Question

固氮有三種方式：生物固氮、工業合成氨和放電條件下氮氣與氧氣化合．全世界工業合成氮肥中的氮只占固氮總量的20%，其余絕大多數是通過生物固氮進行的，最常見的是豆科植物根部的根瘤菌，能將大氣中游離態的氮經固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物利用．
（1）根瘤菌與豆科植物的關系在生物學上稱為______；
（2）根瘤菌之所以有固氮作用，是因為它有獨特的固氮酶，而最根本原因是它含有獨特的______；
（3）日本科學家把固氮基因轉移到水稻根際微生物中，通過指導合成固氮所需的______進而引起固氮作用．更為理想的是直接將固氮基因轉移到稻、麥等糧食及經濟作物的細胞中，讓植物本身直接固氮，這樣可以免施氮肥．如果這種愿望實現的話說，那么固氮基因中遺傳信息表達途徑為______；
（4）這種生物固氮與工業合成氨比較，它是在______條件下進行的，從而節省了大量的器材、設備和能源；
（5）俗話說“雷雨發莊稼”，因為電閃雷鳴的雨天，氮氣在空氣中發生一系列的反應，產生了植物可利用的含氮化合物，寫出有關的三個反應方程式______、______、______．

Answer 1

解：（1）在豆科植物的根瘤中，有能夠固氮的根瘤菌與豆科植物共生，根瘤菌有固氮作用，能將空氣中的氮轉化為植物能吸收的含氮物質，而植物則為根瘤菌提供有機物．二者互惠互利，共同生活．可見根瘤菌對豆科植物的生長是有利的．像這樣，細菌和真菌與動物或植物共同生活在一起，相互依賴，彼此有利，一旦分開，二者都要受到很大的影響，甚至不能生活而死亡，這種現象叫共生，故答案為：共生；
（2）固固氮的最根本原因是固氮酶中含有固氮基因，故答案為：固氮基因；
（3）因固氮酶將大氣中游離態的氮生成氮的化合物，故答案為：固氮酶；
因固氮基因遺傳信息表達途徑為固氮基因→信使RNA→固氮酶，故答案為：固氮基因→信使RNA→固氮酶；
（4）因生物固氮在常溫、常壓下進行，故答案為：常溫、常壓；
（5）雷雨中發生的一系列化學變化過程；N₂+O₂=2NO、2NO+O₂=2NO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案為：N₂+O₂=2NO；2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
分析：（1）在豆科植物的根瘤中，有能夠固氮的根瘤菌與豆科植物共生，根瘤菌有固氮作用，能將空氣中的氮轉化為植物能吸收的含氮物質，而植物則為根瘤菌提供有機物．二者互惠互利，共同生活．可見根瘤菌對豆科植物的生長是有利的．像這樣，細菌和真菌與動物或植物共同生活在一起，相互依賴，彼此有利，一旦分開，二者都要受到很大的影響，甚至不能生活而死亡，這種現象叫共生，除此之外，共生的例子還有地衣、反芻動物與瘤胃微生物等；
（2）根據固氮的最根本原因是固氮酶中含有固氮基因；
（3）根據固氮酶將大氣中游離態的氮生成氮的化合物；根據固氮基因遺傳信息表達途徑為固氮基因→信使RNA→固氮酶；
（4）根據生物固氮在常溫、常壓下進行；
（5）根據雷雨中發生的一系列化學變化過程來分析．
點評：本題主要考查了氮元素與氮元素的化合物的性質，同時需要結合生物學知識，這是綜合題．