为了使农作物正常生长，往往需要大量施用化肥，而化肥的大量施用

为了使农作物正常生长，往往需要大量施用化肥，而化肥的大量施用存在着许多负面影响，如环境污染、消耗能源等。因此，生物固氮已成为一项重要的研究课题。生物固氮就是利用某些微生物（如根瘤菌、固氮蓝藻等）将空气中的N₂固定为NH₃的过程。

（1）维持生命必需的化学元素中占原生质总量95%以上的有_________（填元素符号），被称为主要元素，这些元素组成的氧化物中，属于酸酐的是_________（填写化学式）。

（2）化肥厂合成氨的反应式是______________________。与人工合成氨所需的反应条件相比，生物固氮的顺利进行是因为这些固氮微生物体内含有特定的_________。这类物质的化学本质是_________。

（3）根瘤菌的代谢类型是_________。人们正致力于转基因固氮植物的研究，科学家已通过基因工程技术将根瘤菌的固氮基因转移到了水稻细胞中，并在水稻细胞中发现了固氮物质，固氮基因控制固氮物质合成的过程分为_________和_________两步。

（4）有一种土壤微生物能将氨态氮转化为硝态氮，此种微生物是_________，该微生物的代谢类型是_________。

（5）用化学方程式和必要的文字说明“雷雨发庄稼”的道理。

（1）C、H、O、N、P、S  CO₂、N₂O₃、N₂O₅、SO₂、P₂O₅  （2）N₂+3H₂—→2NH₃  酶  蛋白质  （3）异养需氧型  转录  翻译  （4）硝化细菌  需氧自养型        （5）大气中的N₂和O₂在放电时形成NO：N₂+O₂—→2NO，NO进一步氧化生成NO₂：2NO+O₂—→2NO₂，NO₂溶于水生成HNO₃：3NO₂+H₂O—→2HNO₃+NO。HNO₃随雨水进入土壤后与其他物质形成硝酸盐，从而为植物生长提供了硝态氮。

这是一道以生物固氮为核心的综合应用题，考查学生的综合能力。组成原生质的化学元素有60多种，其中必需的化学元素有17种。占原生质总量95%以上的有C、H、O、N、P、S六种，这六种元素是原生质的主要元素。它们的氧化物中属于酸酐的是CO₂、N₂O₃、N₂O₅、SO₂、P₂O₅。自然界的固氮过程也就是利用N₂合成NH₃的过程，包括生物固氮、人工固氮、高能固氮，人工固氮合成氨的反应式是：N₂+3H₂—→2NH₃，与人工固氮相比，生物固氮的顺利进行是因为这些微生物体内含有特定的固氮基因，可通过转录和翻译过程形成固氮酶。这种酶的化学本质是蛋白质。根瘤菌是常见的一种固氮微生物，其代谢类型是异养需氧型，进行有氧呼吸的酶主要存在于细胞膜上。根瘤菌等微生物为植物提供NH₃，但植物不能直接利用NH₃，它必须由硝化细菌把NH₃转化为NO、NO后才能被植物吸收，硝化细菌的代谢类型是化能自养（它能利用氨氧化时放出的能量把无机物合成有机物）需氧型（其细胞内无线粒体，进行有氧呼吸的酶主要分布于细胞膜上）。所谓“雷雨发庄稼”是指通过大气闪电作用将N₂转化为NO，为植物提供氮肥。