《生物固氮》教案

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约7200字。

　　《生物固氮》教案
　　知识方面
　　（1）知道固氮微生物的种类和生物固氮过程。
　　（2）识记生物固氮的意义。
　　（3）了解生物固氮在自然界氮循环中的作用及其在农业生产中的应用。
　　重点
　　1．固氮微生物的种类；
　　2．生物固氮的意义。
　　重点 生物固氮的基本过程
　　所有的生物都需要氮元素。在活细胞内，氮是所有氨基酸、核酸（DNA和RNA）及其他许多重要分子的主要成分，大部分生物不能直接利用大气中的氮，仅能利用氮的某种形式的化合物。形成这些化合物的过程统称为“固氮”，这时氮与其他元素结合，被“固定”在含氮的化合物中。某些豆科植物含氮元素较丰富，氮素如何获得？（根瘤中的根瘤菌将大气中的氮“固定”供给植物。）
　　如果小麦、水稻也能固氮，将给人类带来哪些方面的好处？  每年，大气中被固定下来的氮，大都是由微生物“固定”的，再经过一系列复杂的生化过程成为生物体内所需要的含氮有机物。  什么是生物固氮？哪些生物可完成生物固氮？生物固氮如何完成？
　　一、生物固氮的概念  固氮微生物将大气中分子态氮还原为氨的过程。
　　二、固氮微生物种类
　　1．什么是共生固氮微生物？以根瘤菌为例研究：（1）了解根瘤菌的形态特征和生理特点、某些根瘤菌与豆科植物互利共生且具一定专一性的关系以及根瘤菌的代谢类型。（2）根瘤的形成及作用。（3）共生固氮微生物概念。
　　2．什么是自生固氮微生物？（1）自生固氮菌的形态特点。（2）实例：圆褐固氮菌 介绍其生活环境，分析其代谢类型，在农业生产中的作用。
　　三、生物固氮过程简介。提出问题：为什么固氮微生物可在常温常压下完成“固氮”有关反应？（酶的作用）固氮酶：由固氮基因编码控制。固氮过程简介。
　　1．比较：根据固氮微生物与非固氮微生物的特点，思考：如何将自生固氮微生物与土壤中的其他细菌等微生物分离？
　　2．练习题：(略)
　　氮元素是生命所必需的。分子态氮在大气中的含量很丰富，约占79％（v/v），但绝大多数生物无法直接利用。只有当游离氮被“固定”成为含氮化合物后，才能被这些生物吸收利用，氮成为活细胞的一部分并进入生态系统中的食物链。氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分（复习概念和特点）。
　　氮在生态系统中的循环涉及一系列相当复杂的过程，这些过程大多是由微生物调节的。
　　一、自然界氮循环过程的分析。
　　1．大气中的氮气可通过三条途径被“固定”。2．生物群落中的氮素传递是以有机氮形式通过生物的同化作用实现的。3．动植物遗体、排出物（如尿素等）、残落物中的有机氮是通过微生物的氨化作用及硝化作用转变成为植物再度利用的形式。4．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，分子态氨则返回到大气中。
　　二、生物固氮在自然界氮循环中的重要作用。
　　1．比较分析工业固氮与生物固氮过程。
　　区别：工业固氮需要极高的温度和压力，对大气产生严重污染；生物固氮在常温常压下就可以完成，对大气没有任何不良影响。 分析原因：氮气分子中的氮—氮三键是很强的，要将此三键拆开并转化为氨，需要相当大的能量。因此，化学固氮必须在高温、高压及催化剂的作