第第1717课时课时 生物固氮生物固氮 必备知识梳理必备知识梳理回扣基础要点回扣基础要点一、生物固氧一、生物固氧1.1.概念概念 固氮微生物将大气中的固氮微生物将大气中的 的过程。的过程。2.2.共生固氮微生物共生固氮微生物（1 1）概念：与一些绿色植物）概念：与一些绿色植物 的固氮微生物。的固氮微生物。（2 2）代表生物（根瘤菌）代表生物（根瘤菌） 代谢类型：代谢类型： 型。型。氮还原成氨氮还原成氨互利共生互利共生异养需氧异养需氧1 共生特征：不同的根瘤菌，各自只能侵入共生特征：不同的根瘤菌，各自只能侵入种类的豆科植物中。种类的豆科植物中。 共生关系表现：豆科植物为根瘤菌提供共生关系表现：豆科植物为根瘤菌提供 ；根瘤菌为豆科植物提供；根瘤菌为豆科植物提供 。3.3.自生固氮微生物自生固氮微生物 （1 1）概念：土壤中能够）概念：土壤中能够 固氮的微生物。固氮的微生物。 （2 2）代表生物（圆褐固氮菌）代表生物（圆褐固氮菌） 代谢类型：代谢类型： 。 具有较强的固氮能力，并且能分泌具有较强的固氮能力，并且能分泌 ，促，促进植株的进植株的 和果实的和果实的 。特定特定有机有机物物氮素氮素独立进行独立进行异养需氧型异养需氧型生长素生长素生长生长发育发育2拓展提升拓展提升 自生与自养、共生与异养的关系自生与自养、共生与异养的关系自生不等于自养，共生不等于异养：自生固氮微生物自生不等于自养，共生不等于异养：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型的，如与满江红共生的某种蓝藻微生物也有自养型的，如与满江红共生的某种蓝藻（鱼腥藻）即为自养型。（鱼腥藻）即为自养型。3二、氮循环二、氮循环1.1.生物固氮的过程生物固氮的过程 （1 1）固氮形式：）固氮形式： 固氮、固氮、 固氮、固氮、 固氮。固氮。 （2 2）N N元素进入生物群落的方式：元素进入生物群落的方式： 固氮，植物以固氮，植物以主动运输的形式吸收含主动运输的形式吸收含N N元素的无机盐离子。元素的无机盐离子。 （3 3）N N元素在生物群落中的传递形式：元素在生物群落中的传递形式： 。 （4 4）N N元素返回无机环境的途径：在氧气不足时，土元素返回无机环境的途径：在氧气不足时，土壤中的反硝化细菌可将硝酸盐转化为壤中的反硝化细菌可将硝酸盐转化为 并最终并最终转化为氮气。转化为氮气。2.2.生物固氮的意义生物固氮的意义 生物固氮在自然界生物固氮在自然界 中具有十分重要的作用。中具有十分重要的作用。生物生物高能高能工业工业生物生物含含N N有机物有机物亚硝酸盐亚硝酸盐氮循环氮循环4练一练练一练有关氮循环的内容，以下说法错误的是有关氮循环的内容，以下说法错误的是 ( )( )A.A.土壤中的氨在有氧条件下，经过硝化细菌的作土壤中的氨在有氧条件下，经过硝化细菌的作 用，最终氧化成硝酸盐用，最终氧化成硝酸盐B.B.土壤中的反硝化细菌在缺氧的条件下，将硝酸盐土壤中的反硝化细菌在缺氧的条件下，将硝酸盐 最终转化成氮气最终转化成氮气C.C.植物只能利用土壤中的硝酸盐和铵盐，而不能直植物只能利用土壤中的硝酸盐和铵盐，而不能直 接利用空气中的氮气接利用空气中的氮气D.D.自生固氮菌的代谢类型属于自养需氧型自生固氮菌的代谢类型属于自养需氧型解析解析 自生固氮菌的代谢类型大多为异养需氧型。自生固氮菌的代谢类型大多为异养需氧型。D5三、生物固氮在农业生产中的应用三、生物固氮在农业生产中的应用1.1.土壤获得氮素的途径：氮素是农作物从土壤获得氮素的途径：氮素是农作物从 中吸收中吸收的一种的一种 元素，土壤可通过两条途径获得氮素，元素，土壤可通过两条途径获得氮素，一条是来自一条是来自 ，另一条是，另一条是 ，其中，其中 提供的氮素更多。提供的氮素更多。2.2.农业生产应用的举例农业生产应用的举例（1 1）对）对 作物进行作物进行 ，是提高该作物，是提高该作物产量的一条有效措施。产量的一条有效措施。（2 2）用）用 做绿肥。做绿肥。（3 3）通过转基因技术，可将）通过转基因技术，可将 转到非豆科转到非豆科植物中。植物中。土壤土壤大量大量含含N N肥料肥料 生物固氮生物固氮生物固氮生物固氮豆科豆科根瘤菌拌种根瘤菌拌种豆科作物豆科作物固氮基因固氮基因6构建知识网络构建知识网络7 高频考点突破高频考点突破考点一考点一 生物固氮的过程及主要微生物生物固氮的过程及主要微生物1.1.生物固氮概念理解生物固氮概念理解82.2.固氮微生物固氮微生物 （1 1）生物类别：全为原核微生物（包括固氮细菌、）生物类别：全为原核微生物（包括固氮细菌、放线菌及蓝藻）。放线菌及蓝藻）。93.3.固氮微生物的类型固氮微生物的类型种类种类举例举例与豆科与豆科植物关植物关系系代谢代谢类型类型固氮固氮产物产物对植对植物的物的作用作用缺氮缺氮培养培养基基固固氮氮量量共生固共生固氮微生氮微生物物根瘤根瘤菌菌共生，共生，有专一有专一性性异养异养需氧需氧型型氨氨提供提供氮素氮素不能不能存活存活较较多多自生固自生固氮微生氮微生物物圆褐圆褐固氮固氮菌菌无无异养异养需氧需氧型型氨氨提供提供氮氮素和素和生生长素长素可以可以存活存活较较少少10深化拓展深化拓展113.3.根瘤和根瘤菌根瘤和根瘤菌 根瘤是根内部的一些薄壁细胞受到根瘤菌分泌物的根瘤是根内部的一些薄壁细胞受到根瘤菌分泌物的 刺激，不断进行细胞分裂，从而使该处的组织逐渐刺激，不断进行细胞分裂，从而使该处的组织逐渐 膨大，形成的瘤状结构。根瘤菌是形成根瘤的微生膨大，形成的瘤状结构。根瘤菌是形成根瘤的微生 物，只有在根瘤内根瘤菌才能固氮，分布在土壤中物，只有在根瘤内根瘤菌才能固氮，分布在土壤中 的根瘤菌不能固氮。的根瘤菌不能固氮。12对位训练对位训练1.1.下列有关圆褐固氮菌及其生物固氮方面的叙述，正下列有关圆褐固氮菌及其生物固氮方面的叙述，正 确的是确的是 （ ）A.A.去除圆褐固氮菌的细胞壁需用纤维素酶去除圆褐固氮菌的细胞壁需用纤维素酶B.B.圆褐固氮菌的新陈代谢类型与黄色短杆菌不同圆褐固氮菌的新陈代谢类型与黄色短杆菌不同C.C.用圆褐固氮菌制成的菌剂，不能提高农作物产量用圆褐固氮菌制成的菌剂，不能提高农作物产量D.D.可用无氮培养基从土壤中分离得到圆褐固氮菌可用无氮培养基从土壤中分离得到圆褐固氮菌解析解析 圆褐固氮菌是原核生物，细胞壁的组成成分中圆褐固氮菌是原核生物，细胞壁的组成成分中不含纤维素；圆褐固氮菌和黄色短杆菌的新陈代谢类不含纤维素；圆褐固氮菌和黄色短杆菌的新陈代谢类型都是异类需氧型。圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，型都是异类需氧型。圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，并且能分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育，并且能分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育，因此，将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤中，可以提因此，将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤中，可以提高农作物的产量；圆褐固氮菌在土壤中能够独立进行高农作物的产量；圆褐固氮菌在土壤中能够独立进行固氮，因而可用无氮培养基分离。固氮，因而可用无氮培养基分离。 D132.2.圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是圆褐固氮菌和根瘤菌的共同特点是 ( )( ) 都是异养生物都是异养生物 都是自养生物都是自养生物 合成固氮酶的合成固氮酶的基因结构都相同基因结构都相同 合成固氮酶的基因结构不相同合成固氮酶的基因结构不相同 都是原核生物都是原核生物 都是真核生物都是真核生物A. B. C. D.A. B. C. D.A14考点二考点二 氮循环氮循环1.1.图示图示 152.2.解读解读（1 1）固氮方式）固氮方式生物固氮：固氮微生物将大气中的氮还原成氨的生物固氮：固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。过程。高能固氮：在闪电等高空瞬间放电所产生的高能高能固氮：在闪电等高空瞬间放电所产生的高能作用下，空气中的氮与氧气结合，形成硝酸的过程。作用下，空气中的氮与氧气结合，形成硝酸的过程。工业固氮：用高温、高压和化学催化的方法，将工业固氮：用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化为氨。氮转化为氨。（2 2）氮循环）氮循环植物吸收植物吸收N N的两种形式及方式：的两种形式及方式：NHNH+ +4 4和和NONO- -3 3, ,都都以主动运输方式吸收。以主动运输方式吸收。16尿素的生成：动物体内氨基酸通过脱氨基作用形成尿素的生成：动物体内氨基酸通过脱氨基作用形成含氮部分，再进一步转化成尿素（在肝脏中完成），含氮部分，再进一步转化成尿素（在肝脏中完成），再经肾脏排出体外。再经肾脏排出体外。氨化作用：微生物将动植物遗体、排出物、残落物氨化作用：微生物将动植物遗体、排出物、残落物中的有机氮分解后形成氨的过程。中的有机氮分解后形成氨的过程。硝化作用：在有氧条件下，土壤中的氨或铵盐在硝硝化作用：在有氧条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终转化为硝酸盐的过程。化细菌的作用下最终转化为硝酸盐的过程。反硝化作用：在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸反硝化作用：在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并进盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并进一步还原成分子态氮返回到大气中，这一过程叫做反一步还原成分子态氮返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。硝化作用。173.3.氮循环中几种微生物的作用及其在生态系统中的地位氮循环中几种微生物的作用及其在生态系统中的地位在氮循环中的作用在氮循环中的作用代谢类型代谢类型在生态系统在生态系统中的地位中的地位根瘤根瘤菌菌固氮作用固氮作用将将N N2 2合成氨合成氨异养需氧异养需氧型型消费者消费者圆褐圆褐固氮固氮菌菌将将N N2 2合成氨合成氨异养需氧异养需氧型型分解者分解者18细菌、细菌、真菌真菌氨化氨化作用作用将生物遗将生物遗体中含氮体中含氮化合物转化合物转化为氨化为氨异养需异养需氧型氧型分解者分解者硝化硝化细菌细菌硝化硝化作用作用将土壤中将土壤中的氨转化的氨转化为硝酸盐为硝酸盐自养需自养需氧型氧型生产者生产者反硝反硝化细化细菌菌反硝反硝化化作用作用硝酸盐硝酸盐亚硝亚硝酸盐酸盐N N2 2异养厌异养厌氧型氧型分解者分解者19对位训练对位训练3.3.阴雨连绵的天气雨水浸泡了白菜地，则下列生理作阴雨连绵的天气雨水浸泡了白菜地，则下列生理作用最不可能会因此而降低的是用最不可能会因此而降低的是 ( )( ) 20解析解析 因雨水浸泡导致土壤中因雨水浸泡导致土壤中O O2 2减少，则需氧气的减少，则需氧气的活动将减弱而受影响活动将减弱而受影响B B和和C C的过程；不需氧气的的过程；不需氧气的生理过程加强生理过程加强D D中反硝化细菌的代谢类型为异养中反硝化细菌的代谢类型为异养厌氧型；厌氧型；A A中离子的运输因阴雨天气蒸腾作用下降而中离子的运输因阴雨天气蒸腾作用下降而降低。降低。答案答案 D214.4.如图表示几种含氮物质之间相互转化的关系，下列关如图表示几种含氮物质之间相互转化的关系，下列关于此图的叙述，错误的是于此图的叙述，错误的是 （ ） A.A.能进行能进行2 2和和4 4过程的生物，其新陈代谢的类型分过程的生物，其新陈代谢的类型分 别是异养厌氧型、自养需氧型别是异养厌氧型、自养需氧型B.B.能进行能进行1 1过程的生物，其基因内含子的碱基序列过程的生物，其基因内含子的碱基序列 发生改变也属于基因突变发生改变也属于基因突变22C.C.人体内人体内6 6过程可在肝细胞中进行，甘氨酸可通过过程可在肝细胞中进行，甘氨酸可通过 7 7过程合成过程合成D.D.不能独立进行不能独立进行8 8过程的生物，其遗传物质是过程的生物，其遗传物质是DNADNA 或或RNARNA解析解析 2 2是反硝化作用，通过反硝化细菌进行，代谢是反硝化作用，通过反硝化细菌进行，代谢类型为异养厌氧型；类型为异养厌氧型；4 4是硝化作用，其相应生物代谢是硝化作用，其相应生物代谢类型为自养需氧型；类型为自养需氧型；1 1为生物固氮，全为原核生物，为生物固氮，全为原核生物，基因结构无外显子和内含子之分；甘氨酸为非必需氨基因结构无外显子和内含子之分；甘氨酸为非必需氨基酸，可通过体内转氨基形成；不能独立合成蛋白质基酸，可通过体内转氨基形成；不能独立合成蛋白质的生物为病毒。的生物为病毒。答案答案 B23 思维方法探究思维方法探究思维误区警示思维误区警示易错分析易错分析1.1.对两类固氮微生物的培养条件不清楚对两类固氮微生物的培养条件不清楚共生固氮不能在无氮培养基上生存，自生固氮菌可以共生固氮不能在无氮培养基上生存，自生固氮菌可以生存。生存。2.2.对共生固氮菌和共生豆科作物特点不清楚对共生固氮菌和共生豆科作物特点不清楚根瘤菌属中有十几种根瘤菌，这些根瘤菌与豆科植物根瘤菌属中有十几种根瘤菌，这些根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系，也就是一种根瘤菌只能在具有特殊的互利共生关系，也就是一种根瘤菌只能在一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。一种豆科植一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。一种豆科植物只有一种互利共生菌，体现共生的专一性。物只有一种互利共生菌，体现共生的专一性。24纠正训练纠正训练1.1.农田土壤的表层，自生固氮菌的含量比较多。农田土壤的表层，自生固氮菌的含量比较多。 将用表层土制成的稀泥浆，接种到特制的培养将用表层土制成的稀泥浆，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。基上培养，可将自生固氮菌与其他细菌分开。 对培养基的要求是对培养基的要求是 ( )( ) 加抗生素加抗生素 不加抗生素不加抗生素 加氮素加氮素 不加氮素不加氮素 加葡萄糖加葡萄糖 不加葡萄糖不加葡萄糖 3737恒温培养箱恒温培养箱 2828 3030温度下培养温度下培养 A.A.B.B. C. C.D.D.C252.2.在新开垦的土地上，种植用蚕豆根瘤菌拌种的豇在新开垦的土地上，种植用蚕豆根瘤菌拌种的豇 豆、菜豆、大豆和小麦，能提高其产量的一组作豆、菜豆、大豆和小麦，能提高其产量的一组作 物是物是 （ ） A.A.菜豆和豇豆菜豆和豇豆B.B.豇豆和小麦豇豆和小麦C.C.菜豆和大豆菜豆和大豆D.D.大豆和豇豆大豆和豇豆解析解析 不同的根瘤菌只能侵入特定种类的豆科植不同的根瘤菌只能侵入特定种类的豆科植物：大豆根瘤菌只能侵入大豆的根，蚕豆根瘤菌物：大豆根瘤菌只能侵入大豆的根，蚕豆根瘤菌可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。小麦为非豆科可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。小麦为非豆科植物，目前还不能使其生长根瘤。植物，目前还不能使其生长根瘤。A26知识综合应用知识综合应用重点提示重点提示 通过通过“对氮循环过程识图析图对氮循环过程识图析图”的考查，提升的考查，提升“把握所学知识要点和知识之间内在联系构建知识网络把握所学知识要点和知识之间内在联系构建知识网络”的能力。的能力。 27典例分析典例分析下图是氮在土壤、植物和动物之间的转化示意图。下图是氮在土壤、植物和动物之间的转化示意图。 （1 1）大气中的氮主要经过）大气中的氮主要经过 作用被还原为作用被还原为NHNH3 3，然，然后被植物利用。土壤中的后被植物利用。土壤中的NHNH3 3也可经硝化细菌的作用也可经硝化细菌的作用, ,转化成硝酸盐后被植物吸收。在转化成硝酸盐后被植物吸收。在 情况下情况下, ,硝酸盐硝酸盐可被一些细菌最终转化为氮气可被一些细菌最终转化为氮气, ,返回大气中。返回大气中。 28（2 2）动物摄取的蛋白质在消化道内被分解为各种氨）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基酸，这些氨基酸进入细胞后有3 3个代谢途径，图中个代谢途径，图中是是 作用；作用；是是 作用；作用；是是 作用。作用。（3 3）氮返回土壤主要有两个途径：一是图中）氮返回土壤主要有两个途径：一是图中产生产生的的 （图中（图中C C）进入土壤；二是植物和动物遗体中）进入土壤；二是植物和动物遗体中的含氮物质被土壤中的的含氮物质被土壤中的 形成氨而进入土壤。形成氨而进入土壤。解析解析 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌，氨的过程，固氮微生物主要是指具有固氮功能的细菌，还包括具有固氮功能的蓝藻和放线菌；在有氧的条件还包括具有固氮功能的蓝藻和放线菌；在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被成硝酸盐，在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝29酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中；动物细胞可以通过氨基转换作用形成新的到大气中；动物细胞可以通过氨基转换作用形成新的氨基酸，但新的氨基酸均是非必需氨基酸；部分动物氨基酸，但新的氨基酸均是非必需氨基酸；部分动物可以通过排泄排出体内多余的氮（尿素），动植物的可以通过排泄排出体内多余的氮（尿素），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。成氨，这一过程叫做氨化作用。答案答案 (1)(1)生物固氮生物固氮 氧气不足氧气不足（2 2）脱氨基）脱氨基 氨基转换（或转氨基）氨基转换（或转氨基） 合成合成（3 3）尿素）尿素 微生物分解微生物分解30 随堂过关检测随堂过关检测题组一：生物固氮题组一：生物固氮1.1.关于固氮生物的正确说法是关于固氮生物的正确说法是 （ ）A.A.固氮生物都是异养的固氮生物都是异养的B.B.固氮生物都是互利共生的固氮生物都是互利共生的C.C.固氮生物都是细菌或放线菌固氮生物都是细菌或放线菌D.D.根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分D312.2.在水稻田中引入某种固氮蓝藻后，有效地促进了水在水稻田中引入某种固氮蓝藻后，有效地促进了水稻增产，原因是稻增产，原因是 （ ）A.A.蓝藻的呼吸作用能提高水稻根对矿质元素的吸蓝藻的呼吸作用能提高水稻根对矿质元素的吸 收速率收速率B.B.蓝藻的光合作用能提高稻田的光能利用率蓝藻的光合作用能提高稻田的光能利用率C.C.蓝藻的固氮间接提高了水稻的光合作用效率蓝藻的固氮间接提高了水稻的光合作用效率D.D.蓝藻与水稻间建立了互利共生的关系蓝藻与水稻间建立了互利共生的关系解析解析 固氮蓝藻可以通过固氮作用，将空气中的固氮蓝藻可以通过固氮作用，将空气中的氮转化为含氮的养料，供水稻利用，间接提高了氮转化为含氮的养料，供水稻利用，间接提高了水稻的光合作用效率。蓝藻的呼吸作用不能为水水稻的光合作用效率。蓝藻的呼吸作用不能为水稻提供能量，不能提高水稻根对矿质元素的吸收稻提供能量，不能提高水稻根对矿质元素的吸收32速率。蓝藻的光合作用能提高稻田的光能利用率，但速率。蓝藻的光合作用能提高稻田的光能利用率，但与水稻的增产无关。蓝藻与水稻都是自养型生物，故与水稻的增产无关。蓝藻与水稻都是自养型生物，故两者之间不存在互利共生关系。两者之间不存在互利共生关系。答案答案 C33题组二：氮循环题组二：氮循环3.3.如图表示甲、乙、丙三类微生物在生态系统碳循环和如图表示甲、乙、丙三类微生物在生态系统碳循环和氮循环中的作用，有关叙述错误的是氮循环中的作用，有关叙述错误的是 ( )( ) A.A.硝化细菌属于甲类硝化细菌属于甲类B.B.乙类使土壤中的氮素含量减少乙类使土壤中的氮素含量减少C.C.根瘤菌属于丙类根瘤菌属于丙类D.D.自生丙类微生物都有自养能力自生丙类微生物都有自养能力D34题组三：根瘤菌及生物固氮方面的应用题组三：根瘤菌及生物固氮方面的应用4.4.下列有关根瘤和根瘤菌的描述下列有关根瘤和根瘤菌的描述, ,正确的是（正确的是（ ）A.A.控制固氮性状的基因位于核区控制固氮性状的基因位于核区DNADNA分子上分子上B.B.在土壤中根瘤菌能够生存，但是不能固氮在土壤中根瘤菌能够生存，但是不能固氮C.C.一种根瘤菌只能侵入一种豆科植物中一种根瘤菌只能侵入一种豆科植物中D.D.根瘤的形状由豆科植物的基因决定根瘤的形状由豆科植物的基因决定解析解析 根瘤菌的固氮基因位于质粒上，故根瘤菌的固氮基因位于质粒上，故A A选项错。选项错。根瘤菌属于共生固氮微生物，与豆科植物共生时，根瘤菌属于共生固氮微生物，与豆科植物共生时，才能固氮，单独生活在土壤中时，不能固氮，故答才能固氮，单独生活在土壤中时，不能固氮，故答案为案为B B。B355.5.蛋白质是生物体内的主要组成物质，有多种蛋白质参蛋白质是生物体内的主要组成物质，有多种蛋白质参加才会使生物得以存在和延续，各种蛋白质都是由多加才会使生物得以存在和延续，各种蛋白质都是由多种氨基酸结合而成的。氮是氨基酸的主要组成元素。种氨基酸结合而成的。氮是氨基酸的主要组成元素。全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%20%，绝，绝大多数是通过生物固氮进行的，最常见的是生活在豆大多数是通过生物固氮进行的，最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，它能将大气中的游离态的氮经科植物根部的根瘤菌，它能将大气中的游离态的氮经过固氮作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而过固氮作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。豆科植物为根瘤菌提供营养物质。 （1 1）根瘤菌与豆科植物的关系在生态学上称为）根瘤菌与豆科植物的关系在生态学上称为 。36（2 2）固氮生物包括）固氮生物包括 （ ）A.A.满江红满江红B.B.大豆根瘤菌大豆根瘤菌C.C.硝化细菌硝化细菌D.D.蓝藻中的念珠藻蓝藻中的念珠藻（3 3）根瘤菌之所以能固氮是因为它具有独特的固氮）根瘤菌之所以能固氮是因为它具有独特的固氮酶，而根本原因是它具有特殊的酶，而根本原因是它具有特殊的 。（4 4）如果直接将固氮基因重组到水稻、小麦等经济）如果直接将固氮基因重组到水稻、小麦等经济作物中，建立作物中，建立“植物小型化肥厂植物小型化肥厂”，让植物自身可，让植物自身可以直接固氮，这样可以免施氮肥。这种创新品种乃以直接固氮，这样可以免施氮肥。这种创新品种乃至新物种的重组至新物种的重组DNADNA技术技术, ,生物学上称为生物学上称为 。37(5)(5)这种重组这种重组DNADNA技术中最常见的运载体是（技术中最常见的运载体是（ ）A.A.病毒病毒DNADNAB.B.细菌细菌DNADNAC.C.植物植物DNADNAD.D.动物动物DNADNA解析解析 本题考查生物固氮、遗传工程对性状的控制等本题考查生物固氮、遗传工程对性状的控制等知识点。固氮微生物包括自生固氮菌和共生固氮菌，知识点。固氮微生物包括自生固氮菌和共生固氮菌，根瘤菌是共生固氮菌，满江红由固氮蓝藻与之共生，根瘤菌是共生固氮菌，满江红由固氮蓝藻与之共生，念珠藻属于固氮蓝藻的一种，所以它们都能固氮。念珠藻属于固氮蓝藻的一种，所以它们都能固氮。答案答案 （1 1）互利共生）互利共生 （2 2）ABD ABD （3 3）固氮基因）固氮基因（4 4）基因工程）基因工程 （5 5）A A38 定时检测定时检测组题说明组题说明特别推荐特别推荐：识图析图题：识图析图题1 1、1515；推断题；推断题8 8、 1010；改编题；改编题1212；综合题；综合题1515、1616。 考点考点题号题号氮循环氮循环1 1、7 7、1414、1515、1616生物固氮生物固氮2 2、4 4、9 9固氮微生物固氮微生物3 3、5 5、6 6、8 8、1010、1212、1313生物固氮的应用生物固氮的应用1111391.1.如图为氮循环示意图，下列有关叙述不正确的是如图为氮循环示意图，下列有关叙述不正确的是 （ ）A.A.过程中通过生物固定的氮素远多于其他途径过程中通过生物固定的氮素远多于其他途径 固定的氮素固定的氮素B.B.进行进行过程的生物的代谢类型为自养需氧型过程的生物的代谢类型为自养需氧型C.C.进行进行和和过程的生物分别主要是生产者和消过程的生物分别主要是生产者和消 费者费者D.D.过程能增加土壤的肥力，有利于农业生产过程能增加土壤的肥力，有利于农业生产解析解析 图中图中过程将硝酸盐转化为过程将硝酸盐转化为N N2 2后后, ,可导致土可导致土壤氮素流失，土壤肥力下降，不利于农业生产。壤氮素流失，土壤肥力下降，不利于农业生产。D402.2.经常松土能提高农作物的产量。这是因为（经常松土能提高农作物的产量。这是因为（ ）增强植物的呼吸作用，为矿质离子的吸收提供更增强植物的呼吸作用，为矿质离子的吸收提供更 多的能量多的能量有利于分解者的活动，提高光能利用率有利于分解者的活动，提高光能利用率有利于圆褐固氮菌的活动，增加土壤的肥力，促有利于圆褐固氮菌的活动，增加土壤的肥力，促 进植物果实的成熟进植物果实的成熟促进硝化细菌将氨态氮转化为硝态氮，提高氮肥促进硝化细菌将氨态氮转化为硝态氮，提高氮肥 的利用率的利用率促进根系吸收有机肥料，实现物质和能量的多级促进根系吸收有机肥料，实现物质和能量的多级 利用利用A.A.B.B.C.C.D.D.解析解析 根系不能直接吸收有机肥，故根系不能直接吸收有机肥，故是错误的。是错误的。C413.3.下列关于固氮微生物的叙述中，错误的是（下列关于固氮微生物的叙述中，错误的是（ ）A.A.能够将大气中的氮气转化为植物可以利用的含氮能够将大气中的氮气转化为植物可以利用的含氮 养料养料B.B.细胞中没有线粒体、内质网、高尔基体等复杂的细胞中没有线粒体、内质网、高尔基体等复杂的 细胞器细胞器C.C.在自然界的氮循环中发挥重要的作用在自然界的氮循环中发挥重要的作用D.D.只能生活在一种或几种豆科植物中，与豆科植物只能生活在一种或几种豆科植物中，与豆科植物 存在互利共生关系存在互利共生关系解析解析 所有固氮微生物均可将大气中的氮气转化为所有固氮微生物均可将大气中的氮气转化为植物可以利用的含氮养料，且固氮微生物均为原核植物可以利用的含氮养料，且固氮微生物均为原核生物，其细胞中不含线粒体、内质网、高尔基体等生物，其细胞中不含线粒体、内质网、高尔基体等复杂的细胞器。生物固氮在自然界的氮循环中发挥复杂的细胞器。生物固氮在自然界的氮循环中发挥42着重要作用，故着重要作用，故A A、B B、C C选项所述均正确。但固氮微选项所述均正确。但固氮微生物未必与植物共生，如自生固氮微生物即可自行固生物未必与植物共生，如自生固氮微生物即可自行固氮，故氮，故D D项所述错误。项所述错误。答案答案 D 434.4.“三农问题三农问题”是关系国计民生的大事。农业上使用是关系国计民生的大事。农业上使用化肥可以大大提高农作物产量，但持续、大量使化肥可以大大提高农作物产量，但持续、大量使用化肥存在许多负面影响。用化肥存在许多负面影响。“生物固氮生物固氮”已成为已成为一项重要的研究性课题。下列说法不正确的是一项重要的研究性课题。下列说法不正确的是 （ ）A.A.长期使用化肥导致土壤板结，使土壤不易流长期使用化肥导致土壤板结，使土壤不易流 失，对植物生长有利失，对植物生长有利B.B.土壤板结土壤板结, ,会加快某些细菌对会加快某些细菌对NONO- -3 3N N2 2的转化的转化C.C.与人工合成与人工合成NHNH3 3所需的高温、高压相比，生物所需的高温、高压相比，生物 固氮的顺利进行是因为这些生物体内含有特定固氮的顺利进行是因为这些生物体内含有特定 的固氮酶的固氮酶44D.D.中耕松土可促进植物对水分和矿质元素的吸收，中耕松土可促进植物对水分和矿质元素的吸收， 松软土壤也有利于根瘤菌、硝化细菌的生命活动松软土壤也有利于根瘤菌、硝化细菌的生命活动解析解析 土壤板结会促进反硝化细菌的活动，不利于矿土壤板结会促进反硝化细菌的活动，不利于矿质元素的吸收和固氮微生物的生命活动，因此对植物质元素的吸收和固氮微生物的生命活动，因此对植物生长不利。生长不利。答案答案 A455.5.关于根瘤及根瘤菌的叙述中，不正确的一项是关于根瘤及根瘤菌的叙述中，不正确的一项是 （ ）A.A.根瘤可以单独着生，也可以聚集在一起着生在根瘤可以单独着生，也可以聚集在一起着生在 根上根上B.B.一般豆科植物的主根和侧根上都可以着生根瘤一般豆科植物的主根和侧根上都可以着生根瘤C.C.根瘤是由根瘤菌进入根细胞内部，刺激根组织根瘤是由根瘤菌进入根细胞内部，刺激根组织 膨大而成的膨大而成的D.D.根瘤破溃后，根瘤菌全部死亡进入土壤根瘤破溃后，根瘤菌全部死亡进入土壤解析解析 根瘤是豆科植物的根部在生长发育过程中，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，根瘤菌在被土壤中一些相适应的根瘤菌侵入后，根瘤菌在根内大量繁殖中，并刺激根部的一些薄壁细根内大量繁殖中，并刺激根部的一些薄壁细46胞分裂，进而使该处的组织逐渐膨大后形成的。根瘤胞分裂，进而使该处的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在一起。当植可以单独着生，也可以在任意根上聚集在一起。当植物衰老死亡后，根瘤也要破溃，其内的根瘤菌便进入物衰老死亡后，根瘤也要破溃，其内的根瘤菌便进入土壤，但进入土壤的根瘤菌不一定死亡。土壤，但进入土壤的根瘤菌不一定死亡。答案答案 D476.6.下列关于四种生物的能源、下列关于四种生物的能源、C C源、源、N N源和代谢类型源和代谢类型的描述，其中正确的一组是的描述，其中正确的一组是 ( )( )A.A.硝化细菌、乳酸菌硝化细菌、乳酸菌B.B.乳酸菌、酵母菌乳酸菌、酵母菌C.C.酵母菌、衣藻酵母菌、衣藻D.D.硝化细菌、衣藻硝化细菌、衣藻硝化细菌硝化细菌乳酸菌乳酸菌酵母菌酵母菌衣藻衣藻能源能源氧化氧化NHNH3 3分解乳酸分解乳酸固定固定N N2 2利用光能利用光能C C源源COCO2 2糖类糖类糖类糖类COCO2 2N N源源NHNH3 3N N2 2N N2 2NONO- -3 3代谢代谢类型类型自养需自养需氧型氧型异养需异养需氧型氧型异养需异养需氧型氧型自养需自养需氧型氧型48解析解析 本题考查的知识有：本题考查的知识有：各种微生物的代谢类型，各种微生物的代谢类型，微生物所需的能源、碳源和氮源的不同。解答此题微生物所需的能源、碳源和氮源的不同。解答此题时应明确：硝化细菌、乳酸菌属于细菌，酵母菌属于时应明确：硝化细菌、乳酸菌属于细菌，酵母菌属于真菌真菌, ,衣藻属于真核生物。微生物所需的能源、碳源、衣藻属于真核生物。微生物所需的能源、碳源、氮源因其同化作用类型的不同而不同。氮源因其同化作用类型的不同而不同。答案答案 D497.7.圆褐固氮菌所固定的氮素参与氮循环全过程的是圆褐固氮菌所固定的氮素参与氮循环全过程的是 ( )( )A.A.N N2 2NHNH3 3NONO- -3 3生物体有机氮生物体有机氮NHNH3 3NONO- -3 3N N2 2B.B.N N2 2NHNH3 3生物体有机氮生物体有机氮NHNH3 3NONO- -3 3N N2 2C.C.N N2 2NHNH3 3生物体有机氮生物体有机氮NONO- -3 3N N2 2D.D.N N2 2NHNH3 3NONO- -3 3生物体有机氮生物体有机氮NHNH3 3N N2 2解析解析 圆褐固氮菌为自生固氮菌，它能将圆褐固氮菌为自生固氮菌，它能将N N2 2转化为转化为NHNH3 3，NHNH3 3必须被硝化细菌转化为必须被硝化细菌转化为NONO- -3 3之后才能被植之后才能被植物体吸收和利用；生物体有机氮经代谢转化为物体吸收和利用；生物体有机氮经代谢转化为NHNH3 3，NHNH3 3被硝化细菌再次转化为被硝化细菌再次转化为NONO- -3 3，然后经反硝化细菌，然后经反硝化细菌分解成分解成N N2 2返回到大气中，从而完成一次氮循环。返回到大气中，从而完成一次氮循环。A508.8.用抗生素（如链霉素）处理红萍，并把红萍培养用抗生素（如链霉素）处理红萍，并把红萍培养 在无氮培养液中，红萍生长停止；而未用链霉素在无氮培养液中，红萍生长停止；而未用链霉素 处理的红萍放在同样的无氮培养液中却生长良好。处理的红萍放在同样的无氮培养液中却生长良好。对以上现象的解释正确的是对以上现象的解释正确的是 ( )( )A.A.链霉素破坏了红萍的固氮酶，使红萍不能固定链霉素破坏了红萍的固氮酶，使红萍不能固定 氮素氮素B.B.链霉素杀死了与红萍共生的固氮蓝藻，使红萍链霉素杀死了与红萍共生的固氮蓝藻，使红萍 没有蓝藻固定的氮素供应而导致氨基酸合成受没有蓝藻固定的氮素供应而导致氨基酸合成受 阻，蛋白质合成亦受阻阻，蛋白质合成亦受阻C.C.链霉素破坏了蛋白质合成酶，使红萍蛋白质合链霉素破坏了蛋白质合成酶，使红萍蛋白质合 成受阻成受阻D.D.以上都对以上都对51解析解析 抗生素可杀死原核生物。因与红萍共生的固氮抗生素可杀死原核生物。因与红萍共生的固氮蓝藻，可通过生物固氮作用为红萍提供固氮产物满足蓝藻，可通过生物固氮作用为红萍提供固氮产物满足红萍对氮素的需求，当抗生素将固氮蓝藻杀死时，将红萍对氮素的需求，当抗生素将固氮蓝藻杀死时，将使红萍失去氮素来源（因培养液为无氮培养液），从使红萍失去氮素来源（因培养液为无氮培养液），从而使其生长停止。而使其生长停止。答案答案 B 529.9.下列关于生物固氮的说法中，错误的是（下列关于生物固氮的说法中，错误的是（ ）A.A.生物固氮是指固氮微生物将氮气还原成氨的过程生物固氮是指固氮微生物将氮气还原成氨的过程B.B.自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮 的微生物的微生物C.C.共生固氮微生物是指与豆科植物互利共生的固氮共生固氮微生物是指与豆科植物互利共生的固氮 微生物微生物D.D.将固氧基因转移到水稻的细胞内，有望使水稻自将固氧基因转移到水稻的细胞内，有望使水稻自 行固氮行固氮解析解析 共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共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，如与豆科植物共生的根瘤菌。生的固氮微生物，如与豆科植物共生的根瘤菌。C5310.10.下列有关氮循环中进行固氮作用、氨化作用、硝下列有关氮循环中进行固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用的微生物在生态系统中的地化作用、反硝化作用的微生物在生态系统中的地位的叙述，正确的是位的叙述，正确的是 （ ）A.A.是分解者是分解者B.B.只有分解者和生产者只有分解者和生产者C.C.只有分解者和消费者只有分解者和消费者D.D.既有分解者、生产者，又有消费者既有分解者、生产者，又有消费者解析解析 进行固氮作用的固氮菌如根瘤菌是消费者；进行固氮作用的固氮菌如根瘤菌是消费者；进行氨化作用、反硝化作用的微生物如反硝化细进行氨化作用、反硝化作用的微生物如反硝化细菌是分解者；进行硝化作用的硝化细菌是生产者。菌是分解者；进行硝化作用的硝化细菌是生产者。D5411.11.农业生产中为提高作物产量，常将玉米和大豆间农业生产中为提高作物产量，常将玉米和大豆间行种植（间作）。下列有关间作优点的叙述中，行种植（间作）。下列有关间作优点的叙述中，错误的是错误的是 （ ）A.A.可以充分利用光能，从而提高光合作用强度可以充分利用光能，从而提高光合作用强度B.B.能够保证通风良好，提高能够保证通风良好，提高COCO2 2的含量，从而提的含量，从而提 高光合效率高光合效率C.C.玉米是须根系，大豆是直根系，可以充分利用玉米是须根系，大豆是直根系，可以充分利用 不同层次的水和矿质元素不同层次的水和矿质元素D.D.大豆根瘤菌固氮，可以提高土壤氮素含量大豆根瘤菌固氮，可以提高土壤氮素含量解析解析 植物间作可以充分吸收太阳辐射能，提高植物间作可以充分吸收太阳辐射能，提高光能利用率，但不能提高光合作用强度；间作能光能利用率，但不能提高光合作用强度；间作能55够保证通风良好，满足叶肉细胞对够保证通风良好，满足叶肉细胞对COCO2 2的需求，提高的需求，提高光合效率；不同层次的根系可以吸收土壤中不同深度光合效率；不同层次的根系可以吸收土壤中不同深度的水和矿质元素；大豆根瘤菌通过生物固氮，将空气的水和矿质元素；大豆根瘤菌通过生物固氮，将空气中的氮气转化成植物可吸收的氮素，提高土壤氮素含中的氮气转化成植物可吸收的氮素，提高土壤氮素含量。量。答案答案 A 5612.12.根瘤菌与豆科植物的关系是根瘤菌与豆科植物的关系是 （ ）根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮根瘤菌与豆科植物之间是寄生关系根瘤菌与豆科植物之间是寄生关系豆科植物豆科植物供给根瘤菌有机物，根瘤菌供给豆科植物氨供给根瘤菌有机物，根瘤菌供给豆科植物氨根瘤菌为豆科植物提供生长素根瘤菌为豆科植物提供生长素A. B. C. D.A. B. C. D.解析解析 本题考查根瘤菌的固氮特点及其与豆科植本题考查根瘤菌的固氮特点及其与豆科植物的关系。根瘤菌和豆科植物是互利共生的关系，物的关系。根瘤菌和豆科植物是互利共生的关系，故故错。根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能错。根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮，故固氮，故正确。豆科植物通过光合作用制正确。豆科植物通过光合作用制57造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物，故氮制造的氨，则供给豆科植物，故正确。土壤中的正确。土壤中的自生固氮微生物圆褐固氮菌不但有较强的固氮能力，自生固氮微生物圆褐固氮菌不但有较强的固氮能力，也可分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育，而也可分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育，而根瘤菌不能分泌生长素。根瘤菌不能分泌生长素。答案答案 C5813.13.下列有关根瘤菌及其生物固氮方面的叙述，正确的下列有关根瘤菌及其生物固氮方面的叙述，正确的是是 （ ）A.A.制备根瘤菌制备根瘤菌DNADNA时需用纤维素酶处理细胞壁时需用纤维素酶处理细胞壁B.B.根瘤菌的固氮基因编码区含有内含子和外显子根瘤菌的固氮基因编码区含有内含子和外显子C.C.大豆种子用其破碎的根瘤拌种，不能提高固氮量大豆种子用其破碎的根瘤拌种，不能提高固氮量D.D.根瘤菌固氮量与其侵入植物的生长状况有关根瘤菌固氮量与其侵入植物的生长状况有关解析解析 根瘤菌属于细菌，细胞壁的成分不是纤维素根瘤菌属于细菌，细胞壁的成分不是纤维素和果胶而是肽聚糖。原核基因中编码区是连续的、和果胶而是肽聚糖。原核基因中编码区是连续的、不间隔的，没有内含子和外显子之分。大豆种子用不间隔的，没有内含子和外显子之分。大豆种子用其破碎的根瘤拌种，能提高固氮量。根瘤菌固氮量其破碎的根瘤拌种，能提高固氮量。根瘤菌固氮量与其侵入植物的生长状况有关，在开花前达到最佳与其侵入植物的生长状况有关，在开花前达到最佳状态。状态。D5914.14.下列有关氮循环的叙述中，错误的是下列有关氮循环的叙述中，错误的是 （ ）A.A.有氧条件下土壤中的氨经过硝化细菌的作用最有氧条件下土壤中的氨经过硝化细菌的作用最 终氧化成硝酸盐终氧化成硝酸盐B.B.在氧气不足的情况下土壤中的反硝化细菌能将在氧气不足的情况下土壤中的反硝化细菌能将 硝酸盐最终转化成氮气硝酸盐最终转化成氮气C.C.圆褐固氮菌能够独立将大气中的氮还原为氨，圆褐固氮菌能够独立将大气中的氮还原为氨， 其同化作用类型为自养型其同化作用类型为自养型D.D.通常情况下，植物能利用土壤中的硝酸盐和铵通常情况下，植物能利用土壤中的硝酸盐和铵 盐，而不能直接利用空气中的氮气盐，而不能直接利用空气中的氮气60解析解析 硝化细菌的代谢类型是自养需氧型，因而在有硝化细菌的代谢类型是自养需氧型，因而在有氧条件下硝化细菌可将土壤中的氨氧化成硝酸盐；反氧条件下硝化细菌可将土壤中的氨氧化成硝酸盐；反硝化细菌的代谢类型是异养厌氧型，在氧气不足时，硝化细菌的代谢类型是异养厌氧型，在氧气不足时，反硝化细菌能将硝酸盐最终转化成氮气；圆褐固氮菌反硝化细菌能将硝酸盐最终转化成氮气；圆褐固氮菌是异养型生物，它必须从环境中吸收有机物。是异养型生物，它必须从环境中吸收有机物。答案答案 C 6115.15.氮元素是构成生物体的最主要元素之一，在动植氮元素是构成生物体的最主要元素之一，在动植物生命活动中起着主要的作用。在自然界中各种物生命活动中起着主要的作用。在自然界中各种含氮物质经过复杂的新陈代谢和化学变化，实现含氮物质经过复杂的新陈代谢和化学变化，实现氮元素的循环，维持自然环境中的氮平衡。如图氮元素的循环，维持自然环境中的氮平衡。如图所示是自然界中氮循环以及有机物在生物体内代所示是自然界中氮循环以及有机物在生物体内代谢的部分过程示意图，请分析回答：谢的部分过程示意图，请分析回答：62（1 1）微生物在氮循环中具有重要作用，如生活在大）微生物在氮循环中具有重要作用，如生活在大豆根部的根瘤菌能参与图中豆根部的根瘤菌能参与图中 过程。过程。（2 2）土壤中能完成）土壤中能完成过程的生物，其新陈代谢类过程的生物，其新陈代谢类型是型是 。（3 3）机体中的）机体中的 （激素）能促进（激素）能促进的进行，的进行，保证了内环境物质的动态平衡。保证了内环境物质的动态平衡。（4 4）在人体内，发生在细胞外的过程是）在人体内，发生在细胞外的过程是 （用图（用图中序号表示）。中序号表示）。（5 5）图中）图中H H的代谢去向及其意义是的代谢去向及其意义是 。如果细胞内如果细胞内H H的含量增多，而的含量增多，而ATPATP的含量减少，的含量减少，则很可能是控制合成则很可能是控制合成 的基因发生了突变。的基因发生了突变。63答案答案（1 1） 生物固氮生物固氮 （2 2）自养需氧型）自养需氧型（3 3）胰岛素（或甲状腺激素）（）胰岛素（或甲状腺激素）（4 4）（5 5）被传递至）被传递至O O2 2并与其结合生成水，产生大量并与其结合生成水，产生大量ATPATP，为细胞生命活动提供能量，为细胞生命活动提供能量 有氧呼吸第三阶段的有氧呼吸第三阶段的酶（或与酶（或与ATPATP生成有关的酶）生成有关的酶） 6416.16.下图是自然界中氮循环示意图。依图回答：下图是自然界中氮循环示意图。依图回答： （1 1）大气中的氮主要通过）大气中的氮主要通过 进入生物群进入生物群落，其次通过落，其次通过 和和 等途径等途径也可少量供给植物氮素。也可少量供给植物氮素。65（2 2）图中）图中A A物质代表物质代表 ，可被土壤中的微，可被土壤中的微生物分解形成生物分解形成B B物质，物质，B B物质在土壤中物质在土壤中 细菌的作细菌的作用下形成用下形成C C，C C物质代表物质代表 。（3 3）将）将B B物质转化成物质转化成C C物质的细菌，其新陈代谢的类物质的细菌，其新陈代谢的类型属于型属于 。（4 4）在）在 的情况下，一些细菌可将的情况下，一些细菌可将C C物质最终物质最终转化成转化成 返回大气中，由此可见，土壤返回大气中，由此可见，土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中这些微生物在包括氮循环在内的自然界 中的中的 中起着重要作用。中起着重要作用。（5 5）目前，全世界每年施用大量的氮肥，这对环境）目前，全世界每年施用大量的氮肥，这对环境可能带来负面影响。根瘤菌之所以能完成固氮作用，可能带来负面影响。根瘤菌之所以能完成固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它具有独特是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它具有独特的固氮基因。的固氮基因。66科学家把固氮基因转移到水稻根系的微生物中，通科学家把固氮基因转移到水稻根系的微生物中，通过指导合成固氮所需的过指导合成固氮所需的 ，进而起到固氮的作用，进而起到固氮的作用，减少氮肥的施用量，以更好地保护生态环境。减少氮肥的施用量，以更好地保护生态环境。试提出一种更为理想的减少氮肥施用量的设想。试提出一种更为理想的减少氮肥施用量的设想。 。组成固氮酶的蛋白质对氧极端敏感，一旦遇氧就很组成固氮酶的蛋白质对氧极端敏感，一旦遇氧就很快不可逆地失活，所以，固氮微生物的固氮过程要在快不可逆地失活，所以，固氮微生物的固氮过程要在严格的厌氧环境中进行。而大多数的固氮菌都是好氧严格的厌氧环境中进行。而大多数的固氮菌都是好氧菌，它们要利用氧气进行呼吸和产生大量的能量。固菌，它们要利用氧气进行呼吸和产生大量的能量。固氮菌在进化过程中，发展出多种机制来解决既需氧又氮菌在进化过程中，发展出多种机制来解决既需氧又要防止氧对固氮酶造成损伤的矛盾。请你给出一种可要防止氧对固氮酶造成损伤的矛盾。请你给出一种可能的机制。能的机制。 。67解析解析 大气中的氮主要通过生物固氮进入生物群落，大气中的氮主要通过生物固氮进入生物群落，其次通过闪电固氮和工业固氮等途径也可少量供给植其次通过闪电固氮和工业固氮等途径也可少量供给植物氮素。尿素及动植物遗体被土壤中的微生物分解形物氮素。尿素及动植物遗体被土壤中的微生物分解形成氨，氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐。在氧气成氨，氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐。在氧气不足的情况下，反硝化细菌把硝酸盐转变成氮气。利不足的情况下，反硝化细菌把硝酸盐转变成氮气。利用基因工程，把固氮基因转移到水稻等植物中，通过用基因工程，把固氮基因转移到水稻等植物中，通过指导合成固氮所需的固氮酶，使植物自行固氮，减少指导合成固氮所需的固氮酶，使植物自行固氮，减少氮肥的施用量。固氮菌在进化过程中，发展出的机制氮肥的施用量。固氮菌在进化过程中，发展出的机制可能是以较强的呼吸作用迅速地将周围环境中的氧消可能是以较强的呼吸作用迅速地将周围环境中的氧消耗掉，使细胞周围处于低氧状态，保护固氮酶不受损耗掉，使细胞周围处于低氧状态，保护固氮酶不受损伤。伤。68答案答案（1 1） 生物固氮生物固氮 闪电固氮闪电固氮 工业工业固氮固氮 （2 2）尿素及动植物遗体）尿素及动植物遗体 硝化硝化 硝酸盐硝酸盐（3 3）自养需氧型（）自养需氧型（4 4）氧气不足）氧气不足 氮气氮气 物质循环物质循环（5 5）固氮酶固氮酶 利用基因工程，将固氮基因转入利用基因工程，将固氮基因转入水稻、小麦等植物体内，让植物自身直接固氮水稻、小麦等植物体内，让植物自身直接固氮 固氮菌以较强的呼吸作用迅速地将周围环境中的氧固氮菌以较强的呼吸作用迅速地将周围环境中的氧消耗掉，使细胞周围处于低氧状态，保护固氮酶不受消耗掉，使细胞周围处于低氧状态，保护固氮酶不受损伤损伤返回69