农作物秸秆在生产实践中具有多种用途。在特定微生物产生的纤维素酶的催化下,秸秆中的纤维素可被分解为葡萄糖,经发酵后形成乙醇,再加工即可制成燃料乙醇,减少了人类生活对石油资源的依赖。请分析回答:
(1)欲从土壤中分离获取上述特定微生物,可采用稀释涂布法或 法进行接种,所用培养基以纤维素为唯一碳源,目的是只允许能产生 的微生物生长,而其他微生物均不能生长。在培养基中加入适量的刚果红染料,若观察到 即可初步筛选到目的菌。
(2)某研究人员经上述培养获得了三种微生物(甲、乙、丙),现通过如下实验比较三种微生物所产生纤维素酶的活性大小。
①将甲、乙、丙三种微生物经离心等方法处理后,制成酶浓度相同的纤维素酶提取液,取等体积的三种提取液分别与等量的纤维素悬浮液混合,在相同且适宜的pH和温度条件下放置一段时间。
②利用 试剂检测产物中的葡萄糖,并通过比较颜色深浅程度判断酶活性的大小。
③实验结果如下:
|
甲提取液 |
乙提取液 |
丙提取液 |
颜色深浅程度 |
+ |
+++ |
++ |
注:“+”越多,颜色越深
由表分析,三种微生物产生的纤维素酶活性不同,最可能的原因是 。其中产生酶活性最强的微生物是 。
(3)农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外,还可用于培育蘑菇和生产沼气等。下图为某生态农场的部分结构模式图。
水稻、杂草在此生态系统的组成成分中属于 。输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外,还用于鸭自身的 等生命活动。在农业生产上,将蘑菇房与蔬菜大棚连通可提高蔬菜产量,增产的原因最可能是 。
(4)对农作物秸秆的充分利用可促进生态系统中物质在 之间不断地循环往返,同时合理调整了生态系统中的能量流动关系,有效缓解了燃烧秸秆造成的污染和浪费。
研究人员在对某湖泊生态系统研究后,绘制了该生态系统的食物网(图甲)和碳循环示意图(图乙),图中A、B、C、D表示生态系统的相关成分。请据甲、乙两图,回答问题:
(1)图乙中的 (填字母)可构成生物群落,碳元素在其中是以 传递的。过程①表示小球藻的 。
(2)从生态系统的组成成分看,与乙图相比较,甲图中没有的是 (填字母)。
(3)湖泊中,水蚤与河蚌的关系是 。
(4)某个季节,由于光照减弱,导致鲢鱼向上层转移。此现象表明:环境因素的改变,可使生物群落的 结构发生改变。
(5)水蚤吃藻类,而河蚌吃小球藻和水蚤,河蚌属于第 营养级;水蚤的粪便能被细菌和真菌分解,这种情况下,细菌和真菌的能量直接源于第 营养级。
(6)若河蚌从小球藻中获得的能量3/5,从水蚤中获得的能量为2/5,则河蚌增加10g体重,最少需要小球藻 g。
(7)自2008年以来,该地区为了增加耕地面积,开始有计划地对湖泊进行填埋,此举造成了生态系统的 稳定性降低。
圆明园遗址公园是距北京市中心最近的、较为完善的湿地生态景观。这里生存着多种多样的沉水植物(多种水草)、挺水植物(荷、菖蒲、芦苇等)和陆生植物。还生活着以蝗虫为主的多种昆虫。水中有螺、沼虾、鱼类。此外还有蛙、蛇、鹭、野鸭以及野化的家猫等动物。
回答以下问题:
(1)圆明园遗址公园中的沉水植物生长于水域的中央区域,挺水植物生长于近岸的浅水,喜湿的植物生长于岸边,早生植物分布于离岸较远处,形成了群落的 结构。
(2)对运动类群进行解剖分析时,发现各类动物的消化道内容物如下表(√表示有此类残骸)
动物类群 |
消化道内容物 |
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植物 |
昆虫 |
螺 |
沼虾 |
鱼类 |
蛙 |
蛇 |
鸟类 |
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蝗虫 |
√ |
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螺 |
√ |
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沼虾 |
√ |
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鱼类 |
√ |
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√ |
√ |
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蛙 |
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√ |
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蛇 |
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√ |
√ |
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√ |
鸟类 |
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√ |
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√ |
√ |
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野化的家猫 |
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√ |
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√ |
√ |
√ |
√ |
①上表中所含内容,与完整的生态系统相比缺乏的成分有 。
②圆明园遗址公园中处于第二营养级的生物有 ,鱼类与螺之间的种间关系为 。
③若用大量的杀虫剂杀除蝗虫等“害虫”,不利于生态系统营养的稳定。
(3)近年来,圆明园遗址公园为了改善水系景观,有计划的清除多种野生植物,扩大荷花等几种观赏植物的种植面积,此举对圆明园湿地生态系统的影响是 。
(4)圆明园是北京地区金线偶褶蛙的唯一产区,为探察这一物种在该区的 。对其进行了取样研究,第一次捕获120只,测量并作标记后释放,两周后,再次捕获的100只中有15只带有标记,此环境中大约有金线侧褶蛙 只。
如图表示某草原生态系统中植食性动物对其食物种群的利用情况,图乙表示生态系统中部分生物之间的食物关系。请分析回答下列问题:
(l)食物种群的同化量即____________,也是流经该草原生态系统的总能量。由食杨种群流向植食动物的能量传递效率可表示为_____________(用图甲中序号表示)。
(2)图乙中a、b、c过程中碳的流动形式是_________。由图乙可以看出,杂食动物与植食动物之间的种间关系为_____________。若杂食动物的食物由原来的草与植食性动物各占一半调整为2:1后,则杂食动物数量变为原来的___________(传递效率按20%计算)。
(3)下列有关草原生态系统中信息传递的说法正确的是________。
①生态系统中的信息都是由生物产生的
②信息传递只可发生在不同种群的生物之间
③信息传递不利于调节生物间的关系
④信息传递有助于生物生命活动的正常进行
⑤信息传递应用在农业生产中,不仅可以提高农产品的产量,也可对有害动物进行控制
(4)该草原在第10年曾发生火灾,但此后又慢慢恢复,这属于群落的_________演替。当草原的害虫增加时,食虫鸟的数量由于食物丰富,数量也会增加,这样害虫种群的增长就会受到抑制,这体现了生态系统具有自我调节能力,这种能力的基础是_________________。
近段时间我国持续出现的雾霾天气,给人们的健康与生活造成了很大影响,其中的罪魁祸首要归咎化石燃料的不良排放,如图为生态系统“碳”元素的循环途径,请回答下列问题:
(1)该生态系统中A、B(B1、B2、B3)、C共同构成了________。图中食物链是________(用图中字母和箭头表示)。
(2)碳元素通过①___________途径进入生物群落,②为生物的________作用,为防止雾霾天气,人们应采取的措施是_____________。
(3)成分C所起的作用是___________。
(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎,说明信息传递在生态系统中的作用是____________。
(5)若图中生产者固定的太阳能为600 kJ,则该生态系统中次级消费者最少可得到能量________kJ。
(6)森林能保持水土,调节气候,但森林遭到毁灭性破坏时不能自动恢复,这一事实说明________。
镉是水稻生产的主要重金属污染物。有关研究如下,请回答:
(1)用镉超标的大米喂雄性小鼠,其神经细胞的线粒体内膜断裂,则小鼠完成反射的时间将_______________________________________________________;
此外,小鼠的睾丸组织受损而逐渐萎缩,将导致其体内雄性激素和促性腺激素的分泌量各有何变化?________________________________________________
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________ 。
(2)某河流受镉污染后不少生物死亡,导致河流的抵抗力稳定性下降,从生态学的角度分析,这是因为 ________________________________________________
_________________________________________________________________。
若将其改造为湿地公园,则群落的演替方式为 ____________________________
_________________________________________________________________。
(3)若在一个相对稳定的水域生态系统中主要有下表所列的5个种群。现测得各种群所含的能量和污染物镉的平均浓度,已知水中镉的质量浓度为0.003 mg·L-1,该物质被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。
种群 |
A |
B |
C |
D |
E |
能量(kJ) |
1.6×109 |
1.2×109 |
1.3×108 |
9.1×107 |
2.9×107 |
镉含量(mg·) |
0.037 |
0.036 |
0.35 |
0.39 |
3.4 |
某同学根据表中数据画出了种群间的食物关系图。
请分析上图是否正确: 。请说明理由:__________________。
在能量流动的渠道中, 越高,生物体内污染物的含量也越高,即污染物在沿食物链传递过程中具有富集作用。
下图甲是一个草原生态系统的物质循环和能量流动示意图;图乙是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图。(图中a~e代表过程,A~C代表能量)。请据图回答:
(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径是 (填图中字母),能量进入群落的途径是 (填生理过程)。
(2)为控制草原鼠害,对鼠的种群密度调查宜采用 法;若多次调查所获得的数据基本不变,说明该鼠种群的年龄组成为 型。某时期调查发现,该草原鼠种群的年龄组成如图丙,该鼠种群数量增加,这将直接导致 大量减少,使草原生态系统遭到严重破坏。
(3)狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕,可见狼和兔种间数量保持相对稳定的调节属于 。
(4)图乙中的A表示鼠同化的总能量,B的含义为 ;B的能量除图中所示去路外,还有一部分是 。
如下图为生态系统中碳循环模式图,其中①~⑤代表成分,a~h代表过程,箭头表示物质循环方向。
请据图回答:
(1)生态系统的碳循环是指碳元素在____________(填图中数字)与_________(填图中数字)之间不断循环的过程。碳循环始终与_________结合在一起。
(2)温室效应主要与人类对_______(填图中数字)利用过度有关,缓解温室效应的措施主要有____________________________(至少写出两点)。
(3)_______(填图中字母)可以表示绿色植物的光合作用,_______(填图中字母)可以表示呼吸作用或分解作用,但_______(填图中数字)的无氧呼吸不全是产生CO2的途径。
(4)生态系统的信息可来源____________(填图中数字),生态系统的信息传递往往是____________(填“双向”或“单向”)的。
下图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图乙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一般性模型。请据图回答:
(1)图甲中雪兔和狼之间的关系称为_______________。
(2)与森林生态系统相比,冻原生态系统抵抗力稳定性_______,因为冻原生态系统_________。
(3)图乙中 A、B、C、D 合称为________________,碳在其内以________________的形式进行流动。
(4)“落红不是无情物,化作春泥更护花”、“螳螂捕蝉,黄雀在后”、“飞蛾扑火”分别体现了生态系统的___________功能。
(5)在利用天敌控制植物害虫与喷施农药相比,其优点包括:①能够更有效控制害虫数量,②____________等。
(6)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%,如果一定时期内,北极狐种群增加的重量为 80 克,那么直接消耗雷鸟为________克,消耗植物总质量为________克。
某自然保护区沿草丛沼泽至森林依次分布有5种典型天然沼泽湿地,相应湿地的地下水位与地表距离、5种湿地不同层次的年有机碳储量测定结果如下表所示。试回答:
(1)从草丛沼泽到落叶松沼泽,生物种类具有显著差异,这体现了群落的 结构。影响这一分布差异的主要非生物因素是 。
(2)经连续几年测定发现,白桦沼泽有机碳的含量逐年上升,这是群落 的结果。若测定森林区植物物种丰富度,应采用的方法为 。
(3)与灌丛沼泽相比,毛赤杨沼泽的灌木层单位面积有机碳储量低,这是因为 。土壤中有机碳的含量主要取决于动植物的残骸量和 。
(4)下图是落叶松沼泽中碳元素的部分流动过程,请将图补充完整并在箭头上标明碳元素的流动形式。
(14分)下图为草原生态系统的能量流动图解。a、b、c表示流入各营养级生物的能量,d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量,g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量,j、k、l表示流入分解者的能量。请据图回答:
(1)该生态系统的结构包括 ,若一段时间内第一营养级所固定的太阳能总量为1×106kJ,那么图中第三营养级生物所获得的能量为________ kJ(用图中字母表示)。该生态系统主要通过 调节来维持自身的稳定性。
(2)若该生态系统为人工湿地公园,则a的来源是 ,人工湿地可以在一定程度上净化城市污水,但能力有限的原因是 。该人工湿地建成后的3年内,人们发现该湿地的物种丰富度逐渐增加,这种群落的演替属于 。
(3)若在该生态系统内误“闯入”某新物种,请绘出在较短一段时间内该物种数量的变化曲线。
生态护坡是对斜坡或边坡进行保护的一项综合护坡技术。下图为某种泥质海岸生态护坡的模式图。据图分析:
(1)在上图的坡地生态系统中,人们在中低潮带引种一些耐盐的植物,在高潮带和超高潮带则种植一些相对耐干旱的植物,这些不同植物的分布差异主要体现了群落的 结构。
(2)人们通过对沙滩培土、引种等措施,使寸草不生的荒滩短期内出现物种比较丰富的坡地生物群落,从演替的角度分析,这说明人类活动可改变 。
(3)灌草丛带中的几种生物种群所构成的食物网如上图,图中字母代表生物种群所固定的能量值,则b~e中能确定大小关系的是 ,图中能量从第一营养级到第二营养级的传递率是 (用图中字母表示)。若要调查沙氏变色蜥的种群数量,应采用 法。为模拟该调查方法,生物小组同学使用玻璃球进行实验。小组同学先从布袋里的白玻璃球中随意抓出一把(经清点共15个),并换成相应数量的红玻璃球放回布袋,摇匀后再抓出一把,经清点共个16(其中红色球4个),则布袋中原有玻璃球_______个,其中将白球换成红球相当于 。
(4)研究人员向此坡地引入沙棘种植在海挡林带和灌草丛带,结果沙棘在灌草丛带的长势明显好于海挡林带,经分析两地带中土壤肥力和土壤含水量如下表:
地点 |
土壤肥力 |
土壤含水量 |
|
有机质含量% |
氮含量% |
表层~60 cm% |
|
海挡林带 |
0.595 |
0.015 |
7.0 |
灌草从带 |
0.202 |
0.003 |
15.0 |
某研究者提出一个假设,并进行了实验验证:将生长状况相似的沙棘分为A、B两组种植,A组土壤含水量和土壤肥力与灌草丛带相同,B组土壤含水量与海挡林带相同,土壤肥力与灌草丛带相同,结果A组长势显著高于B组,证实了该研究者的假设。该研究者的假设是: 。
(5)目前生态护坡在河流、堤岸、高速公路等许多方面逐渐取代传统的砖石、混凝土护坡,请列举生态护坡的优点: 。
甲图是生态系统的碳循环示意图,乙图表示一个长期有效的生态系统中的食物网,请回答下列问题:
(1)甲图碳进入生物群落主要依赖于 (生理过程)。图中①②④过程与③过程中碳流动形式的不同点是________________________________________________________________。
(2)图甲中分解者通过________________________(生理过程)将碳释放回大气中。
(3)乙图食物网中的肉食动物是________,通常数量较少,从能量角度分析,其原因是 。
若人们想通过此生态系统更多地得到种群X,理论上讲能达到目的的最有效手段是减少S种群和 种群的数量。(填“G”或“S”或“Q”)
(4)若一个农田生态系统,若干年后该弃耕农田中长出小灌木丛,以至演替出森林,我们把这样的演替类型称为____________。植被优势种群的演替,从根本上体现了植被对________的竞争能力不断增强。
原产于南美洲的水蕴草是多年生的草本沉水植物,在亚洲地区繁殖已经成为池塘溪河中常见的野草。某研究小组用水蕴草进行实验,甲图表示在光照条件下其叶肉细胞内的生理过程示意图,其中数字表示生理过程,字母表示生命活动产生的物质。乙图是探究温度影响水蕴草光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题:
(1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有____________(用图中数字表示),D表示_______。
(2)乙图中5oC时水蕴草根细胞中产生ATP的结构有 。
(3)从乙图中可以看出,光合作用速率最大时的温度为__________。假设每天光照12小时,最有利于植物生长的温度是__________。
(4)近年广东北江下游水体富营养化较为严重,水体发绿、发臭,主要是因蓝藻、绿藻大量繁殖而引起的。从生态系统营养结构的角度分析,藻类与水蕴草均属于 。为解决水体富营养化问题,如何进行生物防治? _。
(5)生活中人们常把水蕴草养在水族箱中,既净化水质又美化环境,由此体现了生物多样性的_______________________价值。