秋收季节,北方的玉米田里“狼烟滚滚”,这是没有被深埋的玉米秸秆被粮农焚烧的结果。秸秆焚烧不...

[生物——选修1：生物技术实践]

秋收季节，北方的玉米田里“狼烟滚滚”，这是没有被深埋的玉米秸秆被粮农焚烧的结果。秸秆焚烧不仅浪费了能源，还污染了环境。研究人员发现某种细菌在无氧条件下可利用秸秆发酵生产甲烷，实现了能量更多的流向人类的目标。回答下列问题：

（1）在实验室中纯化产甲烷的菌株时，为了得到单个菌落，可采用的培养基是___________（填“固体”或“液体”）培养基。将菌液接种于新的培养基上，该操作应在酒精灯火焰旁进行的原因是___________。

（2）在生产过程中将秸秆粉碎后制成产甲烷细菌的培养液，一般无需灭菌但需要__________处理以减少培养液中的氧气。因不同种类的产甲烷细菌中__________不同，需将装置置于不同温度条件下。

（3）研究发现产甲烷细菌广泛分布在土壤中，推测其应分布在土壤的__________（填“深层”或“表层”）。硫基乙烷磺酸是产甲烷细菌特有的一种辅酶，利用该酶的特性制定的筛选产甲烷细菌的培养基称为__________。

（4）科学家在北方冻土中发现了一种食甲烷的细菌，随着温度升高，冻土融化，冻土中的食甲烷细菌也活跃起来，这样可以避免因冻土中甲烷、二氧化碳释放引起更明显的__________现象。

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秋收季节,北方的玉米田里“狼烟滚滚”,这是没有被深埋的玉米秸秆被粮农焚烧的结果。秸秆焚烧不仅浪费了能源,还污染了环境。研究人员发现某种细菌在无氧条件下可利用秸秆发酵生产甲烷,实现了能量更多地流向人类的目标。请回答下列问题:

(1)在实验室中纯化产甲烷的菌株时,为了得到单个菌落,可采用的培养基是____(填“固体”或“液体”)培养基。将菌液接种于新的培养基上,该操作应在酒精灯火焰旁进行的原因是______________________________。

(2)在生产过程中将秸秆粉碎后制成产甲烷细菌的培养液,一般无需灭菌但需要_________处理以减少培养液中的O2。因不同种类的产甲烷细菌中_____________不同,故需将装置置于不同温度条件下。

(3)研究发现产甲烷细菌广泛分布在土壤中,推测其应分布在土壤的____(填“深层”或“表层”)。硫基乙烷磺酸是产甲烷细菌特有的一种辅酶,利用该酶的特性制定的筛选产甲烷细菌的培养基称为______________。

(4)科学家在北方冻土中发现了一种食甲烷的细菌,随着温度升高,冻土融化,冻土中的食甲烷细菌也活跃起来,这样可以避免因冻土中甲烷、CO2释放而引起更明显的____(现象)。

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（16分）每年到了夏收和秋收季节后，农民都对农作物秸秆的处理犯愁，焚烧会导致环境污染，直接埋进地里，一时以降解，影响下一季农作物的播种，请你结合自己学习的知识，回答下列问题。

（1）农田生态系统是人工建立的生态系统，由于　　　　　　 ，所以抵抗力稳定性小于森林生态系统。

（2）某同学提出了如下图所示的解决秸秆问题的方案：

从生态系统能量流动的实践意义角度分析该方案实现了　　　　 ；从环境保护角度分析具有　　　　　　 意义。

（3）若将大量培养的纤维素分解菌与粉碎的秸秆搅拌混匀后施到土壤中，可以增加秸秆降解速度，从土壤中筛选分离出纤维素分解菌最好选择　　　　　 土壤取样，无菌条件下加入含选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在　　　　 上，一定温度下培养1~2d，直至培养变浑浊，为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入　　　　 染液，将筛选获得的菌液稀释后用　　 方法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生　　　　 的菌落作为菌种进行扩大培养。

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我国每年都有大量的玉米秸秆被农民燃烧，不但造成资源的浪费，还污染环境。现在利用生物技术可实现资源的再次利用，请回答下列相关问题。

(1)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的培养基的物理性质是___________(固态，液态，半固态)，可用于微生物计数的接种方法是___________。

(2)从土壤中分离分解纤维素的微生物的实验流程如下，请回答：

(一)土壤取样→(二)___________→(三)梯度稀释→(四)将样品涂布到鉴别培养基上→(五)挑选菌落。请补充以上步骤(二)；该过程中步骤(二)的目的是___________；步骤(四)在鉴别培养基中往往要加入的指示剂是___________。

(3)玉米秸秆经处理发酵后可生成酒精为了使酶能够被反复利用，可采用固定化技术，固定化酶和固定化细胞常用的方法有___________，___________，___________。

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北方每年在小麦丰收的季节，焚烧秸秆火焰四起，烟雾弥漫，不但导致严重的雾霾而且造成资源的浪费。科学家为了解决这个问题，努力寻找分解秸秆中纤维素的微生物，他们做了如下实验，据图回答：

（1）根据甲图，选择培养纤维素分解菌要用__________________。为了鉴别纤维素分解菌，常在培养基中加入______________。为了统计样品中活菌的数目，常用方法除稀释涂布平板法外，还有_________________________的方法。

（2）乙图是培养出的单菌落示意图，最适合分解秸秆的两个菌落是_____________（填数字），纤维素分解菌将纤维素最终分解为___________________。从图中可以看出培养基上菌落数较少，推测可能的原因是__________________________________________。

（3）为了长期保存该微生物，可以采用_______________________的方法。

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北方地区烧秸秆是导致冬季空气污染的原因之一。为研究玉米秸秆还田量对农田土壤小动物数量的影响，4月中旬，某硏究人员将一块试验田平均分成4份，埋入不同质量的玉米秸秆，分别于6月～9月调查4个秸秆量不同的农田中土壤小动物数量，结果如下图。请分析回答：

（1）土壤中小动物的身体微小、有较强的活动能力，调查时常用_____________的方法进行采集。

（2）据图分析，木实验所能得出的结论有：一是6月-8月初农田土壤小动物的数量逐渐增多，8月初之后逐渐下降；二是在一定范围内，__________________________。

（3）秸秆不仅可以还田、加工成饲料，还可用于发酵生产沼气，这体现了生物多样性的___________价值。

（4）在农业生产中，秸秆还田的优点有（写出至少两点）______________________。

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某生物兴趣小组探究秸秆焚烧对土壤小动物种群数量的影响，选择山东济宁玉米样地和大豆样地进行实验，结果如下表所示（表中数据为某种土壤小动物的数量）。下列有关叙述错误的是　 （　　 ）

A.7~8月份土壤小动物的年龄组成为增长型

B.秸秆焚烧对玉米样地的影响高于大豆样地

C.秸秆焚烧会提前土壤小动物数量的高峰期

D.焚烧秸秆会改变农田群落演替的速度和方向

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秸秆还田可以减少环境污染，还能改善土壤结构，影响土壤小动物的生活。为研究玉米秸秆还田量对农田土壤节肢动物数量的影响，4月中旬，内蒙古研究人员将一块试验田平均分成4份，埋入不同质量的玉米秸秆，分别于6月~9月调查4个秸秆量不同的农田中土壤节肢动物数量，结果如下图。请分析回答：

（1）土壤中节肢动物的身体微小、有较强的活动能力，调查时常用_____________方法进行采集，统计方法常用_____________法和_____________法。

（2）据图分析，本实验所能得出的结论有：一是6月~8月初农田土壤节肢动物的数量逐渐增多，8月初之后逐渐下降；二是在一定范围内，_____________。

（3）调查中还发现，某种以农作物根茎为食的蟋蟀，在6月~8月的数量变化趋势与上图中12000kg/hm2的曲线趋势相近。据此可判断，此蟋蟀种群在7月份时的年龄结构为_____________型，为降低其对农作物的危害，生产上可通过人工合成的化学物质吸引和诱捕雄性个体，使蟋蟀种群的_____________下降，从而降低种群数量，这属于_____________防治。

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生物炭是指利用炭化技术使生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产物。科研人员以玉米秸秆（生物炭原材料）、北方粳稻为材料进行实验。结果如下表：

（1）选择___________的北方粳稻，移栽至各组土壤中进行实验。其中,Ⅰ组为对照组，处理方式为___________。

（2）与Ⅰ组相比，___________期，生物炭对根鲜重的促进作用最大，该时期___________组实验的处理方式对根鲜重的促进作用最明显。

（3）生物炭本身质轻、多孔, 施入土壤后可提高土壤肥力和肥料利用效率，它还富含一些作物生长所需的营养元素, 故此研究成果对在实践中遵循生态工程的___________原理具有指导意义。

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[生物——选修1：生物技术实践]（15分）

随着环境污染的加剧和石油危机出现，越来越多的国家使用乙醇作为代替燃料，生产中玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇，已知秸秆的主要成分是纤维素，回答下列问题：

（1）人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解，纤维素分解菌多分布在富含　　　　　　 的土壤中。

（2）从土壤中筛选纤维素分解菌所需要配制的培养基从功能上看属于　　　　　　 培养基，该培养基中需要加入纤维素粉作为唯一的　　　　　　 。

（3）经过梯度稀释后，要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上，在该培养基中需要加入的染料是　　　　　　　　 ，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生　　　　　　　　 来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布平板之后需要对涂布器进行　　　　　　 处理。

（4）产生葡萄糖后需要用到　　　　　　　　 （微生物）发酵产生酒精，可以使用　　　　　　　　 检测产物是否为酒精，该试剂在酸性条件下可与酒精反应，溶液呈灰绿色。

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