Question

为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用，美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷(编号1、2)，两个山谷各有一条小溪。1965年冬，研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量，发现2号山谷小溪的出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含量变化如下图所示。

请回答问题：

(1)大气中的N₂进入该森林群落的两种途径有　　　　　　 ___________　　　 。在森林群落中，能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是　　　　　　　　　　　　　 。

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

成　　　　　 两类生物大分子。

(3)图中显示，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，其原因是不同季节生物　　　　　　 ______　　　　　　　　　　 __。

(4)1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高，主要的两个原因是　　　　　　 ______________　　　　　　　　　　　　　 ______________　　　　　　 。

(5)硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中，硝酸盐可转变成亚硝酸盐。NO^-₂能使DNA中C-G碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后，在该位点上产生的碱基对新类型是_____________　 、_____________　 。

(6)氮元素从森林群落输出的两种途径是______________　　　　　　　　　 　　　　______________　　　　 。

(7)该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是_________________　　　　　　 ____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __　 。

 

Answer 1

(1)生物固氮、闪电固氮 植物和微生物 (2)NH₄+蛋白质、核酸 (3)对硝酸盐的利用量不同 (4)丧失了植物对硝酸盐的吸收；动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪 (5)T—A U—A

(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变为N?2返回大气、雨水的冲刷

(7)涵养水源、同化无机环境中的氮元素

 

(1)大气中N₂进入生物群落的主要途径是生物固氮,另外还有闪电固氮。能够固氮的生物有植物(如：大豆)和微生物(如：圆褐固氮菌和根瘤菌)。

(2)氮元素以N₂、NO₃-和NH₄+的形式被生物吸收，并参与生物体内蛋白质和核酸这两类生物大分子的合成。生物体内的生物大分子有蛋白质、核酸、脂质、糖类，而N元素是核酸和蛋白质的重要组成元素。

(3)据图分析可知，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，可能是不同季节生物对硝酸盐的利用量不同。

(4)1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高。从来源和去路上分析：一是因为硝酸盐的去路减少，二是因为硝酸盐的来路增加。根据题意，1965年冬，2号山谷中的树木全部被砍倒留在原地。这样就丧失了植物对硝酸盐的吸收，而动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪，导致小溪中硝酸盐的含量急剧升高。

(5)　　　　　　 U-A

C-G →U-GU-A → A-T(新类型)

↘G-C → G-C

　　　　　　　　　　 C-G

(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变为N₂返回大气或雨水的冲刷，都可以使N元素从森林群落中输出。

(7)植物被砍倒，小溪中的硝酸盐含量增加说明植物可以同化无机环境中的N元素；将2号山谷中的树木全部砍倒，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%，说明植被还有涵养水源的作用。