Question

【題目】塑料給人們的生活帶來(lái)了便利，但由于它的物理化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，又疏水，自然降解時(shí)間需要500年以上！在過(guò)去的50年里，全球塑料產(chǎn)量增加了20倍，在環(huán)境中留下了70億噸的垃圾。北京航空航天大學(xué)教授楊軍團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)13年的潛心研究，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)腸道內(nèi)的微生物能夠降解塑料的最主要成分——聚苯乙烯。以下為他們的研究過(guò)程，請(qǐng)分析作答：

（1）分別用等量的麥麩（把小麥種子加工成面粉過(guò)程中余下的外皮，是黃粉蟲(chóng)喜愛(ài)的食物）和泡沫塑料喂食黃粉蟲(chóng)，30天后實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1和圖2所示：

a. 據(jù)圖1可知，飼喂30天后黃粉蟲(chóng)吃掉泡沫塑料_________克。

b. 據(jù)圖2可知，泡沫塑料組與麥麩組黃粉蟲(chóng)存活率________，說(shuō)明________。

c. 為證明“聚苯乙烯是被黃粉蟲(chóng)吸收利用的”，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。_________

（2）給黃粉蟲(chóng)喂食對(duì)腸道菌群有很強(qiáng)抑制能力的慶大霉素，十天后，腸道里面的菌群數(shù)量降到零。再喂食聚苯乙烯，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)對(duì)聚苯乙烯的降解效率幾乎為零。據(jù)此能得出的結(jié)論是____________。

（3） 研究人員最終從腸道菌群中分離出兩種能分解聚苯乙烯的細(xì)菌，以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)補(bǔ)充完善分離實(shí)驗(yàn)的操作步驟。

a. 制備黃粉蟲(chóng)的腸道菌懸液；

b. 聚苯乙烯降解菌的富集和分離：將適量菌懸液加入含聚苯乙烯薄片的____（液體、固體）無(wú)碳培養(yǎng)基中培養(yǎng)，對(duì)照組的處理是_________；

c. 60天后，實(shí)驗(yàn)組的聚苯乙烯薄片明顯變小變薄，將培養(yǎng)物用______法接種并培養(yǎng)得到單個(gè)菌落；

d. 對(duì)上述菌落進(jìn)行篩選，得到對(duì)聚苯乙烯有較強(qiáng)降解能力的兩種細(xì)菌，經(jīng)鑒定為微小桿菌和金黃桿菌。

Answer 1

【答案】1.8 無(wú)明顯差異 黃粉蟲(chóng)可以以泡沫塑料作為食物 用13C標(biāo)記的聚苯乙烯喂食黃粉蟲(chóng)，一段時(shí)間后會(huì)在黃粉蟲(chóng)呼出的CO2和蟲(chóng)體內(nèi)的化合物中檢測(cè)到相同的同位素（13C） 腸道菌群在黃粉蟲(chóng)降解聚苯乙烯的過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮了主要作用 液體 將等量無(wú)菌水加入含聚苯乙烯薄片的無(wú)碳培養(yǎng)基中培養(yǎng) 稀釋涂布法或平板劃線法

【解析】

黃粉蟲(chóng)腸道內(nèi)的微生物能夠降解塑料的最主要成分——聚苯乙烯。下圖圖1是分別用等量的麥麩和泡沫塑料喂食黃粉蟲(chóng)：30天后泡沫塑料質(zhì)量損失1.8克，圖2說(shuō)明無(wú)食物組的黃粉蟲(chóng)存活率最低，泡沫塑料組與麥麩組黃粉蟲(chóng)存活率無(wú)明顯差異。

（1）分別用等量的麥麩（把小麥種子加工成面粉過(guò)程中余下的外皮，是黃粉蟲(chóng)喜愛(ài)的食物）和泡沫塑料喂食黃粉蟲(chóng)，a. 據(jù)圖1可知，30天后泡沫塑料質(zhì)量損失1.8克，即飼喂30天后黃粉蟲(chóng)吃掉泡沫塑料1.8克。

b. 據(jù)圖2可知，無(wú)食物組的黃粉蟲(chóng)存活率最低，泡沫塑料組與麥麩組黃粉蟲(chóng)存活率無(wú)明顯差異，說(shuō)明黃粉蟲(chóng)可以以泡沫塑料作為食物以維持存活。

c. 為證明“聚苯乙烯是被黃粉蟲(chóng)吸收利用的”，需要用同位素標(biāo)記聚苯乙烯，之后檢測(cè)黃粉蟲(chóng)體內(nèi)該同位素是否增加，或黃粉蟲(chóng)的代謝產(chǎn)物中是否有該同位素。具體操作如下：

用13C標(biāo)記的聚苯乙烯喂食黃粉蟲(chóng)，一段時(shí)間后會(huì)在黃粉蟲(chóng)呼出的CO2和蟲(chóng)體內(nèi)的化合物中檢測(cè)到相同的同位素（13C）。

（2）給黃粉蟲(chóng)喂食對(duì)腸道菌群有很強(qiáng)抑制能力的慶大霉素，使腸道里面的菌群數(shù)量降到零。再喂食聚苯乙烯，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)對(duì)聚苯乙烯的降解效率幾乎為零。說(shuō)明腸道菌群在黃粉蟲(chóng)降解聚苯乙烯的過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮了重要作用。

（3） 研究人員最終從腸道菌群中分離出兩種能分解聚苯乙烯的細(xì)菌，實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下。

a. 制備黃粉蟲(chóng)的腸道菌懸液；

b. 聚苯乙烯降解菌的富集和分離：將適量菌懸液加入含聚苯乙烯薄片的液體無(wú)碳培養(yǎng)基中培養(yǎng)，聚苯乙烯作為唯一碳源；對(duì)照組的處理是將等量無(wú)菌水加入含聚苯乙烯薄片的無(wú)碳培養(yǎng)基中培養(yǎng)，對(duì)照組原則上不能降解聚苯乙烯；

c. 60天后，實(shí)驗(yàn)組的聚苯乙烯薄片明顯變小變薄，將培養(yǎng)物用稀釋涂布法或平板劃線法

法接種并培養(yǎng)得到單個(gè)菌落；