研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在 “ 科学号 ” 考察船对中国南海科考中,中国科学家采集了某海域 1146 米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。
回答下列问题:
(1) 研究者先制备富集培养基,然后采用 法灭菌,冷却后再接入沉积物样品, 28℃ 厌氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物,为了获得纯种培养物,除了稀释涂布平板法,还可采用 法。据图分析,拟杆菌新菌株在以 为碳源时生长状况最好。
(2) 研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推测其原因可能是 。(答一点即可)
(3) 藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 。
(4) 深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般共性外,其特性可能还有 。
(1) 高压蒸汽灭菌 平板划线 纤维素
(2) 某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活)
(3) 拟杆菌作为分解者,将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行
(4) 耐低温
【分析】进行微生物纯种培养物时,人们需要按照微生物对营养物质的不同需求配制培养基;还需要防止杂菌污染,无菌技术主要包括消毒和灭菌。获得微生物纯培养物的常用方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】( 1 )培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平板法或平板划线法,将单个微生物分散在固体培养基上,经过培养得到单菌落,从而获得纯净培养物。分析图 12 可知,在以纤维素为碳源的培养基中,细胞数量最多,可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
( 2 )深海冷泉中可能存在某些微生物,只有利用冷泉中的特有物质才能生存(或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活),故将采集的样品置于各种培养基中培养,仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。
( 3 )拟杆菌为异养生物,作为该生态系统的分解者,能将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行。
( 4 )深海冷泉温度较低,故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,应具有耐低温的特性,才能高效降解多糖,保证拟杆菌的正常生命活动所需。
生态系统的组成:
1.生态系统的概念与内涵
(1)概念:生态系统是由生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体。
2.生态系统的成分
成分 | 归类 | 各成分的组成 | 在生态系统中的作用 | 地位 |
非生物的物质和能量 | 无机物、有机物、气候、能源 | 生物群落中的物质和能星的根本来源 | 必需成分 | |
生产者 | 自养生物 | (1)绿色植物(2)光合细菌和蓝藻(3)化能合成细菌,如铁细菌 | 将无机环境中的物质和能量通过光合作用引入生物群落,为消费者、分解者提供物质和能量 | 基石 |
消费者 | 异养生物 | (1)绝大多数动物(2)寄生生物 | 帮助生产者传粉、传播种子等 | 最活跃的成分 |
分解者 | 异养生物 | (l)腐生细菌和真菌(2)腐食动物,如蚯蚓、蜣螂等 | 把动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成简单的无机物 | 循环的关键成分 |
生态系统的组成:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
生态系统:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
易错点拨:
1、细菌并不都是分解者,如硝化细菌是自养型生物,属于生产者;寄生细菌属子特殊的消费者。
2、动物并不都是消费者,如蜣螂、蚯蚓、某些原生动物等以植物残体、粪便为食的腐食动物属于分解者。
3、生产者并不都是绿色植物,如蓝藻、硝化细菌等原核生物也是生产者,应该说生产者包括绿色植物。
4、植物并不都是生产者,如菟丝子营寄生生活,属于消费者。
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