(10分)土壤微生物是陆地生态系统中最活跃的组分,影响着土壤有机质的转化,在陆地生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。下表是对某生态系统中不同植被类型土壤碳释放的研究结果。请回答:
植被类型 |
土壤有机碳 (g • kg-1) |
土壤微生物含碳量 (g • kg-1) |
微生物呼吸速率 (CO2/mg• kg-1 • h-1) |
微生物代谢熵 (mg • g-1 • h-1) |
草丛 |
90.04 |
0.356 |
0.275 |
0.77 |
灌丛 |
97.48 |
1.542 |
0.844 |
0.55 |
次生林 |
63.55 |
2.931 |
1.275 |
0.44 |
成熟林 |
22.73 |
2.243 |
2.265 |
? |
(1)将无机环境中的CO2转化为生物群落中有机碳的主要生理过程是 。
(2)草丛群落在垂直方向上具有 现象。与草丛相比,灌丛抵御环境变化的能力更强,原因是群落的结构更复杂, 能力更强。
(3)对不同植被类型土壤的相关指标进行测定时,为尽量减小实验误差,取样时应该随机选取多个样方,然后将多个样方实测数据的 记录在上表中。
(4)实验结果表明,土壤中有机碳含量在成熟林阶段最小,最可能的原因是此阶段 ,有机碳被快速分解。
(5)土壤微生物的代谢熵是指土壤微生物呼吸速率与土壤微生物含碳量的比值,代谢熵越低,土壤微生物对有机碳的利用效率就越高。根据表中数据分析,成熟林中微生物代谢熵的值 (高、低)于次生林,微生物对有机碳利用效率最低的是 林。
图甲是某基因型为AABb的高等生物体细胞的亚显微结构示意图,图乙是该生物产生的一个卵细胞示意图。据图回答:
(1)该生物最可能属于生态系统成分的 。
(2)该细胞比大肠杆菌多具有的细胞器是
(填写图中序号)。在图甲中,能发生碱基互补配对现象的细胞器有
。(填序号)
(3)欲把该细胞内的2、9、10、11、12等结构分离出来,单独做实验研究,其操作的两个关键步骤是:
。
(4)根据所学的细胞学知识,分析图乙卵细胞类型的产生原因。
依据教材回答与现代生物科技有关的问题:
(5)快速繁殖技术可以获得脱毒苗,选用的材料是
(6)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有
(7)动物排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟,当达到 时期才具备与精子受精的能力。
下面是利用人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图。请据图回答。
(1)输入人工湿地的能量有________和________。
(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这一现象体现了群落具有________结构。
(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速,其主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,提高分解效率的有效措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下图表示受到轻度污染的生态系统的调查结果。结果表明,湿地生态系统具有________。
(6)用恰当的箭头和文字完成该人工湿地碳循环图解。
红树林生态系统是地球上生产力最高的四大海洋自然生态系统之一,是国际上生物多样性保护和湿地生态保护的重要对象,已成为近年来国际上普遍关注的资源环境热点问题之一。下图表示湛江某地红树林群落简图。
(1)图中共有 条食物链,鸟和大型食肉鱼之间的关系是 。除图中所示之外,该生物群落还应具有的成分是 。
(2)如果因某种原因,水蚤突然大量减少,而较长时间内发现鸟的数量无明显变化,这是因为 。通常情况下,鸟的数量一般远远少于小型食肉鱼,主要原因是 。
(3)若图中小型食肉鱼从虾蟹中获得的能量与从水蚤中获得的能量之比为3:1,则要使小型食肉鱼增加1kg,至少需要消耗水蚤 kg。
(4)红树林生态系统能为人类提供大量鱼、虾、蟹等海产品,这体现了物种多样性的
价值,人类可以通过调整红树林生态系统的营养结构,最终使红树林生态系统的能量尽可能 。在开发利用红树林资源时,既要保护珍贵的红树林资源,又要保证沿岸居民的增产增收,这体现了生态工程的 原理。
一片玉米农田就是一个生态系统。
(1)流入该玉米田生态系统的总能量是 。
(2)同种植单一品种相比,在不同田块种植甜玉米和糯玉米等不同品种,可增加 多样性,提高农田生态系统的稳定性。
(3)玉米螟幼虫能蛀入玉米茎秆和果穗内取食。若调查玉米螟幼虫的密度, 应采用 的方法。甜菜夜蛾幼虫也取食玉米,玉米螟和甜菜夜蛾的种间关系是 。在我国北方部分地区,亚洲玉米螟和欧洲玉米螟的分布区出现重叠,两种玉米螟依靠不同的性信息素维持 。
(4)在生产过程中,农民需不断对农田进行除草、治虫等活动,从能量流动的角度分析,农民除草、治虫的目的是 。
(5)从物质循环的角度分析,该生态系统中要不断施加氮肥,主要原因是 。
(6)玉米收获后,农田弃耕,很快就变成了杂草和昆虫的乐园。农田的这种群落演替类型属于 。
某生态系统仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群形成一定的营养结构,下表列出了各种群同化的能量。下图l表示有关种群乙的能量变化,其中A代表摄入量,①~⑦表示能量的具体数值。图2是种群乙在10年内种群数量变化的情况,图中九表示该种群数量是上一年种群数量的倍数。
种群 |
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
戊 |
同化能量 |
1.1x108 |
2x109 |
1.4x109 |
9x107 |
3.4x106 |
(1)写出该生态系统中的食物网________。
(2)种群乙是该生态系统营养结构中的____ ,若甲的数量减少,戊的数量____(填“会”或“不会”)发生明显变化。
(3)图l中_______(填字母)=2xl09,C表示____。
(4)图2中____ 点的种群年龄组成是衰退型。
(5)乙种群中雌雄个体通过气味相互识别,这属于____信息传递,说明____离不开信息传递。
为研究植物入侵对生物多样性的破坏,某研究机构根据某种外来植物入侵程度对弃耕地入侵区的群落植物多样性进行调查(图1),同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究(图2),请回答.
(1)调查说明,弃耕地群落形成过程中物种数目即物种 会随外来物种入侵程度的增加而 ,从而改变群落演替的 .生态系统具有 稳定性,受到轻度 (干扰/破坏)的情况下,其物种数波动较小.
(2)某入侵物种能分泌化学物质抑制其它植物生长发育,同时使昆虫和动物拒食,其信息传递方式为 该入侵物种和其它植物之间的种间关系最可能为 关系.
(3)从营养结构来看,次级消费者属于第 营养级,其用于生长发育繁殖的能量为 .
为防治荔枝蝽等植食性害虫,减少农药的使用,有人尝试在荔枝园的株间种植矮小的山绿豆,对比研究荔枝——山绿豆复合种植园和荔枝单一种植园中各类昆虫所占的百分比,结果如图:
(1)据图分析,复合种植园中害虫明显减少,原因是肉食性和寄生性昆虫的比例增加,通过 等种间关系降低了植食性昆虫的种群密度。
(2)因为有些昆虫 ,所以,不能都采用样方法来调查各类昆虫的种群密度。
(3)复合种植园中,荔枝、山绿豆、杂草等属于生产者,单一种植园中腐生性昆虫则属于者。与单一种植园相比,复合种植园生物的种类增加,因而其生态系统的 结构更为复杂,抵抗力稳定性更高。
(4)图乙中方框内的内容为 。
下图是某一生态系统中部分生物的食物关系及碳循环示意图。请据图回答问题:
(1)图2能量金字塔中各营养级对应于图1的名称:①;③;如果大量捕杀丙,则甲的数量在较长一段时间内的变化过程是 。
(2)甲种群在c点处的年龄组成类型是,a~b段种群数量下降的原因① ;② 。
(3)若图3中的生产者有5000kg,按能量流动最大传递效率计算,位于第三营养级的生物可能增重 kg。C中的碳元素主要以 的形式存在,通过转化为 而进入生物群落。
如图①为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图②虚线方框内表示一个生态系统,箭头表示该生态系统能量流动的方向。请据图回答问题。
(1)图①中雪兔和狼之间明显的种间关系是________。
(2)假如北极狐的食物1/2来自雷鸟,1/8来自植物,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%,如果北极狐种群增加的能量为80 kJ,若不考虑其他变化的影响,则对植物增加消耗的能量是________kJ。
(3)图②中C代表的生态系统中的成分是________。
(4)下图是某地一人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103kJ/m2·y)。试回答
下列有关问题:
流入该生态系统的总能量为_________(×103 J),能量从第二营养级到第三营养级传递的效率为 .
如图中X代表某一生物概念,①②③④为与其内容有关的四部分,下列与此概念图相关的描述错误的是( )
A.若X为生态系统的能量流动,则①~④表示能量的输入、传递、转化、散失
B.若X是活细胞中含量最多的4种元素,则①~④可代表O、 C、 H、N
C.若X为种群的种群密度,则①~④是出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例
D.若X是与人体内环境稳态有关的四大系统,则①~④代表呼吸、消化、循环、内分泌
(11分)泰山是我国十大名山之一,拥有丰富的动植物资源,包含森林、灌草丛、草甸、湿地等生态系统,其中白鹳、红隼、豺等动物被列为国家级保护动物。
(1)泰山上的苔藓、油松、松鼠、隼等各种生物共同构成了 ,其中油松、侧柏、麻栎等植物因体型大,数量多、生活力强而成为该地的 。
(2)泰山部分地区由松柏、刺槐、橡子等组成的人工林纯度较高,容易受到外来物种入侵。林业部门对某次“拟松材线虫”(一种松树上的寄生虫)的爆发和防治过程中种群数量调查结果如下图所示:
由图可知,“拟松材线虫”在没有防治之前的种群增长速率随时间的增长而 ;图中在
点进行了农药防治,由图可知随农药使用次数的增多防治效果变差;引入害虫的天敌进行生物防治,能利用生物间的 关系,使防治效果持久而稳定;从种群特征考虑,致使“拟松材线虫”的数量在e→f点变化的直接原因是 。
(3)豺在泰山上数量很少,没有天敌。下图是能量流经豺种群的示意图,其中A表示豺的摄入量,那么B、C分别表示豺的 、 ,若要确保豺的能量需求,其生存领地相关植物固定的能量至少应达到 。
(4)2011年4月,泰山桃花峪索道北侧山林发生火灾,2天后被扑灭,目前被烧毁的植被正逐渐恢复,这体现了生态系统有一定的 稳定性,被烧毁的群落结构要想完全复原需要较长的时间,这是因为 。
下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例,请在相应的空白处作答。
(1)案例Ⅰ:探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂(分解)。
设计思路:
组别 |
对照组 |
实验组 |
处理情况 |
不做处理的带落叶的土壤 |
进行过处理的带落叶的土壤 |
将等量的带落叶的土壤,用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好,并埋在 5cm深的土壤中 |
对实验组土壤应该进行 处理,尽可能排除 的作用。
(2)案例Ⅱ:探究土壤微生物对淀粉的分解作用。
实验步骤:
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液,放在烧杯中静置一段时间。
②另取两只烧杯,编号为A、B,放入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30mL土壤浸出液,B烧杯中加入 。
③在室温条件下放置7天后,从A烧杯中取20mL溶液,分别加入A1和A2两支试管各10 mL;从B烧杯中取20mL溶液,分别加入B1和B2两支试管各10 mL;
④在A1和B1中加入碘液;在A2和B2中加入 ,并进行 处理。
⑤观察各试管的 ,记录实验结果。
(3)案例Ⅲ:探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌。实验过程中,应将土壤浸出液接种在以 为唯一碳源的培养基上,并用 (试剂)加以鉴别。
菌根是由菌根真菌与植物根系的联合体。菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物,植物为菌根提供糖类等有机物。某实验区接种菌根真菌后两种主要牧草种群密度和群落物种丰富度的变化结果图,回答有关问题。
请回答下列问题:
(1)菌根真菌与玉米的种间关系是 。
(2)调查牧草A或B种群密度时,为避免调查者主观因素的影响,要做到 ,图中种群密度数值应采用样方调查结果的 值.
(3)据图推测,两种牧草中菌根依赖程度更高的是 。接种菌根真菌后,该试验区生态系统抵抗力稳定性提高,原因是 。
(4)为研究能量流动情况,可通过标志重捕法调查田鼠种群密度,若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果 。田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%-5%用于 ,其余在呼吸作用中以热能形式散失.鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者,田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕.可见,信息能够 ,维持生态系统的稳定.