2013年高考生物 易錯點點睛與高考突破 專題11 生物固氮

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1、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(yù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 4.生物固氮和生物體內(nèi)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(guān)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(guān)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

2、主要通過[　]______________進(jìn)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(zhì)代表____________，可被土壤中微生物分解形成B物質(zhì)。B物質(zhì)在土壤中______細(xì)菌的作用下形成C，C物質(zhì)代表__________。 (3)將B物質(zhì)轉(zhuǎn)化成C物質(zhì)的細(xì)菌，其新陳代謝的類型屬于__________________。 (4)在__________情況下，一些細(xì)菌可將C物質(zhì)最終轉(zhuǎn)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(nèi)的自然界中的________

3、__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(fù)面影響是________________。據(jù)你所學(xué)的知識，提出一種既不會影響環(huán)境，又能滿足農(nóng)作物對氮素需求的方案或設(shè)想：________________________________________ ______________________________________。 【答案】　(1)①　生物固氮　②　閃電固氮(或高能固氮)?、邸」I(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(nèi)氮素代謝的綜臺考查 1．氮是組成蛋白質(zhì)和

4、核酸的重要元素。下列關(guān)于生物體內(nèi)氮的代謝和氮素循環(huán)的敘述正確的是（ ） A．氮素一旦進(jìn)入生物群落就不會再以氮氣形式返回到無機(jī)環(huán)境中 B．固氮微生物把大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為尿素供植物體吸收利用 C．人體蛋白質(zhì)中的氮素經(jīng)脫氨基等作用轉(zhuǎn)入尿素中被排出體外 D．人體蛋白質(zhì)中的氮素經(jīng)氨基轉(zhuǎn)換等作用轉(zhuǎn)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(zhì)是生物體的主要組成物質(zhì)，有若干種蛋白質(zhì)的參加才使生物得以存在和延續(xù)。各種蛋白質(zhì)都是由多種氨基酸結(jié)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(jìn)行的，最常見的是生活在豆科植物根部的

5、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(zhì)。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(guān)系在生物學(xué)上稱為 。 (2)固氮生物包括（ ） A．滿江紅 B．大豆根瘤菌 C．硝化細(xì)菌 D．藍(lán)藻門中的念珠藻 (3)根瘤菌之所以能進(jìn)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(jì)作物細(xì)胞中，

6、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(shù)生物學(xué)上稱為 。 (5)這種重組DNA技術(shù)中最常見的載體是（ ） A．病毒 DNA B．細(xì)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(guān)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(xì)胞壁 B．根瘤菌的固氮基因編碼區(qū)含有內(nèi)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(guān) 2．

7、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(guān)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(guān)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

8、具有異形胞的固氮藍(lán)藻(異形胞內(nèi)含有固氮酶，可以進(jìn)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(lán)藻，藍(lán)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(nèi)的皮層細(xì)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(jié)構(gòu)。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

9、氮和共生固氮之間，叫做聯(lián)合固氮。 【變式探究】 1 有關(guān)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(guān)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(nèi)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(zhuǎn)化為 B．大氣中的轉(zhuǎn)化為 C．土壤中的轉(zhuǎn)化為

10、 D．土壤中的轉(zhuǎn)化為 【特別提醒】 對生物固氮過程，要從兩方面理解： (一)反應(yīng)必需條件 (1)ATP的供應(yīng)：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 ⑵舊氮酶 (3)還原底物(有存在時會抑制固氮作用) (4) (5)嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境 (二)固氮反應(yīng)的總反應(yīng)式：氧化還原反應(yīng)。 【變式探究】 1 下列關(guān)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(zhuǎn)化為氮的化合物的過程 D．生物將大氣中的氮及其氮

11、的化合物轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程 易錯點3生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1．?dāng)M)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(guān)鍵是要審題，明確生物固氮的應(yīng)用及其方式，一般主要有以下四種： ①固定氮素肥料，減少化肥使用量，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境 ②對豆科作物進(jìn)行根瘤菌拌種，提高產(chǎn)量 ③用豆科植物做綠肥，提高土壤肥力和有機(jī)質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤通氣性和保水性 ④使用自生固氮菌劑提供農(nóng)作物氮素營養(yǎng)和促進(jìn)農(nóng)作物生長 2．聯(lián)系

12、相關(guān)知識，分析其應(yīng)用的原理 【變式探究】 1 關(guān)于生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)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)10％～20％ C．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(hù) 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(yùn)酶能將還原成。 【2013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(lán)藻屬于生產(chǎn)者 C．引起豆科植物根部長根瘤

13、的細(xì)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(guān)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(xì)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(guān) 解析：選D。根瘤菌是原核生物，細(xì)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(zhì)，固氮量也會隨之增加。 3．能把植物遺體中的氮素首先進(jìn)行轉(zhuǎn)化的生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是(　　) A．生產(chǎn)者 B．消

14、費者 C．分解者 D．寄生者 4．圓褐固氮菌能夠促進(jìn)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(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁} B．動物產(chǎn)生的尿素通過轉(zhuǎn)化可被植物吸收利用 C．氮素一旦進(jìn)入生物體內(nèi)部就不會再形成氮氣 D．生物體內(nèi)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(guān)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(jī)物，根瘤

15、菌從豆科植物獲得NH3 C．豆科植物從根瘤菌獲得N2，根瘤菌從豆科植物獲得有機(jī)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(guān)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(zhuǎn)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(jī)物，二者彼此互利。 7．利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)境保護(hù)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(jié)構(gòu) 解析：選C。少施用化

16、肥可避免水體富營養(yǎng)化。 8．下列關(guān)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(jìn)入群落 B．在群落中都以有機(jī)物的形式傳遞 C．都有被分解者利用和釋放的過程 D．有機(jī)物生成無機(jī)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．① B．② C．③ D．④ 10．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Ca2＋ B．白菜：土壤中的K＋吸收,白菜中的K＋ C．微生物：NH3HNO3 D．微生物：NON2 11．下列關(guān)于

17、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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程 12．下列關(guān)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(nèi)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

18、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(jìn)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(yīng)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(xué)家對四種不同生物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成等進(jìn)行分析、比較，結(jié)果如下表所示： 項目 生物甲 生物乙 生物丙 生物丁 細(xì)胞壁 無 無 具有 具有 所含核酸種類 DNA RNA DNA和

19、RNA DNA和RNA 是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律 否 否 是 否 能否進(jìn)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(lán)藻等，均具有細(xì)胞壁。 16、自生固氮菌的分離實驗的原理是 A．農(nóng)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

20、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(zhì)的合成 A．和 B．和 C．和 D．和 18、關(guān)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(cè)根上都可以著生活根瘤 C．根瘤是由根瘤菌進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)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(jìn)人土壤 19、右圖所示的氮循環(huán)途徑中，①、②、③、④四類生物的新陳代謝類型錯誤的是 A．①為異養(yǎng)需氧型 B．②為自養(yǎng)厭氧型 C．③為自養(yǎng)需氧型 D．④為自養(yǎng)需氧型 20、豆科植物體內(nèi)的根瘤菌固氮能

21、力最強(qiáng)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(dāng)?shù)臄?shù)字①～⑤填寫在下列相應(yīng)的敘述之后(Ⅰ～Ⅴ)。 (1)Ⅰ.根瘤菌固氮：__________； Ⅱ.根吸收含氮化合物：__________； Ⅲ.硝化細(xì)菌的作用：__________； Ⅳ.反硝化細(xì)菌的作用：__________； Ⅴ.細(xì)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(lán)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(yīng)，直

22、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(jī)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(jì)效益。你認(rèn)為發(fā)酵能除臭是何種細(xì)菌作用的結(jié)果？____________________。 答案：(1)①?、荨、邸、堋、凇?2)A　(3)硝化細(xì)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(biāo)號為____________，呼吸作用的標(biāo)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⑦過程的生物為_

23、_________，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④過程的主要方式是__________，土壤板結(jié)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(zhì)元素的兩類有機(jī)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(zhì)元素的身份進(jìn)入植物體內(nèi) C．能通過微生物從大氣進(jìn)入植物體 D．在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)

24、通過有機(jī)物傳遞 23．某生物興趣小組開展“對豆科植物進(jìn)行根瘤菌拌種觀察其對產(chǎn)量影響”的課題研究，根瘤已準(zhǔn)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 ①選取一塊__________________________________________________________ 的貧瘠土地，用卷尺選取面積相等的兩部分； ②將豆科作物的種子平均分成甲、乙兩組； ③將根瘤破碎開來，用清水?dāng)嚢璩珊隣?，并對甲組種子拌種；作為對照，______________。拌種后，兩組種子要及時播種； ④出苗后，_____

25、_____________________________； ⑤成熟后，用秤稱其產(chǎn)量并作比較。 (3)設(shè)計一張表格用于實驗時記錄數(shù)據(jù)。 (4)預(yù)測結(jié)果：_______________________________________________________。 (5)結(jié)論：___________________________________________________________。 24、下圖為氮循環(huán)的部分示意圖，a～f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。

26、(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(fù)面影響是 。 25、氮氣是空氣的主要成分，氮元素是構(gòu)成

27、蛋白質(zhì)的重要元素，空氣中的氮氣只有轉(zhuǎn)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(gòu)成了 關(guān)系。 (2)圖中④過程中的細(xì)菌是指 ，其新陳代謝類型是 ，圖中另一些細(xì)菌指的是 ，其新陳代謝的類型是 。 (3)在土壤板結(jié)時， 細(xì)菌的活動加強(qiáng)，進(jìn)而改變土壤中和的比例，使土壤肥力降低，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常采取 的措施來促進(jìn)農(nóng)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(xué)家們正試圖將固氮基因重組到稻麥等經(jīng)濟(jì)作物的細(xì)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?