生物固氮过程与氮素循环 生物固氮能在生物体内温和的环境中进行.这是因为固氮生物具有固氮酶. N2 ATP ADP+Pi C2H2 e + H+ 酶 C2H4 NH3 氮素循环如下图: [例题精讲] 例1.右图表示在充足光照条件下.温度对藓光合作用量的影响曲线图.这三条曲线是通过测定量而获得的.纵轴与曲线为吸收量.对为发生量. 请回答: (1)表示总的光合作用量和净的光合作用量分别是曲线[ ]和[ ]. 写出这两者之间的关系式: . (2)这个植物重量增加是在 0C左右最大. (3)光合作用和呼吸作用的最适温度是否一致?为什么? 解析:本题是对光合作用与呼吸作用知识理解的综合测试.测定这两种强度大小方法常通过测定单位时间.单位面积内CO2或O2的吸收量与发生量获得的. (1)小题是测试总光合作用量.净光合作用量.呼吸量之间的关系.1为总光合作用量.2为净光合作用量.两者的关系为:净的光合量=总的光合量-呼吸量.应该指出.一般实验中测得的光合量为净的光合量(也可称为表观或可见光合量).因为植物在光合作用过程中同时发生了呼吸作用. (2)小题.只要观察曲线2的峰在20℃左右.这时植物重量增加最多. (3)不一致.光合作用最适温度在20℃-30℃.而呼吸作用的最适温度在35℃以上.这是因为这两个生理活动中不同的酶促反应的最适温度上有差异. 例2.写出三种与光合作用有关的矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用. 元素: .作用 . 元素: .作用 . 元素: .作用 . [解析]本题较灵活.以高等教育中相关的专业知识为依据.来测试学生对光合作用与矿质元素知识的综合运用能力.虽然教材对这个问题没有明确答案.但是凭学生所学知识是可以回答出来.这是高考名题的思维方式.回答本题的关键一是要求答出矿质元素.而不是必需元素.不可回答C.H.O,二是要考虑到光合作用过程中必不可少的物质所含的矿质元素.如叶绿素含有Mg.ATP含有P.叶绿素与各种酶含有N. 答案为:Mg叶绿素的成分,P形成ATP需要磷,N叶绿素和各种酶的成分(只答各种酶的成分.不扣分) 应该指出.这是一题开放性题目.因为与光合作用有关的矿质元素很多.为了与高等教材不发生冲突.对本题的标准答案又作了补充.与光合作用有关的矿质元素还有:Mn.K.Fe.S.Cu.Cl.如果答上可参照考答案的分值赋分. [同步练习] 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

圆褐固氮菌所固定的氮素参与氮循环全过程的是(     )?

A. N2→NH3→NO-3→生物体有机氮→NH3→NO-3→N2?

B.N2→NH3→生物体有机氮→NH3→NO-3→N2?

C.N2→NH3→生物体有机氮→NO-3→N2?

D.N2→NH3→NO-3→生物体有机氮→NH3→N2

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(10分)圆褐固氮菌是自生固氮菌,为经济有效地提高农作物产量,人们一直在努力研究、寻找固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中DNA含量太低而难以进行,PCR技术有效地解决了这个问题。如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋白组研究时代,从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。
(1)某同学在做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌样品和酵母菌样品混在一起,已知青霉素会影响固氮菌的生长繁殖,但不影响真菌的生长繁殖。请填空完成分离这两种菌的主要实验步骤:
①分别配置               的培养基和            的培养基,分别分成两份,依次标上A、a、B、b备用;
②分别向A、B培养基接种            
③把接种后的培养基放在恒温箱中3d—4d;
④从A、B培养基上生长的      中挑取生长良好的菌株,分别接种到       中;
                                 
(2)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因,然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。

反应条件
 
温度
时间
变 性
95℃
30s
复 性
55℃
30s
延 伸
72℃
1min
30个循环后
适宜
5-10min
保 温
4℃
2h
 
PCR反应体系
50ul
缓冲液
5ul
脱氧核苷酸
1ul
引物A      
0.5ul
引物B      
0.5ul
DNA聚合酶   
0.5U
模板DNA     
1-2ul
加去离子水补足至50 ul
①从上表中可得出,PCR技术与DNA复制相比较,主要区别之一是              
此外,从反应条件看,所使用的DNA聚合酶应具有__________的特点。每次循环都需要2种引物的主要原因是_______________          ________________。

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(12分)圆褐固氮菌是自生固氮菌,青霉素会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖而不影响酵母菌等真菌的生长繁殖。现有圆褐固氮菌和酵母菌的混合物,请你设计一个实验,分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。
(1)材料用具:(略)
(2)方法步骤:
①制备两种培养基,一种是            培养基,另一种是            培养基,将这两种培养基各自分成两份,依次标上A、a和B、b。
②分别向A、B培养基中接种混合菌,适宜条件下培养3—4天。
③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种分别接种到a、b培养基中,在适宜条件下培养3—4天。
(3)请回答:w.@w.w.k.&s.5*u.c.o~m
①本实验配制的培养基属于      培养基,实验步骤③的目的是           
②圆褐固氮菌大量积累次级代谢产物的时期是               ,其与酵母菌在基因结构上的主要差异为                               
③青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖,其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。据此推测青霉素不影响酵母菌生长繁殖的原因是                               
④生产上常用圆褐固氮菌制成菌剂施放到土壤中,以提高农作物的产量,其原因是         
                                                      
⑤为了生产用作菌剂的圆褐固氮菌,科研工作者研究了此种细菌的群体生长规律,绘制出该细菌的生长速率曲线(如右图)。下列有关说法正确的是______。

A.上述目的菌是在恒定容积的液体培养基中培养的
B.扩大培养最好选择b时期的细菌接种,但此期最后阶段细菌数量已减少
C.c时期的细菌不再进行繁殖,有芽孢生成
D.d时期生活的细菌已经不能再合成初级代谢产物
⑥右图是生态系统的氮循环和碳循环的部分示意图,硝化细菌在此图的氮循环中能完成的过程是        (填图中字母)。其新陈代谢类型是            。进行B生理过程的生物在生态系统中的生态地位是           

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(10分)圆褐固氮菌是自生固氮菌,为经济有效地提高农作物产量,人们一直在努力研究、寻找固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中DNA含量太低而难以进行,PCR技术有效地解决了这个问题。如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋白组研究时代,从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。

(1)某同学在做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌样品和酵母菌样品混在一起,已知青霉素会影响固氮菌的生长繁殖,但不影响真菌的生长繁殖。请填空完成分离这两种菌的主要实验步骤:

①分别配置                的培养基和             的培养基,分别分成两份,依次标上A、a、B、b备用;

②分别向A、B培养基接种            

③把接种后的培养基放在恒温箱中3d—4d;

④从A、B培养基上生长的       中挑取生长良好的菌株,分别接种到        中;

                                 

(2)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因,然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。

反应条件

 

温度

时间

变  性

95℃

30s

复  性

55℃

30s

延  伸

72℃

1min

30个循环后

适宜

5-10min

保  温

4℃

2h

 

PCR反应体系

50ul

缓冲液

5ul

脱氧核苷酸

1ul

引物A      

0.5ul

引物B      

0.5ul

DNA聚合酶   

0.5U

模板DNA     

1-2ul

加去离子水补足至50 ul

①从上表中可得出,PCR技术与DNA复制相比较,主要区别之一是              

此外,从反应条件看,所使用的DNA聚合酶应具有__________的特点。每次循环都需要2种引物的主要原因是_______________           ________________。

 

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圆褐固氮菌是自生固氮菌,青霉素会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖而不影响酵母菌等真菌的生长繁殖。现有圆褐固氮菌和酵母菌的混合物,请你设计一个实验,分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。

(1)材料用具:(略)

(2)方法步骤:

①制备两种培养基,一种是             培养基,另一种是             培养基,将这两种培养基各自分成两份,依次标上A、a和B、b。

②分别向A、B培养基中接种混合菌,适宜条件下培养3—4天。

③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种分别接种到a、b培养基中,在适宜条件下培养3—4天。

(3)请回答:w.@w.w.k.&s.5*u.c.o~m

①本实验配制的培养基属于       培养基,实验步骤③的目的是           

②圆褐固氮菌大量积累次级代谢产物的时期是                ,其与酵母菌在基因结构上的主要差异为                               

③青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖,其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。据此推测青霉素不影响酵母菌生长繁殖的原因是                               

④生产上常用圆褐固氮菌制成菌剂施放到土壤中,以提高农作物的产量,其原因是         

                                                       

⑤为了生产用作菌剂的圆褐固氮菌,科研工作者研究了此种细菌的群体生长规律,绘制出该细菌的生长速率曲线(如右图)。下列有关说法正确的是______。

A.上述目的菌是在恒定容积的液体培养基中培养的

B.扩大培养最好选择b时期的细菌接种,但此期最后阶段细菌数量已减少

C.c时期的细菌不再进行繁殖,有芽孢生成

D.d时期生活的细菌已经不能再合成初级代谢产物

⑥右图是生态系统的氮循环和碳循环的部分示意图,硝化细菌在此图的氮循环中能完成的过程是         (填图中字母)。其新陈代谢类型是             。进行B生理过程的生物在生态系统中的生态地位是           

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