高中生物生态工程的建设情况综合综合题

转基因克隆猪已经在我国培育成功。研究组首先从猪胎儿皮肤细胞中分离出纤维细胞，进行体外培养。通过电穿孔的方法将构建好的基因表达载体转入纤维细胞，经筛选后将转基因纤维细胞进行体细胞克隆。接着，将重组胚胎移入代孕母猪体内，最终获得转基因克隆猪。请回答：
（1）在对纤维细胞进行培养时，需要在细胞培养液中添加一定量的              ，以防止培养过程的污染。此外，应定期更换           ，防止                    对细胞自身造成危害。
（2）筛选转基因细胞时，需要用到基因表达载体中的         。
（3）在进行体细胞克隆前，先要从屠宰场收集猪卵巢，采集         ，并在体外培养成熟。然后将转基因纤维细胞注入到         中，再经过一系列过程获得含有目的基因重组胚胎。
（4）为了         ，可以对处于         阶段的胚胎进行均等分割。将重组胚胎移入到受体子宫后，由于受体子宫不会对外来胚胎发生         ，并能与之建立正常的         上的联系，因此，重组胚胎能在受体子宫中继续发育成转基因克隆猪。
（5）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，从而避免系统结构或功能失衡。这最主要体现了生态工程的         原理（只填一项）。

江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构（部分）示意图，回答问题。

（1）该农业生态系统的能量流动从桑等生产者         开始，图中属于消费者的生物有         。
（2）与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是          被及时利用。
（3）该农业生态系统为何能提高经济效益？实现了物质和能量的多级利用，提高了          ，减少了            。
（4）根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议。
                                                                        。
（5）该生态工程的建设遵循了哪些基本原理？______________、______________。生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益、________          等特点。

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。

某农场的农业生态工程简图如下：

请回答：
（1）在评价养殖效益时，除了人工投入等成本外，往往采用单位时间内饲料投入量和体重净增长量（可采用相关参数转换成干物质量）作为评价指标，其中体重净增长量为     生产量，该值的大小取决于饲料到饲养动物的能量      。
（2）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。
（3）在无人为因素干预下，养殖鱼类种群呈“S”形增长，若养鱼场中迁入捕食养殖鱼类幼体的乌鳢鱼，将使“S”形曲线中的     下降，通过生态系统的     调节，乌鳢鱼和养殖鱼类的数量将趋于相对平衡。

生态专家把某一废弃池塘改造成新型池塘，并对该生态系统的营养结构和能量流动进行了调查，结果如下图。该新型池塘生态系统中有香莲、芦蒿、多种藻类、水草，还有多种鱼类、虫类，塘边建有猪舍和蘑菇房。请据图回答问题：

（1）该生态系统的能量来源是        。该生态系统中的挺水植物、浮游植物、沉水植物形成了群落的 
      结构。
（2）建立人工生态系统必需遵循生态工程的基本原理，试从鱼塘的环境承载力与放养鱼类的种类分析，人工鱼塘生态系统遵循了            和           原理。改造后的生态系统生物组分增多，食物网变复杂，提高了生态系统的        。写出该生态系统中营养级最多的一条食物链                            。
（3）从人工栽培的鲜蘑菇中提取的多糖类，对白细胞减少症、传染性肝炎有明显疗效，但含量低，成本高，难以大量应用，科学家通过基因工程解决了这一难题。他们在获得该目的基因后，通过        技术对该基因进行大量扩增，再利用          酶、         酶和运载体等作为基本工具，通过一定的手段构建                  ，并将其导入大肠杆菌体内，实现了高效表达。

(12分)罗氏沼虾属于热带虾类，营养丰富，味道鲜美，个体大，生长快，易养殖，市场前景广阔，现已成为我国南方地区重点发展的特优水产品之一。沼虾是一种杂食性虾类，适宜生活在水质清新、溶氧量高，水温为24～30℃水体中。请回答：
（1）罗氏沼虾的日常管理较有学问，投饲多了虾吃不完影响水质，一些残余动物性饵料被微生物分解，导致水体富营养化、溶氧量降低，沼虾的数量减少。水温降到16℃时，罗氏沼虾行动迟缓，且不摄食，水温降到14℃以下时开始死亡。由此可见，沼虾的种群数量变动主要是由        调节的。
（2）为控制水体污染，专家建议在养殖塘中人工引入植物浮床及沉水植物(如下图)。由图可见，养殖塘中鸢尾、苦草与轮叶黑藻形成群落（空间结构）的        。它们通过与浮游藻类竞争阳光和N、P等无机盐，抑制藻类生长，改善水质，此简易工程属于            的生态工程。

（3）输入该养殖塘的总能量       (填大于、等于或小于)总初级生产量。为了维持水质洁净，持续获得高产，人工引入植物浮床及沉水植物时往往需要考虑植物的种类、数量及比例，这主要体现了生态工程的             原理。
（4）近几年不少地方开展了稻田养殖，充分利用稻田良好的生态条件，获得稻、虾双丰收。这项农业生态工程的              技术能按照生态和经济规律对产业进行综合优化，求得了生态效益和经济效益的最大化。

(15分)
材料一：毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KlFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

（1）过程①构建的重组表达载体除具有KlFⅡ基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。其中标记基因的作用是                                     。
（2）在过程②中，用__________处理能将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.在培养过程中，需将成纤维细胞置于pH值约为      培养液中，并且放在含95％的空气加5％CO₂的混合气体的培养箱中进行培养。
（3）在过程③中，卵母细胞除可从活体输卵管中采集外．还可以从已宰杀的母羊___________中获取；成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行去核处理，同时用微型吸管吸走            。
材料二：近年来我省大庆市太康县对大棚农业的发展，收到了很好的经济效益。请据图回答有关问题。

(4)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                _________________________________________，图中生态农业主要是借鉴了“无废气物农业”，主要体现了生态工程__________原理。与此密切相关的生物为_____    _________。
(5)在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，不仅提高了农民经济收入，还使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程的__________原理。

请回答下列有关生物工程的问题：
（1）对于基因工程来说，其核心步骤是               ，若要培育能从乳汁中分泌人的干扰素的转基因牛，需要选择的受体细胞是____________(受精卵、乳腺细胞)，导入该细胞最有效的方法是               。为了让转入的干扰素基因高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的            和            之间。
（2）植物体细胞杂交过程中，在把植物细胞杂交之前，必须用____________去除细胞壁，杂交过程的另一个环节是__________________；培育出诸如“番茄—马铃薯”这样的杂种植株利用了植物细胞全能性的原理。胚胎干细胞也有类似的特性，并且胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不发生       。
（3）在进行单克隆抗体的生产过程中，要把两种细胞进行融合，这两种细胞一种是在体外能够大量增殖的            ，另外一种是已免疫的B细胞；诱导该两种细胞融合常用的因素有PEG、       、灭活病毒等。体外培养的过程中，贴壁生长的细胞会出现_________现象。
（4）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其            。另外，培养的卵母细胞需要发育至                            期，为使雌性个体一次排出多枚卵母细胞，常采用            激素进行处理。
（5）“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”，这主要是遵循生态工程的            原理。

应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。
请回答下列问题：
（1）在培育转基因牛的过程中，需要的工具酶是      和      ，基因工程的核心步骤是      。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有      ，它是      识别和结合的部位。
（2）动物细胞培养过程中，培养环境中除须提供O₂外还须混入一定量的CO₂，CO₂的主要作用是      。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境，可以在细胞培养液中添加一定量的      ，以防培养过程中的污染。
（3）单克隆抗和血清抗体相比较，其最主要的优点在于                                。
（4）植物组织培养的关键步骤为      和      。
（5）动物体细胞核移植技术得到的动物，称为      动物，试管动物需要通过      、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
（6）生态工程建设所遵循的基本原理有：物质循环再生原理、      原理、      原理、整体性原理和系统学和工程学原理。

请回答下列问题：
（1）在政府的大力支持下，部分村镇的农民朋友们率先建起了以沼气池为中心的生态工程。下图是某同学绘制的一个庭院生态工程的示意图，分析回答：

①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       。
②构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要生态学原理是        ,该生态工程最大的优点是                          。
③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，并把多个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。
④生态农业是一个生态上自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述不正确的是                                              （   ）
A．生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了
B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高
C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治
（2）在DNA 测序工作中,需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在 DNA上定位,使其成DNA 分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制性核酸内切酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制性核酸内切酶 HindⅢ，BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个 4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA 分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。

据此分析，这两种限制性核酸内切酶在该DNA 分子上的限制位点数目是以下哪一组？
A．HindⅢ 2个，BamHⅠ 1个             B．HindⅢ 2个，BamHⅠ 3个
C．HindⅢ 1个，BamHⅠ 2个              D．HindⅢ和BamHⅠ各2个

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。

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l：鸡—猪— 鱼立体 养殖模式：一亩鱼池配6～8头猪，10 0～120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，经初步发酵后混入一定量饲料喂猪，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 池塘中鲢鱼平均尾重变化情况，由曲线可知， 生物体的生长呈        型曲线，根据图示结果分析，鱼生长速度最快的是在      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                        。

2012年7、8月份，全球气候变化引发的极端灾害天气使我国农业生产不稳定性增加，专家预测如不采取对应措施，到2030年我国种植业产量可能减少5％～10％。有关专家认为，低碳农业是应对气候变化的有效途径。低碳农业是一种以低能耗、低污染、低排放的农业经济模式。下图为某地建立的低碳农业生态系统模式图，请据图回答问题。

（1）该生态系统中的主要成分是         ，鸭与害虫之间的关系是           。
（2）若鸭从植物中获得的能量为4／5，从害虫中获得的能量为1／5，则鸭每增加1kg体重，最少需          kg植物供给。沼气池发酵产生的沼气能成为人类的能源物质，遵循了生态工程的                  的原理。
（3）乙醇作为燃料，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。利用植物秸秆生产乙醇时，植物秸秆经处理后，被微生物A所产生的                   酶水解，转化成葡萄糖。微生物B所发生的反应式为           。
（4）与森林生态系统相比，该农田生态系统的抵抗力稳定性        ，其原因                   。

下图1是某池塘生态系统中部分生物之间的关系图，请据图回答问题。

（1）图1的种间关系有                    。各种生物之间的捕食与被捕食过程，体现了生态系统有                      等功能。
（2）由于食性不同，鱼塘中鱼类、贝类等生物具有分层现象，群落的这种空间结构称 为          ，意义是                       。
（3）该生态系统中，能量流向贝类后，将发生一系列变化，如图2所示：
能量由贝类流向水禽的传递效率可表示为          (用字母表示）。图2中C表示        ，贝类养殖业中一般需要提髙食物的利用率即            的比值(用字母表示）。水禽、鱼类的粪便量等于          （用字母表示）。

农作物秸秆在生产实践中具有多种用途。在特定微生物产生的纤维素酶的催化下，秸秆中的纤维素可被分解为葡萄糖，经发酵后形成乙醇，再加工即可制成燃料乙醇，减少了人类生活对石油资源的依赖。请分析回答：
（1）欲从土壤中分离获取上述特定微生物，可采用稀释涂布法或        法进行接种，所用培养基以纤维素为唯一碳源，目的是只允许能产生       的微生物生长，而其他微生物均不能生长。在培养基中加入适量的刚果红染料，若观察到        即可初步筛选到目的菌。
（2）某研究人员经上述培养获得了三种微生物（甲、乙、丙），现通过如下实验比较三种微生物所产生纤维素酶的活性大小。
①将甲、乙、丙三种微生物经离心等方法处理后，制成酶浓度相同的纤维素酶提取液，取等体积的三种提取液分别与等量的纤维素悬浮液混合，在相同且适宜的pH和温度条件下放置一段时间。
② 利用       试剂检测产物中的葡萄糖，并通过比较颜色深浅程度判断酶活性的大小。
③ 实验结果如下：

	甲提取液	乙提取液	丙提取液
颜色深浅程度	＋	＋＋＋	＋＋

        注：“+”越多，颜色越深
由表分析，三种微生物产生的纤维素酶活性不同，最可能的原因是       。其中产生酶活性最强的微生物是       。
（3）农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外，还可用于培育蘑菇和生产沼气等。下图为某生态农场的部分结构模式图。

水稻、杂草在此生态系统的组成成分中属于      。输入到鸭体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外，还用于鸭自身的        等生命活动。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚连通可提高蔬菜产量，增产的原因最可能是        。
（4）对农作物秸秆的充分利用可促进生态系统中物质在       之间不断地循环往返，同时合理调整了生态系统中的能量流动关系，有效缓解了燃烧秸秆造成的污染和浪费。