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人才推荐高三生物提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮人教版【同步教育信息】一.本周教学内容：提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮二.学习重点：1.掌握光强和二氧化碳的浓度对光合作用的影响。2.了解N、P、K、Mg等矿质元素在光合作用中作用。3.了解固氮微生物的种类，及生物固氮的意义。三.学习过程：提高农作物的光合作用效率提高农作物产量的重要条件之一，是提高农作物对光能的利用率。主要措施效率提高农作物的光合作用增加光合作用面积延长光合作用时间光合作用效率：是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。那么，怎样才能提高农作物的光合作用效率呢？（一）光照强弱的控制光照是光合作用的条件之一，直接影响农作物光合作用效率的提高。但是，不同的农作物，对光照强弱的需求不同，可分为阳生植物和阴生植物。阳生植物：只有强的光照才能生长发育良好，才能提高光合作用效率，如水稻、玉米、向日葵等，应当种植在阳光充裕的地方。阴生植物：进行光合作用时不需要太强的光照，太强的光照不利于生长发育，也就不利于提高光合作用效率。如胡椒、人参、三七等应当种植在荫蔽的地方。提问：请绘制光照强度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别阳生植物和阴生植物）（二）二氧化碳的供应科学家通过研究绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光合作用强弱的关系：浓度的提高而增强随，光合作用的强度不再浓度提高到一定程度时当逐渐增强浓度的提高，光合作用随着有机物，而且还要消耗体内的物不仅不能制造有机物的浓度很低时，绿色植2222COCOCOCO提问：请绘制CO2浓度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别C3植物和C4植物）显然在一定程度上增加二氧化碳的浓度，可以提高农作物的光合作用效率。使用二氧化碳发生器增施农家肥料通风透光浓度的措施提高2CO（三）必需矿质元素的供应绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。氮：催化光合作用过程中各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分人才推荐磷：是NADP+和ATP的重要组成成分；维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。钾：促进光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中。镁：是叶绿素的重要组成成分。提问：植物吸收矿质营养的物质形式、吸收的方式及条件是什么？第二节生物固氮固氮过程：是把大气中的氮气转变成氨的过程。固氮微生物的种类：具有固氮功能的细菌、放线菌和蓝藻。自然界中有两类固氮微生物：一类是共生固氮微生物；另一类是自生固氮微生物。（一）共生固氮微生物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。人们熟悉的共生固氮微生物是根瘤菌。根瘤菌在土壤中分布广泛，但是只有侵入到豆科植物的根内才能固氮。根瘤菌固定的氮素，占自然界生物固氮总量的绝大部分。1.根瘤和根瘤菌的形态特征：根瘤一般有米粒至黄豆大小，圆球形或长枣形，可以单独着生在根上，如大豆的根瘤；也可以聚集呈掌状着生在根上，如豌豆的根瘤。一般地说，着生在主根上的、粉红色的、饱满的根瘤，里面的根瘤菌固氮能力比较强。豆科植物开花之前，根瘤菌的固氮能力最强。根瘤里的根瘤菌，个体很小，呈棒槌形、“T”形或“Y”形。2.根瘤菌的生理特点：不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物：有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，例如从大豆的根瘤中分离出来的根瘤菌，只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，例如从蚕豆的根瘤中分离出来的根瘤菌，可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。3.根瘤菌的代谢类型：异养需氧型根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生：豆科植物通过光合作用制造的有机物，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。4.根瘤菌的意义：根瘤菌为所共生的豆科植物提供氮素；衰老的根瘤破溃后，里面的根瘤菌以及一些含氮化合物则遗留在土壤中，可以增加土壤的肥力。（二）自生固氮微生物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。如圆褐固氮菌。1.圆褐固氮菌的形态特征：多是杆菌或短杆菌，单生或对生并且外面有一层厚厚的荚膜。2.圆褐固氮菌的代谢类型：异养需氧型3.圆褐固氮菌的意义：圆褐固氮菌具有的固氮能力，生活在土壤中，增加土壤的氮素；圆褐固氮菌还能够分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。（三）生物固氮在氮循环和农业生产中的作用1.氮循环：大气中的氮，必须通过以生物固氮为主的固氮作用，才能被植物吸收利用。动物直接或间接地以植物为食物。动物体内的一部分蛋白质在分解过程中产生的尿素等含氮废物，以及动植物遗体中的含氮物质，被土壤中的微生物分解后形成氨。氨经过土壤中一些细菌的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气，氮气则返回到大气中。除人才推荐了生物固氮以外，生产氮素化肥的工厂以及闪电等也可以固氮，但是，同生物固氮相比，它们所固定的氮素数量很少。提问：总结在氮循环中所涉及到的微生物的种类、代谢类型及生态系统中的成分？2.生物固氮在农业生产中的应用（1）补充土壤中氮素的主要途径；（2）对豆科作物进行根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。（3）固氮基因工程：试图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。人才推荐【模拟试题】一.选择题：1.《齐民要术》中，要求栽种农作物要“正其行，通其风”，原理是（）A.确保通风透光，从而有利于提高光合作用的效率B.通风透光，可以增强农作物的呼吸作用C.可以增强农作物的抗性D.增强农作物的蒸腾作用2.当绿色植物缺磷时，光合作用明显受到阻碍，这是因为（）A.磷是酶的重要组成成分B.磷是叶绿素的重要组成成分C.磷对维持叶绿体膜的结构和功能起着重要作用D.糖类运输到块根、块茎和种子中都需要磷3.在绿色植物的合成及运输糖类过程中，必需供应的矿质元素是（）A.氮B.磷C.钾D.镁4.光照与光合效率关系正确的是（）A.光照越强，光合效率越高B.阴生植物在光照条件下，光合效率为零C.适宜的光照可以提高光合效率D.阴生植物的光照强度与光合强度和光合效率成反比5.下列措施中哪项不利于光合作用效率的提高（）A.将人参、田七种植在遮阴处B.在苹果树周围地面铺反光膜C.用反硝化细菌拌种D.向温室内输入一定浓度的CO26.下列植物中，在弱光条件下生长良好的为（）A.小麦B.杨树C.松D.人参7.提高农作物光能利用率，需要采取的措施是（）A.延长光合作用时间B.增加光合作用面积C.提高农作物的光合作用效率D.ABC全是8.CO2含量过高时，光合作用强度减弱最可能的原因是（）A.CO2浓度过高，抑制了植物的光合作用B.CO2浓度过高，抑制了植物的呼吸作用C.CO2浓度过高，抑制了光反应D.CO2浓度过高，抑制了暗反应人才推荐修建温室时，采用哪种玻璃能提高光合作用对光能的利用率（）A.红色B.绿色C.无色D.黄色10.光照较强的夏季中午，下列哪种植物光合作用效率高一些（）A.菠菜B.水稻C.玉米D.小麦11.如果在塑料大棚中培育水稻秧苗，有利于培育出壮秧的塑料薄膜的颜色是（）A.红色B.蓝色C.黄色D.绿色12.关于固氮微生物的叙述正确的是（）A.代谢类型是自养需氧型的B.只能与豆科植物共生C.促进了自然界的氮循环D.能将NO2还原成NH313.以下说法错误的是（）A.土壤中的氨经过硝化细菌的作用，最终转化成硝酸盐B.土壤中的反硝化细菌在氧气充足的条件下，将硝酸盐转化成亚硝酸盐，并最终转化成氨气C.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D.生物固氮在自然界物质循环中具有十分重要的作用14.下面对氮循环的说法中正确的一项是（）A.生物的固氮过程就是氮气被吸收到植物体内利用B.氮素一旦进入生物体内就不会形成C.生物体内的氮主要来源于闪电固氮D.动物产生的尿素转化成的铵可被植物体吸收利用15.在生物固氮过程中，最终电子受体是（）A.N2和乙炔B.NH3C.乙烯D.NADP＋16.圆褐固氮菌除了具有固氮能力外还能（）A.促进植物生根B.促进植物开花C.促进植物形成种子D.促进植物的生长和果实发育17.下列各项中与根瘤菌固氮过程无关的是（）A.e－和H＋B.ATPC.NO3－D.固氮酶18.一般地说，固氮能力比较强的根瘤是着生在（）A.主根上B.侧根上C.须根上D.不定根上19.合理施肥的实质是提高了光能的利用率，下列叙述与提高光合作用效率密切相关的是（）①氮使叶面积增大，增大了光合面积②氮是光合产物蛋白质的必需元素③磷是NADP＋和ATP的组成成分，可提高光合能力④钾促进光合产物的运输A.①③B.②④C.②③④D.①③④20.根瘤菌在根内不断地繁殖，并且刺激根内的一些细胞分裂，进而使该处的组织逐渐膨大，形成根瘤。其刺激的细胞是（）A.厚壁细胞B.薄壁细胞C.表皮细胞D.根冠细胞21.下列不能完成固氮过程的是（）A.氮肥厂B.生物固氮C.闪电D.氮肥22.根瘤菌的新陈代谢类型属于（）A.自养需氧型B.异养需氧型C.自养厌氧型D.异养厌氧型人才推荐从蚕豆根瘤上分离出来的根瘤菌能侵入（）A.大豆根B.蚕豆根C.大豆根和蚕豆根D.均不能24.豆科植物提供给根瘤菌的主要物质为（）A.O2B.HNO3C.NH3D.有机物25.N元素是以什么形式进入高等植物体内的（）A.N2B.硝酸盐和铵盐C.NOD.NO2二.非选择题：1.在可控制温度和大气成分的温室中，以人工配制的营养液无土栽培蔬菜。请回答下列问题：（1）春季天气晴朗，光照充足时，为使作物增产，除满足矿质元素的需求外，应采取的措施是，此措施可通过或等方法实现。（2）当阴雨连绵、光照不足时，温室温度应，以降低蔬菜的。（3）向培养液中泵入空气的目的是。（4）写出培养液中与光合作用有关的三种必需矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用：、、。2.全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20％，绝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，能将大气中游离态的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，在此过程中豆科植物也为根瘤菌提供营养物质。（1）根瘤菌和豆科植物的关系在生物学上称为。（2）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的。（3）日本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，进而起到固氮作用，降低了水稻的需氮量，减少氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到水稻、小麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固氮，这样就可以免施氮肥。如果这种重组能实现的话，那么固氮基因最终实现表达的途径是。（4）这种生物固氮和工业合成氨比较，它是在、条件下进行的，从而节省了大量的。3.下图为自然界中氮循环示意图，根据图回答：（1）大气中的氮主要通过［］进人生物群落，其次，［］和［］等途径也可少量供给植物氮素。（2）图中的A物质代表，可被土壤中的微生物分解，形成B物质。B物质在土壤中，在细菌的作用下形成C。C物质代表。（3）将B物质转化成C物质的细菌，其新陈代谢类型属于型。（4）在条件下，一些细菌可将C物质最终转化为，返回到大气中。人才推荐试题答案一.选择题：1.A2.C3.C4.C5.C6.D7.D8.B9.C10.C11.B12.C13.B14.D15.A16.D17.C1