Question

【題目】餐廚垃圾逐年增多，既帶來了嚴重的環(huán)境污染，又導致大量生物能源的浪費。為更好的處理餐廚垃圾，科學家進行了相關研究。

（1）生態(tài)系統(tǒng)利用分解者的___________，將餐廚垃圾中的有機物分解為無機物并釋放能量，以促進生態(tài)系統(tǒng)的_______________，維持生態(tài)系統(tǒng)的_____________。傳統(tǒng)的處理方法以飼料化、填埋和好氧堆肥為主。

（2）厭氧發(fā)酵技術是利用產甲烷菌處理餐廚垃圾的一種綠色環(huán)保技術。首先將垃圾中的蛋白質、多糖等大分子徹底水解成_______________，為微生物的發(fā)酵提供____________，微生物發(fā)酵后，將有機物的能量留存于___________中，可以提高人類對能量的利用率。

（3）為探究處理餐廚垃圾的適宜方式，研究者進行了如下實驗。

①以某食堂提供的午餐、晚餐殘余混合物為材料，制成4種不同濃度的發(fā)酵液。

②將取自某污水處理廠的菌種加入發(fā)酵罐中，間隔不同時間分別加入____________，在厭氧條件下進行發(fā)酵。

③35℃下發(fā)酵并測定甲烷的產率，結果如下圖。據圖分析，你認為對餐廚垃圾較為適宜的處理及依據是_________。

Answer 1

【答案】呼吸作用（分解作用） 物質循環(huán)和能量流動 穩(wěn)定性 氨基酸、葡萄糖 碳源、氮源（能源物質） 甲烷 等量不同濃度的發(fā)酵液 進樣濃度為8g-VS/L，隔一天加樣，能處理最多的垃圾，又沒有減少甲烷的產率（進樣濃度為4g-VS/L ，隔兩天加樣，垃圾用量最少，但甲烷產率并不低）

【解析】

考查生態(tài)系統(tǒng)和微生物發(fā)酵的相關知識。

1、生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構,組成成分又包括非生物的物質和能量,生產者、消費者和分解者,營養(yǎng)結構就是指食物鏈和食物網。生產者主要指綠色植物和化能合成作用的生物,消費者主要指動物,分解者指營腐生生活的微生物和動物。
2、生態(tài)系統(tǒng)的功能包括能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞,三者缺一不可；物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎,能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力,信息傳遞則決定著能量流動和物質循環(huán)的方向和狀態(tài)；信息傳遞是雙向的,能量流動是單向的,物質循環(huán)具有全球性。
3、自變量是可以人為直接改變或施加的變量,因變量是隨自變量變化而變化的量,只能觀察或測量獲得。要注意無關變量應該相同且適宜。實驗設計時要遵循單一變量原則和對照原則。

(1)生態(tài)系統(tǒng)利用分解者的分解作用,將餐廚垃圾中的有機物分解為無機物并釋放能量,以促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(2)蛋白質的基本組成單位是氨基酸,多糖的基本組成單位是葡萄糖,故將垃圾中的蛋白質、多糖等大分子徹底水解產物是氨基酸、葡萄糖。氨基酸、葡萄糖為微生物的發(fā)酵提供碳源、氮源(能源物質),微生物發(fā)酵后,將有機物的能量留存于甲烷中,可以提高人類對能量的利用率。
(3)實驗設計時遵循對照原則和單一變量原則,而無關變量相同且適宜。為探究處理餐廚垃圾的適宜方式,進行了如下實驗：
①以某食堂提供的午餐、晚餐殘余混合物為材料,制成4種不同濃度的發(fā)酵液。
②將取自某污水處理廠的菌種加入發(fā)酵罐中,間隔不同時間分別加入等量不同濃度的發(fā)酵液,在厭氧條件下進行發(fā)酵。
③35℃下發(fā)酵并測定甲烷的產率,結果如圖所示。
據圖分析可以知道,進樣濃度為8g-VS/L,隔一天加樣,能處理最多的垃圾,又沒有減少甲烷的產率（進樣濃度為4g-VS/L ，隔兩天加樣，垃圾用量最少，且甲烷產率并不低）。