備課素材知識點：鯨落的原理及生態(tài)學意義 高中生物人教版選擇性必修2

鯨落的原理及生態(tài)學意義先看一道試題：鯨死亡后會沉入海底，俗稱“鯨落”。“鯨落”后期會形成一個以厭氧菌和硫細菌等為主體的生態(tài)系統(tǒng)。厭氧菌以“鯨落”肌肉中的脂肪為食，同時產(chǎn)生硫化氫等一些硫化物。硫細菌將硫化物氧化成硫酸鹽，并以該過程中釋放的能量合成有機物。請回答相關問題：（1）培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中一般都會含有水、無機鹽、氮源和碳源，培養(yǎng)“鯨落”群落中厭氧菌的碳源必須是

。要培養(yǎng)硫細菌，培養(yǎng)基中的成分需要特殊配制，主要體現(xiàn)在

，這種培養(yǎng)基可以用來專一性培養(yǎng)硫細菌。（2）在分離“鯨落”中的微生物時要制備固體培養(yǎng)基，在倒平板操作后，將平板倒置，這樣做的目的是

。（3）若想得到“鯨落”中某目標菌種，可用平板劃線法進行純化。若下圖甲是接種培養(yǎng)后的菌落分布圖，對應的平板劃線操作示意圖為

。圖甲中的③更易獲得單菌落，判斷依據(jù)是

。答案：（1）含碳有機物(或脂肪)碳源必須是含碳無機物(或碳酸鹽)，同時加入硫化物

（2）防止培養(yǎng)皿皿蓋上凝結(jié)的水珠落入培養(yǎng)皿造成污染

（3）丙每次劃線的菌種都來自上一次劃線的末端，最后一次劃線結(jié)束時更容易獲得單菌落解析：厭氧菌以“鯨落”肌肉中的脂肪為食，屬于異養(yǎng)型微生物，故培養(yǎng)“鯨落”群落中厭氧菌的碳源必須是含碳有機物(或脂肪)。硫細菌將硫化物氧化成硫酸鹽，并以該過程中釋放的能量合成有機物，即硫細菌為自養(yǎng)型微生物，所以要培養(yǎng)硫細菌，培養(yǎng)基中的成分需要特殊配制，主要體現(xiàn)在碳源必須是含碳無機物(或碳酸鹽)，同時加入硫化物。此題中出現(xiàn)了'鯨落"情境，那么，什么是鯨落？包含了哪些生物學原理？有哪些生態(tài)學意義？當鯨在海洋中死去，它的尸體最終沉入深海，形成一種獨特的生態(tài)系統(tǒng)，科學家稱這個過程為“鯨落”，它的英文名稱是WhaleFall。1.鯨落的發(fā)現(xiàn)1998年，夏威夷大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，在北太平洋深海中，至少有43個種類的12490個生物體是依靠鯨落（WhaleFall）生存的。其中一些海洋生物，包括蛤蚌、蠕蟲和盲蝦中的稀有品種，會在尸體旁一點點吃掉殘余物。2020年4月3日報道，中國科學家在南海首次發(fā)現(xiàn)一個約3米長的鯨落。鯨落是指鯨魚死亡后落入深海形成的生態(tài)系統(tǒng)，與熱液、冷泉一同被稱為是深海生命的“綠洲”。2.鯨落包含的生物學原理鯨落是指鯨魚死去后沉入海底的現(xiàn)象。當鯨在海洋中死去，它的尸體最終會沉入海底，生物學家賦予這個過程以鯨落的名字。一座鯨的尸體可以供養(yǎng)一套以分解者為主的循環(huán)系統(tǒng)長達百年。有些生物要爭奪這個鯨落的食物，這就是海洋生態(tài)學中生態(tài)位的體現(xiàn)，每一個物種都有對應的生態(tài)位。有些生物在鯨落中是可以化能自養(yǎng)的，意思是說，它們可以利用化能通過化學反應自己生產(chǎn)食物。鯨落的生物群落演替過程如下：第一階段（食腐肉階段）：在鯨尸下沉至海底過程中，盲鰻、鯊魚、一些甲殼類生物等以鯨尸中的柔軟組織為食。這一過程可以持續(xù)4至24個月（取決于鯨的個體大?。?。期間90%的鯨尸將被分解。第二階段（機會掠食者階段）：一些無脊椎動物特別是多毛類和甲殼類動物，能夠以殘余鯨尸作為棲居環(huán)境，一邊生活在此，又一邊啃食殘余鯨尸，不斷改變它們自己的所在環(huán)境。第三階段（微生物分解階段）：大量厭氧細菌進入鯨骨和其它組織，分解其中的脂類，使用溶解在海水中的硫酸鹽作為氧化劑，產(chǎn)生硫化氫?；茏责B(yǎng)細菌例如硫化菌，則將這些硫化氫作為能量的來源，利用水中溶解氧將其氧化，獲得能量。而與化能自養(yǎng)細菌共生的生物也因此有了能量補充。成千上萬的化能自養(yǎng)海洋生物再將硫化氫轉(zhuǎn)為能量，供它們生養(yǎng)與繁殖。鯨落維持深海生命最長可以達到一個世紀。當殘余鯨落當中的有機物質(zhì)被消耗殆盡后，鯨骨的礦物遺骸就會作為礁巖成為生物們的聚居地。3.鯨落的生態(tài)學意義從鯨落演化的整體過程我們可以看出，鯨落的意義在海洋生態(tài)系統(tǒng)中有一定的重要地位。（1）為許多海洋生物提供了食物這些海洋生物除了無脊椎動物和魚類，還有許多微生物。與這些微生物相比，鯨的個體大小差別巨大，因此一頭鯨的死亡能夠養(yǎng)活的海洋生物個體數(shù)量是相當可觀的。（2）為許許多多的底棲生物提供了復雜的生境一望無際的海底平原因為鯨落的出現(xiàn)而產(chǎn)生了小規(guī)模的環(huán)境變化，這樣的生境變化尤其受一些鉆孔生物、附著生物的歡迎。殘余鯨落的出現(xiàn)為一些底棲動物提供了庇護場所，也為它們提供了有機質(zhì)來源。（3）促進了海洋上層有機物向海洋中下層的運輸深海的生產(chǎn)力僅依靠化能自養(yǎng)細菌供給是不夠的，海洋生物進食和死亡產(chǎn)生的碎屑，例如海雪和鯨落，促進了營養(yǎng)物質(zhì)向下運輸，以供給深海的生物，也促進了化能自養(yǎng)細菌產(chǎn)生更多的能量。（4）促進了一些新生物種的產(chǎn)生原因是這類物種只出