生物固氮課件

①生物固氮的概念、固氮微生物將大氣中的

還原為

的過程。②生物固氮的根本原因是生物體有

，能控制合成

，催化生物固氮。一、生物固氮的概念：1、共生固氮菌

與其它生物形成共生體，在共生體內(nèi)進(jìn)行固氮的微生物。

只有在與其他生物緊密地生活在一起的情況下，才能固氮或才能有效地固氮；并將固氮產(chǎn)物氨，通過根瘤細(xì)胞酶系統(tǒng)的作用，及時運送給植物體各部，直接為共生體提供氮源。共生體系的固氮效率比自生固氮體系高得多，每消耗1克葡萄糖大約能固定280毫克氮。共生固氮微生物代表：根瘤菌原核的細(xì)菌，與豆科植物共生，有專一性，屬異養(yǎng)需氧型。有氧呼吸的酶存在于細(xì)胞膜上。能夠?qū)⒋髿庵械牡€原為氨,然后通過根瘤細(xì)胞中的酶系統(tǒng)催化,轉(zhuǎn)變成谷氨酸,再運送到植物體的其他部分,同時又從豆科植物體中獲取有機(jī)物.豆科植物開花之前,根瘤菌的固氮能力最強(qiáng).根瘤與根瘤菌根瘤菌是與豆科等植物互利共生的一類細(xì)菌。能夠?qū)⒋髿庵械牡€原為氨供給豆科植物，同時又從豆科植物體中獲取有機(jī)物。但當(dāng)植物體內(nèi)缺糖時，根瘤菌的固氮作用就會減弱或停止，這樣根瘤菌就只攝取細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，而不供給可利用的氮。所以，施用基肥或早期施適當(dāng)?shù)?，對豆科植物的早期生長還是必要的。豆科植物開花之前，根瘤菌的固氮能力最強(qiáng)。自生固氮微生物代表：圓褐固氮菌也是原核的細(xì)菌，攝取土壤中現(xiàn)存的有機(jī)物，也屬異養(yǎng)需氧型。還能合成生長素。獨立生活狀況下能夠固氮的微生物.生活在土壤或水域中,能獨立地進(jìn)行固氮,但并不將氨釋放到環(huán)境中,而是合成氨基酸,組成自身蛋白質(zhì).只有當(dāng)固氮微生物死亡以后,它們的細(xì)胞被分解變成氨時,才能成為植物的氮素營養(yǎng).因此是間接地供給植物氮源.2、自生固氮菌

獨立生活狀況下能夠固氮的微生物。

生活在土壤或水域中，能獨立地進(jìn)行固氮，但并不將氨釋放到環(huán)境中，而是合成氨基酸，組成自身蛋白質(zhì)。自生固氮微生物的固氮效率較低，每消耗1克葡萄糖大約只能固定10~20毫克氮。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量（CH2O）+O2CO2+H2O化學(xué)能硝化細(xì)菌的化能合成作用：硝化作用硝化作用氨態(tài)N轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的過程反硝化作用：把硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為N2的過程

NO3——NO2——NO——N2O——N2①反硝化細(xì)菌一般是異養(yǎng)型的兼性厭氧菌，在有氧時進(jìn)行有氧呼吸，無氧時進(jìn)行反硝化作用。②影響反硝化作用的環(huán)境因素有機(jī)質(zhì)：因反硝化細(xì)菌屬異養(yǎng)型的，有機(jī)質(zhì)的增加會刺激反硝化細(xì)菌的生長；土壤頻繁的干濕交替，因干旱使部分微生物和原生動物死亡，增加了可溶性有機(jī)質(zhì)的量，當(dāng)再潮濕時，促進(jìn)了反硝化作用，硝態(tài)迅速損失。含水量：高時，造成厭氧環(huán)境----反硝化的條件。土壤的通氣：好，會抑制反硝化作用的。土壤pH：反硝化作用的pH范圍較廣3.5-11.2，最適pH6-8。③反硝化作用對農(nóng)業(yè)的影響引起土壤和化肥氮素的損失。其控制措施：保持土壤良好的通氣條件；避免頻繁的干濕交替施用硝化抑制劑等。異養(yǎng)需氧兼性厭氧（2008理綜全國卷II3.）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C生物固氮(09北京理綜)30.（16分）為研究森林群落在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的作用，美國一研究小組在某無人居住的落葉林區(qū)進(jìn)行了3年實驗。實驗區(qū)是兩個毗鄰的山谷（編號1、2），兩個山谷各有一條小溪。1965年冬，研究人員將2號山谷中的樹木全部砍倒留在原地。通過連續(xù)測定兩條小溪下游的出水量和硝酸鹽含量，發(fā)現(xiàn)2號山谷小溪出水量比樹木砍倒前升高近40%。兩條小溪中的硝酸鹽含量變化如圖所示。請回答問題：（1）大氣中的N2進(jìn)入該森林群落的兩種途徑有

。在森林群落中，能從環(huán)境中直接吸收含氮無機(jī)物的兩大類生物是

。（2）氮元素以N2、NO3-和

的形式被生物吸收，進(jìn)入細(xì)胞后主要用于合成

兩類生物大分子。（3）圖中顯示，1號山谷溪水中的硝酸鹽含量出現(xiàn)季節(jié)性規(guī)律變化，其原因是不同季節(jié)生物

。（1）生物固氮、閃電固氮植物和微生物（2）NH4+蛋白質(zhì)、核酸（3）對硝酸鹽的利用量不同結(jié)束語當(dāng)你盡了自己的最大努力時，失敗也是偉大的，所以不要放棄，堅持就是正確的。WhenYouDoYourBest,FailureIsGreat,SoDon'TGiveUp,StickToThe