高考生物专题复习 第20讲 生物固氮提分课件 大纲人教版.ppt

第20讲生物固氮 第20讲 考点整合 考点一生物固氮概念及固氮微生物的种类 还原为氨 1 生物固氮概念 固氮微生物将大气中的氮 的过程 2 固氮微生物的种类 异养需氧 有机物 氨 第20讲 考点整合 生长素 独立 异养需氧 第20讲 考点整合 固氮微生物是指可将大气中的n2转化为nh3的一类特殊微生物 该类微生物之所以具有固氮作用 从根本上讲是由于它们具有固氮基因 细菌的固氮基因位于其质粒dna分子上 在该基因指导下合成了固氮酶 从而使其具备了固氮能力 即 第20讲 考点整合 考点二生物固氮的意义 第20讲 考点整合 氮循环就是指n2 无机氮化合物 有机氮化合物在自然界中相互转化过程的总称 也就是氮元素在生态系统中的生物群落和无机环境之间反复的循环运动 包括氨化作用 硝化作用 反硝化作用 固氮作用以及有机氮化合物的合成等 该过程主要是通过各种生物的作用 尤其是微生物的作用实现的 第20讲 考点整合 探究点一参与氮循环的微生物的作用 第20讲 要点探究 1 自生不等于自养 圆褐固氮菌是自生固氮微生物 但代谢类型是异养需氧型 共生不等于异养 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 2 固氮酶是含铁和钼的蛋白质 固氮生物均为原核生物 具备原核细胞的一般特征 如无核膜 无复杂细胞器 除核糖体外 染色体为裸露dna 不与蛋白质结合 原核基因 无内含子 第20讲 要点探究 3 自生固氮微生物可在缺氮培养基上筛选出来 共生固氮微生物在缺氮培养基上无法筛选 4 以微生物的食物 有机物 来源推断微生物在生态系统中的地位 与固氮作用无关 例如 根瘤菌从豆科植物获得食物 即为消费者 圆褐固氮菌从土壤中获得有机物 为分解者 固氮蓝藻能自己制造有机物 为生产者 第20讲 要点探究 例1 2010 海淀模拟 列有关生物固氮的叙述 正确的是 a 生物固氮是大气中的氮进入生物群落的唯一途径b 根瘤菌可从根瘤中直接获得 难以用无氮培养基筛选到c 若能将大豆的固氮基因转移到小麦 将大大减少小麦的栽培成本d 根瘤菌的有机物全部来自豆科植物 豆科植物的氮营养全部来自根瘤菌 第20讲 要点探究 b 解析 大气中的氮进入生物群落的途径有生物固氮 工业固氮和高能固氮 根瘤菌与豆科植物互利共生 因此无法用无氮培养基筛选得到 大豆中无固氮基因 应该是将根瘤菌中的固氮基因转移到小麦体内 将大大减少小麦的栽培成本 豆科植物的氮营养除了来自生物固氮外还可以来自氮素化肥 点评 熟记氮循环的基本途径 固氮微生物寄生的专一性 根瘤菌的代谢类型 固氮方式等是解决此题的关键 第20讲 要点探究 2010 深圳一模 图20 2是自然界中氮循环以及有机物在生物体代谢的部分过程示意图 请分析回答 变式题 第20讲 要点探究 1 根瘤菌能完成生物固氮的过程为图中 用图中序号表示 根瘤菌在生态系统中的成分属于 2 在人体内 发生在细胞外的过程是 用图中序号表示 图中 h 的代谢去向及这个过程的意义是 3 中耕松土有利于植物体吸收矿质元素的原因是 同时松土还抑制了图中的 过程 原因是 消费者 与氧气结合生成水 释放大量能量 提高土壤的通气性 增加氧气的含量 促进有氧呼吸 为主动运输提供更多的能量 实现 过程的细菌异化作用的类型是厌氧型 第20讲 要点探究 4 请列举氮元素在植物光合作用中的作用 5 如果n p等矿质元素大量进入水体可能会发生以下变化导致富营养化 其变化的顺序是 用序号表示 水中含氧量下降 需氧微生物迅速繁殖分解尸体 水中含氧量增加 厌氧微生物迅速繁殖分解尸体产生的有毒气体增加 浮游藻类等迅速繁殖 鱼类等水生生物死亡 n是atp的组成成分n是叶绿素的组成成分n是nadph的组成成分 n是催化光合作用过程中酶的重要组成成分n是叶绿体膜的结构的组成成分 至少答出两项 或 第20讲 要点探究 解析 1 根瘤菌可将n2 nh3 由于它从豆科植物获得有机物 故在生态系统中属于消费者 2 糖类 脂质 蛋白质的代谢发生于细胞内 但消化过程 发生于细胞外的消化道中 物质氧化中脱下的 h 最终要传给o2 在生成水的同时放出大量能量供生命活动利用 3 中耕松土可提高土壤中o2的含量 有利于根细胞的呼吸 同时抑制反硝化细菌 厌氧型 的活动 减少土壤氮素的消失 4 氮素在光合作用中的作用包括 n是atp nadph的组成成分 能量转换 n是叶绿素的组成成分 能量的吸收 传递 转换 n是酶的组成成分 催化 n是叶绿体膜的组成成分 光合作用的场所 n p增加 藻类大量繁殖 水中o2增加 需氧微生物活动增强 水中氧气含量下降 厌氧生物活动产生有毒气体 水生生物死亡 导致严重的生态危机 第20讲 要点探究 运用生物固氮可以减少化肥的使用 减轻环境污染 防止因氮循环受阻所造成的水体氮素富营养化 1 传统生物固氮方法的应用 将圆褐固氮菌制成菌剂 施到土壤中 可提高农作物产量 对豆科植物进行根瘤菌拌种 能提高豆科植物的产量 用豆科植物作绿肥 可提高土壤中氮的含量 2 现代生物技术的应用 固氮工程 通过人工改造 设法将固氮微生物导入作物 使之能够与作物互利共生 培育转入固氮基因的作物 探究点二生物固氮的应用 第20讲 要点探究 固氮菌的分离及土壤中根瘤菌不能固氮的验证 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 取两份相同培养基a b a中加入根瘤提取液 b中加入等量无菌水 a b同时接种根瘤菌 培养一段时间观察 a中有根瘤菌菌落 b中没有 第20讲 要点探究 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 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 第20讲 要点探究 例2图20 3是生态系统n循环示意图 请根据图回答下列问题 第20讲 要点探究 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 生物固氮 硝化细菌 生产者 自养型 第20讲 要点探究 4 植物完成 过程的主要方式是 土壤板结或长期水淹的情况下 往往不能满足陆生植物对氮素等营养的吸收 原因是 5 写出必定含有图中所指矿质元素的两类有机物 6 氮循环不同于硫循环的是 a 能被微生物利用b 以矿质元素的身份进入植物体内c 能通过微生物从大气进入植物体d 在生态系统内通过有机物传递 主动运输 在反硝化细菌作用下 将no转化为n2造成土壤中氮元素的流失 蛋白质 核酸 c 第20讲 要点探究 解析 1 可代表光合作用的符号应为由大气中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吸收 应如图中的 3 应为硝化细菌将氨氧化为硝酸盐的过程 4 应为植物吸收含n矿质离子的过程 属于主动运输 由于反硝化细菌的异化作用类型为厌氧型 故土壤板结有利于反硝化细菌的活动 5 图中所指矿质离子只含氮 故可写出含n有机物如蛋白质 核酸等 第20讲 要点探究 点评 认真识图 熟练掌握参与氮