自然界中少数种类的细菌.虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用，但是能够利用体外环
境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,叫做____________。
氮气是空气的主要成分，氮还是构成蛋白质的重要元素，空气中的氮气只有转变成化合物，才能成为植物生长所需的含氮养料，图2—2—3是生物利用自然界中氮元素的图解，据图回答下列问题： （每空2分，共20分）
图2—2—3
（1）图中的[ ]表示生物固氮。参与此过程的微生物是 ，它生活在豆科植物根内，利用豆科植物光合作用制造的有机物，通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物。因此，它与豆科植物这种特殊关系在生物学上称为 现象。
（2）图中参与④过程的细菌是 ，它属于自养生物，因为它能从环境中利用 的能量把 合成有机物。
（3）上图说明组成生物体的一些基本化学元素在生物却落合无机环境之间是可以不断地 出现，无机环境中的物质是可以被生物群落 利用的，这与生态系统的能量流动是不同的，能量在流经生态系统的各个营养级时，其特点是 和 。
下图为自然界氮循环示意图。据图回答： （每空3分，共30分）
图2—2—1
（1）①②③依次代表： 、 、 。
（2）生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。自然界中有两类固氮微生物，分别是：
，如根瘤菌； ，如圆褐固氮菌。
（3）固氮微生物的固氮过程是在细胞内的 催化作用下进行的。
（4）土壤中获得氮素的两条主要途径：一是 ，二是 。
（5）氮是催化光合作用过程中各种酶以及 和 的重要组成成分。
全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%，绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，能将大气中的游离态的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。（每空3分，共20分）
（1）根瘤菌和豆科植物的关系在生物学上称为 。
（2）根瘤菌之所以能进行固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，而根本原因是它有独特的 。
（3）日本科学家把固氮基因转移至水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的 ，进而起到固氮作用，从而降低了水稻的需氮量，减少了氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固氮，这样就可以免施氮肥。如果这样的重组能够实现的话，那么固氮基因最终实现表达的途径是 。
（4）这种生物固氮和工业固氮比较，它是在 、 条件下进行的，从而节省了大量的 。
(9分)氮元素是构成生物体的主要元素之一，在动植物生命活动中起着重要的作用。在自然界中各种含氮物质经过复杂的化学变化和新陈代谢实现氮元素的循环，维持自然环境中的氮平衡。
图Ⅰ是自然界中氮循环以及有机物在生物体内代谢的部分过程示意图，请分析回答：
（1）微生物在氮循环中有重要作用，例如生活在大豆根部的根瘤菌能参与图Ⅰ中的哪一过程？ （填序号）；根瘤菌之所以能进行固氮作用，其根本原因是它具有独特的固氮基因，大豆细胞基因与根瘤菌的固氮菌基因相比，大豆细胞基因结构的主要特点是 。
（2）参与②③过程的微生物的异化作用类型是 。
（3）如果细胞内[H]的含量增多，而ATP的含量减少，则很可能是控制合成催化有氧呼吸 的基因发生了突变。
（4）人以农作物为食时，人体内的赖氨酸只有通过图Ⅰ中的哪一过程获得？ （填序号），为什么？ 。
图Ⅱ是黄色短杆菌合成赖氨酸的途径，当赖氨酸和苏氨酸都积累过量时，细胞内便难以再积累大量的赖氨酸，这属于 调节。据图Ⅱ，请你利用现有知识，设计一个大量积累赖氨酸的方案：
。
下面是某同学做自生固氮菌分离实验的方案和观察结果：
| NaNO3:2g |
K2HPO4: 1g |
| KCl: 0.5g |
MgSO4: 0.5g |
| FeSO4:0.01g |
蔗糖：30g |
| 琼脂：15~20g |
蒸馏水：1 000 mL |
一、实验目的（略）
二、实验材料和用具（略）
三、实验方法和步骤
1.接种
（1）接种前，准备好盛有配方如上表的培养基，放入培养皿中并灭菌，供实验用。
（2）取10 g土壤，放在无菌研钵中，注入5 mL蒸馏水，并用无菌玻璃棒搅拌均匀，备用。
（3）将接种环放在酒精灯的火焰上灭菌。将培养皿盖轻轻放在桌面上，手拿培养皿。将接种环放在培养基边缘处冷却。然后，用接种环蘸取少许泥浆，轻轻地点接在培养基的表面上，共点接15~20处。
（4）接种后，轻轻地盖上培养皿盖，将培养皿放在实验桌上。
2.培养
将接种过的培养皿放入恒温箱内，在室温下培养3~4 d。
3.观察
3~4 d后，取出培养皿，仔细观察培养基上的菌落，其中大而扁平、边缘呈波状或锯齿状并为褐色菌落的为自生固氮菌。
4.镜检（略）
该实验方案和观察结果中有几处明显错误，请指出并改正。
为了使农作物正常生长，往往需要大量施用化肥，而化肥的大量施用存在着许多负面影响，如环境污染、消耗能源等。因此，生物固氮已成为一项重要的研究课题。生物固氮就是利用某些微生物（如根瘤菌、固氮蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
（1）维持生命必需的化学元素中占原生质总量95%以上的有_________（填元素符号），被称为主要元素，这些元素组成的氧化物中，属于酸酐的是_________（填写化学式）。
（2）化肥厂合成氨的反应式是______________________。与人工合成氨所需的反应条件相比，生物固氮的顺利进行是因为这些固氮微生物体内含有特定的_________。这类物质的化学本质是_________。
（3）根瘤菌的代谢类型是_________。人们正致力于转基因固氮植物的研究，科学家已通过基因工程技术将根瘤菌的固氮基因转移到了水稻细胞中，并在水稻细胞中发现了固氮物质，固氮基因控制固氮物质合成的过程分为_________和_________两步。
（4）有一种土壤微生物能将氨态氮转化为硝态氮，此种微生物是_________，该微生物的代谢类型是_________。
（5）用化学方程式和必要的文字说明“雷雨发庄稼”的道理。
图表示巴氏梭菌在不同含氧量时的固氮量变化曲线，请分析：
（1）随着含氧量的增高，巴氏梭菌的固氮量_________。这说明其代谢类型属于______________________。
（2）在自然条件下，巴氏梭菌常与腐生细菌生活在一起。腐生细菌吸收氧气，对巴氏梭菌的作用是__________，巴氏梭菌能产生某种抗菌素，抑制真菌的生长，这对腐生细菌来说是__________。
（3）从（2）的叙述中不难看出，巴氏梭菌与腐生细菌的关系从生态学上可称为_________。但是它们又都以土壤中的腐殖质或有机物为营养来源，因此，它们的关系还包括_________。
阅读下列材料，回答问题：
材料一：花生是旱生植物，根系发达，根系中有粒状小体，在瘠薄的土地里生长良好，茎秆含大量蛋白质。
有人测算，一亩地的花生连同枝叶的含氮量，超过地里被吸收的含氮无机盐，其中部分氮来自于___________，由根系粒状小体中的__________合成含氮化合物。
材料二：在花生地里，当水分适当增加时，花生吸收水分与无机盐的量均正常。但当连续阴雨，地里水分大量增加时，无机盐的吸收量逐渐减少，水的吸收量也减少甚至出现叶片萎蔫现象。
请对这一现象进行解释：
（1）_________________________；
（2）_________________________。
材料三：花生地里有一种穴居昆虫蛴螬，严重地破坏花生的根系和果实。为了解决这一问题，一般改种水稻进行轮作。
除了能解决害虫危害外，还能够___________。
| A．提高矿质元素的利用率 |
| B．提高光能利用率 |
| C．促进农田的物质循环 |
| D．提高农田能量的传递效率 |
图是自然界中氮循环示意图。据图回答：
（1）大气中的氮主要通过［ ］_________进入生物群落，其次通过［ ］_________和［ ］_________等途径也可少量供给植物氮素。
（2）图中A物质代表_________________________，可被土壤中的微生物分解形成B物质，B物质在土壤中_________细菌的作用下形成C，C物质代表_________。
（3）将B物质转化成C物质的细菌，其新陈代谢的类型属于__________。
（4）在__________的情况下，一些细菌可将C物质最终转化成_________返回大气中，由此可见，土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中的_________中起着重要作用。
（5）目前，全世界每年施用的氮素化肥大约有8×107 t，这样做对环境可能带来的负面影响是_________，据你所学的知识，提出一种既不会影响环境，又能满足农作物对氮素需求的方案或设想：________________________。
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