Question

如圖1所示我國農(nóng)村采用的一種沼氣池的剖面示意圖．使用時由進料口放進農(nóng)作物的廢棄物如秸稈、雜草、樹葉等以及人、畜的糞便，然后加滿水到一定位置以留下貯氣空間．經(jīng)過一定時間的發(fā)酵之后，便有沼氣產(chǎn)生．
（1）在沼氣發(fā)酵過程中，進行著非常復雜的微生物代謝活動．其呼吸類型主要有好氧型和厭氧型兩種．若此發(fā)酵池加滿料之后不再續(xù)加原料，試參考圖氧氣含量變化曲線，在圖2中畫出沼氣池中兩種類型微生物的數(shù)量消長規(guī)律．

 

（2）微生物群體生長隨著時間的推移而發(fā)生有規(guī)律地變化，請你簡單闡述微生物生長由對數(shù)期向穩(wěn)定期轉變的原因．

 

（3）農(nóng)藥的廣泛使用一方面保障了農(nóng)作物產(chǎn)量的提高，另一方面也造成嚴重的環(huán)境污染．一般來說，施用農(nóng)藥的80%會殘留在作物秸稈和土壤中．人們發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥殘留物在沼氣發(fā)酵過程中會被部分降解．若能從發(fā)酵液中分離出可以降解農(nóng)藥殘留物的微生物，將會具有極高的應用價值．請你應用所學知識，設計一個從發(fā)酵液中分離出可降解農(nóng)藥殘留物微生物的方案（只要求寫出思路及工作程序，不要求具體的操作步驟及過程）．

 

已經(jīng)具備的條件：①當?shù)卮罅渴褂玫霓r(nóng)藥；②從發(fā)酵池中采集到的微生物混合樣品；③配制好并經(jīng)滅菌處理的液體培養(yǎng)基，并等量分裝成若干瓶；④培養(yǎng)瓶、恒溫箱等各種必需的實驗器具．
（4）發(fā)酵材料中含有的動、植物蛋白質可以在微生物的作用下分解，其分解過程可用下面的簡圖表示：
A、B、C、D、E分別表示不同在微生物的作用下進行的，其中的自養(yǎng)型生物有

 

，異養(yǎng)型生物有

 

．

（5）農(nóng)作物秸稈直接用于生產(chǎn)沼氣還是有些“奢侈”，其中的物質（主要指蛋白質、糖等有機物）和能量還可以轉變成具有很高經(jīng)濟效益的產(chǎn)品．請你設計一個能夠更有效地利用作物秸稈中物質和能量的方案（最好使用概念圖表達），以便在獲得生態(tài)效益的同時，盡量爭取更大的經(jīng)濟效益．

 

提示：方案應體現(xiàn)物質的多級利用和能量的充分利用，并使產(chǎn)品能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益．（答案合理即可）

Answer 1

考點：生態(tài)農(nóng)業(yè)工程

專題：

分析：生態(tài)農(nóng)業(yè)是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟復合系統(tǒng)，將農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)同農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)綜合統(tǒng)一起來，以取得最大的生態(tài)經(jīng)濟整體效益．它也是農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)綜合起來的大農(nóng)業(yè)，又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售綜合起來，適應市場經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)．生態(tài)工程的基本原理有物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調與平衡原理、整體性原理和系統(tǒng)學和工程學原理．

解答： 解：（1）甲為好氧型微生物，開始時發(fā)酵池中氧氣含量較多，甲大量繁殖，數(shù)目不斷增多；隨著發(fā)酵池中氧氣的消耗，氧氣含量不斷減少，甲數(shù)量不斷減少．乙為厭氧型微生物，開始時發(fā)酵池中氧氣含量較多，乙的繁殖受到抑制；隨著發(fā)酵池中氧氣的消耗，氧氣含量不斷減少，乙大量繁殖，數(shù)量不斷增多；隨著營養(yǎng)物質的消耗，有害代謝產(chǎn)物的積累，pH的變化等，微生物增殖的速率下降，死亡的數(shù)目增加，新增和死亡的數(shù)量趨于平衡，乙的數(shù)量保持穩(wěn)定；最后由于環(huán)境越來越惡劣，越來越不利于生存，死亡率不斷增加，出生率不斷降低，乙的數(shù)量不斷減少．

（2）微生物生長由對數(shù)期向穩(wěn)定期轉變的原因：隨著營養(yǎng)物質的消耗，有害代謝產(chǎn)物的積累，pH的變化等，微生物增殖的速率下降，死亡的數(shù)目增加，新增和死亡的數(shù)量趨于平衡．
（3）從發(fā)酵液中分離出可以降解農(nóng)藥殘留物的微生物，具體步驟如下：①向各培養(yǎng)瓶中加入等量的當?shù)卮罅渴褂玫霓r(nóng)藥；②將從發(fā)酵池中采集到的微生物混合樣品接種到加入了農(nóng)藥的若干份液體培養(yǎng)基中；③在適宜的環(huán)境條件中培養(yǎng)；④測量各培養(yǎng)瓶內農(nóng)藥的含量；⑤農(nóng)藥含量最低的培養(yǎng)瓶內的微生物既為具有較強的降解農(nóng)藥殘留物功能的種類．
（4）A、B、C、D、E分別表示不同在微生物的作用下進行的，自養(yǎng)型生物是指能將無機物合成有機物，故其中的自養(yǎng)型生物有D、E；異養(yǎng)型生物只能利用現(xiàn)成的有機物，故其中異養(yǎng)型生物有A、B、C．
（5）為了在獲得生態(tài)效益的同時，盡量爭取更大的經(jīng)濟效益，能夠更有效地利用作物秸稈中物質和能量，現(xiàn)設計如下方案：

故答案為：
（1）

（2）隨著營養(yǎng)物質的消耗，有害代謝產(chǎn)物的積累，pH的變化等，微生物增殖的速率下降，死亡的數(shù)目增加，新增和死亡的數(shù)量趨于平衡
（3）①向各培養(yǎng)瓶中加入等量的當?shù)卮罅渴褂玫霓r(nóng)藥；②將從發(fā)酵池中采集到的微生物混合樣品接種到加入了農(nóng)藥的若干份液體培養(yǎng)基中；③在適宜的環(huán)境條件中培養(yǎng)；④測量各培養(yǎng)瓶內農(nóng)藥的含量；⑤農(nóng)藥含量最低的培養(yǎng)瓶內的微生物既為具有較強的降解農(nóng)藥殘留物功能的種類（注：①答案第一點必須強調等量；②不要求答出可降解農(nóng)藥殘留的微生物的純化和擴大培養(yǎng)．③此答案不是惟一答案）
（4）D、E       A、B、C
（5）

點評：本題主要考查學生的分析理解能力、作圖能力．與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點有實現(xiàn)對物質再循環(huán)利用；實現(xiàn)對能量的多級利用，提高了能量的利用率；有利于生態(tài)環(huán)境的保護等．