重庆市万州第二高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考生物试题(Word版附解析)
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考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(每题2分,共50分)
1. 生态系统是由生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量组成的统一整体。下列说法中错误的是( )
A. 非生物的物质和能量为生物的生存提供了必备条件
B. 生产者除绿色植物外,还包括黑藻、蓝细菌、硝化细菌等原核生物
C. 消费者和分解者都是异养生物,但它们获取营养的方式有区别
D. 生态系统中各组成成分之间紧密联系,使生态系统成为一个统一整体
【答案】B
【解析】
【分析】1、生态系统是在自然界的一定的空间内,生物与环境构成的统一整体,在这个统一整体中,生物物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态;
2、生态系统的组成成分有:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,生产者在生态系统中不仅可以生产有机物,而且也能在将无机物合成有机物的同时,把太阳能转化为化学能,贮存在生成的有机物中;消费者加快了生态系统的物质循环;分解者能把动植物残体中复杂的有机物,分解成简单的无机物,释放到环境中,供生产者再一次利用;非生物的物质和能量可以为生态系统提供所需要的物质和能量。
【详解】A、非生物的物质和能量中,太阳能是植物光合作用的能量来源,植物的生长需要从无机环境中吸收无机物质,A正确;
B、黑藻属于真核生物,B错误;
C、消费者从活的生物体中获取营养物质,分解者从动植物遗体中获取营养物质,C正确;
D、生态系统的四种成分通过物质循环、能量流动和信息传递组成一个统一的整体,D正确。
故选B 。
2. 如图表示某温带草原生态系统的食物网,下列有关叙述正确的是( )
A. 该食物网中的生物与非生物环境相互作用共同构成一个生态系统
B. 该食物网由9条食物链组成,食虫鸟和食虫昆虫的关系是捕食和种间竞争
C. 该食物网中,鹰占据3个营养级,分别是第三、第四、第五营养级
D. 若鼠的数量减少,鹰的数量可能基本不变
【答案】D
【解析】
【分析】食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系,所以食物链中不应该出现分解者和非生物部分.食物链的正确写法是:生产者→初级消费者→次级消费者…起始点是生产者。生产者植物是第一个营养级,直接吃生产者的初级消费者动物是第二个营养级,吃初级消费者的动物是第三个营养级。
【详解】A、该食物网中的生物只包含生产者和消费者,没有包含分解者,而生态系统是生物群落与非生物环境相互作用形成的统一整体,A错误;
BC、该食物网应该由8条食物链组成,分别是①植物一食植昆虫一食虫鸟→鹰、②植物一食植昆虫→食虫昆虫一食虫鸟→鹰、③植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰、④植物→食植昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰、⑤植物→食植昆虫→蛙→蛇→鹰、⑥植物→鼠→蛇→鹰、⑦植物→鼠→鹰、⑧植物→食植昆虫一食虫鸟→蛇→鹰,鹰占据4个营养级,分别是第三、第四、第五、第六营养级,BC错误;
D、由于鹰的食物来源有多种,故鼠的数量减少,鹰的数量可能基本不变,D正确。
故选D。
3. 下图为深圳市西丽湖生态系统中,能量流经食物链上某种水鸟的示意图,据此分析,下列判断错误的是( )
A. ②是水鸟散失的热能
B. 粪便可用于水鸟生态位的研究
C. ③是分解者利用的能量
D. 图示不能揭示能量流动的特点
【答案】D
【解析】
【分析】1、能量流动的特点:(1)单向流动:指能量只能从前一营养级流向后一营养级,而不能反向流动。原因:①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果;②各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉,这些能量是生物无法利用的。
(2)逐级递减:指输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级,能量在沿食物链流动过程中逐级减少的.传递效率:一个营养级的总能量大约只有10%~20%传递到下一个营养级.原因:①各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量;②各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用,如枯枝败叶.
【详解】A、①=水鸟的摄入量-粪便量,故①为水鸟的同化量,②是水鸟通过呼吸作用以热能形式散失的能量,A正确;
B、粪便的能量为上一营养级的能量,可分析水鸟与其他物种的种间关系,可用于水鸟生态位的研究,B正确;
C、③是流入分解者的能量,C正确;
D、图示表示水鸟的能量的输入与输出,能揭示能量流动的特点(单向流动),D错误。
故选D。
4. 下图1示太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系,下图2为科研团队对太湖蓝藻水华的发生规律进行研究得到的结果。据图分析,相关说法错误的是( )
A. 图1中食浮游生物鱼类处于第二、三营养级
B. 结合图2分析,可在12-2月清除底泥、3-4月在上覆水位置打捞蓝藻以防治水华
C. 夏季蓝藻水华最易发生,影响太湖藻类数量变化的非生物因素主要有光照、温度、土壤条件等
D. 若食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,要收获100kJ的食浮游生物鱼类,至少需要1700kJ的浮游藻类
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:据图1可知,图示为太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系。其中蓝藻等浮游藻类为生产者,处于第一营养级,为整个太湖的生物提供有机物。图2为太湖蓝藻水华的发生规律,据图可知,太湖中蓝藻大量生长集中在4-9月。
【详解】A、据图1可知,食浮游生物鱼类可以直接捕食蓝藻等浮游藻类,为第二营养级;食浮游生物鱼类也会以浮游动物为食,为第三营养级,故食浮游生物鱼类占第二、三营养级,A正确;
B、据图2所示,蓝藻在12-2月时下沉在底泥中,如果在此时清除底泥,可有效控制蓝藻数量;蓝藻在3-4月会上浮至上覆水,如果此时在上覆水位置打捞蓝藻,也可以减少蓝藻的数量,经过以上的措施处理,至其大量繁殖的4-9月时,蓝藻的数量就可以控制在较少的范围,B正确;
C、光照给藻类繁殖提供能量,影响其繁殖;温度为藻类光合作用和呼吸作用提供条件,影响其繁殖;由图2可知,当藻类下沉在底泥中时,处于休眠状态,上浮至上覆水才复苏,因此土壤条件不是影响太湖藻类数量变化的非生物因素,C错误;
D、据题意可知,食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,则其从浮游动物和藻类两条途径获得的能量比为3:2,至少需要的能量应按照传递效率20%计算,则所获得的浮游藻类至少需要:3/5×100÷20%÷20%+2/5×100÷20%=1700kJ的浮游藻类,D正确。
故选C。
5. 某小组开展了“探究土壤微生物的分解作用”实验。对照组的土壤不做处理(自然状态);实验组的土壤要进行处理。下列相关叙述,错误的是( )
A. 为了更好地控制实验变量,一般选择在实验室中进行探究
B. 处理时,可将土壤用塑料袋包好放在60℃恒温箱中处理1h
C. 实验组和对照组最好选择洗净后的同种落叶进行实验
D. 实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意可知:实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂,根据实验目的实验分两组,一组实验组应去除土壤中微生物,即对实验组进行灭菌处理,尽可能排除土壤微生物的作用;对照组对土壤不做任何处理。
【详解】A、将土壤埋在实验室设置的环境中,能更好地控制实验变量,保证实验结果的准确性,A正确;
B、该实验的自变量是土壤微生物的有无,为了尽量避免改变土壤的理化性质,对实验组土壤的处理方法是将土壤放在60℃恒温箱中处理1h,B正确;
C、实验设计要遵循单一变量原则,无关变量保持相同且适宜,因此实验组和对照组最好选择洗净后的同种落叶进行实验,C正确;
D、实验组应去除土壤中微生物,即对实验组进行灭菌处理,尽可能排除土壤微生物的作用,对照组对土壤不做任何处理,存在土壤中的微生物,因此对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度,D错误。
故选D。
6. 如图为生态系统相关模式图,下列叙述错误的是( )
A. 若该图表示食物网,则该食物网中共有4 条食物链
B. 若甲为生产者,则甲一定是自养型生物
C. 若该图表示一个群落,则丁为非生物环境
D. 若该图表示生态系统四种组成成分间的碳循环,则应加上由丁到甲的箭头
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网),生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者主要指动物,分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【详解】A、若该图表示食物网,则该食物网中共有4条食物链,分别是甲→丁、甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁,A正确;
B、生产者都是自养型生物,B正确;
C、群落包括一定区域内的所有种群,若题图表示群落,甲、乙、丙均指向丁,说明丁是分解者,群落中不包含非生物环境,C错误;
D、若该图表示生态系统的四种成分,则丁是非生物的物质和能量,应加上由丁到甲的箭头,并可确定甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者,D正确。
故选C。
7. 东亚飞蝗是一种农业害虫,其聚集、迁飞、暴食等特征给农业生产带来严重的危害,人们可利用鸭子吞食蝗虫来减轻蝗虫带来的危害,群居蝗虫释放的信息素4VA能使蝗虫聚集,其机理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 东亚飞蝗灭绝有利于其他各种生物的生存
B. 蝗虫通过释放的4VA来增大蝗虫迁入率,使种群密度增大
C. 利用鸭子吞食蝗虫来防治害虫属于机械防治
D. 蝗虫释放的信息素4VA对种群数量的调节过程属于负反馈调节
【答案】B
【解析】
【分析】1、生物防治是指利用生物的种间关系,以一种生物抑制另一种或一类生物,其最大的优点是不污染环境,利用昆虫信息素诱捕有害动物也属于生物防治。
2、正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。
【详解】A、东亚飞蝗灭绝会降低生物多样性,不利于其他各种生物的生存,A错误;
B、群居蝗虫释放的信息素4VA能使蝗虫聚集,蝗虫通过释放的4VA来增大蝗虫迁入率,使种群密度增大,B正确;
C、利用鸭子与蝗虫的捕食关系来防治害虫,属于生物防治,C错误;
D、群居蝗虫释放的信息素4VA能使蝗虫聚集,使蝗虫的数量越来越多,属于正反馈调节,D错误。
故选B。
8. 古人将谷雨节气分为三候:一候萍始生;二候鸣鸠拂其羽;三候戴胜降于桑。意思是:谷雨一候,降雨量增多,浮萍开始生长;二候时,布谷鸟开始鸣叫,提示人们不要耽误播谷的时间;三候时,美丽的戴胜鸟飞临桑树枝头,是春蚕要生长的信号。下列相关叙述错误的是( )
A. 变化的气温、布谷鸟的鸣叫声、桑叶的绿色都属于物理信息
B. 戴胜作为消费者,在生态系统中能起到加快物质循环的作用
C. 布谷鸟的鸣叫声会提高被天敌捕食的机率,不利于种群数量的稳定
D. 保护布谷鸟、戴胜等的根本措施是改善其生存环境,提高环境容纳量
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中的信息大致可以分为物理信息、化学信息、行为信息。(1)生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息称为物理信息;(2)生物在生命活动过程中,还产生一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱,有机酸等代谢产物,以及动物的行外激素等,就是化学信息;(3)动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能传递某种信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。
【详解】A、变化的气温、布谷鸟的鸣叫声、桑叶的绿色都属于物理信息,A正确;
B、戴胜属于生态系统的消费者,消费者是生态系统最活跃的成分,可以加快生态系统中物质循环,B正确;
C、尽管布谷鸟的鸣叫声会提高被天敌捕食的机率,但被捕食的往往是“年老、病弱或年幼”的个体,客观上起到了促进种群发展的作用,有利于种群数量的稳定,C错误;
D、保护布谷鸟、戴胜等的根本措施是建立自然保护区,改善其生存环境,提高环境容纳量,D正确。
故选C。
9. 放牧强度可影响人工草地的能量流动。如图表示某亚热带人工草地在不同放牧强度下牧草净初级生产量(牧草通过光合作用固定的能量中用于自身生长、发育和繁殖的能量)的变化。其中G0为不放牧,G1~G5为放牧强度逐渐增强。下列叙述错误的是( )
A. 5~10月最适放牧强度为G2,可被初级消费者利用的总能量最多月份是6月
B. 8月不放牧草地净初级生产量低于放牧草地,其物质循环速率通常快于放牧草地
C. 8~10月不放牧草地净初级生产最较低的原因可能是缺少动物类尿的施肥作用
D. 为保持草地生态系统结构和功能的稳定性,草地要合理利用,控制载畜量
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可以看出,5~10月份都是放牧量为G2时草地净光合产量最大,且在6月份G2牧草净光合产量最高,因此G2为最适放牧强度,4月份G0时草地净光合产量最大,此时不宜放牧。
【详解】A、从图中可以看出,5∼10月份都是放牧量为G2时草地净光合产量最大,因此G2是最适放牧强度。6月份G2牧草净光合产量最高,可被初级消费者利用的总能量最多,A正确;
B、据图可知,8月份不放牧草地净初级生产量低于放牧草地,消费者可以加快物质循环,据此可推知,8月由于不放牧,缺少消费者,所以其物质循环速率通常慢于放牧草地,B错误;
C、8∼10月份不放牧草地净初级生产量较低的原因有过多枝叶对下层植物有遮光作用、植株衰老组织较多、缺少动物粪尿的施肥作用,C正确;
D、由图可知适度放牧有利于草地的净初级生产量的积累,保持草地生态系统结构和功能的稳定,所以草地要进行合理利用,控制载畜量,D正确。
故选B。
10. 图为某河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。下列叙述错误的是( )
A. 河流轻度污染后具有自我净化能力,这说明生态系统具有自我调节能力
B. 流入该河流生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
C. AB段溶解氧大量减少的主要原因是藻类减少和需氧型细菌的大量繁殖
D. BC段藻类大量繁殖的主要原因是有机物分解后形成大量无机盐,水体富营养化
【答案】B
【解析】
【分析】1、生态系统具有一定的自我调节能力,自我调节能力的基础是负反馈调节,生态系统的自我调节能力是由一定限度的;
2、抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
【详解】A、由题意可知,该图表示某河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图,体现了生态系统具有一定的自我调节能力,说明该河流生态系统具有抵抗力稳定性,A正确;
B、由题意可知,流入该生态系统的能量不仅来自生产者固定的太阳能,还有污水中的能量,B错误;
C、分析图可知,AB段溶解氧大量减少的主要原因是藻类数量的减少和需氧型细菌的大量繁殖,导致溶解氧随有机物被需氧型细菌分解而大量消耗,C正确;
D、分析图可知,BC段含碳有机物在减少,说明有机物被大量分解,产生NH4+等无机盐离子,使藻类大量繁殖,D正确。
故选B。
11. 下列关于人口过度增长的影响中,叙述错误的是( )
A. 生态足迹会随着消费水平的增高而逐渐增大B. 对资源的不断开发,造成资源危机
C. 由于生态足迹的扩大,改造环境的力量增大D. 导致环境质量下降,生态平衡失调
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了人口过度增长对生态足迹、环境质量的影响。其中生态足迹又叫生态占用,是指人类的衣、食、住、行等生活和生产活动都需要消耗地球上的资源,并且产生大量的废物。生态足迹就是用土地和水域的面积来估算人类为了维持自身生存而利用自然的量,从而评估人类对地球生态系统和环境的影响。其意义不在强调人类对自然的破坏有多严重,而是探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力,不仅可以用来评估目前人类活动的永续性,在建立共识及协助决策上也有积极的意义。
【详解】A、人口过度增长,使生态足迹会随着消费水平的增高而逐渐增大,A正确;
B、人口过度增长,占用、消耗资源更多,造成资源危机,B正确;
C、由于生态足迹的扩大,人类消耗地球上的资源更多、产生废物也更多,改造难度加大,C错误;
D、人口过度增长要大量消耗地球上的资源,并且产生大量的废物,导致环境质量下降,生态平衡失调,D正确。
故选C。
【点睛】对“生态足迹”概念的理解是解题的关键。
12. 科学家统计了1961~2014年间全球生态足迹总量和生态承载力总量(地球为人类提供资源的能力)的变化情况,结果如图所示,下列相关分析错误的是( )
A. 人类的生态足迹总量增长远远高于生态承载力的增长,生态盈余增加
B. 全球的生态赤字持续扩大,会不断加重全球性生态环境问题
C. 适龄婚育、优生优育控制人类自身发展可以提高生态承载力
D. 生态承载力指的是地球能为人类提供的生物生产性土地和水域面积的总和
【答案】A
【解析】
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、由图可知,一个地区的生态承载力大于生态足迹时,才会出现生态盈余,人类的生态足迹总量增长远远高于生态承载力的增长,不会出现生态盈余增加,A错误;
B、一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字,若全球生态赤字持续扩大,可能会造成生态系统崩溃,不断加重全球性生态环境问题等严重后果,B正确;
C、适龄婚育、优生优育控制人类自身发展,可减小全球生态足迹总量,提高生态承载力,C正确;
D、生态承载力指的是地球能为人类提供的生物生产性土地和水域面积的总和,D正确。
故选A。
13. 边缘效应是指在两个或多个不同性质生态系统交互作用处,由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化。沿着生态系统的边缘产生了有差异的环境条件,形成边缘效应带,此处群落结构复杂,各种生物由激烈竞争发展为各司其能,各得其所,相互作用,形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络。下列说法错误的是( )
A. 人类活动增强,导致自然生境片段化,增加了边缘效应带的数量
B. 处于边缘效应带的鸟类可能比生活在森林深处的鸟类更警觉
C. 研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义
D. 边缘效应会改变生态系统的群落结构但不会影响其物种丰富度
【答案】D
【解析】
【分析】边缘效应是由于不同性质生态系统交互作用,导致其组分和行为发生变化的现象,边缘效应带上,群落结构复杂,各种生物由激烈竞争发展为各司其能,各得其所,相互作用,形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络,所以研究利用好边缘效应对保护生物多样性具有重要意义。
【详解】A、人类活动增强,打破原有生态系统,导致自然生境片段化,使得靠近的两个或多个不同性质的生态系统交互作用,增加了边缘效应带的数量,A正确;
B、根据题意,处于边缘效应带的生物竞争激烈,可能比生活在森林深处的鸟类更警觉,B正确;
C、边缘效应带上群落结构复杂,各种生物由激烈竞争发展为各司其能,各得其所,相互作用,形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络,研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义,C正确;
D、由题干信息边缘效应“群落结构复杂”,可知物种丰富度会增大,D错误。
故选D。
14. 2023年4月25日,在湖北荆州,4头迁地保护长江江豚回到了长江的怀抱。这是中国迁地保护的江豚首次放归长江,也是人类首次实现迁地保护濒危水生哺乳动物的野化放归。这标志着我国长江江豚迁地保护技术初步形成闭环,对于长江江豚保护具有里程碑式意义,极大彰显了“长江大保护”的成就,彰显了独一无二的中国智慧。下列相关说法错误的是( )
A. 江豚依靠声纳信号回声定位,这种信号属于物理信息
B. 为研究野生江豚种群数量的变化,一般要调查其出生率和死亡率等
C. 迁地保护的最终目的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群
D. 经迁地保护的江豚回归长江后,生态系统中营养级数量增加
【答案】D
【解析】
【分析】保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施;主要有:就地保护,即建立自然保护区;迁地保护,如建立遗传咨源种质库、植物基因库,以及野生动物园和植物园及水族馆等,制定必要的法规,对生物多样性造成重大损失的活动进行打击和控制。
【详解】A、生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息,江豚在探测环境和捕食时依靠声纳信号回声定位,这种声音信号属于物理信息,A正确;
B、出生率和死亡率直接决定总群密度,为研究野生江豚种群数量的变化,一般需要对其出生率和死亡率等参数进行调查,B正确;
C、迁地保护是原有栖息地被破坏时采用的保护措施,最终目的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群,C正确;
D、经迁地保护的江豚回归长江后,生态系统中营养级数量不变,D错误。
故选D。
15. 生态恢复是指停止对生态系统的人为干扰,以减轻其负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。为恢复某河段流域的“水体—河岸带”的生物群落,环保人员选择该流域常见的植物进行栽种,植物种类、分布如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲、乙、丙、丁的分布体现了群落的水平结构
B. 该河段生态恢复的过程中群落发生了次生演替
C. 在水体一河岸带不同位置上选择不同的植物,主要体现了生态工程的循环原理
D. 该河段生态恢复的尽快实现离不开环保人员的管理,也离不开河段自身的调节能力
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的稳定性包括扺抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。营养结构越复杂,其自我调节能力越强,抵抗力稳定性越强,而恢复力稳定性越差,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
【详解】A、甲、乙、丙、丁分布是由地形的起伏导致的,体现了群落的水平结构,A正确;
B、该河段具有土壤条件及繁殖体,所以该河段生态恢复的过程中群落发生了次生演替,B正确;
C、在水体一河岸带不同位置上选择不同的植物,主要体现了生态工程的协调原理,C错误;
D、该河段生态恢复的尽快实现离不开环保人员的管理,减少人为因素的干扰,通杀也离不开河段自身的调节能力,恢复生物群落,D正确。
故选C
16. 下列生态实例与相关原理对应关系错误的是( )
A. 湿地生态工程清淤减污,易于生物生存—遵循自生的原理
B. 太湖水体富营养化引起大面积水华——违背协调原理
C. 生态建设既考虑生态又关注民生——遵循整体原理
D. 单一人工林易爆发虫害——违背了循环原理
【答案】D
【解析】
【分析】1、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已破坏的生态环境进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
2、生态工程建设的目的是遵循生态学规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益同步发展。
3、生态工程原理:自生原理、整体原理、协调原理、循环原理。
【详解】A、湿地生态工程清淤减污,降低水体污染物,增加水体溶氧量,改善生物的生存环境,易于生物生存,遵循自生的原理,A正确;
B、太湖中水体富营养化一些藻类疯长,破坏了当地其他生物生存的环境,破坏了当地的生态平衡,违反了协调原理,B正确;
C、生态建设既考虑生态又关注民生,遵循了整体原理,C正确;
D、单一人工林,物种多样性低,易爆发虫害,是因为未遵循自生原理,D错误。
故选D。
17. 小曲白酒以大米、大麦、小麦等为原料,以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。关于小曲白酒的酿造过程,下列叙述错误的是( )
A. 若发酵坛密封不严可能会导致酒变酸
B. 蒸熟的原料立即加入糟醅后密封可高效进行酒精发酵
C. 糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
D. 酿造白酒的过程也是微生物生长繁殖的过程
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
2、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、酿造过程中应在无氧条件下进行,若密封不严,会导致醋酸菌在有氧条件下发酵产生醋酸而使酒变酸,A正确;
B、蒸熟并摊晾的原料需要冷却后才可加入糟醅,不能马上密封,需要提供氧气先让糟醅中的好氧型霉菌将原料中的淀粉糖化,以及让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,B错误;
C、糖化过程主要是利用霉菌分泌的淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖,C正确;
D、酿造白酒的过程也是酵母菌等微生物利用粮食中的物质进行生长繁殖的过程,D正确。
故选B。
18. 下列有关传统发酵技术及其应用的叙述,正确的是( )
A. 酿酒过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B. 制作果醋时,在液体培养基的表面将会形成单菌落
C. 制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和CO2
D. 制作腐乳需要利用毛霉等产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
【答案】D
【解析】
【分析】1、果酒制备的菌种是酵母菌,条件是18-25℃,密封;果醋所需的菌种是醋酸菌,条件是30-35℃,持续通入空气;
2、豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪,都是大分子有机化合物,难以消化、吸收,毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶,能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸,在多种微生物的协同下,豆腐转变成腐乳。
【详解】A、酵母菌无氧呼吸产生的酒精,一段时间内,密封的时间延长,酒精量就越多,但随着环境条件变恶劣,反过来抑制无氧呼吸产生酒精的速度,A错误;
B、制作果醋时在培养液的液面上通常会形成一层白色或者乳白色的菌膜,常常被称之为“醋皮”,它是由醋酸菌等微生物构成的,而不是形成单菌落,B错误;
C、制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸,不能产生二氧化碳,C错误;
D、制作腐乳需利用毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶,将蛋白质分解成多肽和氨基酸,将脂肪分解成甘油和脂肪酸,D正确。
故选D。
19. 豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,北魏贾思勰的《齐民要术》中也有相关记录。豆豉制作的流程如图所示。装坛后放在室外日晒,每天搅拌两次。下列说法错误的是( )
A. 发酵过程中多种酶系将原料中的蛋白质、脂肪等分解为小分子
B. 发酵的目的主要是让酵母菌产生酶,搅拌能增加发酵液的溶氧量
C. 代谢产物积累和酿造环境的变化导致后期窖池微生物数量下降
D. 添加的盐、白酒和风味料具有抑制杂菌生长和调节口味的作用
【答案】B
【解析】
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、发酵过程中多种酶系将原料中的蛋白质、脂肪等分解为小分子,如可将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,A正确;
B、前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,如蛋白酶可以将蛋白质分解为氨基酸,使豆豉营养更丰富,B错误;
C、代谢产物积累和酿造环境的变化(pH等变化)导致后期窖池微生物数量下降,C正确;
D、调味过程中添加盐、白酒和风味料均可起到抑制杂菌生长的目的,如盐分可通过使微生物渗透失水死亡而达到抑菌作用,同时起到调节口味的作用,D正确。
故选B。
20. 下列有关微生物培养基的配制表述错误的是( )
A. 培养硝化细菌的培养基中添加的铵盐可作为能量来源
B. 尿素固体培养基中的K2HPO4能用于维持培养基的pH
C. 培养光能自养型蓝细菌的培养基中不需提供有机碳源
D. 马铃薯琼脂固体培养基中的琼脂能作为酵母菌的碳源
【答案】D
【解析】
【分析】在自然界中,除了光合作用,还有另外一种制造有机物的方式。少数种类的细菌,细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是却能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。例如,生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2),进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中释放出的化学能,就被硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类。这些糖类就可以供硝化细菌维持自身的生命活动。
【详解】A、硝化细菌是化能自养型生物,可利用氧化NH3获得能量,将无机物转化为有机物,故培养硝化细菌的培养基中的铵盐可作为能源,A正确;
B、尿素固体培养基中的K2HPO4能用于维持培养基的pH,保证微生物所需的酸碱环境,B正确;
C、培养光能自养型的蓝细菌的培养基中不需提供有机物,蓝细菌可利用二氧化碳和水合成有机物,C正确;
D、琼脂作用是凝固剂,不能作为碳源,D错误。
故选D。
21. 大肠杆菌能在基本培养基上生长,X射线照射后产生的代谢缺陷型大肠杆菌不能在基本培养基上生长,但可以在完全培养基上生长。利用夹层培养法可筛选代谢缺陷型大肠杆菌,具体的操作是:在培养皿底部倒一层基本培养基,冷凝后倒一层含经X射线处理过的菌液的基本培养基,冷凝后再倒一层基本培养基。培养一段时间后,对首次出现的菌落做好标记。然后再向皿内倒一层完全培养基,再培养一段时间后,会长出形态较小的新菌落。下列说法错误的是( )
A. X射线诱发基因突变可导致大肠杆菌代谢缺陷
B. 首次出现的菌落做标记时应标记在皿盖上
C. 夹层培养法可避免细菌移动或菌落被完全培养基冲散
D. 形态较小的新菌落可能是代谢缺陷型大肠杆菌
【答案】B
【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,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,可能发生基因突变,导致大肠杆菌代谢缺陷,A正确;
B、首次出现的菌落做标记时应标记在皿底上,B错误;
C、夹层培养法不需要对大肠杆菌进行再次接种,可避免细菌移动或菌落被完全培养基冲散,C正确;
D、由于代谢缺陷型大肠杆菌不能在基本培养基上生长,所以形态较小的新菌落可能是代谢缺陷型大肠杆菌,D正确。
故选B。
22. 某种物质A(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解A.研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后,取0.1mL涂布到平板上,初步估测摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4x108个。相关叙述正确的是( )
A. 实验时,淤泥及盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
B. 乙中需要加琼脂和物质A等,实验需设平行重复实验,无需另外设置空白对照
C. ③接种方法为稀释涂布平板法,涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上
D. 若乙平板上菌落数平均为240个,则接种的菌液的稀释倍数为105
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:①为淤泥取样进行稀释,②为接种到液体培养基上,③稀释涂布平板法接种到以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上,④为挑取单菌落接种,⑤在以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上进一步筛选出高效降解A的菌株。
【详解】A、实验时,要从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株,则图①为淤泥取样进行稀释,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,淤泥中有菌种,因此不能进行灭菌处理;盛有培养基的摇瓶通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;
B、识图分析可知,③是稀释涂布平板法接种到以A为唯一碳源和氮源的选择培养基上,因此乙为固体培养基,需要加琼脂和物质A等,为了提高准确度,实验需设平行重复实验,且需要另外设置空白对照,检测培养基配制是否合格,B错误;
C、③接种方法为稀释涂布平板法,接种工具是涂布器,但是不能用涂布器蘸取菌液,应该将菌液用微量移液管加入到培养基中,用涂布器进行均匀涂抹,C错误;
D、若乙平板上长出的菌落数平均为240个,假设稀释倍数为a,根据摇瓶M中1mL菌液中细菌数为2.4×108个,在每个平板上涂布0.1mL稀释后的菌液,则有240×a÷0.1=2.4×108,则稀释倍数a=105,D正确。
故选D。
23. 如图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤,下列相关叙述错误的是( )
A. 对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒处理
B. 步骤①倒平板操作过程中,用食指和拇指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,防止周围环境中杂菌的污染
C. 步骤③应多个方向划线,使接种物逐渐稀释,培养后出现单个菌落
D. 步骤③划线结束后在培养皿盖上做好标注,培养皿需要倒置培养
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环蘸取菌液,③是进行平板划线。
【详解】A、实验操作的空间、操作者的衣着和手,需要进行清洁和消毒,A正确;
B、步骤①倒平板操作过程中,用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖,防止周围环境中杂菌的污染,B正确;
C、步骤③应多个方向划线,划三至五条平行线,注意不要将最后一区的划线与第一区相连,使接种物逐渐稀释,培养后出现单个菌落,C正确;
D、步骤③划线结束后应在皿底上做好标注,D错误。
故选D。
24. 丙草胺(C17H26ClNO2)是一种广泛应用的除草剂,能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,并对其计数(如下图所示),以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是( )
A. 该实验中土样稀释了10倍
B. 利用该方法计数结果往往比活菌的实际数目偏小
C. 配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可以分离出降解菌
D. 5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
【答案】A
【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,在划线的开始部分,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。 2、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阳止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。
【详解】A、由图可知共稀释了106倍,A错误;
B、图示采用的计数方法是稀释涂布平板法,由于两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到一个菌落,因此用该方法计数结果往往比活菌的实际数目偏小,B正确;
C、乙草胺可提供碳源、氮源,配制以乙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可提高降解菌的浓度,C正确;
D、由图可知共稀释了106倍,则5号试管的结果表明每ml土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3 0.1×109=1.7×109个,D正确。
故选A。
25. 一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。为探究某种抗生素对细菌的选择作用,实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌富集培养,然后重复上述步骤培养三代,结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性的变异
B. 需要用特定的方法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上
C. 平板中①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用
D. 随培养代数增多,抑菌圈的直径越小,说明细菌的耐药性越强
【答案】A
【解析】
【分析】1、抗生素是指由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。抗生素的抑菌或杀菌作用,主要是针对“细菌有而人(或其他动植物)没有”的机制进行杀伤,包含四大作用机理,即:抑制细菌细胞壁合成、增强细菌细胞膜通透性、干扰细菌蛋白质合成、抑制细菌核酸复制转录。
2、实验原理:若病原菌对各种抗生素敏感,在该抗生素纸片周围会出现透明圈,透明圈越大,说明病原菌对抗生素越敏感,若病原菌对各种抗生素不敏感,则不会出现透明圈。根据题干信息实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,故抑菌圈直径越大说明耐药性弱,抑菌圈直径越小,细菌耐药性越强。
【详解】A、细菌耐药性的变异是在使用抗生素之前就已存在,一定浓度的抗生素起选择作用,能够筛选出具有耐药性的细菌,A错误;
B、稀释涂布平板法可以获得的单个菌落且便于计数,故需要用特定的方法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上,B正确;
C、为排除滤纸片对实验结果的影响,应增设空白对照组,即增加不含抗生素的滤纸片或含无菌水的滤纸片作为对照组;平板①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用,C正确;
D、根据题干信息实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,故抑菌圈直径越小,说明细菌的耐药性越强,题表可知随培养代数增多,抑菌圈的直径越小,说明细菌的耐药性越强,D正确。
故选A。
二、非选择题(每题10分,共50分)
26. 为充分发挥鱼塘的生产效益,科研人员对某人工养殖草鱼、白鲢的鱼塘生态系统能量流动进行研究(如图所示,能量单位为:J/cm·a)。请回答下列问题。
(1)如图所示,A代表____。
(2)除添加的饲料外,池塘中草鱼以水草为食,白鲢以绿藻和水草为食,草鱼与白鲢的种间关系是____。若调查鱼塘中草鱼、白鲢的种群密度,最好采用的方法是____。
(3)流经该鱼塘生态系统的总能量为____(J/cm2·a),植食性动物到肉食动物的能量传递效率为____。
(4)为有利于养殖的鱼充分利用池塘资源,从每种生物所占据的相对稳定的____考虑,引进了适量的青鱼、鱿鱼及其相应食源生物等。这样在增加池塘产量的同时,还增强了池塘的生态平衡和稳定性。
(5)进一步利用池塘空间建立“桑基鱼塘”。与前期简单鱼类养殖相比,桑基鱼塘的生产模式导致生态足迹的变化趋势是____。
【答案】(1)分解者的分解作用
(2) ①. 种间竞争 ②. 标记重捕法
(3) ①. 117 ②. 15.6%
(4)生态位 (5)减小
【解析】
【分析】1、生态系统中能量流动是单向流动,逐级递减的,各营养级的同化能的去向一般有:呼吸作用消耗,流入下一营养级,流向分解者,未被利用。
2、生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其它相关物种之间的功能关系,一个物种的生态位不仅包括它所栖息的场所,还取决于它的食物、天敌和其它生物的关系。
【小问1详解】
流经该生态系统的总能量包括由生产者固定的太阳能和输入的有机物中的能量,其中主要是由生产者固定的太阳能。依据图示,各营养级的能量去路中已经包含流入下一营养级的能量(最高营养级除外)、呼吸作用消耗的能量和未被利用的能量,没有标注的只剩分解者的分解作用,即为A。
【小问2详解】
草鱼与白鲢具有共同的食物来源水草,因此二者具有种间竞争的关系。草鱼具有较强的运动能力,因此调查鱼塘中草鱼的种群密度,最好采用标记重捕法。
【小问3详解】
依据能量输入与输出的平衡,肉食性动物的同化量+有机物输入(5)=0.05+0.25+5.1+2.1,所以,肉食性动物的同化量=2.5(J/cm2·a),同理,植食性动物的同化量=0.5+2.5+9+4-2=14(J/cm2·a),流经该生态系统的总能量=生产者固定的太阳光能+有机物中输入的能量=(3+14+70+23)+(2+5)=117(J/cm2·a)。植食性动物到肉食动物的能量传递效率为2.5/(14+2)15.6%。
【小问4详解】
每种生物的生态位是相对固定的,包括食物、栖息场所等,因此为有利于养殖的鱼充分利用池塘资源,从每种生物所占据的相对稳定的生态位考虑,引进了适量的青鱼、鱿鱼及其相应食源生物等。
【小问5详解】
“桑基鱼塘”等生产方式能实现废弃物资源化,从而有效减小生态足迹,因此与前期简单鱼类养殖相比,桑基鱼塘的生产模式导致生态足迹的变化趋势是减小。
27. 万州二中“阳光农场”是一个校园微型农场,里面种着各种常见作物,塘里养的有鱼。去年,“阳光农场”里的水稻在扬花时遭遇了二化螟和褐飞虱虫害,稻穗成熟期又遭遇以麻雀为主的鸟害,导致严重减产。二化螟以水稻茎秆纤维为食,褐飞虱主要刺吸水稻叶片汁液,鸟类主要吃谷粒,也吃二化螟和褐飞虱。褐飞虱在水稻上寄生后会导致水稻产生的防御性挥发物发生变化,“气味”有所不同;稻螟赤眼蜂是二化螟的天敌,可将卵产在二化螟的虫卵内。回答下列问题:
(1)褐飞虱、二化螟和麻雀的种间竞争程度较____(强/弱)。从生物多样性的角度来看,褐飞虱、二化螟和麻雀虽然都对水稻造成危害,但它们还是具有____价值。保护生物多样性,关键是____。
(2)本学期,“阳光农场”里增设了绿肥桶,依据的生态学原理是____。
(3)题中A、B两侧不同“气味”属于____信息。研究发现,褐飞虱改变水稻“气味”能使二化螟虫卵不易被稻螟赤眼蜂的卵寄生,说明____。
(4)“阳光农场”可以看成一个微型生态系统,但这个生态系统离开同学们的日常维护会很快崩溃,原因是____。
【答案】27. ①. 弱 ②. 潜在 ③. 要处理好人与自然的相互关系
28. 循环 29. ①. 化学 ②. 信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
30. 阳光农场生态系统的组分少,食物网简单,自我调节能力弱,抵抗力稳定性低
【解析】
【分析】生态系统中的信息有物理信息、化学信息、行为信息。生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。如:蜘蛛网的振动频率、蝙蝠的回声定位。物理信息的来源可以是无机环境,也可以是生物。生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质,称为信息素。生物体的产物或分泌物。动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。如:蜜蜂跳舞、孔雀开屏、一些鸟类的求偶行为(通常雄鸟会进行复杂的“求偶炫耀”)。
【小问1详解】
分析题意可知,褐飞虱、二化螟和麻雀的生态位不完全相同,故三者的种间竞争程度较弱。从生物多样性的角度来看,褐飞虱、二化螟和麻雀可以增加生物多样性,说明它们还是具有潜在价值的。保护生物多样性的关键是处理好人与自然的相互关系,实质是反对盲目地、掠夺式地开发利用大自然,提倡“合理利用就是最好的保护”。
【小问2详解】
“阳光农场”里增设了绿肥桶,可以使物质得到充分利用,即“阳光农场”里增设了绿肥桶,依据的生态学原理是循环。
【小问3详解】
题中A、B两侧不同“气味”属于化学信息。研究发现,褐飞虱改变水稻“气味”能使二化螟虫卵不易被稻螟赤眼蜂的卵寄生,说明信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定。
【小问4详解】
因为阳光农场生态系统的组分少,食物网简单,自我调节能力弱,抵抗力稳定性低,故这个生态系统离开同学们的日常维护会很快崩溃。
28. 万州武陵镇的大唐荔园,种植着1500亩的桂圆。桂圆也称龙眼,是一种药食两用的水果,可用于生产果酒。科研团队比较了5种酵母菌(3种酿酒酵母,2种非酿酒酵母)对桂圆果浆的发酵效果,并从中选择适宜的菌种进行发酵,以期得到品质更好的桂圆果酒。生产桂圆果酒的工艺流程如图所示。回答下列问题:
新鲜桂圆去皮去核→桂圆果肉→打浆→调酸→酶解→调糖→接种→发酵→过滤
(1)在发酵流程中应增加“桂圆去皮去核之前进行清洗”环节,该操作的目的是____。调好的果浆装瓶时,注意瓶中要留有大约____的空间,盖好瓶盖。然后将温度控制在____进行发酵。在发酵过程中,____。通常发酵10-12天,就可以酿出美味的桂圆酒。
(2)下表中表示5种酵母(Y1-SY果酒活性干酵母;Y2-RW果酒活性干酵母;Y3-葡萄酒高活性干酵母;Y4-耐高温高活性干酵母;Y5-生香活性干酵母)发酵的桂圆果酒品质(总酯与果酒的香味有关),根据表可得出的结论:应在5种酵母中选择____两种酵母菌作为桂圆果酒发酵优良菌种。
(3)酵母菌添加量过少时,可能导致____或发酵失败。
(4)酿好的果酒可继续用于酿醋,其原理为____(写出化学反应式)。
【答案】28. ①. 为防止去皮去核后清洗造成的杂菌污染 ②. 1/3 ③. 18~30℃ ④. 酵母菌在发酵过程中会产生二氧化碳,所以在发酵过程中每隔12小时左右将瓶盖拧松一次,此后再拧紧瓶盖,以排出瓶内的二氧化碳
29. Y1和Y5 30. 发酵时间将会变长
31. C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量
【解析】
【分析】果酒的制作需要利用酵母菌发酵,20℃左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在18-30℃。在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
【小问1详解】
为防止去皮去核后清洗造成的杂菌污染,所以应该在桂圆去皮去核之前进行清洗。酵母菌属于兼性厌氧菌,其在有氧条件下可以大量繁殖,故将葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,这样既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气,又可防止发酵旺盛时计液溢出。温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度为28℃,所以需将温度控制在18~30℃进行发酵。酵母菌在发酵过程中会产生二氧化碳,所以在发酵过程中每隔12小时左右将瓶盖拧松一次,此后再拧紧瓶盖,以排出瓶内的二氧化碳。
【小问2详解】
从表格中可以看出,Y5将原料中的物质转变为糖类能量较强,Y1中酒精度数较高,说明产酒能力强,说明选择Y1和Y5两种酵母菌作为桂圆果酒发酵优良菌种。
【小问3详解】
酿制果酒时,利用的是酵母菌,当酵母菌添加量过少时,桂圆果酒发酵过程缓慢,发酵时间将会变长。
【小问4详解】
醋酸菌可以以酒精为原料进行果醋发酵,化学反应式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量。
29. 链格孢菌可导致烟草赤星病的发生。研究人员在烟草根部土壤中分离纯化出芽孢杆菌L,发现其对链格孢菌有抑制作用。
(1)称取烟草极部土样制成悬液,接种在固体培养基上培养,挑取不同形态的____,再接种于混有____菌的培养基中,筛选出对链格孢菌有抑制作用的芽孢杆菌L。
(2)为探究芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理,实验组将芽孢杆菌L接种在A1平板上,B1平板中央接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落,把两个培养皿“对扣”,菌株无接触,5d后观察菌株生长情况,结果如图。
①对照组处理为A2平板____,B2平板____。推测上述过程中的“对扣”操作的场所为____。
②根据实验结果推测:芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理是____。
(3)除上述原因外,研究人员认为芽孢杆菌L的发酵液中可能也存在抑制链格孢菌生长的物质。他们将芽孢杆菌L发酵液离心后,取上清液过滤,获得无菌滤液进行如下实验。
若抑菌率=(R0-R)/(R0-0.5)×100%,则R代表的是____。
【答案】(1) ①. 菌落 ②. 链格孢
(2) ①. 不接种微生物 ②. 中央接种直径为的0.5cm链格孢菌菌落 ③. 超净工作台 ④. 芽孢杆菌L可能产生某种挥发性物质抑制链格孢菌的生长
(3)甲组链格孢菌的菌落直径
【解析】
【分析】1、培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;
2、微生物分离和纯化的方法:
①平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面;
②稀释涂布平板法:将骏业进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
【小问1详解】
固体培养基上生长着的不同菌落呈现出不同的菌落特征。要筛选出对链格孢菌有抑制作用的芽孢杆菌L,则培养基中加入链格孢菌起筛选作用。
【小问2详解】
①实验目的是探究芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理,根据实验遵循单一变量原则的要求,A1组接种有芽孢杆菌L,则A2组不接种微生物(接种无菌水);B1组平板中央接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落,则B2组平板中央也应接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落。为避免杂菌污染,上述过程中的“对扣”操作须在超净工作台上进行。
②实验组和对照组内两培养皿菌株均无接触,对照组链格孢菌菌落直径明显大于实验组,据此可推测芽孢杆菌L可能产生某种挥发性物质抑制链格孢菌的生长。
【小问3详解】
实验的目的是证明芽孢杆菌L的发酵液中可能也存在抑制链格孢菌生长的物质,根据实验遵循单一变量原则的要求,自变量为是否添加芽孢杆菌L的发酵液,因变量为抑菌率,则实验中要测量甲、乙组中链格孢菌的菌落直径,以计算抑菌率。若抑菌率=(R0-R)/(R0-0.5)×100%,甲组为实验组,则R应为甲组测量的菌落直径。
30. 自生固氮菌(异养需氧型)区别于根瘤菌等共生固氮菌,它是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。回答下列问题:
(1)自生固氮菌在生态系统中属于____,用于分离该菌的培养基在组成成分上的特点是____,培养基的pH应在灭菌前调至____。
(2)步骤④后培养基中平均有菌落178个,据此计算每克土壤中自生固氮菌的数量为____个。此数值同行比实际活菌数偏____,因为____。
(3)为了进一步研究纯化得到的3种自生固氮菌(A2、B2、C2)对玉米生长的影响,向实验组的每盆土壤浇50mL接种过自生固氮菌的无氮植物营养液,实验结果如下表所示:
①实验结果表明:____。
【答案】(1) ①. 分解者 ②. 不含有机氮源 ③. 中性或弱碱性
(2) ①. 1.78×107 ②. 小 ③. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(3)3种自生固氮菌都能促进玉米生长,其效果B2>A2>C2
【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;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,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。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。
【小问1详解】
自生固氮菌是异养型微生物,属于分解者。由于能独立固定空气中氮气,因此用于分离该菌的培养基在组成成分上的特点是没有氮源。自生固氮菌为细菌,因此培养液pH调至中性或弱碱性,为了防止杂菌污染,先调节pH再灭菌。
【小问2详解】
由图可知,共稀释了104倍,再从取0.1mL培养,因此每克土壤中自生固氮菌的数量为178×104÷0.1=1.78×107个。此数值同行比实际活菌数偏小,因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【小问3详解】培养代数
平板各区域滤纸片周围抑菌圈的直径/cm
①号区域
②号区域
③号区域
④号区域
第一代
0
2.27
2.13
2.27
第二代
0
1.95
2.02
1.87
第三代
0
1.80
1.87
1.78
酵母
酒精度/%
总糖/(g/L)
总酸/(g/L)
总酯/(g/L)
Y1
13.4
1.3
6.8
0.19
Y2
13.1
2.4
6.4
0.18
Y3
13.3
1.6
6.2
0.15
Y4
12.6
3.4
8.1
0.11
Y5
11.0
8.5
7.6
0.38
组别
实验处理
接种
检测
甲组
无菌滤液+固体培养基
将直径为0.5cm的链格孢菌菌落接种在平板中心,在恒温培养箱内培养。
测量链格孢菌的菌落直径,计算抑菌率。
乙组
无菌水+固体培养基
株高/cm
茎粗/cm
鲜质量/g
干质量/g
叶绿素含量/(mg·g-1)
CK
30.26±0.35d
0.35±0.01c
2.17±0.06c
0.24±0.01c
1.69±0.06b
A2
33.66±0.85b
0.37±0.01b
2.49±0.14b
0.26±0.06bc
2.08±0.07a
B2
35.92±0.77a
0.38±0.0la
2.71±0.20a
0.29±0.04a
2.01±0.07a
C2
32.15+0.92c
0.36+0.01bc
2.41±0.24b
0.27±0.0lab
196±0.10a
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