题目内容

【题目】南极磷虾广泛分布在南极海域,它们主要摄食海水表层的浮游植物,同时也是部分鱼类、企鹅、海鸟、鲸、海豹等生物的饵料,在南极生态系统中扮演着至关重要的角色。

1)南极海域中的各种生物共同构成________,南极磷虾属于生态系统组成成分中的_________。长期捕食磷虾的生物中,蓝鲸长有密集的鲸须,食蟹海豹的牙齿具有复杂缺刻、能够彼此交合,这些过滤结构为捕食成群的南极磷虾提供了方便,体现了生物体的_________相适应的特点。

2)蓝鲸是南极海域捕食磷虾量最大的生物。当极昼来临,蓝鲸在南极海域聚集,它们潜入一定深度捕食,回到水面排泄,鲸粪中含有丰富的氮、磷、铁等,这种行为加快了生态系统的_________,对缺乏矿质元素的极地表层水域非常重要。此时,表层水体中浮游植物爆发性生长,其原因是_________(写出2点)。

3)据调查,磷虾的数量已经连续数十年呈下降趋势,具体原因还不十分确定。图所示为最近100年蓝鲸种群数量的变化趋势。你认为这种变化会使南极磷虾种群数量增加、减少,还是无法确定?请阐述你的理由。________

4)虽然南极磷虾资源蕴藏量巨大,但人类开发利用仍然需要十分谨慎。若想达到生态效益与经济效益双赢,应采取怎样的措施?________

【答案】生物群落 消费者 结构与功能 物质循环 鲸粪被微生物分解后为浮游植物提供矿质营养;

极昼的光照条件(温度条件)有利于浮游藻类快速地繁殖

鲸大量捕食鳞虾,磷虾数量下降,浮游植物被捕食量减少 不确定,蓝鲸种群数量减少对于磷虾种群数量的影响,在短期和长期效应上会有不同,具体结果难以确定 划定捕捞区域,限定捕捞时间和捕捞量。进行全面调查(评估),根据资源量,确定捕捞量

【解析】

1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,其中生产者、消费者和分解者共同组成了生物群落。食物链和食物网是通过错综复杂的捕食关系而建立的营养结构。

2、生态系统的物质循环是指组成生物体的CHONPS等元素,都不断地进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。

1)南极海域中的各种生物共同构成了生物群落,依据题干信息南极磷虾主要摄食海水表层的浮游植物,同时也是部分鱼类、企鹅、海鸟、鲸、海豹等生物的饵料可知,南极磷虾属于生态系统中的消费者。这些过滤结构为捕食成群的南极磷虾提供了方便,体现了生物体的结构与功能相适应的特点。

2)蓝鲸捕食磷虾后又把鲸粪排出水面,在微生物的分解下为浮游植物提供丰富的氮、磷、铁等矿质元素,这样加快了生态系统的物质循环,也促进表层水体中浮游植物生长。同时鲸大量捕食鳞虾,磷虾数量下降,浮游植物被捕食量减少,以及极昼的光照条件(温度条件)有利于浮游藻类快速地繁殖等等原因,最终促进表层水体中浮游植物爆发性生长。

3)磷虾种群数量不仅仅受蓝鲸的影响,对于下降的蓝鲸种群数量变化趋势,也无法确定磷虾种群数量,因为蓝鲸种群数量减少对于磷虾种群数量的影响,在短期和长期效应上会有不同,具体结果难以确定。

4)为了更好的生态效益与经济效益双赢,对于南极磷虾应做好以下几点,划定捕捞区域,限定捕捞时间和捕捞量。进行全面调查(评估),根据资源量,确定捕捞量等等。

练习册系列答案
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【题目】阅读下面材料,完成(1~4)题

厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水的研究

随着科学技术和生物工程的发展,微生物作为污水的清道夫应用越来越广泛。微生物能够快速繁殖,分解污染物并将其转化为无害物质,实现对污水的高效处理。

在现有的各类污水处理技术中,好氧生物处理技术发展较为成熟,但存在能耗高、污泥产量高以及资源回收率低等缺点。厌氧生物处理是厌氧微生物利用有机废水中的有机质作为自身营养物质,在适宜的条件下(如合适的温度、pH 等)将其转化为沼气的过程。后者具有能耗低、污泥产量少及易于控制等优点。

厌氧膜生物处理技术结合了厌氧生物处理与膜过滤系统,成为处理高浓度有机废水的研究热点。厌氧膜生物反应器(AnMBR)是此项技术的实际应用,其工作过程分为厌氧消化与膜过滤两个阶段,具体装置如图所示。

厌氧消化过程是由厌氧微生物所进行的一系列生物化学的耦合反应。由于厌氧反应器内部各区域的差异,造成非产甲烷细菌、产甲烷细菌出现有规律的演替,通过各种群之间的相互利用、相互制约,

构成一个相对稳定的微生物群落,从而保证了生物代谢过程的正常进行。厌氧反应器是AnMBR的核心装置之一,其设计必须保证微生物停留的时间足

够长,这样才能减少污染物与膜的接触,减少膜污染的发生。

选择合适的膜材料和膜组件是反应器设计的关键。应用于AnMBR的膜材料可分为3种形态:疏水性有机聚合膜、金属膜和非金属膜(陶瓷膜)。膜污染是各类膜生物反应器技术都面临的难题之一。在污水处理过程中,反应器中的物质(水溶性有机物、细胞裂解产物和无机沉淀物等)会在膜孔、膜表面沉积,形成膜垢。膜结垢后使得整个操作系统的稳定性和可靠性减小,从而降低了反应器的处理效能。解决这些问题的方法除了更换膜,还可以对膜进行清洁。物理法清洁主要包括反冲洗、表面冲洗和超声波处理;化学法是指运用特定的试剂(酸、碱和氧化剂等)来去除膜的污染;生物法是指采用酶制剂来清洗膜污染物中的有机污染物。

如果能有效解决AnMBR目前存在的各种问题,此技术将在污水处理方面发挥更大的作用。

1)根据材料信息可以看出,厌氧膜生物处理技术是利用微生物的________作用和膜的过滤功能,有效处理高浓度有机废水。应用此技术可以__________(选择下列序号填写),实现环境与经济效益的双赢。

a.促进物质循环再生 b.促进新物种的产生 c.提高人类对生态系统能量利用的效率

2)研究发现,用AnMBR处理海产品加工的高盐度废水时,常常出现处理效果差,去除速度低等现象,可能的原因是____________

3)科研人员欲利用现有能分解不同有机污染物的各菌种和基因工程技术,培育出一种能同时高效降解多种有机污染物的超级菌,用以提高AnMBR处理废水的能力。请简述培育思路。__________

4)结合文中信息分析,与物理法和化学法清洁膜相比,生物法清洁膜的优势。 __________

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