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氮元素是生命所必需的。分子态氮在大气中的含量很丰富，约占79％（v/v），但绝大多数生物无法直接利用。只有当游离氮被“固定”成为含氮化合物后，才能被这些生物吸收利用，氮成为活细胞的一部分并进入生态系统中的食物链。氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分（复习概念和特点）。
氮在生态系统中的循环涉及一系列相当复杂的过程，这些过程大多是由微生物调节的。
一、自然界氮循环过程的分析。
1．大气中的氮气可通过三条途径被“固定”。
2．生物群落中的氮素传递是以有机氮形式通过生物的同化作用实现的。
3．动植物遗体、排出物（如尿素等）、残落物中的有机氮是通过微生物的氨化作用及硝化作用转变成为植物再度利用的形式。
4．在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氨则返回到大气中。
二、生物固氮在自然界氮循环中的重要作用。
1．比较分析工业固氮与生物固氮过程。
区别：工业固氮需要极高的温度和压力，对大气产生严重污染；生物固氮在常温常压下就可以完成，对大气没有任何不良影响。
2.分析原因：氮气分子中的氮—氮三键是很强的，要将此三键拆开并转化为氨，需要相当大的能量。因此，化学固氮必须在高温、高压及催化剂的作用下才能使H2与N2反应。工业固氮需高温（500 ℃）和高压（20 000—30 000kPa）条件，而生物固氮在固氮酶作用下消耗生物自身能量，在常温常压下进行，大大节约了能源，对环境无污染。
3．据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90％左右。可见，生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用，而且对维持生态系统平衡有重要意义。
三、生物固氮在农业生产中的应用。
1．20世纪初以来，全球农作物单位面积产量不断增长，在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价的。在现代化农业中，生物固氮具有提高农作物产量和增强土壤肥力的作用。
2．土壤获得氮素消耗和补充的途径。
3．生物固氮在农业生产中的应用实例：拌种、绿肥。
4．人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来，对生物固氮研究己有一百多年之久，我国对生物的共生固氮现象也进行了长达六十余年的探索性研究。围绕着培育新的固氮植物，通过生物技术改造固氮微生物和现有的农作物，使新的固氮菌与新的农作物更容易形成共生固氮关系。可以肯定，生物固氮工程的研究已经进入一个新的历史阶段，扩大生物间共生固氮范围和将豆科植物的固氮能力转移到非豆科植物中的研究已呈现出希望之光。随着生物固氮研究地不断深入，将逐步实现禾本科农作物与固氮微生物共生结瘤固氮的美好愿望。
教材P40 三、简答题 |
师生问答
利用计算机课件分步展示或用投影展示（见要点提示2）氮循环过程。
师生讨论。
教师组织学生利用投影展示自己搜集的资料并汇报。
教师适时肯定并予以补充。
教师启发学生分析得出结论。
师生问答。
投影展示教材图片。
教师组织学生提出问
题，互相解答，教师补充。
教师组织学生汇报搜集的有关信息，进行演讲。
学生恩考。师生讨论。 |
明确知识联系，引入氮循环研讨过程。使学生了解自然界氮循环过程，培养学生知识迁移运用能力，发展学生思维的流畅性及认识问题的深刻性。
调动学生主动参与学习过程，激励学生的学习等情感，使学生深有效地学习，培养学生合作学习的态度。
了解生物固氮有关原理在农业生产中的应用事实，渗透理论联系实际的思想。
为学生提供展示自己的机会，发展学生的学习等情感。
巩固相关知识，渗透理论联系实际的思想。 |
