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高中生物苏教版
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  • ID:11-7058030 高中生物苏教版选修3第二章 第二节植物细胞工程 课件(35张PPT)

    高中生物/苏教版/《现代生物科技专题》(选修3)/第二章 细胞工程/本章综合与测试

    (共35张PPT) 第二节植物细胞工程的应用 教师 何彩萍 一、植物组织培养技术的应用 原理: 细胞的全能性 细胞全能性 1. 概念: 生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异,但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全部遗传物质,具有发育成为完整个体所必须的全部基因,因此,这些细胞都具有发育成为一个新的个体的潜能。细胞的这种特性称为细胞全能性。 2、全能性的比较 2)植物细胞全能性一般比动物细胞强 1)受精卵>生殖细胞>体细胞 3、 高度分化的植物细胞表现全能性条件: 细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件 植物组织培养 2、理论基础: 细胞的全能性 是指依据细胞全能性原理,在无菌条件下,分离植物的器官、组织、细胞或原生质体(外植体),并在培养基上培养,在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。 1、概念: 3.植物组织培养过程 不需要光照 光照 愈伤组织的形成 愈伤组织:是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。 由于分离得到的细胞已经高度分化,因此在进行植物组织培养时首先要诱导细胞脱分化,形成愈伤组织。 一、植物组织培养 4、植物组织培养的条件 内因:离体细胞、组织或器官 外因: 1)适宜的外界环境条件,例如无菌、适宜 的温度、湿度、光照等 2)培养基(一定的营养物质,激素) 5、植物组织培养的培养基 ①水 ②无机营养:各种大量元素和微量元素 ③有机营养成分:维生素、氨基酸和糖 (糖作为碳源:2%—4%的蔗糖溶液,调节渗透压) ④ 天然的附加物 ⑤生长物质:生长素,细胞分裂素和赤霉素 胚状体的形成 愈伤组织在一定的培养基条件下可诱导形成胚状体。胚状体类似胚的结构,具有胚芽和胚根,在合适的条件下也可以发育成新的植株。 在胚状体外包裹人工的胚乳和人工的种皮,就可获得“人工种子”。 (1)人工种子概念 (2)人工种子组成 人工胚乳 胚状体 人工种子 是指在植物组织培养中得到的体细胞胚,包埋在由营养物质和保护物质等形成的包中,在适宜的条件下能够发芽出苗的颗粒体。 ①培育周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输 (4)天然种子的局限 ① 培育周期长 ②优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性 ③生产会受到季节、气候和地域的限制,并且需要占用大量的土地实现制种 (3)、人工种子的优点: 二、植物细胞培养 概念: 是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中,进行悬浮培养,得到分散的悬浮细胞,通过继代培养时细胞增殖,从而得到大量的细胞群体的一种技术。 目的:是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的细胞次生代谢产物(例如从培养的红豆杉细胞中提到抗肿瘤药物——紫杉醇)。 优点:快速、高效,不受季节、外部环境等条件的限制。 植物细胞 愈伤组织 芽、根 悬浮细胞 细胞群体 植株 细胞次生代谢产物 植物激素的不同配比 植物激素的不同配比 1、在一个生物体内,细胞没有表现出全能性,原因是( ) A.细胞失去了全能性         B.细胞中的基因部分丢失 C.细胞中的基因选择性表达       D.细胞中的基因变异不同 C 2、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是( ) A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果 D 3、若用“① ② ③ ④” 表示植物组织培养的过程。请回答: (1) ①表示 , 能被培养成为④的根本原因是 (2) ②表示 ,其细胞特点 是 薄壁细胞。 脱分化 再分化 离体的植物组织器官、组织或细胞 植物细胞具有全能性 具有分裂能力的 愈伤组织 4、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时,下列有可能使其表现出全能性,发育成完整的植株的是( ) A、细胞分裂素 B、生长素 C、一定的营养物质 D、以上三者均是   D D 5、在生物体的所有细胞中,全能性最高的是 A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵 1、定义: 将两个或两个以上来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。 2、优势:(与有性杂交方法比较) 克服了远缘杂交不亲和的障碍,拓展了可用于杂交的亲本组合范围。。 (一)植物体细胞杂交 三、细胞工程与育种 3、植物体细胞杂交过程 杂合的原生质体 杂种细胞 愈伤组织 杂种植株 细胞融合 植物组织培养 植物体细胞杂交过程示意图 标志 去壁 思考题 细胞壁如何去除? 融合的基础是什么? 杂交完成的标志是什么? 最后通过什么手段得到新个体 ? 整个过程中运用了细胞工程中的那些技术? 去壁的常用方法: 原生质体融合方法: 细胞融合的基础: 细胞膜的流动性 杂交完成的标志:形成细胞壁 异想天开 (一)单倍体育种 二 作物新品种的培育 1、单倍体的概念: 2、单倍体的例子: 由配子发育成的个体 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 . 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体 优点: 单倍体育种可以直接得到纯合体,所以这样大大地缩短了育种年限,只需两年即可得到纯合新品种 。 3、单倍体育种的原理: 花粉培养:从花药中分离出花粉粒使之成为分散或游离的状态,通过培养使其脱分化并发育成植株的过程; 单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体。 (一)单倍体育种 二 作物新品种的培育 4.单倍体育种的一般过程 花药 花粉细胞培养 脱分化 愈伤 组织 分化出 小植物 再分化 单倍体 植株 移栽 正常 植株 染色体加倍 5、植物花药组织培养生成正常植株的实验流程 优点:后代都是纯合子,明显缩短育种年限 二、作物新品种的培育 (二)、传统方法--- 原理: 基因的自由组合定律,优良基因的自由组合。 杂交育种 结果:通过基因重组,把两亲本的优良性状组合在同一后代中 缺点:要不断进行(多年)纯化和选择,才得到一种符合理想要求的新品种 回忆、思考 1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段? 2、植物组织培养技术的理论基础是什么? 离体的器官、组织或细胞——脱分化成愈伤组织——再分化为根和芽——完整植株 植物细胞具有全能性 3、什么叫做细胞全能性? 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发 育成完整生物体的潜能。 4、生物体所有细胞全能性都一致吗? 受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞 5、植物细胞融合完成的标志的是( ) A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合 C、细胞质发生融合 D、细胞核发生融合 A 6、体内的细胞为什么没有表现出全能性, 而是分化成不同的组织器官? 体内的细胞在特定的时间和空间条件下,基因选择性表达的结果。 7. 通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是( ) A.分离原生质 诱导原生质融合 生出细胞壁 组织培养法 得到杂种植株 B.分离原生质 原生质自然融合 组织培养 杂种植株 C.获取细胞 原生质融合 组织培 养 杂种植株 D. 获取细胞 原生质直接融合 组织培养 杂种植株 A 8.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株,不需要( ) A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素 C 9、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来,将单个细胞放入培养基中培养,获得了许多完整的植株,这些植株的特点( ) A.彼此性状相似 B.变异频率较高 C.单倍体 D.都是纯合子 A

  • ID:11-7043463 高中生物苏教版必修2第二章 减数分裂和有性生殖 综合练习(含 解析)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第二章 减数分裂和有性生殖/本章综合与测试

    第二章 减数分裂和有性生殖 一、单选题 1.细胞分裂过程中不会出现的变化是( ) A. 随着着丝点的分裂DNA分子数加倍 B. 遗传物质复制一次,细胞分裂两次 C. 同源染色体交叉互换 D. 在赤道板的位置上出现细胞板 2.下图是某种动物细胞生活周期中染色体数目变化图,据图判断下列叙述错误的是(  ) A. 等位基因分离、非等位基因自由组合发生在A~C段 B. CD段、GH段的染色体与核DNA的数目之比为1∶1 C. 图中显示两种分裂方式,I~M段可表示有丝分裂的一个细胞周期 D. “一母生九子,九子各不同”现象与AH、HI所代表的生理过程有关 3.下列关于减数分裂与有丝分裂共同点的叙述,错误的是( ) A. 分裂开始前,都进行染色体的复制 B. 分裂开始时,每个细胞中的染色体数都是2N C. 分裂过程中,每条染色体的着丝点都分裂成为两个 D. 分裂结束后,每个子细胞的染色体数都是N 4.甲至丁为二倍体生物卵巢中的一些细胞分裂图,有关判断正确的是( ) A. 若图中所示细胞分裂具有连续性,则顺序依次为乙→丙→甲→丁 B. 甲、乙、丙细胞中含有的染色体数目依次为8、4、2 C. 若乙的基因组成为AAaaBBbb,则丁的基因组成为AaBb D. 乙是次级卵母细胞,丁可能为卵细胞 5.减数分裂过程中,同源染色体的分离发生在(  ) A. 减数第一次分裂中期 B. 减数第一次分裂后期 C. 减数第二次分裂中期 D. 减数第二次分裂后期 6.如图表示玉米种子的形成和萌发过程。据图分析,下列叙述正确的是(  ) A. ①与③细胞的遗传组成可能不同 B. ①结构由胚芽、胚轴、胚根和胚柄四部分构成 C. ②结构会出现在所有被子植物的成熟种子中 D. ④过程的初期需要添加必需矿质元素 7.某生物体细胞中有两对同源染色体AA′BB′,那么该生物在减数第一次分裂后期,染色体可能的走向是(  ) A. 走向两极的均为A与B′ B. A与B′走向一极,A′与B走向另一极 C. A与A′走向一极,B与B′走向另一极 D. 走向两极的均为A,A′,B,B′ 8.由次级精母细胞产生精细胞的过程中( ) A. 着丝点分裂,染色体和DNA含量均减半 B. 着丝点分裂,染色体数目减半 C. 着丝点分裂,染色体和DNA含量均不变 D. 着丝点分裂,染色体数目不变,DNA含量减半 9.如图是某生物细胞处于分裂过程中某时期染色体图,下列描述中正确的是( ) A. 图中有4条染色体,4个四分体 B. 该生物精巢细胞中的染色体数目有4、8、16条三种可能性 C. 若1号染色体上有基因R,则2号染色体的对应位点上必定是r D. 若1号和3号染色体上分别有基因A和B,则理论上该生物可能形成基因型为AB,ab,Ab,aB的四种配子 10.在减数分裂过程中,染色体数目减半的原因是(  ) A. 减数第一次分裂的后期同源染色体分离 B. 减数第一次分裂后期着丝点分裂 C. 减数第二次分裂的后期同源染色体分离 D. 减数第二次分裂后期着丝点分裂 11.如图表示在动物不同生命活动过程中,细胞内染色体数目的变化曲线,下列叙述正确的是( ) A. a过程没有姐妹染色单体 B. b过程细胞数目不变 C. c过程发生细胞识别和融合 D. d过程没有同源染色体 12.如图为精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图,下列有关叙述不正确的是( )    A. 精细胞形成过程的顺序为①→③→②→④ B. 这些状态下的细胞不发生ATP水解 C. ①图中有两对同源染色体,③图中有两个四分体 D. 线粒体、核糖体等细胞器与该过程有密切关系 13.下列关于减数分裂的说法不正确的是( ) A. 减数分裂过程中包括连续两次的细胞分裂 B. 所有的生物都可以进行减数分裂 C. 减数分裂产生的成熟生殖细胞染色体数目减半 D. 减数分裂产生有性生殖细胞 14.在某哺乳动物(体细胞染色体数=24)的睾丸中,细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式判断正确的是(  ) A. 细胞甲、乙可能都在进行减数分裂 B. 细胞甲、乙可能都在进行有丝分裂 C. 细胞甲不可能进行减数分裂,细胞乙可能进行有丝分裂 D. 细胞甲不可能进行有丝分裂,细胞乙可能进行减数分裂 15.图甲和图乙为处于相同分裂阶段的两种动物细胞,都含有两对同源染色体。关于它们的叙述中不正确的是( ) A. 甲细胞的同源染色体成对排列在细胞中央 B. 甲细胞产生的子细胞染色体数目减半 C. 联会只发生在乙细胞中,而不会发生在甲细胞中 D. 乙细胞的染色体数与亲本细胞的染色体数相同 16.果蝇的精细胞中有4条染色体,其初级精母细胞中的染色单体和四分体数目是( ) A. 4和4 B. 8和4 C. 8和8 D. 16和4 17.下列关于四分体的叙述,正确的是(  ) A. 每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 B. 四分体就是4条染色单体 C. 复制后的同源染色体都形成四分体 D. 四分体时期的下一个时期是联会 18.如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是(  ) A. Ⅱ所处阶段发生基因自由组合 B. Ⅲ代表初级精母细胞 C. ②代表染色体 D. Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1 19.互为同源染色体的两条染色体,没有下列哪项特征(  ) A. 一条来自父方,一条来自母方 B. 在四分体时期共用一个着丝点 C. 形态、大小一般相同 D. 在减数分裂过程中有联会现象 20.对下图中减数分裂过程某阶段的描述,正确的是( ) A. 同源染色体移向两极 B. 非姐妹染色单体交换结束 C. 减数第二次分裂的中期 D. 姐妹染色单体排列在赤道板上 二、非选择题 21.某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。 请回答下列问题: (1)对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察,绘制了以下示意图。 图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________;称为初级精母细胞的有________。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因________(选填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。 (2)如对卵巢切片进行显微观察,无法看到和乙细胞同时期的细胞,其原因是________________________________________________________________________。 (3)该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验,结果如下: 实验一 实验二 由实验一可得出推论:________含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。 由实验二可得出推论:这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是________;孕酮在实验二中的作用是________________________。 22.下列示意图分别表示某动物(2n=4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系及细胞分裂图像,请分析回答下面的问题: (1)图1中a~c柱中表示染色体的是________,图2中表示体细胞分裂时期的是________。 (2)图1中Ⅲ的数量关系对应于图2中的________。 (3)图1中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程,细胞核内发生的分子水平的变化是________;由Ⅱ变化为Ⅲ,相当于图2中的________过程。 (4)符合图1中Ⅳ所示数量关系的某细胞名称是______。与图1中________对应的细胞内不可能存在同源染色体。 23.如图甲、乙、丙分别表示某个生物体内的三个正在分裂的细胞,请据图回答下列问题: (1)甲图表示________细胞,处于________期,有________条染色单体,分裂产生的子细胞名称是________________________________________。 (2)乙图表示________期细胞,有________对同源染色体,产生的子细胞名称是________。 (3)丙图处于____________期,名称是______________,有________对同源染色体。 (4)在方框中画出甲图细胞最终产生的生殖细胞染色体的组成图。 24.某高等生物(二倍体生物)的生殖发育周期如图所示,请回答问题。 (1)生物的个体发育是从________开始的,主要进行________分裂。 (2)个体发育成熟后是通过[  ]________产生配子的,它发生在植物的________________中,动物的________________中。 (3)图中B过程是________________。青蛙的该过程是在________中进行的。 (4)青蛙的[C]________过程和[D]________过程,合称为________。 (5)高等动物胚胎发育的过程是:受精卵→卵裂→________→________(具有________个胚层)→________。 (6)蛙的胚后发育属于________。 (7)A、B两过程的重要意义是______________________________________________________。 答案解析 1.【答案】A 【解析】DNA复制后DNA分子数加倍,着丝点分裂后染色体数目加倍。 2.【答案】B 【解析】据图中染色体数目变化趋势可知,AH表示减数分裂过程,其中CD表示减数第二次分裂的前期、中期,此时期染色体与核DNA的数目之比为1∶2,而GH段的染色体与核DNA的数目之比是1∶1。等位基因分离、非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期,即A~C段。据I~M段染色体变化可确定此段表示有丝分裂的一个细胞周期。由于减数分裂过程中基因重组产生的配子类型不同以及雌雄配子结合的随机性,导致亲子代之间以及子代个体之间有差异,因AH表示减数分裂过程、HI表示受精过程,故产生“一母生九子,九子各不同”的现象与AH、HI所代表的生理过程有关。 3.【答案】D 【解析】减数第二次分裂在染色体的行为上与有丝分裂类似,但不能认为等同。其不同之处在于:减数第二次分裂时,染色体不再复制,分裂开始的次级性母细胞内染色体数为N,分裂完成后产生的细胞为生殖细胞,染色体数为N;而有丝分裂产生的子细胞为体细胞,染色体数为2N。 4.【答案】B 【解析】根据同源染色体的有无和行为可判断:甲处于有丝分裂后期;乙处于减数第一次分裂后期,为初级卵母细胞;丙处于减数第二次分裂中期;丁是减数第二次分裂结束形成的细胞。根据图乙中小细胞中染色体是大黑小白,可判断丁细胞是此细胞形成的,是第二极体。细胞分裂的排列顺序是甲→乙→丙→丁。甲中的染色体数目为8,乙中的染色体组数目为4,丙和丁中的染色体数目为2。若乙的基因组成为AAaaBBbb,则丁的基因组成可能为AB或Ab或ab或aB。 5.【答案】B 【解析】减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。因此,同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期。故选B。 6.【答案】A 【解析】由图可知,①是胚,②是胚乳,③是珠被,④表示种子的萌发。胚是由子叶、胚芽、胚轴和胚根四部分组成的,故B错误;玉米属于单子叶植物,成熟的种子中有胚乳,但对于绝大多数的双子叶植物来说,成熟的种子中是没有胚乳的,故C错误;在种子萌发成幼苗的初期需要由外界提供水分,其他营养由种子自身所贮存的营养物质提供,长成幼苗后才能从土壤中吸收矿质元素,故D错误;③(珠被)是母本的体细胞,①(胚)是由受精卵发育而来的,由父本和母本共同决定,因此①与③遗传组成不一定相同。 7.【答案】B 【解析】减数第一次分裂的后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故一组非同源染色体走向一极,另一组非同源染色体走向另一极。 8.【答案】D 【解析】次级精母细胞产生精细胞的过程是减数第二次分裂,其主要变化是着丝点分裂,但染色体只是在减数第二次分裂的后期暂时加倍,染色体数目变化是N→2N→N,DNA含量变化是2N→N。可见染色体数目与减数第二次分裂前相比不变,但DNA含量减半。 9.【答案】D 【解析】图中细胞内有4条染色体,联会后形成了2个四分体。精巢内的细胞可能发生有丝分裂或减数分裂,细胞内染色体数目为2、4、8三种可能性。同源染色体上可能含有相同基因或等位基因,即1号染色体上有基因R,则2号染色体的对应位点上有R或r。减数分裂时,非同源染色体上的非等位基因可以发生自由组合,若1号和3号染色体上分别有基因A和B,则2号和4号染色体上可能有基因a和b,理论上该生物可能形成基因型为AB、ab、Ab、aB的四种配子。 10.【答案】A 【解析】减数分裂是指染色体复制一次,细胞连续分裂两次的分裂,其结果是新细胞染色体数目减半。而染色体数目减半的根本原因是在减数第一次分裂过程中,同源染色体分离,着丝点没有分裂,染色体被平均分配到两个子细胞中去。故选A。 11.【答案】C 【解析】由于在ab过程中染色体数目减半,所以代表的是减数分裂,a过程属于减数第一次分裂,发生同源染色体的分离,含有姐妹染色单体,选项A错误;b过程是减数第二次分裂,细胞数目加倍,选项B错误;c过程表示的是染色体数目的加倍,表示精卵细胞的融合,选项C正确;d过程表示的是受精卵进行的有丝分裂,精卵结合后就会含有同源染色体,选项D错误。 12.【答案】B 【解析】细胞分裂过程需要消耗能量,即发生ATP水解。①为精原细胞,②为次级精母细胞,③为四分体时期,④为精细胞。分裂过程中需要合成大量的蛋白质,因此与线粒体、核糖体有密切的关系。 13.【答案】B 【解析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂,只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂。 14.【答案】A 【解析】该哺乳动物体细胞染色体数目为24条,细胞甲中染色体、染色单体、核DNA分子数量依次为24、48、48,可以推测细胞甲可能处于有丝分裂或减数第一次分裂过程中;细胞乙中染色体、染色单体、核DNA分子数量依次为12、24、24,可以推测细胞乙处于减数第二次分裂过程中。 15.【答案】C 【解析】图甲细胞中出现了同源染色体的联会,形成四分体,并且四分体排列在细胞中央,进行减数分裂,最终产生染色体数目减半的生殖细胞。图乙细胞所有染色体的着丝点排列在赤道板上,着丝点一分为二后平分到细胞两极,进而形成两个与亲本细胞染色体数目相同的体细胞。 16.【答案】D 【解析】精原细胞内染色体数是精细胞的2倍,所以精原细胞内有8条染色体,经过间期复制后形成的初级精母细胞内仍有8条染色体,同源染色体配对形成四分体,且每条染色体包含两条染色单体。 17.【答案】A 【解析】根据四分体的概念可知,每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体,A正确; 四分体是减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体上的四条染色单体,并不是随意的四条染色单体,B错误;有丝分裂过程中,染色体复制后不会形成四分体,C错误;四分体时期的上一个时期是联会,D错误。 18.【答案】A 【解析】分析图示可知:Ⅰ为精原细胞,Ⅱ为初级精母细胞,在减Ⅰ过程中可发生基因的自由组合;Ⅲ为次级精母细胞,Ⅳ为精细胞;①表示染色体,②表示染色单体,③表示DNA,在Ⅰ~Ⅳ中③(DNA)的数量比是2∶4∶2∶1。 19.【答案】B 【解析】同源染色体中的两条染色体一条来自父方、一条来自母方,A正确;同源染色体不共用一个着丝点,B错误;同源染色体中的两条染色体的形态、大小一般相同(也有不相同的,如X和Y这两条性染色体),C正确;减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对,即联会形成四分体,D正确。 20.【答案】B 【解析】从图上看,同源染色体排列在赤道板上,属于减数第一次分裂中期。非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期,故交换结束。 21.【答案】(1)甲、丙、丁 甲、丁 不一定相同 (2)卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期 (3)成熟卵细胞的细胞质 蛋白质 诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子” 【解析】(1)根据同源染色体的特征及行为特点可判断甲、丙、丁含有同源染色体。初级精母细胞中含有同源染色体,但着丝点不分裂,丙处于有丝分裂后期。同源染色体的非姐妹染色单体上同一位点上的基因可能是相同的,也可能是不同的。(2)卵原细胞的减数分裂是不连续的过程,受精后才能继续完成减数第二次分裂。(3)通过注射不同的物质,比较结果可以发现,成熟卵细胞的细胞质中含有能够使早期卵母细胞成熟的物质,而蛋白质合成抑制剂能抑制蛋白质合成,即使有孕酮,也不能使早期卵母细胞成熟。故推测“促成熟因子”是蛋白质,孕酮能诱导早期卵母细胞产生“促成熟因子”。 22.【答案】(1)a 甲 (2)乙 (3)DNA复制 丙→乙 (4)精细胞或卵细胞或第二极体 Ⅲ和Ⅳ 【解析】图1中,a是染色体,b是染色单体,c是DNA。图2中甲图是有丝分裂中期,乙图是减数第二次分裂中期,丙是减数第一次分裂后期。图1中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程,每条染色体上的DNA数量由1个变为2个,是由于DNA的复制。由Ⅱ变化为Ⅲ,染色体、染色单体和DNA数目都减半,是减数第一次分裂完成,三种物质平均分配到两个子细胞的过程,图2中符合的时期是丙→乙。图1中Ⅳ所示,细胞中不存在染色单体,染色体和DNA数目也都减半,说明减数第二次分裂结束,由于不能判断该生物的性别,所以它产生的子细胞可能是精细胞或第二极体或卵细胞。 23.【答案】(1)初级卵母 减数第一次分裂后 8 极体和次级卵母细胞 (2)有丝分裂后 4 体细胞 (3)减数第二次分裂后 极体 0 (4)如图 【解析】(1)甲图中发生细胞质不均等分配,且包含同源染色体,可以确定细胞处于减数第一次分裂后期,细胞名称是初级卵母细胞,其产生的细胞中体积小的为极体,体积大的为次级卵母细胞。(2)乙图中着丝点分裂,且细胞的两极均有成对的同源染色体,可确定是体细胞有丝分裂后期图像,含4对同源染色体。(3)丙图中无同源染色体,且无姐妹染色单体,细胞质均等分配,又由甲图可知该动物为雌性个体,所以丙图为极体,处于减数第二次分裂后期。(4)甲图减数第一次分裂产生的次级卵母细胞染色体组成如图1所示,再经减数第二次分裂产生的卵细胞内染色体组成如图2所示。 24.【答案】(1)受精卵 有丝 (2)A 减数分裂 花药和胚囊 精巢和卵巢 (3)受精作用 水 (4)胚胎发育 胚后发育 个体发育 (5)囊胚 原肠胚 三 幼体 (6)变态发育 (7)维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合 【解析】生物个体发育的起点是受精卵,主要以有丝分裂的方式增加细胞的数目。高等动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育,个体发育成熟后,以减数分裂的方式产生配子,雌雄配子结合形成受精卵,继续进行个体发育。由此可见,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定有重要作用。

  • ID:11-7042279 苏教版必修2第一章 生物科学和我们综合练习(含解析)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第一章 生物科学和我们/本章综合与测试

    第一章 生物科学和我们 一、单选题 1.我国幅员辽阔,但耕地总面积较小,人均耕地面积不足。为了解决粮食问题,你认为应该(  ) A. 多开垦荒地,扩大耕地面积 B. 科学种田,提高单位面积产量 C. 把草原、山坡开垦为耕地 D. 围湖造田,围海造陆 2.随着未来几十年我国人口的不断增加,预计粮食缺口巨大,粮食生产以及人民生活正面临着严峻的考验。下列哪项叙述不是我国应对粮食危机的措施(  ) A. 实行计划生育,控制人口增长 B. 减少占用耕地,并多开垦荒地、围湖造田等,增加耕地面积 C. 保护和治理环境,加强农业基础设施建设 D. 发展现代农业技术,培育作物良种,提高粮食单产和品质 3.2000年我国粮食减产的主要原因是(  ) A. 病虫害 B. 干旱 C. 粮价偏低 D. 亚洲金融风暴 4.下面关于我国粮食生产状况和导致这一状况的原因组合正确的是(  ) A. 粮食过剩;人均占有耕地居世界首位 B. 粮食过剩;粮食产量增长速度大于人口增长速度 C. 粮食短缺;粮食总产量太低 D. 粮食短缺;人口居世界首位且仍在增长 5.达尔文经过8年的潜心研究,将其以“自然选择学说”为核心的生物进化理论发表在《物种起源》一书中,呈现给世人。从科学思维角度看,这是(  ) A. 观察 B. 推论 C. 分类 D. 交流 6.“化石研究表明,海口虫具有脊索、背神经索和鳃裂三大特征,与脊索动物头索类相似。”这一段言辞总结的工作基础是(  ) A. 推理 B. 建立模型 C. 分类 D. 观察 7.下列关于科学思维的基本过程的说法,错误的是(  ) A. 科学思维的基本过程:观察→推理→分类→建立模型→交流 B. 达尔文在克格伦岛上的观察结果对他后来形成的进化理论有着支持作用 C. 当你对观察到的现象做出解释时,就是在进行推理,或者说是作出推论,推论一定是正确的 D. 有效的交流需要许多技能,包括听说读写以及建立模型的能力 8.下列关于粮食问题的叙述,正确的是(  ) A. 发达国家不存在粮食问题 B. 凡是人口多的国家,人均粮食产量少 C. 人口众多的发展中国家是世界粮食匮乏的地区 D. 粮食问题的产生是由粮食总产量不足造成的 9.下面操作实例和科学思维过程的组合中,正确的一项是(  ) A. 使用显微镜看细胞的结构;推理 B. 对显微镜下的人的血细胞显微照像;建立模型 C. 蓝藻和细菌都无核膜,故属于原核细胞;交流 D. 根据不同光照强度对光合作用速率影响的实验数据画曲线;建立模型 10.到2050年,按16亿人口人均年消费粮食600 kg计算,中国共需粮食9.84亿吨,需要每公顷产粮13.5吨,也就是说,到2050年中国粮食单产同现在相比需要提高2.7倍才行。这个事实说明(  ) A. 达到这些指标是相当困难的 B. 2050年中国粮食需要大量进口 C. 控制人口和保护耕地,对中国人民的生存和发展具有十分重要的意义 D. 2050年中国粮食单产将会同步提高 11.在我国云南澄江动物化石群中发现了“海口虫”化石,科学家发现海口虫具有头的特征和原脊椎构造,提出了脊椎动物起源的新观点,这一过程主要体现了哪种科学思维(  ) A. 观察 B. 推理 C. 分类 D. 交流 12.判断蚯蚓是不是环节动物?这一问题的回答是这样的:所有的环节动物都有分节;蚯蚓身体也是分节的;所以,所有的蚯蚓都是环节动物。这样的结论是经过以下科学思维的哪一过程得出的(  ) A. 观察 B. 建立模型 C. 分类 D. 推理 13.目前世界粮食生产与消耗的特点是(  ) A. 发达国家人均产粮多、消费多;发展中国家人均产粮少、消费少 B. 发达国家人均产粮多、消费少;发展中国家人均产粮少、消费多 C. 发达国家人均产粮少、消费多;发展中国家人均产粮多,消费少 D. 发达国家人均产粮少、消费少;发展中国家人均产粮多、消费多 14.下列对观察的表述,不正确的是(  ) A. 当你用一种或多种感官去收集有关信息时,就是在观察 B. 观察和思维活动是紧密结合的 C. 通过观察得到的信息称之为证据或数据 D. 观察不能借助其他仪器设备的帮助,否则就不叫观察 15.拉马克在观察到长颈鹿的特殊形态后,提出了“用进废退”的进化观点,他的这个进化学说是在观察的基础上靠什么完成的(  ) A. 分类 B. 推理 C. 建立模型 D. 同他人交流 16.家鸽由野生原鸽驯化而来,它们之间既相似又相异,这是通过科学思维的________实现的(  ) A. 观察 B. 推论 C. 交流 D. 分类 17.我国北方具有大面积的平原,是粮食的重要生产基地,但气温普遍较低,粮食作物经常遭受冻害。要提高粮食产量,可以采取的措施是(  ) A. 将农作物引入温室种植 B. 将北方农作物与野生抗寒植物杂交培育抗寒新品种 C. 用不同混合物杂交育种 D. 寻找抗寒基因培育转基因农作物 18.在运用观察法观察生物学现象的过程中,不必要的要求是(  ) A. 必须真实、准确 B. 必须有计划、有目的 C. 如实记录观察结果 D. 必须借助仪器设备 19.下面对于世界粮食现状的叙述,不正确的是(  ) A. 粮食生产的增长速度快于人口增长速度 B. 世界人均粮食产量呈现衰退趋势 C. 占世界人口1/4的发达国家生产出占世界1/2的粮食 D. 占世界人口3/4的发展中国家生产的粮食只占世界的1/2 20.下列关于推理研究的说法中,错误的是(  ) A. 推理是对观察到的现象作出解释的过程 B. 通过推理所得出的结论必须是完全正确的 C. 推理过程必须符合基本的逻辑关系 D. 通过对现象的推理可得出多种结论 二、非选择题 21.民以食为天。农业是国民经济发展的基础;粮食是基础中的基础。粮食生产是关系到人类生存与发展的一个永恒主题。 (1)要确保地球上众多人口生存,________是关键。 (2)从1998年到2003年,我国的粮食总产量连年下降。分析其原因有:①某些年份气候条件不适宜,主要是________引起粮食减产;②是由于我国人口的____________;③我国____________的减少。 (3)________________将会为粮食问题的解决带来新的希望。 22.粮食问题是当今世界面临的重大问题之一。 (1)粮食危机的主要原因是________________________________________________________, ________________等。 (2)粮食生产的过程实质上是______________________的过程,根据这一实质人们得出在粮食生产过程中,必须保证粮食作物需求的条件有_____________________________________________________________________________。 (3)现代农业技术诞生的标志是____________________________________________________, 它的核心是_____________________________________________________________________, 首例产品是_____________________________________________________________________。 23.阅读下列资料,回答问题。 资料一 我国粮食生产发展状况统计表 资料二 统计显示,2000年我国粮食大幅度减产,总产量比1999年减少了4.5×1011kg。为近20年来减产最严重的一年。据了解,我国2000年粮食减产的主要原因之一是干旱,当年全国受灾面积超过2.7×107hm2,涉及20多个省、市、自治区,干旱范围之广,持续时间之长,灾害程度之重,都为近20年来所罕见。 我国现有耕地面积1.3×108hm2,远低于世界平均水平,而1986~1995年间,我国耕地面积就减少了5×106hm2。 (1)新中国成立以来粮食增长量最快的时期是________________。 (2)第三阶段粮食增长速度变慢,但人们的生活质量有所提高的原因是________________________________________________________________________。 (3)现在我国人民的温饱问题已经基本解决,但仍需要________________粮食产量,发展食物多样化生产,调整________________结构,提高生活质量。 (4)根据资料二可知,我国2000年粮食减产的主要原因是________________、________________等,随着人口的增长,人均拥有粮食量的增长比较困难,你认为今后提高粮食产量应该采取的措施是_______________________________________________________。 24.下图为“澄江动物群”化石所体现的脊椎动物起源与进化简要示意图。请据图回答下列问题: (1)指出图中A、B、C、D、E分别代表的动物名称:____________、____________、____________、____________、____________。 (2)该图示实际上是一种(  ) A.观察 B.推理 C.模型 D.分类 (3)传统的观点认为现代的脊椎动物是由类似于文昌鱼的头索动物进化而来的,但是“澄江动物群”化石的发现对此观点提出了挑战,试说明原因。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案解析 1.【答案】B 【解析】开垦荒地可以扩大耕地面积,但数量有限,又会加速环境的破坏;选项C、D的做法虽然暂时增加了耕地面积,但对生态环境的破坏是无法估量的,反过来可能会导致粮食的更大减产,所以更不可取;科学种田,提高单位面积产量才是硬道理。 2.【答案】B 【解析】实行计划生育,控制人口增长,是解决我国粮食危机的关键;我国人均耕地面积很少,不足世界平均水平的40%,工业化和城镇化进程使耕地进一步减少;保有一定的耕地面积,是保证粮食供给的根本;但也不能去开垦荒地、围湖造田等,那样做会导致环境破坏,进而使粮食产量减少;保护和治理环境,加强农业基础设施建设是保证农业稳产、高产的重要条件;发展现代农业技术,培育作物良种,提高粮食单产和品质,是解决我国粮食问题的非常重要的有效措施。 3.【答案】B 【解析】2000年我国粮食减产的主要原因是大面积持续时间较长的干旱。 4.【答案】D 【解析】粮食过剩与短缺是粮食生产状况的两种表现,粮食过剩或短缺的参数是人均粮食占有量;人口数量众多、人口增长速度过快是我国的基本国情,这使我国人均粮食占有量很低且仍有下降的趋势,所以我国是粮食短缺国家,故A、B、C项与客观事实不符,D项符合。 5.【答案】D 【解析】这是达尔文通过《物种起源》一书与别人进行交流。 6.【答案】C 【解析】分类的概念是指把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法。 7.【答案】C 【解析】对观察到的现象做出解释时,就是在进行推理,或者说是作出推论,但推论不一定是正确的。 8.【答案】C 【解析】粮食问题是世界性的,与人口、生产力水平密切相关;人口众多的发展中国家才是世界粮食匮乏的地区,但并不是人口多的国家,人均粮食产量就少;粮食问题的产生并不是粮食总产量不足造成的,而是由生产力水平不均造成的。 9.【答案】D 【解析】使用观察工具,属于收集信息和数据,应为观察,A错误;显微照像,因为没有对事物的属性简化处理,所以不是建立模型,仍为观察,B错误;根据蓝藻和细菌的共同属性“无核膜”,把它归属为原核细胞,符合分类的过程,C错误;画曲线属于建立数学模型的过程,D正确。 10.【答案】C 【解析】从题目所提供的信息分析,该事实旨在提醒人们要控制人口和保护耕地。 11.【答案】B 【解析】科学家经过观察之后,对观察到的现象做出了解释,这一过程应是推理。 12.【答案】D 【解析】推理是从一件事推出另一件事的方法。 13.【答案】B 【解析】目前世界粮食问题是粮食生产的地区不平衡性问题:发达国家人均产粮多、消费少;发展中国家人均产粮少、消费多。 14.【答案】D 【解析】科学观察是指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。通常需要借助各种仪器设备,要求必须真实、准确,即必须如实地反映所感知的事物。我们平时用一种或多种感官收集相关信息时,就是在观察。而通过观察得到的信息称之为证据或数据。 15.【答案】B 【解析】对观察的现象做出解释时,就是进行推理。 16.【答案】A 【解析】观察是指用一种或多种感观去收集有关信息的过程。 17.【答案】D 【解析】将抗寒基因通过基因工程技术导入农作物体内,培育含有抗寒基因的农作物可以解决粮食作物遭受冻害的问题。 18.【答案】D 【解析】观察是指用一种或多种感官去收集有关信息,通常要借助仪器设备,不是“必须借助仪器设备”。 19.【答案】B 【解析】第二次世界大战以后,世界粮食生产发展很快,粮食生产的增长速度快于人口的增长速度,世界人均粮食产量呈现增长趋势,其中,占世界人口1/4的发达国家生产的粮食占世界的1/2,而占世界人口3/4的发展中国家生产的粮食只占世界的1/2。 20.【答案】B 【解析】推理是对观察到的现象作出解释的过程,是一种合理假设。由推理所得出的结论可能是正确的,也可能是错误的,这需要通过实验加以验证。 21.【答案】(1)粮食 (2)①干旱 ②过快增长 ③耕地面积 (3)生物科学与技术 【解析】粮食生产关系到人类生存与发展,要确保地球上众多人口的生存,粮食是关键。 22.【答案】(1)在发展中国家,粮食产量的增长赶不上人口的增长 耕地面积的逐年减少  (2)农作物进行光合作用 光照、二氧化碳、水分、温度等 (3)1983年世界上第一个转基因植物的培育成功 转基因技术 延熟保鲜番茄 【解析】粮食危机的主要原因是在发展中国家,粮食产量的增长赶不上人口的增长,耕地面积的逐年减少等。 23.【答案】(1)1979~1984年(第二阶段) (2)农副产品增长较快 (3)增加 食物 (4)干旱 耕地减少 提高光合效率;增强生物固氮;运用细胞工程或基因工程等方法改良作物品种;培育高产、优质、抗病虫害、耐逆境的作物等(只需答出其中一点,答案合理即可) 【解析】现在我国人民的温饱问题已经基本解决,但仍需要增加粮食产量,发展食物多样化生产,调整食物结构,提高生活质量。 24.【答案】(1)云南虫 文昌鱼 昆明鱼 海口鱼 七鳃鳗 (2)C (3)研究“澄江动物群”化石发现,脊索动物(云南虫)和早期脊椎动物(昆明鱼、海口鱼)同时在寒武纪出现,说明它们可能起源于同一个祖先,而文昌鱼只是演化过程的一个支系。 【解析】该题中图示实际上是一个脊椎动物起源与进化的模型,通过这个模型可以更准确地推出相关动物之间的关系。

  • ID:11-7012231 2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章减数分裂和有性生殖 微专题讲坛(课件 学案 共4份)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第二章 减数分裂和有性生殖/本章综合与测试


    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛2课件(11张):11张PPT
    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛1课件(11张):11张PPT
    
    
    (1)图示
    
    (2)解读:该曲线既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:
    A→B
    B→C
    C→D
    D→E
    
    特点
    及其
    变化
    
    1条染色体 1条染色体
    1个DNA分子 2个DNA分子
    无染色单体 2条染色单体
    
    1条染色体
    2个DNA分子
    2条染色单体
    
    着丝点分裂
    染色体加倍
    
    1条染色体
    1个DNA分子
    无染色单体
    
    减数分裂
    对应时期
    减数第一次分裂的间期
    减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期
    减数第二次分裂的后期
    减数第二次分裂的末期
    
    有丝分裂
    对应时期
    间期
    前期和中期
    后期
    末期
    
    
    1.如图表示某种动物雄性个体细胞分裂过程中DNA含量的变化,下列说法错误的是(  )
    
    A.图1的CD段表示着丝点的分裂
    B.若图1表示减数分裂,则图1中BC段一个细胞内一定含有2条Y染色体
    C.图2只表示有丝分裂过程中DNA的数量变化
    D.图2的DE段表示末期产生子细胞
    解析:选B。图1的CD段表示有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点的分裂,A正确;若图1表示减数分裂,则BC表示整个减数第一次分裂和减数第二次分裂的前、中期,减数第一次分裂的初级精母细胞含有一个Y染色体,处于减数第二次分裂前、中期的次级精母细胞中可能含有1条或0条Y染色体,B错误;减数分裂DNA含量会减半,图2只表示有丝分裂过程中DNA的数量变化,C正确;图2的DE段,DNA数目减半,属于有丝分裂末期,D正确。
    2.对下列有关细胞分裂的各图,分析正确的是(  )
    
    A.甲、乙两图所示细胞中都有8条染色体单体
    B.甲、乙两图对应图丁中的CD段
    C.图甲可能是卵原细胞的增殖
    D.图丙中染色体与DNA的比是2∶1
    解析:选C。分析题图可知,图甲细胞无染色单体,故A错误;图甲细胞中每条染色体含有1个DNA分子,对应于图丁的DE段,图乙细胞中每条染色体含有2个DNA分子,对应于图丁的BC段,故B错误;卵原细胞通过有丝分裂进行增殖,图甲细胞进行的是有丝分裂,因此图甲可能是卵原细胞的增殖,故C正确;图丙细胞含有染色单体,染色体数目与DNA数之比为1∶2,故D错误。
    3.细胞分裂是生物体一项重要的生命活动,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。根据下图回答相关问题:
    ================================================
    压缩包内容:
    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛1学案.doc
    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛1课件(11张).ppt
    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛2学案.doc
    2019-2020学年苏教版生物必修2 第二章 减数分裂和有性生殖 微专题讲坛2课件(11张).ppt

  • ID:11-7012062 2019-2020学年苏教版生物必修2 2.2有性生殖(学案 课件49张ppt 共2份)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第二章 减数分裂和有性生殖/第二节 有性生殖


    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.2有性生殖 课件(49张):49张PPT
    第2课时 生殖细胞的形成、有性生殖
     1.举例说明精子和卵细胞的形成过程。(难点) 2.判断细胞分裂图像。(难点) 3.受精作用的过程及实质。
    4.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。
    
    
    一、阅读教材P12~14完成生殖细胞的形成
    精子的形成过程
    (1)形成场所:哺乳动物的睾丸。
    (2)形成过程
    精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞 精子
    2.卵细胞的形成
    (1)形成场所:卵巢。
    (2)形成过程
    
    (3)染色体的变化:与精子形成过程相同。
    (4)变化结果:一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞,三个极体(都退化消失)。
    二、阅读教材P18~19分析受精——孕育新的生命
    1.概念:精子进入卵细胞形成受精卵的过程。
    2.受精过程
    
    3.结果:受精卵中的染色体数目恢复到该物种体细胞中的染色体数目,其中一半来自精子,另一半来自卵细胞。
    4.意义
    (1)使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢,从而促进受精卵不断地分裂、分化,使新生命逐渐发育为成熟个体。
    (2)决定性别。带有Y染色体的精子与卵细胞结合发育为男性,带有X染色体的精子与卵细胞结合则发育为女性。
    (3)和减数分裂共同维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。
    
     判一判
    (1)卵细胞的形成场所是卵巢。(√)
    (2)初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的。(×)
    (3)精、卵原细胞是通过减数分裂产生的。(×)
    (4)卵细胞和精子的形成过程都需要变形。(×)
    (5)卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。(√)
    (6)一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子。(×)
    
     生殖细胞的形成
    
    生物靠生殖得以繁衍生息,在有性生殖中,生殖细胞受精是孕育新生命的开始,生殖细胞的形成是关键。结合教材P12~14内容完成以下探究。
     探究1 完善下面曲细精管的部分放大示意
    图,理解精子形成过程
    
    (1)形成场所:哺乳动物的精子在睾丸中形成。
    (2)形成过程:在减数分裂的间期,精原细胞的体积稍微增大,染色体复制,成为初级精母细胞;初级精母细胞经减数第一次分裂成为两个次级精母细胞;两个次级精母细胞经减数第二次分裂成为4个精细胞;精细胞再经过变形,才能形成精子。
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    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.2有性生殖 学案.doc
    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.2有性生殖 课件(49张).ppt

  • ID:11-7012058 2019-2020学年苏教版生物必修2 2.1减数分裂(学案 课件 共2份42张ppt)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第二章 减数分裂和有性生殖/第一节 减数分裂


    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.1减数分裂 课件(42张):42张PPT
    第一节 减数分裂
     1.阐明细胞的减数分裂过程并归纳分裂过程中染色体的变化。(重、难点) 2.掌握减数分裂过程中DNA分子、染色体数目的变化。(难点) 3.运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。
    
    
    一、阅读教材P8~10完成细胞的减数分裂
    1.减数分裂的过程
    (1)减数第一次分裂
    
    (2)减数第二次分裂
    时期
    前期Ⅱ
    中期Ⅱ
    后期Ⅱ
    末期Ⅱ
    
    细胞图像
    
    
    
    
    
    主要特征
    染色质又变成染色体,核膜解体、核仁逐渐消失
    在纺锤丝的牵引下,染色体再次排列在细胞赤道板位置上
    连接在同一着丝点上的2条染色单体分开,并分别移向细胞的两极
    细胞缢裂,最终形成4个子细胞。子细胞中
    染色体数目为体细胞的一半
    
    2.对减数分裂概念的理解
    (1)范围:进行有性生殖的生物。
    (2)时间:形成成熟的生殖细胞过程中。
    (3)特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。
    (4)结果:新产生的生殖细胞在染色体数目上比正常体细胞减少一半。
    二、阅读教材P10~11完成观察动、植物细胞减数分裂装片
    1.观察花粉母细胞减数分裂过程的图像
    发现在减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体;四分体中非姐妹染色单体有可能发生部分交换;着丝点不分裂。
    2.蝗虫精母细胞减数分裂永久装片的观察
    (1)将蝗虫初级精母细胞减数分裂永久装片放在低倍镜下观察,找出各个时期的细胞。
    (2)在高倍镜下仔细观察减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞,关注染色体的形态、位置和数目。
    (3)尝试绘制减数分裂不同时期的细胞分裂简图。
    
     判一判
    (1)减数第一次分裂的间期染色体复制后数目加倍。(×)
    (2)一个四分体包含两条染色体、四个染色单体、四个DNA分子。(√)
    (3)减数第一次分裂过程中染色体的着丝点分裂。(×)
    (4)减数第二次分裂过程中同源染色体先联会后分离。(×)
     连一连
            
    
    
     细胞的减数分裂过程
    
    研究表明,无论是植物还是动物,进行有性生殖的每个物种在染色体的形态、结构和数目上都能保持恒定,这与细胞的减数分裂有关。
     探究1 减数分裂中几个核心概念比较
    结合下图探究以下问题。
    
    (1)染色体、染色单体和DNA数目
    ================================================
    压缩包内容:
    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.1减数分裂 学案.doc
    2019-2020学年苏教版生物必修2 2.1减数分裂 课件(42张).ppt

  • ID:11-6982171 高中生物、苏教版 《生物:遗传与进化》(必修2) 第四 第一节 探索遗传物质的过程(共36张PPT)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第四章 遗传的分子基础/第一节 探索遗传物质的过程

    (共36张PPT) 必修2第四章 遗传的分子基础 第一节 探索遗传物质的过程 DNA 蛋白质 染色体的结构示意图 回忆染色体的主要化学成分? 在DNA和蛋白质这两种物质中,究竟哪一种 是遗传物质呢? 1、20世纪20年代,大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。 2、20世纪30年代,人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。人们意识到DNA的重要性,但由于对DNA分子的结构没有清晰的了解,认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 3 、1928年英国科学家格里菲思首先向此假设提出挑战,之后许多化学家、物理学家和生物学家的不懈努力,遗传物质之谜终于被解开。 资料1:20世纪初,人们对遗传物质的种种猜测。 资料2:无论高等的,复杂的生物,还是低等、简单的生物,它们都有共同的物质基础-----蛋白质和核酸。 思考: 选择高等,复杂的生物还是低等,简单的生物做实 验材料较为合适?为什么?你能列举出合适的实验材料 吗? 低等的、简单的生物。 因为这样的生物结构简单,含有的物质少,分析起来简单、快捷,容易得出结论。 举例:细菌、病毒。 1.格里菲思实验中选取的实验材料有哪些,其中细菌有哪些种类,各有哪些特征? 2. 实验过程中有哪几组可以形成对照?能得出哪些结论? 3. 格里菲思在第四组实验中的小鼠体内除了发现无毒性的R型活细菌外, 还发现了少量有毒性的S型活细菌,这能说明什么? 4.格里菲思发现在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌,这说明什么?格里菲思最终通过实验得出了什么结论? 阅读教材“积极思维”,请同学们思考以下问题: (2)R型细菌: (1)S型细菌: 荚膜是细菌的细胞壁外具有水分的黏胶状物质,主要成分是多糖和蛋白质。 其作用是保护细菌不受被感染的动物的正常抵抗机制所杀死,从而使人 或小家鼠致病(对人, 它能导致肺炎;对小家鼠,则导致败血病) 1.实验材料:小鼠和两种肺炎球菌(S型肺炎球菌和R型肺炎球菌) 一、 1928年格里菲思的肺炎球菌的转化实验 光滑 粗糙 菌落 返回 S型细菌 R型细菌 光滑(Smooth) 粗糙(rough) 有荚膜 无荚膜 有毒性,可使人患肺炎或使小鼠患败血病 无毒性 比较 比较S型细菌和R型细菌的区别 毒性 菌落 菌体 说明:无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后,转化为有毒性的S型活细菌。 问题3: 格里菲思在第四组实验中的小鼠体内除了发现无毒性的R型活细菌外, 还发现了少量有毒性的S型活细菌,这能说明什么? 说明:这种性状的转化是可以遗传的。 问题4: (1)格里菲思发现在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌,这说明什么? (2)格里菲思最终通过实验得出了什么结论? 推论(格里菲思):在第四组实验中,已经被加热杀死S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的物质—“转化因子”。并且这种性状的转化是可以遗传的 小鼠死亡 小鼠存活 2、实验过程: 第一组实验 第二组实验 小鼠存活 小鼠死亡 第三组实验 第四组实验 例题:在肺炎球菌的转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项( ) B 进一步探究: 格里菲思并不知道转化因子究竟是什么物质。假如你是当时的科学家,你认为要确定“转化因子” 是什么物质,该如何进一步设计这个实验呢? DNA、蛋白质、多糖等物质。 参考资料: S型细菌的化学组成: 请同学们进一步设计实验来证明转化因子是什么物质? 二、 1944年艾弗里的实验 1.实验材料: R型肺炎球菌,S型肺炎球菌的DNA,蛋白质和多糖等物质。 S型菌蛋白质 或多糖 S型菌DNA S型菌DNA + DNA酶 2、实验过程: 实验过程: 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 分别与R型活细菌混合培养 R R R R R S R S型活细菌 R S DNA的纯度越高,转化就越有效。 (二) 艾弗里确定转化因子的实验 3、分析与结论: 结论:DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 (DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质) 能携带遗传信息,控制生物体的特定性状,并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质,称为遗传物质。 4、遗传物质 同学们学习完了肺炎球菌的转化实验,请对这两个实验进行评价,你认为哪一个实验更能科学地证明DNA 是遗传物质,而蛋白质等不是遗传物质呢?请给出理由? 艾弗里的实验 。因为艾弗里的实验中将蛋白质与DNA分开,单独、直接地观察它们的作用,才能确定究竟谁是遗传物质。 各抒己见: 反馈练习 D 1. 注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是(? ) A.R型肺炎双球菌 B.加热杀死后的R型肺炎双球菌 C.加热杀死后的S型肺炎双球菌 D.加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型 肺炎双球菌 2. 在肺炎球菌转化实验中,在培养有R型 细菌的A、B、C、D四个试管,依次分别 放入S型细菌的DNA、DNA和DNA酶、 蛋白质、多糖,经过培养,检查结果 发现有S型细菌存在的是( ) A B C D A 事实:艾弗里实验的缺陷 艾弗里的试验引起了人们的注意,但是,并不是所有的人都信服这一结果。 因为,艾弗里的试验中提取的DNA的纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。 思考:你能设计出更有说服力的实验来验证 DNA 是遗传物质吗? 三、 1952年赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 DNA 1、T2噬菌体: 一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 蛋白质 (C、H、O、N、P) (C、H、O、N、S) 生物必修2 2、实验过程: 生物必修2 3、分析与结论: 只有DNA进入到细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在外面。 结论:子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。 (DNA才是真正的遗传物质) 该实验表明噬菌体侵染细菌时,DNA和蛋白质这两种物质中只有哪种物质进入了细菌体内? 该实验说明子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA还是蛋白质遗传的? 生物必修2 四、 1956年烟草花叶病毒感染烟草实验 1、烟草花叶病毒(TMV) 生物必修2 2、实验过程: 结论:在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。 ? 3、分析与结论: 生物必修2 五、小结 DNA和RNA DNA DNA RNA DNA RNA 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。 生物必修2 细胞生物 (真核、原核) 非细胞生物 (病毒) 核酸 遗传物质 3. 下列生物中只含一种核酸的是(? )   A.玉米? B.草履虫? C.金鱼 ? D.流感病毒 D 生物必修2 4. 所有病毒的遗传物质( ) A.都是DNA? B.都是RNA? C.是DNA或RNA? D.是DNA和RNA C 生物必修2 5. 噬菌体侵染细菌的实验能证明的是(? ) A.DNA是主要的遗传物质  B.蛋白质是遗传物质 C.DNA是遗传物质  D.DNA能产生可遗传的变异 C 生物必修2 6. 下列说法正确的是(? ) A.一切生物的遗传物质都是DNA B.一切生物的遗传物质都是RNA C.一切生物的遗传物质是核酸   D.一切生物的遗传物质是蛋白质 C 生物必修2 7. 噬菌体在繁殖的过程中所利用的原料是( ) A.自身的核苷酸和氨基酸?? B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸 C.细菌的核苷酸和氨基酸??? D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸 C 生物必修2 8. 用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记细菌的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆菌,则新生的噬菌体可含有( ) A.32P B.35S C.32P和35S  D.二者皆无 C 生物必修2

  • ID:11-6966997 2020江苏省石庄中学高一生物单元检测必修二第二单元

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第三章 遗传和染色体

    2020江苏省石庄中学高一生物单元检测 必修二U2 一、单选题 1. 已知控制家蚕结黄茧的基因(B)对控制家蚕结白茧的基因(b)显性,但当另一个非等位基因A存在时,就会抑制黄茧基因B的表达。现有结黄茧的家蚕(aaBB)与结白茧的家蚕(AAbb)交配得F1,F1家蚕相互交配,F2结白茧与结黄茧家蚕得比例是(  ) A. 15:1 B. 9:3:3:1 C. 13:3 D. 9:7 2. 某二倍体植物中,抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制,要确定这对性状的显隐性关系,应该选用的杂交组合是(  ) A. 抗病株×感病株 B. 抗病纯合体×感病纯合体 C. 抗病株×抗病株或感病株×感病株 D. 抗病纯合体×抗病纯合体或感病纯合体×感病纯合体 3. 某同学利用红色彩球(标记D)和绿色彩球(标记d)进行“性状分离比模拟实验”,下列说法不正确的是() A. 每次抓取的彩球不一定都要放回原桶中 B. 实验中重复次数越多,结果越准确 C. 在每次随机抓取彩球之前摇动小桶,使桶内小球充分混合 D. 两个小桶分别代表雌雄生殖器官,彩球代表雌雄配子 4. 喷瓜有雄株、雌株和雌雄同株(两性植株),其相应的基因型如表所示。下列分析正确的是(  ) 性别类型 基因型 雄性植株 aDa+、aDad 雌雄同株(两性植株) a+a+、a+ad 雌性植株 adad A. 喷瓜的性别分别由不同的性染色体决定 B. aDa+与aDad杂交能产生雄株和两性植株 C. 两性植株自交不可能产生雌株 D. 雄株中不存在纯合子的原因是该物种缺乏aD雌配子 5. 若细胞中某种同源染色体有三条,则减数分裂时一条染色体分向一极,另两条染色体分向另一极。克氏综合症是人类的一种遗传病(染色体组成为44+XXY),克氏综合症的患者有97%的可能性不能生育。假设一个患克氏综合症的色盲男人和父亲是色盲的正常女性结婚,他们育有一个孩子,这个孩子既患克氏综合症又患色盲的概率为多少?(XXX个体能够存活,表现为女性,称三X染色体综合征)(? ) A. 1/6 B. 1/200 C. 1/8 D. 1/12 6. 一对杂合黑色豚鼠交配,产下了4只豚鼠,这4只小豚鼠的表现型是(  ) A. 全部是黑色 B. 黑白各一半 C. 黑白之比为3:1 D. 以上情况均有可能 7. 下列有关遗传分子基础的叙述,正确的是() A. 用含35S的完全培养基培养T2噬菌体,可以获得35S标记的噬菌体 B. 原核细胞内,转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译 C. DNA分子边解旋边复制,新合成的两条子链形成1个新的DNA分子 D. 一对等位基因的碱基序列一定不同,但在同源染色体上的位置相同 8. 下列各种措施中,能产生新基因的是(? ?) A. 高秆抗病小麦自交得到四种表现型小麦 B. 用秋水仙素诱导二倍体西瓜,获得四倍体西瓜 C. 用离体花药培育单倍体小麦植株 D. 用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产菌株 9. 一对色觉正常的夫妇(他们的父母色觉均正常)生了一个患红绿色盲的儿子,此色盲基因来自(? ?) A. 祖父 B. 祖母 C. 外祖父 D. 外祖母 10. 如表各选项中,符合“M一定能推理得出N结论”的是(  ) 选项 M N A 花药离体培养 植株体细胞内只有一个染色体组 B 细胞中不存在线粒体 不能发生有氧呼吸 C 孟德尔假说“形成配子时,成对的遗传因子彼此分离” F2中出现3:1的性状分离比 D 种群的基因频率发生改变 生物发生了进化 A. A B. B C. C D. D 11. 如图为果蝇体内某个细胞的示意图,下列相关叙述正确的是(? ? ?) A. 图中的染色体1、5、3、7、8可组成一个染色体组 B. 图中标注的三对基因的遗传符合自由组合定律 C. 含有基因B、D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异 D. 若该细胞分裂后产生了一个ABdXX的配子,则一定是减数第一次分裂异常 12. 如图所示,哪些过程可以发生基因重组(  ) A. ①② B. ③⑥ C. ④⑤ D. ④⑤⑥ 13. 如图所示,某种植物的花色(白色、蓝色、紫色)由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(D、d和R、r)控制。下列说法错误的是(? ) A. 该种植物中能开紫花的植株的基因型有4种 B. 植株DdRr自交,后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是 C. 植株Ddrr与植株ddRR杂交,后代中为蓝花植株,为紫花植株 D. 植株DDrr与植株ddRr杂交,后代中为蓝花植株,为紫花植株 14. 一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂产生的4个精子出现了以下情况,下列对相应情况的分析,正确的是(? ?) ? 精子的种类及比例 对相应情况的分析 A AB︰ab=2︰2 两对等位基因一定位于同一对同源染色体上 B AB︰Ab︰aB︰ab=1︰1︰1︰1 一定发生同源染色体分离,非同源染色体自由组合 C AaB︰b=2︰2 一定发生了染色体结构变异 D AB︰aB︰ab=1︰1︰2 一定有一个A基因突变成了a基因 A. A B. B C. C D. D 15. 让某杂合子连续自交,以下能表示纯合子所占比例随自交代数变化的图象是(  ) A. B. C. D. 16. 血友病为伴X隐性遗传病。图为某家庭的遗传系谱图,Ⅱ-3为血友病患者,Ⅱ-4与Ⅱ-5为异卵双胞胎。下列分析中,不正确的是(? ? ) A. Ⅰ-1不是血友病基因携带者 B. Ⅰ-2是血友病基因携带者 C. Ⅱ-4可能是血友病基因携带者 D. Ⅱ-5可能是血友病基因携带者 17. 下列有关生物育种原理及方法的叙述,正确的是() A. 杂交育种的原理是基因重组 B. 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗是获得多倍体的唯一方法 C. 在单倍体育种中,经花药离体培养获得的幼苗可能会发生性状分离 D. 诱变育种的优点是可以明显缩短育种年限 18. 现有AABB、aabb两个品种,为了培育出优良品种AAbb,可采用的方法如图所示。下列相关叙述正确的是 A. 图中发生基因重组的有②④⑤ B. 过程⑦可通过人工诱变,能避免育种的盲目性 C. ⑥过程可用低温或者秋水仙素处理幼苗,也可以处理萌发的种子 D. 运载体为④过程在完成目的基因和运载体的结合时用到的工具酶之一 19. 某种植物果实重量由三对等位基因控制,这三对基因分别位于三对同源染色体上,对果实重量的增加效应相同且具叠加性。已知隐性纯合子和显性纯合子果实重量分别为150g和270g.现将三对基因均杂合的两植株杂交,F1中重量为190g的果实所占比例为(  ) A. B. C. D. 20. 鸡的性别决定类型为ZW型,其控制毛色芦花(B)与非芦花(b)的基因仅位于Z染色体上。下列杂交组合能直接通过毛色判断性别的是(? ) A. 芦花雌鸡×芦花雄鸡 B. 非芦花雌鸡×芦花雄鸡 C. 芦花雌鸡×非芦花雄鸡 D. 非芦花雌鸡×杂合芦花雄鸡 二、探究题 21. 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为1:1:1:1.同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题: (1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?______。 (2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)______。 22. 人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题: (1)用“”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。 (2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ______ ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 ______ . (3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ______ ;在女性群体中携带者的比例为 ______ . 三、实验题 23. 果蝇的X染色体和Y染色体是一对同源染色体,但其形态、大小却小完全相同。下为果蝇X、Y染色体同源和非同源区段的比较图解,其中A与C为同源区段。请回答下列有关问题: (1)如果某雄果蝇B区段有一显性致祸基因,则其与正常雌蝇交配,后代发病几率为______;如果此雄果蝇的D区段同时存在另-致病基因,则其与正常雌蝇交配,后代发病率为______. (2)已知在果蝇的X染色体上有一对基因H、h,分别控制的性状是腿部有斑纹和腿部无斑纹。现有纯种果蝇若干,请通过一次杂交实验,确定H、h基因在X染色体上的位置是A段还是B段。 实验步骤: ①选用纯种果蝇做亲本,雌性亲本表现型为______,雄性亲本表现型为______. ②用亲本果蝇进行杂交。 ③观察子代果蝇的性状并统计记录结果。 结果分析: 若子代雄果蝇表现为______,则此对基因位于A段。 若子代雄果蝇表现为______,则此对基因位于B段. 24. 家猫的性别决定为XY型,其毛色受非同源染色体上的两对基因(基因A、a和基因B、b)的控制。其中基因A位于常染色体上,表现为白色,并对基因B、b起遮盖作用。B是斑纹色,b为红色,而杂合体是玳瑁色。 (1)请设计最简单的方法,来验证基因B、b位于常染色体还是位于X染色体上。 ①选表现型为________________的母猫和红色公猫交配。 ②若后代________________________,则位于常染色体上;若后代___________,则位于X染色体上。 (2)若基因B、b位于X染色体上,回答下面相关问题。 ①玳瑁色猫的基因型为________。 ②玳瑁色猫与红色猫交配,生下3只玳瑁色和1只红色小猫,它们的性别是___________________。 ③一只白色雌猫与一个斑纹雄猫交配,出生的小猫是:1只红色雄猫、1只玳瑁雌猫、1只斑纹雌猫、1只白色雄猫、1只白色雌猫。小猫母亲的基因型是________。 25. 某种动物的体色由两对等位基因E、e和F、f控制,E和e分别控制黑色和白色,并且当F存在时,E基因不能表达,某人做了相关的杂交实验,其部分结果如表所示,请分析回答下列问题: 亲本组合 子一代(F1) 子二代(F2) 白色×白色 白色 白色:黑色=13:3 (1)该实验反映了生物的一对相对性状可以由 ?????????????对等位甚因控制,该动物控制体色的基因的遗传 ??????????(填“遵循”或“不遵循”)基因自由组合定律。 (2)两亲本白色个体的基因型分別为 ?????????,F1的基因型为 ?????????????。 (3)如果F2黑色个体中雌雄个体数量相同,现让F2中的黑色个体随机交配,则产生的后代中杂合子所占的比例为 ??????????,黑色个体所占的比例为 ???????????。? (4)现有一黑色雄性个体和多只基因型为 eeff(甲)、 eeFF(乙)的雌性个体供选择,要确定黑色雄性个体的基因型,请设计杂交实验,并预测实验的结果和结论: ①设计杂交实验方案: ????????????????????????????????????????。 ②预测实验的结果和结论 ?????????????????????????????????????????。 答案 1.C 2.B 3.A 4.D 5.A 6.D 7.D 8.D 9.D 10.D 11.C 12.C 13.B 14.D 15.C 16.C 17.A 18.A 19.D 20.C 21.(1)不能 ? 实验1:杂交组合:♀黄体×♂灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体 实验2:杂交组合:♀灰体×♂灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体 22.(1)如图 (2)?????????? (3)1%???? 1.98% 血友病为伴X染色体隐性遗传病,其特点是: (1)交叉遗传(色盲基因是由男性通过他的女儿传给他的外孙的). (2)母患子必病,女患父必患。 (3)色盲患者中男性多于女性。 23.(1)50%?????? ?100% (2)腿部无斑纹???? 腿部有斑纹 腿部有斑纹??????? 腿部无斑纹 24.(1)①斑纹色 ?②都是玳瑁色 ? 母猫都为玳瑁色,公猫都为斑纹色 (2)①aaXBXb ?②全部雌性或三雌一雄(至少三只雌性) ?③AaXBXb 25.(1)2 ?遵循 (2)EEFF、eeff ?EeFf (3)?? (4)让黑色雄性个体和多只基因型为eeff(甲)杂交,观察后代的表现型;

  • ID:11-6934976 苏教版高中生物必修2 第2章 第2节有性生殖课件(共41张PPT)

    高中生物/苏教版/《生物:遗传与进化》(必修2)/第二章 减数分裂和有性生殖/第二节 有性生殖

    (共41张PPT) 第二节 有性生殖 复习:减数分裂 生命的起点——受精卵 一、受精——孕育新的生命 受精过程是怎样进行的? 3.受精作用的实质:精子细胞核与卵细胞核 融合 2.过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面→卵细胞细胞膜外面出现了一层特殊的膜以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇→二者的染色体会合。 特别提醒 (1)精子和卵细胞依靠膜上的____相互识别并依靠___________相互融合。 糖蛋白 膜的流动性 (2)精子进入卵细胞后,卵细胞中浅层的细胞质立即释放相应物质,阻止其他精子入卵。 4.结果:受精卵中的染色体数目恢复到该物种___中的染色体数目,其中有一半来自___(父方),另一半来自___(母方)。 体细胞 精子 卵细胞 【例题1】下列关于受精卵中染色体来源和受精作用的叙述,错误的是(  ) A.受精作用是精子和卵细胞结合成受精卵的过程 B.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方 C.受精时,精子全部进入卵细胞内 D.受精作用是有性生殖特有的现象 解析:受精作用过程中精子头部(主要是细胞核)进入卵细胞,而尾部(细胞质)不进入卵细胞,精子的核和卵细胞的核相互融合,使受精卵中染色体数目恢复到正常体细胞的数目。 答案:C 5.意义: (1)受精使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢,从而促进受精卵不断地分裂、分化 ; (2)受精决定生物个体的性别,带有Y染色体的精子与卵细胞结合后发育成男性,带有X染色体的精子与卵细胞结合后发育成女性。 问题导引:人类的性别是如何决定的?医院B超室均明示“严禁非医学性鉴定性别”,你能说出其中的道理吗? 提示:受精决定生物个体的性别,带有Y染色体的精子与卵细胞结合发育为男性,带有X染色体的精子与卵细胞结合发育为女性。人类的适宜性别比例为1∶1,若人为改变这一比例,势必会打破性别平衡,从而影响人类自身的繁衍。 (3)减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。 高等动物(2N) 受精卵(2N) 卵细胞(N) 精子(N) (母本)减数分裂 (父本)减数分裂 有丝分裂 受精作用 课内拓展:双胞胎和多胞胎 双胞胎,指胎生动物一次怀胎生下两个个体的情况。双胞胎一般可分为同卵双胞胎和异卵双胞胎两类。在人类社会,全世界双胞胎平均出生率为1∶89。 同卵双胞胎指两个胎儿由一个受精卵发育而成,异卵双胞胎是由不同的受精卵发育而成的。 通常情况下,妇女每月排卵1次,有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精,就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘,相互间没有什么联系,叫做异卵双胞胎,产妇将生出两个婴儿。同卵双胎的形成则与上不同,是由同一个受精卵分裂而成的。这个受精卵一分为二(或更多),形成两个或多个胚胎。 判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。 1.人类的性别取决于参与受精过程的卵细胞的类型。 (  ) 提示:× 人类的性别取决于参与受精过程的精子的性染色体类型。 2.受精卵的遗传物质由精卵双方各提供一半。(  ) 提示:× 受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,细胞质中的遗传物质主要来自母方. 3.减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。(  ) 提示:√ 拓展:三亲婴儿 二、有性生殖 1.概念:有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子,经过两性生殖细胞(如精子和卵细胞)的结合成为合子(如受精卵),再由合子发育成新个体的生殖方式。 2.过程: 3.意义:后代具备了双亲的遗传特性,增强了对外界环境的适应性,这对于生物的生存和进化具有重要意义。 三、绿色开花植物的有性生殖 1.花的作用和结构 (1)作用:花是绿色开花植物的______器官 生殖 (2)结构:___________________________ 等。 花柄、花托、花被、雄蕊和雌蕊 花的结构模式图 花瓣 花萼 花托 花柄 雄蕊 花药 花丝 雌蕊 柱头 花柱 子房 子房壁 胚珠 花被 3.开花和传粉 开花:当花蕊发育成熟后,花冠和花萼张开,露出雄蕊和雌蕊,这一过程叫开花 传粉:花开放后,雄蕊的花药破裂,花粉散出,落到雌蕊的柱头上,这一过程叫传粉 自花传粉:一朵花的雄蕊产生的花粉粒,落在同一朵花雌蕊的柱头上。 异花传粉:借助外力作用,一朵花的雄蕊产生的花粉粒,落在另一朵花雌蕊的柱头上。 绿色开花植物的受精 花药 花丝 雄蕊 柱头 花柱 子房 雌蕊 被子植物精子和卵细胞的形成: 精子的形成: 减分 有分 雄蕊花粉母细胞 花粉粒 精子(2个) ( 2N ) ( N ) ( N ) 卵细胞的形成: 减分 有分 卵 细胞(N ) 雌蕊:大孢子母细胞 大孢子 极 核 (N) (2N) (N) 其他五个细胞 子房壁 珠被 胚囊(内有1个卵细胞和2 个极核) 胚珠 卵细胞 极核 花粉发育和受精 被子植物子房的结构及双受精过程 胚珠的结构 花粉管 精 子 卵细胞 极 核 子房壁 珠 被 珠 孔 种子的形成 胚 囊 子房壁 果皮 珠被 种皮 胚乳 胚 受精极核 受精卵 种子 果实 果实和种子的形成 双受精:两个精子分别与卵细胞和极核融合的过程,称为双受精。 双受精是绿色开花植物有性生殖特有的现象. 精子(1个) 极核(2个) 受精作用 受精极核 胚乳 精子(1个) 卵细胞(1个) 受精作用 受精卵 胚 双受精 受精完成后,花的各部分如何变化? (3n) (2n) 花被一般都凋落,雄蕊也凋落,雌蕊的花柱和柱头也凋落。 思考: 果实的各个部分是由什么发育来的? 子房 子房壁 胚 珠 果皮 种子 珠被 受精卵 受精极核 种皮 胚 胚乳 果实 问题:“麻屋子,红帐子,里面住着白胖子”,此谜语的谜底为花生。谜语中所描述的是花生的哪几种结构,分别由子房的哪部分发育而来? 提示:“麻屋子”指果皮,由子房壁发育而来;“红帐子”指种皮,由珠被发育而来;“白胖子”指胚,由胚珠中的受精卵发育而来。 玉米种子储藏养料的结构是 ; 菜豆种子储藏养料的结构是______ 很多双子叶植物,在胚和胚乳发育的过程中,胚乳被子叶吸收了,营养物质储藏在子叶里,供胚萌发时利用。 ? 菜豆种子为什么没有胚乳 胚乳 子叶 动动脑 胚芽 茎和叶 胚根 根 胚轴 连接茎和根的部分 子叶(或胚乳)提供营养 种子的萌发 胚 4.双受精过程中一个精子与卵细胞结合形成受精卵,将来发育成胚乳;另一精子与两个极核结合形成受精极核,将来发育成胚。(  ) 提示:× 双受精过程中一个精子和卵细胞结合,形成受精卵,将来发育成胚;另一个精子和两个极核结合,形成受精极核,将来发育成胚乳。 5.受精完成后,雌蕊中的子房壁发育成果皮,胚珠发育成种子,子房发育为由种子和果皮组成的果实。(  ) 提示:√ 6.多数单子叶植物的种子为无胚乳种子。(  ) 提示:× 多数单子叶植物的种子为有胚乳种子。 四、脊椎动物的有性生殖和个体发育 1.何为脊椎动物? 有脊椎骨的动物,这一类动物一般体形左右对称,全身分为头、躯干、尾三个部分,躯干又被横膈膜分成胸部和腹部,有比较完善的感觉器官、运动器官和高度分化的神经系统。包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等五大类。 2.配子来源于哪? 精子和卵细胞分别是在精巢和卵巢中经减数分裂形成的。 3.生殖过程如何? 通过受精作用,精子和卵细胞融合形成受精卵。 指受精卵发育为幼体, 包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段。 卵生动物: 胎生或卵胎生动物: 幼体从卵膜内孵化出来→性成熟个体 幼体从母体内生出来→性成熟个体 阶段 划分 胚胎发育 胚后发育 4.脊椎动物的个体发育(两个阶段) 蛙的幼体和成体的比较 幼 体 成 体 阶段 生活环境 四肢 尾 呼吸器官 蝌蚪 蛙 水 水或陆地 无 鳃 有 无 有 肺 幼体和成体差别很大, 而且形态的改变又是集中在短期内完成的, 这种胚后发育叫做变态发育。 变态 发育 小结: 原肠胚 受精卵 囊胚 幼体 成体 胚胎发育 胚后发育 蛙的个体发育 卵裂 组织分化器官形成

  • ID:11-6921230 2019_2020学年高中生物第四章生态工程课件+学案+试卷含答案(7份打包)苏教版选修3

    高中生物/苏教版/《现代生物科技专题》(选修3)/第四章 生态工程/本章综合与测试

    章末综合检测(四) 一、选择题(每小题2分,共32分) 1.下列关于生态工程的叙述,不正确的是(  ) A.生态工程要应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法 B.生态工程是实现循环经济最重要的手段之一 C.建立不同的生态工程时要因地制宜,所依据的原理都相同 D.生态工程是一类少耗能、高效益、可持续的工程体系 解析:选C。建立不同的生态工程时要因地制宜,所依据的原理不尽相同。 2.下列关于生态工程的叙述,不正确的是(  ) A.北京窦店村综合发展型生态工程建立了良好的能量和物质的循环再生程序 B.在城市环境治理中,实现垃圾分类处理体现了整体性原理 C.在植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理 D.我国的生态工程应该以生态平衡为主要目标 解析:选A。发展型生态工程建立了良好的物质循环再生程序,提高了能量的利用效率,A错误;垃圾分类处理体现了整体性原理,B正确;植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理,C正确;生态工程应该以生态平衡为主要目标,兼顾经济效益和社会效益,D正确。 3.某草原牧区,在进行草场建设时,既注重不同牧草种类的搭配种植,又对单位面积内的放牧量做了一定控制。这种做法体现了(  ) A.“循环经济”原则 B.少消耗,高效益原则 C.遵循物种多样性和协调与平衡原理 D.建立自然—社会—经济复合系统 解析:选C。物种多样性和协调与平衡原理都是生态工程建设中应当遵循的原理。进行牧区草场建设时,既要考虑系统结构和功能的复杂性,又要考虑生物与环境的协调平衡,才能保证生态系统的稳定。 4.俗话说:“靠山吃山,靠水吃水。”随着人口和经济的增长,靠山的人对山上的林木乱砍滥伐,靠水的人则对水中的生物乱捕滥猎,都对各自的生态系统造成了巨大的破坏,那么,在治理和恢复生态系统的过程中,我们应遵循的原理是(  ) A.物质循环再生原理    B.物种多样性原理 C.整体性原理 D.协调与平衡原理 解析:选C。自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同作用而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程重建时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是还要考虑到经济与社会等系统的影响力。只有把生态与经济结合起来,才能从根本上达到治理和恢复生态系统的目的。 5.单一的人工林比天然混合林的稳定性低,容易遭受害虫危害,这体现了生态工程的什么原理(  ) A.物质循环再生原理 B.协调与平衡原理 C.物种多样性原理 D.整体性原理 解析:选C。因为物种太少抵抗力稳定性低,违反了物种多样性原理。 6.在帮助农民发展经济的同时,一定要注意一些实际问题,如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的什么原理(  ) A.整体性原理 B.协调与平衡原理 C.物种多样性原理 D.物质循环再生原理 解析:选B。所谓协调与平衡原理是指生物与环境的协调与平衡,协调主要是指生物要适应环境,因此引种时要注意引种的生物是否与当地环境相协调,不能盲目引种或栽种。 7.下列关于生态工程的叙述,正确的是(  ) A.“1+1>2”体现了生态工程的整体性原理 B.太湖出现大面积水华,违反了协调与平衡原理 C.生态农业的建立,实现“产品—原料—产品—原料”的生产模式 D.矿区生态环境的恢复可采用人工制造表土,种植农作物 解析:选B。“1+1>2”体现了生态工程的系统学与工程学原理中的系统整体性原理,而不是整体性原理,故A错误;赤潮、水华等水体富营养化问题,违背了协调与平衡原理,故B正确;生态农业的建立,实现“原料—产品—原料—产品”的生产模式,故C错误;矿区生态环境的恢复可采用人工制造表土,种植当地适宜物种,不能种植农作物,故D错误。 8.生态效益的大小是评价森林资源价值的重要指标。林业部门将森林的保护和增殖作为主要目标,走“采育结合,育重于采”的道路,是为了(  ) A.提供木材等具有直接经济效益的产品 B.控制木材消耗 C.大搞荒山绿化,弥补森林资源的过度开发利用 D.求得生态效益和经济效益的统一 解析:选D。生态效益应和经济效益相统一,才能促进林业可持续发展。 9.留民营村生态农业工程的优点包括(  ) ①能量的多级利用 ②物质循环再生 ③废物资源化 ④生物相互依存,体现了物种共生 ⑤做到了生态、经济和社会效益的三者结合 A.①② B.①②③ C.①②③④⑤ D.①②④⑤ 解析:选C。留民营村生态农业工程主要遵循物质循环再生原理和物种多样性原理。 10.如图为“秸秆的多级利用”相关的农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。下列叙述中不正确的是(  ) A.“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的物质循环再生原理 B.“秸秆的多级利用”提高了食物链中能量的传递效率 C.“秸秆的多级利用”能有效提高肥效,促进作物增产 D.“秸秆的多级利用”中的食用菌和蚯蚓属于分解者 解析:选B。秸秆的多级利用提高了能量的利用率,减少了环境污染,并没有提高食物链中能量的传递效率。 11.利用泥浆生物反应器处理污染土壤,原理是将污染土壤用水调成泥浆状,同时加入部分营养物质和菌种等,在有氧条件下剧烈搅拌,使污染物快速分解。由此推知,该反应器(  ) A.能够实现物质循环 B.主要处理有机污染 C.可看做一个小型生态工程 D.存在能量输入、传递、转化和散失 解析:选B。解答本题的关键在于抓住题目中“在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解”,故肯定是菌种进行有氧呼吸分解有机物,故B正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种,不满足生态系统(生物群落及其无机环境)的概念范畴,更谈不上生态系统功能中物质的循环和能量的流动,A、C、D均错误。 12.一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业,使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示,下列对该系统叙述错误的是(  ) A.该系统中,人的因素非常关键,其中生产者是葡萄 B.该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化 C.该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者 D.猪在其中为三级消费者 解析:选D。本题中的家庭庭院是一个人工生态系统,在这个生态系统中有生产者、消费者和分解者,并且人的作用非常突出。该系统属于一种小型的农业生态工程,体现了物质和能量的多级利用。蚯蚓为分解者,不能算作食物链中的营养级,故猪不能作为三级消费者。 13.在我国西部大开发的战略中,“保护天然林”和“退耕还林(草)”是两项重要内容,采取这两项措施的首要目标是(  ) A.开展生态旅游 B.发展畜牧业 C.增加木材产量 D.改善生态环境 解析:选D。目前,出于人们对自然资源的不合理利用,特别是破坏森林、草原,出现一系列的环境危机,如沙尘暴的频繁发生,大量的土地沙漠化,水土流失严重等。因此,在制定西部大开发战略中,采取的措施主要是考虑改善生态环境。 14.如图是某农户设计的生态农业示意图。下列有关叙述,不正确的是(  ) A.建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等 B.该系统的主要成分是农作物,蚕、驴、鱼、鸡、猪等均为消费者 C.将猪粪直接施入农田,可以为农作物的生长提供物质和能量 D.塘泥施入农田的主要作用是增加土壤中的矿质元素供应 解析:选C。分析题图,该生态系统属于生态农业,由于充分利用动物粪便和秸秆中的能量,遵循的原理有物质循环再生原理和物种多样性原理,故A正确;生产者有农作物,是生态系统中的主要成分,蚕、驴、鱼、鸡、猪等均为消费者,故B正确;猪粪直接施入农田,可以为农作物的生长提供物质,不能提供能量,故C错误;塘泥中含有丰富的无机盐,可以增加土壤中的矿质元素供应,故D正确。 15.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(如图)。下列有关分析正确的是(  ) A.该养殖系统实现了物质和能量的多级利用,提高了能量的传递效率 B.与自然池塘相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性低 C.该养殖系统中串联的池塘越多,后面池塘养殖动物生长就越快 D.与传统养殖池塘相比,该养殖系统增加的生态工程设施有生态塘和潜流湿地,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,对水体起净化作用 解析:选D。该养殖系统提高了能量的利用率。与自然池塘相比,人工养殖池塘生态系统由于物种单一,抵抗力的稳定性较低,恢复力稳定性高。该养殖系统中串联的池塘越多,后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越高,导致水体富营养化,不利于养殖动物的生长。 16.下列关于生态工程的叙述,正确的是(  ) A.鄱阳湖湿地生态恢复工程属于群落演替中的初生演替 B.“无废弃物农业”主要体现了物种多样性原理 C.在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需要选择符合要求的植物,这遵循了生态工程中的整体性原理 D.“四位一体”农业生态工程中,往往将蔬菜棚与猪圈连通起来提高经济效益,这遵循了生态工程中的系统学和工程学原理 解析:选D。鄱阳湖湿地生态恢复工程属于群落演替中的次生演替,A项错误;“无废弃物农业”主要体现了物质循环再生原理,B项错误;选择符合要求的植物治理被重金属污染的土壤,遵循了协调与平衡原理,C项错误;“四位一体”农业生态工程遵循系统学和工程学原理中的系统的结构决定功能原理,D项正确。 二、非选择题(共68分) 17.(10分)回答下列与生态工程有关的问题: (1)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。 (2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、________、____________和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合________原理;连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了________原理。 (3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少__________________,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 (4)“猪—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式,以沼气为纽带,带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”);该生态农业模式能实现能量的________。 解析:(1)生态工程的主要任务是对已被破坏的生态系统进行修复,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。(2)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、系统学与工程学和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合物质循环再生原理,降低了生产成本;连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了物种多样性原理。(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)生态系统中的所有生物共同组成了群落;“猪—沼—果”生态农业模式能实现能量的多级利用,提高了农产品的产量。 答案:(1)已被破坏的生态系统 (2)整体性 系统学与工程学 物质循环再生  物种多样性  (3)人类的干扰 (4)群落 多级利用 18.(8分)在社会主义新农村建设中,我国南方某些地区建立的“桑基鱼塘”(如图所示)构建了新型农业生态系统。据图回答下列问题: (1)该生态系统所需的能量最终来自________。 (2)该生态系统的生产者是________。 (3)该生态系统中除了已知生物种类外,还必须有________等生物作为________。 (4)在该生态系统中,实现了物质的多级利用,提高了________,减少了________。 (5)人们建立这一生态系统的目的是__________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:分析图解可知,该系统的桑、稻能利用光能进行光合作用,所以是生产者。图中只有动物和植物,缺少营腐生生活的生物,如细菌、真菌等分解者。在该生态系统中,一种产品的废料可作为另一种产品的原料,所以提高了物质和能量的利用率,减少了废料对环境的污染。 答案:(1)光能 (2)桑、稻 (3)细菌、真菌 分解者 (4)能量利用率 环境污染 (5)调整生态系统的能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分 19.(10分)如图是某生态系统碳循环示意图,图中“→”表示碳的流动方向,请据图回答相关问题: (1)碳在A→B和B→C过程中分别以________ 、________ 形式流动。 (2)根据上图请提出一项实现“低碳”、减少温室效应的关键措施 ________________________________________________________________________。 (3)从生态系统的组成成分上看,E代表________。图中参与组成生物群落的是________(填字母)。 (4)请写出图中包含的一条食物链________(用字母和箭头表示)。若生产者固定了1 000 kJ的能量,则图中最高营养级理论上可获得的能量大约为________ kJ(能量传递效率按10%计算)。 (5)“周一请吃素”,这是支持环保的进步青年提出的一个新理念,这一理念符合能量流动的________ 特点。 (6)每年的3月12日是全国植树节,在植树造林活动中,选种的植物必须能适应当地的自然环境,这体现了生态工程的______________原理。 解析:(1)化石燃料的燃烧能够释放CO2所以A是CO2,B是生产者,A→B是生产者的光合作用,能够固定CO2。B→C→D是食物链,碳在食物链内的传递是以有机物的形式进行的。(2)“低碳”有两条途径,分别是增加植物光合作用消耗CO2和开发新能源减少化石燃料的燃烧。(3)所有生物都和E发生关系,E是分解者。生物群落是该生态系统中的全部生物,包括生产者B、消费者C、D和分解者E。(4)生产者B、初级消费者C、次级消费者D共同组成了食物链;能量传递效率按10%计算,则图中最高营养级生物获得的能量约为10 kJ。(5)生态系统中能量流动是逐渐递减的,单向的。(6)植物必须能适应当地的自然环境体现了生态工程的协调与平衡原理。 答案:(1)CO2 (含碳)有机物 (2)保护植被,大力植树造林;减少化石燃料的燃烧;开发太阳能等新能源 (3)分解者 BCDE (4)B→C→D 10 (5)逐级递减 (6)协调与平衡 20.(8分)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须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____________________________。 解析:(1)生态系统中的能量来源是生产者固定的太阳能。植物的分布在垂直方向存在明显的分层现象,属于垂直结构。(2)生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。其中处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力;从鱼类种类分析属于物种多样性原理。生态系统中生物组分增多,自我调节能力增强。食物链的起点是生产者,所以最长食物链为水草→虫类→鲤鱼(或鲫鱼)→人。 答案:(1)生产者固定的太阳能 垂直 (2)协调与平衡 物种多样性 抵抗力稳定性(或自我调节能力) 水草→虫类→鲤鱼(或鲫鱼)→人 21.(8分)如图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统,请据图回答下列问题: (1)该生态工程主要运用了哪些基本原理? (2)通过实践证明,这种生态系统较为理想,不仅有很好的生态效益,而且也为农民增加了经济效益,其原因是充分利用了________中的能量。 (3)动物粪便中的臭味主要来自氨,在沼气池中经______________作用,可以形成________被植物吸收利用。 解析:(1)从图中分析可看出该生态工程主要运用了物质循环再生原理、物种多样性原理。 (3)沼气池中的臭味主要来自氨,氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐可被植物吸收利用。 答案:(1)物质循环再生原理、物种多样性原理。 (2)各营养级 (3)硝化细菌的硝化 硝酸盐 22.(6分)近年来苏北各地规模化养殖发展很快,畜牧业已逐步由农村副业发展成为相对独立的产业,但规模化养殖场污水的排放造成的环境污染问题也日渐突出。因此,必须对养殖业污水进行处理和生态综合利用,如图是集污水净化、休闲、养鱼为一体的人工湿地示意图,请回答下列问题: (1)输入该湿地生态系统的能量有__________________和____________________。 (2)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,为了提高分解的效率,可采取的有效措施是________________。 (3)该人工湿地中的浮游藻类等植物生长迅速,其主要原因是微生物将污水中的有机物分解,为藻类等植物提供了充足的________________。 (4)实地调查中发现,该湿地物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是____________;不能仅仅依靠人工湿地对污水进行净化,还应该加强对污染源的控制,理由是_____________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)对一个人工生态系统来说,除了具有自然生态系统的特点外,还有人为加进去的因素所引起特点,从图中可以看出流入该湿地生态系统的能量除来自生产者固定的太阳能外,还有养殖场的污水中的有机物所含有的能量。(2)细菌、真菌等微生物在有氧情况下能彻底氧化分解污水中的有机物,故保证微生物所需要的氧气才能提高分解的效率。(3)微生物分解污水中的有机物,为藻类等植物提供了大量的无机盐,使它们生长迅速。(4)由于是在原有的生态系统的基础上进行的演替,故为次生演替。对生态系统的保护最好从源头上做起。 答案:(1)生产者固定的太阳能 污水中有机物的能量 (2)向水体中通入空气 (3)含N、P的无机盐等 (4)次生演替 生态系统的自我调节能力是有限的 23.(8分)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。 解析:(1)生物质炭能改善土壤的通气状况,使根系细胞有氧呼吸加强,故能量产生增加,促进ATP的合成。(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥时,黑麦草叶绿素含量增加,从而促进黑麦草的生长。施用含生物质炭的污泥能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量,从而降低了PAHs污染的风险。污泥中含有大量的有机质和无机成分,施用污泥的目的是使其中的养分直接或间接地被植物吸收利用,利用了生态工程原理中的物质循环再生原理。 答案: (1)有氧呼吸 ATP (2)能增加黑麦草的叶绿素含量,使光合作用增强 升高 能吸附PAHs 物质循环再生 24.(10分)我省许多村镇建成了大型禽畜养殖基地,大量的禽畜粪便随意排放会严重污染环境。为合理利用粪便、净化环境,某地建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统,如图1所示。请回答下列问题: (1)图1中有________条食物链。无土栽培主要提高了__________等元素的利用率。 (2)由图2可知沼气池中微生物的呼吸类型主要是________。独立的沼气池__________(填“属于”或“不属于”)生态系统,原因是_____________________________________。 (3)建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统的最大优点是_______________ ________________________________________________________________________。 (4)若要调查农作物附近土壤中小动物的丰富度则一般采用__________方法进行采集、调查,丰富度的统计方法通常有____________________两种。 (5)在上述农业生态模式的启示下,某城市环保部门提出利用如图人工湿地对生活污水(主要含有机物)进行净化处理: ①请用箭头和文字补充虚线框中碳转化途径。 ②为了防止爆发藻类水华,研究者在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物,这些措施利用了那些种间关系?________________________。挺水植物在该人工湿地中的作用是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)食物链均以生产者为起点,终点是不能被其他生物所食的生物,一条食物链中相邻生物间只存在捕食关系,分析图形可知,图1中有3条食物链。无土栽培提高了氮、磷等元素的利用率。 (2)由图2可知沼气池经过密封处理不提供氧气,其中微生物的呼吸类型主要是无氧呼吸。独立的沼气池不属于生态系统,原因是没有生产者和消费者,不能独立完成物质循环和能量流动。 (3)以沼气池为核心的生产自净农业生态系统的最大优点是提高物质和能量的利用率,减轻环境污染。 (4)调查土壤中小动物的丰富度则一般采用取样器取样法进行采集、调查,丰富度的统计方法通常有目测估计法、记名计算法两种。 (5)①结合题意分析图中的碳转化途径,可知除图中已有的碳转化途径外,该湿地中的好氧微生物可以吸收有机碳并能将其分解为无机碳;藻类植物通过光合作用可以消耗二氧化碳等;同时藻类等植物细胞呼吸可以向湿地释放二氧化碳。 ②为防止爆发藻类水华,可在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物,这些措施利用了捕食、竞争等种间关系抑制浮游植物爆发。挺水植物在该人工湿地中的作用是吸收营养,降低富营养化程度;能遮光,影响藻类生长;分泌有害代谢产物抑制藻类生长繁殖。 答案:(1)3 氮、磷 (2)无氧呼吸 不属于 没有生产者和消费者(不能独立完成物质循环和能量流动) (3)提高物质和能量的利用率,减轻环境污染 (4)取样器取样 目测估计法、记名计算法 (5)①见下图 ②捕食、竞争 吸收营养,降低富营养化程度(或遮光,影响藻类生长,或分泌有害代谢产物抑制藻类生长繁殖) PAGE 1 第一节 生态工程及其原理 [随堂检测] 知识点一 生态工程概念 1.下列关于生态工程的叙述中,错误的是(  ) A.生态工程是生态学与系统学、工程学等学科交叉产生的新兴学科 B.生态工程追求经济与生态的双赢 C.生态工程是无消耗、多效益的工程 D.生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析:选C。生态工程是一种少消耗、高效益、可持续的工程体系,不是不消耗任何资源。 知识点二 生态工程原理 2.我国西北一些地区年降雨量小于450 mm,只适宜种植灌木和草,但却被硬性规定种植属于乔木的杨树,以至于到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不如当地树种那样有较高的生态适应性,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(  ) A.物种多样性原理      B.协调与平衡原理 C.整体性原理 D.物质循环再生原理 解析:选B。根据题意分析,该地适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,以致到处都是“杨家将”,这种做法破坏了生态系统的协调与平衡原理。 3.沼气工程是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程,它遵循的原理是(  ) A.整体性原理 B.物种多样性原理 C.协调与平衡原理 D.物质循环再生原理 解析:选D。沼气池中的微生物进行有氧和无氧呼吸分解有机物,提高了能量的利用率,使得农业生产过程中降低了废弃物的产生。 4.“1+1>2”体现生态工程的哪一基本原理(  ) A.物种多样性原理 B.系统学与工程学原理 C.协调与平衡原理 D.物质循环再生原理 解析:选B。系统学与工程学原理的理论基础是系统的结构决定功能,协调系统内各部分的关系、比例,实现物质、能量、信息等的转换和流通,才能实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。 5.人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中,主要利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列相关叙述不合理的是(  ) A.合理搭配植物以提高生态系统的物种多样性 B.该湿地生态系统具有一定的自我调节能力 C.湿地微生物的主要作用是作为分解者以加快物质循环 D.增大引入湿地的污水总量以提高能量传递的效率 解析:选D。建立人工湿地时,需要合理搭配植物,形成相对稳定的营养结构,以提高系统的生物多样性,A正确;该湿地生态系统对污水、污泥可以进行处理,有一定的调节能力,B正确;微生物主要是分解者,可以分解污水中的有机物,加快物质循环,C正确;建立人工湿地只能提高能量的利用率,但是不能提高能量的传递效率,D错误。 6.“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题: (1)图中有________条食物链。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是________。 (2)该生态系统中能量能否循环利用?________。 (3)“四位一体”应用了_______________________________________________ 等原理,与自然生态系统相比,它的抵抗力稳定性____________________________ (填“高”或“低”)。 (4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益?________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(至少写出两点)。 解析:题图中有两条食物链,分别是蔬菜→人和蔬菜→猪→人,沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学等原理,由于该系统内生物种类和数目少,因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。 答案:(1)两 分解者 (2)不能 (3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学(任写两个即可) 低 (4)①使用清洁、高效的沼气,减少对薪柴的砍伐量,有利于植被保护和水土保持;②人、畜粪便的无害化处理,改善农村卫生条件;③沼渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,从而减少化肥用量;④减少农药用量,有利于环境保护 [课时作业] 一、选择题 1.如图所示是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是(  ) A.物种多样性原理 B.整体性原理 C.物质循环再生原理 D.协调与平衡原理 解析:选C。由题图可知,“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环,做到了分层、分级利用。 2.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,从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理(  ) A.协调与平衡原理 B.物种多样性原理 C.物质循环再生原理 D.整体性原理 解析:选B。一个生态系统生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统抵抗力稳定性越高,原因是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,从而避免了生态系统结构或功能的失衡,这种现象体现了生态工程的物种多样性原理。 3.豆科植物和固氮菌互利共生,当把它们分开时,两者的生长都要受到损害,这体现了生态工程的什么原理(  ) A.系统结构决定功能的原理 B.整体性原理 C.系统整体性原理 D.协调与平衡原理 解析:选C。系统整体性原理的含义是:系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利的完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分功能之和的效果,即“1+1>2”。豆科植物和固氮菌互利共生,当把它们分开时,两者的生长都要受到损害,这说明“1+1>2”,体现了生态工程的系统整体性原理。 4.下列有关物种多样性的叙述,错误的是(  ) A.物种繁多而复杂的生态系统一般具有较高的抵抗力稳定性 B.生物多样性程度越高,各类生物的生存机会越多 C.生物种类越多,引起病虫害的几率越大 D.生物种类繁多,可以在有限的资源条件下,提高系统的生产力 解析:选C。在生态系统中,生物种类越多,自我调节能力越强,如果害虫的数量增多,食虫鸟的数量也会增加,所以生物种类繁多,引起病虫害的几率可能会下降。 5.位于胶东半岛的昆嵛山林区,在20世纪六七十年代时,曾大规模营造纯马尾松林,结果遭到松干蚧的毁灭性打击。这一事例说明,在进行生态工程建设时,必须遵循(  ) A.物质循环再生原理 B.物种多样性原理 C.协调与平衡原理 D.整体性原理 解析:选B。本题题干指出,单一品种的马尾松林不稳定,易受破坏。物种多而繁杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,因此说明在进行生态工程建设时,必须遵循物种多样性原理。 6.如图表示某人工设计的生态系统,下列叙述不正确的是(  ) A.该生态系统经过能量多级利用,提高了系统总能量利用效率 B.该生态系统实现了物质和能量循环利用 C.合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量 D.该生态系统遵循了物质循环再生的原理,但各营养级之间的能量传递效率并未提高 解析:选B。生态系统中的能量是单向流动,逐级递减的。 7.我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘,塘内养鱼,塘基上种桑,用桑养蚕,蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕三丰收,大大提高了生产力,这种模式主要应用了生态工程的哪个原理(  ) A.系统学和工程学原理 B.整体性原理 C.物种多样性原理 D.物质循环再生原理 解析:选A。我国的桑基鱼塘模式,遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理,利用此原理改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果,大大提高了系统生产力。 8.秸秆焚烧污染空气环境,危害人体健康。某调查小组通过走访相关部门和查阅网上资料,提出了一些建议,其中不能大面积推广的建议是(  ) A.把秸秆作为饲料,再将动物产生的粪便施入农田 B.建沼气池,作为发酵原料,再取出肥田 C.将秸秆粉碎后,作为食用菌栽培基料 D.将秸秆直接覆盖在农田表面,减少土壤水分的蒸发 解析:选D。将秸秆直接覆盖在农田表面,减少土壤水分的蒸发没有体现对秸秆中有机物的利用。 9.如图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理(  ) A.整体性原理 B.协调与平衡原理 C.系统的结构决定功能原理 D.物质循环再生原理 解析:选D。从题图中不难看出,综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势,说明了生产活动产生的物质不能被充分利用,造成了能源的消耗过大。 10.如图所示的生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下列有关叙述错误的是(  ) A.生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理 B.在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理 C.B层中的藻类和细菌具有种间互助关系 D.出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放 解析:选D。生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理,故A正确;在该氧化塘中引进硝化细菌可以除去N元素,有利于对污水的处理,故B正确;B层中的藻类产生氧气提供给细菌,细菌分解有机物成无机物为藻类提供原料,两者具有种间互助关系,故C正确;出水处不仅要对细菌数量进行有效控制,还要对藻类的数量进行控制才能排放,故D错误。 11.下列有关生态工程的描述,错误的是(  ) A.生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系 B.我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式只体现了系统整体性的原理 C.在林业工程建设时要考虑整体性原理,防止“前面造林,后面砍林” D.传统经济发展是以资源的过度开发、损毁、低效利用造成巨大环境污染为代价的 解析:选B。生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系;“桑基鱼塘”模式主要体现了物质循环再生原理、系统学和工程学原理、整体性原理等;林业工程建设时要考虑整体性原理,防止“前面造林,后面砍林”的现象。 12.下列生态工程案例与最主要运用的基本原理对应正确的是(  ) A.“无废弃物农业”——物质循环再生原理 B.“前面造林,后面砍林”——整体性原理 C.“桑基鱼塘”——物种多样性原理 D.“太湖富营养化”——协调与平衡原理 解析:选A。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,A正确;“前面造林,后面砍林”是没有利用整体性原理的后果,B错误;桑基鱼塘生态系统体现了系统的结构决定功能原理,C错误;“太湖富营养化”是违反了协调与平衡原理的结果,D错误。 二、非选择题 13.南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性循环,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)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和____________原理。 (2)该系统工程的核心之一是沼气池,沼气的制作如图所示: ①在图中标出箭头,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,对生态农业系统有何影响? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在该生态农场中存在如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 (4)根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,应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理,分析该结论是否正确,为什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与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,也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果,即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉,势必会造成物质循环受到破坏,土壤无机物得不到及时补充,土壤肥力下降。(3)能量沿着食物链流动时,逐级递减,传递效率大约为10%~20%,因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量,显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析,食物链不能无限延长,一般不超过5个营养级。 答案:(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性 (2)①如下图所示: 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)C (4)不正确。因为食物链越长,各营养级中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级越多,高层次营养级生物获得的能量越少,该营养级生物数量也越少 14.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,请分析回答下列问题: (1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时,基本无废弃物排放,所依据的生态学原理是____________,另外,该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起,这体现了__________________原理。 (2)该生态系统的“基石”是________,能量的最终来源是________。 (3)氮元素能在生物群落和无机环境中不断循环,为什么还要往农田中不断施加氮肥呢?________________________________________________________________________。 (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?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)建立生态系统依据的生态学原理是物质循环再生原理,其优点有提高物质和能量利用率,减轻环境污染。该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起,这体现了系统学和工程学原理。(2)生态系统的“基石”是生产者,即水稻和大豆。能量的最终来源是太阳能。(3)虽然氮元素能在生物群落和无机环境中循环,由于氮素不断通过产品输出该生态系统,所以仍然要往农田中不断施加氮肥,才能保证农作物对氮元素的需求。(4)既保护环境又防治害虫的方法有引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等。 答案:(1)生态系统的物质循环再生 系统学和工程学(或系统的结构决定功能) (2)水稻和大豆 太阳能 (3)氮素不断通过产品输出该生态系统 (4)引入害虫天敌防治,激素防治,转基因培育抗害虫农作物等 15.由于经济发展和人口增长,污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题,某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图,请据图回答问题: (1)输入该人工湿地的能量有__________________。 (2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置,体现了群落的________结构。实地调查中发现,该湿地物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是______________。 (3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,为了提高分解效率,可采取的有效措施是________________________。控制污水流入人工湿地的速率,除了有利于有机污染物被充分分解外,还有利于________________,使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地,说明生态系统的______________________。 (4)该人工湿地利用了生态工程的_________________________________________、 ____________________原理。 解析:(1)分析图形可知,输入该人工湿地的能量有生产者固定的太阳能和污水中含有的化学能。 (2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置,体现了群落的垂直结构;该湿地物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是次生演替。 (3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,可采取向水体中通入适量的空气的措施提高分解效率。控制污水流入人工湿地的速率,除了有利于有机污染物被充分分解外,还有利于无机盐被生产者充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地,说明生态系统的自我调节能力有限。 (4)该人工湿地利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性原理。 答案:(1)太阳能和化学能 (2)垂直 次生演替 (3)向水体中通入适量的空气(氧气) 无机盐被充分吸收 自我调节能力有限 (4)物质循环再生 物种多样性 PAGE 1 第一节 生态工程及其原理 学习导航 明目标、知重点难点 说出生态工程的概念。(重、难点) 概述生态工程的原理。(重、难点) 举例说出生态工程的主要类型。(重点) 一、阅读教材P98~99完成生态工程的概念 1.概念:生态工程是指人类应用生态学、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,修复或重建已破坏的生态环境 ,改善传统的生产方式,并提高生态系统的生产力,达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。 2.基本特点:少消耗、高效益、可持续。 二、阅读教材P99~104分析生态工程的基本原理 1.物质循环再生原理 (1)概念:物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环,实现物质的分层、分级利用。 (2)核心:生态学中的物质循环原理。 (3)实例——农作物秸秆的多级利用。 2.物种多样性原理 (1)核心:生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原理。 (2)实例:人工林。 3.协调与平衡原理 (1)核心:生物与环境相适应关系的原理。 (2)实例:生物氧化塘法处理污水。 4.整体性原理 (1)核心:生态学、系统学和经济学相统一的原理。 (2)意义:只有应用整体性原理,才能协调当前和长远、局部和整体、开发利用和环境保护之间的关系,从而保障生态系统的平衡和稳定。 5.系统学与工程学原理 (1)核心:①系统学原理的核心是系统学中系统结构决定功能的原理;②工程学原理的核心是系统整体性原理,即整体大于部分之和的原理。 (2)实例:我国长江三角洲一带水乡的稻田养鱼模式。 判一判 (1)在建设高新农业时,沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。(√) (2)系统的整体功能等于部分之和。(×) (3)只有保持生态系统较高的生物多样性,才能保证生态系统的稳定和平衡。(√) (4)生物氧化塘是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用处理污水的。(√) 连一连  生态工程所遵循的基本原理[学生用书P54]  生态工程是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科,阅读教材,分析其遵循的基本原理。 项目 理论 基础 内容 意义 实例 物质循环再生原理 物质循环 物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环,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 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 农作物 秸秆的 多级 利用 物种多样性原理 物种多样性与生态系统稳定性的关系 一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性 避免系统结构或功能的失衡 人工林 是非 之争 协调与 平衡 原理 生物与环境相适应 处理好生物与环境的协调与平衡,除了考虑生物的生态适应性外,还需要考虑环境承载力(或环境容纳量) 避免系统的失衡和破坏 生物氧 化塘法 处理 污水 整体性 原理 社会、经济、自然复合系统 人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中,进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力 统一协调各种关系,保障系统的平衡和稳定 农林牧 副渔一 体化生 态工程 系统学 和工程 学原理 系统的结构决定功能和整体大于部分之和 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。另外,系统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,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2” 改变和优化系统的结构以改善功能 长江三 角洲的 稻田养 鱼模式 讨论下列实例主要遵循的生态原理: (1)单一人工林比天然混交林稳定性低,易爆发虫害。 提示:物种多样性原理。 (2)草原确定合理载畜量,不能过度放牧。 提示:协调与平衡原理。 (3)引种考虑适应环境。 提示:协调与平衡原理。 (4)林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题。 提示:整体性原理。 柴静的纪录片《穹顶之下》引发了全国人民对雾霾的关注和讨论,而天津港火灾爆炸事故遗址将在彻底清理后建设海港生态公园,这再次将生态环境与生态经济推上舆论的焦点。生态工程的建设已经成为社会关注的热点。请回答下列问题: (1)某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘,主要体现了生态工程的________原理。该生态工程建设中,鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其________。该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,优化了系统结构,遵循________________原理。 (2)在上述的生态工程中,种植不同的农作物、果树,饲养多种畜禽,这体现了生态工程的________原理。 (3)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。 (4)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的____________原理。 解析:(1)该生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣水返还农田、菜田、果园、苗圃、鱼塘,体现了生态工程的物质循环再生原理。该生态工程建设中,鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量。该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,优化了系统结构,遵循系统的结构决定功能原理。 (2)该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木,饲养牛、猪、鸡等多种畜禽,这体现了生态工程的物种多样性原理。 (3)生态工程的主要任务是对已破坏的生态系统进行修复,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。 (4)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的协调与平衡原理。 答案:(1)物质循环再生 环境容纳量 系统的结构决定功能 (2)物种多样性 (3)已破坏的生态系统 (4)协调与平衡原理 (1)协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。协调主要指生物要适应环境;平衡是指某种环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡,否则会引起生态平衡的破坏。 (2)所谓生态工程的整体性原理是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大的复合系统、三者相互影响而形成的统一整体。它既包括自然系统的生物与环境、生物与生物之间的相互影响,又包括经济和社会等系统的影响力,只有把生态与经济和社会有机地结合起来,才能从根本上达到建设生态工程的目的。   生物氧化塘[学生用书P55]  生物氧化塘具有污水净化的作用,是一种典型的生态工程。结合教材P102内容完成以下探究。 探究1 观察下面生物氧化塘处理污水示意图,分析生物氧化 (1)藻类和好氧菌一般位于表层(好氧层),好氧菌能直接摄取污水中的小分子有机物。在生物氧化塘的下层(兼性层),通常有无色杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌等优势菌种。在氧化塘底部的厌氧层中,能见到硫酸还原细菌和甲烷细菌。在生物氧化塘中,一般还有钟虫类、轮虫类和甲壳类等浮游动物,它们充分利用水体中的营养物质,能提高水的透明度。 (2)氧化塘内的转化过程实际上是一个连续处理废水的生物循环过程。在氧化塘中,藻类光合作用产生的氧气,有利于好氧菌降解废水中的有机物;兼性菌和厌氧菌则通过好氧或厌氧反应,分解废水中的有机物。 探究2 观察下图回答下列问题,了解多功能生物氧化塘的作用 多功能生物氧化塘工艺流程示意图 污水进来后,首先进入沉砂环节,让一些固体废弃物沉淀下来。如果污水中有机物的含量高,就采用流程Ⅰ;如果污水中有机物的含量低,就采用流程Ⅲ或流程Ⅳ。 总之,藻—菌互生环节就是利用藻类吸收无机物产生氧气和细菌分解有机物的作用,促进污水净化。出水前可通过对藻、菌进行控制以达到改善水质的目的。  如图所示为利用自然生态系统净化污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)。请据图回答下列问题: (1)氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类的________关系来分解有机污染物。图中A、B分别代表的物质主要是_________________________________________。 (2)随着距水面深度的不断增加,不同水层微生物的新陈代谢类型也在发生着变化,其中它们的异化作用类型的变化是________________________________________________。 (3)由图示看,氧化塘净化污水的途径有______________和________。 解析:由图可知,细菌和藻类生活在一起彼此有利,细菌通过分解有机物,为藻类生长提供二氧化碳、矿质养料等,藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气。不同水层由于受到物理扩散、生物消耗等因素的影响,水中溶解氧气量随水深度的增加而减少,其中生存的生物类群也会因此而变化。 答案:(1)共生(或种间互助) 有机物、氧气;二氧化碳、矿质养料等 (2)好氧型、兼性厌氧型、厌氧型 (3)物理沉降 生物分解 核心知识小结 [网络构建] [关键语句]1.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,修复或重建已破坏的生态环境,改善传统的生产方式,并提高生态系统的生产力,达到经济效益、生态效益和社会效益同步发展的工程体系。2.生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系。3.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、系统学和工程学原理。 [随堂检测] 知识点一 生态工程概念 1.下列关于生态工程的叙述中,错误的是(  ) A.生态工程是生态学与系统学、工程学等学科交叉产生的新兴学科 B.生态工程追求经济与生态的双赢 C.生态工程是无消耗、多效益的工程 D.生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析:选C。生态工程是一种少消耗、高效益、可持续的工程体系,不是不消耗任何资源。 知识点二 生态工程原理 2.我国西北一些地区年降雨量小于450 mm,只适宜种植灌木和草,但却被硬性规定种植属于乔木的杨树,以至于到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不如当地树种那样有较高的生态适应性,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(  ) A.物种多样性原理      B.协调与平衡原理 C.整体性原理 D.物质循环再生原理 解析:选B。根据题意分析,该地适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,以致到处都是“杨家将”,这种做法破坏了生态系统的协调与平衡原理。 3.沼气工程是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程,它遵循的原理是(  ) A.整体性原理 B.物种多样性原理 C.协调与平衡原理 D.物质循环再生原理 解析:选D。沼气池中的微生物进行有氧和无氧呼吸分解有机物,提高了能量的利用率,使得农业生产过程中降低了废弃物的产生。 4.“1+1>2”体现生态工程的哪一基本原理(  ) A.物种多样性原理 B.系统学与工程学原理 C.协调与平衡原理 D.物质循环再生原理 解析:选B。系统学与工程学原理的理论基础是系统的结构决定功能,协调系统内各部分的关系、比例,实现物质、能量、信息等的转换和流通,才能实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。 5.人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中,主要利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列相关叙述不合理的是(  ) A.合理搭配植物以提高生态系统的物种多样性 B.该湿地生态系统具有一定的自我调节能力 C.湿地微生物的主要作用是作为分解者以加快物质循环 D.增大引入湿地的污水总量以提高能量传递的效率 解析:选D。建立人工湿地时,需要合理搭配植物,形成相对稳定的营养结构,以提高系统的生物多样性,A正确;该湿地生态系统对污水、污泥可以进行处理,有一定的调节能力,B正确;微生物主要是分解者,可以分解污水中的有机物,加快物质循环,C正确;建立人工湿地只能提高能量的利用率,但是不能提高能量的传递效率,D错误。 6.“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题: (1)图中有________条食物链。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是________。 (2)该生态系统中能量能否循环利用?________。 (3)“四位一体”应用了_______________________________________________ 等原理,与自然生态系统相比,它的抵抗力稳定性____________________________ (填“高”或“低”)。 (4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益?________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(至少写出两点)。 解析:题图中有两条食物链,分别是蔬菜→人和蔬菜→猪→人,沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学等原理,由于该系统内生物种类和数目少,因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。 答案:(1)两 分解者 (2)不能 (3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学(任写两个即可) 低 (4)①使用清洁、高效的沼气,减少对薪柴的砍伐量,有利于植被保护和水土保持;②人、畜粪便的无害化处理,改善农村卫生条件;③沼渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,从而减少化肥用量;④减少农药用量,有利于环境保护 [课时作业] 一、选择题 1.如图所示是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是(  ) A.物种多样性原理 B.整体性原理 C.物质循环再生原理 D.协调与平衡原理 解析:选C。由题图可知,“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环,做到了分层、分级利用。 2.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,从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理(  ) A.协调与平衡原理 B.物种多样性原理 C.物质循环再生原理 D.整体性原理 解析:选B。一个生态系统生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统抵抗力稳定性越高,原因是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,从而避免了生态系统结构或功能的失衡,这种现象体现了生态工程的物种多样性原理。 3.豆科植物和固氮菌互利共生,当把它们分开时,两者的生长都要受到损害,这体现了生态工程的什么原理(  ) A.系统结构决定功能的原理 B.整体性原理 C.系统整体性原理 D.协调与平衡原理 解析:选C。系统整体性原理的含义是:系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利的完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分功能之和的效果,即“1+1>2”。豆科植物和固氮菌互利共生,当把它们分开时,两者的生长都要受到损害,这说明“1+1>2”,体现了生态工程的系统整体性原理。 4.下列有关物种多样性的叙述,错误的是(  ) A.物种繁多而复杂的生态系统一般具有较高的抵抗力稳定性 B.生物多样性程度越高,各类生物的生存机会越多 C.生物种类越多,引起病虫害的几率越大 D.生物种类繁多,可以在有限的资源条件下,提高系统的生产力 解析:选C。在生态系统中,生物种类越多,自我调节能力越强,如果害虫的数量增多,食虫鸟的数量也会增加,所以生物种类繁多,引起病虫害的几率可能会下降。 5.位于胶东半岛的昆嵛山林区,在20世纪六七十年代时,曾大规模营造纯马尾松林,结果遭到松干蚧的毁灭性打击。这一事例说明,在进行生态工程建设时,必须遵循(  ) A.物质循环再生原理 B.物种多样性原理 C.协调与平衡原理 D.整体性原理 解析:选B。本题题干指出,单一品种的马尾松林不稳定,易受破坏。物种多而繁杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,因此说明在进行生态工程建设时,必须遵循物种多样性原理。 6.如图表示某人工设计的生态系统,下列叙述不正确的是(  ) A.该生态系统经过能量多级利用,提高了系统总能量利用效率 B.该生态系统实现了物质和能量循环利用 C.合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量 D.该生态系统遵循了物质循环再生的原理,但各营养级之间的能量传递效率并未提高 解析:选B。生态系统中的能量是单向流动,逐级递减的。 7.我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘,塘内养鱼,塘基上种桑,用桑养蚕,蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕三丰收,大大提高了生产力,这种模式主要应用了生态工程的哪个原理(  ) A.系统学和工程学原理 B.整体性原理 C.物种多样性原理 D.物质循环再生原理 解析:选A。我国的桑基鱼塘模式,遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理,利用此原理改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果,大大提高了系统生产力。 8.秸秆焚烧污染空气环境,危害人体健康。某调查小组通过走访相关部门和查阅网上资料,提出了一些建议,其中不能大面积推广的建议是(  ) A.把秸秆作为饲料,再将动物产生的粪便施入农田 B.建沼气池,作为发酵原料,再取出肥田 C.将秸秆粉碎后,作为食用菌栽培基料 D.将秸秆直接覆盖在农田表面,减少土壤水分的蒸发 解析:选D。将秸秆直接覆盖在农田表面,减少土壤水分的蒸发没有体现对秸秆中有机物的利用。 9.如图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理(  ) A.整体性原理 B.协调与平衡原理 C.系统的结构决定功能原理 D.物质循环再生原理 解析:选D。从题图中不难看出,综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势,说明了生产活动产生的物质不能被充分利用,造成了能源的消耗过大。 10.如图所示的生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下列有关叙述错误的是(  ) A.生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理 B.在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理 C.B层中的藻类和细菌具有种间互助关系 D.出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放 解析:选D。生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理,故A正确;在该氧化塘中引进硝化细菌可以除去N元素,有利于对污水的处理,故B正确;B层中的藻类产生氧气提供给细菌,细菌分解有机物成无机物为藻类提供原料,两者具有种间互助关系,故C正确;出水处不仅要对细菌数量进行有效控制,还要对藻类的数量进行控制才能排放,故D错误。 11.下列有关生态工程的描述,错误的是(  ) A.生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系 B.我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式只体现了系统整体性的原理 C.在林业工程建设时要考虑整体性原理,防止“前面造林,后面砍林” D.传统经济发展是以资源的过度开发、损毁、低效利用造成巨大环境污染为代价的 解析:选B。生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系;“桑基鱼塘”模式主要体现了物质循环再生原理、系统学和工程学原理、整体性原理等;林业工程建设时要考虑整体性原理,防止“前面造林,后面砍林”的现象。 12.下列生态工程案例与最主要运用的基本原理对应正确的是(  ) A.“无废弃物农业”——物质循环再生原理 B.“前面造林,后面砍林”——整体性原理 C.“桑基鱼塘”——物种多样性原理 D.“太湖富营养化”——协调与平衡原理 解析:选A。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,A正确;“前面造林,后面砍林”是没有利用整体性原理的后果,B错误;桑基鱼塘生态系统体现了系统的结构决定功能原理,C错误;“太湖富营养化”是违反了协调与平衡原理的结果,D错误。 二、非选择题 13.南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性循环,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)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和____________原理。 (2)该系统工程的核心之一是沼气池,沼气的制作如图所示: ①在图中标出箭头,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,对生态农业系统有何影响? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在该生态农场中存在如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 (4)根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,应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理,分析该结论是否正确,为什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与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,也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果,即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉,势必会造成物质循环受到破坏,土壤无机物得不到及时补充,土壤肥力下降。(3)能量沿着食物链流动时,逐级递减,传递效率大约为10%~20%,因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量,显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析,食物链不能无限延长,一般不超过5个营养级。 答案:(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性 (2)①如下图所示: 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)C (4)不正确。因为食物链越长,各营养级中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级越多,高层次营养级生物获得的能量越少,该营养级生物数量也越少 14.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,请分析回答下列问题: (1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时,基本无废弃物排放,所依据的生态学原理是____________,另外,该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起,这体现了__________________原理。 (2)该生态系统的“基石”是________,能量的最终来源是________。 (3)氮元素能在生物群落和无机环境中不断循环,为什么还要往农田中不断施加氮肥呢?________________________________________________________________________。 (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?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)建立生态系统依据的生态学原理是物质循环再生原理,其优点有提高物质和能量利用率,减轻环境污染。该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起,这体现了系统学和工程学原理。(2)生态系统的“基石”是生产者,即水稻和大豆。能量的最终来源是太阳能。(3)虽然氮元素能在生物群落和无机环境中循环,由于氮素不断通过产品输出该生态系统,所以仍然要往农田中不断施加氮肥,才能保证农作物对氮元素的需求。(4)既保护环境又防治害虫的方法有引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等。 答案:(1)生态系统的物质循环再生 系统学和工程学(或系统的结构决定功能) (2)水稻和大豆 太阳能 (3)氮素不断通过产品输出该生态系统 (4)引入害虫天敌防治,激素防治,转基因培育抗害虫农作物等 15.由于经济发展和人口增长,污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题,某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图,请据图回答问题: (1)输入该人工湿地的能量有__________________。 (2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置,体现了群落的________结构。实地调查中发现,该湿地物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是______________。 (3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,为了提高分解效率,可采取的有效措施是________________________。控制污水流入人工湿地的速率,除了有利于有机污染物被充分分解外,还有利于________________,使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地,说明生态系统的______________________。 (4)该人工湿地利用了生态工程的_________________________________________、 ____________________原理。 解析:(1)分析图形可知,输入该人工湿地的能量有生产者固定的太阳能和污水中含有的化学能。 (2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置,体现了群落的垂直结构;该湿地物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是次生演替。 (3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,可采取向水体中通入适量的空气的措施提高分解效率。控制污水流入人工湿地的速率,除了有利于有机污染物被充分分解外,还有利于无机盐被生产者充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地,说明生态系统的自我调节能力有限。 (4)该人工湿地利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性原理。 答案:(1)太阳能和化学能 (2)垂直 次生演替 (3)向水体中通入适量的空气(氧气) 无机盐被充分吸收 自我调节能力有限 (4)物质循环再生 物种多样性 PAGE 1 (共34张PPT) 第四章 生态工程 第四章 生态工程 生态学 修复 生产力 社会效益 消耗 持续 大循环 分层 物质循环 稳定性关系 生物与环境相适应 生态学 长远 整体 开发利用 系统结构 系统整体性 √ × √ √ 物质循环 分层、分级 稳定性 抵抗力稳定性 环境承载力(或 环境容纳量) 社会 经济 自然 社会—经济—自然 经济和社会 统一协调 结构 整体 部分 系统内部不同组分 比例关系 之间的结构 之和 表层 兼性 厌氧 氧气 好氧 沉砂 高 Ⅳ 无机物 有机物 物质循环 再生 物种多 样性 协调 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 第四章 DI SI ZHANG 生态工程 预习导学·思维启动 梳理教材·夯实基础 主题探究,讲练互动 师生互动·突破重难 第二节 生态工程实例 [随堂检测] 知识点一 治污生态工程 1.在“人工湿地”生态系统中,对废水净化所起的作用不包括(  ) A.微生物的分解作用     B.微生物的转化作用 C.物理沉淀 D.人工造氧 解析:选D。“人工湿地”生态系统中对废水净化起主要作用的是微生物的分解、转化作用以及相关的物理、化学作用,包括沉淀、吸附、过滤等。 知识点二 生态恢复工程 2.下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是(  ) A.机械法平整压实土地 B.人工制造表土,植树种草 C.排石整地,改良优化土壤 D.开发农田,广种农作物,增加农民收入 解析:选D。矿区废弃地的土壤条件非常恶劣,甚至有严重的重金属污染,不适宜种植农作物。 3.下图为矿区生态恢复工程流程图,以下分析不正确的是(  ) A.该恢复工程中,①②是指平整压实土地、人工制造表土措施 B.恢复植被的措施是植树和种草,不是种植农作物 C.该生态工程所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理 D.该生态工程主要遵循物质循环再生原理 解析:选D。由于矿物质中含有有害物质,因此不能种植农作物。不遵循物质循环再生原理。 知识点三 生态农业工程 4. 如图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述错误的是(  ) A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 解析:选C。流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量;在此农业生态系统中,由于农作物的多途径利用,能量得以高效利用;沼渣、沼液作为肥料还田,使物质得以循环利用;沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质,属于分解者。 知识点四 生态城市工程 5.下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是(  ) A.城市规划,分区建设工业区、居住区、生态绿地等 B.大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺 C.采用浮床工艺法等手段治理水污染 D.用法律手段严禁汽车上路,停止造纸厂、酒厂生产,以断绝污染的源头 解析:选D。对城市环境的治理应用生态工程的方法进行综合治理。首先在城市规划和布局方面,要进行城市生态分区,合理分布工业区、居住区、生态绿地等;第二,推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺,以减少污染的产生;第三,采用各种手段治理污染,进行废弃物的资源化利用。 6.20世纪以来石油农业的快速发展,大量化肥农药的使用,在粮食产量大幅度提高的同时,也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。如图表示一种“甘薯+奶牛+沼气+花木+龙虾+食用菌”生态农业模式,试据图回答有关问题: (1)图中所示生态系统的主要成分是_____________________________________, 属于该生态系统分解者的有______________________________________ ________________。 (2)图中可以组成的捕食食物链是_______________________________________。 (3)该生态系统的设计遵循了____________________________________________ 等生态学原理,从而大大提高了能量利用率。 (4)甘薯藤青贮的主要操作是:甘薯藤切段→填压进入青贮窖中→密封一段时间。其目的在于________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:这是一个简单的人工建立的生态农业模式。该生态系统中的生产者是甘薯、花木,是该生态农业的主要成分。分解者是沼气池中的微生物、食用菌及其他腐生微生物,主要由它们来实现该系统中的物质循环再生。该生态工程所遵循的原理是:物质循环再生原理、物种多样性原理。 答案:(1)甘薯、花木等生产者 沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等 (2)甘薯→奶牛 (3)物质循环再生原理、物种多样性原理(答出“物质循环再生原理”即可) (4)通过微生物厌氧发酵,初步分解甘薯藤中的有机物,有利于奶牛的消化吸收 [课时作业] 一、选择题 1.如图表示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述错误的是(  ) A.丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高 B.蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用 C.粪便、塘泥做肥料又归田,实现了物质循环再生 D.与自然生态系统相比该生态系统自动调节能力弱 解析:选A。丰收的主要原因是提高了能量的利用率,而传递效率不会增加,A错误;蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用,B正确;粪便、塘泥做肥料又归田,实现了物质循环再生,C正确;该农业生态系统营养结构简单,生态系统自动调节能力弱,D正确。 2.湿地生态系统具有较强的净化功能,被誉为“地球之肾”,下列对此有关的叙述错误的是(  ) A.“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统 B.“人工湿地”是利用湿地净化污水的生态工程 C.“人工湿地”成本低、耗能少 D.“人工湿地”对污水的净化作用只是通过不同类型的水生植物实现的 解析:选D。“人工湿地”是利用湿地净化污水的人为建设的生态工程,成本低、耗能少。其净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现的。 3.下列关于湿地生态恢复工程的叙述,错误的是(  ) A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法 B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰 C.对湿地的恢复,只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以 D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能 解析:选C。湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,如退耕还湿地、建立自然保护区、废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程,以及植物物种的引进种植等,使受干扰的湿地得以恢复。在湿地周围,还应建立缓冲带,尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 4.如图是苏南某地利用人工湿地处理城市污水的部分示意图。下列有关的叙述中正确的是(  ) A.流经该生态系统的总能量就是生产者所固定的太阳能 B.芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同,属于群落的水平结构 C.该人工湿地具有一定的蓄洪防旱功能,体现了生物多样性的间接价值 D.该人工湿地的构建充分运用了物质和能量循环再生、多级利用的原理 解析:选C。流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物中的能量,故A错误;芦苇是一个种群,不是群落,故芦苇随地势高低在水平方向上的分布不同,不属于群落的水平结构,故B错误;人工湿地具有一定的蓄洪防旱能力,这属于生物多样性的生态功能,属于间接价值,故C正确;该人工湿地实现了物质的循环再生和多级利用,而能量是单向流动的,不能循环再生,故D错误。 5.云南久负盛名的滇池水质受到严重污染,若采用“人工湿地”可实现污水净化,“人工湿地”对污水净化是通过(  ) A.不同类型的水生植物与微生物的共同作用实现的 B.不同类型浮游植物和动物共同作用实现的 C.不同类型水生植物的共同作用实现的 D.不同类型细菌的共同作用实现的 解析:选A。“人工湿地”对污水的净化作用主要是通过多种水生植物和微生物共同作用实现的。 6.农业的发展已由传统农业向现代农业转变,现代农业虽然产量大大提高,但又造成了严重的环境污染,因此我国现在在农村大力推广生态农业,下列关于生态农业的叙述不正确的是(  ) A.生态农业中食物链和营养级越多越好 B.生态农业的抵抗力稳定性比现代农业高 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,人的作用非常突出 解析:选A。食物链一般不超过5个营养级,并非越多越好;生态农业属人工生态系统,人的作用非常突出,在设计时,遵循的原则为物质的循环再生和能量的多级利用,相对于现代农业生态系统来说,物种种类繁多,抵抗力稳定性较高。 7.下列关于生态工程建设的叙述,正确的是(  ) A.留民营村综合发展型生态工程是一个样板,各地可以照搬 B.在进行生态工程建设时,应根据实际,因地制宜 C.不同的生态工程体现的原理完全相同 D.生态工程建设的目的只在于恢复生态 解析:选B。进行生态工程建设时,应根据实际,因地制宜,不能生搬硬套。不同的生态工程体现的原理也有差异。生态工程建设的目的是实现生态效益和经济效益的同步发展。 8.有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上(  ) A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统 B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复 C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产 D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林 解析:选D。由于开采露天小铁矿,原有的植被、土壤均受到破坏,要恢复到原有自然生态系统状态,首先应回填土壤,然后栽种多种当地原有植物,并实行封山育林,这样可以加快恢复过程。 9.如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于(  ) A.湿地生态恢复的生态工程 B.节水和废水处理与应用的生态工程 C.小流域综合治理与开发的生态工程 D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 解析:选B。题图中的凤眼莲和绿萍有净化污水的作用,而且处理过的水进行了循环利用,因此该生态工程属于节水和废水处理与应用的生态工程。 10.在“稻—鸭—鱼”生态工程中,水稻为鸭和鱼提供了荫蔽条件和适宜的生存环境,鸭的粪便可作为鱼的饵料,鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫,其活动又可增加水中的氧含量。下列有关该生态工程的叙述,错误的是(  ) A.可以减少农药的使用量 B.促进了物质和能量的良性循环 C.成本核算时应包括投入的人工费用 D.水中氧含量的增加有利于水稻生长 解析:选B。鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫,所以在建设生态工程时,能减少农药的使用量,防止环境污染,故A正确;能量在生态系统中单向流动,不能循环,故生态工程促进了物质的良性循环和能量的多级利用,故B错误;成本核算时应包括投入的人工费用,少消耗,高效益,故C正确;水中氧含量的增加有利于水稻根细胞的有氧呼吸,吸收矿质营养,有利于生长,故D正确。 11.下面为一生态庭院系统各成分的组成和相互关系的示意图,下列关于该生态系统的分析中,正确的是(  ) A.建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用,提高经济效益 B.若在果树间间作绿肥类杂草,能导致该系统中生物多样性增加,可能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害 C.在庭院中饲养鸡、鸭能提高生态系统中物质的利用效率,增加产量,但由于食物链延长,生态系统中能量传递效率会降低 D.在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶,目的是尽可能减少分解者获得的能量,从而使能量流向对人类有益的部分 解析:选B。能量不能循环利用,可以多级利用,故A错。生产者种类和数量增加,导致消费者种类和数量增加,导致该系统中生物多样性增加,生态系统自我调节能力增加,故B正确。食物链延长不会降低能量传递效率,故C错。建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶,目的是让能量多级利用,多流向对人类有益的部分,故D错。 12.如图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图,以下分析不正确的是(  ) A.沼气池建设是该生态工程建设的核心之一,能量可随沼气使用而流入人体内 B.该生态园的建设充分体现了物质循环再生、协调与平衡等生态工程原理 C.遵循系统整体性原理,生态园中的各生物要保持合理的数量比例 D.该生态园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目,实现了物质和能量的多级利用 解析:选A。生态农业园的建设遵循了生态工程的基本原理,所以B、C、D都正确。A选项中沼气中的能量通过燃烧释放而散失,不能再流入人体内,所以A错误。 二、非选择题 13.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。请据图回答下列问题: (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。 解析:(1)图示农业生态系统通过建立沼气池,实现了废物资源化和能量的多级利用,其遵循的是物质循环再生原理。(2)图中生态农业施用的都是有机肥,减少了化肥和农药的使用量,因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌,为原核生物,无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者,可将有机物分解为CO2等无机物供蔬菜进行光合作用。 答案:(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用 物质循环再生 (2)系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量,减少了对水的污染 (3)无核膜包被的细胞核(无成形的细胞核) (4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用,使其光合作用增强 系统整体性 14.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? ________________________________________________________________________。 (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、高效益、____________等特点。 解析:(1)生态系统的能量输入是生产者所固定的太阳能,图中的消费者有蚕、禽和畜。(2)该农业生态系统能利用粪便等废弃物,所以能净化环境。(3)该生态系统能提高农产品的产量所以可以增加经济效益,实现了能量的多级利用,减少了对化肥、农药的使用。(4)水资源丰富的话可以进行桑基鱼塘的模式,即蚕砂碎屑养鱼,鱼塘塘泥肥田。(5)该生态工程遵循了物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理等;生态工程与传统工程相比较,具有少消耗、高效益、可持续等特点。 答案:(1)固定太阳能 蚕、禽、畜 (2)粪便等废弃物 (3)实现了物质和能量的多级利用,提高了农产品的产量;减少了化肥、农药的使用(降低农业投入) (4)蚕砂碎屑养鱼,鱼塘塘泥肥田(只要合理均可