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选修部分
第二章 第1课时
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式单独装订成册！)
一、选择题
1．(2009年南通调研考试)下列有关C3植物和C4植物的叙述，正确的是
(　　)
A．C3植物仅叶肉细胞中含有正常的叶绿体
B．比较两类植物的叶片，C4植物的叶脉颜色较深
C．C4植物的叶肉细胞含有两种叶绿体，其中含有不同的酶21世纪教育网
D．热带和亚热带地区的植物是C4植物，温带和寒带地区的植物是C3植物
【解析】　C3植物不仅叶肉细胞中有叶绿体，保卫细胞中也存在，A错。C4植物叶肉细胞中只有一种叶绿体，故C错。因C4植物叶肉细胞和维管束鞘细胞中均有叶绿体，所以C4植物叶脉颜色较深。
【答案】　B
2．(2009年哈尔滨)下列关于光合作用说法正确的是
(　　)
A．光反应一定在叶绿体内的囊状薄膜上进行，暗反应则在叶绿体内的基质中进行
B．光反应是把光能转化为电能，暗反应是把电能转化为化学能
C．叶绿体中胡萝卜素能够吸收、传递、转化光能21世纪教育网
D．玉米叶片中的叶肉细胞和维管束鞘细胞参与了光合作用
【解析】　玉米叶片的叶肉细胞中进行光反应和暗反应中的C4途径，在维管束鞘细胞内进行暗反应中的CO2第二次固定和还原过程。在蓝藻细胞中无叶绿体，但也可进行光合作用，故A错。
【答案】　D
3．如下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是
(　　)
A．A中合成ATP的部位是叶绿体类囊体薄膜上
B．B中的ATP用于还原三碳化合物
C．A、C中合成ATP所需的能量来源相同
D．D中能量的去向是用于耗能的生命活动
【解析】　图中A是光反应，B是暗反应，C是细胞呼吸，D是ATP的利用，A中合成ATP所需能量来源于光能，C中合成ATP所需能量来自于葡萄糖。
【答案】　C
4．在光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量变化示意图正确的是
(　　)
【解析】　本题以坐标图的形式考查学生对C4植物固定CO2的C3途径和C4途径及相互关系的正确理解，属于中等难度题。供给玉米离体叶片少量的14CO2，因PEP对CO2具有很强的亲和力，14CO2迅速被固定成C4化合物，而叶肉细胞中的C4途径只是起到CO2泵的作用，故随着14CO2被叶肉细胞吸收，维管束鞘细胞含14C的化合物逐渐减少。
【答案】　B
5．将小麦和玉米进行光合作用的叶片制成临时横切标本，然后分别用碘液染色，下列叙述正确的是
(　　)
小麦21世纪教育网 玉米
叶肉细胞 维管束鞘细胞 叶肉细胞 维管束鞘细胞
A 不变蓝 变蓝 不变蓝 变蓝
B 变蓝 不变蓝 不变蓝 变蓝
C 变蓝 不变蓝 变蓝 不变蓝
D 变蓝 不变蓝 变蓝 变蓝
【答案】　B
6．下列关于NADPH的叙述中，不正确的是
(　　)
A．NADPH形成于叶肉细胞中叶绿体的囊状结构薄膜上
B．NADPH为暗反应合成有机物提供能量和还原剂
C．NADPH的消耗主要发生于叶绿体的基质中
D．NADPH的生成标志着光能转变成电能
【解析】　考查光合作用光反应过程中的物质变化和能量转化。在光反应中能量的转变包括两步：①光能转变成电能，这是特殊状态的叶绿素a不断失电子、夺电子的结果；②电能转变成活跃的化学能，当辅酶Ⅱ接受两个电子、一个氢离子变成还原型辅酶Ⅱ时，就标志着电能转变成活跃的化学能。
【答案】　D
7．(2009年宜昌模似)下列关于光合作用的叙述，正确的是
(　　)
A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用
B．光合作用的暗反应中，三碳化合物转变成(CH2O)需要ATP、有关的酶和[H]
C．NADP＋在暗反应中起还原作用，并将能量转移到(CH2O)中
D．没有类胡萝卜素、叶绿素b和一般状态的叶绿素a的作用，特殊状态的叶绿素a就不能独立完成对光能的吸收和转换
【解析】　本题是对光合作用的综合考查。叶绿体主要存在于叶肉细胞中，另外，保卫细胞、维管束鞘细胞中的叶绿体也可进行光合作用。在暗反应中起还原作用，并将能量转移到(CH2O)中的是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。特殊状态的叶绿素a不仅可以吸收光能，还能将光能转换为电能。[来源:21世纪教育网]
【答案】　B
8．(2010年中山模拟)下列有关植物叶绿体的成分和功能的叙述中，正确的是(　　)
A．吸收光的色素位于基粒上，转化光能的色素位于基质中
B．得到电子后的某些叶绿素a即成为强氧化剂，能使NADPH转变成NADP＋
C．光能转化为电能后，能使某些叶绿素b不断得到电子和失去电子
D．分解水的部位在基粒，分解ATP和NADPH的部位在基质
【答案】　D
9．如下图表示甲、乙、丙三类微生物在生态系统碳循环和氮循环中的作用，有关叙述错误的是
(　　)
A．硝化细菌属于甲类
B．乙类使土壤中的氮素含量减少
C．根瘤菌属于丙类
D．自生丙类微生物都有自养能力
【解析】　甲类微生物能将CO2→(CH2O)，且利用氧化NH3时释放的能量，故为硝化细菌类；乙类微生物将HNO3→N2，应为反硝化细菌，进行生命活动时使土壤中氮素减少；丙类为固氮微生物，可分为自生固氮菌和共生固氮菌，其中自生固氮菌中的圆褐固氮菌为异养生物，没有自养能力。
【答案】　D
10．圆褐固氮菌所固定的氮素参与氮循环全过程的是
(　　)
A．N2→NH3→NO→生物体有机氮→NH3→NO→N2
B．N2→NH3→生物体有机氮→NH3→NO→N2
C．N2→NH3→生物体有机氮→NO→N2
D．N2→NH3→NO→生物体有机氮→NH3→N2
【解析】　考查自生固氮、氮循环的过程，主要测试理解能力。圆褐固氮菌为自生固氮菌，它能将N2转化为NH3，NH3必须被硝化细菌转化为NO之后才能被植物体吸收和利用；生物体有机氮经代谢转化为NH3，NH3被硝化细菌再次转化为NO，然后经反硝化细菌分解成N2返回到大气中，从而完成一次氮循环。
【答案】　A
11．(2010年海淀模拟)如下图表示几种含氮物质之间的转化关系，下列依据此图的表述不正确的是
(　　)
A．能完成①过程的微生物按同化方式分为共生和自生两类
B．能完成④过程的微生物代谢类型与水绵相同
C．参与氮循环的微生物都能完成⑧过程
D．发生在植物体内的⑤过程，是氮循环中十分重要的环节
【答案】　A
12．(2010年唐山模拟)下列有关硝化细菌和固氮菌的叙述，正确的是
(　　)
A．硝化细菌生命活动所需要的能量直接来源于氨氧化释放的能量
B．圆褐固氮菌和根瘤菌都是异养型生物
C．圆褐固氮菌在土壤中不能独立固氮
D．豆科植物由于自生固氮菌的大量增殖而形成根瘤
【答案】　B
二、非选择题
13．某农科所为研究不同植物的光能利用率与环境因素的关系，在可人工控制的大棚内种植了玉米和大豆。图甲表示在光照强度为7 000 lx，室温为18 ℃的条件下，两种植物叶片的光合作用强度和CO2浓度的关系。请据图分析回答：
(1)曲线A、B都说明了__________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)大豆中固定CO2的物质是________，其相应的场所在________细胞中。
(3)当CO2浓度达到a点后，若要提高光能利用率，可采取的措施有______________
________________________________________________________________________。
(4)为研究C在植物体内的转移途径，可采用的实验手段是________________________。
(5)将两种植物叶片的横切片放在显微镜下观察，图乙中右图所示的叶片应为________的叶片。
(6)上述两种植物在大棚内种植一段时间后发现老叶发黄，可能缺乏的矿质元素是________，为使作物正常生长，应及时施肥，同时结合________以促进矿质元素的吸收。
【解析】　本题考查了影响光合作用强度的因素：二氧化碳浓度、光照强度、温度、矿质元素等，同时也考查了C3植物和C4植物叶片结构的特点，分析该题应全面，确保前后知识点的连贯。
【答案】　(1)在一定的范围内，随着二氧化碳浓度的增加，光合作用强度增大；达到一定程度时，光合作用强度便不再增加
(2)C5化合物　叶肉　(3)增加光照强度、适当提高温度、适当增加矿质营养　(4)同位素示踪法　(5)大豆(或B)　(6)N、Mg　松土
14．(2009年深圳一模)下图是自然界中氮循环以及有机物在生物体代谢的部分过程示意图，请分析回答：
(1)根瘤菌能完成生物固氮的过程为图中________(用图中序号表示)，根瘤菌在生态系统中的成分属于________。
(2)在人体内，发生在细胞外的过程是________(用图中序号表示)。图中[H]的代谢去向及这个过程的意义是________________________。
(3)中耕松土有利于植物体吸收矿质元素的原因是________，
________________________________________________________________________
同时松土还抑制了图中③的过程，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请列举氮元素在植物光合作用中的作用。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。21世纪教育网
(5)如果N、P等矿质元素大量进入水体可能会发生以下变化导致富营养化，其变化的顺序是____________(用序号表示)。
①水中含氧量下降　②需氧微生物迅速繁殖分解尸体
③水中含氧量增加　④厌氧微生物迅速繁殖分解尸体产生的有毒气体增加　⑤浮游藻类等迅速繁殖　⑥鱼类等水生生物死亡
【解析】　本题以氮循环和相应代谢知识为核心，考查了生物固氮、人体糖及蛋白质代谢、植物矿质代谢等知识点，综合考查了归纳、识图、应用知识等能力。(1)根瘤菌可将N2→NH3(①)，由于它从豆科植物获得有机物，故在生态系统中属于消费者。(2)糖类、脂质、蛋白质的代谢发生于细胞内，但消化过程(④⑥)发生于细胞外的消化道中。物质氧化中脱下的[H]最终要传给O2，在生成水的同时放出大量能量供生命活动利用。(3)中耕松土可提高土壤中O2的含量，有利于根细胞的呼吸，同时抑制反硝化细菌(厌氧型)的活动，减少土壤氮素的消失。(4)氮素在光合作用中的作用包括①N是ATP、NADPH的组成成分——能量转换；②N是叶绿素的组成成分——能量的吸收、传递、转换；③N是酶的组成成分——催化；④N是叶绿体膜的组成成分——光合作用的场所。⑤N、P增加→藻类大量繁殖→水中O2增加→需氧微生物活动增强→水中氧气含量下降→厌氧生物活动产生有毒气体→水生生物死亡，导致严重的生态危机。
【答案】　(1)①　消费者　(2)④⑥　与氧气结合生成水释放大量能量　(3)提高土壤的通气性，增加氧气的含量，减少二氧化碳的含量，促进有氧呼吸，为主动运输提供更多的能量　实现③过程的细菌异化作用的类型是厌氧型　(4)N是ATP的组成成分；N是叶绿素的组成成分；N是NADPH的组成成分；N是催化光合作用过程中酶的重要组成成分；N是叶绿体膜结构的组成成分(至少答出两项)　(5)⑤③②①④⑥或⑤③②①⑥④
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最新考纲 高频考点
叶绿体中的色素及光合作用的过程
C3植物与C4植物的概念及叶片结构的特点
提高农作物的光能利用率
共生固氮微生物与自生固氮微生物
生物固氮的意义及在农业生产上的应用 1. 从C4植物叶片结构分析C4植物光合作用强度高的原因
2．用显微镜观察鉴别C3、C4植物
3．C3植物和C4植物叶片中淀粉粒存在位置的实验探究
4．探究根瘤菌的结构与生物固氮的关系
5．分析氮循环中各种生理活动过程及地位
课时1　光合作用　生物固氮
一、光能在叶绿体中的转换
1．光能转换成电能
(1)色素的功能
①吸收和传递光能：
。
绝大多数的叶绿素a、全部的叶
绿素b、胡萝卜素和叶黄素
②吸收转换光能： 。
(2)电子的来源、去路
最初电子供体：少数特殊状态的叶绿素a。
最终电子供体： 。
最终电子受体： 。
(3)场所：类囊体上。
少数处于特殊状态下的叶绿素a
NADP＋
水
2．电能转换成活跃的化学能
(1)活跃的化学能储存在ATP和 中
(2)反应式：ADP＋Pi＋能量ATP
酶,NADPH
(3)场所： 。
3．活跃的化学能转换为稳定的化学能
(1)过程：C3的还原，其中还原剂为 。
(2)产物：葡萄糖等有机物。
(3)场所：叶绿体基质
NADPH
NADP＋＋H＋＋2e－
类囊体
NADPH
1．与光合作用有关的色素和酶各分布何处？
2．NADPH有什么作用？
二、C3植物和C4植物
1．C3植物
(1)CO2的固定途径：只有 ，其场所为叶肉细胞的叶绿体。
(2)叶片结构特点：叶肉细胞中有叶绿体， 细胞中不含叶绿体。
C3
维管束鞘
2．C4植物
(1)CO2的固定途径：C3和 ，其中前者在 细胞中进行，后者在叶肉细胞中进行。
(2)叶片结构特点：维管束鞘细胞与其外面的一圈叶肉细胞形成 结构。前者含有 的叶绿体，后者含有正常的叶绿体。
(3)实例：高粱、玉米、苋菜、甘蔗。
(4)C4植物光合作用的特点：
。
C4
维管束鞘
“花环型”
没有基粒
C4植物能利用低浓度的
CO2进行光合作用，而C3植物不能
三、提高农作物光合作用效率
1．提高光能的利用率
延长 时间：一年多茬种植。
增加光合作用面积：合理密植，提高农作物的光合效率。
光合作用
2．提高农作物的光合效率
(1)光照强弱的控制
四、生物固氮
1．概念：固氮微生物将大气中的 的过程。
2．固氮微生物的种类
(1)共生固氮微生物——以根瘤菌为例
代谢类型：
特点：
①与豆科植物互利共生：豆科植物 根瘤菌。
②具有一定的特异性，不同的根瘤菌只能侵入特定种类的豆科植物。
③能刺激豆科植物形成根瘤。
氮还原成氨
异养需氧型
(2)自生固氮微生物——以圆褐固氮菌为例
代谢类型： 。
特点：
①能独立进行固氮，并且有较强的固氮能力。
②能够分泌 ，促进植株的生长和果实的发育。
异养需氧型
生长素
3．圆褐固氮菌生活在土壤里，产生的NH3还需经过哪些生理过程才能被植物吸收？
五、氮循环
1．氮由无机环境进入生物群落
(1)氮气转化为化合态的氮：生物固氮、高能固氮、工业固氮，其中以 为主。
(2)植物以 的方式吸收含氮的无机盐离子。
2．氮元素在生物群落中以 的形式进行传递。
3．氮元素返回无机环境的途径
(1)条件：缺氧。
(2)参与生物：反硝化细菌。
(3)过程：硝酸盐→ →氮气。
生物固氮
主动运输
含氮有机物
亚硝酸盐
思考探讨提示：
1．色素只分布在类囊体薄膜上；酶分布在类囊体和叶绿体基质中。
2．NADPH作还原剂，还原C3，储存着活跃的化学能，暗反应中转换成稳定的化学能。
3．需要在土壤中硝化细菌的作用下将NH3氧化成NO，以主动运输方式被植物吸收。
一、C4植物的特点
1．叶片的结构特点
2．生理过程特点
(1)C4植物的CO2固定有2次，即CO2―→C4―→C3，第一次形成C4，不仅需要酶，还消耗能量。
(2)CO2还原的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体，因此光合作用产物淀粉粒的位置不在叶肉细胞，而在维管束鞘细胞。
(3)C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，对CO2的利用率较高(如下图)，因此C4植物能适应高温、强光照、干旱环S境。
3．鉴别C3、C4植物的方法
C3植物 C4植物
同位素标记法 14CO2→14C3→
(14CH2O) 14CO2→14C4→14C3→(14CH2O)
从解剖学方面 叶肉细胞 排列疏松、无“花环型结构 呈“花环型”排列
维管束鞘细胞 无叶绿体 有叶绿体
(无基粒)
从生理学方面鉴别 ①对低浓度的CO2利用率低
②光合效率低 ①可有效利用低浓度的CO2②光合效率高
从分类学方面鉴别 大多为双子叶植物 大多为单子叶植物
类型
依
据
方
法
(1)C4途径中固定CO2的酶(PEP羧化酶)有很强的亲和能力，可以将大气中的低浓度CO2固定下来，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力。
(2)干旱条件下，叶片气孔关闭，C4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2进行光合作用，C3植物不能。
(3)CO2的固定次数及是否耗能：
C3植物：固定一次，不消耗能量　CO2＋ C52C3。
C4植物：固定两次，消耗能量(PEP形成时消耗能量)。
1．(2008年四川理综)分别取适宜条件下和低温低光照强度条件下生长的玉米植株叶片，徒手切片后，立即用碘液染色，置于显微镜下观察，发现前者维管束鞘细胞有蓝色颗粒，而后者维管束鞘细胞没有蓝色颗粒，后者没有的原因是 (　　)
A．维管束鞘细胞不含叶绿体，不能进行光合作用
B．维管束鞘细胞能进行光反应，不能进行暗反应
C．叶片光合作用强度低，没有光合作用产物积累
D．叶片光合作用强度高，呼吸耗尽光合作用产物
【解析】　C4植物玉米具有“花环结构”，其中外圈细胞具有正常的叶绿体，可进行光反应阶段和CO2的第一次固定。维管束鞘细胞没有基粒或基粒发育不良，只进行暗反应阶段，最终只在维管束鞘薄壁细胞中形成淀粉。在“低温低光照条件下”光合作用虽能进行，但强度较弱，没有淀粉积累，故不会出现“蓝色反应”。
【答案】　C
2．(2009年福建省质检)下列是关于光合作用的反应式(所有反应均满足反应条件)，其中错误的是 (　　)
A．NADP＋＋2e＋H＋＋能量 NADPH
B．2H2O→ 4e＋4H＋＋O2
C．ADP＋Pi＋能量 ATP
D．特殊状态下叶绿素a―→特殊状态下叶绿素a＋＋e
【解析】　考查光合作用过程。A反应中，随着光能转换成电能，NADP＋得到两个电子(含较高能量)和一个氢离子就形成了NADPH，不需要能量，其反应式为：NADP＋＋2e＋H＋―→NADPH。NADPH中的能量来自高能电子。
【答案】　A
二、氮循环及参与氮循环的几种微生物的比较
1．过程
2．参与氮循环的几种微生物的比较
作用 代谢类型 在生态系统中的地位
根瘤菌 固氮作用(N2→NH3) 异养需氧型 消费者
圆褐固氮菌 固氮作用(N2→NH3) 异养需氧型 分解者
细菌、真菌 氨化作用含氮化合物→NH3 异养需氧型 分解者
硝化细菌 硝化作用(NH3→NO) 自养需氧型 生产者
反硝化细菌 反硝化作用
(N O →N2) 异养厌氧型 分解者
3
(2009年北京理综)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如下图)。下列相关叙述不正确的是
(　　)
A．小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关
B．CO2浓度在100 mg·L－1时小麦几乎不固定CO2
C．CO2浓度大于360 mg·L－1后玉米不再固定CO2
D．C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2
【解析】　由图示相关数据可看出：在图示的CO2浓度范围内，小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关。CO2浓度在100 mg·L－1时，C3植物小麦几乎不固定CO2，而C4植物玉米固定CO2量较高。故C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2。当CO2浓度大于360 mg·L－1时，玉米已达到CO2最大固定量不再增加，而不是不再固定CO2。
【答案】　C
不同植物光合作用强度与CO2的关系
从图示可解读以下信息：
(1)图甲中A(A′)点表示植物进行光合作用时所需最低CO2浓度，C4植物对CO2的利用率高。
(2)图乙中B(B′)点表示光合作用吸收CO2和细胞呼吸释放CO2相等，即光补偿点(CO2补偿点)。阴生植物的光补偿点(CO2补偿点)低于阳生植物，只有在大于光补偿点(CO2补偿点)时，植物才会积累有机物。
(3)图甲、乙中C(C′)和D(D′)点分别表示CO2饱和点、光饱和点。阴生植物的光饱和点(CO2饱和点)低于阳生植物，利用此特点可合理间行套种农作物。
(2008年全国Ⅱ)下列对根瘤菌的叙述，正确的是(　　)
A．根瘤菌在植物根外也能固氮
B．根瘤菌离开植物根系不能存活
C．土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少
D．大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌
【解析】　根瘤菌只有侵入到豆科植物的根细胞内才能固氮；根瘤菌离开植物的根系后可以存活，但是不能固氮；根瘤菌的异化作用属于需氧型，在土壤淹水、无氧的情况下，根瘤菌的数量减少，导致固氮量减少；大豆生长需要的氮一部分由根瘤菌提供，还有一部分由根从土壤中吸收而来。
【答案】　C
鉴别C3、C4植物的方法
(1)同位素标记CO2转移途径方法鉴别
(2)从植物形态方面鉴别
制作植物叶片横切面临时装片，用显微镜主要通过观察以下两个方面判断：
(3)从生理学方面利用碳同化能力差异鉴别
饥饿处理的生长健壮的C3、C4植物→分别置于相同的低CO2浓度环境中(如玻璃罩下)培养→观察植株生长状况或鉴定淀粉的生成量
科学家发现生长在高温、强光照和干旱环境中的植物气孔关闭时，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。
(1)取自热带不同环境下的甲、乙两种长势良好，状态相似的草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，完成初步判断乙植物是C3植物还是C4植物的实验。
原理：___________________________________
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予________________________条件培养。连续若干天，观察记录它们的生长情况。
预期结果：
①________________________________________。
②________________________________________。
对结果的分析：____________________________。
(2)对于以上的分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。
方法：制作乙植物的叶片叶脉横切的临时装片，用显微镜观察。
结论：如果视野中看到_______________________，
乙是C3植物；如果看到的是___________________，
则乙是C4植物。
(3)研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置有何不同，叶片用碘液染色后制成的横切片在显微镜下只能看到绿色颗粒，却看不到淀粉粒，正确的操作应该是
________________________________________________________________________。
【解析】　本题考查实验设计以及显微镜的使用能力。通过对C3、C4植物叶片维管束鞘细胞结构特点的比较以及碳同化途径的不同，对实验结果进行预测并分析。C4植物因其固定CO2的途径特殊，能利用叶肉细胞间隙中浓度很低的CO2进行光合作用，故将二者放于密闭钟罩内时，C4植物耐受低CO2浓度环境的时间应更长。
【答案】　(1)原理：在高温、干旱和强光照射下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物能利用较低浓度CO2，生长良好，而C3植物不能
方法：高温、干旱和强光照
预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似　②乙植物逐渐枯萎，而甲植物依然健壮
对结果的分析：若出现第①种情况，乙植株为C4植物；出现第②种情况，乙植株为C3植物
(2)没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体　有“花环型”结构或维管束鞘细胞中有叶绿休
(3)绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再染色、制片
1．(2009年北京理综)在光照下，小麦(C3植物)叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过程是(　　)
A．水光解释放O2　　B．固定CO2形成三碳化合物
C．产生ATP和[H] D．光合色素吸收并转换光能
【解析】　A、B、D三个选项属于光合作用中发生的化学变化。小麦是C3植物，其维管束鞘细胞中无叶绿体，不能进行光合作用；但是小麦维管束鞘细胞可以进行呼吸作用，产生ATP和[H]。
【答案】　C
2．(2010年新余市第一中学第一次模拟)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如下图)。下列相关叙述不正确的是
(　　)
A．小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关
B．CO2浓度在100mg·L－1时小麦几乎不固定CO2
C．CO2浓度大于360 mg·L－1后玉米不再固定CO2
D．C4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2
【答案】　C
3．(2010年新余市第一中学第一次模拟)下图是地球上氮循环以及氮在生物体内的转化过程示意图，下列说法错误的是 (　　)
A．①过程的主要途径是生物固氮
B．完成②过程的生物可促进氮循环，不利于土壤保持肥力
C．完成③过程的生物的新陈代谢类型与根瘤菌相同
D．完成⑦⑧过程的生物在生态系统的成分中属于分解者
【答案】　C
4．(2010年河北唐山市摸底)如右图表示外界二氧化碳浓度与植物光合作用强度的关系，甲、乙、丙代表三种不同的植物。图中净生产量＝光合作用合成有机物的量－呼吸作用消耗有机物的量。下列叙述正确的是 (　　)
A．若其中有一种是C4植物，则这种C4植物最可能是甲
B．a点表示植物不进行光合作用
C．b点的数值越小，其对二氧化
碳的利用能力就越弱
D．d点限制光合作用强度进一步增加的主要原因是暗反应
【答案】　A
5．(2010年豫南九校联考)大气中的N2经固氮后形成的化合物中，哪一组化合物被植物体吸收后直接可用于蛋白质的合成
(　　)
A．NH3和 NO B．NH 和 NO
C．NH 和 NH3 D．NO 和 NO
【答案】　C
6．(2009年北京理综)为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷(编号1、2)，两个山谷各有一条小溪。1965年冬，研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含量变化如下图所示。
请回答问题：
(1)大气中的N2进入该森林群落的两种途径有________________。在森林群落中，能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是________。
(2)氮元素以N2、NO 和________的形式被生物吸收，进入细胞后主要用于合成________________两类生物大分子。
(3)图中显示，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，其原因是不同季节生物_______________。
(4)1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高，主要的两个原因是____________________________。
(5)硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中，硝酸盐可转变成亚硝酸盐。NO 能使DNA中C－G碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后，在该位点上产生的碱基对新类型是________、________。
(6)氮元素从森林群落输出的两种途径是：①___，
②__________________________________________。
(7)该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是__________________________。
【解析】　(1)大气中的N2通过生物固氮、闪电固氮和工业固氮三条途径进入生物群落。而森林群落无肥料的施入，故大气中的N2进入森林群落的途径有生物固氮和闪电固氮两条途径。
(2)植物和微生物能从环境中直接吸收NO、NH等含氮无机物。进入细胞内的氮主要用于合成含氮的化合物，如蛋白质、核酸等。
(3)因不同季节生物对硝酸盐的利用量不同(如12月～5月植物对硝酸盐吸收量较少)，故1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性变化。
(4)2号山谷溪水中硝酸盐含量急剧升高，说明硝酸盐来源增多(即动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪)，而硝酸盐的去路(即植物对硝酸盐的吸收)丧失。
(5)由题意知：NO导致C－G变为U－G，只有发生碱基替换的DNA链经两次复制后能产生碱基对新类型，即T－A、U－A。
(6)通过反硝化细菌的作用，可将NO还原成N2返回大气，也可以通过雨水冲刷由河流带出森林群落。
【答案】　(1)生物固氮、闪电固氮　植物和微生物　(2)NH　蛋白质、核酸　(3)对硝酸盐的利用量不同　(4)①丧失了植被对硝酸盐的吸收　②动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪　(5)T－A　U－A　(6)①通过细菌的作用将硝酸盐最终变成N2返回大气　②雨水的冲刷　(7)涵养水源、同化无机环境中的氮元素本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
选修部分
第二章 单元综合测试
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式单独装订成册！)
一、选择题(每小题3分，共60分)
1．如下图为水稻与玉米的叶片结构图。下列对它们结构的描述，正确的是
(　　)
A．甲为水稻，乙为玉米
B．①与②细胞内都有正常叶绿体
C．③细胞内含结构完整的叶绿体
D．④细胞内含结构不完整的叶绿体
【答案】　B
2．(2009年河北唐山期末)用14CO2“饲喂”某种植物，在适宜条件下定时检测叶肉细胞中光合作用的中间产物，发现14C首先出现在C4中，随后在维管束鞘细胞中发现14C也出现在C3中，此结果说明该植物
(　　)
A．属于C4植物，光合作用有C3和C4途径
B．属于C4植物，光合作用没有C3途径
C．属于C3植物，同时也属于C4植物
D．属于C3植物，光合作用产物积累在维管束鞘中
【解析】　14CO2中的14C首先出现在C4中，然后在维管束鞘细胞中发现14C也出现在C3中，说明了该植物二氧化碳的固定有C4途径和C3途径两个过程，属于C4植物。
【答案】　A
3．(2009年郑州质量预测)在整个光合作用过程中，电子的最终来源和最终受体分别是
(　　)
A．水和CO2　　　　　 B．叶绿素a和NADPH
C．水和NADP＋ D．叶绿素a和NADP＋
【解析】　光合作用过程中，水为最初的电子供体，首先通过光反应转移到NADPH中，然后经过暗反应NADPH将电子对转移给了CO2。不要将光反应中电子的转移与整个光合作用过程中电子的转移相混淆。
【答案】　A
4．下列关于高粱、玉米叶的结构及其光合作用过程的叙述中正确的是
(　　)
①围绕着维管束的叶肉细胞排列疏松　②因为叶肉细胞的叶绿体有正常的基粒，所以水的光解发生在叶肉细胞　③NADPH储存了能量，并具有还原性　④CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中　⑤光能转化为电能时，电子的最初受体是ATP和NADP＋
A．①③⑤ B．②③④
C．②④⑤ D．①②③
【答案】　B
5．(2009年江西联考)在适宜的温度、水分和CO2条件下，分别测定强光和弱光时不同植物的净光合作用量，如下图所示。
请据此判断下列叙述，其中不正确的是
(　　)
A．该条件下，使植物吸收CO2量增加或减少的主要生态因素是光
B．植物在强光下的净光合作用量一定比弱光下高[来源:21世纪教育网]
C．同等光照条件下，玉米比小`麦的净光合作用量高
D．大多数农作物都是喜光植物
【解析】　由题意知温度、水分、CO2适宜，故影响光合作用的主要生态因素是光；根据题图所示可知阴生植物在弱光下的净光合作用量比强光下的高，故B错；同等光照下，玉米(C4植物)比小麦(C3植物)的净光合作用量要高；大多数农作物有光才能生长茂盛，属于喜光植物。
【答案】　B
6．在一块从未种过豆科植物的贫瘠土地上种植大豆，为提高产量，下列措施最具有生态效益的是
(　　)
A．加施氮肥，合理密植
B．根瘤菌很“随和”，在土壤中广泛分布，故无需施肥
C．播种前进行根瘤菌拌种
D．播种前对种子进行消毒处理
【解析】　本题要求是一块未种植过豆科植物的贫瘠土地，而且最具有生态效益，只有C项符合。
【答案】　C
7．如右图所示为生态系统氮循环部分示意图，甲、乙、丙代表参与相应过程的微生物。下列说法错误的是
(　　)
A．甲类微生物的代谢类型与乙类微生物的代谢类型完全不同
B．丙类微生物一定只能在无氧环境中生存，因为相应过程不需要氧气
C．参与丙过程的微生物，有的能独立完成该过程，有的则不能
D．甲和丙的活动可增加土壤肥力，而乙的活动则使土壤氮素丧失
【解析】　本题考查氮循环中的微生物及其作用，涉及的能力有图文转换能力、理解能力、分析判断能力。图中参与相应过程的微生物：甲为硝化细菌(自养需氧型)，乙为反硝化细菌(异养厌氧型)，丙为固氮微生物，包括自生固氮微生物(有自养需氧型，如某些固氮蓝藻；异养需氧型，如圆褐固氮菌)、共生固氮微生物(异养需氧型，如根瘤菌)；甲和丙的活动可增加土壤氮素，而乙的活动则导致土壤氮素丧失；固氮微生物的固氮过程实质是N2还原成NH3，该反应过程必须在严格厌氧细胞内部液体环境中进行，但固氮微生物可以是需氧型生物，即生活在有氧环境中。
【答案】　B
8．农田土壤的表层中自生固氮菌的含量比较高。将用表层土制成的稀泥浆接种到特制的培养基上培养，可将自生固氮菌与其他细菌分开。对培养基的要求是
(　　)[来源:21世纪教育网]
①加抗生素　②不加抗生素　③加氮源　④不加氮源　⑤加葡萄糖　⑥不加葡萄糖
A．①③⑤ B．②④⑥
C．②④⑤ D．①④⑥
【答案】　C
9．图示是某农牧生态系统氮循环平衡示意图。某同学据图所做的分析中正确的是(　　)
A．①、②、③途径的氮素输入量之和等于④、⑤、⑥途径的氮素输出量之和
B．参与该循环的生物是植物、动物和固氮微生物
C．该过程所涉及的生理活动是植物、动物和硝化细菌的同化作用
D．为减轻①对环境可能造成的负面影响，应推广种植固氮牧草
【答案】　D
10．阴雨连绵的天气雨水浸泡了白菜地，则下列生理作用最不可能会因此而降低的是
(　　)
A．白菜：根部吸收的Ca2＋叶中的Ca2＋
B．白菜：土壤中的K＋白菜中的K＋
C．微生物：NH3HNO3
D．微生物：NON2
【答案】　D
11．(2009年浙江省杭州市高三综合测试)如下图为C3、C4植物的光合速率随外界CO2浓度变化的曲线，有关叙述错误的是21世纪教育网
(　　)
A．曲线A代表的是C4植物，曲线B代表的是C3植物
B．C4植物能利用低浓度的CO2，是因为细胞内有与CO2亲和力很强的酶
C．C4植物比C3植物具有较强的光合作用
D．高CO2浓度下，限制C4植物光合速率的因素是光反应
【答案】　B
12．(2009年哈尔滨一模)在叶绿体中NADPH和NADP＋的运动方向是
(　　)
A．NADPH和NADP＋同时由类囊体膜向叶绿体基质运动
B．NADPH和NADP＋同时由叶绿体基质向类囊体膜运动
C．NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则是向相反方向运动
D．NADP＋由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADPH则是向相反方向运动
【解析】　NADPH在类囊体膜上形成，进入基质中去还原C3化合物。因此NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则是向相反方向运动。
【答案】　C
13．(2009年驻马店模拟)下列关于光合作用的叙述中，不正确的是
(　　)
A．在光反应中产生的NADPH不仅为暗反应提供了还原剂，还提供了能量
B．叶绿素a不仅能吸收和传递能量，某些叶绿素a还能转换能量
C．C4植物维管束鞘细胞中的叶绿体没有基粒，不能合成淀粉粒
D．光照是光合作用的条件之一，但光照达到一定强度时，植物光合速率就不再提高
【解析】　C4植物中构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有没有基粒的叶绿体，但是能合成淀粉；NADPH在暗反应中的作用是既提供[H]又提供能量。
【答案】　C
14．(2009年杭州模拟)一位研究人员将3种不同的植物放到10种不同的光照强度(光照强度从0到全日光照)下培养几天。条件为正常大气，温度为32 ℃，所有植物都不缺水。研究人员测定了每种植物叶片的光合速率，并且将结果按a、b、c作图如下，对于这3种植物的叙述，正确的是
(　　)
A．a为一种适应强光下生长的C3植物，b为一种适应强光下生长的C4植物
B．a为一种适应强光下生长的C4植物，b为一种适应弱光下生长的C3植物
C．b为一种适应强光下生长的C3植物，c为一种适应弱光下生长的C3植物
D．b为一种适应强光下生长的C4植物，c为一种适应弱光下生长的C3植物
【答案】　C
15．根据下面光合作用图解，判断下列说法正确的是
(　　)
A．⑥过程发生于C4植物叶肉细胞中
B．图中①、②均含活跃化学能
C．图示⑤过程发生于C3植物叶肉细胞及C4植物维管束鞘细胞中
D．将光能转换为电能进而转换为活跃化学能的色素分子应包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素及叶黄素
【答案】　B
16．利用红外测量仪可以灵敏地测量密闭小室(容积为1 L)中的CO2浓度变化。在两个密闭小室中分别放置叶面积都是10 cm2的甲、乙两种植物的叶片，在充足的光照条件下进行测量，根据结果绘制草图如图，据此推测
(　　)
A．甲植物可能属于C4植物
B．乙植物维管束鞘细胞内有正常叶绿体
C．乙植物更适于在高温干旱的环境中生存
D．甲植物叶片内具有由两圈维管束鞘细胞围成的“花环型”结构
【解析】　由图可见，甲能利用低浓度的CO2，故甲为C4植物、乙为C3植物。乙(C3)植物的维管束鞘细胞中不含叶绿体，B项错误。甲(C4)植物更适合在高温干旱的环境中生存，C项错误。甲植物叶片内是有“花环型”的结构，但外圈是部分叶肉细胞、内圈是维管束鞘细胞，D项错误。
【答案】　A
17．在某一时刻，将两株植物移入没有二氧化碳的环境中，如下图表示的是其体内三碳化合物(C3)和五碳化合物(C5)的变化情况，下列说法正确的是
(　　)
A．a、c代表C3植物，b、d代表C4植物
B．a、d代表C3植物，b、c代表C4植物
C．b、c代表C3植物，a、d代表C4植物
D．b、d代表C3植物，a、c代表C4植物
【解析】　C3植物不能利用低浓度的二氧化碳，而C4植物能利用低浓度的二氧化碳。因此在没有二氧化碳的环境中，C3植物中C3的合成减少而消耗不变，C5的生成不变而消耗减少，所以C3植物中C3含量迅速降低，C5含量迅速升高。据题干左图判断，b为C3植物，a为C4植物；据题中右图判断，c为C3植物，d为C4植物。
【答案】　C
18．如下图为光合作用过程示意图。关于图解的叙述不正确的是
(　　)
A．图中①②③代表CO2的固定
B．X代表NADPH、ATP21世纪教育网
C．过程④⑤⑥⑦发生在叶绿体的基粒和基质中
D．图示代表植物的叶脉通常呈绿色
【解析】　图示过程可代表C4植物光合作用过程，④、⑤、⑥、⑦发生于叶绿体基粒的囊状结构薄膜上，图示①②③代表CO2的固定，⑧代表C3的还原。
【答案】　C
19．(2009年长沙三模)下面①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是
(　　)
A．①图中的X因素可表示CO2浓度，C4植物的a点值一般要比C3植物的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D．②图中Y因素最有可能代表光照强度
【解析】　②图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是不会下降。
【答案】　D
20．(2009年湖南十二校联考)下列有关矿质元素与光合作用关系的叙述，不正确的是 (　　)
A．Mg是叶绿素的成分，缺Mg不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用
B．N是构成叶绿素、蛋白质、核酸等的成分，N供应不足会使光合作用下降
C．K＋、Fe2＋对光合作用没有影响，但能影响到植物的其他代谢
D．P对光合作用的影响是非常广泛的，如影响到能量转移过程
【答案】　C
二、非选择题(共40分)
21．(10分)(2009年成都一检)下图表示发生在高等植物叶肉细胞内的A、B两项生理作用及相互关系的图解，其中①～⑥代表物质，Ⅰ～Ⅲ代表B生理作用的反应阶段。请据图分析回答：
(1)在A生理作用过程中，吸收光能的物质分布在叶绿体的____________上，被光能激发而失去电子的少数特殊状态的叶绿素a作为一种________剂，能促使水分解。
(2)在A生理作用过程中，光能转换成电能后，电能以活跃的化学能形式储存在________中。
(3)若该植物是玉米，在适宜的环境条件下，当向叶片提供少量的14CO2时，随着A生理作用的进行，短时间内细胞内C4和C3中14C含量的变化是_______________________
________________________________________________________________________。
(4)植物根系从土壤中吸收物质⑤的主要方式是________，根尖成熟区表皮细胞以此方式吸收物质⑤的前提条件是土壤溶液浓度必须________________。
(5)若土壤板结，根细胞的B生理作用减慢，将会严重地影响根对矿质元素的吸收，这是因为矿质元素进入细胞的过程是一个________的过程。
(6)在B生理作用过程的Ⅰ～Ⅲ反应阶段中，发生在线粒体中的是________阶段，释放能量最多的是________阶段。
(7)B生理作用过程产生的物质⑥可与谷氨酸在________转氨酶的催化下生成丙氨酸和另一种酮酸。
【解析】　如题图所示，A是光合作用过程，B是有氧呼吸过程。光合作用所需要的各种色素分布在叶绿体中的囊状结构薄膜上，这是光反应的场所。被光能激发而失去电子的少数特殊状态的叶绿素a作为一种强氧化剂，能从水中夺取电子，促使水分解。在C4植物中，CO2的固定包括C3途径和C4途径，在叶肉细胞中CO2首先被C3固定形成C4，再进入维管束鞘细胞中被C5固定形成C3。
【答案】　(1)囊状结构薄膜　强氧化　(2)ATP和[H]
(3)C4中的14C逐渐减少，而C3中的14C逐渐增多(最后，再逐渐减少)　(4)自由扩散　小于细胞液浓度　(5)主动运输　(6)Ⅱ、Ⅲ　Ⅲ　(7)谷丙
22．(10分)如下图是氮在土壤、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条代谢途径，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条途径；一是图中⑦产生的________(图中C)进入土壤；二是植物和动物遗体、排泄物中的含氮物质被土壤中的________形成氨而进入土壤。
【解析】　本题考查蛋白质的代谢过程及相关氮循环的知识。大气中的N2进入生物体内，主要通过生物固氮还原为NH3，NH3可直接被植物利用(如共生固氮菌产生的NH3)，土壤中的NH3还可通过硝化细菌的作用转化为NO，被植物吸收，但在氧气不足的情况下，NO可被反硝化细菌最终转化为N2，返回大气中。动物体内由蛋白质分解成的氨基酸主要有3条代谢途径：一是合成蛋白质；二是氨基转换形成新的氨基酸(非必需氨基酸如谷氨酸＋丙酮酸α—酮戊二酸＋丙氨酸)；三是脱氨基作用形成含氮部分(－NH2)和不含氮部分，其中氨基(含氮部分)可转变为尿素排出体外，不含氮部分可氧化分解成CO2和H2O，同时释放能量，也可以合成为糖类和脂肪。氮返回土壤主要有两条途径：一是经脱氨基产生的含氮部分在动物体内转化为尿素进入土壤，二是生物遗体、粪便中的含氮有机物经土壤中分解者的氨化作用形成铵盐进入土壤。
【答案】　(1)生物固氮　氧气不足　(2)脱氨基　氨基转换(或转氨基)　合成糖类和脂肪　(3)丙酮酸　丙酮酸　必需氨基酸　(4)尿素　微生物分解
23．(6分)在温度适宜、光照强度一定的情况下，适当提高CO2的浓度有利于提高农作物产量。下图甲是某种植物在不同光照强度(lx)下CO2浓度与光合速率关系曲线；图乙是两种不同植物在相同光照强度下CO2浓度与光合速度关系曲线。请分析回答：
(1)图甲中曲线b表明__________________________________________________。
(2)图甲中ch段的斜率小于bf段，是因为在弱光下，光合作用光反应产生的________较少，限制了暗反应。
(3)假如图乙中D、E各代表C4植物和C3植物中的一种，则属于C4植物的曲线是_____，判断的依据是______________________。图中可见，增施CO2对________植物的效果更佳。
(4)在一定限度内增施农家肥可以提高光合速率的原因是______________________。
【答案】　(1)在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增大而迅速增加，但超过一定CO2浓度后，光合速率增加减慢，达到最大后不再增加　(2)ATP和NADPH　(3)E　该植物可利用较低浓度的CO2进行光合作用　C3　(4)能增加CO2的供应，提供必需的矿质元素等
24．(14分)长期以来人们期望广大农田中的粮食作物能和豆科植物一样有固氮能力，以减少对化肥的依赖。70年代末首先实现了细菌之间的固氮基因的转移，如日本科学家将固氮细菌体内的固氮基因成功地转移到水稻根部的微生物中，通过指导合成固氮酶起到固氮作用。科学家又设想并正在研究将固氮基因直接转移到植物体内，培养出能自己制造氮肥的作物，此类研究一旦突破，将会对农业生产产生巨大的影响。因此，现代农业科学中生物固氮已成为极富挑战性的研究课题。
据以上资料回答：
(1)豆科植物自身是不能固氮的，豆科植物获得大量的氮素主要依赖于根系内有固氮能力的________，该生物与豆科植物的关系是________，从细胞结构上看，该生物属于________生物。(2)大气中的N2进入生物群落除通过上述途径外，还有________、________等途径。进入生物体内的氮主要用于合成________，该化合物特有的代谢产物________可被某些微生物分解成________后，才可通过________氧化成NO，NO可被________吸收利用，或者被另一些细菌转化成________返回到大气中。因此在氮循环中起主要作用的两种微生物是________和________。
(3)有些科学家为了提高大豆的产量对根瘤菌进行改造(如菌株杂交等)，使其超过天然菌的固氮能力，那么对根瘤菌进行改造的遗传学原理是___________________________。
(4)试写出微生物中固氮基因遗传信息的传递途径：_________________________
________________________________________________________________________。
(5)大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根，而不能侵入其他豆科植物。设计一个实验，证明大豆根瘤菌具有专一性。21世纪教育网
实验步骤：
①第一步：配制豆科植物生长所必需的完全培养液，取等量培养液分别加入无菌的广口瓶1号和2号中，插入通气管，1号瓶中植入大豆苗(无菌),2号瓶中植入豌豆苗(无菌)。
②第二步：_____________________________________________________。
③第三步：培养8～10天，观察。
④预期结果：___________________________________________________。
⑤该实验的对照组是________，实验组是________。
⑥该实验的设计遵循的原则是________原则、________原则和________原则。
⑦结论：________________________________________________________________________。
【解析】　生物固氮可为植物提供绝大多数氮素来源，通过生物固氮为农作物提供氮素营养不仅能减少生产成本，而且能减轻环境污染，生物固氮在氮循环中是将N2转化为生态系统可利用形式的主要渠道。给不同豆科植物施用同种类根瘤菌依据豆科植物是否产生根瘤即可判断是否有根瘤菌与之共生，从而推断出根瘤菌是否具有专一性。
【答案】　(1)根瘤菌　互利共生　原核
(2)高能固氮　工业固氮　蛋白质　尿素　NH3　硝化细菌
植物根系　N2　固氮菌　硝化细菌　(3)基因重组
(4)
(5)第二步：②将等量大豆根瘤菌分别放入1号瓶和2号瓶
④预期结果：1号瓶中有根瘤，2号瓶中无根瘤　⑤ 2号瓶　1号瓶　⑥单一变量　对照　重复利用　⑦大豆根瘤菌具有专一性
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