Question

某湖泊是我国著名的风景旅游区，也是一个浅水型城市富营养化湖泊。科研人员利用沉水植物对该湖泊进行生态修复工程。

（1）该湖泊可以通过____________抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定。

（2）下图1是湖泊生态系统中部分生物间的食物关系，若甲和丙粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则图中第二营养级的同化量可表示为_________

（3）科研人员用菹草、苦草两种沉水植物在湖泊不同处理区域进行实验，并测量水体中的总氮

（TN）、总磷（TP）、叶绿素a含量等指标，实验结果如图2、图3所示：

图2说明__________________________________________________。水样中的叶绿素a含量可以代表浮游藻类的多少，由图3可知，沉水植物可以_________ “水华”的爆发。

（4）细菌的丰富度变化可以作为评判生态修复效果的重要指标。科研人员提取不同处理区水体细菌的16s-rDNA（约1.5Kb左右，能体现不同菌属之间的差异）进行PCR，电泳结果如下图4所示：

湖泊生态系统中，大部分细菌属于生态系统中的________成分。据图4结果分析可知，种植菹草和苦草可以较好实现生态修复，证据是___________________________________。

（5）某生物被引入该湖泊后，其种群基因型频率变化如下:

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%

通过对该物种引入前后种群基因频率的比较，该物种在引入前后是否发生进化？___判断的依据是_____________________。

Answer

自我调节（或（负）反馈调节） N+R 种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷，但菹草更能有效降低总氮，苦草更能有效降低总磷 抑制 分解者 菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度（种类）均大于无草处理后水体细菌的丰富度 是 种群的基因频率发生了变化

【解析】

分析图示1：由两条食物链组成的食物网，植物→丙→丁；植物→甲→乙→丁。

分析图示2：用两种沉水植物处理后，水体中的总氮（TN）、总磷（TP）含量均下降，说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷；用菹草处理的水体中总氮（TN）含量下降值比苦草处理的大，说明菹草更能有效降低总氮；而用苦草处理的水体中总磷（TP）含量下降比菹草处理的大，说明苦草更能有效降低总磷。

分析图示3：用两种沉水植物处理后，水样中的叶绿素a含量均明显下降，而水样中叶绿素a含量与单细胞藻类和蓝藻有关，说明水样中单细胞藻类和蓝藻数量明显下降，沉水植物可以抑制水华的爆发。

分析图示4:16s-rDNA能体现不同菌属之间的差异，而菹草和苦草处理区水体细菌的16s-rDNA电泳条带都比无草的对照组多；说明菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度均大于无草处理后水体细菌的丰富度，种植菹草和苦草可以较好的实现生态修复。

种群基因频率发生改变，即种群发生了进化。

（1）湖泊是生态系统，具有一定的自我调节能力，在受到外界干扰时，生态系统通过自我调节来抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持相对稳定。

（2）某营养级摄入的能量=同化量+粪便量；该营养级同化量的去向主要有：呼吸作用消耗的能量和用于自身生长、发育和繁殖等的能量，故第二营养级的同化量为：甲和丙呼吸作用消耗R+甲和丙自身生长、发育和繁殖等的能量N。

（3）用两种沉水植物处理后，水体中的总氮（TN）、总磷（TP）含量均下降，说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷；用菹草处理的水体中总氮（TN）含量下降值比苦草处理的大，说明菹草更能有效降低总氮；而用苦草处理的水体中总磷（TP）含量下降比菹草处理的大，说明苦草更能有效降低总磷。浮游藻类中含有叶绿素，水样中叶绿素a含量可以代表浮游藻类的过少，图中用两种沉水植物处理后，水样中的叶绿素a含量均明显下降，说明水样中浮游藻类数量明显下降，由此抑制了“水华”的爆发。

（4）湖泊生态系统中，大部分细菌营腐生生活，细菌属于生态系统中的分解者成分。分析图示4:16s-rDNA能体现不同菌属之间的差异，而菹草和苦草处理区水体细菌的16s-rDNA电泳条带都比无草的对照组多；说明菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度均大于无草处理后水体细菌的丰富度，种植菹草和苦草可以较好的实现生态修复。

（5）通过表格可计算，引入前，原地种群中A%=51%+1/2（1-51%-11%）=70%，a%=30%；引入后5年，本地种群中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%，该物种在引入前后种群基因频率发了改变，故发生了进化。