高中生物生态工程的建设情况综合综合题

Ⅰ．一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图。

请回答：
（1）过程①是指在体外进行的    处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为     。
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③      进行PCR扩增。然后用Ⅱ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Ⅱ是一种         酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断胎儿为          （正常/患者/
携带者）。
Ⅱ．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、      和        等原理。一般来说，生态工程的主要任务是对           进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

我国南方某地环保部门向遭受严重污染的南湖中引入苦草、黑藻等沉水植物和螺蛳等底栖动物来修复该生态系统。下图为该生态系统修复后的部分生物的营养关系，请据图回答问题：

（1）在修复该生态系统时要控制污水流入的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物对
            的充分吸收，使水体由原来的浑水态变为清水态。该生态系统修复后物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是                 。
（2）调查野鸭的种群密度常用       法。当螺蛳数量增加时，草鱼和罗非鱼数量也会增多，这样，螺蛳种群的增长就会受到抑制。这是生物群落内部          的结果。
（3）苦草等沉水植物大量繁殖后，部分浮游植物的生物量下降，大型底栖动物的数量有所增加。这是在     水平上研究的结果。沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面，从而抚育出高密度的浮游动物群落。浮游动物能够大量捕食浮游藻类，也间接地控制了藻类的数量。这体现出信息传递的作用是                                                  。
（4）该修复工程引入的生物均以当地生物为主，且引入的种类和数量经过了实验论证，这主要符合生态工程的        原理。若在此基础上，进一步建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量流动关系，                    。

（15分，除标注每空2分）现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过____________________呼吸将有机物分解。
(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于______所固定的________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、____________________和________________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

以山东农业大学李铁坚教授为首的农业专家总结养猪技水，创立了新式生态大棚养猪法，也叫懒汉养猪法。
（1）懒汉养猪法充分利用锯末、农作物秸秆粉碎物等作为发酵床垫料。由于猪有拱地的习性，锯末、农作物秸秆粉碎物等就会与猪粪便混合发酵，培养有益菌供猪采食，减少饲料、节约用水等直接饲养成本，实现粪污零排放，无臭气、无污染。同时，还能生产优质肥料，用于改良土壤、促进农作物生长，主要遵循了       原理。懒汉养猪法使猪只恢复了自然习性，从发酵床中采食肉眼可见的大型白色菌丝。乳酸菌与该菌丝细胞相比，最主要的区别是       。料床中的各种有益菌之间的关系为      。在寒冷的冬季，发酵床表层的温度仍可维持25℃-30℃的水平，主要原因是        ________。
（2）现有发酵床混合菌种采自自然界，发酵效率较低。从瑞氏木霉cDNA文库中可获得高效的纤维素酶基因，有人将瑞氏木霉纤维素酶基因转入混合菌中，经筛选得到了可高效利用纤维素的工程混合菌菌种（过程如图甲所示）。

图甲中，为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以   作为唯一碳源。①、②过程需要重复几次，目的是 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 。
某同学尝试过程②的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是   ；推测该同学接种时可能的操作失误是 　　　　　　　　 　　　　　　　　 。

【生物—选修3 现代生物科技专题】(15分)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答,

(1)该生态工程体现了                            等生态工程的基本原理〔选答两项〕｡
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是          ,可通过               技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株｡若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用                 技术进行检测,其依据的原理是             ｡
(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术｡该技术,首先要对母猪做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过               处理的良种猪精子进行体外受精｡将早期胚胎培养到            时期,再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪｡受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生        反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。

下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图，据图回答问题。

（1）该生态工程主要体现了   ____（选答两项）等生态工程的基本原理。
（2）通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益，要通过基因工程培养抗病甘蔗，可通过  _  ___技术将导人了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测转基因甘蔗细胞染色体上是否插入了目的基因，可采用     技术。
（3）为大量繁殖良种猪，可采用胚胎移植技术。该技术首先要对供体和受体母猪进行___处理，然后给供体母猪注射____，做超数排卵处埋，以获得更多的良种猪卵母细胞，然后培养到____期，与经过____处理的良种猪精子进行体外受精，将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。胚胎移植的实质是       。

【生物--选修3 现代生物科技专题】
（1）iPS细胞是利用逆转录病毒将Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc 等四个基因转入分化的体细胞中诱导其成为类似胚胎干细胞的一种细胞。将四个目的基因导入体细胞之前，通过_______技术进行迅速扩增，然后再与逆转录病毒结合导入体细胞，逆转录病毒所起的作用是_________________________。
（2）利用iPS细胞技术可以治疗白血病等顽症。将患者的体细胞诱导成为iPS细胞后进行基因改造，再定向诱导其分化成为造血干细胞后输入患者体内，可达到治愈疾病的目的。其优点是既解决了移植器官短缺问题，又不存在_________和伦理争议。
（3）我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达培育出了抗虫棉。转基因作物的种植使害虫得到有效控制，减少了农药的使用量，保护了生态环境。与此同时，人们对转基因生物的安全性提出了质疑，主要体现在生物安全、___________和___________等方面。
（4）桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成无废弃物农业，这主要遵循了生态工程的___________原理。同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这又体现了生态工程的______________________原理。我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了_____________________原理。
（5）粗提取DNA时，利用不同浓度的NaCl溶液反复溶解DNA的目的是_______________，利用冷酒精处理滤液的目的是__________和__________。

某城市注重生态文明的建设，建立人工湿地，形成藻菌共生污水净化系统，对生活和工业污水进行净化处理。

（1）人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有          结构；湿地生态系统具有较高的生物多样性，一般情况下食物网越复杂，  稳定性越高；除净化水质外，人工湿地还具有旅游观光和蓄洪防旱等方面的功能，这主要体现了生物多样性     的       价值。
（2）上图是某人工湿地实现废水处理的流程图。请回答：
①输入此氧化塘的能量(类型)有                 。氧化塘中的风车草、圆田螺、细菌等生物共同构成          。
②废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止厌氧池中微生物            。
③氧化塘后部种植莲等挺水植物，有利于减少出水口处水中的浮游藻类，原因是   
                                                              。
（3）某人工湿地生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。

种群	甲	乙	丙	丁	戊
重金属含量（μg/Kg鲜重）	0.0037	0.0037	0.035	0.035	0.34

已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。根据表中数据分析上述食物网中处于第二营养级的是__________________。

I、胰岛素是已知的唯一降低血糖水平的激素，请分析胰岛素的作用机制模式图（如下图所示），并回答有关问题：

（1）图中的刺激X最可能是           ，下丘脑神经细胞接受刺激X后，膜外的电位变化为         ，最终引起传出神经末梢释放      ，与胰岛B细胞上相应受体结合，引起胰岛素分泌增多。
（2）由图可知，胰岛素与      结合后，一方面使       增加，促进葡萄糖进入细胞；另一方面促进           ，从而降低血糖。
（3）如果给动物注射大剂量胰岛素，动物会因低血糖而休克。通过注射胰高血糖素能促使血糖升高，使休克的动物清醒根据以下实验材料及用品，完成实验方案，证明胰高血糖素能升高血糖。
实验材料及用品：小白鼠、注射器、鼠笼、胰岛素溶液、胰高血糖素溶液、葡糖糖注射液、生理盐水。
实验方案：选择体重相近的健康小白鼠，按照下表进行处理、观察并填写相关内容。

分组	实验处理方法	预期结果	下一步实验处理方法	预期结果
A组（对照组）	①	清醒		清醒
B组	注射大剂量的胰岛素溶液	休克	②	未清醒
C组	③	清醒
D组	④	清醒

 
II、随着水体富营养化日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生，人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”，将这两种基因重组后导入大肠杆菌中，从而使废水中过高的N、P得到有效的去除，降低水体的富营养化。请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题。
（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、    和    。
（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是          ，它们作用的化学键名称是            。
（3）重组DNA导入前，通常用       溶液对大肠杆菌进行处理。
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的      原理。

(14分)我省许多村镇建成了大型禽畜养殖基地，大量的禽畜粪便随意排放会严重污染环境。为合理利用粪便、净化环境，某地建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统，如图l所示。请回答：

（1）图1中有_________条食物链。无土栽培主要提高了__________等元素的利用率。
（2）由图2可知沼气池中微生物的呼吸类型主要是________。独立的沼气池__________(属于、不属于)生态系统，原因是__________。
（3）建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统的最大优点是                             。
（4）若要调查农作物附近土壤中小动物的丰富度则一般采用         方法进行采集、调查，丰富度的统计方法通常有                   两种。
（5）在上述农业生态模式的启示下，某城市环保部门提出利用下左图人工湿地对生活污水（主要含有机物）进行净化处理：

A、请用箭头和文字补充虚线框中碳转化途径。
B、为了防止爆发藻类水华，研究者在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物，这些措施利用了那些种间关系？                       。挺水植物在该人工湿地中的作用是               。

【生物－选修3：现代生物科技】
Ⅰ、生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难。请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：
（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和     安全三个方面发生了激烈的争论。
（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的        。
（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2002年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是              不需要经过基因检测。
Ⅱ、2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发了全国人民对雾霾的关注和讨论。生态环境与生态经济再次推上舆论的焦点。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：

（4）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的                    原理。
（5）该生态工程模式的最大优点是                                            。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。
（6）该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有         （写全才能给分），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其            。

下图为典型的农作物秸秆利用生态系统，请据图回答问题。

（1）流经此生态系统的总能量是                          ；“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的                   原理，最大限度地实现了物质的循环。
（2）土壤中的有机物不能被植物直接吸收，必需经过         的分解产生                 ，从而提高农作物的光合作用，最终提高农作物的产量；从图中分析，此生态系统的分解者是                  。

［生物——选修3：现代生物科技专题］根据所学知识回答问题：
（1）基因工程中基因表达载体除包括目的基因外，还必须有__________及标记基因等。
（2）若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的____________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的___________中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有____________，具体过程是在____________和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过____________产生愈伤组织，最终形成完整的植株。
（3）在哺乳动物的核移植实验中，通过一定的措施将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到____________阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内。
（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（至少答两项）______。

某中学生物研究性学习小组参观某农场建立的农业生态系统，并绘出了该生态系统的结构模式图（如右图所示），请据图分析回答：

（1）该生态系统的主要成分是_________，沼气池中的微生物在生态系统组成成分中属于______________。从生态系统的功能角度进行分析，该生态系统最大的优点是_____________________________。
（2）该生态系统的总能量是________________________
（3）该农业生态系统的农作物如果是水稻，在稻田中养鱼和蛙能提高_____稳定性，原因_______________。

【生物——选修3：现代生物技术专题】
Ⅰ．从世界上第一位“试管婴儿”诞生，至今全球试管婴儿数量已达到400万。从克隆羊“多利”诞生，至今已成功克隆了多种动物。请分析回答试管婴儿与克隆技术的有关问题：
（1）培育试管婴儿时，可通过给母体注射        增加排卵数量，从父亲体内获得的精子需要进行       处理，才能完成受精作用。
（2）克隆动物时，将甲个体的细胞核移入乙个体去核的卵母细胞中，由重组细胞培育成个体丙，则个体丙的基因来源于_________________。
（3）克隆动物的生殖方式属于___________。
Ⅱ．在某水域的生态治理中相继引种了浮水植物、沉水植物共计10余种，一段时间后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，结果试验区总氮量仅为试验区外的五分之一，有效地改善了水质。
（1）此项生态工程依据的生态学原理除了协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理外，还包括                        和             。
（2）生态工程的调控机制是              ，主要利用的能源是     。