如图1所示我国农村采用的一种沼气池的剖面示意图.使用时由进料口放进农作物的废弃物如秸秆、杂草、树叶等以及人、畜的粪便,然后加满水到一定位置以留下贮气空间.经过一定时间的发酵之后,便有沼气产生.
(1)在沼气发酵过程中,进行着非常复杂的微生物代谢活动.其呼吸类型主要有好氧型和厌氧型两种.若此发酵池加满料之后不再续加原料,试参考图氧气含量变化曲线,在图2中画出沼气池中两种类型微生物的数量消长规律.
(2)微生物群体生长随着时间的推移而发生有规律地变化,请你简单阐述微生物生长由对数期向稳定期转变的原因.
(3)农药的广泛使用一方面保障了农作物产量的提高,另一方面也造成严重的环境污染.一般来说,施用农药的80%会残留在作物秸秆和土壤中.人们发现,农药残留物在沼气发酵过程中会被部分降解.若能从发酵液中分离出可以降解农药残留物的微生物,将会具有极高的应用价值.请你应用所学知识,设计一个从发酵液中分离出可降解农药残留物微生物的方案(只要求写出思路及工作程序,不要求具体的操作步骤及过程).
已经具备的条件:①当地大量使用的农药;②从发酵池中采集到的微生物混合样品;③配制好并经灭菌处理的液体培养基,并等量分装成若干瓶;④培养瓶、恒温箱等各种必需的实验器具.
(4)发酵材料中含有的动、植物蛋白质可以在微生物的作用下分解,其分解过程可用下面的简图表示:
A、B、C、D、E分别表示不同在微生物的作用下进行的,其中的自养型生物有
,异养型生物有
.
(5)农作物秸秆直接用于生产沼气还是有些“奢侈”,其中的物质(主要指蛋白质、糖等有机物)和能量还可以转变成具有很高经济效益的产品.请你设计一个能够更有效地利用作物秸秆中物质和能量的方案(最好使用概念图表达),以便在获得生态效益的同时,尽量争取更大的经济效益.
提示:方案应体现物质的多级利用和能量的充分利用,并使产品能产生较高的经济效益.(答案合理即可)