Question

下圖是自然界中氮元素循環示意圖。

請據圖回答：
（1）圖中③④作用的名稱是③____________，④______________，土壤中有一種微生物中能完成圖中過程，該微生物為____________。
（2）閃電條件下固氮時可能涉及的反應為______________、______________、_____________；雷雨天時會造成______________，它可直接危害陸生植物的______器官。
（3）農作物生產中，常大量施用工業合成的銨鹽、硝酸鹽等化肥，其中1/3未被農作物利用而進入生物圈。過量NO₃^-進入河流、湖泊后對水體和生物造成的危害是______________________________。
（4）大豆、花生等可以利用氮氣自身提供含氮肥料。如果小麥、水稻等也能自行固氮，將會給人類帶來的益處是_______________________________。

Answer 1

^{（1）硝化作用；反硝化作用；硝化細菌
（2）N₂+O₂2NO；2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；酸雨；葉、芽 
（3）會造成水體富營養化，藻類植物過度繁殖，它們死亡后，先被需氧微生物分解，使水中含氧量減少，又被厭氧微生物分解產生H₂S、CH₄等物質，致使魚及其他水生生物大量死亡
（4）減少使用氮肥的費用，降低糧食成本；減少氮肥生產，從而節省能源；避免氮肥過多，造成水體富營養化}

【試題分析】
解析：本題以氮元素在自然界中的循環為背景材料，考查了以下知識點：①生物學中的硝化作用，反硝化作用等；②化學中的合成氨；③環境污染中的水體富營養化；④農業生產中化學肥料的使用問題。
雷雨天氣時，在放電作用下，N₂和O₂可化合生成NO，這個反應是典型的自然界固氮的過程，涉及的化學反應方程式有：N₂+O₂2NO，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO 。可見雷雨天時，該反應過多會造成酸雨的發生，它對陸生植物的葉、芽組織有損害作用。
農業生產中，常大量施用工廠合成的銨鹽、硝酸鹽等化肥，其中1/3未被農作物利用而進入生物圈，這些化合態的氮元素進入河流、湖泊中會造成水體富營養化，藻類植物過度繁殖，它們死亡后，先被需氧微生物分解，使水中含氧量減少，又被厭氧微生物分解產生H₂S、CH₄等物質，致使魚及其他水生生物大量死亡。
使土壤中的氨或銨鹽轉化成亞硝酸鹽和使亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的過程稱為硝化作用，前者是亞硝化細菌的作用，后者是硝化細菌的作用。微生物還原硝酸鹽、亞硝酸鹽為分子氮的過程為反硝化作用。
某些植物如大豆和花生，其根瘤菌可實現將N₂直接轉化為化合態的過程，所以這些植物不需要施用氮肥。如果小麥、水稻等也能自行固氮，將會給人類帶來很多好處，例如，減少使用氮肥的費用，降低糧食成本；減少氮肥生產，從而節省能源；避免氮肥過多，造成水體富營養化。