高三生物－－生物固氮.ppt

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1、在化学中我们学过氮的固定,大家还记得吗?氮在植物体中的含量与作用1)、氮在植物体中含量很小2)、氮是构成蛋白质的主要成分，占其含量的16～18％，而细胞质、细胞核和酶都含有蛋白质，所以氮也是细胞质、细胞核和酶的组成成分。3)、核酸、辅酶、磷脂、叶绿素等化合物中都含有氮。所以氮为基本生命元素，必须不断补充氮素还有一种化合物中含有N,记得吗?氮素吸收的形式：植物所吸收的氮素主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。生物固氮固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程一、生物固氮概念◆共生固氮微生物◆自生

2、固氮微生物二、固氮微生物的种类豌豆根瘤1、共生固氮微生物与植物共生时才能固氮大豆根瘤与豆科共生与非豆科共生苜蓿根瘤实例：根瘤菌形态：棒槌形、“T”形或“Y”形根瘤菌根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮总量的绝大部分结构：原核单细胞原核生物—无核仁、核膜、染色体等结构,有DNA和核糖体根瘤菌结构特点：侵入——繁殖——根薄壁细胞分裂——组织膨大——形成根瘤互利共生关系根瘤菌与豆科植物的关系是什么？提供可直接利用的氮素提供有机养料和生活环境二者的互利共生关系具体表现在？根瘤菌→豆科植物：豆科植物→根瘤菌：异养需氧型的细菌(有氧

3、呼吸的场所在细胞膜)根瘤菌的新陈代谢类型：1）根瘤菌只有侵入豆科植物根内才能固氮。2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物。（特异性）根瘤菌的固氮特点：生理：①需氧异养②互利共生（具种属特异性）③侵入——繁殖——根薄壁细胞分裂——组织膨大——形成根瘤形态：杆菌或短杆菌、荚膜作用：①固氮；②分泌生长素，促进植株生长和果实发育结构：原核单细胞实例：圆褐固氮菌2、自生固氮微生物独立好氧性厌氧性有异形胞的蓝藻指在土壤中能够独立进行固氮的微生物。多数是自生固氮菌（细菌）概念：杆菌、短杆菌，单生或对生。“8”字形排列，外面

4、有荚膜。常见类型：圆褐固氮菌（应用最多）共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放线菌→非豆科植物蓝藻→水生蕨类等圆褐固氮菌（好氧）梭菌（厌氧）鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻常见类型生活方式代谢类型对植物的作用固氮量共生固氮微生物根瘤菌自生固氮微生物圆褐固氮菌在土壤中独立生活与植物互利共生，有专一性异养需氧型异养需氧型提供氮素提供氮素提供生长素大小1、弥补土壤中氮素损失2、进行根瘤菌拌种，提高豆科作物产量3、用豆科植物做绿肥,饲养家畜.4、非豆科植物自行固氮三、生物固氮在农业生产上的应用选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌

5、进行拌种:新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤肥:8×107t固:4×108t将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤中，可提高农作物产量将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科粮食作物的细胞内，在固氮基因的调控下，让非豆科粮食作物的细胞内合成出固氮酶并且固氮，这是解决非豆科粮食作物自行固氮的一条重要途径，这一途径叫做固氮基因工程。固氮基因工程：将固氮基因转移到非豆科作物细胞内，使其自行固氮意义：①减少施氮肥费用，降低粮食生产成本；②减少氮肥生产，有利于节省能源；③避免氮肥施用过量造成水体富营养化,有利于环境的保护。四生物固氮过程

6、铁蛋白铁钼蛋白e+H+ATPADP+PiN2固氮酶C2H2NH3C2H4固氮过程：N2、e、H+、ATP和酶生物固氮需要哪些条件？生物固氮的反应式：N2+e+H++ATPNH3+ADP+Pi固氮酶N2+6e+6H++C2H2+16ATP2NH3+C2H4+16ADP+16Pi固氮酶固氮酶的特点：1）固氮酶由两种蛋白质构成，分别是铁蛋白和铁钼蛋白，只有两种蛋白质同时存在，固氮酶才具有固氮作用。2）固氮酶具有底物多样性的特点，即N2→NH3，乙炔→乙烯固氮酶催化乙炔还原乙烯的化学反应，常被科学家用来测定固氮酶的活性。（五

7、）氮循环工业固氮高能固氮生物固氮有机氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化细菌反硝化细菌亚硝酸盐工业固氮高能固氮生物固氮N2+e+H+固氮酶ATPNH3N2+O2闪电NO2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NON2+3H2高温高压催化剂2NH3工业固氮(NH3)高能固氮(HNO3)生物固氮(NH3)氨化硝化反硝化大气中的N2尿素及动植物遗体NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥固氮以有机氮形式通过生物的同化作用来传递。生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢？1）固氮作用2）有机氮合成作用3）氨化

8、作用4）硝化作用5）反硝化作用氮循环中有哪几个主要的过程？生物群落与无机环境之间以什么形式循环的？有何特点？N2、NO3-、NH3反复循环大气中的N2NH3NO3-NH3氮素化肥NO3-植物动物尿素及动植物遗体反硝化细菌生物固氮反硝化细菌硝化细菌雷电工业固氮土壤中的微生物（六）生物固氮的意义1）生物固氮2）工业固氮（生产氮素化肥）3）高能固氮（