高三生物提高农作物的光合作用效率 第二节 生物固氮人教版知识精讲

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1、高三生物提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮人教版【同步教育信息】一.本周教学内容：提高农作物的光合作用效率第二节生物固氮二.学习重点：1.掌握光强和二氧化碳的浓度对光合作用的影响。2.了解N、P、K、Mg等矿质元素在光合作用中作用。3.了解固氮微生物的种类，及生物固氮的意义。三.学习过程：提高农作物的光合作用效率提高农作物产量的重要条件之一，是提高农作物对光能的利用率。主要措施光合作用效率：是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。那么，怎样才能提高农作物的光合作用效率呢？（一）光照强弱的控制光照是光合作用的条件之一，直接影响农作物

2、光合作用效率的提高。但是，不同的农作物，对光照强弱的需求不同，可分为阳生植物和阴生植物。阳生植物：只有强的光照才能生长发育良好，才能提高光合作用效率，如水稻、玉米、向日葵等，应当种植在阳光充裕的地方。阴生植物：进行光合作用时不需要太强的光照，太强的光照不利于生长发育，也就不利于提高光合作用效率。如胡椒、人参、三七等应当种植在荫蔽的地方。提问：请绘制光照强度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别阳生植物和阴生植物）（二）二氧化碳的供应科学家通过研究绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光合作用强弱的关系：提问：请绘制CO2浓度与光合作用强度的关系曲线？（注意区别C3植物和C4植物）显然

3、在一定程度上增加二氧化碳的浓度，可以提高农作物的光合作用效率。（三）必需矿质元素的供应绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。氮：催化光合作用过程中各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分用心爱心专心磷：是NADP+和ATP的重要组成成分；维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。钾：促进光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中。镁：是叶绿素的重要组成成分。提问：植物吸收矿质营养的物质形式、吸收的方式及条件是什么？第二节生物固氮固氮过程：是把大气中的氮气转变成氨的过程。固氮微生物的种类：具有固氮功能的细菌、放线菌和蓝藻。自然界中有两类固氮微生物：一

4、类是共生固氮微生物；另一类是自生固氮微生物。（一）共生固氮微生物共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。人们熟悉的共生固氮微生物是根瘤菌。根瘤菌在土壤中分布广泛，但是只有侵入到豆科植物的根内才能固氮。根瘤菌固定的氮素，占自然界生物固氮总量的绝大部分。1.根瘤和根瘤菌的形态特征：根瘤一般有米粒至黄豆大小，圆球形或长枣形，可以单独着生在根上，如大豆的根瘤；也可以聚集呈掌状着生在根上，如豌豆的根瘤。一般地说，着生在主根上的、粉红色的、饱满的根瘤，里面的根瘤菌固氮能力比较强。豆科植物开花之前，根瘤菌的固氮能力最强。根瘤里的根瘤菌，个体很小，呈棒槌形、“T”形或“Y”形。

5、2.根瘤菌的生理特点：不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物：有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，例如从大豆的根瘤中分离出来的根瘤菌，只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，例如从蚕豆的根瘤中分离出来的根瘤菌，可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。3.根瘤菌的代谢类型：异养需氧型根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生：豆科植物通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物。4.根瘤菌的意义：根瘤菌为所共生的豆科植物提供氮素；衰老的根瘤破溃后，里面的根瘤菌以及一些含氮化合物则遗留在土壤中，可以增加土壤的肥力。（二）自生固氮微生物自生固氮微生

6、物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物。如圆褐固氮菌。1.圆褐固氮菌的形态特征：多是杆菌或短杆菌，单生或对生并且外面有一层厚厚的荚膜。2.圆褐固氮菌的代谢类型：异养需氧型3.圆褐固氮菌的意义：圆褐固氮菌具有的固氮能力，生活在土壤中，增加土壤的氮素；圆褐固氮菌还能够分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。（三）生物固氮在氮循环和农业生产中的作用1.氮循环：用心爱心专心大气中的氮，必须通过以生物固氮为主的固氮作用，才能被植物吸收利用。动物直接或间接地以植物为食物。动物体内的一部分蛋白质在分解过程中产生的尿素等含氮废物，以及动植物遗体中的含氮物质，被土壤中的微生物分解后形成氨。氨经

7、过土壤中一些细菌的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气，氮气则返回到大气中。除了生物固氮以外，生产氮素化肥的工厂以及闪电等也可以固氮，但是，同生物固氮相比，它们所固定的氮素数量很少。提问：总结在氮循环中所涉及到的微生物的种类、代谢类型及生态系统中的成分？2.生物固氮在农业生产中的应用（1）补充土壤中氮素的主要途径；（2）对豆科作物进行根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。（3）固氮基因工程：试图将固氮细