8．培养硝化细菌的培养基中碳源、氮源、能源依次是　 (　 )

A．葡萄糖、氨、葡萄糖　　 B．葡萄糖、铵盐、太阳能　 C．二氧化碳、硝酸盐、氨　　 D．二氧化碳、氨、化学能

7．为确定某固氮菌的固氮产物，做了如下实验：

①把固氮菌培养在含¹⁵N₂的空气中，细胞迅速固定氮素，短期内细菌的谷氨酸中出现大量的¹⁵N；

②如果把细菌培养在含有¹⁵NH₃的培养基中，固氮能力立刻停止，但吸入氨态氮迅速转入谷氨酸中。

由此可以推断，该微生物固氮产物最可能是　　 (　　 )

A．谷氨酸　 B．N0₂　　 C．N0₃^－　　 D．NH₃

6．根瘤菌、硝化细菌在生态系统中的地位分别是

A．生产者、生产者　　　 B．消费者、生产者　　　　　 C．分解者、消费者　　　 D．分解者、分解者

5．土壤中的无机氮主要以两种形式存在：氨态氮和硝态氮。氨态氮不稳定，易挥发。硝态氮稳定。施肥后进行中耕松土可改变氨态氮和硝态氮的比值，其比值的变化是　　 (　　 )

A．变小　　　　　 B．变大　　　　　　　 C．不变　　　　　 D．无法确定

4．下列说法正确的是　 (　　 )

A．NH₃·H₂O可以被豆科植物直接利用　　　　　　　　　　　 B．最好37℃左右条件下培养圆褐固氮菌

C．圆褐固氮菌除了能够固氮外，还能够促进植物细胞的分裂　 D．利用不含氮盐的培养基将自生固氮菌分离出来

3．将自生固氮菌接种到下面四个相同的培养基中，放在以下条件下培养，其中菌落形成最快的是　 (　 )

2．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

1．右图为根瘤菌入侵豆科植物根的示意图，则将来形成根瘤的细胞是　 (　 )

A．根毛细胞　　 B．内皮层细胞　　 C．木质部细胞　 D．韧皮部细胞

具体分析氮循环中几种微生物的特殊作用及其在生态系统中的地位：

[例4]图为生态系中碳循环和氮循环的一部分，A、B、C三类微生物参与其中，下列说法错误的是　 (　　 )

A．A类细菌是自养需氧型，B类细菌是异养厌氧型

B．C类微生物只能是异养厌氧型的，否则只能得到氮氧化物

C．进行C过程的微生物，有的是自生的，有的是共生的，分别作为生态系统中的生产者、消费者

D．A和C的活动可增加土壤肥力，而B的活动导致土壤氮素丧失

[解析]本题主要考查参与氮循环过程中的几种重要微生物的代谢特点、作用及其在生态系统中的地位。A为硝化细菌(自养需氧型)，B为反硝化细菌(异养厌氧型)，C为固氮微生物，包括自生固氮菌(异养需氧型)、共生固氮菌(异养需氧型)和固氮蓝藻(光能自养需氧型)等。所以，A和C的活动可增加土壤氮素，而B的活动导致土壤氮素丧失。由于固氮酶对氧极端敏感，一旦遇氧就很快导致不可逆的失活，而大多数的固氮菌都是好氧菌，它们要利用氧气进行呼吸和产生固氮反应所需大量能量。所以，固氮微生物的固氮过程须在严格的厌氧微环境中进行。

[答案]B

[解题技巧]由于生物固氮的机理是生命科学领域重大基础性理论问题，生物固氮的机制的阐明，对于解决作物增产和氮肥的大量使用所带来的水体富营养化等问题具有突破性意义。所以本部分内容既可结合蛋白质代谢的知识，又可考查微生物的相关知识，还可切入到转基因固氮工程方面，此外，氮循环还可作为学科间知识的交汇点。

(二)考点例析

[例1]自生和共生固氮微生物可以将　　 (　 )

A．大气中的N₂转化为NH₃ B．大气中的N₂转化为NO₃^－

C．土壤中的NH₃转化为NO₃^－ D．土壤中的NO₃^－转化为N₂

[解析]本题考查生物固氮的基本概念。生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，固氮微生物包括共生固氮微生物和自生固氮微生物两种类型，在固氮酶的催化下，它们均能将大气中的分子态的N₂转化为化合态的NH₃。

[答案]A

[例2]固氮酶具有底物多样性的特点，所有的固氮酶除了能催化N₂→NH₃的反应外还能催化：

①NO₂→N2+H₂O ②N₃→N₂+ NH₃ ③C₂H₂→C₂H₄ ④2H⁺→H₂

请结合上面的生物固氮原理示意图，回答：

(1)生物固氮需要的条件有　　　　　　　

(2)试概括出生物固氮的反应式：　　　　　　　　　

[解析]不同固氮微生物的固氮催化作用情况基本相同：需要N₂为原料，需要e、H⁺，以及ATP提供能量来源，还需要固氮酶作为该反应的催化剂。主要产物为NH₃。

[答案](1) N₂、e、H⁺、ATP和酶

N₂+e+H⁺+ATP NH₃ +ADP+Pi

[同类变式]微生物固氮的反应要求钼铁蛋白和铁蛋白的存在，工业合成氨，也是用含铁的钼盐作催化剂的。下列叙述最能体现这两种固氮方式的区别　 (　 )

A．生物固氮是酶促反应，工业固氮是氧化还原反应　　　　　 B．固氮微生物为固氮酶的载体

C．生物固氮与微生物固氮没有本质区别　　　　　　　　　　 D．生物固氮的产物是有机物

[解析]本题主要变化是考查对生物固氮本质的认识。生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能，这种功能的实质是在固氮酶的催化作用下进行的。 固氮酶由含铁钼的钼铁蛋白和含铁的铁蛋白两种蛋白质组成，钼、铁起传递电子的作用，只有两种蛋白质同时存在，固氮酶才具有固氮的作用。即：

所以，与工业上从空气中取氮以制造氨，也用含铁的钼盐作催化剂不同的是：在生物体内，含钼和铁的催化剂都是酶蛋白。

[答案]B

[解题警示]生物固氮也是氧化还原反应，所以选项A 不能体现这两种固氮方式的本质区别。

[例3] 右图是自然界中的氮以蛋白质的形式在生物体内转化的部分过程示意图。请回答：

(1)自然界中将NH₃转化成N0₃^－的生物叫　　　　　 ，该种生物的同化方式主要通过　　　　 作用来完成；自然界中将NH₃转化成N₂的生物的新陈代谢类型是　　　　　 。

(2)植物的根从土壤中吸收N0₃^－是通过　　　 完成的，吸收的N0₃^－与有机物合成为植物蛋白质。

(3)图中①、②、酶和血浆蛋白虽都为蛋白质，但功能各不相同，从分子结构上看，直接原因是　　　　　　　 ；而由于血红蛋白质异常的镰刀型细胞贫血症的根本原因是　　　　　　　　　　　　 。

(4)过程⑤是　　　　　　 ；过程⑥是　　　　　　 ；细胞中⑦的合成场所是　　　　 ；不含氮部分彻底氧化的场所是　　　　　　　　　 。

[解析]本题以生物体蛋白质代谢为问题切入点，考查氮循环的全过程。构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成(植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮；动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮)、氨化作用(动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨)、硝化作用(在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐)、反硝化作用(在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中)和固氮作用(大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用)。

至于生物体氨基酸的代谢的知识可由人体氨基酸的代谢的过程分析解答。

[答案] (1)硝化细菌；化能合成；异养厌氧型 (2)主动运输 (3) 蛋白质分子结构不同；基因突变　 (4)脱氨基作用；氨基转换作用；核糖体；线粒体