生物选修3《现代生物科技专题》专题5 生态工程综合与测试学案及答案

这是一份生物选修3《现代生物科技专题》专题5 生态工程综合与测试学案及答案，共6页。学案主要包含了交汇分析，补偿训练等内容，欢迎下载使用。


尝试填写图中序号代表的含义:
A.基因检测 B.循环再生 C.协调与平衡 D.整体性 E.综合发展型 F.城市环境
【典例1】(2020·浙江7月选考节选)某沿海地区的生态系统以森林群落为主体,对维持当地生态平衡有着重要作用。回答下列问题:
在森林群落中,大气中CO2的含量通常存在昼夜变化和季节变化,这与植物的________直接相关。CO2可在大气圈和________的界面上进行交换而保持相对平衡。通常情况下,没有被消费者利用的有机物中的碳,大部分是在生物死亡后通过________作用而重返大气。
【解析】在森林群落中,植物的光合作用和呼吸作用影响着大气中CO2的含量的变化。CO2可在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用进行交换,来保持相对平衡。通常情况下,没有被消费者利用的有机物中的碳,大部分是在生物死亡后被分解者降解为无机物而重返大气。
答案:光合作用和呼吸作用 水圈 分解者的降解
【交汇分析】本题考查生态工程的应用实例。该考点联系必修1“光合作用”和“呼吸作用”及“生态系统及其稳定性”交汇命题。
【典例2】某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊,该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸mega—3。
(1)在培育转基因克隆绵羊过程中,运用____________法除去卵母细胞的细胞核,通过化学试剂__________使该细胞与供体细胞融合,进而构建重组胚胎。
(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要在合适的季节对供体母羊与受体母羊进行______________处理,培育过程中,科研人员同时将mega—3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中,使目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程,称为____________。利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是________________________________________________________。
(3)目前,人们主要通过食用深海鱼肉摄取mega—3,人们过度捕杀深海鱼,严重破坏了海洋生态系统,使生态系统的____________稳定性下降。
(4)建造海底人工鱼礁,其目的是改善海洋环境,是实现海洋渔业可持续发展的举措之一,这体现了生态工程所遵循的__________原理。十九大提出“绿水青山就是金山银山”,要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复,还要考虑当地人的经济发展和生活需要,这主要遵循了生态工程的__________________原理。
【解析】(1)核移植技术的受体细胞为处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,通过显微操作去除其核,使该细胞与供体细胞融合的方法有物理或化学方法,化学方法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂使两细胞融合,进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要在合适的季节对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,以保证胚胎移植有相同的生理环境;使目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转化;利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。(3)人们过度捕杀深海鱼,导致生物多样性降低,生态系统的自我调节能力下降,抵抗力稳定性降低。(4)建造海底人工鱼礁,目的是改善海洋环境,增大环境承载力,实现海洋渔业可持续发展,所以体现了生态工程建设要遵循的协调与平衡原理;十九大提出“绿水青山就是金山银山”,要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复,更重要的是还要考虑当地人的经济发展和生活需要,这主要遵循了生态工程的整体性原理。
答案:(1)显微操作 聚乙二醇 (2)同期发情 转化 要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物 (3)抵抗力 (4)协调与平衡 整体性
【交汇分析】
(1)考查核移植技术。该考点联系必修1“细胞核的功能、必修2基因表达”交汇命题。
(2)考查生态工程原理。该考点联系必修1“光合作用和细胞呼吸”交汇命题。
交汇点1:生态系统的成分
生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。其中分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物。
交汇点2:物质循环与能量流动的关系
(1)物质循环:主要以二氧化碳和有机物的形式在生物圈内进行,特点是具有全球性和循环性。
(2)能量流动:以有机物为载体,在生态系统各营养级之间进行,特点是单向流动、逐级递减。
(3)物质作为能量的载体,能量作为动力,物质循环和能量流动同时进行,相互依存。
交汇点3:生态农业的概念
按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以传统农业的有效经验建立起来的,能够获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代农业。
交汇点4:提高光合作用效率的方法
阳光、温度、水分、矿质元素和二氧化碳等都可以影响单位绿叶面积的光合作用效率,因此,提高光合作用效率的措施有:
(1)增大光照强度,或适当延长光照时间。即采用补充光照的方法来提高光合作用强度。
(2)白天适当提高温度,夜晚适当降低温度,这项措施主要是降低呼吸作用对有机物的消耗,使植物能积累更多的有机物。
(3)增加二氧化碳浓度,在温室大棚内可用二氧化碳发生器来提供二氧化碳。
(4)合理施肥和灌溉。
(2021·北京高二检测)南宋农学家陈旉在所著《农书》中提出:“在十亩地上凿陂塘二三亩,以所起之土筑堤,堤上种桑”。除了在陂塘的堤上种桑,还记载了塘中养鱼,水用以灌田,体现了农、渔、副统筹发展、循环发展理念。如图是江浙地区桑基鱼塘的农业生产模式。回答下列问题:
(1)某同学针对以上内容绘制了从个体到生态系统的结构层次模式图,如图所示,请指出图中的错误:____________________。
(2)该立体农业是经过我国劳动人民科学规划和设计的__________生态系统,和自然生态系统相比会有明显的经济效益,从能量流动方面看,糖渣、蚕排泄物中的能量得到了最有效的利用,大大提高了能量的________。该食物网含有多条食物链,这种复杂的营养关系有利于该生态系统的__________维持在相对稳定的状态。
(3)桑基鱼塘被联合国教科文组织称为“世间罕有美景、良性循环典范”。它遵循了生态工程中的多种原理,请解释该生态系统遵循的协调原理:____________________________________。
(4)生态工程建设的目的就是遵循生态学规律,达到______________效益和经济效益同步发展。为了进一步提高桑基鱼塘的经济效益和生态系统的生物多样性,请提出一条合理的建议:________________。
【解析】(1)种群是生活在同一地点同种生物的全部个体。而家蚕、桑树、鲤鱼为不同的物种,不能组成同一个种群。因此图中的家蚕、桑树、鲤鱼组成一个种群是错误的。
(2)该立体农业是经过我国劳动人民科学规划和设计的人工生态系统,和自然生态系统相比会有明显的经济效益,从能量流动方面看,糖渣、蚕排泄物中的能量得到了最有效的利用,大大提高了能量的利用率。该食物网含有多条食物链,营养结构更复杂,自我调节能力更强,有利于该生态系统的结构和功能维持在相对稳定的状态。
(3)桑基鱼塘被联合国教科文组织称为“世间罕有美景、良性循环典范”。它遵循了生态工程中的多种原理,如生物与环境的协调与平衡:桑树、甘蔗要适应我国南方温暖湿润的气候;如生物与生物的协调与平衡:不同鱼的混养利用了群落的空间结构;养殖的蚕的数量不能危及桑的存活。
(4)生态工程建设的目的就是遵循生态学规律,达到生态效益和经济效益同步发展。为了进一步提高桑基鱼塘的经济效益和生态系统的生物多样性,可以桑下套种(套作的生产方式能充分利用群落的空间结构和季节性,提高对光能和土壤中各种矿质元素的利用);鱼塘混养(能合理利用水体的资源,主要是应用了物种多样性原理)等。
答案:(1)家蚕、桑树、鲤鱼不属于同一个种群 (2)人工 利用率 结构和功能 (3)生物与环境的协调与平衡;生物与生物的协调与平衡 (4)生态 桑下套种、鱼塘混养
【补偿训练】
夏初,某研究小组在某河口多地点采集并测定水样,结果表明,各采样点无机氮浓度相近,而无机磷浓度差异较大。该小组按无机磷浓度由低到高的顺序,绘制各采样点对应的浮游植物和浮游动物的密度曲线,结果如图1所示。据图回答:
(1)从图1可以看出无机磷浓度与浮游植物密度的关系是__________________。
(2)磷元素进入浮游植物与动物细胞后,以__________分子的形式成为细胞膜支架的成分;浮游植物可以通过__________产生含磷的能量物质ATP。
(3)在无机磷浓度高于P1的采样点,浮游动物的密度反而比在P1采样点的密度低,其原因是随着无机磷浓度的增高,水体富营养化,浮游植物数量会增多,细胞呼吸增强,导致水中的溶氧量____________,浮游动物死亡。
(4)如图2所示,请用箭头补充完成该河口生物群落中氮元素的流向图。
【解析】(1)从图1可以看出无机磷浓度与浮游植物密度的关系是在一定浓度范围内随着无机磷浓度的增大,浮游植物密度会增加,超过一定浓度后,浮游植物密度会降低。
(2)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层;植物产生ATP的途径是光合作用和细胞呼吸。
(3)在无机磷浓度高于P1的采样点,浮游动物的密度反而比在P1采样点的密度低,其原因是随着无机磷浓度的增大,水体富营养化,浮游植物数量会增多,细胞呼吸增强,导致水中的溶氧量下降,浮游动物死亡。
(4)各种生物都会死亡,最终被分解者分解,因此生产者和各种消费者都应该有箭头指向分解者。
答案:(1)在一定浓度范围内随着无机磷浓度的增大,浮游植物密度会增加,超过一定浓度后,浮游植物密度会降低
(2)磷脂 光合作用与细胞呼吸
(3)下降
(4)