 特别提示 与氮循环相关 不等于 具固氮能力 与氮循环相关的微生物有许多类群 既包括各种固氮微生物 如根瘤菌 固氮蓝藻 固氮放线菌等 也包括各种不具固氮功能但参与氮循环过程的其他微生物 如硝化细菌 反硝化细菌等 3 2011 南昌模拟 下面有关固氮微生物及氮循环的说法中 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 在氧气不足的情况下 土壤中的一些细菌可以将硝酸盐转化为亚硝酸盐最终转化为氮气c 根瘤菌同化作用类型为共生 圆褐固氮菌为自生d 在配制培养圆褐固氮菌的培养基时不需要添加氮源和有机碳源 解析 生物固氮是把大气中的氮气转化为氨 共生 自生属于生物之间的关系 不是同化作用的类型 圆褐固氮菌是异养型微生物 其培养基中不需要加入氮源 但需加入糖类等有机碳源 土壤中的反硝化细菌可以把硝酸盐转化为氮气 答案 b 4 如图所示生态系统中碳循环和氮循环的一部分 甲 乙 丙三类微生物参与其中 下列说法错误的是 a 甲类细菌是自养需氧型 乙类细菌是异养厌氧型b 进行丙过程的微生物 有的是自生的 有的是共生的c 甲和丙的活动可增加土壤肥力d 甲和丙都可以用无氮培养基分离出来 解析 土壤中某些微生物如硝化细菌 能把nh3氧化成hno3 最终形成硝酸盐 而被植物利用 在氧气不足的情况下 土壤中另一些细菌 反硝化细菌 可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气 返回到大气中 因此前者的代谢应为自养需氧型 丙为固氮微生物可以用无氮培养基分离出来 而甲不能 答案 d 示例 研究表明根瘤菌在土壤中不能进行固氮作用 只有当其侵入豆科植物根部形成根瘤后才能固氮 科学家要证明产生这种生理特点与豆科植物产生的 某物质 诱导有关 试设计实验验证 某物质 的存在 实验材料与用具 根瘤菌菌种 大豆种子 无氮培养基 细菌接种及培养设备 植物栽培设备及其他必需用具 1 主要实验原理 根瘤菌在无氮培养基中不能生长 2 主要实验步骤 实验思路 取适量的根瘤菌菌种与大豆种子一起搅拌后 在适宜条件下 将大豆播种 培植 待大豆根瘤成熟后 取根瘤用无菌水充分洗净后通过破碎 过滤等方法 获得大豆根瘤提取液 3 实验结果及结论 大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根 而不能侵入其他豆科植物 设计一个实验 证明大豆根瘤菌具有专一性 1 实验步骤 第一步 配制豆科植物生长所必需的完全培养液 取等量培养液分别加入无菌的广口瓶1号和2号中 插入通气管 1号瓶中植入大豆苗 无菌 2号瓶中植入豌豆苗 无菌 第二步 第三步 培养8 10天 观察 2 预期结果 3 该实验的设计遵循的原则是 原则 原则 4 结论 解析 解答本题的关键是明确实验设计的原则 单一变量原则 对照性原则以及科学性原则等 根瘤菌与豆科植物互利共生 豆科植物幼苗长出后 土壤中与该种豆科植物相适应的根瘤菌就侵入到根内 最终形成根瘤 用根瘤提取液培养根瘤菌菌种作为实验组 再设置对照组进行对照 根据实验结果进行分析 比较得出结论 给不同豆科植物施用同种类根瘤菌 依据豆科植物是否产生根瘤即可判断是否有根瘤菌与之共生 从而推断出根瘤菌是否具有专一性 答案 2 取无氮培养基两份 向其中一份加入一定量的大豆根瘤提取液 编号a 另一份加入等量无菌水 编号b 并灭菌 向a b两组培养基中接种等量的根瘤菌 并在适宜的温度条件下 37 24h 培养 观察a b两组培养基中菌落生长状况 3 a组中出现菌落 b组中不出现菌落 说明大豆能产生 某物质 诱导根瘤菌固氮 1 将等量大豆根瘤菌分别放入1号瓶和2号瓶中 2 预期结果 1号瓶中有根瘤 2号瓶中无根瘤 3 单一变量对照 4 大豆根瘤菌具有专一性 生物固氮实验探究归纳 1 从混合菌中分离固氮菌 将混合菌接种到不含氮素的培养基上培养 一段时间后 培养基上长出的菌落就是固氮菌 固氮菌能将空气中的n2还原成氨 2 验证根瘤菌在土壤中不能进行固氮作用 制取根瘤提取液 取两份相同的无氮培养基a b a中加入根瘤提取液 b中加入等量无菌水 并灭菌 a b同时接种根瘤菌 在适宜的条件下培养一段时间后观察 a中有根瘤菌菌落 b中没有 3 验证根瘤菌与豆科植物的互利共生关系和专一性特点基本思路 破坏根瘤 使根瘤菌死亡 豆科植物因氮素减少引起产量下降 让不同的根瘤菌侵染同一种豆科作物 观察能否形成根瘤 4 使经济作物自身具有固氮能力基本思路 通过转基因技术将固氮基因转入经济作物中 让其自行固氮 因固氮基因是一组而不是一个 目前这种想法只是一种设想 尚有若干技术难关未突破 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 根瘤菌是共生固氮微生物 只有侵入到豆科植物的根细胞内才能固氮 根瘤菌离开植物的根系后 可以存活 但不能固氮 根瘤菌的异化作用代谢类型属于需氧型 在土壤淹水 无氧的情况下 豆科植物生长不良不利于根瘤菌的生长繁殖 根瘤菌数量减少 导致固氮量减少 大豆生长需要的氮一部分由根瘤菌提供 还有一部分由根从土壤中吸收而来 答案 c 2 2007 江苏高考 根瘤菌与豆科植物的关系是 多选 a 根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮b 根瘤菌与豆科植物之间是寄生关系c 豆科植物供给根瘤菌有机物 根瘤菌供给豆科植物氨d 根瘤菌为豆科植物提供生长素 解析 根瘤菌可以固氮 固氮产物可以被豆科植物利用 同时豆科植物可为根瘤菌的代谢提供有机物来源 二者之间是明显的互利共生关系 根瘤菌不能产生生长素 自生固氮菌 例如圆褐固氮菌 可以产生生长素 答案 ac 3 2007 江苏高考 下图是氮在土壤 植物和动物之间的转化示意图 1 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 的情况下 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个代谢途径 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个途径 一是图中 产生的 图中c 进入土壤 二是植物和动物遗体中的含氮物质被土壤中的 形成氨而进入土壤 答案 1 生物固氮氧气不足 2 脱氨基氨基转换 若转氨基 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 4 2009 北京高考 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 请回答问题 1 大气中的n2进入该森林群落的两种途径有 在森林群落中 能从环境中直接