生物固氮课件.ppt

1、生物固氮的概念、生物固氮的概念、固氮微生物将大气中的固氮微生物将大气中的还原为还原为的过程。的过程。生物固氮的根本原因是生物体有生物固氮的根本原因是生物体有，能控制合成能控制合成，催化生物固氮。，催化生物固氮。一、生物固氮的概念：一、生物固氮的概念：1 1、共生固氮菌、共生固氮菌 与其它生物形成共生体，在共生体内进行固氮的微生物与其它生物形成共生体，在共生体内进行固氮的微生物。只有在与其他生物紧密地生活在一起的情况下，才能固氮只有在与其他生物紧密地生活在一起的情况下，才能固氮或才能有效地固氮；并将固氮产物氨，通过根瘤细胞酶系或才能有效地固氮；并将固氮产物氨，通过根瘤细胞酶系 统的作用，及时运送

2、给植物体各部，直接为共生体提供统的作用，及时运送给植物体各部，直接为共生体提供氮源。共生体系的固氮效率比自生固氮体系高得多，每消氮源。共生体系的固氮效率比自生固氮体系高得多，每消耗耗1 1克葡萄糖大约能固定克葡萄糖大约能固定280280毫克氮。毫克氮。共生固氮微生物代表：根瘤菌共生固氮微生物代表：根瘤菌 原核的细菌，与豆科植物共生，有专一原核的细菌，与豆科植物共生，有专一性，属异养需氧型。有氧呼吸的酶存在于细性，属异养需氧型。有氧呼吸的酶存在于细胞膜上。能够将大气中的氮还原为氨胞膜上。能够将大气中的氮还原为氨,然后通然后通过根瘤细胞中的酶系统催化过根瘤细胞中的酶系统催化,转变成谷氨酸转变成谷氨

3、酸,再运送到植物体的其他部分再运送到植物体的其他部分,同时又从豆科植同时又从豆科植物体中获取有机物物体中获取有机物.豆科植物开花之前豆科植物开花之前,根瘤根瘤菌的固氮能力最强菌的固氮能力最强.根瘤与根瘤菌根瘤与根瘤菌 根瘤菌是与豆科等植物互利共生的一类细菌。根瘤菌是与豆科等植物互利共生的一类细菌。能够将大气中的氮还原为氨供给豆科植物，能够将大气中的氮还原为氨供给豆科植物，同时又从豆科植物体中获取有机物。但当植同时又从豆科植物体中获取有机物。但当植物体内缺糖时，根瘤菌的固氮作用就物体内缺糖时，根瘤菌的固氮作用就 会减会减弱或停止，这样根瘤菌就只摄取细胞内的营弱或停止，这样根瘤菌就只摄取细胞内的营

4、养物质，而不供给可利用的氮。所以，养物质，而不供给可利用的氮。所以，施用施用基肥或早期施适当氮肥基肥或早期施适当氮肥，对豆科植物的早期，对豆科植物的早期生长还是必要的。生长还是必要的。豆科植物开花之前，根瘤菌的固氮能力最强。豆科植物开花之前，根瘤菌的固氮能力最强。自生固氮微生物代表：圆褐固氮菌自生固氮微生物代表：圆褐固氮菌 也是原核的细菌，摄取土壤中现存的有机也是原核的细菌，摄取土壤中现存的有机物，也属异养需氧型。还能合成生长素。物，也属异养需氧型。还能合成生长素。独立生活状况下能够固氮的微生物独立生活状况下能够固氮的微生物.生活生活在土壤或水域中在土壤或水域中,能独立地进行固氮能独立地进行固

5、氮,但并不将氨但并不将氨释放到环境中释放到环境中,而是合成氨基酸而是合成氨基酸,组成自身蛋白质组成自身蛋白质.只有当固氮微生物死亡以后只有当固氮微生物死亡以后,它们的细胞被分解它们的细胞被分解变成氨时变成氨时,才能成为植物的氮素营养才能成为植物的氮素营养.因此是间接因此是间接地供给植物氮源地供给植物氮源.2 2、自生固氮菌、自生固氮菌 独立生活状况下能够固氮的微生物。独立生活状况下能够固氮的微生物。生活在土壤或水域中，能独立地进行固氮，但并不将生活在土壤或水域中，能独立地进行固氮，但并不将氨释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身蛋白质。氨释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身蛋白质。自生固氮微

6、生物的固氮效率较低，每消耗自生固氮微生物的固氮效率较低，每消耗1 1克葡萄糖大克葡萄糖大约只能固定约只能固定1010 2020毫克氮。毫克氮。2NH2NH3 3+3O+3O2 22HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量2HNO2HNO2 2+O+O2 22HNO2HNO3 3+能量能量（CHCH2 2O O）+O+O2 2COCO2 2+H+H2 2O O化学能化学能 硝化细菌的化能合成作用：硝化细菌的化能合成作用：硝化作硝化作用用硝化作用硝化作用 氨态氨态N N转化为硝酸盐氮的过程转化为硝酸盐氮的过程 反硝化作用：反硝化作用：把硝酸盐氮转化为把硝酸盐氮转化为N2N2的过程的过

7、程NO3NO2NON2ON2NO3NO2NON2ON2反硝化细菌一般是异养型的反硝化细菌一般是异养型的兼性厌氧菌兼性厌氧菌，在有，在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行反硝化作用。氧时进行有氧呼吸，无氧时进行反硝化作用。影响反硝化作用的环境因素影响反硝化作用的环境因素 有机质：因反硝化细菌属异养型的，有机质有机质：因反硝化细菌属异养型的，有机质的增加会刺激反硝化细菌的生长；土壤频繁的干的增加会刺激反硝化细菌的生长；土壤频繁的干湿交替，因干旱使部分微生物和原生动物死亡，湿交替，因干旱使部分微生物和原生动物死亡，增加了可溶性有机质的量，当再潮湿时，促进了增加了可溶性有机质的量，当再潮湿时，促进了反硝化作

8、用，硝态迅速损失。反硝化作用，硝态迅速损失。含水量：高时，造成厌氧环境含水量：高时，造成厌氧环境-反硝化反硝化的条件。的条件。土壤的通气：好，会抑制反硝化作用的。土壤的通气：好，会抑制反硝化作用的。土壤土壤pHpH：反硝化作用的：反硝化作用的pHpH范围较广范围较广3.5-3.5-11.211.2，最适，最适pH6-8pH6-8。反硝化作用对农业的影响反硝化作用对农业的影响引起土壤和化肥氮素的损失。其控制措施：保引起土壤和化肥氮素的损失。其控制措施：保持土壤良好的通气条件；避免频繁的干湿交替持土壤良好的通气条件；避免频繁的干湿交替施用硝化抑制剂等。施用硝化抑制剂等。异养需氧兼性厌氧异养需氧兼性

9、厌氧（20082008理综全国卷理综全国卷II 3.II 3.）下列对根瘤菌）下列对根瘤菌的叙述，正确的是的叙述，正确的是 A.A.根瘤菌在植物根外也能固氮根瘤菌在植物根外也能固氮 B.B.根瘤菌离开植物根系不能存活根瘤菌离开植物根系不能存活 C.C.土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少 D.D.大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌C C 生物固氮生物固氮(09(09北京理综北京理综)30.)30.（1616分）分）为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了美国一

10、研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3 3年实验。实验区是两个毗邻的山谷（编号年实验。实验区是两个毗邻的山谷（编号1 1、2 2），），两个山谷各有一条小溪。两个山谷各有一条小溪。19651965年冬，研究人员将年冬，研究人员将2 2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2 2号号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%40%。两条小。两条小溪中的硝酸盐含量变化如图所示。溪中的硝酸盐含量变化如图所示。请回答问题：请回答问题：（1 1）大气中

11、的）大气中的N2N2进入该森林群落的两种途径进入该森林群落的两种途径有有 。在森林群落中，能从环境中直接。在森林群落中，能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是吸收含氮无机物的两大类生物是 。（2 2）氮元素以）氮元素以N N2 2、NONO3 3-和和 的形式的形式被生物吸收，进入细胞后主要用于合成被生物吸收，进入细胞后主要用于合成 两类生物大分子。两类生物大分子。（3 3）图中显示，）图中显示，1 1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，其原因是不同季节生季节性规律变化，其原因是不同季节生物物 。（1 1）生物固氮、闪电固氮）生物固氮、闪电固氮 植物和微植物和微生物生物 （2 2）NHNH4 4+蛋白质、核酸蛋白质、核酸（3 3）对硝酸盐的利用量不同）对硝酸盐的利用量不同 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日