精品解析:福建省南安市侨光中学2024-2025学年高二下学期4月月考生物试题
2025-04-17
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2份
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42页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1章 发酵工程 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | 南安市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.73 MB |
| 发布时间 | 2025-04-17 |
| 更新时间 | 2025-04-18 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51665386.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
侨光中学2025年春季高二年第1次阶段考生物试卷
(考试时间:90 分钟满分:100 分 )
一、选择题:本题包括26小题,每题2分,共52分。在每小题的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 以下关于生态系统中各种生物成分的叙述,错误的是( )
A. 生产者制造有机物时,所利用的能量类型可能不同
B. 各种消费者的存在加快了物质循环并使生态系统更加稳定
C. 动物的食性越复杂,其种群数量波动幅度越大
D. 分解者可通过细胞呼吸来分解生态系统中的有机物
2. 如图为某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A. a、c是生产者 B. b、e是肉食动物
C. c、f是杂食动物 D. b、d是植食动物
3. 图示为我国北方处于平衡状态的某森林生态系统碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表示碳传递途径。下列叙述错误的是( )
A. a途径主要通过光合作用实现,b、d途径通过呼吸作用实现
B. 若字母表示碳元素传递的数量,则夏季时a=b+c+e
C. c途径中碳以有机物形式传递
D. 森林中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源
4. 某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果,总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%~24%,平均为10.13%,如下图。相关叙述正确的是( )
A. 该结果不符合生态系统能量流动的特点
B. 营养级之间能量传递效率越高,说明它们营养级越高
C. 捕食者的捕食难度增大,能量传递效率会降低
D. 现实生活中人为缩短食物链,可降低能量利用率
5. 杜甫的《江畔独步寻花七绝句》中“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”描绘了百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是( )
A. 日照时间的长短决定植物的开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
B. 可以使用标记重捕法调查莺的种群密度
C. 黄莺的鸣叫声属于物理信息,物理信息也可来自非生物环境
D. 为防止果树遭受鸟害,用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于机械防治
6. 下表为某生态系统中有机物从植物传递到蝗虫的能量流动情况,下图为植物固定的太阳能的总量M的分配情况(c为b和d的重合区域,a为呼吸作用,e为未利用),下列说法正确的是( )
项目
能量(J)
蝗虫吃掉的植物所含能量
419
蝗虫粪便含有能量
219
蝗虫呼吸消耗的能量
146
用于蝗虫生长的能量
54
A. 植物固定的太阳能,一部分被蝗虫摄入,一部分储存在自身体内,其余能量流向分解者
B. 蝗虫从植物获得的同化量为200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为(200/M)×100%
C. 图中的b可表示第二营养级的摄入量
D. 图中b+d+e之和是植物用于自身生长发育繁殖的能量
7. 生活在山涧瀑布下的凹耳蛙由于其一生绝大部分的时间无法离开水源,且需要通过声信号进行求偶繁殖和保证种族安全。为了防止噪音的影响,凹耳蛙进化出了高度复杂的超声通讯行为。研究发现雌雄个体在对高频声的响应上存在显著差异。下列叙述错误的是( )
A. 凹耳蛙之间通过鸣声形成信息流,凹耳蛙既是信息源又是信息受体
B. 凹耳蛙成为重要的科研模式动物,这体现出了其直接价值
C. 凹耳蛙的超声通讯方式是在长期进化过程中对强环境噪声适应的结果
D. 凹耳蛙雌雄个体在对高频声的响应上存在显著差异,体现了物种多样性
8. 研究者设计了一个养猪场废水处理系统,具体流程如下图所示。相关叙述错误的是( )
A. 氧化塘中的植物、动物、细菌等全部生物共同构成生物群落
B. 氧化塘后部的有机物及溶解氧含量均比前部低
C. 废水不能过量流入氧化塘,因为生态系统的自我调节能力是有限的
D. 废水流入厌氧池前,加水稀释处理可以防止微生物过度失水而死亡
9. 判断某一国家或地区目前可持续发展的状态,可通过对生态足迹需求与自然生态系统的承载力进行比较,以便对未来人类生存和社会经济发展作出科学规划和建议。为了积极应对全球气候变化,我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的战略目标。下列有关叙述正确的是( )
A. 当生态足迹总量小于生态承载力总量时,就会出现生态赤字
B. 提高作物秸秆还田率,增加农田土壤储碳量是促进“碳中和”实现的措施之一
C. 碳足迹是指吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳等所需的森林和海洋面积
D. 实现“碳中和”后,生态系统的碳循环会明显减慢,生态足迹会明显减少
10. 海草床生态系统具有巨大的碳储潜力,其中的有机碳大部分存储于沉积物被称为沉积物有机碳。近年来,海草床急剧衰退,其沉积物有机碳储存潜力下降,海草床生态系统从吸收CO2的“碳汇”转变为排放CO2的“碳源”。下图是海草床退化导致碳损失示意图,相关叙述错误的是( )
A. 海草床可为水生动物提供食物条件和栖息空间
B. 海草床通过截获海水中的有机悬浮颗粒物,使有机物中的能量流入海草体内
C. 藻类爆发会导致海草床光合作用减弱,影响海草床的碳存储功能
D. 海洋生态工程建设过程中,各组分之间要有适当的比例体现了整体原理
11. 镉(Cd)是我国水体主要重金属污染物之一,近年来利用植物-微生物联合修复重金属污染成为一种新的技术。研究发现,接种植物促生菌(PGPB)可以促进植物生长,提高其对镉的富集作用。下图表示接种PGPB后,白茅相应器官中镉的含量。下列叙述错误的是( )
A. 虽然镉可在白茅根内大量富集,但镉并不是白茅生长的必需元素
B. 被Cd污染的水体中,营养级别越高的生物,Cd含量越高
C. 推测PGPB可促进白茅中的镉向根状茎转移并抑制其向叶转移
D. 应及时收割白茅植株,去除其根部后粉碎并进行无害化处理
12. 中华绒螯蟹、日本沼虾和罗氏沼虾在生态系统中主要位于第二、三营养级,均具有经济价值。以中华绒螯蟹-日本沼虾混养池塘为对照组,三者混养池塘为实验组,研究两种养殖模式下生态系统的能量流动情况,如下图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 第二营养级同化量中的一部分会以其粪便、断肢和遗体等形式流向有机碎屑
B. 第二营养级既能产生有机碎屑,又能同化有机碎屑,从而实现能量的循环利用
C. 与对照组相比,实验组第二营养级流向第三营养级的能量减少,能量传递效率升高
D. 与对照组相比,添加罗氏沼虾不能降低饲料成本,从而提高养殖产品的捕捞量
13. 以刺玫果、山荆子和桤叶唐棣(高钙)为原料,可混合发酵制作出钙含量高、花青素等营养丰富的新型复合果酒。该果酒具有丰富的感官品质,兼具桤叶唐棣鲜艳的色泽、刺玫果清甜的香气和山荆子清爽的口感。下列说法错误的是( )
A. 将三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁
B. 酿制过程中的主要微生物是酵母菌,其代谢类型是异养、兼性厌氧型
C. 制作复合果酒的过程中,主要是酵母菌进行无氧呼吸,发酵温度应控制在30-35℃
D. 为确定发酵过程中是否生成酒精,可取适量发酵液加入酸性重铬酸钾溶液进行检测
14. 传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头,等到第 21 d开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻,酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字,这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
B. 酿酒时糖未耗尽,酵母菌发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C. 杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起
D. 醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
15. 在发酵工程中,微生物的培养和计数是关键,下列有关叙述正确的是( )
A. 常用煮沸消毒法对牛奶等进行消毒
B. 采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上并进行计数
C. 利用显微镜进行直接计数的结果往往比实际活菌数偏大
D. 血细胞计数板常用于相对较小的细胞计数,细菌计数板常用于相对较大的细胞计数
16. 在微生物学中使用选择培养基让特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的过程称为选择培养。在选择培养基中添加一些特殊物质,则可配制成鉴别培养基。下列说法错误的是( )
A. 分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素
B. 以尿素为唯一氮源的培养基分离出的细菌可能不止一种
C. 固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明固氮菌为自养型生物
D. 在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可筛选纤维素分解菌
17. 某研究小组从土壤中筛选出淀粉分解菌。当淀粉被细菌分解后,平板经碘液处理会出现以这些菌为中心的透明圈。下列叙述错误的是( )
A. 在筛选淀粉分解菌的选择培养基中,应以淀粉作为唯一碳源
B. 设计一组未接种选择培养基作为对照,排除杂菌干扰
C. 为得到淀粉分解菌的纯培养物,可用平板划线法进行接种
D. 淀粉分解菌分解淀粉的能力与菌落直径/透明圈直径的比值大小呈正相关
18. 以葡萄糖为碳源的培养基中存在着抑制青霉素合成酶形成的物质,因此青霉素发酵初期并不能产生青霉素。下列措施中可提高青霉素产量的是( )
A. 在培养基中添加青霉素合成酶抑制剂
B 改用野生型酵母菌来直接产生青霉素
C. 初始培养可使用其他碳源替换葡萄糖
D. 接种后逐渐增加菌株浓度并重复实验
19. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是一种产自深海的赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种,科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育,实验的部分流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
(注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。)
A. 经过A处理,试管中大多数放线菌都可产生安莎霉素
B. 在①中进行扩大培养时,接种后需对培养基进行灭菌处理
C. ②和③是完全培养基,④是缺赖氨酸的不完全培养基
D. D菌落能产生安莎霉素,而E菌落不能产生安莎霉素
20. 科研人员筛选抗链霉素的大肠杆菌突变株的实验过程如下:
①将灭菌的空培养皿斜放(一边垫起),倒入10mL不含药物的底层培养基(如图甲所示)
②待培养基凝固后将培养皿平放,再倒入10mL含有链霉素的上层培养基,使其迅速冷却(如图乙所示)
③将经诱变处理后的大肠杆菌悬液0.1 mL接种到图乙所示平板上
④将平板倒置于恒温培养箱中培养2天,观察平板上大肠杆菌的生长情况
下列叙述错误的是( )
A. 可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌
B. 随着图乙中箭头方向,平板上所含链霉素的量逐渐增大
C. 据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上
D. 选择图丙平板上1~2个生长在平板左侧的单个菌落继续培养
21. 下列关于发酵工程及其应用的说法,错误的是( )
A. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要严格控制发酵条件
B. 啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在主发酵阶段完成
C. 微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害,是生物防治的重要手段
D. 通过发酵获得大量微生物菌体,从菌体中提取的单细胞蛋白可作为微生物饲料
22. GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株并调查了土壤中能降解GA3的菌的数量,如图所示。下列相关实验内容错误的是( )
A. 过程②将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中来富集培养GA3降解菌
B. 乙培养基中应以GA3为唯一的碳源,培养基中可能还有其他微生物的存在
C. 图中4号试管中样品液的稀释倍数为105倍
D. 5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108个
23. 植物无糖组织培养技术又称光自养微繁殖技术,是指在植物组织培养中改变碳源的种类,以CO2代替糖作为植物体的碳源,促进植株光合作用,进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术,在中药材繁殖等方面应用越来越广泛。有关叙述错误的是( )
A. 该技术碳源的改变在一定程度上降低了杂菌污染的可能性
B. 通过该技术繁殖新个体,体现了细胞的全能性
C. 通过该技术繁殖新个体,外植体经历再分化过程时需要避光处理
D. 该技术需要的环境条件包括适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等
24. 病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是( )
A. 获取的植株茎尖切段需用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理
B. 脱毒苗培育过程需要更换培养基,提高生长素的比例有利于芽的分化
C. 形成愈伤组织的过程中,可能会发生染色体变异、基因突变
D. 植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
25. 研究人员用一定量紫外线辐射消除某烟草细胞的细胞核,获得保留细胞质且具有链霉素抗性的烟草细胞甲,去除烟草细胞甲和烟草细胞乙(无链霉素抗性)的细胞壁,将二者进行融合,获得杂种细胞丙。下列叙述错误的是( )
A. 去除细胞壁前需要对烟草细胞甲和乙进行灭菌处理以防杂菌感染
B. 经纤维素酶和果胶酶处理得到的原生质体需置于等渗溶液中以维持其活性
C. 在添加链霉素的选择培养基上能进行增殖的细胞是杂种细胞丙
D. 杂种细胞丙需要经过脱分化、再分化等过程才能够获得杂种植株
26. 细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经加工得肉类食品。下列说法正确的是( )
A. 宜用胃蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B. 培养过程中需要定期更换培养液,以防止杂菌污染
C. 体外大规模培养细胞时,培养箱中需要CO2,不需要O2
D. 肌肉干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织
二、非选择题:本题包括4小题,共48分。
27. 人参和西洋参含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)过程①称为______。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是______。
(2)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见下图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了___________优势。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择______的愈伤组织。
(3)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是______。培养条件为:5%CO2、饱和湿度、37℃,其中5%CO2作用是______。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据实验结果(见图3)可以得出的结论有________________。
28. 南美白对虾主要采取高密度集约化的养殖模式,容易产生残饵、粪便、浮游生物残骸等有机碎屑,且未经过处理的养殖尾水排放转移到周围的海域水体中,会导致临近海域水体的富营养化。某示范区设置了图所示的垂直流人工湿地处理养殖废水,待湿地系统成熟后,基质和植物根系的表面将由于大量微生物的生长而形成生物膜。这些微生物可通过硝化作用、呼吸作用等去除大量氮素、有机物。回答下列问题。
(1)养殖废水从上到下垂直流入人工湿地时,依靠物理沉降、化学分解和微生物的共同作用实现对污水中各类污染物的去除。从生态系统的成分来看,生物膜上的微生物主要属于_______。
(2)有专家建议对该人工湿地中的多年生植物进行定期收割,该建议的目的是________,从而减弱临近海域水体的富营养化。该人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,结合生态工程原理,综合上述因素考虑,应着重选用具有__________特征的水生植物类型。(答出3点即可)
(3)该垂直流人工湿地容易出现基质堵塞从而造成表面上水流停滞、有机物的去除能力不够理想等情况。为改进上述问题,某研究团队计划对养殖废水进行预处理:增设两个过滤坝(细沙、碎石、活性炭等制成)、增设一个曝气池和一个沉淀池。按照合理的顺序补充完成以下设计图(如图)并说明对应功能区的作用。
①_______②_______③_______ ④_______
29. 喜旱莲子草是一种原产于南美的多年生杂草,上世纪曾作为家畜饲料引种,后来在某些地区泛滥成灾,严重威胁了当地的生态安全和农业安全,造成巨大经济损失。科研人员想通过引进喜旱莲子草的原产地专一性天敌——莲草直胸跳甲(以下简称跳甲)对其进行防治。研究结果发现,跳甲不仅对当地喜旱莲子草的入侵基本没有控制作用,反而抑制了本土莲子草的生长。回答下列问题:
(1)喜旱莲子草会在某些地区泛滥成灾的原因___________(写2点),喜旱莲子草的入侵导致当地的生物多样性减少,生态系统的___________降低。
(2)研究人员提出跳甲对喜早莲子草入侵控制效果不佳、反而抑制本土莲子草的原因可能是:喜旱莲子草被跳甲成虫取食后,其根际微生物对两种莲子草的影响不同。为了验证上述推测,科研人员开展了相关研究,请将下列研究过程的字母进行排序:________。(研究结果如图1所示)
A. 从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤
B. 将植物培养至大约50%的叶面积被取食,移走跳甲和笼子,取出土壤
C. 将土壤分为四组,两组进行灭菌处理,另外两组不进行灭菌处理
D. 在土壤中种植喜旱莲子草,放入带有跳甲成虫的笼子里
E. 在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草,在没有跳甲环境中培养
F. 剪取植物的芽,干燥、称重
(3)图1的结果证实了被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用,而对喜旱莲子草没有抑制作用,作出该判断的依据是_________。
(4)研究发现,跳甲在化蛹阶段最为脆弱,跳甲幼虫的存活情况直接影响其对两种莲子草的防治效果。为了进一步探明被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物对跳甲幼虫的影响,研究人员继续用图1中各组的莲子草叶片分别置于培养皿中,将若干新孵化的跳甲幼虫接种到叶片上,培养一段时间后检测这些植物上的跳甲幼虫的生物量,结果如图2所示。据结果分析,被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物__________喜旱莲子草的抗虫水平,____________本土莲子草的抗虫水平(本小题2空均选填“提高”或“降低”或“基本不影响”)。
(5)根据上述研究,在对植物进行生物防治时需考虑_________的共同影响。
30. 银离子因具有抗菌作用及抗菌时效长、安全、稳定性高等优点而备受关注。研究人员探究了银离子对几种常见水产细菌的杀菌活性,以及不同细菌对银离子的耐受情况。本研究采用LB培养基(由酵母粉、蛋白胨、NaCl、蒸馏水制得,NaOH调节pH至7.4,121℃高压灭菌)进行实验,流程如图a所示。回答下列问题:
(1)配制LB培养基时,蛋白胨的作用主要是_______,相较于培养基甲,培养基乙在成分上的区别是________。
(2)在下列三种菌液中分别加入不同剂量(0、5、10、20、40,单位:mg·L-1)的硝酸银溶液,然后在不同时间点从各管取200μL菌液,用酶标仪测定菌液OD600值(可反映菌液中的细菌数),实验结果如图b所示。三种细菌中对银离子的耐受性最强的是______,判断依据是_____。若水产养殖塘因无乳链球菌污染而减产,根据该研究结果,使用硝酸银溶液对该水产养殖塘中无乳链球菌进行消毒杀菌的最佳浓度是______。
(3)为探究银离子的抗菌特点,研究人员用被银离子处理后的相应细菌和细菌上清液(由细菌培养液离心后获得)分别处理同种细菌及异种细菌,并计数比较。用被银离子处理后的细菌和细菌上清液处理对应同种细菌所得结果如图c所示,用被银离子处理后的嗜水气单胞菌及该菌上清液处理异种细菌所得结果如图d所示。请根据该研究结果分析,银离子在抗菌方面表现出来的特点是________。
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侨光中学2025年春季高二年第1次阶段考生物试卷
(考试时间:90 分钟满分:100 分 )
一、选择题:本题包括26小题,每题2分,共52分。在每小题的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 以下关于生态系统中各种生物成分的叙述,错误的是( )
A. 生产者制造有机物时,所利用的能量类型可能不同
B. 各种消费者的存在加快了物质循环并使生态系统更加稳定
C. 动物的食性越复杂,其种群数量波动幅度越大
D. 分解者可通过细胞呼吸来分解生态系统中的有机物
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的组成成分:
(1)非生物的物质和能量(无机环境);
(2)生产者(自养型):主要是绿色植物,还有少数化能合成型生物;
(3)消费者(异养型):主要是动物,还有营寄生生活的微生物;
(4)分解者(异养型):主要是指营腐生生活细菌和真菌,还有少数动物。
【详解】A、生产者制造有机物主要是通过光合作用和化能合成作用,前者利用的是太阳能,后者利用的是物质中的化学能,A正确;
B、各种消费者的存在促进了物质循环并且使生态系统更加稳定,B正确;
C、动物的食性越复杂,其种群数量波动幅度越小,因为某种食物的变化对其影响不太大,C错误;
D、分解者通过细胞呼吸将有机物分解为无机物,D正确。
故选C。
2. 如图为某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A. a、c是生产者 B. b、e是肉食动物
C. c、f是杂食动物 D. b、d是植食动物
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图,a、b是生产者,c和f是最高营养级。
【详解】A、a在食物链的起点,是生产者,c能捕食b等,属于消费者,A错误;
B、b在食物链的起点,是生产者,B错误;
C、c和f都能捕食生产者a、b,也都能捕食消费者e,所以c和f属于杂食动物,C正确;
D、d是植食动物,b在食物链的起点,是生产者,D错误。
故选C。
3. 图示为我国北方处于平衡状态的某森林生态系统碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表示碳传递途径。下列叙述错误的是( )
A. a途径主要通过光合作用实现,b、d途径通过呼吸作用实现
B. 若字母表示碳元素传递的数量,则夏季时a=b+c+e
C. c途径中碳以有机物形式传递
D. 森林中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:图示为生态系统的物质循环,其中a主要表示植物的光合作用、b表示植物的呼吸作用、c表示动物同化量、d表示动物的呼吸作用、ef表示动植物的遗体等被分解者利用、g表示分解者的分解作用。
【详解】A、由图形分析可知,a表示植物利用CO2的过程,主要通过光合作用实现、b表示植物的呼吸作用、d表示动物的呼吸作用,A正确;
B、若字母表示碳元素传递的数量,则夏季时植物正常生长,即净光合速率大于0,所以a>b+c+e,B错误;
C、c途径为捕食,植物中有机物移动到动物中,C正确;
D、生态位是指一个种群在自然生态系统中,在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系和作用。森林中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源,D正确。
故选B。
4. 某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果,总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%~24%,平均为10.13%,如下图。相关叙述正确的是( )
A. 该结果不符合生态系统能量流动的特点
B. 营养级之间能量传递效率越高,说明它们营养级越高
C. 捕食者的捕食难度增大,能量传递效率会降低
D. 现实生活中人为缩短食物链,可降低能量利用率
【答案】C
【解析】
【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是:单向流动,逐级递减的,相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%~20%之间,相邻两个营养级的传递效率,即能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
【详解】A、生态系统能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,相邻营养级间能量传递效率一般在10% - 20%,本题中研究结果是变化范围为2% - 24%,平均为10.13%,这依然符合逐级递减的特点,A错误;
B、营养级之间能量传递效率的高低与营养级的高低并无直接关联,能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,B错误;
C、捕食者捕食难度增大,意味着捕食者获取食物(同化能量)的能力下降,那么从被捕食者到捕食者的能量传递效率会降低,C正确;
D、现实生活中人为缩短食物链,可减少能量在食物链中的散失,从而提高能量利用率,D错误。
故选C。
5. 杜甫的《江畔独步寻花七绝句》中“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”描绘了百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是( )
A. 日照时间的长短决定植物的开花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
B. 可以使用标记重捕法调查莺的种群密度
C. 黄莺的鸣叫声属于物理信息,物理信息也可来自非生物环境
D. 为防止果树遭受鸟害,用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于机械防治
【答案】D
【解析】
【分析】1、 生态系统中信息的类型:(1)物理信息:生态系统中的光、声音、颜色、温度、湿度等,通过物理过程传递的信息;(2)化学信息:生物在生命活动过程中,产生的一些可以传递信息的化学物质;(3)行为信息:是指某些动物通过某些特殊行为,在同种或异种生物间传递的某种信息。
2、信息传递在生态系统中的作用:(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
【详解】A、日照时间的长短决定植物的开花期,是物理信息在生态系统中的作用,体现了生物种群的繁衍离不开信息传递,A正确;
B、黄莺活动能力强、活动范围广,可用标记重捕法调查其种群密度,B正确;
C、黄莺的鸣叫属于物理信息,物理信息可来自生物,也可来自于非生物环境,C正确;
D、为防止果树遭受鸟害,用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于生物防治,D错误。
故选D。
6. 下表为某生态系统中有机物从植物传递到蝗虫的能量流动情况,下图为植物固定的太阳能的总量M的分配情况(c为b和d的重合区域,a为呼吸作用,e为未利用),下列说法正确的是( )
项目
能量(J)
蝗虫吃掉的植物所含能量
419
蝗虫粪便含有的能量
219
蝗虫呼吸消耗的能量
146
用于蝗虫生长的能量
54
A. 植物固定的太阳能,一部分被蝗虫摄入,一部分储存在自身体内,其余能量流向分解者
B. 蝗虫从植物获得的同化量为200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为(200/M)×100%
C. 图中的b可表示第二营养级的摄入量
D. 图中b+d+e之和是植物用于自身生长发育繁殖的能量
【答案】C
【解析】
【分析】能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动特点:①单向流动:生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向下一个营养级,不能逆向流动,也不能循环流动。②逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%;
【详解】A、植物固定的太阳能,一部分呼吸作用散失,剩余部分用作自身生长、发育、繁殖,这部分又可以流向下一营养级和流向分解者,A错误;
B、蝗虫从植物获得的同化量为吃掉的植物所含能量减去粪便所含的能量=419-219=200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为第二营养级的同化量÷第一营养级的同化量,第二营养级的生物不只有蝗虫,B错误;
C、植物为第一营养级,图中的b可表示第二营养级的摄入量,等于同化量加粪便量,C正确;
D、由题干图解可以看出,图中a代表呼吸作用散失的能量,e代表植物未被利用的能量,b和d可分别代表被下一级生物吃掉的能量和流向分解者的能量,字母c表示蝗虫粪便含有的能量,数值等于219J,是植物被被下一级生物吃掉的能量而没有被同化的能量,最终流向分解者的能量,所以植物自身生长发育繁殖的能量应为图中的b+d+e-c,D错误。
故选C。
7. 生活在山涧瀑布下的凹耳蛙由于其一生绝大部分的时间无法离开水源,且需要通过声信号进行求偶繁殖和保证种族安全。为了防止噪音的影响,凹耳蛙进化出了高度复杂的超声通讯行为。研究发现雌雄个体在对高频声的响应上存在显著差异。下列叙述错误的是( )
A. 凹耳蛙之间通过鸣声形成信息流,凹耳蛙既是信息源又是信息受体
B. 凹耳蛙成为重要科研模式动物,这体现出了其直接价值
C. 凹耳蛙的超声通讯方式是在长期进化过程中对强环境噪声适应的结果
D. 凹耳蛙雌雄个体在对高频声的响应上存在显著差异,体现了物种多样性
【答案】D
【解析】
【分析】生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】A、凹耳蛙可产生鸣声,凹耳蛙之间通过鸣声形成信息流,凹耳蛙既是信息源又是信息受体,A正确;
B、生物多样性的直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义,故凹耳蛙成为重要的科研模式动物,这体现出了其直接价值,B正确;
C、适应是自然选择的结果,凹耳蛙的超声通讯方式是在长期进化过程中对强环境噪声适应的结果,C正确;
D、凹耳蛙雄雄个体在对高频声的响应上存在显著差异,体现了基因多样性,D错误。
故选D。
8. 研究者设计了一个养猪场废水处理系统,具体流程如下图所示。相关叙述错误的是( )
A. 氧化塘中的植物、动物、细菌等全部生物共同构成生物群落
B. 氧化塘后部的有机物及溶解氧含量均比前部低
C. 废水不能过量流入氧化塘,因为生态系统的自我调节能力是有限的
D. 废水流入厌氧池前,加水稀释处理可以防止微生物过度失水而死亡
【答案】B
【解析】
【分析】群落在空间结构包括水平结构和垂直结构。在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。
【详解】A、生物群落是指一定区域所有生物的集合,氧化塘中的植物、动物、细菌等生物共同构成生物群落,A正确;
B、氧化塘后部的有机物及溶解氧含量比前部的高,主要来源于水中植物的光合作用产生的有机物与氧气,B错误;
C、生态系统的自我调节能力是有一定限度的,废水不能过量流入氧化塘是避免生态系统的自我调节能力被打破,而导致生态系统的稳定性被打破,C正确;
D、废水流入厌氧池前,浓度太高,为避免微生物过度失水死亡,需要加水稀释处理,D正确。
故选B。
9. 判断某一国家或地区目前可持续发展的状态,可通过对生态足迹需求与自然生态系统的承载力进行比较,以便对未来人类生存和社会经济发展作出科学规划和建议。为了积极应对全球气候变化,我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的战略目标。下列有关叙述正确的是( )
A. 当生态足迹总量小于生态承载力总量时,就会出现生态赤字
B. 提高作物秸秆还田率,增加农田土壤储碳量是促进“碳中和”实现的措施之一
C. 碳足迹是指吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳等所需的森林和海洋面积
D. 实现“碳中和”后,生态系统的碳循环会明显减慢,生态足迹会明显减少
【答案】B
【解析】
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。生态足迹是一种可操作的定量方法。通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力进行比较即可以定量判断某一国家或地区目前可持续发展的状态,以便对未来人类生存和社会经济发展作出科学规划和建议。
【详解】A、当生态足迹总量大于生态承载力总量时,就会出现生态赤字,A错误;
B、碳中和(碳中性)是指通过植树造林、节能减排等方式抵消人为产生的二氧化碳或温室气体排放,实现相对“零排放”的环保目标,提高作物秸秆还田率,增加农田土壤储碳量是促进“碳中和”实现的措施之一,B正确;
C、碳足迹是指扣除海洋对碳的吸收量之后,吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳等所需的森林面积,C错误;
D、“碳中和”是指在一定时间内,直接或间接产生的CO2排放总量和通过一定途径吸收的CO2,生态系统的碳循环不会明显减慢,生态足迹不会明显减少,D错误。
故选B。
10. 海草床生态系统具有巨大的碳储潜力,其中的有机碳大部分存储于沉积物被称为沉积物有机碳。近年来,海草床急剧衰退,其沉积物有机碳储存潜力下降,海草床生态系统从吸收CO2的“碳汇”转变为排放CO2的“碳源”。下图是海草床退化导致碳损失示意图,相关叙述错误的是( )
A. 海草床可为水生动物提供食物条件和栖息空间
B. 海草床通过截获海水中的有机悬浮颗粒物,使有机物中的能量流入海草体内
C. 藻类爆发会导致海草床光合作用减弱,影响海草床的碳存储功能
D. 海洋生态工程建设过程中,各组分之间要有适当的比例体现了整体原理
【答案】B
【解析】
【分析】物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,具有循环性和全球性的特点。
【详解】A、生态系统的植物可为动物提供食物条件和栖息空间,故海草床可为水生动物食物条件和栖息空间,A正确;
B、海草不能利用有机物,B错误;
C、水体富营养化会使藻类爆发,使水体中的光照强度减弱,从而导致海草床光合作用减弱, 影响海草床的碳存储功能,C正确;
D、海洋生态工程建设过程中,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的,这体现了整体原理,D正确。
故选B。
11. 镉(Cd)是我国水体主要重金属污染物之一,近年来利用植物-微生物联合修复重金属污染成为一种新的技术。研究发现,接种植物促生菌(PGPB)可以促进植物生长,提高其对镉的富集作用。下图表示接种PGPB后,白茅相应器官中镉的含量。下列叙述错误的是( )
A. 虽然镉可在白茅根内大量富集,但镉并不是白茅生长的必需元素
B. 被Cd污染的水体中,营养级别越高的生物,Cd含量越高
C. 推测PGPB可促进白茅中的镉向根状茎转移并抑制其向叶转移
D 应及时收割白茅植株,去除其根部后粉碎并进行无害化处理
【答案】C
【解析】
【分析】在生态系统中,某些重金属盐类和难于分解的有机物等有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累,其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加,这种现象叫生物富集。
【详解】A、由题干信息可知,镉是重金属,接种植物促生菌(PGPB)可以促进植物生长,提高其对镉的富集作用,但镉并不是白茅生长的必需元素,A正确;
B、镉不易被生物体代谢且随营养级富集,因此被Cd污染的水体中,营养级别越高的生物,Cd含量越高,B正确;
C、根据图示,接种PGPB后,白茅根的镉含量比未接种PGPB的含量高,根状茎中镉的含量比未接种PGPB的含量低,叶的镉含量比未接种PGPB的含量高,因此可推测PGPB可抑制白茅中的镉向根状茎转移并促进其向叶转移,C错误;
D、镉被白茅植株吸收后富集在白茅植株根内,应及时收割白茅植株,去除其根部后粉碎并进行无害化处理,不能粉碎后回归土壤,否则会造成镉二次污染,D正确。
故选C。
12. 中华绒螯蟹、日本沼虾和罗氏沼虾在生态系统中主要位于第二、三营养级,均具有经济价值。以中华绒螯蟹-日本沼虾混养池塘为对照组,三者混养池塘为实验组,研究两种养殖模式下生态系统的能量流动情况,如下图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 第二营养级同化量中的一部分会以其粪便、断肢和遗体等形式流向有机碎屑
B. 第二营养级既能产生有机碎屑,又能同化有机碎屑,从而实现能量的循环利用
C. 与对照组相比,实验组第二营养级流向第三营养级的能量减少,能量传递效率升高
D. 与对照组相比,添加罗氏沼虾不能降低饲料成本,从而提高养殖产品的捕捞量
【答案】C
【解析】
【分析】能量流动的相关计算为:摄入 +粪便量(粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量)。同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量×100%。
【详解】A、第二营养级粪便中的能量属于上一营养级,而非本营养级的同化量,A错误;
B、生态系统的能量流动是单向的,不能循环利用,B错误;
C、对照组第二营养级流向第三营养级能量=3543/(5381+14166)≈18.1%,实验组第二营养级流向第三营养级的能量=3466/(5452+12250)≈19.5%,即与对照组相比,实验组第二营养级流向第三营养级的能量传递效率升高,C正确;
D、据图数据可知,从捕捞量分析,与对照组相比,添加罗氏沼虾可以降低饲料成本(有机碎屑中的能量减少),提高养殖产品的捕捞量,D错误。
故选C。
13. 以刺玫果、山荆子和桤叶唐棣(高钙)为原料,可混合发酵制作出钙含量高、花青素等营养丰富的新型复合果酒。该果酒具有丰富的感官品质,兼具桤叶唐棣鲜艳的色泽、刺玫果清甜的香气和山荆子清爽的口感。下列说法错误的是( )
A. 将三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁
B. 酿制过程中的主要微生物是酵母菌,其代谢类型是异养、兼性厌氧型
C. 制作复合果酒的过程中,主要是酵母菌进行无氧呼吸,发酵温度应控制在30-35℃
D. 为确定发酵过程中是否生成酒精,可取适量发酵液加入酸性重铬酸钾溶液进行检测
【答案】C
【解析】
【分析】果酒制作的原理是无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2,在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气,在有氧环境下使其繁殖一段时间,再隔绝氧气进行发酵,酒精发酵的最佳温度是在18℃~30℃。醋酸菌是好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇氧化成醋酸,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、果胶酶能分解果胶,纤维素酶能分解纤维素,它们可以瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易,提高出汁率。所以将刺玫果、山荆子和桤叶唐棣三者按照一定比例混合、破碎后加入果胶酶、纤维素酶分解细胞壁,更易获得果汁,A正确;
B、酵母菌无氧呼吸产生酒精,其代谢类型是异养(只能利用现成有机物)、兼性厌氧型(既可有氧呼吸又可无氧呼吸),B正确;
C、制作果酒主要是利用酵母菌的无氧呼吸产生酒精。但酵母菌发酵的适宜温度是18−25∘C,而30−35∘C是醋酸菌发酵的适宜温度,在这个温度下酵母菌活性会受到抑制甚至死亡,不利于果酒制作,C错误;
D、检测酒精可以用酸性重铬酸钾溶液,在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。所以为确定发酵过程中是否生成酒精,可取适量发酵液加入酸性重铬酸钾溶液进行检测,D正确。
故选C。
14. 传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头,等到第 21 d开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻,酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字,这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
B. 酿酒时糖未耗尽,酵母菌发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C. 杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起
D. 醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
【答案】B
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖原都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
【详解】A、酵母菌的最适温度为18~30℃,是兼性厌氧性生物,醋酸菌的最适温度为30~35℃,是好氧型生物,葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可以直接通入无菌空气,同时还需适当提高发酵温度才能制醋,A错误;
B、酿酒时糖类未耗尽,酵母菌的发酵过程也会停止原因可能是pH降低和酒精含量增多,对发酵起抑制作用,从而导致酵母菌发酵停止,B正确;
C、醋酸菌是好氧菌,杜杼酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的,这可能是由于发酵装置密封不严造成的,不是酵母菌的有氧呼吸,C错误;
D、醋酸菌在O2充足,但糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,D错误。
故选B。
15. 在发酵工程中,微生物的培养和计数是关键,下列有关叙述正确的是( )
A. 常用煮沸消毒法对牛奶等进行消毒
B. 采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上并进行计数
C. 利用显微镜进行直接计数的结果往往比实际活菌数偏大
D. 血细胞计数板常用于相对较小的细胞计数,细菌计数板常用于相对较大的细胞计数
【答案】C
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法,①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、煮沸消毒、巴氏消毒是常用的消毒方法,牛奶等常用巴氏消毒法进行消毒,不会破坏牛奶中的营养成分,A错误;
B、采用稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上并进行计数,平板划线法不能计数,B错误;
C、显微镜计数的包括了死菌和活菌,导致利用显微镜进行直接计数的结果往往偏大,C正确;
D、血细胞计数板常用于相对较大的细胞计数,细菌计数板常用于相对较小的细胞计数,D错误。
故选C。
16. 在微生物学中使用选择培养基让特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的过程称为选择培养。在选择培养基中添加一些特殊物质,则可配制成鉴别培养基。下列说法错误的是( )
A. 分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素
B. 以尿素为唯一氮源的培养基分离出的细菌可能不止一种
C. 固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明固氮菌为自养型生物
D. 在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可筛选纤维素分解菌
【答案】C
【解析】
【分析】选择培养基的原理是:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸性环境,有的适于碱性环境;例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐。
【详解】A、酵母菌和霉菌都是真菌,而青霉素可抑制细菌的生长,故分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素,A正确;
B、能分解尿素的细菌有多种,B正确;
C、自养型微生物可自己制造有机物,固氮菌不能自己制造有机物,C错误;
D、在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,当纤维素被分解后,其与纤维素形成的红色复合物就无法形成,出现透明圈,故可筛选纤维素分解菌,D正确。
故选C。
17. 某研究小组从土壤中筛选出淀粉分解菌。当淀粉被细菌分解后,平板经碘液处理会出现以这些菌为中心的透明圈。下列叙述错误的是( )
A. 在筛选淀粉分解菌的选择培养基中,应以淀粉作为唯一碳源
B. 设计一组未接种的选择培养基作为对照,排除杂菌干扰
C. 为得到淀粉分解菌的纯培养物,可用平板划线法进行接种
D. 淀粉分解菌分解淀粉的能力与菌落直径/透明圈直径的比值大小呈正相关
【答案】D
【解析】
【分析】分离和纯化微生物的方法主要有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法可进行计数,但操作较为复杂。
【详解】A、在筛选淀粉分解菌的选择培养基中,应以淀粉作为唯一碳源,这样只有能利用淀粉的细菌才能生存下来,A正确;
B、设计一组未接种的选择培养基作为对照,可以检测培养基灭菌是否彻底,可以排除杂菌干扰,B正确;
C、平板划线法和稀释涂布平板法均可以获得单菌落,为得到淀粉分解菌的纯培养物,可用平板划线法进行接种,C正确;
D、当淀粉被细菌分解后,平板经碘液处理会出现以这些菌为中心的透明圈,淀粉分解菌分解淀粉的能力越强,透明圈越大,因此淀粉分解菌分解淀粉的能力透明圈直径/菌落直径的比值大小呈正相关,D错误。
故选D。
18. 以葡萄糖为碳源的培养基中存在着抑制青霉素合成酶形成的物质,因此青霉素发酵初期并不能产生青霉素。下列措施中可提高青霉素产量的是( )
A. 在培养基中添加青霉素合成酶抑制剂
B. 改用野生型酵母菌来直接产生青霉素
C. 初始培养可使用其他碳源替换葡萄糖
D. 接种后逐渐增加菌株浓度并重复实验
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用干工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
【详解】A、青霉素合成酶抑制剂抑制酶活性,不能达到提高青霉素产量的目的,A不符合题意;
BC、依题意,青霉素发酵初期不能产生青霉素的原因是以葡萄糖为碳源的培养基中存在着抑制青霉素合成酶形成的物质,改变菌种不能解除这种抑制作用且酵母菌不产青霉素。但若初始培养使用其他碳源替换葡萄糖,则可解除这种抑制作用,B不符合题意,C符合题意;
D、提高菌种浓度无法解决发酵初期葡萄糖对青霉素合成酶形成的抑制作用,则无法达到提高青霉素产量的目的,D不符合题意。
故选C。
19. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是一种产自深海的赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种,科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育,实验的部分流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
(注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。)
A. 经过A处理,试管中大多数放线菌都可产生安莎霉素
B. 在①中进行扩大培养时,接种后需对培养基进行灭菌处理
C. ②和③是完全培养基,④是缺赖氨酸的不完全培养基
D. D菌落能产生安莎霉素,而E菌落不能产生安莎霉素
【答案】D
【解析】
【分析】影印培养法是指确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法。主要操作方法是:用灭菌的丝绒覆盖在一块与培养皿同样大小(或略小)的木制圆柱体上,轻轻地在母种培养皿的菌苔上印一下,把细菌菌落全部转移到丝绒面上,然后将这一丝绒面再印在另外的选择性培养基平板上,获得与原始平板完全相同的接种平板。待培养后,比对各培养皿在相同位置出现相同的菌落,从而筛选出适当的菌株。
【详解】A、基因突变是不定向的,且突变频率很低,紫外线处理后只有极少数放线菌可能成为赖氨酸缺陷型放线菌,能产生安莎霉素,A错误;
B、在①中进行菌种的扩大培养时,接种前需对培养基进行灭菌处理,接种后不能灭菌,否则会杀死目标微生物,B错误;
C、②和④中所有微生物都能长出菌落,所以②④是完全培养基,③中没有D菌落,说明③具有选择作用,赖氨酸缺陷型放线菌不能在其中生长,所以③是缺少赖氨酸的不完全培养基,C错误;
D、D菌落在③中不能生存,在④中可以生存,说明D菌落只能生活在完全培养基中,不能生活在缺赖氨酸的完全培养基中,即D菌落是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,可以产生安莎霉素,而E菌落在③④中均能生存,即这种微生物有无赖氨酸均可生存,所以E菌落不是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,不能产生安莎霉素,D正确。
故选D。
20. 科研人员筛选抗链霉素的大肠杆菌突变株的实验过程如下:
①将灭菌的空培养皿斜放(一边垫起),倒入10mL不含药物的底层培养基(如图甲所示)
②待培养基凝固后将培养皿平放,再倒入10mL含有链霉素的上层培养基,使其迅速冷却(如图乙所示)
③将经诱变处理后大肠杆菌悬液0.1 mL接种到图乙所示平板上
④将平板倒置于恒温培养箱中培养2天,观察平板上大肠杆菌的生长情况
下列叙述错误的是( )
A. 可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌
B. 随着图乙中箭头方向,平板上所含链霉素的量逐渐增大
C. 据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上
D. 选择图丙平板上1~2个生长在平板左侧的单个菌落继续培养
【答案】D
【解析】
【分析】培养基从用途上分为鉴别培养基和选择培养基,这两种用途的培养基通常都是固体培养基,需要在培养基中加入起凝固作用的琼脂。鉴别培养基是用于鉴定特定菌种是否存在的培养基,如鉴别大肠杆菌需要在培养基中加入伊红美蓝,如果出现黑色菌落,则说明存在大肠杆菌菌落;选择培养基是用于筛选所需类型的培养基,如为了筛选到抗链霉素的大肠杆菌突变株,需要在培养基中加入起选择作用链霉素。根据题干中操作方法,如果能在较高浓度链霉素的培养基中形成菌落则为抗链霉素的菌株。
【详解】A、 高压蒸汽灭菌,不仅可杀死一般的细菌、真菌等微生物,对芽孢、孢子也有杀灭效果,可采用高压蒸汽灭菌法对培养皿和培养基灭菌,A正确;
B、随着图乙中箭头方向,乙图中右侧链霉素浓度越来越大, 平板上所含链霉素的量逐渐增大,B正确;
C、稀释涂布平板法是将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,据图丙可知,科研人员利用涂布器将大肠杆菌悬液接种于平板上,C正确;
D、图丙平板从左侧到右侧链霉素的浓度逐渐增大,生长在偏右侧的大肠杆菌菌落的抗药性强,因此应选择图丙平板上1~2个生长在平板偏右侧的单个菌落继续培养,D错误。
故选D。
21. 下列关于发酵工程及其应用的说法,错误的是( )
A. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要严格控制发酵条件
B. 啤酒的工业化生产过程中,酒精的产生和积累主要在主发酵阶段完成
C. 微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害,是生物防治的重要手段
D. 通过发酵获得大量微生物菌体,从菌体中提取的单细胞蛋白可作为微生物饲料
【答案】D
【解析】
【分析】1、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的 配制、灭菌,接种,发酵,产物的分离、提纯等方面。
2、微生物含有丰富的蛋白质。以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得了大量的微生物菌体,即单细胞蛋白,用单细胞蛋白制成的微生物饲料,能使家畜、家禽增重快,产奶或产蛋量显著提高。
【详解】A、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中 的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程,A正确;
B、啤酒的工业化生产过程中,发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段,酒精的产生和积累主要在主发酵阶段完成,B正确;
C、微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,微生物农药作为生物防治的重要手段,将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用,C正确;
D、单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量微生物菌体,可作为食品添加剂,也可制成微生物饲料,D错误。
故选D。
22. GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株并调查了土壤中能降解GA3的菌的数量,如图所示。下列相关实验内容错误的是( )
A. 过程②将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中来富集培养GA3降解菌
B. 乙培养基中应以GA3为唯一的碳源,培养基中可能还有其他微生物的存在
C. 图中4号试管中样品液的稀释倍数为105倍
D. 5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108个
【答案】D
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,目的是富集培养GA3降解菌,增大GA3降解菌的数量,A正确;
B、由题意可知,GA3是一种由C、H、O三种元素构成的植物生长调节剂,选择培养基乙是为了获得GA3的降解菌,故培养基中应以GA3为唯一的碳源;由于有些微生物可利用空气中的二氧化碳作为碳源,所以在选择培养时,培养基上可能还有其他微生物,B正确;
C、图中10g土样加入无菌水定容至100mL,稀释了10倍,取1mL加入1号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入2号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入3号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,据此推测,图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍,4号试管中样品液的稀释倍数为105倍,C正确;
D、5号试管稀释了106倍,根据计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数,所以每克土壤中的活菌数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109,D错误。
故选D。
23. 植物无糖组织培养技术又称光自养微繁殖技术,是指在植物组织培养中改变碳源的种类,以CO2代替糖作为植物体的碳源,促进植株光合作用,进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术,在中药材繁殖等方面应用越来越广泛。有关叙述错误的是( )
A. 该技术碳源的改变在一定程度上降低了杂菌污染的可能性
B. 通过该技术繁殖新个体,体现了细胞的全能性
C. 通过该技术繁殖新个体,外植体经历再分化过程时需要避光处理
D. 该技术需要的环境条件包括适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养是利用植物细胞具有全能性,将离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。进而发育成完整个体的过程。
【详解】A、杂菌大多是异养微生物,以二氧化碳为碳源降低了污染的可能性,A正确;
B、细胞的全能性是指细胞发育成完整个体的潜能,通过该技术繁殖新个体,体现了细胞的全能性,B正确;
C、外植体经历脱分化形成愈伤组织的过程需要避光处理,C错误;
D、该技术是光自养微繁殖技术,需要提供适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等,保证植物的光合作用,D正确。
故选C。
24. 病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是( )
A. 获取的植株茎尖切段需用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理
B. 脱毒苗培育过程需要更换培养基,提高生长素的比例有利于芽的分化
C. 形成愈伤组织的过程中,可能会发生染色体变异、基因突变
D. 植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
【答案】B
【解析】
【分析】植物组织培养技术:1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。2、原理:植物细胞的全能性。3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、在植物组织培养过程中,常用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理,然后用无菌水冲洗,A正确;
B、植物组织培养过程中,需要更换培养基,提高生长素的比例有利于生根,提高细胞分裂素的比例有利于芽的生长,B错误;
C、形成愈伤组织的过程中要进行细胞分裂,可能会发生染色体变异、基因突变,C正确;
D、根据题干信息“病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散”,所以植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达,D正确。
故选B。
25. 研究人员用一定量的紫外线辐射消除某烟草细胞的细胞核,获得保留细胞质且具有链霉素抗性的烟草细胞甲,去除烟草细胞甲和烟草细胞乙(无链霉素抗性)的细胞壁,将二者进行融合,获得杂种细胞丙。下列叙述错误的是( )
A. 去除细胞壁前需要对烟草细胞甲和乙进行灭菌处理以防杂菌感染
B. 经纤维素酶和果胶酶处理得到的原生质体需置于等渗溶液中以维持其活性
C. 在添加链霉素的选择培养基上能进行增殖的细胞是杂种细胞丙
D. 杂种细胞丙需要经过脱分化、再分化等过程才能够获得杂种植株
【答案】A
【解析】
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
【详解】A、去除细胞壁前需要对烟草细胞甲和乙进行消毒处理以防杂菌感染,若为灭菌处理则会使细胞失去活性,A错误;
B、经纤维素酶处理得到的原生质体由于失去了细胞壁的保护作用,易吸水涨破,所以需置于等渗溶液中以维持其活性,B正确;
C、烟草细胞甲含有链霉素抗性,但不含细胞核,不能增殖,而烟草细胞乙无链霉素抗性,但含有细胞核,能进行增殖,所以在添加链霉素的选择培养基上能进行增殖的细胞只有杂种细胞丙,C正确;
D、杂种细胞丙需要经过植物组织培养过程中的脱分化、再分化等过程才能够获得杂种植株,D正确。
故选A。
26. 细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经加工得肉类食品。下列说法正确的是( )
A. 宜用胃蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B. 培养过程中需要定期更换培养液,以防止杂菌污染
C. 体外大规模培养细胞时,培养箱中需要CO2,不需要O2
D. 肌肉干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、胃蛋白酶在动物细胞培养条件下会变性失活,宜用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞,A错误;
B、培养过程中需要定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害,B错误;
C、体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2供细胞代谢利用,需要CO2维持pH,C错误;
D、成体干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,肌肉干细胞属于成体干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题包括4小题,共48分。
27. 人参和西洋参含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)过程①称为______。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是______。
(2)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见下图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了___________优势。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择______的愈伤组织。
(3)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是______。培养条件为:5%CO2、饱和湿度、37℃,其中5%CO2作用是______。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据实验结果(见图3)可以得出的结论有________________。
【答案】(1) ①. 脱分化 ②. 蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡
(2) ①. 杂种 ②. 人参
(3) ①. 补充未知的营养物质 ②. 维持培养液的pH ③. 5-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好
【解析】
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下,将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块,培养在特制的培养基上,通过细胞的增殖和分化,使它逐渐发育成完整的植物体。
【小问1详解】
过程①称为脱分化,是将外植体脱分化形成愈伤组织的过程;过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡。
【小问2详解】
杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,体现了杂种优势;Rg3具有抗癌作用,由图2可知,若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择人参(图2中Rg3含量:人参>杂种胚>西洋参)的愈伤组织。
【小问3详解】
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是补充未知的营养物质;培养条件为5%CO2,作用是维持培养液的pH。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据图3计算肿瘤体积变化的公式:给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积。根据实验结果,分析图像,可以得出的结论有5-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好。
28. 南美白对虾主要采取高密度集约化的养殖模式,容易产生残饵、粪便、浮游生物残骸等有机碎屑,且未经过处理的养殖尾水排放转移到周围的海域水体中,会导致临近海域水体的富营养化。某示范区设置了图所示的垂直流人工湿地处理养殖废水,待湿地系统成熟后,基质和植物根系的表面将由于大量微生物的生长而形成生物膜。这些微生物可通过硝化作用、呼吸作用等去除大量氮素、有机物。回答下列问题。
(1)养殖废水从上到下垂直流入人工湿地时,依靠物理沉降、化学分解和微生物的共同作用实现对污水中各类污染物的去除。从生态系统的成分来看,生物膜上的微生物主要属于_______。
(2)有专家建议对该人工湿地中的多年生植物进行定期收割,该建议的目的是________,从而减弱临近海域水体的富营养化。该人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,结合生态工程原理,综合上述因素考虑,应着重选用具有__________特征的水生植物类型。(答出3点即可)
(3)该垂直流人工湿地容易出现基质堵塞从而造成表面上水流停滞、有机物的去除能力不够理想等情况。为改进上述问题,某研究团队计划对养殖废水进行预处理:增设两个过滤坝(细沙、碎石、活性炭等制成)、增设一个曝气池和一个沉淀池。按照合理的顺序补充完成以下设计图(如图)并说明对应功能区的作用。
①_______②_______③_______ ④_______
【答案】(1)分解者 (2) ①. 将植物吸收的水体中的N、P等元素带离该生态系统,避免被微生物二次分解,降低该生态系统中N、P的含量 ②. 常绿、适应当地生态环境、能高效利用N、P元素
(3) ①. 沉淀池 ②. 沉淀残饵、粪便、浮游生物残骸等有机碎屑 ③. 曝气池 ④. 增加溶解氧
【解析】
【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等;生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量;消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环;分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。
【小问1详解】
生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,生物部分包括生产者、消费者、分解者。生物膜上的微生物可通过硝化作用、呼吸作用等去除大量氮素、有机物,从生态系统的成分来看,这些微生物主要属于分解者。
【小问2详解】
有专家建议对该人工湿地中的多年生植物进行定期收割,该建议的目的是将植物吸收的水体中的N、P等元素带离该生态系统,避免被微生物二次分解,降低该生态系统中N、P的含量,从而减弱临近海域水体的富营养化。该人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,结合生态工程的协调等原理,综合上述因素考虑,应着重选用具有常绿、适应当地生态环境且能高效利用N、P元素特征的水生植物类型。
【小问3详解】
该垂直流人工湿地容易出现基质堵塞从而造成表面上水流停滞、有机物的去除能力不够理想等情况。为改进上述问题,某研究团队计划对养殖废水进行预处理:增设两个过滤坝(细沙、碎石、活性炭等制成)、增设一个曝气池和一个沉淀池,进而避免出现上述不良现象,相关设计如下:
29. 喜旱莲子草是一种原产于南美的多年生杂草,上世纪曾作为家畜饲料引种,后来在某些地区泛滥成灾,严重威胁了当地的生态安全和农业安全,造成巨大经济损失。科研人员想通过引进喜旱莲子草的原产地专一性天敌——莲草直胸跳甲(以下简称跳甲)对其进行防治。研究结果发现,跳甲不仅对当地喜旱莲子草的入侵基本没有控制作用,反而抑制了本土莲子草的生长。回答下列问题:
(1)喜旱莲子草会在某些地区泛滥成灾的原因___________(写2点),喜旱莲子草的入侵导致当地的生物多样性减少,生态系统的___________降低。
(2)研究人员提出跳甲对喜早莲子草的入侵控制效果不佳、反而抑制本土莲子草的原因可能是:喜旱莲子草被跳甲成虫取食后,其根际微生物对两种莲子草的影响不同。为了验证上述推测,科研人员开展了相关研究,请将下列研究过程的字母进行排序:________。(研究结果如图1所示)
A. 从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤
B. 将植物培养至大约50%的叶面积被取食,移走跳甲和笼子,取出土壤
C. 将土壤分为四组,两组进行灭菌处理,另外两组不进行灭菌处理
D. 在土壤中种植喜旱莲子草,放入带有跳甲成虫的笼子里
E. 在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草,在没有跳甲环境中培养
F. 剪取植物的芽,干燥、称重
(3)图1的结果证实了被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用,而对喜旱莲子草没有抑制作用,作出该判断的依据是_________。
(4)研究发现,跳甲在化蛹阶段最为脆弱,跳甲幼虫的存活情况直接影响其对两种莲子草的防治效果。为了进一步探明被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物对跳甲幼虫的影响,研究人员继续用图1中各组的莲子草叶片分别置于培养皿中,将若干新孵化的跳甲幼虫接种到叶片上,培养一段时间后检测这些植物上的跳甲幼虫的生物量,结果如图2所示。据结果分析,被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物__________喜旱莲子草的抗虫水平,____________本土莲子草的抗虫水平(本小题2空均选填“提高”或“降低”或“基本不影响”)。
(5)根据上述研究,在对植物进行生物防治时需考虑_________的共同影响。
【答案】(1) ①. 食物、空间等资源充裕,气候适宜,没有天敌等 ②. 自我调节能力(或抵抗力稳定性)
(2)ADBCEF (3)第2组(土壤不灭菌、移栽本土莲子草)的植物芽生物量显著低于第1组(土壤灭菌、移栽本土莲子草);第3组(土壤灭菌、移栽喜旱莲子草)与第4组(土壤不灭菌、移栽喜旱莲子草)无显著差别
(4) ①. 提高 ②. 基本不影响
(5)引入的天敌对地上和地下生态系统
【解析】
【分析】生态系统的抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。抵抗力稳定性的大小与生物群落中的营养结构的复杂程度有关,一般来说,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强。
【小问1详解】
当一个种群迁入新环境最初一段时间,由于食物、空间等资源充裕,气候适宜,没有天敌等,种群数量会在一段时间内呈J形增长,故喜旱莲子草在某些地区泛滥成灾的原因是食物、空间等资源充裕,气候适宜,没有天敌等。喜旱莲子草与当地生物竞争资源和空间,导致当地的生物多样性减少,进而导致生态系统自我调节能(抵抗力稳定性)降低。
【小问2详解】
研究人员认为原因可能是:喜旱莲子草被跳甲成虫取食后,其根际微生物对两种莲子草影响不同,因此应该先获得喜旱微生物被跳甲成虫取食后的根际微生物,研究的实验流程应为:A从不存在两种莲子草的废弃农田种采集土壤→D在土壤中种植喜旱莲子草,放入带有跳甲成虫的笼子里→B将植物培养至大约50%的叶面积被取食,移走跳甲和笼子,取出土壤(这样就获得了喜旱莲子草被跳甲成虫取食后的根际微生物),结合图1,有4个实验组,两组土壤灭菌,两组土壤不灭菌,分别移栽本土莲子草和喜旱莲子草,因此接下来的实验流程应为:C将土壤分为四组,两组进行灭菌处理,两组不进行灭菌处理→E在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草,在没有跳甲的环境中培养→F最后剪取植物的芽,干燥、称重。综上可知,实验流程为ADBCEF。
【小问3详解】
分析图1,实验的自变量是不同处理方法,因变量是植物芽生物量。与土壤灭菌组并移栽本地莲子草的第1组相比,第2组的植物芽生物量显著低于第1组,第3组与第4组无显著差别,说明被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用,而对喜旱莲子草没有抑制作用。
【小问4详解】
分析图2,自变量为不同处理方式,因变量为跳甲幼虫生物量,由图2可知,被跳甲取食的喜旱莲子草的根际微生物提高了喜旱莲子草的抗虫水平,但基本不影响本土莲子草的抗虫水平。
【小问5详解】
根据上述研究,在对植物进行生物防治时需要考虑引入天敌对地上和地下生态系统的共同影响。
30. 银离子因具有抗菌作用及抗菌时效长、安全、稳定性高等优点而备受关注。研究人员探究了银离子对几种常见水产细菌的杀菌活性,以及不同细菌对银离子的耐受情况。本研究采用LB培养基(由酵母粉、蛋白胨、NaCl、蒸馏水制得,NaOH调节pH至7.4,121℃高压灭菌)进行实验,流程如图a所示。回答下列问题:
(1)配制LB培养基时,蛋白胨的作用主要是_______,相较于培养基甲,培养基乙在成分上的区别是________。
(2)在下列三种菌液中分别加入不同剂量(0、5、10、20、40,单位:mg·L-1)的硝酸银溶液,然后在不同时间点从各管取200μL菌液,用酶标仪测定菌液OD600值(可反映菌液中的细菌数),实验结果如图b所示。三种细菌中对银离子的耐受性最强的是______,判断依据是_____。若水产养殖塘因无乳链球菌污染而减产,根据该研究结果,使用硝酸银溶液对该水产养殖塘中无乳链球菌进行消毒杀菌的最佳浓度是______。
(3)为探究银离子的抗菌特点,研究人员用被银离子处理后的相应细菌和细菌上清液(由细菌培养液离心后获得)分别处理同种细菌及异种细菌,并计数比较。用被银离子处理后的细菌和细菌上清液处理对应同种细菌所得结果如图c所示,用被银离子处理后的嗜水气单胞菌及该菌上清液处理异种细菌所得结果如图d所示。请根据该研究结果分析,银离子在抗菌方面表现出来的特点是________。
【答案】(1) ①. 为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素等 ②. 有琼脂(或凝固剂)
(2) ①. 大肠杆菌 ②. 嗜水气单胞菌和无乳链球菌在硝酸银浓度为5mg•L-1时OD600值就比对照组低,且随时间推移、银浓度升高,OD600值基本不变,说明两者对硝酸银的耐受浓度范围均为0~5mg•L-1。大肠杆菌在硝酸银浓度为20mg•L-1时OD600值下降,且随时间推移OD600值基本不变,硝酸银浓度40mg•L-1时OD600值显著下降,且随时间推移OD600值基本不变,说明其对硝酸银的耐受浓度范围为0~20mg•L-1 ③. 5mg•L-1
(3)(随着银离子浓度的增加,)经银离子处理后的细菌和细菌上清液 均能对同种细菌及异种细菌 起到持续的抗菌作用 (其中银离子处理后的嗜水气单胞菌上清液对大肠杆菌的抑制效果最显著))
【解析】
【分析】1、微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
2、培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【小问1详解】
蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素等。培养基甲为液体培养基,培养基乙为固体培养基,因此培养基乙添加有琼脂(或凝固剂)。
【小问2详解】
嗜水气单胞菌和无乳链球菌在硝酸银浓度为5mg·L-1时OD600值基本不变甚至下降,说明两者对硝酸银的耐受浓度范围均为0~5mg·L-1。大肠杆菌在硝酸银浓度为20mg·L-1时OD600值基本不变,说明其对硝酸银的耐受浓度范围为0~20mg·L-1。分别使用5、10、20、40mg·L-1硝酸银处理无乳链球菌时,其OD600值均基本一致,说明其抗菌效果相当。因此使用硝酸银溶液对该水产养殖塘中的无乳链球菌进行消毒杀菌的最佳浓度是5mg·L-1,低于该浓度抗菌效果不好,高于该浓度则会造成不必要的浪费。
【小问3详解】
由图c可知,经银离子处理后的大肠杆菌、嗜水气单胞菌和无乳链球菌的菌体和细菌上清液均对同种细菌具有明显抑制作用。由图d可知,经银离子处理后的嗜水气单胞菌的菌体和细菌上清液对异种细菌具有明显的抑制作用。说明经银离子处理后,被银离子杀死的细菌和细菌上清液均能对同种细菌及异种细菌起到持续的抗菌作用。
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