第16讲生物固氮与新陈代谢类型

例析2下图是氮在土壤、植物和动物之间的转化示意图。

（1）大气中的氮主要经过________________作用还原为NH3，然后被植物利用。土壤中的NH3也可经硝化细菌的作用，转化成硝酸盐后被植物吸收。在_____________情况下，硝酸盐可被一些细菌最终转化为氮气，返回大气中。

（2）动物摄取的蛋白质在消化道内被分解为各种氨基酸，这些氨基酸进入细胞后有3个代谢途径，图中①是______________;②是_____________；③是___________。

（3）若图中的氨基酸是丙氨酸，则图中B是____________。若图中的氨基酸是谷氨酸，A是丙氨酸，则②过程接受氨基的糖代谢中间产物是_____________。若图中的氨基酸只能从食物中获得，则称为________________。

（4）氮返回土壤主要有两个途径：一是图中⑦产生的（图中C）进入土壤；二是植物和动物遗体中的含氮物质被土壤中的__________________形成氨而进入土壤。

解析：（1）将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化为氮气的细菌为反硝化细菌，其异化作用的代谢类型是厌氧型。（2）图中①过程会产生氨基，是脱氨基作用；图中②过程产生的A能经⑥合成蛋白质，是氨基转换作用；图中③过程是合成蛋白质的过程。（3）丙氨酸经脱氨基作用会产生氨基和丙酮酸；谷氨酸在谷丙转氨酶的作用下，将氨基转移给丙酮酸，产生丙氨酸。（4）图中⑦可使氨基转变为尿素；土壤中的有机氮可被微生物分解。

答案：（1）生物固氮 氧气不足

（2）脱氨基 氨基转换（或转氨基） 合成 （3）丙酮酸 丙酮酸 必需氨基酸 （4）尿素 微生物分解

互动探究2 如右图所示是生态系统中碳循环和氮循环的一部分，A、B、C三类微生物参与其中，下列说法错误的是（ ）

A. A类细菌是自养需氧型，B类细菌是异养厌氧型 B. 进行C过程的微生物，有的是自生的，有的是共生的 C. A和C的活动可增加土壤肥力 D. B的活动导致氮素丧失

解析：从图上看出A为硝化细菌，能将NH3氧化为NO-3，能通过化能合成作用将CO2

合成为（CH2O）；B细菌将NO-3还原为N2，将（CH2O）分解为CO2，可见B为反硝化细菌，代谢类型为厌氧、异养型，B的活动使得氮循环正常进行，不会导致氮素丧失；C能将N2还原为NH3，C为固氮菌，硝化细菌、固氮菌的活动使土壤中NO-3增加，供植物利用。

答案：D

考点3 新陈代谢的类型

每种生物的新陈代谢都包括同化作用和异化作用两个方面，按照同化作用和异化作用来划分新陈代谢类型只是为了突出各种生物代谢的某一重要特点。一般来说，根据生物的营养方式确定其同化作用类型，根据其生活环境的特点确定其异化作用类型。例如绿色植物因其能进行光合作用，在确认同化作用类型时属于自养型生物，如果从异化作用角度考虑，绿色植物又属于需氧型生物。因此要注意避免将生物的同化作用类型与异化作用类型割裂开来。回答一种生物的新陈代谢类型时，既要指出它的同化作用类型，又要指出它的异化作用类型。

同化作用和异化作用是同时进行的，因此，生物的新陈代谢类型可以分为以下四种：

各种代谢类型的异同点比较

例析3破伤风杆菌存在于泥土中，也经常寄居在人和动物的肠道内，但不致病。当其进入深而狭窄的伤口内部时，则会大量繁殖并致病。由此推测破伤风杆菌的新陈代谢类型属于（ ）

A. 自养、厌氧型 B. 自养、需氧型 C. 异养、厌氧型 D. 异养、需氧型

解析：破伤风杆菌在深而狭窄的伤口内部能大量繁殖说明从伤口处获得有机物，而伤口深处又缺少O2，因此其代谢类型为异养、厌氧型。类似的还有大肠杆菌，可生活在人的肠道中，利用人体消化后的残余有机物为营养来源，在自然条件下的水质监测中，以大肠杆菌数量做为一项重要指标，所以可以推论它的代谢类型是异养兼性厌氧型。

答案：C

互动探究3 红螺菌的体内具有光合色素，在缺氧条件下能利用光能以有机酸、醇等为营养物质，使自身迅速增殖。下列关于红螺菌的说法错误的是( )

A．红螺菌与蓝细菌一样都属于原核生物 B．红螺菌没有叶绿体等复杂的细胞器 C．红螺菌的同化作用类型是自养型 D．红螺菌的异化作用类型是厌氧型

解析：红螺菌在缺氧条件下能利用光能，以有机酸、醇等现成的有机物质为营养物质，说明其代谢类型为异养厌氧型。

答案：C

考点4 光合作用与化能合成作用的比较

例析4（全国理综）下列能表示某些微生物化能合成作用的化学反应式是（ ） ①2NH3+3O2????? 2HNO2+2H2O+能量 ②2HNO2+O2????? 2HNO3+能量 ③N2+2O2???? 2NO2

④6CO2+6H2O???? C6H 12O6+6O2 A. ①②③④ B. ①② C. ①②④ D. ①④

解析：硝化细菌利用氧化NH3、HNO2释放的化学能将无机物合成有机物。 答案：C

互动探究4 硫小杆菌是能在含有丰富硫化物环境中生长的细菌。这类菌能氧化H2S、硫磺和硫化物为硫酸，并能利用在氧化硫或硫化物过程中释放的能量来同化CO2进行生长。下列哪一种生物的结构和代谢类型与硫小杆菌一样（ ）

A. 乳酸菌 B. 硝化细菌 C. 小麦 D. 酵母菌

解析：硫小杆菌和硝化细菌均无成形的细胞核，为原核生物。硫化细菌能氧化H2S、硫

能量放电硝化细菌硝化细菌