增绿促流复活河水——治理凉水河
凉水河位于北京城南,自西向东南流淌,全长68公里,流域面积695平方公里。随着时代的变迁,凉水河流域从农田、村庄逐渐演变为都市,河流也经历了水源、灌溉、行洪、排水的功能转变。
到本世纪初,凉水河干支流共有排污口1031个,其中常年排污口705个,是北京城区最大的排水河道。2000年有人形容凉水河“水色像墨汁一样,还没走近,就能闻到臭味”。
治污的努力一直在进行。2003年位于城区西部的首座污水处理厂(吴家村污水处理厂)开始运行,将模式口、鲁谷一带约18平方公里的生活污水尽数消纳。之后几年,卢沟桥、小红门污水处理厂相继建成运行。到2013年,流域的污水日处理能力已达112万立方米。2016年10月,凉水河上第10座污水处理厂(槐房再生水厂)投入使用,使得凉水河流域的污水处理能力达到了229万立方米。净化后的再生水中有机物的含量极大降低,重新注入河道,使其清水长流。到2018年底,有了足够的污水处理能力,沿岸排污口得以封堵,凉水河沿线再无污水入河,真正实现了还清水于凉水河。
让河水流动起来,有利于防止水质下降。有了清水入河,张家湾闸、马驹桥闸、新河闸均在2014年实现了开闸运行,让清浅的河水能够自由地顺流而下。一些河段修建了蜿蜒的河底子槽,把宽阔的大水面束窄成小溪流,进一步提高了河水流速,增强自净能力。
有关专家沿河设计开辟深潭浅滩,围绕凉水河形成湖泊、湿地、溪流、滩涂、林地等多样化的景观。河中的清水已在公益西桥附近汇成一片18公顷的湿地,为市民增添了休闲、娱乐、锻炼的好去处。
凉水河洋桥河段作为进一步改善水质的试验河段,开展了一系列的改造。浅水处栽植了荷花、芦苇、菖蒲等多种水草,岸边栽种了柳树,河岸上栽种了桧柏、棣棠、紫薇等树木。硬邦邦的混凝土边坡被敲碎了,换成以碾碎的植物干枝制成的柔性生态护坡,细小的水生植物种籽可以在此生根,鱼卵也有了繁育之所。在北京的几条大河中,改造后的凉水河洋桥河段物种丰富性和植被覆盖率都是最高的。
(1)污水处理厂若要大幅度降低污水中有机物的含量,最可能利用生态系统成分中的________。
(2)根据文中信息,在洋桥河段进行生态治理的具体措施中,能降低河水中N、P含量的主要是___________。
(3)经过生态治理,当“鱼在水中游,鸟在林中戏”的景象再次呈现时,洋桥河段生态系统中______(有/没有)食物链的增加或重新出现。理由是:因为_________ ,所以_____________。
(4)要维护洋桥河段新建的人工生态系统,从社会环境因素考虑应避免____________(举两例)等行为发生;在不改变该河段群落中物种组成的前提条件下应采取 ____________(举一例)等措施,以避免该生态系统水体的水质再次遭到破坏。
为了培育高效利用木糖发酵产乳酸的菌株,科研人员将能利用木糖产乳酸的菌种搭载于中国“实践八号”育种卫星,卫星返回后进行筛选,其主要流程如下图,其中乳酸能溶解培养基中的碳酸钙形成透明圈。请回答:
(1)与步骤②相比,步骤③的培养基成分还含有_______、______。两培养基均以木糖作为唯一碳源的目的是________。
(2)步骤③中,应在________附近倒平板,不采用涂布接种的原因是_________。平板在适宜条件下培养一段时间后,筛选有透明圈的菌落作为候选菌。
(3)科研人员从候选菌中初步筛选出产乳酸能力较强的四种菌株,再通过连续转接和液体发酵进行遗传稳定性检测,得到下表所示结果(单位:g·L-1),最终确定卫10为最优菌株,依据是________。
传代次数 | 菌株 | |||
卫10 | 卫32 | 卫56 | 卫69 | |
2 | 70.78 | 71.23 | 70.52 | 69.24 |
5 | 70.23 | 69.52 | 67.46 | 65.65 |
8 | 69.58 | 62.16 | 60.52 | 61.53 |
11 | 70.75 | 55.69 | 52.42 | 55.72 |
14 | 69.42 | 42.28 | 40.22 | 44.38 |
(4)若要进一步探究卫10发酵的最适木糖浓度,试写出实验思路:________。
如图所示为A、B、C三种质粒和一个含目的基因D的DNA片段示意图。图1中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因。图中EcoRⅠ、PvuⅠ为两种限制酶,质粒上限制酶括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离。回答下列问题:
(1)图中三种质粒中不能作为目的基因运载体的是______,理由是______、______。
(2)在基因工程的操作过程中,需要检查目的基因是否重组到质粒中,应使用______酶切重组质粒,完全酶切后,进行电泳检测。若电泳图谱中出现长度为1.1kb和5.6kb,或者______kb和______kb的片段,则可判断该重组质粒已与目的基因重组成功。
(3)为研究目的基因D的功能,研究人员用图2所示的引物组合分别扩增D基因的D1片段、D3片段(DNA复制子链的延伸方向5′→3′)。
注:引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段分别与N基因两端互补配对
①用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后,得到的绝大部分DNA片段是图3中的______。
②将大量N基因片段与扩增得到的D1片段、D3片段置于PCR反应体系中进行扩增,得到的绝大多数扩增产物是______(填“D1-N”或“D1-D3-N”或“D3-N”或“D1-N-D3”)。
生物兴趣小组以苹果为材料开展细胞中DNA含量测定研究,主要实验流程如下图,其中SDS(十二烷基硫酸钠)具有破坏细胞膜和核膜、使蛋白质变性等作用,苯酚和氯仿不溶或微溶于水。它们的密度均大于水。请分析回答:
(1)步骤①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理的主要优点是________。在常温条件下,也可向切碎的组织材料中加入一定量的______,再进行充分搅拌和研磨。
(2)根据实验流程可推知,步骤③④所依据的原理是______________________。
(3)步骤⑤加入2~3倍体积分数95%乙醇的目的是______________________。
(4)下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤:
①取1支20 mL试管,向其中先后加入物质的量浓度为2 mol·L-1的NaCl溶液5 mL和少量絮状DNA沉淀,用玻棒搅拌使其溶解。
②向试管中加入4 mL二苯胺试剂,混匀后将试管置于50~60 ℃水浴中加热5 min,待试管冷却后,观察溶液是否变蓝。
请指出上面实验步骤中的两个错误:________、________。
(5)该兴趣小组成员还以同种苹果的不同组织器官为材料,测定不同组织细胞中DNA的含量,结果如下表(表中数值为每克生物材料干重中DNA含量)。
试从细胞分裂的角度,解释不同生物材料中DNA含量差异明显的原因:________________。
下丘脑在维持机体内环境稳定和内分泌调节方面具有突出的作用,主要是通过对垂体活动的调节实现的。下图是下丘脑与垂体之间关系示意图,其中神经元1、神经元2同时具有内分泌细胞的功能。分析回答:
(1)食物过咸,人的细胞外液渗透压升高,引起下丘脑渗透压感受器兴奋,此时兴奋部位膜外电位变化表现为________________(用文字和箭头表示)。神经冲动传到神经元___________(填1或2),促进其合成并分泌_________________激素。
(2)在寒冷条件下,皮肤冷觉感受器兴奋,神经冲动传到神经元_________(填1或2),促进其合成并分泌激素、该激素促进靶器官(细胞)分泌____________________激素。
(3)以上两个实例说明了神经调节与激素调节的关系为________________________。
哺乳动物的生殖活动与光照周期有着密切联系。下图表示了光路信号通过视网膜→松果体途径对雄性动物生殖的调控。
(1)光暗信号调节的反射弧中,效应器是_______________,图中去甲肾上腺激素释放的过程中伴随着_______________信号到_______________信号的转变。
(2)褪黑素通过影响HPG轴发挥调节作用,该过程属于_______________调节,在HPG轴中,促性激素释放激素(GnRH)运输到_______________,促使其分泌黄体生成素(LH,一种促激素);LH随血液运输到睾丸,促使其增加雄激素的合成和分泌。
(3)若给正常雄性哺乳动物个体静脉注射一定剂量的LH,随后其血液中GnRH水平会_______________,原因是____________________________________________________________。