高中生物生态工程的建设情况综合综合题

研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪—沼—鱼—肥—果—蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答；

(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果—蔬”生态模式时所依据的生态学原理是       ，该生态系统最大的优点是       。
(2)该生态系统的“基石”是       ，若要生产3 kg鸡肉最少需要水稻和大豆共       kg。
(3)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       。
(4)若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？
(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？(写出2个)

最近，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。其结构如下图，稳定塘污水生态处理系统的主要指标见下表，请分析上述材料，回答下列问题：


（1）从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显。这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对            的需求不同有关。
（2）好氧塘内藻类生长通常比正常情况要快，其主要原因是                      。
（3）污水在厌氧塘中停留时间特别长的原因主要是            。同时，废水不能过量流入厌氧塘，说明生态系统的            能力有限。经过稳定塘处理的污水，再流经潜流湿地，就能作为农业、工业用水。该系统主要依据了生态工程中       、         等原理。
（4）由于人们长期向湖泊、河流中大量捧放生活污水(和某些工农业废水)，导致水华现象频繁发生。通过人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法。近年来，人们还采用投放食浮游植物的鱼类、种植大型挺水植物和人工浮床等方法构建生物修复系统，收到较好的效果。与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是            和                  。

【生物——选修3：现代生物科技专题】
（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
⑤如上图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是(    )
A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可利用，减少了废物污染
（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

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 　　　　　　　　 　　　　　　　　 。

Ⅰ.为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。
（1）对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如题7-Ⅰ图所示。，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在，导致群落中植物物种数增加；，人工林抵抗力稳定性的变化是；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间加剧。

（2）通过人工林建设的园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的原理。
Ⅱ.某兴趣小组通过记录传入神经上的电信号及产生的感觉，研究了不同刺激与机体感觉之间的关系，结果如下：

（1）神经纤维在未受到刺激时膜内外电位的表现是，受到刺激时产生的可传导的兴奋称为

（2）不同类型的刺激引起不同类型的感觉，原因是不同；不同强度的刺激通过改变传入神经上电信号的，导致感觉强度的差异。
（3）当给某部位受损的人热刺激时，可在整个传入通路中记录到正常电信号，但未产生感觉，其受损的部位可能是

图中表示含有大量藻类、底层水草及挺水植物（芦蒿、香莲）的池塘生态系统模式图。请据图请据图回答问题：

（1）图中含有食物链的数量是  ____ 。
（2）图中未呈现的生态系统的组成成分有  ____             。
（3）可采用  ____ 法调查芦蒿的种群 密度。若要调查单细胞藻类的种群密度，应当将单细胞藻类培养液滴在     上进行计数。若要描绘出藻类的群体生长的S型曲线，应该将单细胞藻类放在温度适宜浓度的全营养液和  ____ 条件下培养，并每天  ____ 随机取样。
（4）蘑菇可以从猪粪中获得  ____  （物质、能量、物质和能量）；水草可通过细菌的分解获得猪粪中的____     （物质、能量、物质和能量）。

回答下列有关现代生物科技方面的问题：
（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，一般选择能使二者产生___________(相同、不同)黏性末端的限制酶。
（2）在精卵结合过程中，防止多精入卵的第二道屏障称做：                         。
（3）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                         原理。
（4）若要获取转基因植物人工种子，需培养到_______________阶段，再进行人工种皮的包裹；如用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，培养到_______________阶段即可。
（5）动物克隆技术：目前动物的克隆主要采用__________________技术来实现，我国禁止生殖性克隆，但不反对________________的研究。

如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图,它利用雏鸭旺盛的杂食性,吃掉稻田里的杂草和害虫,利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果,刺激水稻生长,用作物养猪、养鸭,用稻秆培育蘑菇、生产沼气,猪鸭粪、沼渣肥田,生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答:

(1)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           。该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用,这体现了生态工程的     原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合,有机整合在一起,提高了系统生产力,这体现了生态工程中的   原理。生产的大米无公害的原因是                                                     。
(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)将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高蔬菜产量,试分析其增产原因:              。蘑菇房与蔬菜大棚相通,比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高,体现了生态工程中的   原理。

池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象,研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题:

(1)与自然池塘相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性   。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高,会引起水体的富营养化;藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解,引起水体的溶氧量下降,造成鱼类等死亡,进一步破坏了生态系统稳态,这种调节方式称为   。
(2)与传统养殖池塘相比,该养殖系统增加的生态工程设施有      。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施,起到对水体的      ,有效减少水体中的N、P等含量。
(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部,实现水层交换,其目的有       、        。
(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多,因为                                               。
(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的,该养殖系统可以通过       、       进行调控。

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%生物质炭的污泥均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,结果如表。

测定项目	红壤	红壤+污泥	红壤+含7% 生物质炭的污泥
土壤PAHs 含量(μg/kg)	527	1 079	765
黑麦草叶绿素 含量(mg/g)	2.0	2.1	2.3
黑麦草每盆 干重(g)	1.7	2.3	2.7
黑麦草PAHs 含量(μg/kg)	401	651	428

(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,施用含生物质炭的污泥          ,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。

运用现代生物科技相关知识，回答下列问题：
（1）动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的________细胞，称为杂交细胞。
（2）合子形成后即在_____________内进行有丝分裂，开始发育。胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期成为_______期。
（3）当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生__________反应，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反应依次有__________、__________。（时间顺序不可颠倒）
（4）生态经济主要是通过实行“_______________”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__________________。

北京奥林匹克公园南区建有一个复合垂直流人工湿地，展示了较新的生态污水（常富含N、P）处理技术。下图示复合垂直流人工湿地构造示意图（箭头示水流方向），请分析回答下列问题：

（1）人工湿地的上行池和下行池中均栽有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定___________能力的湿地植物，这些人工湿地植物一般宜选用本地物种，避免________________________，以保证当地生态系统的安全性。
（2）人工湿地的植物根系常形成一个网络样结构，网络中的根系不仅能直接吸附和吸收污水中的____________等营养物质，而且还为______________的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过分解作用降解污水中的有机物。湿地基质常使用碎石等多种材质，碎石间留有一些空隙有利于促进根部的__________________。
（3）污水脱氮过程离不开硝化细菌和反硝化细菌的作用，作用机理如图所示。

据此分析，硝化细菌和反硝化细菌分别生活在复合垂直流人工湿地的___________池和__________池。流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与___________________充分接触，得到了明显净化。
（4）若研究该人工湿地生态污水处理能力，应对__________________水质进行监测，通过比较___________________含量的差值，来分析人工湿地的净化功能。经人工湿地处理的生活污水可作为非饮用水用于很多生产过程，不仅减少了污染还__________________。

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和，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              。

下图甲是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图。科研人员为有效控制该湿地生态系统中的某种害虫，引入了该害虫的天敌，并用一段时间的调查数据构建了图乙所示的模型（箭头方向代表曲线变化趋势）。请据图回答：

(1)入人工湿地的能量来源有_______和_______。
(2)芦苇输属于挺水植物，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。该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是水体中含有大量的_______等营养成分。
(3)检测表明，出水口中无机污染物和有机污染物的含量都大大降低，在该过程中起主要作用的生态系统成分是________。
(4)图乙模型属于_______（填“物理”、“概念”或“数学”）模型，其曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的_______调节。仅从该模型分析，图中最可能代表害虫和天敌K值的数据分别为_______和_______。

请回答下列有关现代生物技术的问题。

如右图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程。
(1)请写出图中涉及的现代生物技术中的2项______________                    。
(2)研究人员根据已知的胰岛素基因序列，采用________方法获得了胰岛素基因。
(3)图中A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗的过程，     _（是、否）体现植物细胞的全能性。
(4)转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用，但是，胚胎工程只是指对动物的___________________所进行的多种显微操作和处理技术。
(5)不断恶化的生态环境，正在对人类的生存和发展构成严重的威胁。运用生态工程可对遭到破坏的生态环境进行修复和重建。生态工程建设的目的是遵循自然界       的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止          ，达到生态效益与经济效益的同步发展。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中的3项：        。