专题五 第一节
一、选择题
1．下列不属于生态工程建设目的的是( )
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防止环境污染
C．单纯追求粮食产量
D．促进人类社会和自然环境的和谐发展
[答案] C
[解析] 根据生态工程的概念可知，防止环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。
2．(2015·济宁检测)下图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”的生态农业模式，下列有关描述正确的是( )
A．图中可以组成的食物链是甘薯→奶牛→牛粪
B．该生态系统的设计遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理等生态学原理
C．图中只有生产者、消费者和分解者三种成分
D．青贮的目的是通过微生物有氧呼吸，分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收
[答案] B
[解析] 食物链是由生产者和消费者组成的，即甘薯→奶牛。生态学原理很多，该生态系统的特点是物质循环利用，即主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图中具有生态系统的四种成分：甘薯、花木等属于生产者，沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都属于分解者，奶牛属于消费者，沼渣属于非生物的物质和能量。甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵(无氧呼吸)，将甘薯藤中不容易被奶牛消化吸收的有机物分解为较易吸收的有机物，提高物质和能量的利用率。
3．某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，产生这种现象的原因是( )
A．协调与平衡原理失调
B．整体性原理失调
C．系统结构决定功能原理失调
D．系统整体性原理失调
[答案] B
[解析] 在人们利用某些自然资源的时候，往往由于缺乏整体调控，从而导致做了很多无用功，同时对生态系统造成破坏。题目中所说的现象就是由于整体调控不当造成的。
4．(2015·泰安检测)“1＋1＞2”体现生态工程的哪一基本原理( )
A．物种多样性原理 B．系统整体性原理
C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
[答案] B
[解析] 系统整体性原理是指系统各组分只有比例适当，才能实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。
5．下列叙述完全符合生态经济的选项是( )
①建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系
②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长
③在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少
④先生产后治理，提高经济效益
A．①② B．①②③
C．②③ D．②③④
[答案] B
[解析] 生产和治理要相结合。
6．(2015·台州检测)生态农业比一般农业( )
A．投入多，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
C．投入一样，产出相当，污染少，可持续发展能力强
D．投入和产出都较少，污染相同，可持续发展能力强
[答案] B
[解析] 在生态农业中，实现了废弃物资源化，利用物质循环再生原理，因此投入少，污染少，同时产出多，可持续发展能力强。
二、非选择题
7.珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。根据右图所示回答问题：
(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是________。要使它长期稳定发展，除了有稳定的________来源外，各种生物要________。
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量________；其能量利用效率高的原因是其在营养结构上具有________特点。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过________的作用可被桑基蔗基所利用。蚕粪中的氨经过________的作用，形成________被植物利用。
(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它的______________。
(5)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循________原理。
[答案] (1)生产者和分解者 能量 保持相对稳定
(2)尽量多地流向对人类最有益的部分 多级利用
(3)分解者 硝化细菌 硝酸盐和亚硝酸盐
(4)生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间保持动态平衡
(5)系统结构决定功能
[解析] 要解决该题，首先要熟练回忆生态系统的成分、结构和功能。每种成分的作用，能量流动的特点以及如何提高能量的利用率，生态工程遵循的基本原理，以上是解决此类问题的关键。
一、选择题
1．在生态工程建设中，注重生物多样性原理的主要意义是( )
A．提高生态系统的抵抗力稳定性，为各类生物的生存提供多种机会和条件
B．提高生态系统的恢复力稳定性，为各类生物的生存提供多种机会和条件
C．保持生态系统内各种群的密度固定不变
D．单纯追求农业或林业的最大产量
[答案] A
[解析] 生物多样性越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强，生态系统越不易受到破坏，即生物的种类和数量越易保持相对稳定。
2.右图是我国南方农村地区的蔗基鱼塘和桑基鱼塘的生产模式图，该模式把很多简单的单个生产系统通过优化组合有机的整合在一起，成为一个新的高效生态系统，大大提高了系统的生产力。这种模式所依赖的主要原理是( )
A．整体性原理
B．协调和平衡原理
C．系统的结构决定功能原理
D．物种多样性原理
[答案] C
[解析] 蔗基鱼塘和桑基鱼塘的生产模式改善和优化了系统的结构，从而达到改善功能的效果。
3．下图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是( )
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用率
B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质和能量循环流动的进行
C．合理使用农家肥可提高葡萄和蔬菜的产量
D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
[答案] B
[解析] 该图是人工生态系统图，利用生物学原理设置的生态农业；在该系统内，葡萄、蔬菜是生产者，通过光合作用固定太阳能，通过食物链把能量传给人、猪等生物，同时为了提高能量和物质利用率，猪粪流进沼气池，沼渣喂养蚯蚓、蝇蛆，施入农田等，实现了物质循环再生，提高了能量利用率，但食物链中能量的传递效率没有改变，蚯蚓等能促进物质循环，但不能使能量循环流动。
4．地衣中的真菌和蓝藻互利共生，当把它们分开时，两者都不能正常生长，这体现了生态工程的( )
A．系统的结构决定功能原理
B．物种多样性原理
C．系统整体性原理
D．协调与平衡原理
[答案] C
[解析] 单独存在时，两种生物都不能很好地生活，但是在一起的时候就出现了一种“1＋1>2”的效果，体现了系统整体性原理。
5．“三北”防护林工程建设中注意了以下两个问题：
(1)考虑到树种的生态适应性问题；
(2)考虑到树种多样性问题。
这分别体现了生态工程的( )
A．系统学原理和物种多样性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．整体性原理和物种多样性原理
D．物种多样性原理和整体性原理
[答案] B
[解析] 引种时必须要注意引种的生物是否与当地的环境相协调，因此树种的生态适应性体现了协调与平衡原理；树种多样性体现了物种多样性原理。
6．下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是( )
A．物种多样性原理 B．整体性原理
C．物质循环再生原理 D．协调与平衡原理
[答案] C
[解析] 由图可知，该图突出了“无废弃物农业”，实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程的物质循环再生原理。
二、非选择题
7．自开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物等共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群体。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和l/5，有效地改善了水质。
(1)此项生态工程依据的生态学原理有____________________、____________________、____________________、____________________和____________________。
(2)生态工程的调控机制是____________________，主要利用的能源是________________________________________________________________________。
(3)生态工程的主要目的在于________________________________________________。
[答案] (1)物质循环再生原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学和工程学原理 物种多样性原理
(2)人为辅助下的自我调节 太阳能
(3)建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高度和谐
[解析] 生态工程的建设一是要遵循生态学原理，另外还要注意对于人与自然和谐发展的调控。目前我国的生态工程和西方国家的生态工程建设所处的阶段不同，因而追求的目标也不尽相同，但总之都是为了使生物和环境之间变得高度和谐。
8．根据以下材料回答问题。
据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元，因此在实施西部大开发过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等活动。
(1)从生态因素分析，改善西部地区的生态环境必须首先解决的非生物因素是____________。
(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态工程原理是________；其目的是提高生态系统的__________。
(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关键是保护森林。近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要来自黄土高原和内蒙古地区，这说明森林等植被在____________方面起重要作用；另外我国在西北植树造林方面依据生态工程的____________原理，要注意树种不要过于单一。
[答案] (1)水
(2)物种多样性原理 自动调节能力
(3)防风固沙 物种多样性
[解析] 本题综合考查了生态因素中的非生物因素及生态工程建设中物种多样性原理的应用。“退耕还林(还草)”提高了物种多样性的同时，植被具有的特殊生态功能如防风固沙、保持水土、涵养水源等功能随之体现，改改善了西北气候，进而形成良性循环。
课件50张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3 生态工程专题五
一方面资源紧张，一方面我们的发展又过于粗放，过于大手大脚。更让人揪心的是，对能源及资源的利用效率低下导致近年来中国环境急剧恶化。目前，我国温室气体排放已经居世界第二，单位GDP污染排放量是发达国家平均水平的十几倍，水土流失、土地沙化、草地退化在加剧……
通过本专题的学习，你就会知道走生态环保和可持续发展之路是唯一的选择。
本专题包括“科技探索之路——生态工程的兴起”“生态工程的基本原理”“生态工程的实例和发展前景”和“实践活动——调查沼气工程的实施情况”。本专题旨在使我们了解生态工程的建设需要系统学和工程学的知识，学会综合分析思考问题的能力。通过对中西方生态工程建设的比较，说明应根据我国国情走自己的生态工程之路，生态工程在我国具有广阔的发展前景。随着现代生物技术的发展，人们已经将更多研究的成果应用于生态工程建设中，例如，通过基因工程制造的抗虫、抗病转基因植物的种植，减少了农药的使用，保护了生态环境等。细胞工程中组织培养技术的应用对城市环境的综合治理也起到了重要作用；酶工程的原理，可以帮助我们理解沼气工程中对菌群的控制。生态建设中同样存在伦理问题，即生态伦理问题。因此，可以说，本专题与专题4《生物技术的安全性和伦理问题》的内容有相通之处，同样需要我们学会站在不同的角度，全面分析问题。
本专题内容所涉及的生态环境问题是我们关注的热点问题。与在必修模块中学习的生态系统的结构、生态系统的物质循环和能量流动的基本规律和应用有密切的联系。
保持生态平衡、防止环境污染及环境保护等都是当今世界各国政府非常关注的重大问题，有关这方面的题目在历年的高考题中有逐渐增多的趋势，要求学生能够运用所学生态学原理分析和解释类似的实际问题。生态工程是多学科交叉形成的新兴学科。进行生态工程建设时，会遇到各种错综复杂的问题，因此，既要遵循生态学原理，又要考虑社会、经济等各种因素，分析生态工程案例时只从生态学角度分析是片面的。教材中生态工程的原理和生态工程的实例内容比较丰富，给我们很大的空间。教材内容选择和呈现方式力求鼓励进行探究性学习，如实践活动、资料分析、讨论、设计和进展追踪等，应积极地进行自主探究、合作式的学习活动。第一节 生态工程的基本原理专题五
1．简述生态工程的概念，关注生态工程建设。
2．简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。(重点)
3．尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。(难点)一、生态工程
生态工程建设的目的就是遵循自然界①________的规律，充分发挥②________的生产潜力，防止③________，达到④________效益和⑤________效益的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类⑥________、⑦________、⑧________的工程体系。
二、生态经济
生态经济主要是通过实行⑨________的原则，使一个系统产出的⑩________，能够成为本系统或另一系统的?________，从而实现?________资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是?________。物质循环资源环境污染经济生态少消耗多效益可持续循环经济污染物生产原料废弃物生态工程
三、生态工程所遵循的基本原理
生态工程所遵循的基本原理有?_________________原理、?____________原理、?_____________原理、?_________原理和?___________________原理。物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性系统学和工程学
[思维激活]
1．为什么说“污染物是放错地方的资源”？
2．樟子松林的松毛虫数量为什么会肆意增长，而珊瑚礁区却有很高的生物多样性？[答案]
1．对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用率，减少了资源的浪费，因此说“污染物是放错地方的资源”。
2．纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，所以该区有很高的生物多样性。一、关注生态工程建设
1．生态工程的概念
生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
注意：生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续的工程体系。
2．生态经济的概念：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
注意：应从以下几个方面来理解本概念：①原理：循环经济原理。②目的：实现废弃物的资源化。3．石油农业的理解
(1)含义：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。
(2)优点：投入高、产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起了巨大作用。
(3)缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染。
4．生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
5．建设生态工程的原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，为了实现可持续发展，因而要建设生态工程。 当前，我国农业的发展已由科技含量较低的传统农业向现代农业转变。现代农业虽然产量大大提高，但由于大量施用化肥、农药，造成了严重的环境污染，因此我国政府正大力推广经济效益、社会效益和生态效益相统一的生态农业。下列关于生态农业的叙述不正确的是( )
A．生态农业系统中食物链和营养级越多，在能量流动中消耗的能量越少
B．生态农业系统的抵抗力稳定性比现代农业高
C．生态农业系统设计的指导原则是实现生态系统的能量和物质的多级利用
D．生态农业系统属于人工生态系统，人的作用非常突出[解析] 能量的多级利用并不是食物链越长越好，还要考虑能量在传递过程中的生物呼吸所消耗的能量；生态农业实现了废物资源化，提高了能量的利用率。生态农业系统是遵循生态经济原理，在遵循“循环经济”的原则下，通过优化组合，使一个系统产出的污染物资源化，实现物质和能量的多级利用，同时防止了环境污染；在生态农业系统中人的作用非常突出，一旦失去人的作用，该系统将受到破坏，因而生态农业系统又属于人工生态系统。
[答案] A下列有关生态工程的叙述，不正确的是( )
A．为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路
B．“无废弃物农业”所采用的肥料一般是用人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等通过堆肥和沤肥等方式转变成的有机肥，也可适量地使用化肥
C．众多的生物通过食物链关系相互依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力
D．珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物——动物营养循环
[答案] B
[解析] “无废弃物农业”不包括使用化肥。2．生态工程所遵循的基本原理
生态工程是生态学、工程学、系统学、经济学等多学科交叉而产生的新兴学科，遵循的基本原理很多，主要原理如下：知识贴士：①生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据不同的时间位、空间位和资源位，可充分利用生态系统的环境。
②只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。
③协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡，协调主要指生物要适应环境，平衡是指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，否则会引起系统的失衡与破坏。 下图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理( )
A．整体性原理 B．协调与平衡原理
C．系统的结构决定功能原理 D．物质循环再生原理
[解析] 从题图中不难看出，综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势，说明了生产活动产生的物质不能被充分利用，造成了能源的消耗过大。
[答案] D下列措施与生态工程的原理不符合的一项是( )
A．森林的采伐量小于生产量
B．人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量
C．农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素
D．向农田施用的无机氮肥多于生物固定的氮肥
[答案] C
[解析] 森林的采伐量小于生产量，利于森林的发展；人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量，可以通过人工补充能量来维持；农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素，土壤就会越来越贫瘠，影响可持续发展；向农田施用的无机氮肥可以多于生物固定的氮肥。沼气工程
1．北方地区的沼气池冬天的维持及使沼气池中菌类维持稳定产气的方法
在冬季，可以通过加温(蒸气、热水通入发酵池)或将沼气池用塑料大棚封闭起来增加产气。
沼气池稳定产气必须的条件：
(1)沼气池必须密闭。沼气菌群是一类厌氧细菌，它在整个生命过程(生长、发育、繁殖、代谢等)中都不需要氧。
(2)适当的水。发酵池中的料、水比例得当是正常产生沼气的关键。如一个6m3的标准池，首次投料大约需要人畜粪便1500kg、杂草500kg，再加入2000kg的水。(3)适当的温度。一般8℃以上沼气菌即可活动，产生微量沼气；20℃～24℃活动正常；28℃～30℃活动最旺盛，产生沼气率最高。
(4)酸碱度。沼气发酵适宜的pH范围是6.5～7.5，最适pH是6.8～7.0。
(5)搅拌。适当搅拌可以提高发酵池内产气率，一般每周搅拌2次即可。
(6)接种。增加沼气菌种数量，尽快发酵产生沼气。沼气池正常产气后，还需不断地添加新料、清除旧料才能确保持续产气。
2．沼气的成分及清理沼气池时要防止中毒
沼气是一种多成分混合气体，主要成分为甲烷和二氧化碳(甲烷的含量一般为60%～75%)，并含有少量的一氧化碳、氢、硫化氢和氮等。
沼气中氧气浓度低，一氧化碳等有害气体浓度高，人一定要注意在通风充分、确保安全后才可进入，否则会引起中毒。
3．大型养殖场厩粪和沼气发电工程
采用高温(50℃左右)厌氧发酵，可使厩粪料的分解周期缩短到十几小时并能够稳定地产生大量沼气，通过沼气与燃油混烧的发电设备，使发出的电并到大电网上，出售商品电力，由此可以达到消除污染、获得可再生能源和优质生物肥料等目的。
一青年农民利用自己学习的生态学知识，在自家庭院搞了一个小型生态农业。他在0.25亩的土地上，地面养蘑菇和密环菌，空中架箱养蚯蚓，顶上搭葡萄架，需光的采光，不需光的阴凉，各取所需，生活在各自的生态位置上，同时用蚯蚓喂鸡，鸡粪喂猪。猪粪汇集产沼气，沼气点灯做饭，沼渣做肥料，最大限度地利用了物质和能量，使0.25亩的土地产生了年产值几万元的收入。请分析回答：
(1)此生态系统的生产者是______，分解者是______。
(2)设计该生态系统遵循了________原理。
(3)请你根据生态系统能量流动的原理画出此生态系统的能量流动和利用图(各种生物呼吸作用消耗和分解者耗能可不标出)。
[解析] 本题考查生态农业的有关知识。此生态系统的生产者是绿色植物即葡萄，分解者是腐生的蘑菇、密环菌、蚯蚓；设计该生态系统遵循了物质循环再生的原理；生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始，沼气池中产生的能量可以作为农户生活能源，沼渣做肥料时植物从中获得的是矿质元素，不是能量。专题五 第二节
一、选择题
1．农村综合发展型生态工程的优点包括( )
①能量的多级利用
②物质循环再生
③废物资源化
④生物相互依存，体现了整体性
⑤做到了生态、经济和社会效益三结合
A．①② B．①②③
C．①②③④⑤ D．①②④⑤
[答案] C
[解析] 农村综合发展型生态工程实现了能量的多级利用和物质的循环再生，没有废弃物的产生，实现了综合的经济效益。
2．下列生态工程不属于大区域生态系统恢复工程的是( )
A．“三北”防护林 B．退耕还林还草工程
C．防沙治沙工程 D．在山间修建拦截坝
[答案] D
[解析] 在山间修建拦截坝属于小流域综合治理。
3．矿山废弃地生态修复工程的关键是( )
A．优先选择农作物以提高经济效益
B．选择合适的养殖动物以增加物种多样性
C．植被恢复和土壤微生物群落的重建
D．尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
[答案] C
[解析] 矿山废弃地几乎很少有动植物，而且土壤被严重破坏，所以先要进行植被恢复和土壤微生物群落的重建。
4．下列描述中不符合“生物圈2号”实验给人的启示的是( )
A．人要与自然和谐共处
B．加深对自然规律的认识，按自然规律办事
C．人类早晚会建立第二个“生物圈”，无须担心地球环境恶化
D．大自然给人类提供的支持与服务可谓是无价之宝
[答案] C
[解析] “生物圈2号”生态工程是人类在认识自然的道路上迈出的一小步，尽管科技如此发达，人类仍无能力去完全模拟出自然生态系统。
5．(2015·南京检测)下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是( )
A．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等
B．大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺
C．采用浮床生态工艺法等手段治理环境污染
D．用法律手段严禁汽车上路以及造纸厂、酒厂生产，以切断污染的源头
[答案] D
[解析] 在城市生态工程建设中，一方面应用生态学原理规划建设城市，分区建设工业区、居住区、生态绿地等，达到城市结构合理、功能协调的目的；另一方面，大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，防止环境污染；治理水污染可采用浮床生态工艺法等手段。但城市发展建设不能因怕污染而放弃发展。
二、非选择题
6．下图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析回答：
(1)该图中有食物链共________条。
(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有________。
(3)从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比，它突出的优点是________。
(4)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是______________________。
(5)该生态工程遵循的原理有________等。
(6)人工设计的生态系统也具有信息传递的功能，下列有关叙述正确的是( )
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物种间关系
[答案] (1)3
(2)人、鸡、猪
(3)减少了燃烧煤炭所产生的污染
(4)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用
(5)物质循环再生原理 (6)D
[解析] (1)该生态系统中的食物链有植物→人，植物→猪→人，植物→鸡→人共3条。(2)据食物链可以判断，人、猪、鸡均可以为第二营养级的生物。(3)太阳能、沼气属于清洁能源，无污染或污染很少。(4)利用有关生态工程的原理，可以更充分利用流向分解者或未利用的能量。(5)该生态系统中的物质分层分级利用，即符合物质循环再生原理。(6)生态系统中的物理信息除来源于环境外，还可来自生物个体，植物可以通过光、电磁波等形式接受信息；信息的传递与食物链无直接关系。
一、选择题
1．“退耕还林还草”是哪种生态工程建设的措施( )
A．小流域综合治理生态工程
B．城市环境生态工程
C．大区域生态系统恢复工程
D．农村综合发展型生态工程
[答案] C
[解析] 为控制我国沙漠化的发展和水土流失，改善生态环境，实施退耕还林生态工程，属于大区域生态系统恢复工程。
2．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是( )
A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
[答案] C
[解析] 本题考查湿地生态恢复工程的有关知识。湿地生态也是一个综合性工程，需要多种措施相结合，控制污染。引进动植物物种，恢复受干扰的湿地，还要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能，不是简单地依靠生物工程手段，如退耕还湿地或建立自然保护区就可以的。
3．下图表示了经济发展与环境质量之间的关系，根据这种关系，发展中国家应认识到( )
A．环境污染不可避免，只能采取“先污染，后治理”的策略
B．后工业化阶段环境问题会自行解决
C．保护至关重要，必须杜绝兴建排污的工业
D．可以采取措施减少或避免生产过程中的环境污染问题
[答案] D
[解析] 吸取西方发达国家发展过程中的一些经验教训，我们发展中国家就应少走弯路，避免出现“先污染，后治理”的现象。应提前采取相应措施，对必须建设的污染企业要进行污物处理。
4．小流域综合治理生态工程不能解决的问题是( )
A．防止区域内水土流失
B．有利于保存土壤内的氮、磷、钾等养分
C．使土地优化利用
D．长期干旱无雨
[答案] D
[解析] 小流域综合治理生态工程能解决很多问题，但不能从根本上改变气候，不能解决长期干旱无雨的问题。
5．下列生态工程模式与典型实例或措施对应有错误的一组是( )
A．农村综合发展型生态工程——北京郊区窦店村物质循环利用工程
B．小流域综合治理生态工程——甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式
C．大区域生态系统恢复工程——“生物圈2号”生态恢复工程
D．湿地生态恢复工程——平堤行洪，退田还湖，移民建镇
[答案] C
[解析] 大区域生态系统恢复工程的对策是实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等，典型实例是退耕还林还草生态工程、“三北”防护林生态工程等。
二、非选择题
6．下图是某一生态系统的结构模式图，请据图完成下列问题。
(1)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是_________________________________________________。
(2)该生态系统的主要成分是__________________________________________。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是________________________________________________________________________。
(4)氮是植物生长必需的元素，但在种植大豆时不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因是________________________________________________________________________。
(5)蘑菇在该生态系统中属于________，如上图所示，在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析增产的原因：____________________________________。
(6)因该图属于________生态工程案例，在该生态工程中所遵循的主要原理有________________________________________________________________________。
[答案] (1)调整能量流动关系，实现能量的多级利用，物质循环再生
(2)水稻、大豆
(3)无核膜包被的细胞核
(4)与大豆互利共生的固氮菌具有生物固氮作用，能固定空气中的氮气
(5)分解者 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使光合作用增强
(6)农村综合发展 物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、系统整体性原理
[解析] 题图所示生态系统是一个多系统综合在一起的复杂的生态系统，实现了无废弃物的生产，达到了物质循环利用的目的。生态系统的主要成分是生产者。原核生物与真核生物细胞的主要区别就是有无核膜。豆科植物一般都具有共生的微生物，利用植物提供的有机物，固定空气中的氮气，为植物提供氮肥。
7．(2015·济宁检测)长江的水体污染主要是由于流入长江的次级河流在流经城镇时，城市中的生活污水、工业废水大量排入河流，造成河流污染。某小组利用人工浮床技术对次级河流中水质净化分析，实验装置如下图。
(1)图中植物的作用是________________。该植物采收后，可以直接用作__________，也可干燥处理后用来提取________________等金属。
(2)此案例属____________生态工程的实例，它遵循的生态工程原理是_________________________________________________________________(写其中一个)。
(3)该小组利用人工浮床开展了“菰(茭白)和菖蒲对生活污水净化效果的研究”，你认为该实验装置应该准备________________组，应采取的处理措施是：_________________________________________________________________。
(4)为了避免实验误差，你认为每个实验装置中的植物株数应______________。
(5)该工程能有效防止“水华”发生，提高水体的透明度。其原因是：__________________________________________________________________________。
[答案] (1)吸收水中的化学元素 饲料 铜、锌、汞
(2)城市环境 协调与平衡原理、整体性原理、物质循环再生原理等(写出一个即可)
(3)4 一组只栽茭白，一组只栽菖蒲，一组混合等量的茭白和菖蒲，一组空白对照(不栽植物)
(4)相等且多数
(5)一方面浮床植物在生长过程中能利用水中的氮、磷污染物，减少藻类生长所需的无机盐；另一方面又能通过遮光作用来抑制水体中藻类的生长繁殖。
课件58张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3 生态工程专题五第二节 生态工程的实例和发展前景专题五
1．举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程原理。(重点)
2．评述生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。
3．尝试设计简单的生态工程。(难点)
一、生态工程的实例
1．农村综合发展型生态工程
问题：怎样用有限资源，取得①________、②________、③________效益全面提高？
对策：建立农村综合发展型生态工程。
案例：北京郊区窦店村的以④________为中心的物质多级循环利用工程。经济社会生态沼气工程2．小流域综合治理生态工程
问题：小流域(河流各级支流的集水区域)水土流失比较严重。
对策：应用生态工程的整体原理、⑤___________原理，及工程学等原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制⑥________。
案例：甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式。协调与平衡土壤侵蚀
3．大区域生态系统恢复工程
问题：荒漠化(原因：⑦________、过度放牧、⑧________、不合理利用水资源)。
对策：实施了一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等。
案例：⑨______________工程、⑩________工程、?______________工程等。过度开采盲目开垦退耕还林还草防沙治沙“三北”防护林
4．湿地生态恢复工程
问题：地球80%的湿地资源遭破坏。
对策：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、?_____________污染控制、土地处理工程，植物物种的引进种植及建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复。
案例：鄱阳湖生态恢复工程。点源和非点源
5．矿区废弃地的生态恢复工程
问题：矿区土体、土壤和植被乃至整个地区生态系统的破坏。
对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，关键是?________及其所必需的?_______________的重建。
案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。植被恢复土壤微生物群落6．城市环境生态工程
问题：城市严重的环境污染，如过量垃圾、煤不完全燃烧、汽车尾气、噪音等。
对策：进行城市?________；推广“?________技术”和低污染清洁生产工艺，减少污染产出；治理污染，?______________利用；建立监督法制。
案例：加强绿地建设；采用水生植物、湿地生态净化工程；采用?_________________净化污水；垃圾分类处理；树立?_____________典范。生态分区环境友好废弃物的资源化浮床生态工艺法城市环境建设人工模拟生命支持无价之宝经济、社会效益定量化模型[思维激活]
1．试分析导致我国北方沙尘暴日益严重的原因有哪些？
2．矿区废弃地的生态恢复工程案例中为什么不种植农作物？
[答案]
1．①降水稀少导致表层土壤干燥、疏松；②人类的毁林毁草开荒、过度放牧等破坏活动导致植被破坏、土地荒漠化严重；③城市建设中工地裸露导致扬沙浮尘。
2．矿区废弃地恢复植被的措施是植树和种草，不是种植农作物，原因是矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长。一、生态工程的实例
1．生态工程实例分析
2.生态工程实例中的某些问题解读
(1)北京窦店村综合发展生态工程的特点
该生态系统主要应用了物质循环再生、整体性、物种多样性原理等，以沼气工程为核心，农、林、牧、副、渔各行业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济的发展，同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。
(2)小流域综合治理生态工程
①小流域综合治理中“综合”的表现
一改以前的单纯造林和减水、减沙等工程模式，同时考虑到生态效益和经济效益，如不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态功效，还考虑如何提高人们的生活水平，栽种经济作物、薪柴林等。②根据不同的地形采取不同的措施的原因分析。知识贴士：小流域综合治理生态工程主要应用了整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理等。
(3)“三北”防护林工程建设中应当注意的问题
①首先应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜的品种，宜林则林、宜灌则灌、宜草则草。
②其次要考虑树种的多样性，保护防护林体系的稳定性。
③最后不同地区应根据当地情况采取不同策略，如恶劣的地区应该结合自然恢复力。②城市生态工程
a．含义：城市是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的人工生态系统，对城市治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑。
b．与自然生态系统相比，具以下特点：
Ⅰ.城市生态系统是人类起主导作用的生态系统。城市中的一切设施是人制造的，人类活动对城市生态系统的发展起着重要的支配作用。与自然生态系统相比，城市生态系统中生产者绿色植物的量很少；消费者主要是人类，而不是野生动物；分解者微生物的活动受到抑制，分解功能不强。Ⅱ.自然生态系统在物质上基本可以自给自足，城市生态系统则不同。城市生态系统是物质和能量的流通量大、运转快、高度开放的生态系统。需要不断地输入粮食、能源等，同时会把大量废弃物排放到自然生态系统中，这种高度的开放性又导致它对其他生态系统具有高度的依赖性，同时会对其他生态系统产生强烈的干扰。
Ⅲ.城市生态系统中自然系统的自我调节能力弱，容易出现环境污染等问题，城市生态系统的营养结构简单，对环境污染的自动净化能力远远不如自然生态系统，城市的环境污染有大气污染、水污染、固体废弃物污染和噪声污染等。 如图所示为某地农村牧渔生产系统初级模式的生态农业图解。分析回答下列问题：(1)若考虑鱼池生态系统，该生态系统中非生物的物质和能量主要包括________等。从生态系统类型上划分，该生态系统属于________生态系统。
(2)若考虑森林生态系统，该生态系统的主要特点之一是________能够长期处于较稳定的状态。
(3)生态农业设计是生态农业建设实施的前提和依据。某研究性课题小组在分析调查当地农业生产实际情况的基础上，设计了一个良性循环的农业生态系统。假若你是该小组的成员，你认为这个设计应包括哪些方面的内容？[解析] (1)在鱼池生态系统中，非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、空气、水分和无机盐。由图可以分析该生态系统中既有森林，又有鱼池，是一个水域和陆地的自然过渡形态，属于湿地生态系统。
(2)森林生态系统，由于其生物的多样性，易形成复杂的营养关系，所以其种群密度和群落结构能够长期处于稳定状态。
(3)若建立一个良性循环的农业生态系统，应从以下几个方面考虑：一生态系统各组成成分齐全；二是食物链合理；三是能量多级利用，物质可循环再生等。
[答案] (1)阳光、热能、空气、水分和无机盐 湿地
(2)种群的密度和群落的结构及功能
(3)①研究设计合理的食物链组成或合理巧接食物链；②实现生态系统中能量的多级利用；③实现生态系统中物质循环再生或实现可持续发展或“原料—产品—原料—产品”；④设计合理的生态系统营养结构或物质循环和能量流动，提高抵抗力稳定性；⑤提高整个系统的总体功能和综合效益；⑥绘制出生态系统的结构模式图；⑦写出设计报告。我国的“三北”防护林是一项规模空前的生态建设工程，被誉为“绿色万里长城建设工程”。下列不属于植树造林在保护环境方面要求的是( )
A．调节气候
B．防风固沙，防止荒漠化
C．提供木材
D．维持大气中的碳——氧平衡
[答案] C
[解析] 植树造林，保护环境。森林可涵养水源，调节当地气候，可以防风固沙，防止荒漠化，树木进行光合作用，消耗CO2，制造O2，维持大气中的碳——氧平衡。提供木材与环境保护无关，是经济效益。二、生态工程发展的前景分析和展望
1．“生物圈2号”生态工程实验及启示
(1)问题的提出：人们憧憬着找到地球外的“诺亚方舟”。“生物圈2号”就是为了制造一个人工模拟的生命保障系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。
(2)设计：它是一座微型人工生态循环系统。其地上部分为立体钢架结构，配有双层玻璃窗，底部以厚水泥完全与外界隔离。内部主要由7种模拟生态群落区和两个大气扩张室组成。生态群落包括5个野生物生物群落和2个人工生物群落，约有生物4000种。物质循环途径如下图：(3)实验结果：“生物圈2号”的物质循环途径是农田区的作物秸秆作为附近动物饲养场的饲料，产出的肉、蛋、奶以及作物产品供应人类。死亡植株及动物与人的排泄物经分解者进行分解，然后，返还到农田中给植物提供营养。生活废水经处理后进行循环利用。氧气由植物光合作用提供，呼吸产生的二氧化碳由植物吸收。经过四年的试验，最终失败。
(4)失败的原因：温度失调以及大气和海洋比例与地球相差甚远，土壤呼吸释放的二氧化碳超过了植物和海洋的固定能力，导致空气中二氧化碳增多，氧气减少，不足以维持人及动物的生存。(5)给人的启示：自然界给人类提供的生命支持服务是无价之宝，尽管科技发达，但是人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。我们应当珍惜拥有的一切，爱护地球上的环境。
2．我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)西方国家生态工程的特点：除了治理环境污染外，主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。总体看来，应用范围小，但是并不太强调经济效益。
(2)我国生态工程的特点：既重视对生态环境的保护，又注重与经济、社会效益的结合。
(3)我国生态工程存在的问题及发展前景：目前的问题主要有缺乏定量化模型的指导，设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。但是由于我国政府的重视，在实践中已得到了广泛的应用。随着我国社会、经济的发展，以及可持续发展战略的实施，我国的生态工程一定会有更为广阔的发展空间。3．中国与西方国家生态工程建设的区别 下列关于我国生态工程与西方国家生态工程的比较，正确的是( )
①西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复破坏的生态系统为主要目标，我国的生态工程则以经济和社会效益为主要目标
②西方国家的生态工程应用范围比我国小
③我国的生态工程难以像西方那样，设计出标准化、易操作的生态工程样板
A．①②③ B．② C．③ D．②③[解析] 解答本题时注意理解掌握我国生态工程与西方国家生态工程的区别及各自的优缺点。发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同。西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标外，主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复；我国的生态工程走有中国特色的道路，不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合。总体来看，发达国家的生态工程的应用范围比我国小，也不那么强调经济效益，不过，目前我国的生态工程难以像西方那样，设计出标准化、易操作的生态工程样板。
[答案] D“生物圈2号”是模拟地球生态系统、全封闭的人工生态循环系统，其建造目的是( )
A．验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存
B．验证人类在离开地球的情况下，完全依靠人工生态系统，能否生存
C．验证人类在人工生态系统中的存活能力
D．验证密闭立体钢架结构的人工生态系统建筑物是否适合人类居住
[答案] A
[解析] “生物圈2号”是模拟地球生态系统、全封闭的人工生态循环系统，在物质上与外界完全隔绝，但能量需要依靠外界的太阳光。其目的是验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。一、“九子登科”措施的具体意义
1．山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被；
2．山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；
3．坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；
4．地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；5．荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪柴林；
6．山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；
7．沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张；
8．见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林果，发挥零星作用，提高治理程度；
9．秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。
二、生态农业
1．生态农业的概念
生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜的规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。2．生态农业的基本原理
生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础。我们知道，生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。而食物链则是生态系统能量流动和物质循环的主要渠道，因此食物链既是一条能量转换链，又是一条物质传递链，从经济上看还是一条增值链。因此，遵循这一原理，就可以合理设计食物链，充分利用当地自然资源，利用动物、植物和微生物之间的相互依存关系，使生态系统中的物质和能量被分层次地充分利用，使生产一种产品时产生的有机废物成为生产另一种产品的投入，也就是实行无废物生产，提供尽可能多的洁净产品。既充分有效利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。
3．生态农业的特点
生态农业可以实现对物质和能量的多级利用，减少对能源和资源的消耗，减少环境污染。具体优点突出表现在：
(1)减少化肥使用量，降低农业投入。
(2)收获多种产品，增加经济效益。
(3)净化环境，降低人和家畜的发病率。
4．生态农业的设计
主要从空间、时间和食物链等几方面去考虑，我们仅从空间方面做简单介绍。
空间方面包括“平面空间”和“垂直空间”。
“平面空间”：在一定的区域内，确定各种农作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，是比较宏观的，即农业区规划或农业规划布局。“垂直空间”：利用生态学的原理，将不同的种群科学地组合成复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合，例如一片稻田、一个庭院、一座小山、一个池塘等。在一片农田中应该从地上和地下两个方面科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，以最大限度地利用光、热、水、气等自然资源。地下部分是要使不同农作物的根系分布在不同的土层中，以便更好地利用土壤中的矿质元素。我国南方的桑基鱼塘就是人工建立的高产、稳产的生态农业系统。如下图所示为利用自然生态系统净化污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)示意图。请据图回答：(1)氧化塘实现净化污水的原理是主要利用细菌和藻类的________关系来分解有机污染物。图中A、B分别代表的物质是________、________。
(2)随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的新陈代谢类型也在发生着变化，其中它们的异化作用类型的变化是__________________________________________。
(3)由图示看，氧化塘净化污水的途径有________和________。[解析] 由图可知，细菌和藻类生活在一起彼此有利，细菌通过分解有机物为藻类生长提供二氧化碳、矿质养料等，藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气和养料。不同水层由于受到物理扩散、生物消耗等因素的影响，水中溶氧量随水深度的增加而减少，其中生存的生物类群也会因此而变化。
[答案] (1)共生(或种间互助) 氧气和养料 二氧化碳、矿质养料等
(2)需氧型、兼性厌氧型、厌氧型
(3)物理沉降 生物分解专题五综合检测
时间45分钟，满分100分。
一、选择题(每小题3分，共60分)
1．无废弃物农业与石油农业相比，其主要优点是( )
A．生产效率高，产品种类多
B．物质循环利用，对环境的破坏性很小
C．以石油、煤等原料为动力，生产效率高
D．生物多样性程度高，环境承载力大
[答案] B
[解析] 无废弃物农业属于传统农业模式，它的优点是追求物质循环利用，没有废弃物，很少对环境和资源造成破坏。其缺点是生产效率低，难以适应人口的快速增长。石油农业是人类进入工业化时代的农业生产模式，化肥、农药和机械的大量使用对环境资源造成极大的破坏，其结果是虽然生产效率提高了，但人们为此付出了沉重的环境和资源代价，不仅影响当代人的生存和发展，也影响了子孙后代的需求。
2．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的( )
A．协调与平衡原理 B．物种多样性原理
C．物质循环再生原理 D．整体性原理
[答案] B
[解析] 如果生态系统的生物种类简单，往往某一个物种的消失就会导致生态系统的严重后果，甚至崩溃。
3．我国西北一些地区年降雨量小于450mm，只适宜种植灌木和草。若种植属于乔木的杨树，生态的不适应会使杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性。其原因主要是不符合( )
A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理
C．系统整体性原理 D．物质循环再生原理
[答案] B
[解析] 从题干信息可以看出，没有处理好生物与环境的关系，不符合协调与平衡原理。
4．在植树造林工程中，应当特别注意运用的生态工程原理是( )
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
[答案] B
[解析] 所选用的树种必须是与当地环境相协调的，适应当地环境的，而且所选用的树种如果单一的话，极容易引发虫害，因为食物链和食物网简单。
5．下列叙述违背生态工程中生态学原理的是( )
A．充分考虑环境因子对生物的影响
B．尽可能减少种间竞争所产生的耗损
C．实现生态系统良性循环
D．以单一种群获得经济效益的最大化
[答案] D
[解析] 单一种群的系统极不稳定。
6．《四千年的农民》一书中记载了中国农民几千年来的耕作方法：积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中。这种做法的优点是( )
①改善土壤结构
②培育土壤微生物
③实现了土壤养分的循环利用
④改变土壤酸碱性
A．①② B．①②③
C．①②③④ D．②③
[答案] B
[解析] 《四千年的农民》一书记录的是我国古代的“无废弃物农业”，该传统农业的优点是收集一切可能的有机物，通过多种方式把它们转变成有机肥，施用到农田中，改善土壤结构，培育土壤微生物，实现土壤养分的循环利用。
7．城市环境生态工程中，不应采取的措施是( )
A．注意城市规划和布局
B．推广“环境友好技术”
C．禁止燃烧含硫燃料
D．进行废弃物的资源利用
[答案] C
[解析] 含硫的燃料只要注意处理好了，避免污染的产生，一样可以使用。
8．下列关于小流域综合治理生态工程的叙述，错误的是( )
A．该工程的主要目的是治理小流域的水土流失问题
B．该生态工程运用了整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理以及工程学原理
C．该生态工程针对不同的地形采取不同的措施
D．该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一
[答案] B
[解析] 小流域综合治理生态工程没有充分运用物质循环再生原理。
9．下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是( )
A．机械法整平压实土地
B．人工制造表土，植树种草
C．排石整地，改良优化土壤
D．开发农田、广种农作物，增加农民收入
[答案] D
[解析] 矿区废弃地的土壤条件极端恶劣，甚至有严重金属污染，植被难以恢复而农作物更难以生长，大力发展农田，收效难以保证，不符合生态工程整体性原理。
10．某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。这种做法体现了( )
A．实行“循环经济”的原则
B．低消耗，多效益原则
C．遵循物种多样性原理和协调与平衡原理
D．建立自然—社会—经济复合系统
[答案] C
[解析] 遵循物种多样性原理和协调与平衡原理都是生态工程建设应当遵循的原理。进行牧区草场建设时，既要考虑系统结构和功能的复杂性，又要考虑生物与环境的协调与平衡，才能保证生态系统的稳定。
11．下列关于生态工程的基本原理的说法中，错误的是( )
A．物质循环再生原理可使各种生态系统的物质循环顺利进行，不产生废弃物
B．物种多样性原理是各种生物之间通过食物链的相互作用，使各种生物种群数量保持基本稳定
C．整体性原理是考虑自然系统的规律，所有的人类活动必须完全以生态系统为核心
D．系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系
[答案] C
[解析] 整体性原理是指进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑经济和社会的影响力。
12．有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上( )
A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D．回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林
[答案] D
[解析] 引进外来物种，栽种当地经济作物不能恢复原有的自然生态系统状态；撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复不能尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态。
13．下图为生态养猪模式，从图中可知该生态工程属于( )
A．湿地生态恢复工程
B．节水和废水处理与应用生态工程
C．小流域综合治理生态工程
D．清洁及可再生能源系统综合利用的生态工程
[答案] B
[解析] 从图中可以看出，该工程是对肥水的处理过程，所以属于节水和废水处理与应用的生态工程。
14．下列关于生态农业的叙述，正确的是( )
A．设计生态农业时应增加食物链中营养级的数量
B．生态农业的建立不能提高各营养级间能量的传递效率
C．生态农业可以实现自给自足，排除了人为干扰
D．生态农业是以高投入来获得农作物的高产出量
[答案] B
[解析] 生态农业要实现能量的多级利用，并不是简单的增加食物链中营养级的数量，而要综合考虑食物链与食物网的复杂程度；生态农业中要注重系统内部的自身调节作用，但不能完全脱离人的控制与管理；生态农业的目的是实现低投入和高产出。
15．下图是某生态工程示意图，有关说法错误的是( )
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
[答案] C
[解析] 任何生态系统都不能实现能量的循环再生，只能实现能量的多级利用和物质的循环再生。
16．目前，一些地区采用人工浮床治理水体污染。人工浮床净化水体的机理不包括( )
A．植物吸收水中悬浮物，提高水体透明度
B．植物吸收水中的NO、PO等，降低水中氮、磷等含量
C．浮床遮光，促进浮游藻类的生长繁殖，防止水华发生
D．浮床下方水体氧浓度升高，减少微生物种类和数量
[答案] C
[解析] 浮床植物能够吸收水中悬浮物，提高水体透明度，净化污水；浮床植物吸收水中的NO、PO等无机盐，降低水中氮、磷等含量，同时浮床遮光，抑制浮游藻类的生长繁殖，避免水华现象发生；由于浮床下方水体氧浓度升高，抑制了水中厌氧微生物的生存。
17．根据生态系统的结构和功能，下列叙述中不正确的是( )
A．“桑基鱼塘”是人工建立的良性生态系统
B．水产养殖业中，为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象
C．为保护草原，应做到适度放牧
D．在我国西部大开发中，应采用“退耕还林(草)”的措施
[答案] B
[解析] 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点可知，食物链越长的鱼类越是不能充分利用生产者所固定的能量。
18．下列生产活动，既有利于开发和利用野生生物资源，又有利于保护生物多样性的是( )
①在鄱阳湖区围湖造田
②开垦山地
③完全禁止采伐林木
④适时地、有计划地采伐林木
⑤适时适量地捕获湖泊中的成鱼
⑥在繁殖季节捕捞成鱼
A．①② B．②④
C．③⑥ D．④⑤
[答案] D
[解析] 围湖造田破坏了湖泊生态系统原有的稳定性；开垦山地破坏了山地植被，造成水土流失、山地荒漠化加重；保护野生生物资源并不是完全禁止开发利用，要适时适量地、有计划地利用，既要获得最大利用量，又不影响生物资源的恢复再生。
19．(2015·台州模拟)下图是某同学绘制的我国北方农区的一种“四位一体”的生态家园示意图，其中沼气池、猪舍、厕所和日光温室等保持了合理的结构和比例。下列说法正确的是( )
A．在农村发展沼气不利于保护林草植被
B．该工程充分体现了物质循环再生的原理
C．保持生物间比例合理等遵循整体性原理
D．能量可随着沼气的使用而流入生物体内
[答案] B
[解析] 在农村发展沼气可减少林草植被等能源的使用；整体性原理是系统的各组分之间要有适当的比例，而生物间的比例合理只是其中的一部分；沼气燃烧释放的热能无法被生物体利用，即不能流入生物体内。
20．(2015·南京模拟)“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是( )
A．沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，又防止了环境污染
B．通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率
C．这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理
D．上述农业生态系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果
[答案] B
[解析] 沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能量的多级利用，同时减少了环境污染；该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，没有改变能量传递效率。
二、非选择题(共40分)
21．(10分)英国的一位生态学家曾指出，生态农业必须具备以下条件：①它必须是一个自我维持系统，一切副产品都要再循环，尽量减少损失，提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术来保持土壤肥力。②它必须实行多种经营，种植业用地与畜牧业用地比例要恰当，这样才能使系统自我维持，并增加农业生态系统的稳定性和生产出最大的生物量。请回答下列问题：
(1)上述条件①强调的是生态农业应遵循________原理，这是借鉴了________模式，这种经济模式的突出特点是____________________________________________________。
(2)上述条件②所强调的是________和________，这有利于_______________________。
[答案] (1)物质循环再生 无废弃物农业 物质循环利用，无废弃物，无环境污染
(2)物种多样性原理 系统的结构决定功能原理 维持系统较高的抵抗力稳定性，优化结构，完善功能，增加生物量的产出
[解析] 条件①通过农家肥料等改善土壤结构；培育土壤微生物，实现土壤养分的循环利用，体现了物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。条件②中“多种经营”等体现了生态工程中的物种多样性原理，“种植业用地与畜牧业用地比例要恰当”等体现了系统的结构决定功能原理。生态农业的设计要考虑合理的食物链、物质循环再生和能量的多级利用、增强生态系统的稳定性等。
22．(10分)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。
(1)牛棚内产生的________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为__________________________________________。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是
________________________________________________________________________。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、________和________。
(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了________________________________________________________________________。
[答案] (1)二氧化碳 氧气
(2)发酵 微生物将有机物分解为无机物
(3)牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少
(4)太阳光能 发酵产热
(5)物质的循环利用和能量的高效利用
[解析] (1)牛的呼吸为蔬菜提供光合作用的原料，蔬菜产生的氧气为牛棚更新空气。(2)秸秆和牛粪经微生物的分解，才能被植物吸收利用。(3)外界温度与牛体温相差越少，牛维持体温消耗的能量就越少。(4)太阳光能是牛棚内热能的主要来源，另外微生物发酵也产热。(5)生态农业的优越性体现在物质的循环利用和能量的多级利用(高效利用)。
23．(10分)下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。请据图回答：
(1)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是______________________________________________。
建立该生态工程所遵循的基本原理主要是________(至少答两个)等。
(2)植物秸秆经预处理后，应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解，使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A，应采用具有选择功能的培养基，培养基中的碳源为________。
(3)为了提高植物秸秆的利用率，可以利用基因工程对微生物A进行改造，其基本方法是：先用________同时切割________和________，然后用DNA连接酶将上述切割产物连接，构成________并将其导入受体菌中。
[答案] (1)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染) 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理
(2)纤维素
(3)同种限制性核酸内切酶 目的基因 载体 基因表达载体
24．(10分)(2015·潍坊模拟)建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：
(1)该生态工程以沼气工程为中心，各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼，人、畜、禽粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜田、果园、苗圃、鱼塘，体现了生态工程的____________原理。
(2)该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的____________原理。
(3)沼气池中的产甲烷菌在生态系统中所属的成分是________，它与酵母菌的细胞结构相比最大区别是____________________。
(4)该生态工程模式的最大优点是____________________________________________。
(5)该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过______________________。
[答案] (1)物质循环再生
(2)物种多样性
(3)分解者 无成形的细胞核
(4)实现能量和物质的分层次多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染
(5)环境容纳量(K值)
[解析] 图中生态工程以沼气工程为中心，充分利用废弃物，而且种植不同的植物，这体现了物质循环再生原理和物种多样性原理。该生态工程的最大优点是使物质和能量得到最大限度的利用，同时减少了环境污染；通过调整鱼苗的投放量，处理好生物与环境的协调及平衡。
课件19张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3 生态工程专题五专 题 归 纳专题五1．(2015·浙江卷自选模块，8)下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答：
(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物，将野外采得的某植物幼叶消毒后，用酶混合液处理，获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇，其作用是____________________。
(2)将目的基因导入到原生质体，经培养形成愈伤组织，再通过__________________________得到分散的胚性细胞，发育成____，生长发育后获得转基因植株。(4)某农业生态工程基地按照生态____规律，对种植业和养殖业进行优化设计。通过套种、间种和____等技术的应用，使种植的农作物为该生态系统组成成分中的____提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药，其目的是____。
A．减少水土流失 B．减少土壤肥力
C．减少环境污染 D．减少生多样性
[解析] (1)植物原生质体的获得方法是：在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。甘露醇的作用是维持溶液较高的渗透压，防止原生质体吸水涨破。(2)导入的基因的原生质体，可在培养基上培养形成愈伤组织，再通过液体悬浮培养得到分散的胚性细胞，发育成胚状体，胚状体继续发育，可形成植株。
(3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力，可能的原因有染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，或细胞中激素平衡被打破，或细胞对外源激素的敏感发生改变。由(2)知，愈伤组织通过液体悬浮培养能分散成单细胞。
(4)农业生态工程中，种养结合的优化设计应遵循生态和经济规律，进行综合分析，获得最佳的效益。通过套种、间种和轮种等技术的应用，可使种植农作物为消费者提供更多的食物，在农业生产中应尽量不施用农药，以减少环境污染。
[答案] (1)维持渗透压 (2)液体悬浮培养 胚状体 (3)B (4)经济 轮种 消费者 C
2．(2013·广东，26)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭
的污泥混匀堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表。(1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。
(2)由表可知，施用含生物质炭污泥________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________，但生物质炭的输入________，从而降低PAHs污染的风险。由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的________原理。[解析] 本题考查细胞呼吸应用分析及生态系统的功能与原理。考查理解能力、分析和应用能力。(1)根据题目的信息，生物质炭孔隙结构发达，能够改善土壤的通气状况，所以促进有氧呼吸，导致ATP合成增多，根细胞主要以主动运输吸收无机盐，需要消耗能量，ATP供应增多从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)根据题目及表格中的信息，盆栽试验表明，污泥、含7%生物质炭的污泥盆栽黑麦草比单纯红壤叶绿素含量及干重都高，表明施用含生物炭的污泥富含无机成分能促进作物生长。表格中的数据信息可知，单纯红壤PAHs含量527，红壤＋污泥PAHs含量是1079，红壤＋7%生物炭污泥PAHs含量是765，黑麦草的PAHs含量分别是401、651、428，都有所升高，仅对比红壤＋污泥PAHs数据和红壤＋7%生物炭污泥PAHs数据可以发现生物炭能够吸附污泥中的PAHs，从而降低PAHs污染的风险，污水处理后的无机物被植物重新吸收利用，符合生态工程的物质循环再生原理。
[答案] (1)有氧呼吸 ATP
(2)无机营养物质含量丰富 升高 能够吸附污泥中的PAHs 物质循环再生原理选修三 综合素质测评
时间90分钟，满分100分。
一、选择题(共20小题，每小题2.5分，共50分)
1．下列关于基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程常以动物细胞为受体细胞
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理载体DNA
D．为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为载体
[答案] B
[解析] 基因工程中常用的运载体有噬菌体、质粒、动植物病毒等；在目的基因与运载结合前，应当首先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，以得到有相同黏性末端的切口，便于结合；目的基因的受体细胞既可以是受精卵，也可以是体细胞。
2．碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中( )
①种子的萌发
②病毒的增殖过程
③细菌的二分裂过程
④目的基因与载体的结合
⑤DNA探针的使用
⑥分泌蛋白的加工和运输
A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥
C．②④⑤ D．②③⑤⑥
[答案] A
[解析] 种子的萌发和细菌的二分裂都有DNA的复制、转录过程，病毒的增殖过程有DNA或RNA的复制过程，三者都有碱基互补配对过程；目的基因与载体的结合，DNA探针的使用也要发生碱基互补配对。分泌蛋白的加工和运输需要经过内质网、高尔基体的加工、包装和运输，不需要碱基互补配对。
3．(2015·雅安检测)以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是( )
A．催化①过程的酶是RNA聚合酶
B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合
C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%
[答案] B
[解析] 据图分析可知，①②③④⑤分别表示反转录、DNA的复制、变性、复性和延伸。①过程由逆转录酶催化完成，选项A错；④过程表示当温度降至55～60℃时，引物结合到互补DNA链上，故选项B正确。②表示DNA的复制，需在常温条件下完成；⑤表示Taq酶从引物起始进行互补链的合成，需在70～75℃的高温条件下进行，但催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，选项C错；在DNA分子中有T无U，故选项D错。
4．下列关于细胞工程的有关叙述，不正确的是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株，从紫草的愈伤组织中提取紫草素，利用细胞工程培育“番茄－马铃薯”杂种植株，都利用了植物组织培养技术
B．在进行组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生细胞脱分化，染色体变异或基因突变，而不可能发生细胞分化和基因重组
C．动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法，所用的技术手段，所依据的原理均相同，都能形成杂种细胞和杂种个体
D．“试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”，不能使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子
[答案] C
[解析] 动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法有所区别，除了物理和化学方法外，还可以采用灭活的病毒诱导融合，另外动物细胞融合的目的是为了制备单克隆抗体，并不能得到杂种个体。
5．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )
A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性
D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
[答案] B
[解析] 植物组织培养的原理是细胞的全能性，而动物细胞培养的原理是细胞的增殖。
6．利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是( )
①植物组织培养 ②细胞融合
③动物胚胎移植 ④克隆技术
A．①② B．②③
C．① D．①④
[答案] C
[解析] 本题考查细胞工程的相关操作。植物组织培养是由同一种生物的细胞分裂分化形成新个体，属无性生殖，因而新个体只有一种亲本的遗传性状。细胞融合是由两个细胞融合到一起，融合后的细胞同时具有原来两个细胞的遗传物质。动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过是当受精卵卵裂到一定阶段后找一个代孕场所，故具有两个亲本遗传性状。克隆技术是指把一细胞的细胞核分离出来移植到另一个去核的卵细胞中，发育形成的新个体的基因主要来自供体细胞的细胞核，另外有少数基因来自受体细胞细胞质中的DNA。
7．(2015·徐州检测)下列关于精子的说法，不正确的是( )
A．精子的发生从初情期开始
B．它与卵细胞的受精发生在子宫内
C．精细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体
D．精细胞形成为精子时细胞内的原生质滴最后脱落
[答案] B
[解析] 受精作用的场所为输卵管。
8．(2015·东莞检测)下列有关生物伦理的说法，不正确的是( )
A．生命科学的发展必须接受生物伦理的规范和制约
B．实施生命科学研究必须遵循：自主、不伤害、善行和公正的原则
C．关注生物伦理问题就是完全限制生命科学的发展
D．对于生物技术应科学地控制，合理地使用，使它的发展对人类最有益
[答案] C
[解析] 关注生物伦理问题，并不是完全限制生命科学的发展。对于生物技术人类所面临的问题是如何科学地进行控制，并合理地利用，使它的发展对人类最有益。
9．用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下面有关培育过程的叙述，不正确的是( )
A．原生质体的融合常用PEG作为诱导剂
B．形成的愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C．由杂种细胞→杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化
D．该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
[答案] B
[解析] 愈伤组织中无叶绿体，需利用现成有机物。
10．(2015·济宁检测)下列有关生态工程的相关内容的叙述中，不正确的是( )
A．农村综合发展型生态工程遵循物质循环再生和整体性原理等生态工程的基本原理
B．我国南方的桑基鱼塘通过将单个生产系统优化组合成一个有机整体，大大提高了系统生产力，这是运用生态工程的整体性原理的典型实例
C．小流域综合治理的目标是建立稳定高效的复合系统，获得最大的生态和经济效益
D．矿区废弃地的生态工程恢复关键在于植被的恢复以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建
[答案] B
[解析] 桑基鱼塘通过将单个生产系统优化组合成一个有机整体，实现了“1＋1＞2”的效果，故运用了系统整体性原理。
11．现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种)，其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株，但乙种植株很适宜在盐碱地种植，且相关性状均为核基因控制。要利用甲、乙两种植株各自优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中，理论上不可行的是( )
A．利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的四倍体杂种目的植株
B．将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株
C．两种植株杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术，可较快获得纯种的目的植株
D．诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株
[答案] C
[解析] 甲、乙两种植株是不同物种，两者之间存在生殖隔离，不能完成杂交，因此不可能利用F1植株的花粉进行单倍体育种，因此C项是错误的。
12．下列有关基因工程操作的叙述正确的是( )
A．用同种限制性内切酶切割运载体与目的基因可获得相同的黏性末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D．用含抗生素抗性基因的质粒作为运载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
[答案] A
[解析] 一种氨基酸可对应多个密码子，以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同。只有目的基因在受体细胞中成功表达才标志着基因工程操作的成功。用含抗生素抗性基因的质粒作为运载体是因为抗性基因作为标记基因可检测载体是否导入到受体细胞中。
13．下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是( )
A．转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B．植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
C．原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的选择透过性
D．植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
[答案] C
[解析] 转基因植物的培育要用到基因工程和植物组织培养技术，A正确；植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性，B正确；原生质体融合和动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，C错误；愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都要通过有丝分裂进行增殖，D正确。
14．(2015·东莞检测)2010年6月《中国养殖风》报道，“内蒙古白绒羊种羊场”诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆山羊。关于克隆，除个体水平外，还有分子、细胞、器官等水平的克隆。下列不属于克隆技术的是( )
A．从出生不久的小鼠心脏取下的细胞在体外离体培养成细胞系
B．使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
C．农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯
D．将单个B淋巴细胞进行无性繁殖
[答案] B
[解析] 克隆实质上就是一种无性繁殖，题中A、D两项都是细胞水平的克隆，C项是指植物的营养生殖，也属于克隆的范畴。B项中，使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，这属于转基因技术。
15．(2015·潍坊检测)限制酶Mun I和限制酶EcoR I的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是( )
[答案] A
[解析] 由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为载体；质粒C和D的标记基因上都有限制酶的识别位点；只有质粒A上既有标记基因，且MunI的切割位点不在标记基因上。
16．(2015·揭阳检测)某优良品种水稻的基因型为AaBb，其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述中，错误的是( )
A．花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程
B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组
C．通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产
D．这些试管苗自交，后代性状不发生分离
[答案] D
[解析] 花药通过组织培养形成了试管苗要采用组织培养技术，该过程要先经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗；由水稻的基因型为AaBb可知水稻为二倍体，其配子含一个染色体组，由配子发育成的试管苗的体细胞中含有一个染色体组；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产。
17．下图供体DNA中含有无限增殖调控基因，该基因能激发动物细胞的分裂，图示是利用该基因制备新型单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是( )
A．经酶A处理后Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端
B．Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞
C．Ⅲ既能无限增殖又能分泌特异性抗体
D．该过程涉及转基因技术和动物细胞融合技术
[答案] D
[解析] 由图可知，该过程只涉及转基因技术，没有动物细胞融合技术。
18．多利羊的培育过程简单地说是：从母羊乳腺细胞中提取细胞核，放入去卵的细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内产生的后代。这种生殖方式应属于( )
A．无性生殖
B．有性生殖
C．先无性生殖，后有性生殖
D．先有性生殖，后无性生殖
[答案] A
[解析] 多利羊是利用核移植技术产生的，用核移植技术得到的动物称为克隆动物。克隆是无性生殖，所以多利羊的生殖方式是无性生殖。试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件成熟和受精，并培养发育为早期胚胎后，经移植产生后代的技术。
19．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生计问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是( )
A．协调与平衡原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
[答案] B
[解析] 在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，考虑到生态效应；另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，考虑人们的生存、经济等问题，将生态和经济结合起来，即同时考虑社会—经济—自然三个方面的效应，体现了整体性原理。
20．供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是( )
A．受体是为供体胚胎提供发育的条件
B．受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应
C．受体与胚胎血液混融在一起
D．胚胎心肺功能都能正常运转
[答案] A
[解析] 受体是为供体胚胎提供发育的条件，但受体与胚胎血液并不混合，血型也不一定相同。胚胎心脏可正常运转，但肺不能正常进行动转，其O2的供应和CO2的排出得靠母体的血液循环来完成。
二、非选择题(本大题共6小题，共50分)
21．(9分)传统农作物育种往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被拓宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。如图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：
(1)图中A、D方向所示的途径表示________育种方式，A→B→C的途径表示________育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在_____________________________________________________________。
(2)G所示过程可以采用花粉管通道法，这是基因工程操作“四步曲”的________环节。检测目的基因是否表达的方法________________________________________。
(3)科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人工种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过________、________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。
(4)由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？_________________________________________________________________________。
[答案] (1)杂交 单倍体 A→B→C 能较快得到纯合子，缩短育种年限
(2)目的基因导入受体细胞 分子杂交技术和抗原—抗体杂交等
(3)脱分化 再分化 胚乳
(4)天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性
[解析] (1)A、D途径是将两株植株的优良性状集中到一株植株的身上，属于杂交育种；获得纯种植物的最快捷方式是单倍体育种，该育种方式可明显缩短育种年限。(2)将目的基因导入受体细胞的方法主要有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，检测目的基因是否表达可用分子杂交技术和抗原—抗体杂交。(3)植物组织培养时脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，人工种子中的种皮中含有养分、无机盐、有机碳源等物质，相当于种子的胚乳。(4)人工种子发育成植株属于无性繁殖，天然种子发育成植株属于有性繁殖，有性繁殖可能因性状分离而丧失其优良特性。
22．(9分)据报道，科学家把带有人肝细胞再生增强因子的基因片段，整合到羊的乳腺上皮细胞DNA中，再将带有外源基因的乳腺上皮细胞核移植到去核卵细胞中，培育出了一只克隆羊，其乳汁中可以提炼出含有人肝细胞再生增强因子的物质。请据此回答下列问题：
(1)将基因表达载体导入乳腺上皮细胞常用的方法是
________________________________________________________________________。
(2)若要检测乳腺上皮细胞染色体上是否含有人肝细胞再生增强因子的基因，可采用______________技术。
(3)已知BamHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如图所示：
用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后和________序列明显增多，该过程中DNA连接酶能催化________键的形成。
[答案] (1)显微注射法
(2)DNA分子杂交
(3) 磷酸二酯
[解析] (1)将目的基因导入动物细胞一般用显微注射法；(2)检测受体细胞内是否含有目的基因一般用DNA分子杂交技术；(3)BamH Ⅰ和BelⅡ切割出的末端经DNA连接酶连接后可形成和片段，DNA连接酶能催化磷酸二酯键的形成。
23．(8分)随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有________________________________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用________________________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是____________________________________________________________________________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞，原因是_______________________________________。
(4)从A～D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法________，把⑤送入⑥的最佳时期是________。
(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和________最相似，为什么？____________________________________________________________________________。
如果②的数量太少常用________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做________。
[答案] (1)核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术、胚胎移植
(2)目的基因 限制性内切酶、DNA连接酶和运载体 显微注射法
(3)胰蛋白酶 卵细胞大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
(4)C 桑椹胚或囊胚期
(5)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR技术 XX 转基因克隆动物
[解析] (1)该图表示转基因克隆动物的培育的过程，涉及转基因技术、核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植等技术。(2)图中②进入③之前要用限制酶、DNA连接酶和运载体等工具来构建基因表达载体，然后使用显微注射法把其导入受体细胞。(3)由组织得到单个细胞，必须使用胰蛋白酶处理，核移植过程中，由于卵细胞大，细胞质中含有刺激细胞核全能性表达的物质，因此选用卵细胞的细胞质作为细胞核的受体。(4)胚胎切割的关键是要把内细胞团均等分割。(5)⑦的核基因与荷斯坦奶牛一致，因此其性状与荷斯坦奶牛最相似；目的基因扩增通过PCR技术完成，由于血清白蛋白从乳汁中提取，因此必须培育母牛，其性染色体为XX，培育出的这种动物称为转基因克隆动物。
24．(8分)(2015·济南检测)2007年11月14日，美国科学家在《自然》杂志上发表论文，宣布运用传统的体细胞核转移技术成功得到恒河猴的克隆胚胎，这意味着克隆人胚胎即将出现。2007年11月20日，日本学者和美国学者分别在《细胞》和《科学》杂志上发表重量级论文，他们用逆转录病毒为载体，将四个不同作用的关键基因间接转入体细胞内，令其与原有基因发生重组，然后让体细胞重新返回到“生命原点”，变成一个多功能的干细胞，具有胚胎干细胞的特性。得知此消息后，“多利羊之父”Ian Wilmut随即宣布放弃用体细胞核转移技术研究胚胎干细胞，他认为此种新方法才是今后治疗疑难杂症的关键。
(1)传统的细胞核移植枝术中，受体卵母细胞处于______________时期。
(2)基因工程的核心是______________。上述材料中的“载体”化学本质是__________。“关键基因”属于(结构基因还是调控基因)________。
(3)让体细胞回到“生命原点”，帮助其恢复________，类似于植物组织培养中的______过程。
(4)中国政府对“克隆人”的态度是________________________________________。
[答案] (1)减数第二次分裂中期
(2)基因表达载体的构建 RNA 调控基因
(3)全能性 脱分化(去分化)
(4)禁止生殖性克隆人(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验)；中国不反对治疗性克隆
[解析] (1)(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心。其中心内容是使目的基因与运载体结合，形成重组载体，最后通过重组载体将目的基因导入受体细胞。逆转录病毒作载体，其核酸为RNA。“将四个不同作用的关键基因间接转入体细胞内”说明这些关键基因是调控基因。(3)让体细胞重新返回到“生命原点”即恢复细胞的全能性。
25．(8分)(2015·泰安检测)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。
下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答下列问题：
(1)图中所涉及的现代生物技术有________________等。
(2)下列有关胚胎移植的叙述正确的有________。
A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子
B．只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受
C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D．不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行
(3)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明________具有全能性，早期胚胎发育在________阶段以前的细胞是全能细胞。
(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________。
(5)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
[答案] (1)核移植、胚胎移植、细胞培养、胚胎分割(答出任意两个即可)
(2)A、B
(3)体细胞核 桑椹胚
(4)血清 温度和pH
(5)胰蛋白酶
26．(8分)(2015·台州检测)生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式：模式1 鸡—猪—鱼立体养殖模式：一亩鱼池配6～8头猪，100～120只鸡，鱼池中各种鱼的比例大致为：花白鲢占20%，草鱼占40%，鲤鱼、鳙鱼占40%，每亩投放鱼苗4500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干，经初步发酵后混合一定量饲料喂猪，猪粪喂鱼。
模式2 “四位一体”生态模式：以太阳能为动力，以沼
气为纽带，将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。
请分析回答有关问题：
(1)在模式1中，必须注意某种鱼的投入数量，不宜超过该鱼在生态系统中的________。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在垂直结构上具有________的现象。
(2)下图表示某池塘中鲢鱼平均尾值变化情况，由曲线可知，生物体的生长呈________型曲线，根据图示结果，最佳捕捞时间是在投放后的________个月左右。
(3)模式2中，光能输入生态系统的途径是________，沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于________(成分)。
(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是________________________________________________________________________。
[答案] (1)环境容纳量 分层
(2)“S” 6
(3)通过生产者的光合作用 分解者
(4)物质循环再生原理
[解析] (1)在一个生态系统中，某生物的数量不能超过环境容纳量即K值。不同鱼类生活的水层不同，体现了生物群落在垂直结构上具有分层现象。(2)图示曲线为“S”型，最佳捕捞时间是既获得较大的捕获量又能保持鱼类资源的可持续发展的时间，故是在接近K值时捕捞，捕捞后的鱼类种群数量维持在K/2左右。(3)光能通过生产者的光合作用进入生态系统；产甲烷杆菌为分解者。
