Question

像根瘤菌那樣在常溫常壓下把游離氮固定下來供作物吸收，這種方法稱之為生物模擬固氮。近年來，國內外科學家正在探索這一課題，紛紛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組成和結構。固氮酶由二氮酶和二氮還原酶兩種蛋白質組成，含有一定數量的鉬原子、鐵原子和酸溶性的硫原子。由于二氮還原酶在空氣中暴露30秒，活性就會喪失一半，故至今仍未搞清固氮酶的固氮機理。但使非豆科植物的根部也結出根瘤的研究卻取得令人欣喜的突破。

1.氮的固定是指_______.

A.植物從土壤中吸收含氮養料

B.豆科植物根瘤菌將含氮化合物轉變為植物蛋白質

C.將氨轉變成硝酸及其他氮的化合物

D.將空氣中的氮氣轉變為含氮的化合物

2.二氮酶這種蛋白質お的1％水溶液滲透壓在24℃是112Pa，該蛋白質的含鐵量是0.814％。    根據滲透壓值，算出二氮酶的分子量(答數不滿1000就舍去)__________________。

3.為確定固氮的最終產物，做了如下實驗：

    ①把固氮菌培養在含¹⁵N₂的空氣中，細胞迅速固定N元素，短期內細胞的谷氨酸便出現大量的¹⁵N。

    ②如果把細胞培養于含有¹⁵NH₃的培養基中，固氮能力立刻停止，但吸入的氨態氮迅速轉入谷氨酸中。

    (1)由此可推出固氮的最終產物為________。

    (2)工業上固氮的方法是(寫出反應條件)________。若生物固氮也是按此反應進行，你認為何者效率高?簡述理由?______________________________________________________

4.某生態系統中氮循環簡圖如圖所示：

(1)哪一類生物能將蛋白質轉化為氨__________.

A.分解者

B.藻類

C.化能合成類生物

(2)該生態系統的豆科植物不施氮肥，仍能表現出良好的長勢，其原因是________。

(3)雷雨中常含有微量的硝酸而為農作物所利用，用化學方程式解釋HNO₃的形成過程_____　　   __　　　　　　　　　　　　　　　　  _。

(4)硝化細菌能夠將NH₃氧化為硝酸和亞硝酸，寫出有關的化學反應方程式_______

5.很久以前，澳大利亞有著大片大片荒蕪的土地，近幾十年來，他們重視對生物固氮的研究利用，培育和引進了優良的豆科牧草良種，選育了高效的和適應性強的根瘤菌，結果形成了一望無際的優良牧場。褐球固氮菌于有氧狀態下，在無氮培養中生長時，通過固定空氣中氮取得它所需要的氮，在標準大氣壓和303K時，多少體積的空氣能夠供應1dm³的細菌所需要的氮氣，已知該細菌每立方厘米重為0.84mg，含氮量為7％，空氣中N₂的體積百分比為78％。

 

Answer 1

答案：
解析：

1. D 2. 二氮酶相對分子質量為M，它1％水溶液比重為1g·mL-1，取1L水溶液，溶液的物質的量濃度為mol·L-1，代入滲透壓公式： 112×1×10-3=×8.314×(273+24)　　    得 M=220000 3. (1)由實驗②知固氮的最終產物為NH3；(2)500℃、高壓、催化劑；生物固氮效率高因為生物固氮是由特殊的固氮酶催化而進行的．而酶的催化特性中有一條為高效性。 4. (1)A  (2)根瘤菌將游離態的氮轉化為化合態的氮，從而滿足自身營養的需要 (3) + 2NO； 2NO+O2==2NO2；3NO2+H2O==2HNO3+NO (4) ； 5. 已知P=1 atm=101325Pa；T=303K；樣品比重e=0．84mg·cm-3=0．84mg·L-1；∴樣品的重量W=0.84g，則樣品中的重量=0.84×0. 7=0.0588(g) ∴= 根據PV=nRT，則V= 設x為空氣體積，有100∶78=x∶0．052；x=0．0669(L)