高考生物大一轮复习 现代生物科技专题 第4讲 生态工程课后提能演练 新人教版选修3.docx

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高考生物大一轮复习现代生物科技专题第4讲生态工程课后提能演练新人教版选修3

第4讲生态工程

1．（2018年广东江门高三调研）阅读下列有关我国水稻育种的新成果：

材料甲：

中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平宣布了一项剔除水稻中重金属镉的新成果。

该技术通过把水稻亲本中促进吸镉的基因“敲掉”，从而减少水稻种子中的镉含量。

此项技术培育的新型水稻将扭转我国部分农作物重金属含量超标的趋势。

材料乙：

中科院夏新界培育的巨型稻生长周期与青蛙、泥鳅生产周期同步，可同时管理，节约人力与资金成本，通过采取“巨型稻＋青蛙＋泥鳅＋鱼”的生态种养新模式，实现一亩多收，粮渔共赢。

回答下列问题：

（1）材料甲中采用的技术与传统基因工程有所区别，但是也需要在构建表达载体后采用________________法将载体导入水稻愈伤组织，愈伤组织再经____________过程形成新型水稻植株。

经检测，新型水稻的稻米镉含量不但________________________，而且远低于稻米镉含量的国际和国内安全标准。

（2）材料乙中的青蛙在该生态系统中的成分属于____________。

建设该类生态种养新模式的目的是遵循自然界物质循环的规律，发挥资源的生产潜力，防止__________，达到经济效益和____________同步发展。

生态工程的基本原理有______________________________等。

【答案】

（1）农杆菌转化　再分化　比对照组水稻的稻米镉含量低

（2）消费者　环境污染　生态效益　物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、系统学和工程学原理

【解析】把水稻亲本中促进吸镉的基因“敲掉”，实则是不让其表达，因此也需要在构建表达载体之后，采用农杆菌转化法将载体导入水稻愈伤组织，愈伤组织再经再分化过程形成新型水稻植株。

该新型水稻培育成功后，其稻米镉含量比对照组水稻的稻米镉含量低。

（2）青蛙属于生态系统中的消费者。

建设该类生态种养新模式的目的是遵循自然界物质循环的规律，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同步发展。

生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。

2．北京郊区的窦店村实施了以沼气工程为中心的农村综合发展性生态工程。

据图回答问题：

（1）沼气池的建立在有效地解决农村燃料问题的同时，还可以节省林木、保护植被、减轻____________。

同时，沼渣用作畜禽饲料和农作物肥料，体现了生态工程的__________原理。

（2）从生态系统的组成成分看，蓝绿萍属于__________________________________。

除了生态系统的组成成分，生态系统的结构还包括______________________。

鱼等消费者通过自身代谢，将有机物转化为无机物，加快了生态系统的__________________。

（3）进行生态工程建设时，要处理好生态与环境的协调与平衡，需要考虑____________，若超过相应的限度，会引起系统的失衡与破坏。

（4）与农业生态系统相比较，自然生态系统的抵抗力稳定性通常较高，主要原因是______________________________________________。

生态系统稳定性的基础是生态系统普遍存在的__________________机制。

【答案】

（1）环境污染　物质循环再生

（2）生产者　食物链和食物网　物质循环

（3）环境承载力

（4）生态系统组分多、食物网复杂、自我调节能力强　负反馈调节

【解析】

（1）沼气池的建立在有效地解决农村燃料问题的同时，还可以节省林木、保护植被、减轻环境污染。

同时，沼渣用作畜禽饲料和农作物肥料，体现了生态工程的物质循环再生原理。

（2）蓝绿萍是植物，在生态系统的组成成分中属于生产者。

除了生态系统的组成成分，生态系统的结构还包括营养结构（食物链和食物网）。

鱼等消费者通过自身代谢，将有机物转化为无机物，加快了生态系统的物质循环。

（3）进行生态工程建设时，要处理好生态与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，若超过相应的限度，会引起系统的失衡与破坏。

（4）与农业生态系统相比较，自然生态系统的抵抗力稳定性通常较高，主要原因是生态系统组分多、食物网复杂、自我调节能力强。

生态系统稳定性的基础是生态系统普遍存在的负反馈调节机制。

3．（2017年山东潍坊寿光中学质检）实施西部大开发，要切实搞好生态环境保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。

材料一：

据计算，维持一个6口人的牧民家庭生活所需食物，需饲养35～40头牛，其中一半必须是母牛，以提供牛奶和繁殖小牛，其余为2～3头公牛，15～18头小母牛和几头小公牛。

这一畜群所需的牧场面积取决于降雨量（因降雨量影响产草量），在降雨量为250mm的地区，约需400公顷放牧地。

材料二：

“退耕还林工程”囊括25个省（区、市）和新疆生产建设兵团，共1897个县（含市、区、旗）。

到2010年，完成退耕地造林1467万hm2，宜林荒山荒地造林1733万hm2，陡坡耕地基本退耕还林，严重沙化耕地基本得到治理，工程区林草覆盖率增加4.5个百分点，工程治理地区的生态状况得到较大改善。

（1）在生态工程中，人类应用了________________________等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。

（2）在西部地区“退耕还林还草”的目的是____________________，从而能够提高生态系统的自我调节能力，这个过程遵循的原理是____________________。

（3）根据____________原理可知，西部地区的草场，要注意合理放牧，需要考虑____________，因为若超过其限度，就会引起__________________。

（4）一般来说，生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行____________。

【答案】

（1）生态学和系统学

（2）增加当地物种多样性　物种多样性原理

（3）协调与平衡　环境承载力　系统的失衡和破坏

（4）生态恢复

【解析】

（1）在生态工程中人类应用了生态学和系统学等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。

（2）“退耕还林还草”的目的是增加当地物种多样性，其遵循的是物种多样性原理。

（3）西部地区的草场，要注意合理放牧，需要考虑环境承载力，因为若超过其限度，就会引起系统的失衡和破坏，需遵循的是协调与平衡原理。

（4）生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。

4．绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。

下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：

（1）列出该生态系统中的三种分解者的名称：

______________________________。

（2）从资源与环境的角度来看，④⑤途径优于③途径的主要原因是______________________________、________________________________。

（3）进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是________________________________________________________________________。

（4）每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是____________________。

（5）该生态工程突出体现了____________________的基本原理。

【答案】

（1）蚯蚓、苍蝇、细菌（微生物）

（2）④⑤途径可以充分地利用垃圾中的物质（对物质的多级利用）　减少环境污染

（3）甲烷杆菌无成形的细胞核

（4）将生活垃圾分类包装

（5）物质循环再生

【解析】

（1）分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。

由图示可知，该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、细菌。

（2）④⑤途径运用生态学原理可充分地利用垃圾中的物质，即实现了物质的多级利用，减少了环境污染，明显优于③途径。

（3）甲烷杆菌为原核生物，而酵母菌为真核生物，甲烷杆菌无成形的细胞核。

（4）每一位市民都应该积极参与①②过程，将生活垃圾分类包装，以实现能量和物质的多级利用。

（5）从图示看出该生态工程突出体现了物质循环再生的基本原理。

5．随着生活污水的大量排放，淡水湖泊水华频繁发生。

人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。

近年来，采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，获得了较好的效果。

另外，环保部门采用跌水充氧技术对生活污水进行处理：

生活污水首先进入沼气池，经过沼气池处理后的污水再用泵提升进入多级跌水池，跌水池分多格串行，内装组合填料，借助生长在填料上的微生物去除有机物，经过跌水池的污水一部分回流入沼气池，另一部分进入水耕型蔬菜池（如图）。

根据上述资料回答下列问题：

（1）杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是________________和________________；挺水植物在该系统中的作用是______________________________，该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于__________________。

（2）污水处理过程有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在生态系统中属于________。

经过水耕型蔬菜池处理后的水中，________元素明显减少；水耕型蔬菜池还生活着其他生物类群，水耕型蔬菜池就是一个小型的________________。

水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中________的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统的________多层次的循环利用。

（3）为了检验污水处理的效果，常测定BOD5（5日生化需氧量的值，BOD5通常指20℃下，1L污水中所含有机碳源在微生物氧化时，5日内所消耗分子氧的毫克数）。

若假设原来100mL污水中的有机物含量为2.1g，等价于1.8g葡萄糖的耗氧量，污水处理后测得BOD5的值为190mg/L，则污水净化率达到________左右（以BOD5减少的百分率表示）。

（4）上述资料中应用的生态工程的基本原理有________________、________________。

【答案】

（1）污染环境　使藻类产生抗药性　通过光合作用将光能转化为化学能，固定在光合作用所制造的有机物中　生态系统的自我调节　

（2）分解者　氮、磷　生态系统　藻类　物质　（3）99%　（4）物种多样性原理　物质循环再生原理（或系统的整体性原理）

【解析】

（1）相对于生物修复法，化学处理法不仅污染环境，而且长时间使用杀藻剂会使藻类产生抗药性。

挺水植物是生产者，可以通过光合作用将光能转化成化学能，将无机物转化成有机物。

生态系统通过自我调节可以使群落趋于稳定。

（2）生长在填料上的微生物能够去除有机物，因此它们属于分解者。

水耕型蔬菜池中所有生物和无机环境构成一个小型的生态系统。

该生态系统充分利用生物之间的联系和作用，不仅可以净化水体，而且实现了物质的循环和能量的多级利用。

（3）原来100mL污水中含有相当于1.8g葡萄糖的有机物，将这些有机物全部分解的耗氧量为1.8/180×6×32＝1.92（g），即1920mg，则1L污水需要耗氧19200mg，而污水处理后的BOD5为190mg/L，因此污水净化率为（19200－190）/19200×100%≈99%。

（4）该生态系统充分应用了生态工程的物种多样性原理、物质循环再生原理和系统的整体性原理。

6．如图是我国常见的一种生态农业示意图，请据图回答：

（1）生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、______________原理、______________原理、______________原理。

农作物、苍蝇分别属于该生态系统成分中的________、________，沼气池中微生物的异化作用类型主要是________________。

（2）该生态系统建立的意义在于人为调整生态系统的能量流动关系，使能量________________________________________________________________________，

其最大生态效益是通过多层次分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用了有机物中的____________，又__________________。

【答案】

（1）物质循环再生　物种多样性　系统学和工程学　生产者　分解者　厌氧型

（2）尽可能流向对人类最有益的部分　能量　减少了环境污染

【解析】

（1）由图示可知苍蝇和蚯蚓以秸秆为食物来源，属于分解者。

（2）生态农业可将废物资源化，实现能量的多级利用，既充分利用了能量，又减少了环境污染。

7．农业生产的高度发展，现代化畜禽养殖业的迅猛发展，均给生态环境带来了一系列污染问题，发展生态农业、保障农业的可持续发展势在必行。

下面是“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式图，请据图分析作答：

（1）五环产业链生态农业一改传统经济模式，走生态经济之路，其主要实行______________原则。

（2）从生态系统的主要功能来分析，建立五环产业链生态农业的主要目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）沼气发酵过程中所产气体的主要成分为______和CO2。

（4）五环产业链生态农业遵循的生态工程原理主要是____________________、____________________、____________________。

（5）该生态农业的优点主要表现在______________、________________。

【答案】

（1）循环经济

（2）使生产者同化的物质和能量更多地流向对人类有益的部分

（3）CH4（甲烷）

（4）物质循环再生原理　系统学和工程学原理　整体性原理　物种多样性原理（任答三项）

（5）减少了环境污染　提高了综合效益

【解析】

（1）从图中分析，该生态农业各个环节的物质能够循环利用，因此实现的是循环经济的原则。

（2）该生态农业的主要目的是合理调整各环节的物质和能量相互关系，使物质和能量更多地流向对人类有益的部分，获得更大的经济效益。

（3）沼气发酵所产生气体主要成分是甲烷和二氧化碳。

（4）生态农业的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。

（5）生态农业减少了环境污染、充分发挥资源的生产潜力、提高了综合效益，达到经济效益与生态效益同步发展。

8．在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。

在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。

请据图回答问题：

（1）该生态工程所遵循的基本原理有_______________________________（至少写2种）。

（2）该生态系统的能量流动从___________________________开始，图中属于消费者的生物有________。

（3）与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，其主要原因是_________________________________________________________________。

（4）该生态系统为何能提高经济效益？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化建议。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】

（1）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理

（2）桑、油菜等生产者固定的太阳能　蚕、禽、畜

（3）粪便等“废弃物”被及时利用

（4）实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用（降低了农业成本投入）

（5）蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田

【解析】

（1）生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理及系统学和工程学原理。

该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性和协调与平衡原理。

（2）生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，因而该生态系统能量流动是从桑、油菜等生产者固定的太阳能开始。

消费者是蚕、禽、畜等。

（3）由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。

（4）该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量。

（5）该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥还可作肥料。

9．一青年农民利用自己学习的生态学知识，在自家庭院里建了一个小型生态农业，年创收上万元。

下图是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。

（1）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，突出的优点是____________________。

该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是________________________。

与传统工程相比较，生态工程具有__________________的特点。

（2）该生态系统的“基石”是________，沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是作为______________。

（3）构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要的生态学原理是________________________________________________________________________。

在沼气发酵的过程中，有一种微生物有除臭作用，这种微生物是________，它的除臭过程是__________________________________。

（4）某养殖户把自己的养鸡场、养猪场、鱼塘和桑园也纳入该生态园，并把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，改善了系统的功能，这体现了生态工程__________________原理。

（5）据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好，你支持这一观点吗？

________。

理由：

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】

（1）减少了燃烧煤炭所产生的污染　充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用　少消耗、多效益、可持续

（2）黄瓜、番茄等蔬菜　分解者

（3）物质循环再生原理　硝化细菌　将氨气氧化为亚硝酸盐和硝酸盐

（4）系统的结构决定功能

（5）不支持　由于食物链越长，营养级越多，则能量损耗也就越多，可供人利用的能量相对减少

【解析】

（1）该生态农业减少了燃烧煤炭所产生的污染。

该生态工程充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用，使能量能够更多地被人类利用。

生态工程建设的目的就是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。

生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。

（2）生产者是生态系统的“基石”，该生态系统中黄瓜、番茄等蔬菜是生产者。

沼气池中的产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物是生态系统的分解者。

（3）该生态系统依据的原理是物质循环再生原理。

沼气发酵过程中产生的臭气是氨气，常利用硝化细菌的硝化作用除去。

（4）把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，提高了生态系统的复杂性，从而改善了生态系统的功能，这体现了生态工程中系统的结构决定功能原理。

（5）由于食物链越长，能量损耗越多，因而人不能充分利用能量。

10．下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，带动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图。

请据图回答问题：

（1）图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统组成成分中的______________。

（2）某同学据图写出一条捕食食物链：

果树→蚯蚓→鸡，该食物链________（填“正确”或“不正确”）。

（3）该生态工程的核心技术是________________。

若在果园中同时种植蔬菜，属于__________技术。

图中的沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了______________的新能源开发技术。

（4）此生态农业与传统农业相比，明显的优势是______________和______________。

（5）假设下图是建成生态农场前的部分物质循环示意图，请画出与该图对应的能量流动图解。

【答案】

（1）分解者

（2）不正确

（3）物质循环再生技术　间种　洁净可再生

（4）能量多级利用　减轻了对环境的污染（或实现了废物资源化等）（顺序可颠倒，答出两点即可）

（5）如图

【解析】蘑菇属于生态系统成分中的分解者，捕食链中的生物间有捕食关系，蚯蚓是以植物落叶等为食，属于分解者，与果树间不构成捕食关系，因而“果树→蚯蚓→鸡”的食物链不正确；该生态工程的核心技术是物质循环再生技术，此生态农业与传统农业相比，明显的优点是能量多级利用，减轻了对环境的污染。