第二节 生物固氮2
高二生物生物固氮(教学课件2019)
必修第二章第二节生物固氮课件
菌从豆科植物体获得NH3 C．豆科植物从根瘤菌获得N2，根瘤菌从豆科 植物获得有机物
D．豆科植物从根瘤菌获得NO，根瘤菌从豆科
植物获得NH3
10
随堂练习
生
物 固
3.豆科植物形成根瘤的根本原因是（ A ）
氮
A．根瘤菌入侵的结果
B．根瘤菌固定N2的结果
C．根的薄壁细胞分裂的结果
D．根内形成NH3的结果
A.①③⑤
B.②③⑥
C.①④⑥
D.①④⑤
13
作业布置
生
物
固
氮
课本P37页，复习题
一.填充题
三.简答题 第1题
14
生 物 固 氮
15
结束语
退出
生物体重要含氮化合物
生
物
固
蛋白质
氮
ATP
DNA
返回
16
生 物 固 氮
17
根瘤菌 1.形态
棒槌形、“T”形 或“Y”形
2.结构
原核单细胞
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生 物 固 氮
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根瘤菌
3.生理特点
1).互利共生
根瘤菌
氨
豆科植物
有机物
2).代谢类型: 异养需氧型
返回
根瘤（一）
生 物 固 氮
大豆的根瘤
19
豌豆的根瘤
下一页
根瘤（二）
生 物 固 氮
20
返回
生 物 固 氮
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圆褐固氮菌
1.形态
杆菌或短杆菌，单生或对生, 呈8字形排列，有荚膜.
2.结构
原核单细胞
3.生理特点
1.定义
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。
2019-2020年高中生物选修生物固氮2
2019-2020年高中生物选修生物固氮2●教学目标知识目标识记：生物固氮的意义。
知道：1.固氮微生物的种类。
2.生物固氮的基本过程。
3.生物固氮在农业生产中的应用。
能力目标1.培养学生实验操作的能力以及实验验证的基本方法。
2.培养学生研究问题和解决问题的能力。
情感目标1.通过生物固氮的意义来理解人类目前面临的一些重大问题，如粮食问题、环境问题等以引起学生的关注。
2.在生物固氮过程的学习中，注意渗透物质与能量的辩证关系。
●重点·落实方案重点1.固氮微生物的种类。
2.生物固氮的意义。
落实方案1.关于固氮微生物的种类（1）学生提前预习教材。
（2）通过演示实验和学生实验验证。
2.关于生物固氮的意义（1）教师重点讲解。
（2）联系人类目前面临的一些重大问题，引发学生对人类自身发展的思考。
●难点·突破策略难点生物固氮的基本过程1.学生阅读教材，熟悉教材。
2.教师讲解时要从物质和能量两方面进行分析。
3.播放多媒体课件：生物固氮的过程。
●教具准备显微镜、载玻片、小刀。
自然界氮循环挂图。
多媒体课件：生物固氮过程。
●学法指导教师提前让学生阅读本节内容，参照教材中的示意图，对重点、难点进行分析，得出结论。
教师讲课时学生可根据自己的实际情况，有目的地听课，提高课堂学习的效率。
●教法指导讲述法、讨论法、实验教学法。
●课时安排1课时●教学过程［导课］复习上一节课的内容。
指出绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。
而氮元素又是催化光合作用过程中各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分。
那么土壤中的氮素又是通过什么途径获得的呢？这节课，我们就来讨论这个问题。
［教学目标达成］回忆初中阶段学习过的根瘤菌和固氮蓝藻的特点，指出生物固氮的概念：生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氮的过程。
一、固氮微生物的种类指导学生阅读教材，观看演示实验并提出问题引导学生讨论：1.根瘤菌的代谢类型有何特点？2.根瘤菌与豆科植物有何关系？3.共生固氮微生物与自生固氮微生物的主要区别是什么？在学生讨论的基础上师生共同分析总结得出：根瘤菌是一类需氮的异类型细菌。
高中生物 第二章第二节 生物固氮学案 新人教版选修
高中生物第二章第二节生物固氮学案新人教版选修1、知道固氮生物的种类和生物固氮的过程2、颔会生物固氮的意义3、灵活掌握氮在自然界氮循环中的作用及其在农业生产中的应用重难点：1、微生物的种类、生物固氮的意义（重点）2、生物固氮的过程（难点）学习过程知识点观察与思考归纳与结论一、复习二、固氮微生物的种类1、缺氮时植物体表现出什么症状？根据矿质元素利用的特点，先出现症状的是老叶还是新叶？2、自然界中的氮素物质有几种存在的形式？什么叫做氮的固定、生物固氮？一、复习：1、缺氮时的症状：______________________________________2、氮的存在形式有________________________________氮的固定是指。
生物固氮是指。
3、简述过程或写出反应式：。
二、固氮微生物的种类常见类型与豆科植物关系代谢类型固氮产生对植物的作用固氮量＿＿固氮微生物＿＿固氮微生物三、生物固氮过程简介四、生物固氮的意义3、放电条件下氮气与氧气化合以及工业上合成氨也属于氮的固定。
请简述过程或写出反应式。
4、全世界工业合成的氮肥中的Ｎ只占固氮总量的２０％，绝大多数是通过生物固氮进行的。
自然界中哪些生物可以完成生物固氮？5、生物固氮是如何完成的？6、据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球固氮总量的９０％左右。
生物固氮在地球的氮循环中具有哪些重要作用？三、生物固氮过程简介在ＡＴＰ提供能量的情况下，电子和Ｈ＋通过固氮酶传递给Ｎ２和乙炔，使它们分别还原成＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿，可用反应式表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿四、生物固氮的意义大气中的氮，必须通过以＿＿＿＿＿＿为主的固氮作用，才能＿＿＿＿＿＿＿；生物固氮在自然界＿＿＿＿循环中具有分重要的作用。
反馈训练：一、选择题１、关于生物固氮的正确叙述是A、生物遗体中的含氮化合物首先被转化成硝酸盐B、硝化细菌可以使氮元素回归大气C、圆褐固氮菌固定的氮可直接被植物吸收利用D、硝化细菌可以把植物不能吸收的氨转变为能吸收的硝酸盐答案：D２、关于固氮生物的正确说法是（）Ａ、固氮生物都是异养的Ｂ、固氮生物都是共生的Ｃ、固氮生物都是细菌或放线菌Ｄ、根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分答案：D3、在一块从未种过豆科植物的贫瘠土地上种植大豆，为提高产量，下列措施最具生态效益的是A、加施氮肥，合理密植B、根瘤菌很“随和”，在土壤中广泛分布，故无需施肥C、播种前在避光条件下进行根瘤菌拌种D、播种前对种子进行消毒处理答案：C4、豆科植物与根瘤菌的互利共生关系主要体现在（）Ａ、豆科植物从根瘤菌获得ＮＨ３，根瘤菌从豆科植物获得糖类Ｂ、豆科植物从根瘤菌获得含氮有机物，根瘤菌从豆科植物获得ＮＨ３Ｃ、豆科植物从根瘤菌获得Ｎ２，根瘤菌从豆科植物获得有机物Ｄ、豆科植物从根瘤菌获得Ｎ２，根瘤菌从豆科植物获得ＮＨ３答案：A5、农田土壤的表层，自生固氮菌的含量比较多。
高中生物生物固氮名师精编课件旧人教选修
B
壤中＿＿细菌的作用下形
成C，C物质代表＿＿。
C
大气中的N2
①
②
③
NH3 NO3¯
氮肥
豆科植物
非豆科植物
动物
④
A
B
C
（4）一些细菌可将C 物质最终转化成＿＿ 返回大气中。由此可 见，土壤中这些微生 物在包括氮循环在内 的自然界中的＿＿中 起着重要作用。 （5）很显然，图中 的［ ］过程对农业 生产不利，为什么？
(1)间作的好处包括：
①植株高矮错落，可以充分利用光能，
提高_光__能__利__用__率__； ②植株高矮相间，能够保证良好的通风，从而
提供更多的_C_O__2_，提高__光_ 合作_用__效__率___； ③玉米根系为须根系，大豆根系为直根系，这样可以充分利用不同 地层的_水__和_ 矿质__元__素___； ④大豆根瘤内有_根__瘤__菌，在它的质粒DNA上有特殊的 固氮 基因，在 其作用下，能把N2_还__原___成为_N__H_3_，根瘤破溃后能提高土壤含氮量。 (2)有人认为C4植物“夺取”(固定)CO2能力强，这样间作对大豆生长 不利，你认为对吗?请说明理由。
自生固氮微生物
1. 定义：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，其中，多数 是一类叫做自生固氮菌的细菌。
2. 举例：圆褐固氮菌
3. 形态：杆菌或短杆菌， 单生或对生。
4. 作用：固氮 分泌生长素，
促进植株生长和果实发育
生物固氮过程
ATP
e-+H+
ADP+Pi
固氮酶
N2
乙炔
乙烯
生物固氮原理示意图
大气中的N2
（1）大气中的氮主要通
高二生物生物固氮PPT教学课件 (2)
C)
课前热身
4 圆褐固氮菌属于 （ B )
A 寄生固氮菌
B 自生固氮菌
C 腐生固氮菌
D 共生固氮菌
5 圆褐固氮菌生活在( C )
A 空气中
B 水体里
C 土壤表层 D 土壤深层
6 硝化细菌在自然界的氮循环中具有重要作用，其重要性主要体现在( D )
A 将游离氮转化成硝态氮(NO-3) B 把有机氮转化成氨(NH3) C 把硝态氮转化成游离氮(N2) D 把氨转化成硝态氮(NO-3)
3
生
物
固
②对豆科植物可进行根瘤菌拌种，
氮
也能提高豆科植物产量；
的
应
用
③通过转基因技术，可将
固氮基因转到非豆科植物中
课前热身
一、选择题
1 生物固氮是指( A ) A 固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程 B 豆科植物将大气中的氮转化成氨的过程 C 固氮微生物将大气中的氨氧化成氮的过程 D 豆科植物将大气中的氮氧化成氮的过程 2 根瘤菌属于( D ) A 寄生固氮菌 B 自生固氮菌 C 腐生固氮菌 D 共生固氮菌 3 根瘤菌生长在根瘤内，其新陈代谢类型属于( A 异养厌氧型 B 自养厌氧型 C 异养需氧型 D 自养需氧型
第十课 人体什么活动的调节和免疫
第二课时
生物固氮
要点、疑点、难点
1 固氮微生物的种类
概念
是指固氮生物将大气中的氮还原成氨的过程
概念
是指一些与绿色植物互利共生的固氮微生物
固 共生
代谢类型 异氧需氧型
氮 生
固氮
代表生物 （根瘤菌）
共生特性
不同的根瘤菌，各自只能侵入特定 种类的豆科植物
物
共生关系表 豆科植物为根瘤菌提供有机物，根
《生物固氮》PPT课件 (2)
【我的思考】(1)基因工程。(2)固氮基因 →mRNA→固氮酶(将分子氮还原成氨)。
基础知识梳理
一、生物固氮种类 1.概念：固氮微生物将大气中的氮还__原__成__氨__ 的过程。 2．固氮生物种类
共生固氮 微生物
概念：指与一些绿色植物_互___利___共__生____的固氮微生物
微生物 固氮能力，并且能够分泌___生__长___素_____，促进植株的
_生___长_____和_果___实___的__发___育___
二、生物固氮的意义 1．生物固氮在自然界氮循环中具有十分重要 的作用。 2．固氮途径除生物固氮以外，还有_工__业___固 氮和_大__气__(_闪__电__)_固氮，与其相比较，生物固 氮具有的优点是既_节__约__能__源____又_保__护__环__境__。
A．①为异养需氧型 B．②为自养厌氧型 C．③为自养需氧型 D．④为自养需氧型 解析：选B。高等动物的新陈代谢类型为异养需 氧型；土壤中的微生物主要是异养需氧型的； 硝化细菌的代谢类型为自养需氧型；绿色植物 可进行光合作用，合成有机物，其代谢类型为 自养需氧型。
经典例题透析
类型一 关于根瘤菌的考查
2.参与氮循环的几种微生物的比较
【特别提醒】 ①根瘤菌必须侵入到相应的豆 科植物的根内才能固氮。 ②固氮微生物产生的NH3，经过硝化细菌的硝化 作用转化为硝酸盐，才更容易被植物吸收利用。 ③禽畜粪便发酵除臭的过程是利用硝化细菌将 NH3转化为硝酸盐的过程。
即时突破
2．在下图所示的氮循环途径中，关于①②③④ 四类生物的新陈代谢11 学海引 航
课 1．识记共生固氮微生物与自生固氮 标 微生物的固氮特点及与其他生物的依 定 附关系。 位 2．掌握生物圈中氮循环过程。
高三生物提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮知识精讲 人教版
高三生物提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮知识精讲一. 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2222CO CO CO CO 提问：请绘制CO 2浓度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别C 3植物和C 4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。
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• 概念： 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）
• 自生固氮菌特点及常见类型：
杆菌、短杆菌，单 生或对生。 “8”字形 排列，外面有荚膜。
常见类型：圆褐固氮菌（应用最多）
第二节 生物固氮2
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二 自生固氮微生物
• 圆褐固氮菌的功能： 1）较强的固氮能力 2）能分泌生长素
• 圆褐固氮菌的应用： 制成菌剂，施用到土壤中，可以提高
根瘤菌→豆科植物 共生固氮微生物 放线菌→非豆科植物
蓝藻→水生蕨类等
圆褐固氮菌（好氧）
自生固氮微生物 梭菌（厌氧）
鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻
第二节 生物固氮2
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一 共生固氮微生物
• 概念： 指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。
• 举例： 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
第二节 生物固氮2
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一 共生固氮微生物
• 根瘤菌与豆科植物的关系是什么？ 互利共生关系
• 二者的互利共生关系具体表现在？ 根瘤菌→豆科植物：提供可直接利用的氮素 豆科植物→根瘤菌：提供有机养料和生活环境
第二节 生物固氮2
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一 共生固氮微生物
• 根瘤菌在豆科植物中的分布
大豆的根瘤
豌豆的根瘤
第二节 生物固氮2
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二 自生固氮微生物
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一 共生固氮微生物
• 根瘤菌结构特点： 原核生物—无核仁、核膜、染色体等结构，
有DNA和核糖体
• 根瘤菌的新陈代谢类型：
异养需氧型的细菌(有氧呼吸的场所在细胞膜)
• 根瘤菌的固氮特点：
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）
第二节 生物固氮2
第二节 生物固氮
• 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、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
第二节 生物固氮2
• 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
• 氮循环中有哪几个主要的过程？
1）固氮作用 3）氨化作用
2）有机氮合成作用 4）硝化作用
5）反硝化作用 第二节 生物固氮2
14
（四）生物固氮的意义
• 大气中的氮气可通过几条途径被“固定”？ 1）生物固氮 （占90%） 2）工业固氮（生产氮素化肥） 3）高能固氮（闪电）
1
第二节 生物固氮
• 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。 • 吸收态氮的形成：
工业固氮； 自然合成； 生物固氮(主要方式)
第二节 生物固氮2
2
第二节 生物固氮
• 什么叫做生物固氮？
固氮微生物将大气中的N2还原为NH3的过程。 • 固氮微生物有哪些种类？
N2 + 6e + 6H+ + C2H2+16ATP 固氮酶 2NH3 + C2H4+16ADP + 16Pi
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（三）氮循环
生物 固氮
有机氮 合成
高能 固氮
工业 固氮
Байду номын сангаас
亚硝 反硝化细菌
酸盐
O2不足 反硝化作用
硝化作用 硝化细菌
氨化作用
第二节 生物固氮2
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（三）氮循环
• 生物群落中的氮素是以什么形式传递的呢？ 以有机氮形式通过生物的同化作用来传递。
土壤
第二节 生物固氮2
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（五）生物固氮在农业 生产中的应用
• 豆科植物在农业生产上有何应用？
制作绿肥---直接耕埋或堆沤
饲养家畜，再将家畜的粪便还田
第二节 生物固氮2
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• 可见， 生物固氮在氮循环中具有十分重要的作用。
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（五）生物固氮在农业 生产中的应用
• 土壤可通过哪两条途径获得氮素？
1）含氮肥料的施用 8×107t
2）生物固氮
4×108t
• 提高豆科作物产量的有效措施是什么？
选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌
进行拌种
新开垦的农田和未种植过豆科作物的
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（二）生物固氮过程
• 固氮过程： ATP ADP+Pi
e + H+
铁蛋白 铁钼蛋白
固氮酶
N2 C2H2 C2H4 NH3
第二节 生物固氮2
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（二）生物固氮过程
• 生物固氮需要哪些条件？ N2、e、H+、ATP和酶
• 生物固氮的反应式：
固氮酶
N2 + e + H+ + ATP
NH3 + ADP + Pi
农作物的产量。
第二节 生物固氮2
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（二）生物固氮过程
• 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。
第二节 生物固氮2