高三生物生物固氮知识精讲 人教版

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1、高三生物生物固氮知识精讲一.本周教学内容：生物固氮二.学习内容：本周学生物固氮，掌握生物固氮的概念，固氮微生物的类群。共生固氮菌根瘤的特点，自生固氮菌、圆褐固氮菌的特点。了解生物固氮的原理。过程。掌握氮元素的循环过程，以及生物固氮的应用。掌握土壤自生，固氮菌的分离实验，理解实验原理，初步学会制作临时涂片的方法。三.学习重点：1.固氮微生物的种类2.生物固氮的基本过程3.生物固氮的意义以及在农业生产上的应用4.掌握土壤自生固氮菌的分离原理四.学习难点：1.固氮微生物的种类（自生固氮菌，共生固氮菌）2.生物固氮的基本过程3.生物固氮的意义以及在农业生产上的应用4.掌握土壤自生固氮菌

2、的分离五.学习过程（一）固氮类型固氮：将空气中的氮分子转化成氮化合物的过程生物固氮：固氮微生物将空气中的还原成氨的过程                              高能固氮：雷电（形成氮的氧化物）固氮化能固氮：工业合成氨（高温、高压、催化剂）                              生物固氮：固氮微生物作用每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右。生物固氮在氮循环中起重要作用。（二）固氮微生物的种类1.固氮微生物都是原核微生物，目前共发现100多种。主要有：根瘤菌、蓝藻、放线菌2.类型：（1）共生固氮微生物指与绿色植物互利共生时才能固氮的微

3、生物如：根瘤菌——与豆科植物互利共生弗兰克氏放线菌——与桤木属、杨梅属、沙棘属等植物共生蓝藻——与红萍等水生蕨类或罗汉松等裸子植物共生，地衣即是。根瘤菌：在土壤中分布广泛，其固定的氮素占自然界生物固氮的绝大部分形状：棒槌型、T型、Y型代谢类型：需氧异养细菌，原核生物特点：①只有在侵入到豆科植物的根内才能固氮②不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物③根瘤菌与豆科植物互利共生根瘤形成：①豆科植物幼苗长出后，相应的根瘤菌就侵入到根内②根瘤菌在根内不断繁殖③刺激根内薄壁细胞分裂，该处组织膨大形成根瘤重要意义：豆科植物从根瘤中获得的氮素占所需氮素的30%到80%（2）自生固氮微生物指

4、在土壤中能够独立进行固氮的微生物，如：圆褐固氮菌圆褐固氮菌：异养需氧原核生物（细菌）结构特点：①大多是杆菌或短杆菌②通常是单生或对生生活（显微镜下观察呈8字型）③细菌外层有一层荚膜功能特点：①异养需氧生活②能独立固氮，固氮能力较强（能在无氮培养基中生长）③能分泌生长素（促进植株生长和果实发育）生产应用：常制作成菌剂，投入到土壤中，提高农作物的产量①作用对象：小麦，水稻，棉花，玉米②主要菌种：圆褐固氮菌，棕色固氮菌③施用方式：a.基施以基肥的形式使用b.追施追加在作物的根部，覆盖土壤c.拌种阴凉处晾干后使用④增产效果：单纯使用菌剂不能满足农作物对氮营养的全部需要，只能是一种补充措

5、施菌落特点：①色泽土褐色②表面光滑呈黏稠状（具有荚膜）③形状不规则（通常具有菌毛，具运动能力）（3）联合固氮微生物（高中了解部分内容）必须生活在根际、叶面或动物的肠道等处才能固氮的微生物如：雀稗固氮菌、固氮螺菌——生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞间特点：具有一定的专一性，但不形成根瘤那种特殊结构可以进行自行固氮，介于自生固氮和共生固氮之间（三）生物固氮过程：1.生物固氮是在细胞内的固氮酶的催化下进行的，不同固氮微生物的固氮酶的催化作用基本相同2.基本过程：（1）将N2还原成NH3，将C2H2还原成C2H4（2）需要e和H+（来自植物体内的化学反应）（3）需要AT

6、P提供能量是一个释能过程3.固氮酶：有两种蛋白质组成，只有两种蛋白质同时存在时才能起固氮作用（1）两种蛋白质分别是：含铁的蛋白质——铁蛋白；含有铁和钼的蛋白质——钼铁蛋白（2）电子先传递给铁蛋白，然后传递给钼铁蛋白，最终被或接受（3）ATP一定要与Mg结合，形成Mg—ATP复合物才能起作用（4）具有底物多样性（四）生物固氮的意义：1.植物吸收土壤中的氨盐和硝酸盐，在体内将无机氮转化为有机氮2.动物直接或间接以植物为食，同化形成动物有机氮3.动植物有机氮被微生物分解成氨——氨化作用4.氨或氨盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐——硝化作用5.硝酸盐被反硝化细菌等还原成亚硝酸盐，进

7、一步形成分子态氮返回大气——反硝化作用意义：没有以生物固氮为主的固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。生物固氮在氮循环中有十分重要的意义。（五）生物固氮在农业中的应用：1.补充土壤损失的氮元素（两种途径：a.施用氮素化肥，农家肥补充b.生物固氮补充）2.提高豆科作物的产量根（瘤菌拌种种植增产10%~20%）3.豆科作物做绿肥明显提高土壤的氮素含量4.让非豆科农作物自行固氮不仅能提高产量，还有利于生态环境的保护（六）自生固氮菌的分离：1.原理：农田表层土壤制成的稀泥浆接种到无氮培养基