第4节生态工程的综合运用
[目标导读] 1.结合教材P16～17图文，阐明物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统。2.分析教材P17内容，了解实现“废物”再生的环境调节系统与建立多功能污水自净系统。3.阅读教材P18～19内容，熟悉构建多功能联合生产系统和生态工程的意义。[重难点击] 1.生态工程在生产实践中的运用。2.生态工程的意义。
通过前面的学习，我们了解了生态工程的基本原理和设计的原则，应用生态工程可以解决我国在发展过程中的诸多问题，那么生态工程的应用可以分为哪些主要类型，对社会、经济生活和生态环境又具有哪些深远的意义呢？
解决学生疑难点
一、物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统
1．物质能量的多层分级利用系统——秸秆的多层分级利用
(1)分级利用
①一级利用：作物秸秆糖化处理成为家畜的饲料，输出家畜产品和粪屑。
②二级利用：粪屑接种食用菌，输出食用菌产品和菌床絮屑。
③三级利用：菌床絮屑接种蚯蚓，输出蚯蚓产品和排泄物杂屑。
(2)写出该生态系统中的分解者：食用菌、蚯蚓。
(3)一级利用的能量来自初级消费者，二、三级能量的利用来自分解者。
2．水陆交换的物质循环系统——桑基鱼塘
(1)具体流程：桑→蚕→鱼→桑。
(2)产品输出：鱼塘、丝厂和食品加工厂。
(3)写出该生态系统中的食物链：桑→蚕。
(4)鱼是该生态系统中的分解者。
设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图分析：
1．用玉米副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益，这属于秸秆的几级利用？
答案直接利用秸秆，属于一级利用。
2．用生产木糖醇的残渣来培育食用菌，这又属于几级利用？
答案二级利用。
3．给食物链“加环”的目的是什么？
答案构建物质能量的多层分级利用系统，增加经济效益。
4．有人说，图中的箭头既能表示物质循环又能表示能量流动，这种说法对吗？
答案不对。能量是不能循环利用的。
1．一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，请找出下列对该系统叙述有误的一项( )
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
答案 D
解析蚯蚓为分解者，不是食物链中的营养级，故猪为第二营养级(初级消费者)。
二、“废物”再生的环境调节系统与多功能污水自净系统
1．“废物”再生的环境调节系统
(1)植物的一部分可以作为畜禽的饲料发展养殖业。
(2)畜禽的粪便作为肥料肥田或培育防护林。
(3)农田或防护林吸收工厂排出的CO2等气体，净化空气。
(4)工厂余热作为温室能源，发展种植业和养殖业。
2．多功能污水自净系统——生物“氧化塘”
(1)水中的菌类、藻类以及一些高等水生植物：进行光合作用释放氧气，并吸收重金属离子，达到改良水质的目的。
(2)细菌等分解者：能够分解有机物，为其他植物提供营养物质。
(3)塘泥：作为制作沼气的原料。
(4)改良后的水体：进行水产养殖。
下图是利用多功能生物“氧化塘”净化污水的示意图，据图分析：
1．污水进入多功能生物“氧化塘”后，首先进入沉砂环节，处理的目的是什么？
答案让一些固体废弃物沉淀。
2．通常根据污水中有机物含量的高低选择不同的处理方式，你认为该如何选择？
答案若有机物含量高，采用流程Ⅰ处理污水，若含量低，采用流程Ⅲ或Ⅳ处理污水。3．为什么要在出水前调控藻、菌的数量？
答案藻、菌互生环节就是一个促进污水净化的生物循环过程，出水前对藻、菌进行控制才能达到改善水质的目的。
4．这种处理污水的方式有什么优点？
答案不仅具有净化污水的作用，还可使污水资源化。
2．多功能生物氧化塘中含有的细菌类型为( )
A．好氧菌B．厌氧菌
C．兼性菌D．包括A、B、C三项
答案 D
知识拓展氧化塘中生物的类型、分布和作用
(1)好氧层：分布着藻类、水生植物和好氧菌，藻类、水生植物进行光合作用释放氧气，直接摄取废水中的小分子有机物；好氧菌降解废水中的有机物。
(2)兼性层：分布有多种好氧菌和厌氧菌，通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。
(3)厌氧层：分布有硫酸盐还原细菌和甲烷细菌等厌氧菌，通过厌氧反应分解废水中的有机
物。三、构建多功能联合生产系统和生态工程的意义
1．构建多功能联合生产系统——农、林、牧、渔一体化
(1)构建原理：结构与功能相统一。
(2)优点
①种植、养殖和加工配套结合。
②实现对一定区域内产业结构的调整。
③农、林、牧、渔合理规划，全面发展。
2．生态工程的意义
(1)有助于从根本上解决全球性的生态环境问题：
生态工程以预防为主，开发和采用“清洁工艺”，开辟污染预防的新途径，把清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施。
(2)有助于实现全世界“可持续发展”的共同目标，并最终实现“社会经济与生态环境同步发展”的最终目标。
下面表示北京郊区某生态农业的多功能联合生产系统示意图。请据图回答：
1．该系统建设所遵循的主要生态工程理论有哪些？
答案系统论、生物多样性理论、食物链理论等。
2．鸡和猪在该生态系统中属于哪种成分？它们在物质循环中有什么积极作用？
答案鸡和猪在该生态系统中属于消费者，在物质循环中的作用是加快了生态系统的物质循环。
3．上述生态系统中的各种生物所需的能量都依赖于哪个过程？
答案生态系统中的各种生物所需要的有机物都直接或间接地来源于生产者的光合作用，能量的最终来源为太阳能。
4．该生态工程有哪些积极的意义？
答案实现了无废弃物污染，降低了环境污染，提高了经济效益。
3．下列关于生态工程意义的叙述，不正确的是( )
A．西方发达国家生态环境是先污染后治理
B．防治工业污染应完全依靠对受污染环境的治理
C．可持续发展是国家社会的共同目标
D．生态工程的最终目标是实现社会经济与生态环境的同步发展
答案 B
解析防治工业污染不能只依靠对受污染环境的治理，要从根本上解决工业污染问题，必须以“预防为主”，将污染物消除在生产过程之中，实行工业生产全过程控制。
1．下列有关秸秆的多层分级利用的叙述中，不合理的是( )
A．利用糖化技术把秸秆变成家畜的饲料
B．牛粪便中的能量是牛同化的能量
C．食用菌和蚯蚓在生态系统中的成分属于分解者
D．秸秆的多层分级利用提高了产品的输出量
答案 B
2．根据生态系统的结构和功能，下列叙述不正确的是( )
A．水产养殖中，为充分利用生产者所固定的能量，应以营养级高的鱼类为养殖对象B．“桑基鱼塘”是人工建立的良性循环系统
C．为保护草原，应做到适当放牧
D．在我国西部大开发中应采取“退耕还林”的措施
答案 A
解析水产养殖中，为充分利用生产者固定的能量，应选食物链最短的鱼类为养殖对象。3．下图表示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)，请据图分析，下列叙述错误的是( )
A．由图示看，氧化塘净化污水途径有物理沉降和生物分解
B．图中A表示的物质是氧气和有机物，B表示的物质是二氧化碳和矿物质等
C．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需氧型→兼性厌氧型→厌氧型
D．氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类寄生关系来分解有机污染物
答案 D
4．生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生产体系，它不具备的特点是( )
A．多层次B．多功能
C．少污染D．无病虫害
答案 D
解析生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业还不能做到无病虫害。5．城市污水处理可以用氧化塘法，即利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行生物处理，是一个藻菌共生的污水净化系统。还可以利用废水中的有机物在生物氧化过程中转化成的藻类蛋白养鱼、养鸭等，获得良好的经济效益。请根据下面的氧化塘污水净化功能模式图回答有关问题。
(1)输入氧化塘的能量包括______________________________________________。
(2)氧化塘底泥可以用做有机肥料生产绿色蔬菜，施加底泥可以促进植物生长，原理是：
①________________________________；②________________________________。
(3)排入氧化塘的污水中的有机物可以被细菌等微生物分解，分解的方式是____________________，为了提高分解的效率，可以采取的措施是______________________。
答案(1)光能和有机物中的化学能(2)①氧化塘底泥中含有大量矿质元素②氧化塘底泥中微生物呼吸为植物光合作用提供CO2(3)有氧呼吸和无氧呼吸向氧化塘内通入空气
课时作业
[基础过关]
1．生态农业是一个自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡，不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是( )
A．病虫害的生物防治
B．作物轮作、套作
C．使用化肥提高作物产量
D．秸秆等农业废弃物的资源化利用
答案 C
2．生物氧化塘法治理环境污染利用的主要生物是( )
A．藻类和浮游动物B．细菌和浮游动物
C．藻类和细菌D．浮游动物和鱼类
答案 C
3．下列不属于影响人类可持续发展的是( )
A．人口急剧增长B．生态农业
C．能源短缺D．环境污染严重
答案 B
解析生态农业充分利用了物质循环再生原理，使废物资源化，有利于人类可持续发展。4．实现可持续发展，需要下列哪些措施( )
A．从现在起，严禁砍伐森林
B．大量开采矿产资源，发展工业生产，提高综合国力
C．保护与人类共存的各种生物
D．各国独立处理酸雨、气候变暖等环境问题
答案 C
解析保护与人类共存的各种生物，维护生物圈物种的多样性和抵抗力稳定性，是实现社会效益、经济效益增长以及生态效益提高的重要措施。
5．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是( )
A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
答案 C
解析要实现人与自然的和谐发展，就要发展生态农业，实现物质和能量的多级利用。转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高。使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染。大力开垦湿地，容易导致生态系统被破坏。
6．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工程学的结合
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
答案 C
解析生态工程是按照生态学、经济学和工程学的原理，运用现代科学技术成果、现代管理手段和专业技术经验组装起来的，以期获得较高的经济、社会、生态效益的现代生产工艺系统。该工程是在有消耗的基础上获得多效益的工程。
[能力提升]
7．“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是( )
A．沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，又防止了环境污染
B．通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率C．这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理
D．上述生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果
答案 B
解析沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能量的多级利用，同时减少了环境污染；该生态农业通过调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，没有改变能量传递效率。
8．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、多功能的综合农业生态体系。下图为桑基鱼塘生态系统，它是我国南
方各省农村比较常见且行之有效的生态系统。下列有关说法错误的是( )
A．该生态系统实现了光合产物的分层多级利用
B．桑树的凋落物、蚕沙撒入鱼塘中，经池塘内食物链的作用实现了能量的重复利用
C．该系统具有结构协调，资源高效利用，内部良性循环，稳定持续发展的特点
D．该体系中获得蚕丝、食品、鱼类和沼气等，在经济和保护农业生态环境上大有好处
答案 B
解析生态农业可以利用物质的良性循环原理，实现物质的循环利用，但能量不可能重复利用。
9．如图显示了经济发展与环境质量之间的关系，根据这种关系，发展中国家应认识到( )
A．环境污染不可避免，只能采取“先污染，后治理”的策略
B．后工业化阶段环境问题会自行解决
C．保护至关重要，必须杜绝兴建大量排污的工业
D．可以采取措施减少或避免生产过程中的环境污染问题
答案 D
解析吸取西方发达国家发展过程中的一些经验教训，我们发展中国家就应少走弯路，避免出现“先污染，后治理”的现象，应提前采取相应措施，对必须建设的污染企业要进行污物处理。
10．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中不正确的是( )
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
答案 A
解析食物链一般不超过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。
11．如图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析回答：
(1)该生态系统中处于第二营养级的生物有________________。
(2)该生态系统中人类活动所需的能量最终来自于________。
(3)沼气池中的硝化细菌有除臭作用，这种臭味物质主要是________，经硝化细菌的________作用形成____________从而被植物吸收。
(4)该生态工程涉及的主要技术有________________、________________________。
答案(1)人、鸡、鸭、猪(2)太阳能(3)氨气(NH3)
硝化硝酸根离子(NO－3) (4)物质良性循环技术资源综合开发技术
解析由模式图可知，黄瓜、番茄等蔬菜是生产者，处于第一营养级，鸡、鸭、猪、人是初级消费者，处于第二营养级。流经生态系统中的能量来自于生产者固定的太阳能，硝化细菌经硝化作用把氨气转化为NO－3，从而被植物吸收，该庭院生态工程主要利用了物质良性循环技术和资源综合开发技术。
12．利用人工湿地可对污水进行净化处理，其基本原理是：在一定的基质(由土壤、沙石等组成)上种美人蕉、芦苇等湿地植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地中。当污水流过人工湿地时，由于系统中的物理沉降、化学分解和生物净化作用，使污水得到净化。如图是利用人工湿地去除污水中氮的生物脱氮原理简图：
请分析回答：
(1)与植物吸收a物质有密切联系的生理过程是____________。
(2)植物吸收a物质用于合成的有机成分是________和________等。
(3)在此生态系统中对废水净化起主要作用的生物是________________。
(4)上述对污水处理属于__________________________类型的生态工程。
答案(1)呼吸作用(2)蛋白质核酸(3)硝化细菌等微生物(4)节水和废水处理与应
用
13．20世纪以来农业的快速发展，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。下图表示一种“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______________________________等生态学理论，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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案(1)甘薯、花木等生产者沼气微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等(2)甘薯→奶牛(3)食物链理论、生物多样性理论、协调与平衡理论(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
[真题体验]
14．(2013·浙江自选模块，18节选)下面是关于生物净化的问题。请回答：
(1)生物净化技术的主要原理是通过人为地放大和强化生态系统的__________能力，以达到有效治理环境污染的目的。
(2)在污水生物净化过程中，当污水流入水体后，好氧微生物首先大量____________，并以水中的____________作为营养来源。随着水体的不断净化，水中的溶氧量有一个明显的__________过程。
(3)下列关于活性污泥法的叙述，错误的是( )
A．活性污泥是一种微生物共生体
B．活性污泥使用后不能重复利用
C．污水中的有机污染物在曝气池中得到净化
D．活性污泥的处理过程可用计算机进行自动化监控
答案(1)自我调节(2)繁殖有机污染物下降(3)B
专题一课题1果酒和果醋的制作 (二）果醋制作的原理 ⑴当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成。 ⑵当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为，再变为。 反应式为：。 （三）、果酒和果醋的制作过程 挑选葡萄→冲洗→→→ ↓↓ 果酒果醋 （二）、果酒和果醋的发酵装置 1、装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用？ 2、为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？ 3、发酵瓶为什么要留有1/3的空间？ 4、装置的使用：在进行酒精发酵时应关闭口，在进行果醋发酵时，充气口应连续充气，输入 专题一课题2 腐乳的制作 (一)制作腐乳的实验流程: (二)毛霉的生长:
1.腐乳制作时,温度应控制在 ,并保持一定的湿度。自然条件下毛霉的菌种来自 中的。 一、腐乳的制作过程 1、前期发酵——让豆腐上长出毛霉 （1）前期发酵的作用是什么？ （2）前期发酵的温度为什么为15～18 ℃？ 2、后期发酵——加盐腌制、加卤汤装瓶、密封腌制 专题一课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 （二）亚硝酸盐含量的测定 1.原理 （1）在条件下，亚硝酸盐与发生反应后，与结合形成色染料。 （2）将显色反应后的样品与已知浓度的进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量 2.测定方法：比色法 3.测定步骤 配制溶液→→制备样品处理液→ 3、制备样品处理液 称取泡菜榨汁→加入蒸馏水、提取液、氢氧化钠过滤→加入氢氧化铝乳液问题2：提取剂、氢氧化钠、氢氧化铝乳液的作用？ 5、测定结果：泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化
、 （2）消毒：是指使用的物理或化学方法杀死物体表面或内部的微生物，（不包括和）常用的方法有：、、 灭菌：是指使用的理化因素杀死物体内外的微生物。包括芽孢和孢子 常用的方法有、、， 此外，实验室里还用或进行消毒。 三、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 （1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法步骤： →→→→倒平板 四、纯化大肠杆菌 （1）微生物接种的方法中最常用的是和。 五、菌种的保存 为了保持菌种的纯净，需对菌种进行保藏。对于频繁使用的菌种，我们可以采用法；对于需要长期保存的菌种，可以采用法。 课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1．尿素只有被分解成之后，才能被植物吸收利用。土壤中的微生物之所以能分解尿素，是因为它们体内能合成。 2．设置对照：主要目的是排除实验组中因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是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。 2.常用的转化方法：
生物选修1知识点总结 专题1传统发酵技术的应用 课题1果酒和果醋的制作 【补充知识】发酵 1.概念：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程。 2.类型： (1)根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。 (2)根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等。 一.基础知识 (一)果酒制作的原理 1.菌种是酵母菌，属于真核生物，新陈代谢类型异养兼性厌氧型，有氧时，进行有氧呼吸， 大量繁殖，反应式为：C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2 →6CO 2+12H 2O+能量；无氧时， 能进行酒精发酵，反应式为：C 6H 12O 6→2C 2H 5OH+2CO 2+能量。 酶 酶
2.酵母菌繁殖的最适温度20℃左右，酒精发酵一般控制在18～25℃。 3.自然发酵过程中，起作用的主要是附着于葡萄皮上的野生型酵母菌。也可以在 果汁中加入人工培养的酵母菌。(二)果醋制作的原理 1.菌种是醋酸菌，属于原核生物，新陈代谢类型为异养需氧型。只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生命活动。变酸的酒表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。 2.当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，当缺少糖源时， 醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为C 2H 5OH+O 2→CH 3COOH+H 2O 。 3.醋酸菌的最适合生长温度为30～35℃。 4.菌种来源：到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，或从食醋中分离醋酸菌。二.实验设计 1.流程图 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓↓ 果酒 果醋 2.制作实例 (1)实验材料葡萄、榨汁机、纱布、醋酸菌(或醋曲)、发酵瓶(如右图)、气泵、体积分数为70%的酒精等。 (2)实验步骤 酶
专题5 生态工程 生态工程的基本原理 基础巩固 1．下列观点不符合生态农业建设思路的是() A．调整产业结构，开发多种经营 B．保持生态系统内的生态平衡 C．以高能量获得农业的高产量 D．循环利用农业有机废弃物 2．生态工程建设的实质目的是() A．减少生产消耗，增加生产效益
B．减少环境污染，发挥资源潜力 C．征服自然世界，主宰经济发展 D．遵循自然规律，实现可持续发展 3．下列叙述违背生态工程中生态学原理的是() A．充分考虑环境因子对生物的影响 B．尽可能减少种间竞争所产生的耗损 C．实现生态系统的良性循环 D．以单一种群获得经济效益的最大化 4．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，大大提高了系统生产力。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 5．下图是“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
能力提升 6．我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理() A．系统整体性原理B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理D．整体性原理 7．在“三北”防护林工程建设中注意了以下两个问题：①考虑到树种的生态适应性问题；②考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理() A．系统学原理和物种多样性原理 B．协调与平衡原理和物种多样性原理 C．整体性原理和物种多样性原理 D．物种多样性原理与整体性原理 8．同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。上述观点提出时遵循的主要生
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
2018-08选修一专题一单元测试 生物 一、单选题（本大题共30小题，共60.0分） 1.下列有关果酒、果醋和腐乳制作实验的叙述，错误的是() A.通过控制发酵温度，可抑制其它微生物的生长繁殖 B.都是利用微生物胞内酶催化获得最终产品 C.果酒、果醋发酵的培养基呈液态而腐乳发酵培养基呈固态 D.都可以通过人工接种菌种提高产品质量 2.在测定泡菜中亚硝酸盐含量的操作中，不用的试剂是（） A.对氨基苯磺酸溶液 B.N--1--萘基乙二胺盐酸盐溶液 C.双缩脲试剂 D.氯化镉和氯化钡溶液 3.图为果醋和果酒的发酵装置，相关描述错误的是（） A.发酵前要用70%的酒精清洗 B.排气口能排出酒精发酵时产生的二氧化碳 C.发酵瓶出料口可以用来取样 D.为得到较多的产物，葡萄汁要装满发酵瓶 4.下列有关生物技术的叙述，不正确的是（） A.制作果醋时，必须向发酵装置不断补充无菌空气，以保证醋酸菌的生长及发酵 B.制作腐乳时，加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长 C.变酸的酒表面的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的 D.用传统的发酵技术制葡萄酒必须添加酵母菌菌种 5.某同学设计了下图所示的发酵装置,下列有关叙述不正确的是（） A.该装置可阻止空气进入,用于果酒发酵 B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出 C.去除弯管中的水,该装置可满足果醋发酵时底层发酵液 中大量醋酸菌的呼吸 D.去除弯管中的水后,该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似 6.下列关于腐乳和泡菜制作的叙述中，正确的是（） A.主要菌种都是原核生物 B.制作过程都不必严格无菌操作 C.所用的装置都需要密封 D.所用的菌种都需要人工接种 7.如图装置可用于生物技术实践的相关实验，有关叙述不正确的是（） A. 甲装置在不改变任何条件前提下，就可以先进行 果酒的制作，后进行果醋的制作 B.利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加 高而增加盐量 C.用装置乙制作果酒时温度应控制在20℃左右，制 作果醋时应适当升温 D.装置乙的排气口是一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染 8.泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，而在发酵初期，水槽内经常有气泡产生，这些气 泡产生的原因及成分分别是（) A.乳酸菌是兼性厌氧微生物，初期进行有氧呼吸产生CO2；气体为CO2 B.因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小，气体被排出；气体为空气
课时跟踪检测( 十四) 生态工程的基本原理 ( 满分：50 分时间：25 分钟) 一、选择题( 每小题 4 分，共24 分) 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工程学的结合 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．生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展 2．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，大大提高了系统生产力， 这种模式主要应用了生态工程遵循的哪个原理( ) 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 3．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是( ) A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源 B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产 C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用 D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积 4．同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种 类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。上述观点提出时遵循的主要生态工程建设原理是( ) A．协调与平衡原理B．物质循环再生原理 C．物种多样性原理D．整体性原理 5．对生态农业原理中能量多级利用的理解正确的是( ) A．尽可能设计一条很长的食物链 B．使流向人类的能量最多 C．实现“原料—产品—原料—产品”的生产模式 D．通过生物防治减少能量损失 6．下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是( )
二、非选择题(共26 分) 7．(12 分) 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有机地结合起来，形成一种 高效良性的循环，取得了良好的生态效益。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，如右图所示。 ①在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。 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) 根据生态工程的物种多样性原理，有人认为生态农业建设中， 应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 8．(14 分) 下图是我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统示意图。请分析回答下列问题： (1) 在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量( 总初级生产量) 是______________。人们将蚕沙( 蚕的粪便) 投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能 量主要属于第________营养级。 (2) 鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过__________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。 (3) 建立该人工生态系统的目的是实现对能量的______________，提高能量的利用率。 与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力________。 (4) 建立该生态系统遵循的原理主要是__________________、__________________。
专题二练习 一、选择题 1．微生物培养过程中，肉眼鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是（）A．细菌的大小、形状、颜色 B．菌落的大小、形状、颜色 C．有无鞭毛 D．培养基的不同 2．下列4种生物中，哪一种生物的细胞结构与其他3种生物的细胞有明显的区别（）A．酵母菌B．乳酸菌C．青霉菌D．蘑菇 3．下列有关平板划线接种法的操作错误的是（） A．将接种环放在火焰上灼烧 B．将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环液 C．蘸取菌液和划线要在火焰旁进行 D．划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连 4．细菌培养基通常在121℃压力锅中灭菌。如果只有在100℃的温度下将细菌培养基灭菌，以下哪一种生物仍会存活（） A．大肠杆菌B．一种青霉菌 C．枯草芽孢杆菌D．鼠伤寒沙门氏菌 5．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌（） A.接种针、手、培养基 B.高压锅、手、接种针 C.培养基、手、接种针 D.接种针、手、高压锅 6．关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，叙述错误的是（） Ａ．操作顺序为计算、称量、熔化、倒平板、灭菌 Ｂ．将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯 Ｃ．待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板 Ｄ．待平板冷却凝固约5~10min后将平板倒过来放置 7.某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是（） A.培养基分装到培养皿后进行灭菌 B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线 C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养 D.培养过程中每隔一周观察一次 8．获得纯净培养物的关键是（） A.将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌 B.接种纯种细菌 C.适宜环境条件下培养 D.防止外来杂菌的入侵
第一章绪论 1.生态学的分支学科怎样划分的？ 2.什么是环境生态学及其研究内容对象？ 定义：环境生态学是研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。 研究内容：人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究；生态系统受损程度及危害性的判断研究；各类生态系统的功能和保护措施的研究；解决环境问题的生态学对策研究 3.环境生态学产生与发展过程。 4.当今世界上的主要环境问题是什么 全球气候变化；臭氧层破坏和损耗；酸雨污染；土地荒漠化；森林植被被破坏；生物多样性锐减；海洋资源破坏和污染；有机物的污染 5.当代环境问题的主要特点 全球化；综合化；社会化；高科技化；累积化；政治化。 6.名词及术语 环境问题，生态破坏，环境污染，环境生态学，环境危机，地球温暖化，臭氧层空洞，酸雨 环境问题：是指人类为其生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏或污染所产生的危害人类生存的各种不利反馈。 生态破坏：不合理地开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应。 环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染。 环境生态学：研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。 环境危机：由人类生产与生活活动导致地区性、区域性，甚至全球性的环境功能的衰退或破 坏，从而严重影响和威胁人类自身的生存和发展的现象。 地球温暖化： 臭气层空洞：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭 氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。
高中生物生态工程的基本原理2019年3月20日 （考试总分：130 分考试时长： 120 分钟） 一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 1、（5分）下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是 A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．经过程①细胞的形态和结构发生了变化 D．过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖 2、（5分）下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是 A．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程 B．基因工程合成天然存在的基因，蛋白质工程合成天然存在的蛋白质 C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作 D．基因工程需对基因进行操作，蛋白质工程需对蛋白质进行操作 3、（5分）下列关于转基因技术应用的叙述，错误的是 A．可以将抗病虫害基因转入农作物细胞中，使其具有相应的抗性 B．可以使用DNA重组的微生物生产稀缺的基因药物 C．可以通过转基因技术使奶牛的乳汁中富含某种营养物质 D．将不同生物的DNA进行转移和重组，可以创造出新物种 4、（5分）SPL蛋白是植物中广泛存在的一类调控基因转录的分子。不同植物的SPL蛋白结构不同，但均有一个大约由80个氨基酸构成的结构相同的功能区，可识别并结合到某些基因的特定区域。SPL基因最初是从植物花序cDNA文库中得到的。下列相关叙述正确的是 A．SPL是80个氨基酸构成的蛋白质 B．SPL基因能在花序细胞中表达 C．SPL可催化特定基因的翻译过程 D．SPL在不同绿色植物中功能差异较大 5、（5分）现在转基因技术已经相当成熟了，前不久美国批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产产业，不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。关于转基因技术下列说法正确的是 A．转基因技术的原理是DNA分子杂交 B．转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的 C．现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性 D．转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品 6、（5分）下列关于基因工程应用的叙述，正确的是A．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 B．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D．原核生物基因不能用来进行真核生物的遗传改良 7、（5分）下列有关基因身份证的说法,正确的是 A．基因身份证上可以检测到个人的所有基因 B．基因身份证只对少数、个别基因进行检测 C．用基因身份证去看病或预见将来已经实践应用 D．有基因身份证就可以治疗任何疾病 8、（5分）基因治疗给无数的遗传病患者带来了希望，下列关于基因治疗的叙述正确的是 A．基因治疗可以治愈所有的遗传病 B．基因治疗就是对有遗传缺陷的细胞进行基因修复 C．基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，体外基因治疗操作简便，效果可靠 D．基因治疗时可用经过修饰的病毒或农杆菌的质粒作运载体 9、（5分）转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列符合生产药用蛋白的是A．养殖转生长激素基因鲑鱼 B．养殖抗口蹄疫病毒转基因兔 C．养殖转乳糖酶基因牛 D．从牛乳汁中获得人血清蛋白 10、（5分）下列药物中，目前普遍不是通过基因工程的方法来生产加工的是 A．青霉素 B．胰岛素 C．干扰素 D．乙肝疫苗 11、（5分）有关基因工程的应用及安全性的说法中，正确的是 A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大 C．以受精卵为受体细胞时，先要用Ca2+处理细胞以使其处于感受态 D．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异 12、（5分）基因芯片技术是近几年才发展起来的高新技术，固定在芯片上的探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素标记。若待测的DNA分子能与芯片上的探针配对，则发出荧光。下列叙述中错误的是 A．基因芯片的工作原理是醎基互补配对 B．待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序 C．基因芯片技术可用来筛选农作物的突变基因 D．基因芯片技术将来可以制作“基因身份证” 13、（5分）下列实例中实现了分子水平的人工重组的是 A．克隆动物 B．人类基因组计划 C．能产生抗体的小鼠脾细胞与骨髓细胞的融合细胞 D．将人的α-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中 14、（5分）下列关于载体的叙述中，错误的是
专题四生态工程 一、生态工程的概念 生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。 二、生态工程的基本原理 生态工程的设计所依据的是生态学和工程学原理 1、生态学原理 （1）物种共生原理：自然界任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，存在着共生、竞争等关系，这构成了生态系统的自我调节和反馈机制。 （2）生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位，依据此原理，可构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。 （3）食物链原理：食物链/食物网是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，物种间的食物关系是生态工程设计的重要因素。 （4）物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，抵抗力稳定性越陷越高，生态系统就越稳定。 2、工程学原理 （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。我国古代的“无废弃物农业” 改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了N、P、K等元素的循环利用。 （2）协调与平衡原理：要处理好生物与环境的协调与平衡，生态系统中的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度。太湖等水体富营养化，导致水葫芦和藻类疯长现象；西北衰败的杨树和繁茂的当地树种间的大反差。 （3）整体性原理：生态工程建设，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到社会和经济等系统的影响力。只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡与稳定。 三、生态工程建设的基本过程 1.生态工程建设的核心环节是技术设计. 2.生态工程设计的方法及实例 （1）食物链（网）的“相接”，如稻田养鱼农业生态工程。 （2）食物链（网）的“加环”，如玉米芯的充分利用。 3.生态工程在设计时要考虑到有利于人和自然两方面，突出低消耗、多效益、可持续的特征。 二、我国生态工程建设的实例 1.治污生态工程 （1）内容：主要涉及固体、液体、有机废物的处理，生态肥料的研制与试用，湖区污染的生态治理，塑料的再生利用。 （2）实例——“人工湿地”生态工程： （1）湿地的重要特点之一是生物多样性丰富，湿地生态系统具有较强的
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
一、传统发酵技术 1.果酒制作： 1）原理：酵母菌的无氧呼吸反应式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量。2）菌种来源：附着在葡萄皮上的野生酵母菌或人工培养的酵母菌。 3）条件：18-25℃，密封，每隔一段时间放气（CO2） 4）检测：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。 2、果醋制作： 1）原理：醋酸菌的有氧呼吸。 O2，糖源充足时，将糖分解成醋酸 O2充足，缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。 C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
2）条件：30-35℃，适时通入无菌空气。 3、腐乳制作： 1）菌种：青霉、酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉（都是真菌）。 2）原理：毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和aa；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 3）条件：15-18℃，保持一定的湿度。 4）菌种来源：空气中的毛霉孢子或优良毛霉菌种直接接种。 5）加盐腌制时要逐层加盐，随层数加高而增加盐量，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。 4、泡菜制作： 1）原理：乳酸菌的无氧呼吸，反应式：C6H12O62C3H6O3+能量 2）制作过程：①将清水与盐按质量比4：1配制成盐水，将盐水煮沸冷却。煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影
响。②将新鲜蔬菜放入盐水中后，盖好坛盖。向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证乳酸菌发酵的无氧环境。 3）亚硝酸盐含量的测定： ①方法：比色法； ②原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。 二、微生物的培养与应用 1、培养基的种类：按物理性质分为固体培养基和液体培养基，按化学成分分为合成培养基和天然培养基，按用途分为选择培养基和鉴别培养基。 2、培养基的成分一般都含有水、碳源、氮源、无机盐P14 3、微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。 4、培养基还需满足微生物对PH、特殊营养物质以及O2的要求。 5、获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。
高中生物生态工程知识点 高中生物生态工程知识点归纳 1. 生态工程的原理(识记) (1)生态工程建设的目的： 遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 (2)生态经济： 通过实行循环经济的原则，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。 实现手段：生态工程。 (3)基本原理： 物质循环再生原理，如无废弃物农业。 物种多样性原理： 提高生态系统的抵抗力稳定性。 协调与平衡原理： 处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量。 整体性原理： 考虑自然系统、经济系统和社会系统的统一。 系统性和工程学原理： 系统的结构决定功能原理：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;
系统整体性原理：实现总体功能大于各部分之和的效果。 2. 生态工程的实例(识记) (1)农村综合发展型生态工程： 解决问题：在农村实现经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。 运用原理：物质循环再生原理;整体性原理;物种多样性原理。 (2)小流域综合治理生态工程： 解决问题：水土流失情况。 运用原理整体性原理、协调与平衡原理等。 (3)大区域生态系统恢复工程： 解决问题：西北地区的土地荒漠化。 运用原理：协调与平衡原理、生物多样性原理等 (4)湿地生态恢复工程： 解决问题：湿地的大面积缩小。 湿地的功能：具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水等。 处理方法：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地得以恢复。 (5)矿区废弃地的生态恢复工程： 解决问题：由于采矿业所造成的重金属污染。 措施：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等。
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
生态工程的基本原理 『课标解读』 1、知识方面 简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 2、情感态度与价值观方面 关注生态工程建设。初步形成物质循环利用、协调与平衡、多样性、局部与整体相统一的观点，树立可持续发展的观念。 3、能力方面 尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。 『网络构建』 生态工程建设目的：遵循自然界的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止，达 到和的同步发展。（少消耗、多效益、）生态经济：主要是通过实行“”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，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。 1）原理：物质能在生态系统中循环往复， 2）原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的 生态工程原理 3）原理：生态系统的生物数量不能超过（环境容纳量）的限度 4）原理：生态系统建设要考虑自然、、的整体影响 5）原理系统的结构决定原理：要通过改善和优化系统结构改善功能 系统整体性原理：系统各组分间要有适当的，使得能量、 物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总 体功能大于各部分的效果，即“1+1>2” 答案： 物质循环环境污染经济效益生态效益可持续循环经济生产原料生态工程物质循环再生分层分级利用物种多样性抵抗力稳定性协调与平衡环境承载力整体性经济社会系统学和工程学功能比例关系之和 『重难点归纳』 一、分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。能量的多级利用和物质的 循环利用：桑叶喂蚕，蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长；甘蔗可榨糖，糖渣喂猪，猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。 二、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什
一、选择题： 1．根据生态因子的稳定性程度可把生态因子分为稳定因子和［］ Ａ．气候因子Ｂ．地形因子Ｃ．外来因子Ｄ．变动因子 2．根据生态因子作用大小与生物数量的相互关系，将生态因子分为密度制约因子和［］Ａ．气候因子Ｂ．地形因子Ｃ．稳定因子Ｄ．非密度制约因子 3．地形因子对生物的作用属于［］Ａ．直接作用Ｂ．间接作用Ｃ．替代作用Ｄ．补偿作用 4．当光强度不足时，ＣＯ 2浓度的适当提高，则使植物光合作用强度不至于降低，这种作用称为［］Ａ．综合作用Ｂ．阶段性作用Ｃ．补偿作用Ｄ．不可替代作用 5．一般来讲，当生物生长旺盛时，其耐性限度会［］Ａ．提高Ｂ．降低Ｃ．不变Ｄ．不确定 6．蒲公英、杨树、柳树等植物光补偿点位置较高，它们属于［］Ａ．阴性植物Ｂ.中性植物Ｃ，阳性植物Ｄ．酸性植物 ７．在海洋的深层浮游植物很难生存的原因是［］ Ａ．光线微弱Ｂ．营养减少Ｃ．没有土壤Ｄ．盐分较大 ８．在太阳光谱中，能被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作用的光是[］ Ａ．蓝、绿光Ｂ．紫外光Ｃ，红、橙光Ｄ．红外光 9．很多鸟类迁徙和开始生殖的时间取决于［］ Ａ．食物的丰缺变化Ｂ．温度的变化Ｃ．日照长短变化Ｄ．降水的变化 10．植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度称为［］ Ａ．光饱和点Ｂ．光补偿点Ｃ．光照点Ｄ．光辐射点
11．有效积温法则公式中，T0为[ ] Ａ．平均温度Ｂ．发育的时间Ｃ．有效积温Ｄ．发育起点温度 12．大多数植物的生长和干物质积累在变温条件下比恒温条件下[ ] Ａ．有利Ｂ．不利Ｃ．一样Ｄ．不确定 13．地中海果蝇的生物学零度是13.5℃，发育所需要的有效积温是250ｄ℃，则其在２６℃条件下生长发育所需时间为[ ]Ａ．３０ｄＢ．５０ｄＣ．４０ｄＤ．２０ｄ 14．下列现象中，不属于旱生植物特征的是[ ] Ａ．通气组织发达Ｂ．叶片呈针状Ｃ．有白色绒毛Ｄ．角质层加厚 15．海洋生活的大多数生物体内的盐量与海水相比是[ ] Ａ．低渗的Ｂ．高渗的Ｃ．不确定Ｄ．等渗的 16.每种植物的生态幅影响该种植物的[ ]。 A 生物量 B 生长速度C分布范围D 发育程度 二、填空题： 1.所有生态因子构成生物的（） 2．按环境的性质，环境可分为自然环境、半自然环境和——。按环境的范围大小划分，可将环境分为宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和——。 3．某生物对某生态因子的耐受范围称为该种生物的——。 4．在对生物起作用的诸多因子中，有一个或两个对生物起决定性作用，该因子称为——。 5．小麦的生物学零度要比咖啡的生物学零度——。 6．适应于弱光地区生活的植物称为——。
高中生物选修一生物技术实践知识点总结 专题一传统发酵技术的应用 课题一果酒和果醋的制作 1、发酵：通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。 2、有氧发酵：醋酸发酵谷氨酸发酵·无氧发酵：酒精发酵乳酸发酵 3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌·酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 分裂生殖孢子生殖 4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。 C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O 5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中, 随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂 9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变 为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2C2H5OH＋4O2→CH3COOH＋6H2O 10、控制发酵条件的作用①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中 断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。 11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋） 12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与 酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2ｍL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色 13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒 精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过 一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污 染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时， 应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气。 疑难解答 （1）你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？ 应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。 （2）你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？ 如：要先冲洗葡萄，再除去枝梗；榨汁机、发酵装置要清洗干净，并进行酒精消毒；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。 （3）制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？ 温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌的繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35℃，因此要将温度控制在30～35℃。