主题：全面认识下硝化细菌

硝化细菌包括亚硝化细菌和硝化细菌两类,到现在为止，人们还未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸,所以说,硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。亚硝化细菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝化细菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。
       

亚硝化细菌和硝化细菌在偏碱性的条件下生长,它们在土壤中常常相互伴随着生存,并且生长得都比较缓慢。亚硝化细菌和硝化细菌对于能源物质的要求都十分严格:前者只能利用氨后者只能利用亚硝酸。

亚硝化细菌的代谢产物是亚硝酸,亚硝酸是硝化细菌进行同化作用所必需的能源物质。我们知道,亚硝酸对于人体来说是有害的,这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐,而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而,土壤中的亚硝酸转变成硝酸后,很容易形成硝酸盐,从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说,硝化细菌与人类的关系十分密切。
        

在硝化细菌的作用下,土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性,可以防治马铃薯疮痂病等植物病害,甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。
       

高中课本中第一次提到硝化细菌是在新陈代谢的基本类型中，按照同化作用分，硝化细菌属于自养型生物，因为硝化细菌能将土壤中的氨氧化成亚硝酸或硝酸，从中获得的能量将二氧化碳和水合成有机物。按照异化作用分，硝化细菌属于需氧型的生物，对这一点的理解，学生往往会出现偏差，认为是由于氧化氨时需要氧气，其实不然，是需氧型还是厌氧型，是根据生物在氧化分解有机物时是否需要氧气。硝化细菌在氧化分解体内的有机物时需要氧气，所以是需氧型生物。
      

硝化细菌是原核生物，所以具有原核生物的特征，它没有核膜包围的细胞核，核区有一个大型环状的DNA分子，DNA是裸露的，不与蛋白质结合，所以没有染色体，基因也是单个的，没有等位基因，因此硝化细菌的遗传不遵循孟德尔的遗传定律，硝化细菌的可遗传变异只有基因突变，没有基因重组和染色体变异。硝化细菌的基因结构中的编码区是连续的，可边转录边翻译。硝化细菌的细胞质中没有真核细胞中的高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体等复杂的细胞器，但有核糖体。硝化细菌有细胞壁，主要成分是由糖类和蛋白质结合而成的化合物。
       

由于硝化细菌是自养型生物，所以在生态系统中应属于生产者，在食物链中是第一营养级。硝化细菌在氮循环中取重要的作用，它通过硝化作用，将土壤中的氨最终氧化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用，提高了植物对氮的利用率。有利于提高农作物的产量。
       

如何从土壤中分离出硝化细菌？可配制一种含氨的无机培养基，然后将土壤浸出液接种到此培养基上，放在适宜环境条件下培养即可。

清楚了以上内容，就很容易解答有关硝化细菌的习题，如：

例1、对硝化细菌的叙述正确的是
①含有核糖体不含叶绿体  ②含有DNA和RNA，且DNA位于染色体上  ③因为它是需氧型生物，所以含有线粒体  ④遗传不遵循基因的分离定律和自由组合定律  ⑤在遗传中会发生基因突变
A、②③④     B、①④⑤    C、①②③⑤     D、①②④⑤

例2、硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要的环境条件是
A、具有氨和氧         B、具有氨，缺氧      
C、具有硝酸和氧气     D、具有硝酸，缺氧

例3、为硝化细菌提供碳源、氮源、能源的分别是
A、二氧化碳、氮气、光            B、二氧化碳、氨、氨
C、葡萄糖、氮气、氨              D、葡萄糖、氨、氮气

例4、在营养丰富、水分充足、温度适宜、黑暗密封的环境中，分别培养下列四种生物，一段时间后，它们中仍能生活的是
A、硝化细菌     B、乳酸菌      C、蚯蚓          D、蘑菇

例5、下列有关硝化细菌的叙述，错误的是
A、土壤中的硝化细菌有利于植物矿质营养的吸收
B、硝化细菌变异的来源只有基因突变和染色体变异
C、硝化细菌是一类有细胞壁但没有成形细胞核和复杂细胞器的生物
D、硝化细菌与小麦同属于自养生物，但所利用的能量来源不同

例6、下列有关硝化细菌和固氮菌的叙述正确的是        
A、硝化细菌氧化氨的基因在质粒上   
B、圆褐固氮菌合成的生长素属于初级代谢产物
C、硝化细菌和根瘤菌都是需氧型生物 、豆科植物由于共生固氮菌的大量增殖而形成根瘤
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