生物选修3《现代生物科技专题》专题4 生物技术的安全性和伦理问题综合与测试导学案

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1.理解生态工程概念的五个注意点:
(1)涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。
(2)用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。
(3)面临的任务是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的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
(4)最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
(5)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
2.生态工程的基本原理: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、系统学和工程学原理。
3.有关生态经济的三个关键点:
(1)特点:实现原料→产品→原料→产品的无废弃物生产体系,实现了废弃物的资源化。
(2)实质:能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。
(3)与生态工程的关系:生态工程是实现生态经济的最重要的手段之一。
4.无废弃物农业、石油农业、生态农业的比较:
(1)无废弃物农业又称有机农业。
特点:①是我国传统农业的特色。
②遵循了物质多级利用的原则,充分利用有机养料。
(2)石油农业。
特点:①是大量使用化肥、农药和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大量使用化肥、农药和机械对环境和资源造成极大的破坏;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。
(3)生态农业:是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用生态工程技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
5.生态农业的基本原理、特点及设计:
(1)生态农业的基本原理。
①生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础。
②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。
(2)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。
(3)生态农业的设计原则。
合理设计食物链,实现生态系统中的物质和能量被分层次地充分利用;实现无废弃物生产,提供尽可能多的洁净产品。
(4)生态农业的空间设计。
①“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。
②“垂直空间”。
a.将不同的种群科学地组合成复合生产系统。
b.可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合,如一片稻田、一个庭院、一座小山、一个池塘等。
c.在一片农田中从地上和地下两个方面科学搭配。
易错点1 生态农业并非只强调经济效益
提示:生态农业是集生态效益、经济效益与社会效益于一体的生态工程,而并非只强调经济效益。
易错点2 生态农业并不能提高营养级之间的能量转化效率
提示:良性生态农业能最大限度地提高物质和能量的利用率,减少环境污染,提高生态系统稳定性,但不能提高能量转化效率。
易错点3 污染物并不是不能利用的资源
提示:对环境造成危害的污染物,采取一定的措施和技术进行回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用效率,减少了资源的浪费。
1.文化污染、转基因技术、生化武器、生物技术伦理、生态安全等问题为科技界讨论的热点问题,请回答下列问题:
(1)转基因食品是将含有________的生物及其产生的产品制成的食品,生产转基因食品首先要培育转基因生物。
(2)若培育转基因动物最好以____________作为目的基因的表达载体的受体细胞,对于植物,对体细胞和生殖细胞进行培养直接产生试管植株,但动物的体细胞不能直接培养成动物新个体的原因是__________;
克隆羊多利培育成功说明________具有全能性。
【解析】(1)转基因食品主要是利用转基因技术将外源基因的优良性状表现出来。
(2)培育转基因动物应选择全能性高的受体细胞,所以选择受精卵;动物的体细胞全能性因为细胞分化,不易表达,细胞核的全能性容易表达。
答案:(1)外源基因
(2)受精卵 体细胞失去了全能性(或全能性受限)
动物细胞核
2.(2020·全国卷Ⅱ)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题:
(1)在植树造林时,一般认为,全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比,按照种植一种植物方式所构建的生态系统,其抵抗力稳定性______________。抵抗力稳定性的含义是________________。
(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式,其做法是收集有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,再施用到农田中。施用有机肥料的优点是______________________________(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中,微生物起到了重要作用,这些微生物属于生态系统组分中的______________。
(3)在污水净化过程中,除发挥污水处理厂的作用外,若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素,请提供一个方案:____________________。
【解析】本题主要考查生态工程的基本原理和实例。
(1)生态系统的生物种类少,其抵抗力稳定性低。生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力,叫做抵抗力稳定性。
(2)将有机肥料施用到农田中,改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分的循环利用。腐生的微生物属于生态系统组分中的分解者。
(3)在浮床上种植特殊的水生植物吸收水中的金属元素,再从植物中回收金属。
答案:(1)低 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力
(2)改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分的循环利用 分解者
(3)种植能吸收这些金属元素的水生植物,再从植物中回收金属
3.某生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、培育蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程有机结合起来,成为一种高效良性的循环,生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点,完成下列问题:
(1)该生态农场能充分体现生态工程基本原理中的物种多样性原理、系统学与工程学原理、____________原理、__________原理和__________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池,沼气的制作如图1所示:
①在图1中标出箭头,表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物——农田”这一环节去掉,对生态农业系统的影响是___________________________________。
(3)在该生态农场中存在如图2所示的物质循环过程,该过程中家畜产生的粪便成为食用菌的生产原料,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济的最重要手段之一就是_____________。
(4)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,食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学的有关生态工程原理,分析该结论是否正确。__________(填“正确”或“不正确”)。理由:_______________。
【解析】(1)生态工程中的生态农场是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的,在实现经济效益的同时,也取得了良好的生态效益和社会效益。
(2)①该系统工程的核心之一是沼气池,沼气生产过程中的物质循环如下:
②如果将“无机物——农田”这一环节去掉,土壤中的无机物得不到补充,物质循环受到破坏,土壤肥力下降。
(3)实现循环经济的最重要手段之一是生态工程。
(4)从能量流动逐级递减的特点分析,食物链不能无限延长,一般不会超过5级。因为食物链长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级多,高层次营养级生物获得的能量较少,该营养级生物数量也较少。所以食物链和营养级不是越长越多越好。
答案:(1)物质循环再生 整体性 协调与平衡
(2)①如图所示:
②土壤中的无机物得不到补充,物质循环受到破坏,土壤肥力下降
(3)生态工程
(4)不正确 食物链长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级多,高层次营养级生物获得的能量较少,该营养级生物数量也较少