Question

【題目】某湖泊是我國著名的風景旅游區(qū)，也是一個淺水型城市富營養(yǎng)化湖泊�？蒲腥藛T利用沉水植物對該湖泊進行生態(tài)修復(fù)工程。

（1）該湖泊可以通過____________抵御和消除一定限度的外來干擾，保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定。

（2）下圖1是湖泊生態(tài)系統(tǒng)中部分生物間的食物關(guān)系，若甲和丙糞便中的能量為M，呼吸作用消耗的能量為R，用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動的能量為N，則圖中第二營養(yǎng)級的同化量可表示為_________

（3）科研人員用菹草、苦草兩種沉水植物在湖泊不同處理區(qū)域進行實驗，并測量水體中的總氮

（TN）、總磷（TP）、葉綠素a含量等指標，實驗結(jié)果如圖2、圖3所示：

圖2說明__________________________________________________。水樣中的葉綠素a含量可以代表浮游藻類的多少，由圖3可知，沉水植物可以_________ “水華”的爆發(fā)。

（4）細菌的豐富度變化可以作為評判生態(tài)修復(fù)效果的重要指標�？蒲腥藛T提取不同處理區(qū)水體細菌的16s-rDNA（約1.5Kb左右，能體現(xiàn)不同菌屬之間的差異）進行PCR，電泳結(jié)果如下圖4所示：

湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，大部分細菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的________成分。據(jù)圖4結(jié)果分析可知，種植菹草和苦草可以較好實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)，證據(jù)是___________________________________。

（5）某生物被引入該湖泊后，其種群基因型頻率變化如下:

基因型	引入前，原地	引入后5年，本地	引入后8年，本地
AA	51%	60%	78%
aa	11%	10%	6%

通過對該物種引入前后種群基因頻率的比較，該物種在引入前后是否發(fā)生進化？___判斷的依據(jù)是_____________________。

Answer 1

【答案】自我調(diào)節(jié)（或（負）反饋調(diào)節(jié)） N+R 種植菹草和苦草均能有效降低水體的總氮和總磷，但菹草更能有效降低總氮，苦草更能有效降低總磷 抑制 分解者 菹草和苦草處理后水體細菌的豐富度（種類）均大于無草處理后水體細菌的豐富度 是 種群的基因頻率發(fā)生了變化

【解析】

分析圖示1：由兩條食物鏈組成的食物網(wǎng)，植物→丙→丁；植物→甲→乙→丁。

分析圖示2：用兩種沉水植物處理后，水體中的總氮（TN）、總磷（TP）含量均下降，說明種植菹草和苦草均能有效降低水體的總氮和總磷；用菹草處理的水體中總氮（TN）含量下降值比苦草處理的大，說明菹草更能有效降低總氮；而用苦草處理的水體中總磷（TP）含量下降比菹草處理的大，說明苦草更能有效降低總磷。

分析圖示3：用兩種沉水植物處理后，水樣中的葉綠素a含量均明顯下降，而水樣中葉綠素a含量與單細胞藻類和藍藻有關(guān)，說明水樣中單細胞藻類和藍藻數(shù)量明顯下降，沉水植物可以抑制水華的爆發(fā)。

分析圖示4:16s-rDNA能體現(xiàn)不同菌屬之間的差異，而菹草和苦草處理區(qū)水體細菌的16s-rDNA電泳條帶都比無草的對照組多；說明菹草和苦草處理后水體細菌的豐富度均大于無草處理后水體細菌的豐富度，種植菹草和苦草可以較好的實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。

種群基因頻率發(fā)生改變，即種群發(fā)生了進化。

（1）湖泊是生態(tài)系統(tǒng)，具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，在受到外界干擾時，生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)來抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)和功能保持相對穩(wěn)定。

（2）某營養(yǎng)級攝入的能量=同化量+糞便量；該營養(yǎng)級同化量的去向主要有：呼吸作用消耗的能量和用于自身生長、發(fā)育和繁殖等的能量，故第二營養(yǎng)級的同化量為：甲和丙呼吸作用消耗R+甲和丙自身生長、發(fā)育和繁殖等的能量N。

（3）用兩種沉水植物處理后，水體中的總氮（TN）、總磷（TP）含量均下降，說明種植菹草和苦草均能有效降低水體的總氮和總磷；用菹草處理的水體中總氮（TN）含量下降值比苦草處理的大，說明菹草更能有效降低總氮；而用苦草處理的水體中總磷（TP）含量下降比菹草處理的大，說明苦草更能有效降低總磷。浮游藻類中含有葉綠素，水樣中葉綠素a含量可以代表浮游藻類的過少，圖中用兩種沉水植物處理后，水樣中的葉綠素a含量均明顯下降，說明水樣中浮游藻類數(shù)量明顯下降，由此抑制了“水華”的爆發(fā)。

（4）湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，大部分細菌營腐生生活，細菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的分解者成分。分析圖示4:16s-rDNA能體現(xiàn)不同菌屬之間的差異，而菹草和苦草處理區(qū)水體細菌的16s-rDNA電泳條帶都比無草的對照組多；說明菹草和苦草處理后水體細菌的豐富度均大于無草處理后水體細菌的豐富度，種植菹草和苦草可以較好的實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。

（5）通過表格可計算，引入前，原地種群中A%=51%+1/2（1-51%-11%）=70%，a%=30%；引入后5年，本地種群中A%=60%+1/2（1-60%-10%）=75%，a%=25%；引入后8年，本地A%=78%+1/2（1-78%-6%）=86%，a%=14%，該物種在引入前后種群基因頻率發(fā)了改變，故發(fā)生了進化。