高中生物选修3生态工程专题1

生态工程专题-综合(1)

一、非选择题

1．草莓营养价值高且有保健功效，但却容易受到病毒的感染。科学家常采用两种方法培育新品种：其一，培育无病毒组培苗；其二，将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因(SMYELV-CP)导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。请分析回答下列问题：

(1)若培育无病毒组培苗，通常取植株的___________进行组织培养。

(2)利用PCR技术扩增目的基因SMYELV一CP，其前提是___________，以便根据这一序列合成引物。为维护pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入___________。

(3)重组载体上应含有特定的___________(填“复制原点”、“启动子”或“标记基因”)，它能被受体细胞的___________所识别，以便于催化转录过程。为检测目的基因是否转录出mRNA，常采用分子杂交技术，该技术的具体做法是___________。

(4)草莓根系分布浅蒸腾量大，对水分要求严格。我国西北一些地区曾大量种植草莓，但由于降雨量少，致使许多地方的草莓长成半死不活状，其失败的原因主要是违背了___________原理。

2．党的十九大报告指出：“大力度推进生态文明建设，……全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降。重大生态保护和修复工程进展顺利，森林覆盖率持续提高。生态环境治理明显加强，环境状况得到改善。”请回答下列与生态工程有关的问题：

（1）上述成就的取得与走生态经济之路有关，生态经济主要是通过实行“__________”的原则，而相关的最重要手段之一就是生态工程。如人们对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进了人和自然的和谐发展。

（2）“全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“__________原理”有关。

（3）早期建设“三北防护林”过程中，辽宁西部章古台地区的樟子松林由于生物种类过于单一，使得松毛虫肆虐，原本茂密葱绿的森林甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。这与生态工程所遵循的“__________原理”不符，与该基本原理相应的生态学理论基础是_________。

（4）珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1+1>2”的“__________原理”。

（5）人类处在一个社会一经济一自然复合而成的巨大系统之中，在植被贫瘠地区号召农民植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避免发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“__________原理”

（6）我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式，把桑、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组合，有机地整合到一起，成为高效生态系统。此与生态工程建设所遵循的“__________原理”有关。

（7）生态工程对恢复和重建受损的生态环境有重要作用，但为什么不能走“先污染、破坏，后治理”的老路? __________。

3．请回答下列相关问题：

（1）为了实现海洋渔业可持续发展，防止海洋生态系统的严重破坏，人们通过建造海底人工鱼礁来改善海洋环境。这主要体现了建设生态工程所应違循的______________原理。

（2）转基因绵羊的胚胎在代孕母体内能够存活的生理学基础是_______________。

（3）将目的基因插人农杆菌质粒的_____________片段中，以便目的基因进入植物细胞。利用该方法导入的目的基因的遗传一般遵循孟德尔遗传定律，原因是___________。

（4）在基因工程中将目的基因导入受体细胞之前要枃建基因表达载体，该操作的目的是_______________，该步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制醇对运载体进行切割，这样做的优点在于可以防止

_______________________________________。

4．农业生态系统对于人类生存发展有重要作用。与自然生态系统相比较,农业生态系统营养结构简单,抵抗力稳定性低,需要人类投入大量精力管理。请回答下列问题：

(1)农业生态系统的基石是______。氮元素在生物群落和无机环境之间不断循环,农田土壤中氮的含量往往不足,还要不断往农田中施加氮肥的主要原因是______。

(2)农田要定期喷洒农药除草、灭虫,农药残留可通过化学分解、微生物分解等多种途径除去,说明生态系统具有______，其基础是__________。

(3)传统农业中秸秆直接焚烧,而现代农业可加工成青贮饲料,可发酵生产沼气,沼渣还可以还田,从而发展生

态农业。这体现了生态系统中______和______的生态学基本原理,该生态农业突出的优点是______________。5．（1）诱导植物细胞融合时，必须先利用______酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，再进行原生质体间的融合，常使用的化学诱导剂是______。

（2）培育土豆脱毒苗时，一般选取______作为外植体，其依据是______。

（3）“无废弃物农业”遵循的生态工程原理主要是______原理。施用有机肥料有利于提高农作物产量，原因之一是土壤微生物分解有机肥料所产生的______（填气体名称）使农作物的光合作用强度得到提高。

（4）动物细胞培养过程中会出现接触抑制的现象，此时可用______酶处理后进行传代培养。若要将培养的细胞诱导分化成特定的T淋巴细胞，应将细胞增殖代数控制在10代以内，原因是______。

6．十九大报告鲜明提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国。如图为某农村因地制宜设计的生态农场模式图基本实现了绿色无污染生产。请回答相关问题：

（1）请写出图中表示的食物链______。

（2）生活燃料燃烧产生CO2的进入大棚的意义是______。

（3）冬天气温低，但沼气池中温度并不低，维持沼气池温度的热量主要来自______。

（4）昔日的荒山野岭被改造成生态农场，这属于群落的______演替。

7．生态农庄是集农业生产、加工与观光旅游为一体的一种新型生态农业模式，人们在欣赏自然风光的同时还能享用无公害绿色食品，深受都市人青睐。

（1）农庄内所有生物构成______________（生命系统结构层次）。

（2）从能量流动的角度分析，人们建立生态农庄的目的是______________

（3）生态农庄可利用沼气生产清洁能源。沼气发酵过程中，不同微生物的种间关系主要为___，微生物的作用是______________

（4）在农庄的田野里施用人工合成的性引诱剂可降低害虫的发生率，其原理是________

8．Bt基因即苏云金芽孢杆菌（Badcilus thuringiensis）基因，其表达产物伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白质晶体，能使一些鳞翅目害虫瘫痪致死。如图为培养转Bt基因试管苗的基本操作过程。

（1）Bt基因可从构建的Bt基因组文库中获取，也可以从其cDNA文库中获取，后者获取的基因与前者的区别是___________（填“含有”或“不含有”）启动子。若目的基因满足

_________________________________________条件时，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。（2）图中用到Ti质粒作为载体将Bt基因送入受体细胞中，质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切位点，其作用是_____________________________。

（3）步骤IV中产生的细胞团称为________________，步骤IV和V过程要注意控制培养基中

_____________________________的浓度比例，以便获得幼苗。

（4）生态工程是实现循环经济的最重要手段之一，所谓循环经济，是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__________________。我国西北的一些地区年降雨量很小，只适

宜种植少数的草本植物，但却被硬性规定种植转Bt基因的植物，结果造成减产，这个案例主要违背了生态工程的_______________原理。

9．我国科学工作者已经成功培育了转基因抗虫棉,从而减少了农药的使用，减少了水土污染。请回答下列问题：

（1）在培育转基因抗虫棉时,最关键的技术环节是__________，其作用是使目的基因在受体细胞稳定存在、

复制并且表达。选取受体细胞，一般用植物____细胞即可,将目的基因导入受体细胞的常用方法是___________，导入受体细胞后还需要采用______________技术培育成抗虫植株。

（2）转基因操作工具之一是限制性核酸内切酶，该酶所具有的特异性具体表现在：一种限制酶只能

_________________。当限制酶的切割位点在识别序列中轴线的两侧时，切割产生的是_________末端。

（3）桑基鱼塘生态农业模式将蚕粪喂鱼，塘泥肥田，提高了经济效益，也有良好的生态效益,但这种模式并

不适合全国各地，只有在南方降水较多、气候温暖的地区才适用。以上表述体现了生态工程的_____________、______________原理。

10．图是一个农业生态系统的模式图，请据图回答下列问题：

（1）实验证明，该生态系统较为理想，调整了能量流动关系，提高了经济效益。该生态系统所运用的生态学原理是生态系统中的_____________和_______________。

（2）该生态系统中，起决定作用的是_______________。沼气池中的微生物和食用菌的作用是

_____________________。

（3）要使它更长期稳定发展，除了要有稳定的能量来源，各类生物要________________。

11．请回答下列与城市生态系统有关的问题。

（1）城市生态系统是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的人工生态系统，该系统的组成成分仍然包括生产者、消费者、分解者和______________________，但其营养结构相对________（“简单”或“复杂”）。（2）城市生态系统和自然生态系统都离不开物质循环和能量流动。下列表格中A、B、C三处与备选项序号的对应关系是：A对应________，B对应________，C对应________。

备选项：①太阳能；②本系统的生产者合成；③其他生态系统。

（3）城市化进程的加快也带来了严重的环境污染等问题。某公司新近研究的垃圾“无害化”处理项目的生产流程如下：

该公司上述对垃圾的处理方法对传统生产方式进行了_____________，一定程度上解决了垃圾污染问题。“无害化”主要是指______________________________________________，这主要体现了生态工程的

_______________________原理。

12．2018年4月，《Reproductive BioMedicine》期刊在线发表的一篇文章显示，到2100年，借助辅助生殖技术（即试管婴儿技术）诞生的人数可能将达到全球总人口的3.5%——约4亿人。请回答下列问题：

（1）试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和___________________技术等人工助孕技术的俗称。（2）体外受精首先需采集卵子，发育到______________期的卵子能与_______________在体外受精，形成受精卵。

（3）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的________________以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2以

________________。母体对移入子宫的外来胚胎__________________________，这为胚胎在母体内存活提供了可能。

（4）借助于胚胎分割技术，理论上一次可以获得多个胎儿，胚胎分割操作过程需要特别注意的问题是将

________________均等分割。

（5）人也是生态系统的一员，要维持地球的和谐有序发展，我们必须关注生态工程建设。下列结构示意图最能体现生态工程中系统学和工程学原理的是_____________。

13．草莓是我国的优质水果，营养价倍很高，被誉为“水果皇后”，但确容易受到病毒的感染。科学家常采用两种方法培育新品种：其一，培育无病毒组培苗；其二，将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因（SMYELV-CP）导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。请分析回答下列问题：

（1）若培育无病毒组培苗，通常采用植株____________________进行组织培养，转化后的草莓外植体需经过_______过程才能长成完整植株。从遗传学角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是____________。（2）可利用PCR技术扩增目的基因SMYELV-CP，其前提是____________，以便根据这一序列合成引物。为保证目的基因的表达，重组载体上应含有特定的____________（复制原点、启动子、标记基因），它能被受体细胞的____________所识别，以便于催化转录过程。

（3）获得转基因草莓后，通过分子检测，此后还需要进行个体生物学水平的鉴定SMYELV—CP是否发挥作用，方法是____________________________________。

（4）我国西北一些地区曾大量种植草莓，后却被硬性规定种植属于乔木的杨树，但由于降雨量少，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。

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．某基因砑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omega—3。（1）在培育转基因克隆绵羊过程中，运用_________方法除去的卵母细胞的细胞核，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）为保证释胎移植顺利进行，需要在合适的季节对供、受体母羊进行__________处理，培育过程中，科研人员同时将omega—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omega—3，人们过度捕杀深海鱼而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。

15．下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图。请回答。

（1）该生态农业园建设依据的主要生态工程原理有______________________________（至少答出2个）。在“沼气发酵池→采摘园”过程中发生着__________（选填“仅物质”仅能量”或“物质和能量”）的传递。（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式，主要体现群落的__________（选填“水平” 或“垂直”）结构在实践中的应用，这种养殖模式的优点是____________________。

（3）流入该生态系统的总能量是____________________。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是______________________________。

（4）请根据图示绘制出碳元素流经鸡鸭的过程图:______________________________。

16．“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一。下图表示“无废弃物农业”的物质和能量流动，据图回答下列问题。

（1）土壤中的蚯蚓属于生态系统组成成分中的_________，写出图中包含的食物网___________。

（2）若人们的动物性与植物性食物比例为2:3，该生态系统中豆科植物固定的太阳能为人和牲畜

提供mkJ能量，则人最多能获得_______kJ能量。

（3）我们祖先维持了几千年的土壤肥力的原因，一是种植了豆科植物，依靠与其________(填种间关系）的17．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，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业体系。根据所学知识分析下图所示生态农业的相关问题：

（1）该生态系统生产者的主体是____________，图中的人与鸡的种间关系是______________。沼气池中的微生物是该生态系统_____________的一部分。

（2）图示是否体现了生态系统中物质可以循环反复利用的特点___________(填“是”或“否”）。该生态系统的意义在于通过多途径利用农作物，实现了对能量的__________，提高了能量_________。

（3）一段时间，该生态系统鼠害成灾，可以采用____________、生物防治和机械防治等方法来防治鼠害，但目前人们更倾向于对人类生存环境无污染的生物防治，最有效的是引入鼠类天敌。引入天敌防治鼠害的防治效果持续时间长，为什么？_______________________________________。

18．人们可以采用许多恢复生态学技术来治理退化的生态系统，如采用人工生物浮床技术能减少水体中的氮、磷及有机物质，来净化水质防治水华。下图是人工生物浮床的模式图，请据图回答问题：

（1）人工生物浮床技术能起到净化水质、防治水华的效果，这体现了生物多样性的______价值。从生态系统的组成成分看，人工生物浮床上的植物属于该生态系统中的________。

（2）蓝藻水华暴发是湖泊污染的重要标志。蓝藻产生的藻毒素是一种神经毒素，能够与________上的受体结合导致“神经麻痹”；在免疫学上，藻毒素可以看作是一种______。

（3）浮床上的植物与蓝藻之间存在_____关系。浮床上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境，体现了群落的____。

（4）建设人工浮床时，需要充分考虑所选择生物的种类，这是因为一个群落的物种不论多少，都不是随机地聚集在一起的，而是通过_________形成的一个有机的整体。

参考答案

1．分生区附近(如茎尖)要有一段已知目的基因的核苷酸序列缓冲液启动子RNA聚合酶从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA协调与平衡

【解析】

【分析】

分析题意：为使草莓不易受病毒感染可以采用植物组织培养的方法培育无病毒组培苗，也可以采用基因工程的方法培育出转基因抗病毒草莓。培育脱毒苗常采用不含病毒的根尖或茎尖进行组织培养；基因工程首先要扩增目的基因，核心是构建基因表达载体，一个完整基因表达载体包括：复制原点、目的基因、启动子、终止子、标记基因。草莓的种植要与环境条件相协调，才能收到较好的效果。

【详解】

（1）植物的茎尖或根尖等分生区细胞几乎不含病毒，因此培育无病毒组培苗通常采用植株茎尖或根尖等分生区进行组织培养。

（2）利用PCR技术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。为维持pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入缓冲液。

（3）为保证目的基因的表达，重组载体上应含有特定的启动子，它能被受体细胞的RNA 聚合酶所识别，以便于催化转录过程。为检测目的基因是否转录出mRNA，常采用分子杂交技术，该技术的具体做法是：从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。

（4）我国西北一些地区曾大量种植草莓，但由于降雨量少，致使许多地方的草莓长成半死不活状，其失败的原因主要是没有考虑生物与环境相适应，违背了生态工程遵循的协调与平衡原理。

【点睛】

1、PCR技术的前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。该技术需要的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。

2、生态工程依据的基本原理：（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；（2）物种多样性原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；（3）协调与平衡原理：生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度，生物与环境相适应；（4）整体性原理：生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响；（5）系统学和工程学原理：系统的结构决定功能原理：要通过改善和优化系统结构改善功能；（6）系统整体性原理：系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。

2．循环经济物质循环再生物种多样性生态系统的稳定性系统整体性

整体性系统的结构决定功能生态系统的恢复力稳定性是有一定限度的，导致了生态工程的局限性，使生态工程并不能解决所有的污染、破坏问题

【解析】

【分析】

生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。实现可持续发展，需要物质能够在生态系统中进行区域小循环和全球大循环，循环往复、分层分级利用。从而达到取之不尽、用之不竭的效果。因此走生态经济之路，很大程度上得益于实行“循环经济”的原则，从而实现废弃物的资源化。生态工程所遵循的基本原理主要有物质循环再生、协调与平衡、整体性、系统学与工程学原理和物种多样性等原理。

【详解】

（1）生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物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，而实现循环经济的最重要的手段之一就是生态工程。

（2）“全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“物质循环再生原理”有关。

（3）生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高。早期建设“三北防护林”过程中，辽宁西部章古台地区的樟子松林由于生物种类过于单一，使得松毛虫肆虐，原本茂密葱绿的森林甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。这与生态工程所遵循的

“物种多样性原理”不符，与该基本原理相应的生态学理论基础是生态系统的稳定性。（4）系统整体性原理强调各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并实现1＋1＞2的效果。珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1+1＞2”的“系统整体性原理”。

（5）人类处在一个社会-经济-自然复合而成的系统中，进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是还要经济和社会等系统的影响力。如在植被贫瘠地区号召农民植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避免发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“整体性原理”。

（6）系统的结构决定功能原理是指生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式，把桑、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组合，有机地整合到一起，成为高效生态系统，大大提高了系统的生产力。此与生态工程建设所遵循的“系统的结构决定功能原理”有关。

（7）生态工程对恢复和重建受损的生态环境有重要作用，但生态系统的恢复力稳定性是具有一定限度的，从而导致生态工程的局限性，因而生态工程不能解决所有的污染、破坏问题。所以生态工程中不能走“先污染、破坏，后治理”的老路。

【点睛】

本题考查生态工程的相关知识，要求考生识记生态工程的概念、特点及原则等，掌握生态工程依据的基本原理及生态恢复工程的实例，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记层次的考查。

3．协调与平衡代孕母体对供体胚胎不发生免疫排斥反应T-DNA此方法可将目的基因整合并转移到宿主细胞染色体的 DNA上使目的基因在受体细胞中复制、稳定存在并发挥作用自身环化

【解析】

【分析】

农杆菌转化法的具体过程：（1）利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上；（2）将整合了目的基因的Ti质粒导入土壤农杆菌细胞内；（3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒导入植物细胞内；（4）含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段

基因整合到细胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。

【详解】

（1）建造海底人工鱼礁，这样的措施可以使得海洋生物的种类和数量均有所增加，所以体现了生态工程建设要遵循的原理是协调与平衡（生物多样性）。

（2）转基因绵羊的胚胎在代孕母体内能够存活的生理学基础是代孕母体对供体胚胎不发生免疫排斥反应。

（3）将目的基因插人农杆菌质粒的T-DNA片段中，以便目的基因进入植物细胞。利用农杆菌转化法可使目的基因整合并转移到宿主细胞染色体的DNA上，故此方法导入的目的基因的遗传一般遵循孟德尔遗传定律。

（4）在基因工程中构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中复制、稳定存在并发挥作用，该步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制醇对运载体进行切割，这样做的优点在于可以防止自身环化。

【点睛】

本题考查考生对于基因工程、胚胎工程等相关知识，考生通过理解、掌握相关知识，分析作答，这部分内容主要是识记和理解内容，难度适中。

4．农作物农产品不断地输出使部分氮元素不能返回农田生态系统一定的自我调节能力负反馈调节能量多级利用物质循环再生物质的良性循环和多途径利用

【解析】

【分析】

农业生态系统是在一定时间和地区内，人类建立起来的各种形式和不同发展水平的农业生产体系，农业生态系统的基石是人们种植有农作物；因为农民不断地从收获农作物，大量的物质并没有在农田生态系统中循环，所以要不断输入物质，另外氮元素属于植物需要的大量元素，需求量大，从土壤中直接获得的不能满足植物需求，需要人为补充。生态系统的一个重要特点就是它常常趋向于稳态，使系统内部的所有成分彼此相互协调，保持稳定，这种稳态是靠生态系统的自我调节来实现的。

【详解】

（1）农业生态系统的基石是农作物；由于农产品不断地输出，使部分氮元素不能返回农田生态系统，故要不断往农田中施加氮肥。

（2）农田要定期喷洒农药除草、灭虫，农药残留可通过化学分解、微生物分解等多种途径

除去，说明生态系统具有一定的自我调节能力，其基础是负反馈调节。

（3）传统农业中秸秆直接焚烧，而现代农业可加工成青贮饲料，可发酵生产沼气，沼渣还可以还田，从而发展生态农业，这体现了生态系统中能量多级利用和物质循环再生的生态学基本原理，该生态农业突出的优点是实现了物质的良性循环和多途径利用。

【点睛】

本题知识点简单，考查生态工程依据的生态学原理，要求学生识记生态工程依据的生态学原理，明确“沼气工程”遵循的主要原理是物质循环再生原理，属于考纲识记层次的考查。5．纤维素酶和果胶聚乙二醇（PEG）茎尖（或芽尖或根尖）该部位病毒极少，甚至无病毒物质循环再生CO2胰蛋白酶保持细胞正常的二倍体核型

【解析】

【分析】

植物体细胞杂交首先要获得原生质体，细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用PEG化学诱导剂（或物理方法：离心、振动等）诱导二者的原生质体融合；由于马铃薯茎尖和根尖的病毒极少，甚至无毒，因此人工培养脱毒苗时，选择马铃薯茎尖或根尖作为外植体；无废弃物农业使物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，遵循了物质循环再生原理；动物细胞培养时，取幼龄动物的组织，剪碎后，用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬浮液，转入细胞培养液中进行的培养是原代培养；当细胞贴满瓶壁，在用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬浮液，转入培养液中进行的是传代培养；原代培养一般传代1～10代，细胞的遗传物质不会发生改变，能够保持二倍体核型，超过50代，极少数细胞突破自然寿命极限，突变成癌细胞，具有无限增殖能力。【详解】

（1）诱导植物细胞融合时，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，再进行原生质体间的融合，常使用的化学诱导剂是聚乙二醇（PEG）。

（2）培育土豆脱毒苗时，一般选取茎尖（或芽尖或根尖）作为外植体，其依据是该部位病毒极少，甚至无病毒。

（3）“无废弃物农业”遵循的生态工程原理主要是物质循环再生原理。施用有机肥料有利于提高农作物产量，原因之一是土壤微生物分解有机肥料所产生的CO2使农作物的光合作用强度得到提高。

（4）动物细胞培养过程中会出现接触抑制的现象，此时可用胰蛋白酶处理后进行传代培养。

若要将培养的细胞诱导分化成特定的T淋巴细胞，应将细胞增殖代数控制在10代以内，原因是10代以内保持细胞正常的二倍体核型。

【点睛】

本题考查生态工程和细胞工程的相关知识，要求学生识记动植物细胞功能的原理及相关技术，掌握生态工程的基本原理，能结合所学的知识准确答题。

6．农作物→禽畜→人提高大棚中CO2的浓度，促进农作物的光合作用，提高产量微生物的分解作用（呼吸作用）次生

【解析】

【分析】

本题结合时代背景考查生态系统的相关知识，要求考生明确食物链、碳循环及群落演替等相关知识，考点较为基础，旨在考查考生知识迁移运用的能力。

【详解】

（1）分析题图可知：图中食物链为：农作物→禽畜→人；

（2）生活燃料燃烧产生CO2的进入大棚后可以提高大棚中CO2的浓度，促进农作物的光合作用，提高产量；

（3）冬天气温低，但沼气池中温度并不低，维持沼气池温度的热量主要来自微生物的分解作用（呼吸作用）；

（4）昔日的荒山野岭被改造成生态农场，由于起始条件不为0，因此这属于群落的次生演替。

【点睛】

次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部份消失后所发生的演替，由其他地方进入或残存的根系、种子等重新生长而发生的。

7．群落实现能量的多级利用，提高能量的利用率（或使能量得到最有效的利用）竞争将动植物的遗体和动物的排遗物分解为无机物（或将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物）破坏害虫种群正常的性别比例，（降低种群出生率），从而降低害虫的种群密度

【解析】

【分析】

1.研究能量流动的意义：帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效利用；

帮助人们合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人们有益的部分。

【详解】

（1）在一定的区域内所有的动物、植物和微生物构成一个群落。

（2）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计出生态农庄，目的是实现能量的多级利用，提高能量的利用率（或使能量得到最有效的利用）。

（3）沼气发酵过程中，不同微生物之间主要是争夺空间和营养，属于竞争关系，微生物是分解者，能将动植物的遗体和动物的排遗物分解为无机物（或将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物）。

（4）从种群特征角度分析，在农庄的田野里施用人工合成的性引诱剂可降低害虫的发生率，其原理是破坏害虫种群正常的性别比例，（降低种群出生率），从而降低害虫的种群密度。【点睛】

生态农庄实现了物质循环和能量的多级利用，注意是提高了能量的利用率，不是能量的传递效率，能量不能循环，是单向的，逐级递减的。

8．不含有基因比较小，核苷酸序列已知供外源DNA片段（基因）插入愈伤组织生长素与细胞分裂素废弃物的资源化协调与平衡

【解析】

【分析】

目的基因的获取方法主要有：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；

③PCR技术扩增目的基因。生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生出的污染物，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是生态工程。

【详解】

（1）Bt毒蛋白基因属于目的基因，目的基因可从基因组文库中获取，也可从cDNA文库中获取，前者含有基因中启动子，后者不含；当基因比较小，且核苷酸序列已知时，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

（2）图中用到Ti质粒作为载体将Bt基因送入受体细胞中，质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切位点，其作用是供外源基因插入。

（3）步骤IV中产生的细胞团称为愈伤组织，步骤IV和V过程要注意控制培养基中生长素

与细胞分裂素的浓度比例，以便获得幼苗。

（4）生态工程是实现循环经济的最重要手段之一，所谓循环经济，是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。我国西北的一些地区年降雨量很小，只适宜种植少数的草本植物，但却被硬性规定种植转Bt基因的植物，结果造成减产，这个案例主要违背了生态工程的协调与平衡原理。

【点睛】

本题考查基因工程、生态工程的相关知识，要求学生识记基因工程的具体操作步骤，掌握各步骤中的细节，以及生态工程的意义，能结合所学的知识准确答题。

9．基因表达载体的构建体农杆菌转化法植物组织培养识别特定的核苷酸（DNA）序列，并在特定的位点切割黏性（末端）物质循环再生协调与平衡原理

【解析】

【分析】

基因工程的四个基本步骤是目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。其核心是基因表达载体的构建。限制酶具有特异性，故一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。

【详解】

（1）在培育转基因抗虫棉时,最关键的技术环节是基因表达载体的构建。由于植物的体细胞也具有全能性，故培育转基因植物时，一般用植物体细胞即可,将目的基因导入植物的受体细胞的常用方法是农杆菌转化法，导入受体细胞后还需要采用植物组织培养技术培育成抗虫植株。

（2）限制酶具有特异性，一种限制酶只能识别特定的核苷酸（DNA）序列，并在特定的位点切割。经限制性核酸内切酶切割后能形成两种类型的末端，即平末端和黏性末端。若限制酶的切割位点在识别序列中轴线的两侧时，切割产生的是黏性末端。

（3）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物质循环再生原理。但这种模式并不适合全国各地，只有在南方降水较多、气候温暖的地区才适用，又体现了生态工程的协调与平衡原理。

【点睛】

本题主要考查基因工程的操作程序、生态工程的相关知识，生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理；建立该

人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。10．物质循环能量流动农作物将秸秆、粪便、沼渣中的有机物分解成可被植物重新利用的二氧化碳和各种无机物，促进物质循环数量保持相对稳定

【解析】

【分析】

1、生物系统的成分包括生产者、分解者、消费者、非生物的物质和能量。

2、在生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们制造的有机物。消费者和分解者可将有机物分解为无机物，能够加快生态系统的物质循环。

【详解】

（1）在该生态系统中，充分利用了废弃物中的能量，实现能量的多级利用，使生态系统中的能量更多地流向对人类最有益的部分，提高了经济效益。运用的生态学原理是生态系统中的物质循环和能量流动。

（2）生产者是生态系统的基石，在生态系统中起决定作用。因此，在该生态系统中，农作物起决定作用。沼气池中的微生物和食用菌的作用是将秸秆、粪便、沼渣中的有机物分解成可被植物重新利用的二氧化碳和各种无机物，促进物质循环。

（3）生物系统的成分包括生产者、分解者、消费者、非生物的物质和能量。因此要使生态系统更长期稳定发展，除了要有稳定的能量来源，各类生物的数量要保持相对稳定。

【点睛】

识记生态系统的功能，结合农业生态工程的主要技术进行分析解答便可。

11．非生物物质和能量简单②③①①③改善使污染物转变为生产原料，实现废弃物的资源化物质循环再生

【解析】

【分析】

生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，生态系统的组成成分有生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递。自然生态系统中流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，而人工生态系统中流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的能量。

【详解】

（1）无论是人工生态系统还是自然生态系统，生态系统的组成成分均包括生产者、消费者、分解者和非生物物质和能量，但人工生态系统（如城市生态系统）的营养结构相对简单。

（2）城市生态系统有机物来源可以是②本系统的生产者合成以及由③其他生态系统输入；能量以物质为载体，自然生态系统的能量来源是①太阳能；城市生态系统的能量来源为①太阳能和③其他生态系统输入的有机物中的能量。故A对应②③，B对应①，C对应①③。（3）由垃圾“无害化”处理项目的生产流程可知，该公司对垃圾采取先分类然后在将不同垃圾作为生产原料，使之形成对人类有用的产品。故上述对垃圾的处理方法是对传统生产方式进行了改善，一定程度上解决了垃圾污染问题。“无害化”主要是指使污染物转变为生产原料，实现废弃物的资源化，这主要体现了生态工程的物质循环再生原理。

【点睛】

本题考查生态工程相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

12．胚胎移植减数第二次分裂中期获能的精子O2 维持培养液的pH基

本上不发生免疫排斥反应内细胞团D

【解析】

【分析】

由题文描述可知：本题考查学生对动物细胞培养、体外受精、胚胎移植、胚胎分割、生态工程的基本原理等相关知识的识记和理解能力。

【详解】

(1)试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术等人工助孕技术的俗称。

(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。采集的卵子，需将其培养到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力，才能与获能的精子在体外受精，形成受精卵。

(3)在体外培养受精卵时，需要为之提供气体环境。细胞培养所需气体主要有O2和CO2；O2是细胞代谢所必需的，用以维持细胞呼吸；CO2的主要作用是维持培养液的pH。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在母体内存活提供了可能。

(4)胚胎分割操作过程中，需要特别注意将内细胞团进行均等分割。

(5)系统学和工程学原理包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理，其中系统的结构决定功能原理的含义是：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改变系统功能的目的，据此分析图示可知，D结构示意图最能体现生态工程中系

统学和工程学原理。

【点睛】

解答此题的关键是识记并理解动物细胞培养条件、体外受精的过程、胚胎移植的生理基础、胚胎分割的注意事项、系统的结构决定功能原理的含义等相关的基础知识、形成清晰的知识网络。在此基础上结合题意作答。

13．茎尖或根尖脱分化、再分化根尖或茎尖细胞含有发育成完整个体的全部遗传信息要有一段已知目的基因的核苷酸序列启动子RNA聚合酶将培育的转基

因植株用草莓轻型黄边病毒感染，并与未进行转基因的植株进行对比协调与平衡

【解析】

本题考查植物细胞工程、基因工程和生态工程等相关知识，解题要点是识记植物组织培养过程和原理，基因表达载体的构建及生态工程遵循的相关原理。

（1）用植物组织培养技术培育无病毒组培苗，通常采用植株病毒少或不含病毒的茎尖或根尖进行组织培养，转化后的草莓外植体需先经过脱分化形成愈伤组织，再经再分化过程才能长成完整植株，该过程体现了植物细胞的全能性，即从遗传学角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是根尖或茎尖细胞含有发育成完整个体的全部遗传信息。

（2）PCR技术中需要引物，利用PCR技术扩增目的基因SMYELV-CP，首先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。为保证目的基因的表达，重组载体上应含有特定的启动子，它能被受体细胞的RNA聚合酶所识别，以便于催化转录过程。（3）对转基因植株个体水平上的检测就是观察个体能否表现出相应的性状，即将培育的转基因植株用草莓轻型黄边病毒感染，并与未进行转基因的植株进行对比，观察转基因个体有无抗病毒性状。

（4）从题干信息分析，杨树不适合在该地区种植，其失败的原因是没有考虑环境承载力，违背了协调与平衡原理。

[点睛]：本题以现代生物科技的应用为背景，考查学生对相关知识点的理解和运用，解题思路是：1.认真阅读材料，分析其中的关键语句，充分联系教材，找到与教材的衔接点；2. 给合题文要求，对于联系教材的有关原理、概念等，尽可能用教材语言规范答题。

14．显微操作去核法聚乙二醇同期发情转化要有一段已知目的基因的核苷酸序列，

以便合成引物抵抗力协调与平衡整体性

【解析】【试题分析】本题主要考查动物体细胞核移植技术（显微操作去核、促使体细胞和去核卵母细胞融合的方法）、基因工程的原理及技术（转化的概念、PCR技术扩增目的基因的前提）、生态工程依据的生态学原理（物种多样性和整体性原理）等知识点。

（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）为保证释胎移植顺利进行，需要在合适的季节对对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境；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。

【点睛】要求学生熟练掌握胚胎移植的基本程序、胚胎移植的生理学基础；运用生态工程的原理解决实际问题。

15．物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等仅物质垂直能充分利用生态系统的空间和食物资源生产者固定的太阳能和人工输入的能量实现了生态系统物质和能量的多级利用，减少了环境污染

【解析】【试题分析】

本题考查生态工程、群落、生态系统的能量流动和物质循环的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对各小题进行解答。

（1）该生态农业园建设依据的主要生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等；沼气发酵池中有大量微生物，能将有机物分解成无机盐，采摘园里的植物只能利用沼液中的无机物，因此，在“沼气发酵池→采摘园”过程中发生着仅物质的传递。（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（如上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等），主要体现群落的群落的垂直结构在实践中的应用；这种养殖模式的优点是能充分利用生态系统的空间和食物资源，缓解生物间的竞争。

（3）流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工输入的能量。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是实现了生态系统物质和能量的多级利用，减少了环境污染。

（4）根据图示可知，稻、麦和蔬菜等中的有机碳经鸡鸭的消化吸收。被同化为鸡鸭体内的有机碳，这些有机碳中有一部分通过自身的呼吸作用以CO2形式释放到环境中，一部分有机碳直接流向蝇蛆（分解者），还有一部分有机碳输出该生态系统，被人类利用。具体图解详见答案。

16．分解者m/13互利共生物质循环

【解析】试题分析：通过解答此题理解“循环经济”的原则，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。同时掌握食物链的书写以及理解生态系统具有自我调节能力。题图所示的“无废弃物农业”属于生态工程的一种模式，其遵循了自然界物质循环的规律，在充分发挥生产潜力，达到经济效益的同时，也取得了较好的生态效益。分析图示可知：题图为农业生态系统模式图，其中农作物为生产者，是生态系统的主要部分；家畜和人是消费者；土壤中的细菌、真菌是分解者。

（1）蚯蚓能将动植物的遗体以及动物的排泄物等有机物分解为无机物，因此属于分解者，食物（链）网中只包含生产者与分解者，故图中的食物网为。（2）若人获得的能量最多，则能量传递效率按20%计算，假设人最多能获得xkJ能量，根据（1）中的食物网可列出等式2/5x÷20%÷20%+3/5x÷20%=m，解得x=m/13。（3）豆科植物与根瘤菌之间是互利共生的关系。施加有机肥，使氮、磷、钾等元素得到反复利用，体现了生态系统的物质循环功能。

17．大豆、玉米捕食和竞争分解者否多级利用利用率化学防治天敌与鼠之间由于捕食与被捕食而相互制约，能将鼠的数量长期控制在较低水平

【解析】试题分析：生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益；它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业。生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。

（1）据图分析可知，该生态系统的生产者是大豆、玉米；图中人和鸡都以大豆和玉米为食，两者为竞争关系，人还能以鸡为食，两者还有捕食关系。沼气池中的微生物是分解者，在该生态系统中的主要功能是分解作用。

（2）在该农业生态系统中，大豆和玉米可以成为鸡、猪的饲料和人的食物，鸡、猪也能成为人的食物，沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆、人、鸡、猪粪便中的有机物，而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了物质的循环和能量的多级利用，但是不能体现物质的循环利用。

（3）防治鼠害的方法有化学防治、生物防治和机械防治等方法。天敌与鼠之间由于捕食与被捕食而相互制约，能将鼠的数量长期控制在较低水平，所以引入天敌防治鼠害的防治效果持续时间长。

【点睛】解答本题的关键是从生态系统的组成作用、生态农业的原理、物质的循环利用等方面来解答。

18．（1）间接生产者（2）突触后膜抗原

（3）竞争垂直结构（4）复杂的种间关系

【解析】

试题分析：（1）人工生物浮床技术具有净化水质、防治水华的效果，体现了生物多样性的间接价值。从生态系统的组成成分看，人工生物浮床上的植物属于该生态系统中的生产者。（2）蓝藻产生的藻毒素是一种神经毒素，能够与突触后膜上的受体结合导致“神经麻痹”；在免疫学上，藻毒素属于外来异物，可以看作是一种抗原。

（3）浮床上的植物与蓝藻都是生产者，二者间存在竞争关系。浮床上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境，体现了群落的垂直结构。

（4）群落的物种不论多少，都不是随机地聚集在一起的，而是通过复杂的种间关系形成的一个有机的整体。

考点：本题考查生态系统及水质净化的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力。