Question

為研究森林群落在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的作用，美國一研究小組在某無人居住的落葉林區(qū)進行了3年實驗。實驗區(qū)是兩個毗鄰的山谷(編號1、2)，兩個山谷各有一條小溪。1965年冬，研究人員將2號山谷中的樹木全部砍倒留在原地。通過連續(xù)測定兩條小溪下游的出水量和硝酸鹽含量，發(fā)現(xiàn)2號山谷小溪的出水量比樹木砍倒前升高近40%。兩條小溪中的硝酸鹽含量變化如下圖所示。

請回答問題：

(1)大氣中的N₂進入該森林群落的兩種途徑有　　　　　　 ___________　　　 。在森林群落中，能從環(huán)境中直接吸收含氮無機物的兩大類生物是　　　　　　　　　　　　　 。

(2)氮元素以N₂、NO^-₃和　　　　　　　　 的形式被生物吸收，進入細胞后主要用于合

成　　　　　 兩類生物大分子。

(3)圖中顯示，1號山谷溪水中的硝酸鹽含量出現(xiàn)季節(jié)性規(guī)律變化，其原因是不同季節(jié)生物　　　　　　 ______　　　　　　　　　　 __。

(4)1966年5月后，2號山谷溪水中的硝酸鹽含量急劇升高，主要的兩個原因是　　　　　　 ______________　　　　　　　　　　　　　 ______________　　　　　　 。

(5)硝酸鹽含量過高的水不宜飲用。在人體消化道中，硝酸鹽可轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽。NO^-₂能使DNA中C-G堿基對中的“C”脫氨成為“U”。上述發(fā)生突變的堿基對經(jīng)兩次復(fù)制后，在該位點上產(chǎn)生的堿基對新類型是_____________　 、_____________　 。

(6)氮元素從森林群落輸出的兩種途徑是______________　　　　　　　　　 　　　　______________　　　　 。

(7)該實驗結(jié)果說明森林群落中植被的兩個主要作用是_________________　　　　　　 ____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __　 。

 

Answer 1

(1)生物固氮、閃電固氮 植物和微生物 (2)NH₄+蛋白質(zhì)、核酸 (3)對硝酸鹽的利用量不同 (4)喪失了植物對硝酸鹽的吸收；動植物遺體分解后，產(chǎn)生的硝酸鹽進入小溪 (5)T—A U—A

(6)通過細菌的作用將硝酸鹽最終變?yōu)镹?2返回大氣、雨水的沖刷

(7)涵養(yǎng)水源、同化無機環(huán)境中的氮元素

 

(1)大氣中N₂進入生物群落的主要途徑是生物固氮,另外還有閃電固氮。能夠固氮的生物有植物(如：大豆)和微生物(如：圓褐固氮菌和根瘤菌)。

(2)氮元素以N₂、NO₃-和NH₄+的形式被生物吸收，并參與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸這兩類生物大分子的合成。生物體內(nèi)的生物大分子有蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖類，而N元素是核酸和蛋白質(zhì)的重要組成元素。

(3)據(jù)圖分析可知，1號山谷溪水中的硝酸鹽含量出現(xiàn)季節(jié)性規(guī)律變化，可能是不同季節(jié)生物對硝酸鹽的利用量不同。

(4)1966年5月后，2號山谷溪水中的硝酸鹽含量急劇升高。從來源和去路上分析：一是因為硝酸鹽的去路減少，二是因為硝酸鹽的來路增加。根據(jù)題意，1965年冬，2號山谷中的樹木全部被砍倒留在原地。這樣就喪失了植物對硝酸鹽的吸收，而動植物遺體分解后，產(chǎn)生的硝酸鹽進入小溪，導(dǎo)致小溪中硝酸鹽的含量急劇升高。

(5)　　　　　　 U-A

C-G →U-GU-A → A-T(新類型)

↘G-C → G-C

　　　　　　　　　　 C-G

(6)通過細菌的作用將硝酸鹽最終變?yōu)镹₂返回大氣或雨水的沖刷，都可以使N元素從森林群落中輸出。

(7)植物被砍倒，小溪中的硝酸鹽含量增加說明植物可以同化無機環(huán)境中的N元素；將2號山谷中的樹木全部砍倒，發(fā)現(xiàn)2號山谷小溪出水量比樹木砍倒前升高近40%，說明植被還有涵養(yǎng)水源的作用。