第二节　生物固氮　教学设计

课题

生物固氮

日期

课时

1

教法

讲授，讨论

学法

分析，对比

教具

挂图，示意图

教材分析

重

点

（1）固氮微生物的种类。

（2）生物固氮的意义。

难

点

生物固氮的基本过程。

考

点

固氮微生物的种类，氮循环，生物固氮的应用

教

学

目

标

知识目标

1．固氮微生物的种类（知道）。

2．生物固氮的基本过程 （选学）（知道）。

3．生物固氮的意义（识记）。

4．生物固氮在农业生产中的应用（知道）。

能力目标

1．  培养学生实验操作的能力

2．  培养学生研究问题和解决问题的能力

情感目标

通过生物固氮的意义来理解人类目前面临的一些重大问题

以引起学生的关注

教学内容

一．生物固氮的概念：是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。

二．固氮微生物的种类：均属原核生物

说明：1

2．根瘤菌只有侵入到豆科植物的根内才能固氮。不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物。根瘤菌在根内不断繁殖，并刺激根内的一些薄壁细胞分裂，进而使该处的组织逐渐膨大，形成根瘤。

三．生物固氮的过程（原理）

N₂＋e ＋H⁺ ＋ATP NH₃＋ADP＋Pi

说明：

1．  固氮酶：是一种能够将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含有铁和钼，叫做钼铁蛋白。只有铁蛋白和钼铁蛋白同时存在，固氮酶才具有固氮的作用。

2．固氮酶具有底物多样性的特点：除了能够催化N₂还原成NH₃以外，还能催化乙炔还原成乙烯。而我们前边所学的酶均具有专一性的特点。

四．生物固氮的意义：在自然界氮循环中具有十分重要的意义。

1．氮循环

2．  氮循环的主要环节：

五．生物固氮在农业生产中的应用

1．让农作物自行固氮。可以节约能源，降低生产成本，提高农作物产量，有利于环境保护（避免水体富营养化）和可持续发展。

2．对豆科植物进行根瘤菌拌种。（新开垦土地）

3．用豆科植物做绿肥，增加土壤中的含氮量。

4．将圆褐固氮菌制成菌剂，施入土壤中，提高农作物产量。

5．通过转基因技术，将固氮基因转移到非豆科植物中。

典型例题

1．（2007上海生物）将空气中的氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下列能实现人工固氮的是

A．闪电       B．电解饱和食盐水车间        C．根瘤       D．合成氨车间

2．（2005北京理综）下列能鉴别野牛草是否为C₄植物的简便方法是

A、制作叶表皮临时装片，观察气孔大小   B、制作叶横切临时装片，观察叶脉结构

C、分离、测定叶片中各种色素的含量     D、用碘液测定叶片中淀粉的含量

3．（2004广东生物）下列关于固氮菌的叙述，错误的是                                    

A．一种根瘤菌能侵入所有种类的豆科植物    B．豆科植物与其根瘤内的根瘤菌互利共生

C．土壤中的根瘤菌不能固氮                D．具有根瘤的豆科植物能以氮气为氮源

4．（2007天津理综）（10分）为研究“圆褐固氮菌对某种植物枝条生根作用的影响”，设计相关实验，结果如下图。试管内基质为灭菌的珍珠岩（起固定、通气和吸水作用）。

请据图回答：

（1）为了排除其他微生物对实验结果的影响，配制的灭菌培养液在成分上应具备的主要特点是                             。

（2）A中枝条的下端切口处    （有/无）生长素，A与C对比说明：                 。

（3）上述实验综合分析表明，圆褐固氮菌能促进该植物枝条生根。为进一步探究“圆褐固氮菌是否分泌了促生根物质”，请完成下列实验：

①用灭菌培养液培养圆褐固氮菌。

②将培养物过滤，得到菌体和无菌滤过液。

③实验分两组：甲组试管中加入基质和灭菌水；乙组取若干试管，加入相同基质，再分别加入                                                      。

④分别插入同类枝条，培养并观察。

结果分析：如果                                       ，则表明圆褐固氮菌分泌了促生根物质。

【答案】（1）不含氮源

（2）有    只有适宜浓度的生长素才能促进该植物枝条生根

（3）③不同稀释浓度的等量滤过液    甲组枝条不生根，乙组部分枝条生根

教学后记

本节的重点是固氮微生物的种类和生物固氮的意义。生物固氮的意义主要体现在氮循环的过程中。