2013年高考生物 易錯點點睛與高考突破 專題11 生物固氮【2013高考預測】 1.固氰微生物的類型2.生物固氮過程及其原理 3.生物固氮在農業(yè)生產(chǎn)中的應用 4.生物固氮和生物體內氮素代謝的綜合考查 5.生物固氮的研究前景【高頻考點】考點一 關于根瘤菌的考查 例1、下列對根瘤菌的敘述，正確的是() A根瘤菌在植物根外也能固氮 B根瘤菌離開植物根系不能存活 C土壤淹水時，根瘤菌固氮量減少 D大豆植株生長所需的氮都來自根瘤菌 考點二 關于氮循環(huán) 例2、如圖所示是自然界中氮循環(huán)示意圖，依圖回答：(1)大氣中的氮主要通過_進入生物群落，其次通過_、 _等途徑也可少量供給植物氮素。 (2)圖中A物質代表_，可被土壤中微生物分解形成B物質。B物質在土壤中_細菌的作用下形成C，C物質代表_。 (3)將B物質轉化成C物質的細菌，其新陳代謝的類型屬于_。 (4)在_情況下，一些細菌可將C物質最終轉化成_返回大氣中，由此可見，土壤中這些微生物在包括氮循環(huán)在內的自然界中的_中起著重要作用。 (5)目前，全世界每年施用的氮素化肥大約有8×107t，這樣做對環(huán)境可能帶來的負面影響是_。據(jù)你所學的知識，提出一種既不會影響環(huán)境，又能滿足農作物對氮素需求的方案或設想：_ _。 【答案】(1)生物固氮閃電固氮(或高能固氮)工業(yè)固氮 (2)尿素及動、植物遺體硝化硝酸鹽 【難點突破】難點1生物固氮和生物偉內氮素代謝的綜臺考查 1氮是組成蛋白質和核酸的重要元素。下列關于生物體內氮的代謝和氮素循環(huán)的敘述正確的是（ ）A氮素一旦進入生物群落就不會再以氮氣形式返回到無機環(huán)境中B固氮微生物把大氣中的氮氣轉化為尿素供植物體吸收利用C人體蛋白質中的氮素經(jīng)脫氨基等作用轉入尿素中被排出體外D人體蛋白質中的氮素經(jīng)氨基轉換等作用轉入尿素中被排出體外難點2 生物固氮的研究前景 1蛋白質是生物體的主要組成物質，有若干種蛋白質的參加才使生物得以存在和延續(xù)。各種蛋白質都是由多種氨基酸結合而成的。氮是氨基酸的主要組成元素。全世界工業(yè)合成氮肥中的氮只占固氮總量的20，絕大多數(shù)是通過生物固氮進行的，最常見的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，它能將大氣中游離態(tài)的氮，經(jīng)過固氮酶的作用生成氮的化合物(*)，以利于植物的利用，而豆科植物為根瘤菌提供營養(yǎng)物質。請回答下列問題： (1)固氮通常有三種途徑： 、 、 。根瘤菌和豆科植物的關系在生物學上稱為 。 (2)固氮生物包括（ ） A滿江紅 B大豆根瘤菌 C硝化細菌 D藍藻門中的念珠藻 (3)根瘤菌之所以能進行固氮作用是因為它有獨特的固氮酶，而根本原因是它具有獨特的 。 (4)如果直接將固氮基因重組到水稻、小麥等經(jīng)濟作物細胞中，建立“植物的小型化肥廠”，讓植物本身直接固氮，這樣可以免施氮肥。這種創(chuàng)造新品種乃至新物種的重組DNA技術生物學上稱為 。 (5)這種重組DNA技術中最常見的載體是（ ） A病毒 DNA B細菌DNA C植物DNA D動物DNA【易錯點點睛】易錯點1固氮微生物的類型 1有關根瘤菌及其生物固氮方面的敘述，正確的是A制備根瘤菌DNA時需用纖維素酶處理細胞壁B根瘤菌的固氮基因編碼區(qū)含有內含因子和外顯子C大豆種子用其破碎的根瘤拌種，不能提高固氮量D根瘤菌固氮量與其侵入植物的生長狀況有關2開墾的土地上，種植用蠶豆根瘤菌拌種的豇豆、菜豆、大豆和小麥，能提高其產(chǎn)量的一組作物是 A菜豆和豇豆 B豇豆和小麥 C菜豆和大豆 D大豆和豇豆【特別提醒】人們現(xiàn)在所知道的固氮生物都屬于個體微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。根據(jù)固氮微生物的固氮特點以及與植物的關系，可以將它們分為自生固氮微生物、共生固氮微生物和聯(lián)合固氮微生物3類。自生固氮微生物在土壤或培養(yǎng)基中生活時，可以自行固定空氣中的分子態(tài)氮，對植物沒有依存關系。常見的自生固氮微生物包括以圓褐固氮菌為代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌為代表的厭氧自生固氮菌，以及以魚腥藻、念珠藻和顫藻為代表的具有異形胞的固氮藍藻(異形胞內含有固氮酶，可以進行生物固氮)。共生固氮微生物只有和植物互利共生時，才能固定空氣中的分子態(tài)氮。共生固氮微生物可以分為兩類：一類是與豆科植物互利共生的根瘤菌，以及與榿木屬、楊梅屬和消棘屬等非豆科植物共生的弗蘭克氏放線菌；另一類是與紅萍(又叫做滿江紅)等水生蕨類植物或羅漢松等裸子植物共生的藍藻，藍藻和某些真菌形成的地衣也屬于這一類。有些固氮微生物，如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能夠生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根內的皮層細胞之間。這些固氮微生物和共生的植物之間具有一定的專一性，但是不形成根瘤那樣的特殊結構。這些固氮微生物還能夠自行固氮。它們的固氮特點介于自生固氮和共生固氮之間，叫做聯(lián)合固氮。【變式探究】 1 有關生物固氮的描述錯誤的是 A豆科植物的根瘤是發(fā)生固氮作用的部位 B土壤中獨立生活的根瘤菌也能固氮 C不同的根瘤菌只能侵入特定種類的豆科植物 D根瘤菌通過固氮作用形成氨 2 有關固氮菌的敘述，錯誤的是 A一種根瘤菌能侵入所有種類的豆科植物 B豆科植物與其根瘤內的根瘤菌互利共生 C土壤中的根瘤菌不能固氮 D具有根瘤的豆科植物能以氮氣為氮源易錯點2生物固氮過程及其原理 1和共生固氮微生物可以將 A大氣中的轉化為 B大氣中的轉化為 C土壤中的轉化為 D土壤中的轉化為【特別提醒】對生物固氮過程，要從兩方面理解： (一)反應必需條件 (1)ATP的供應：固氮過程需消耗大量能量， ATP來自有氧呼吸，無氧呼吸，發(fā)酵，光合作用 舊氮酶 (3)還原底物(有存在時會抑制固氮作用) (4) (5)嚴格的厭氧微環(huán)境 (二)固氮反應的總反應式：氧化還原反應。 【變式探究】1 下列關于生物固氮的說法中正確的是A固氮微生物將自然界中的含氮化合物還原成氨的過程 B 固氮微生物將空氣中的*還原成氨的過程 C將空氣中游離的氮轉化為氮的化合物的過程 D生物將大氣中的氮及其氮的化合物轉化為氨態(tài)氮的過程易錯點3生物固氮在農業(yè)生產(chǎn)中的應用 1擬)稻田養(yǎng)滿江(紅萍)可以增產(chǎn)的原因是A利用滿江紅(紅萍)的光合作用B利用與滿江紅共生的魚腥藻的固氮作用C利用滿江紅與水稻的競爭作用 D利用滿江紅的特殊的殺菌作用【特別提醒】 1解題關鍵是要審題，明確生物固氮的應用及其方式，一般主要有以下四種：固定氮素肥料，減少化肥使用量，節(jié)約了能源，保護了環(huán)境對豆科作物進行根瘤菌拌種，提高產(chǎn)量用豆科植物做綠肥，提高土壤肥力和有機質，改良土壤結構，增加土壤通氣性和保水性使用自生固氮菌劑提供農作物氮素營養(yǎng)和促進農作物生長2聯(lián)系相關知識，分析其應用的原理【變式探究】1 關于生物固氮在農業(yè)生產(chǎn)中的應用，不正確的是A自然界每年通過生物固氮所提供的氮素約4×B經(jīng)過根瘤菌拌種的豆科植物，可以增產(chǎn)1020C用固氮基因工程讓非豆科作物固氮，不僅能明顯地提高糧食產(chǎn)量，而且有利于生態(tài)環(huán)境的保護 D固氮菌中由核糖體合成、經(jīng)高爾基體加工后具生物活性的固氮酶，能將還原成答案：D 解析：固N酶能將還原成?！?013高考突破】1對固氮微生物的描述正確的是()A自生的圓褐固氮菌是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者B與蕨類滿江紅共生的固氮藍藻屬于生產(chǎn)者C引起豆科植物根部長根瘤的細菌是分解者D代謝類型為自養(yǎng)需氧型的固氮菌是消費者2下列有關根瘤菌及其生物固氮方面的描述，正確的是()A制備根瘤菌DNA時，需用纖維素酶處理細胞壁B根瘤菌在任何生命活動過程中都能固氮C大豆種子用其破碎的根瘤拌種，不能提高固氮量D根瘤菌固氮量與其侵入植物的生長狀況有關解析：選D。根瘤菌是原核生物，細胞壁不含有纖維素，不宜用纖維素酶處理。破碎的根瘤里面仍有完整的根瘤菌，能提高固氮量；侵入的植物生長狀況越好，根瘤菌會獲得越多的能源物質，固氮量也會隨之增加。3能把植物遺體中的氮素首先進行轉化的生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是()A生產(chǎn)者 B消費者C分解者 D寄生者4圓褐固氮菌能夠促進植物生長的直接原因是()A它能使氫變成硝酸性 B它能分泌生長素C它能形成莢膜 D它能提高產(chǎn)量5下列對氮循環(huán)的說法中，正確的一項是()A生物固氮過程就是通過固氮微生物，把大氣中的氮氣轉變?yōu)橄跛猁}B動物產(chǎn)生的尿素通過轉化可被植物吸收利用C氮素一旦進入生物體內部就不會再形成氮氣D生物體內的氮的來源，主要是由于閃電的固氮作用6豆科植物與根瘤菌的互利共生關系主要體現(xiàn)在()A豆科植物從根瘤菌獲得NH3，根瘤菌從豆科植物獲得糖類B豆科植物從根瘤菌獲得含氮有機物，根瘤菌從豆科植物獲得NH3C豆科植物從根瘤菌獲得N2，根瘤菌從豆科植物獲得有機物D豆科植物從根瘤菌獲得NO，根瘤菌從豆科植物獲得NH3解析：選A。本題考查了豆科植物與根瘤菌之間互利共生關系的具體體現(xiàn)，共生的特點是互惠互利。對于豆科植物來說可以從根瘤菌獲得固氮后轉化成的NH3，而根瘤菌也可從豆科植物獲得光合作用所產(chǎn)生的糖類等有機物，二者彼此互利。7利用基因工程技術培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)境保護上的重要意義是()A減少氮肥使用量，降低生產(chǎn)成本B減少氮肥生產(chǎn)量，節(jié)約能源C避免使用氮肥過多引起的水體富營養(yǎng)化D改良土壤的群落結構解析：選C。少施用化肥可避免水體富營養(yǎng)化。8下列關于氮循環(huán)和碳循環(huán)的敘述中，不正確的是()A都能通過微生物從大氣進入群落B在群落中都以有機物的形式傳遞C都有被分解者利用和釋放的過程D有機物生成無機物都由微生物完成9圖中哪條曲線可表示豌豆在適宜的環(huán)境條件下的固氮過程()A BC D10陰雨連綿的天氣使雨水浸泡了白菜菜地，則下列生理作用最不可能會因此而降低的是()A白菜：根部吸收的Ca2運輸,葉中的Ca2B白菜：土壤中的K吸收,白菜中的KC微生物：NH3HNO3D微生物：NON211下列關于生物固氮的說法中，正確的是()A固氮微生物將自然界中的含氮化合物還原成氨的過程B固氮微生物將空氣中的N2還原成氨的過程C將空氣中游離的氮轉化為氨的化合物的過程D生物將大氣中氮及其氮的化合物轉化為氨態(tài)氮的過程12下列關于固氮菌的敘述，錯誤的是()A一種根瘤菌能侵入所有種類的豆科植物B豆科植物與其根瘤內的根瘤菌互利共生C土壤中離開共生植物的根瘤菌不能固氮D具有根瘤的豆科植物不能直接利用氮氣解析：選A。不同的根瘤菌，各自只能侵入特定種類的豆科植物。有的根瘤菌只能侵入一種豆科植物，如大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能夠侵入多種豆科植物，如蠶豆的根瘤菌可以侵入蠶豆、菜豆和豇豆的根。13下列對豆科作物進行根瘤菌拌種的說法中，正確的是()A將豆科作物種子沾上根瘤菌B將豆科作物種子沾上一定濃度的根瘤菌C將豆科作物種子沾上相應的根瘤菌D將豆科作物種子沾上固氮微生物14中耕松土能使土壤中的氨態(tài)氮和硝態(tài)氮的比例()A增大B減小C不變 D不確定15科學家對四種不同生物的結構和化學組成等進行分析、比較，結果如下表所示：項目生物甲生物乙生物丙生物丁細胞壁無無具有具有所含核酸種類DNARNADNA和RNADNA和RNA是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律否否是否能否進行光合作用不能不能能能或不能上述四種生物中最可能屬于固氮生物的是()A生物甲B生物乙C生物丙 D生物丁解析：選D。固氮微生物為原核生物，有根瘤菌、放線菌、藍藻等，均具有細胞壁。16、自生固氮菌的分離實驗的原理是 A農田的土壤表層含有較多的自生固氮菌 B利用培養(yǎng)基在恒溫條件下培養(yǎng)稀泥漿即可得到自生固氮菌 C采取堆片的方法即可將土壤中的自生固氮菌分離 D利用無氮培養(yǎng)基將自生固氮菌分離17、大氣中的，經(jīng)過固氮后形成的化合物中，哪一組化合物被植物體吸收后直接可用于蛋白質的合成 A和 B和 C和 D和18、關于根瘤菌的敘述中，不正確的一項是 A根瘤菌可以單獨生活，也可以聚集在起生活在根上 B一般豆科植物的主根和側根上都可以著生活根瘤 C根瘤是由根瘤菌進入根細胞內部，刺激根組織膨大而成的 D根瘤破潰后，根瘤菌全部死亡后進人土壤19、右圖所示的氮循環(huán)途徑中，、四類生物的新陳代謝類型錯誤的是 A為異養(yǎng)需氧型 B為自養(yǎng)厭氧型 C為自養(yǎng)需氧型 D為自養(yǎng)需氧型20、豆科植物體內的根瘤菌固氮能力最強的時期是 A幼苗期 B開花之前 C開花之后 D整個生長發(fā)育期21從氮循環(huán)中選出適當?shù)臄?shù)字填寫在下列相應的敘述之后()。(1).根瘤菌固氮：_；.根吸收含氮化合物：_；.硝化細菌的作用：_；.反硝化細菌的作用：_；.細菌的分解作用：_。(2)以下哪一類植物在稻田中出現(xiàn)時，可以減少向稻田施加氮肥_。A紅萍(與藍藻共生的蕨)B綠藻C褐藻 D苔蘚(3)由于鳥類對飛翔生活的適應，直腸很短，糞便可以隨時排出體外，有利于減輕體重，因而在養(yǎng)雞場，雞排出的糞便中依舊有許多有機物未被充分利用。所以人們常將雞糞發(fā)酵除臭后摻到其他的飼料中喂豬，以節(jié)省飼料，提高經(jīng)濟效益。你認為發(fā)酵能除臭是何種細菌作用的結果？_。答案：(1)(2)A(3)硝化細菌22下圖是生態(tài)系統(tǒng)N循環(huán)示意圖，請根據(jù)圖回答下列問題：(1)能代表光合作用的標號為_，呼吸作用的標號為_。(2)大氣中的N2必須經(jīng)過以_為主的固氮作用，才能被植物體吸收利用。(3)完成過程的生物為_，該生物在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是_，與根瘤菌相比，其在同化作用方式上最顯著的特點是_。(4)植物完成過程的主要方式是_，土壤板結或長期水淹的情況下，往往不能滿足陸生植物對氮素等營養(yǎng)的吸收，原因是_。(5)寫出必定含有圖中所指礦質元素的兩類有機物_。 (6)氮循環(huán)不同于硫循環(huán)的是()A能被微生物利用B以礦質元素的身份進入植物體內C能通過微生物從大氣進入植物體D在生態(tài)系統(tǒng)內通過有機物傳遞 23某生物興趣小組開展“對豆科植物進行根瘤菌拌種觀察其對產(chǎn)量影響”的課題研究，根瘤已準備好。如果你是其中的一員，請回答：(1)該實驗必備的實驗器材有：豆科作物的種子、卷尺、秤等。(2)完善下列實驗操作步驟選取一塊_的貧瘠土地，用卷尺選取面積相等的兩部分；將豆科作物的種子平均分成甲、乙兩組；將根瘤破碎開來，用清水攪拌成糊狀，并對甲組種子拌種；作為對照，_。拌種后，兩組種子要及時播種；出苗后，_；成熟后，用秤稱其產(chǎn)量并作比較。(3)設計一張表格用于實驗時記錄數(shù)據(jù)。(4)預測結果：_。(5)結論：_。24、下圖為氮循環(huán)的部分示意圖，af分別代表不同的生理過程，據(jù)圖分析回答： (1)完成a的生物的新陳代謝類型是 ，該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬 者。 (2)完成b的生物的同化作用方式是 。 (3)完成c的生物的新陳代謝類型是 。該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于 者。 (4)完成d的生物的新陳代謝類型大多是 。 (5)完成e的生物的新陳代謝類型是 。 (6)完成f的生物的新陳代謝類型是 。該生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于 者。 (7)目前，全世界每年施用的氮素肥料大約有，這樣做對環(huán)境可能帶來的負面影響是 。25、氮氣是空氣的主要成分，氮元素是構成蛋白質的重要元素，空氣中的氮氣只有轉變成化合物，才能成為植物生長所需的含氮養(yǎng)料。下圖是生物利用自然界中氮元素的圖解，據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中 表示生物固氮。地球上固氮量最大的微生物是 ，這種微生物與豆科植物構成了 關系。 (2)圖中過程中的細菌是指 ，其新陳代謝類型是 ，圖中另一些細菌指的是 ，其新陳代謝的類型是 。 (3)在土壤板結時， 細菌的活動加強，進而改變土壤中和的比例，使土壤肥力降低，因此在農業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常采取 的措施來促進農作物對氮的利用。 (4)遭雷擊后的莊稼變黃，一段時間后在根部長出新枝，并發(fā)現(xiàn)長勢比周圍田塊未受雷擊的莊稼更好，試解釋原因。 (5)科學家們正試圖將固氮基因重組到稻麥等經(jīng)濟作物的細胞中，建立植物的“小化肥廠”，讓植物本身根據(jù)所需直接固氮，如果這種途徑能實現(xiàn)的話，將給人類帶來哪些好處?