Question

像根瘤菌那样在常温常压下把游离氮固定下来供作物吸收，这种方法称之为生物模拟固氮。近年来，国内外科学家正在探索这一课题，纷纷把目光集中在根瘤菌上，研究具有非凡固氮功能的固氮酶的组成和结构。固氮酶由二氮酶和二氮还原酶两种蛋白质组成，含有一定数量的钼原子、铁原子和酸溶性的硫原子。由于二氮还原酶在空气中暴露30秒，活性就会丧失一半，故至今仍未搞清固氮酶的固氮机理。但使非豆科植物的根部也结出根瘤的研究却取得令人欣喜的突破。

1.氮的固定是指_______.

A.植物从土壤中吸收含氮养料

B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质

C.将氨转变成硝酸及其他氮的化合物

D.将空气中的氮气转变为含氮的化合物

2.二氮酶这种蛋白质お的1％水溶液渗透压在24℃是112Pa，该蛋白质的含铁量是0.814％。    根据渗透压值，算出二氮酶的分子量(答数不满1000就舍去)__________________。

3.为确定固氮的最终产物，做了如下实验：

    ①把固氮菌培养在含¹⁵N₂的空气中，细胞迅速固定N元素，短期内细胞的谷氨酸便出现大量的¹⁵N。

    ②如果把细胞培养于含有¹⁵NH₃的培养基中，固氮能力立刻停止，但吸入的氨态氮迅速转入谷氨酸中。

    (1)由此可推出固氮的最终产物为________。

    (2)工业上固氮的方法是(写出反应条件)________。若生物固氮也是按此反应进行，你认为何者效率高?简述理由?______________________________________________________

4.某生态系统中氮循环简图如图所示：

(1)哪一类生物能将蛋白质转化为氨__________.

A.分解者

B.藻类

C.化能合成类生物

(2)该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是________。

(3)雷雨中常含有微量的硝酸而为农作物所利用，用化学方程式解释HNO₃的形成过程_____　　   __　　　　　　　　　　　　　　　　  _。

(4)硝化细菌能够将NH₃氧化为硝酸和亚硝酸，写出有关的化学反应方程式_______

5.很久以前，澳大利亚有着大片大片荒芜的土地，近几十年来，他们重视对生物固氮的研究利用，培育和引进了优良的豆科牧草良种，选育了高效的和适应性强的根瘤菌，结果形成了一望无际的优良牧场。褐球固氮菌于有氧状态下，在无氮培养中生长时，通过固定空气中氮取得它所需要的氮，在标准大气压和303K时，多少体积的空气能够供应1dm³的细菌所需要的氮气，已知该细菌每立方厘米重为0.84mg，含氮量为7％，空气中N₂的体积百分比为78％。

 

Answer 1

答案：
解析：

1. D 2. 二氮酶相对分子质量为M，它1％水溶液比重为1g·mL-1，取1L水溶液，溶液的物质的量浓度为mol·L-1，代入渗透压公式： 112×1×10-3=×8.314×(273+24)　　    得 M=220000 3. (1)由实验②知固氮的最终产物为NH3；(2)500℃、高压、催化剂；生物固氮效率高因为生物固氮是由特殊的固氮酶催化而进行的．而酶的催化特性中有一条为高效性。 4. (1)A  (2)根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮，从而满足自身营养的需要 (3) + 2NO； 2NO+O2==2NO2；3NO2+H2O==2HNO3+NO (4) ； 5. 已知P=1 atm=101325Pa；T=303K；样品比重e=0．84mg·cm-3=0．84mg·L-1；∴样品的重量W=0.84g，则样品中的重量=0.84×0. 7=0.0588(g) ∴= 根据PV=nRT，则V= 设x为空气体积，有100∶78=x∶0．052；x=0．0669(L)