5．1生态工程的基本原理
5．2生态工程的实例和发展前景
●课标要求
1．关注生态工程的建设。
2．简述生态工程的原理。
3．举例说出生态工程的实例。
●课标解读
1．关注生态工程的建设。
2．简述生态工程的基本原理。
3．结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建设。
4．根据我国实际情况和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西方的特点。
●教学地位
生态工程部分属于现代生物科技的内容之一，与必修3中有关生态系统的功能有紧密联系，在当前我国环境问题突出的背景下，该部分内容可能成为高考的热点问题。
●教法指导
本部分的教学要利用好教材中的资料，结合现实生活中出现的问题，学会分析资料，
从资料中获取有用信息。教学时，教师可先提出相关问题，让学生带着问题去阅读对应的课文或者资料，然后回答提出的问题。
●新课导入建议
环境恶化是当前社会的热点问题，先提出如土地荒漠化、全球气候变暖等学生较为熟悉的环境问题，然后引导学生思考该如何处理，从而引入生态工程的学习。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.关注生态工程的建设。
2.简述生态工程的基本原理。
3.结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建
设。
4.根据我国的国情和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西
方的特点。
1.生态工程的基本原理。(重点)
2.我国生态工程建设的实例分析。(难点)
关注生态工程建设
1.生态工程
(1)涉及的学科知识：包括生态学、工程学、经济学和系统学等。 (2)运用到的技术手段或方法有：系统设计、调控和技术组装。 (3)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。
2．生态经济的概念
(1)遵循的原则：“循环经济”。
(2)特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。
(3)重要手段之一：生态工程。
(4)模式：实现“原料―→产品―→原料―→产品”的无废弃物生产体系。
生态工程所遵循的基本原理
1.物质循环再生原理
(1)含义：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。
(2)实例：“无废弃物农业”。
1．如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
【提示】这个观点是正确的。说明对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用。
2．物种多样性原理
(1)内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。
(2)实例
①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时。
②正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。
3．协调与平衡原理
处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，即某种环境所能养活的生物种群的最大数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。
4．整体性原理
(1)含义：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(2)实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等问题。
5．系统学和工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理
①含义：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。
②实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。
(2)系统整体性原理：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”。
生态工程的实例
1.农村综合 发展型生
态工程???问题：农村中物质的多级循环利用问题
对策：建设农村综合发展型生态工程
案例：北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程
2．小流域综合治
理生态工程???问题：小流域水土流失问题
对策：进行综合治理案例：甘肃陇南县“九子登科”的治理模式
3．大区域生态系
统恢复工程???问题：我国土地荒漠化问题
对策：植树造林、退耕还林还草等案例：退耕还草还林和三北防护林建设
4．湿地生态
恢复工程???问题：湿地的缩小和破坏的问题
对策：控制污染、退田还湖等案例：江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
5．矿区废弃 地的生态
恢复工程???问题：矿区生态环境的破坏问题
对策：修复土地、恢复植被等案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
6．城市环境
生态工程?????问题：城市生态系统面临的垃圾、大气、
噪音等污染问题
对策：城市绿化、污水净化和废弃物处理 等综合治理案例：张家港、大连、厦门等环境保护模范城市
2．矿区废弃地的生态恢复工程中为什么不适宜种植农作物？ 【提示】 矿区土壤条件恶劣。
生态工程发展的前景
1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示
(1)设计目的：制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。
(2)失败原因：温度失调；“大气和海洋”比例与地球相差甚远，导致空气中CO 2的含量猛增；O 2量减少，不足以维持人及动物的生存。
(3)启示：使人们认识到与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。
2．对我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)我国生态工程建设的特点：重视对生态环境的保护，注重与经济、社会效益的结合。
(2)我国生态工程存在的问题
①难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。
②设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。
1．在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。(√)
2．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、协调与平衡原理和整体性原理等。(√)
3．有了生态工程，我们就可以先污染、破坏，后治理。(×)
【提示】生态恢复力有限，我们不可以先污染破坏后治理。
4．退田还湖属于大区域生态系统恢复工程。(×)
【提示】属于湿地生态恢复工程。
生态工程所遵循的原理
【问题导思】
①生态工程的基本原理有哪些？
②举例说明生态工程的基本原理？
理论基础内容举例
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
“无废弃物”
农业
物种多样性原理生态系统的抵抗力稳
定性
物种多，营养关系复
杂的生态系统具有较
高的抵抗力稳定性，
生物多样性程度高，
可以为各类生物提供
多种机会和条件。营
养关系越复杂，有限
资源下就可以容纳更
多的生物量
三北防护林
建设中的问题；珊瑚礁区生态系统的多样性
协调与平衡原理生物与环境的协调与
平衡
指生物与环境平衡，
需要考虑环境承载
力，即环境所能养活
的生物种群的最大数
量
太湖的富营
养化问题；东北一些地区的防护林
问题
整体性原理社会、自然、经济复
合系统
生态工程的建设，既
要考虑自然生态系统
的规律，还要考虑社
林业建设中
会和经济等系统的影
响力
自然生态系 统与社会、 经济系统的 关系问题 系统学和工程学原理
①系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式
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 桑基鱼塘
②系统整体性原理：整体大于部分
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
珊瑚礁区的藻类和珊
瑚虫的关系
在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产
业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析图回答问题：
(1)该生态工程所遵循的基本原理____________________________(至少写2种)。
(2)该生态系统的能量流动从________________开始，图中属于消费者的生物有________________________________________________________________________。
(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是__________________________。
【审题导析】对于新农村建设中的生态工程分析如下：
【精讲精析】本题考查生态工程的原理及农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。
【答案】(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
(2)桑等生产者固定的太阳能蚕、禽、畜
(3)粪便等“废弃物”被及时利用
生态工程的实例
【问题导思】
①生态工程分哪几类？
②不同生态工程各自解决哪些问题？
实例问题原理对策案例农村综合
发展型生
态工程地少人
多，资
源有限物质循环再生原
理、整体性原理、
建立综合发展型
生态工程
窦店村以沼气为
中心的生态工程
物种多样性原理小流域综
合治理生
态工程小流域
的水土
流失整体性原理、协
调与平衡原理、
因地制宜的原理
运用多种原理，
应用多种措施综
合治理
甘肃陇南县“九
子登科”治理模
式
大区域生
态系统恢
复工程土地荒漠化
湿地生态
恢复工程湿地的缩小和
破坏
协调与平衡原理、整体性原理
退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工
程
控制污染、退田
还湖江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
矿区废弃
地的生态
恢复工程矿区生态环境
的破坏
系统学和工程学
原理 恢复土地、恢复
植被 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
城市环境 生态工程
环境
污染 协调与平衡原
理、整体性原理
等
城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等
污水及垃圾处理、城市绿化
1．在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。
2．生态工程恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏、后治理。
农村综合发展型生态工程的优点包括( )
①物质和能量的多级利用 ②物质循环再生 ③废物资源化 ④生物相互依存，体现了整体性 ⑤做到了生态、经济和社会效益三结合
A ．①②③④
B ．②③④⑤
C ．①②④⑤
D ．①②③④⑤
【审题导析】 农村综合发展型生态工程的设计目的是实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多地产出，取得经济、社会和生态三效益的全面提高。
【精讲精析】 农村综合发展型生态工程是在怎样实现物质的多级循环利用，用有限资源，取得经济、社会、生态效益全面提高的背景下提出和发展出的生态工程，典型代表是北京郊区窦店村的以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的综合利用，物质循环再生实现了废物的资源化，各种生物资源相互依存，把生态效益、经济效益和社会效益紧密地结合为一个整体。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
生态
工程Ｋ?????????
????
??原理—???????
――→从物质循环角度
物质循环再生――→从物种数量角度
物种的多样性―
―→从生物与环境关系协调与平衡――→从经济、社会自然关系整体性――→系统学和工程学???→系统的结构决定功能
→系统的整体性工程实例—????????――→解决人多地少问题农村综合发展型生态工程――→解决小流域水土流失问题小流域综合治理生态工程
――→解决土地
荒漠化问题
大区域生态系统恢复工程
――→解决湿地的缩小和破坏问题
湿地生态恢复工程――→解决矿区环境
的破坏问题
矿区废弃地的生态恢复工程――→解决城市
污染问题
城市环境生态工程 结 论 语 句
1．生态经济的实质是能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。
2．环境承载力又称环境容纳量，指某种环境所能养活的生物种群的最大数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。
3．生态农业是一个农业生态经济复合系统，是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业。
4．我国生态工程的特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合。
1．物种多样性原理是生态工程遵循的原理之一，其理论基础是()
A．物质循环
B．生态系统的稳定性
C．1＋1>2
D．生物与环境的协调
【解析】生态系统的物种多样性程度越高，生态系统的抵抗力稳定性越高。
【答案】 B
2．(2013·广州高二检测)下列关于生态工程的叙述，不正确的是()
A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的问题时，生态工程应运而生
B．生态工程能够减少环境污染
C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品
D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
【解析】A项为生态工程产生的前提条件。B项为生态工程的意义。D项为生态工程的原理。C项错误，不是牺牲而应是保护生态环境。
【答案】 C
3．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
【解析】由图可知，该图突出了“无废弃物农业”，实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程的物质循环再生原理。
【答案】 C
4．“生物圈2号”实验失败的直接原因主要是()
①温度失调②CO2含量增高
③O2含量减少④生物群落不全
A．①②B．②③
C．①②③D．①②③④
【解析】审题时注意题目所说的是“直接原因”。“生物圈2号”实验失败的直接原因有温度失调、大气和海洋比例失调、CO2含量猛增、O2含量减少、多种动物灭绝等。
【答案】 C
5．下图为矿区生态恢复工程流程图，请据图回答问题。
(1)该恢复工程中，①、②分别指________________________措施。
(2)恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？________________________________________________________________________。
(3)该生态工程所遵循的主要原理是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。
【解析】该矿区恢复工程体现了整体性原理、协调与平衡原理。首先因土壤水肥状况差，压实土地，制造表土，其次选择种植适合生长的树、草，进而在生态效益的基
础上，协调发展经济效益和社会效益。
【答案】(1)机械方法平整压实土地、人工制造表土
(2)矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长
(3)整体性原理、协调与平衡原理
一、选择题
1．(2012·聊城高二期末)“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
【解析】系统学与工程学原理的意义：改善和优化系统的结构以改善功能、保持系统很高的生产力；物种多样性原理的意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力；协调与平衡原理的意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏；整体性原理的意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定；“三北工程”中考虑到树种的生态适应性问题是“避免系统的失衡和破坏”，考虑到树种多样性问题是为了“提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力”，故只有B才对应正确。
【答案】 B
2．关于湿地生态系统的描述不正确的是()
A．是生物多样性最丰富的生态系统之一
B．具有非常强的净化能力
C．对湿地要加以保护，禁止开发利用
D．有控制洪水、调节气候的功能
【解析】对湿地进行合理地开发和利用，并不是禁止开发利用。
【答案】 C
3．珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力，其原理是()
A．系统结构决定功能原理
B．物种多样性原理
C．系统整体性原理
D．协调与平衡原理
【解析】物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。
【答案】 B
4．(2013·汕头高二检测)下列关于生态工程的叙述，不正确的是()
A．生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统
B．“退耕还林”、“退耕还草”属于生态工程的内容
C．生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则
D．实施生态工程的目的是环境保护
【解析】生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统，其目的不单纯是环境保护，而是要实现社会、经济、自然的协调发展，共同进步。
【答案】 D
5．建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括()
A．实现物质的分层次多级利用
B．实现能量的循环，使废物资源化
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．减轻污染，提高抵抗力稳定性
【解析】物质可以循环，而能量是单向流动的，生态农业的设计实现了能量的多级利用。
【答案】 B
6．生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是()
A．循环经济和生态工程
B．整体性原则和生态工程
C．循环经济和工程学手段
D．无污染原则和生态工程
【解析】生态经济主要通过生态工程实现了物质和能量的多级利用。
【答案】 A
7．某城市的一块荒地在城市发展过程中被改造成另一个相对稳定的生态系统，改造前后的一些变化见下表。据此作出的相关判断中错误的是()
植物种类植被覆盖率群落中的植物优势种
改造前20种10% 狗尾草、艾蒿、蒲公英
改造后30种25% 菖蒲、芦苇、睡莲
A.改造增加了该区域的湿地面积
B．改造后该区域的植物多样性增加
C．改造后该区域的小气候得到改善
D．改造的主要目的是为人们提供丰富的生产和生活物质
【解析】从表中看出，改造后的生态系统水生植物较多，应是增加了湿地面积，从而使植物多样性增加，气候条件得到改善，其目的并不是为了提供生产、生活物质。
【答案】 D
8．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】矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复，农作物更难以生长，大力发展农田其收效难以保证。
【答案】 D
9．下列哪项生态系统对于蓄洪防旱、自然净化污水具有非常重要的作用() A．小流域综合治理生态工程
B．湿地生态系统
C．草原生态系统
D．森林生态系统
【解析】湿地被誉为地球的肾脏，具有蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、自然净化污水等功能，其他生态系统在本题所叙述的两方面作用较小。
【答案】 B
10．生态农业比一般农业()
A．投入多，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
C．投入一样，产出相当，污染少，可持续发展能力强
D．投入和产出都较少，污染相同，可持续发展能力强
【解析】在生态农业中，实现了废弃物资源化，利用了物质循环再生原理，因此投入少，污染少，同时产出多，可持续发展能力强。
【答案】 B
二、非选择题
11．广东湿地资源丰富，湿地类型多，面积大，分布广，密度高。近数十年来，由于对湿地的盲目开垦和不合理利用，对湿地生物资源过度开发等原因，不少湿地已遭受到严重的破坏。湿地具有重要的生态、经济、社会功能，有“地球之肾”之称，必须采取切实措施保护和合理利用湿地资源。
(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有________、______________、控制土壤侵蚀、____________，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。
(2)为了恢复遭受到严重破坏的湿地，应采用________________________________________________________________________ 和________相结合的方法，还应建立________，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠________等机制恢复其生态功能。
(3)在红树林等湿地生态系统中，碳元素主要通过________过程被固定在有机物中，并沿着________进行传递。
(4)与自然的湿地(如红树林、湖泊)相比，稻田的________稳定性较高。
【解析】(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地等功能。(2)湿地生态恢复工程采用了工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复，还应建立缓冲带，使其依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(3)生态系统中碳元素以CO2的形式
主要通过光合作用进入生物群落，沿食物链进行传递。(4)由于稻田生态系统物种比较单一，其抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性较高。
【答案】(1)蓄洪防旱调节区域气候自然净化污水
(2)工程生物措施缓冲带自然演替
(3)光合作用食物链
(4)恢复力
12．(2013·兰州高二质检)根据以下材料完成问题。
根据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地已经荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等活动。
(1)从生态因素分析，若要改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是________。
(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态工程原理是________________，其目的是提高生态系统的__________________。
(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关键是保护森林。近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要来自黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在________等方面起重要作用；另外，我国在西北植树造林方面依据生态工程的________原理，要注意树种不要过于单一。
【解析】本题考查了非生物因素——水的作用，联系西北地区特定的地理条件可以得出。还考查了生态工程建设中物种多样性原理的应用，“退耕还林(还草)”提高了物种多样性，同时植被具有的防风固沙、保持水土、涵养水源等生态功能也随之体现，改善了西北气候，进而形成良性循环。
【答案】(1)水
(2)物种多样性原理自我调节能力
(3)防风固沙物种多样性
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
高中生物选修三专题一试 题 篇一：高中生物选修三专题一基因工程知识点 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·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: 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
专题二微生物的培养与应用 课题一微生物的实验室培养 ·培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养的物质基础。 ·培养基按照物理性质可分为液体培养基半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂（是从红藻中提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂）后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。 ·按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。 ·按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。 ·培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。 ·碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。 ·氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。 ·培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件 ·无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面： ①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。 ②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。 ③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。 ④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
专题5 生态工程 5．1 生态工程的基本原理 理一理 判一判 1.实现循环经济的基本原理是物质循环再生原理。(√) 2．在建设高新农业时，沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。(√)
3．某湖中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是物种多样性原理。(×) 4．与石油农业相比，“无废弃物农业”最大的优点是遵循了物质循环再生的原理。(√) 5．整体性原理是考虑自然系统的规律，所有的人类活动必须完全以生态系统为核心。(×) 6．系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系。(√) 7．以单一种群获得经济效益的最大化违背生态工程中物种多样性原理。(√) 8．我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理。(√) 悟一悟 1.判断生态工程原理的方法 (1)如果强调充分利用废弃物，则为物质循环再生原理。 (2)如果强调生态系统稳定性，则为物种多样性原理。 (3)如果强调各成分之间关系，则为协调与平衡原理。 (4)如果强调社会、经济和自然协调统一，则为整体性原理。 (5)如果强调整体的功能大于部分之和的效果，则为系统整体性原理。 以上所述只是一般规律，如果遇到特殊情况，还要具体分析，一个生态工程也可能涉及多个原理。 2．整体性原理≠系统整体性原理 (1)整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题，如图所示：
(2)系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一，强调整体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”，目的是保持系统有很高的生产力，互利共生的生物能体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌等。系统整体性是指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、物质和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。 感悟体会： 练一练 1.[2019·黑龙江双鸭山一中高二期中]下列不属于生态工程建设目的的是( ) A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B．防止环境污染 C．单纯追求粮食产量 D．促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析：生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环规律，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，提高生态系统的生产力，促进人类社会和自然环境的和谐发展，根据分析可知，A、B、D都是生态工程建设
人教版高中生物选修三知识点总结(详细)
选修3 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。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （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：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)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)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）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。 （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,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、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.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）
高中生物选修3基础知识复习提纲(最新详细) 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T4噬菌体，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：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。（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： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。 2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－ 抗体杂交。 4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质） 转录翻译 专题2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性 全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞 2.植物组织培养技术 （1）过程：离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体 （2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
专题五生态工程 考查人工建立新的生态系统 例1请仔细读图，然后指出该生态农业的优点： （1）生态农业设计的基本原理是①，②。（2）生态农业的优越性表现在。（3）在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量最多相当于摩尔的葡萄糖。 答案（1）①生态系统中能量多级利用和物质循环再生②环境与经济协调发展 （2）各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用（3）50 2 对生态工程的实例分析 例2 下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答： （1）该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理？ 。（2）这一生态系统的结构和功能有哪些特点？
。（3）蓝绿萍的代谢类型是，在生态系统中的地位是。 答案（1）物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 （2）以沼气工程为核心，农林牧副渔业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展，降低了环境污染，促进了农村的可持续发展 （3）自养需氧型生产者 1.珠江三角洲的农民充分利用自然资源，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘，请据图回答： （1）这种人工生态系统最基本的生物因素是。要使它长期稳定发展，除了有稳定的来源，各类生物要。 （2）建立这一生态系统的目的是使生产者的能量；其能量利用率高的原因是其在营养结构上具有的特点。 （3）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过的作用又被桑基、蔗基所利用。蚕粪中的氨经过 作用，形成被植物吸收。 （4）概括地说，该生态系统功能的维持取决于它的 。答案（1）生产者和分解者能量保持相对稳定 （2）尽量多的流向对人类最有益的部分食物链短 （3）分解者硝化细菌的化能合成亚硝酸盐和硝酸盐 （4）生产者、消费者和分解者之间的能量流动和物质循环在较长时间内保持相对的稳定性 2.如图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题： （1）“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的效应。 （2）图中属于生产者的是；消费者是；分解者是。
选修三 专题5 5.1 生态工程的基本原理 一、学习目标 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。 二、教学建议 1.课时数：本节教学建议用2课时。 2.课时侧重点： 生态工程的基本原理。 3.教学策略 新课的引入可采取三种方法。一种方法是：充分地利用题图进行课堂讨论，思考这个电脑合成作品的寓意。认真阅读引言，分析“地球需要我们细心的呵护”的含义，从而引出主题。另一种方法是：教师利用自己收集的资料或课本中提供的信息，如利用第二节的“思考与探究”第1题的资料分析内容，讨论如何使受损环境修复，从而引出生态工程这一主题。第三种方法是：让学生说出当地生态环境中存在的问题，并提出解决这些问题的方法，再进一步引出生态工程的概念。 《科技探索之路──生态工程的兴起》，从人们的认识发展变化的角度写出了在可持续发展背景下提出的生态工程的含义。建议布置学生课外阅读，并搜集有关可持续发展观提出的背景资料，布置展板，进行学习交流。在课堂教学时，教师可利用查阅的资料，从可持续发展提出的背景入手，组织学生讨论教材中的漫画。还可以模拟历史上的关于“增长极限”的讨论，在课堂上举行小型辩论会。让学生自己归纳出为什么提出可持续发展和生态工程。可持续发展的最初定义来自《我们共同的未来》一书，中文翻译可能有些拗口，学生可以和原文对比学习，理解这一定义。此外，教师应该给学生推荐一些课外参考书。 《关注生态工程的建设》的教学，建议从资料分析中总结出建设生态工程的意义。可以用教材提供的两则资料分析讨论问题。一则是1998年长江发生的特大洪水灾害问题，首先，通过分析图“被洪水淹没的大地”，让学生感受环境问题的紧迫性，再通过搜集长江沿岸湖泊面积减少的资料和有关长江成为悬河的资料（最好是图片），引入对问题的分析讨论。课前（或课后）可布置学生搜集资料，了解最近几年来，我国采取了哪些治理措施防治洪灾，从而提出生态工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径。另一则是分析目前我国农业上存在的一些环境污染的问题，对这一问题，可采取与上述同样的方法进行教学。通过对这两则资料的分析、讨论，让学生理解进行生态工程建设的必要性，理解通过生态工程实现“生态经济”和“循环经济”这一思路。另一种教学方式是教师或学生可搜集本地区的资料，从本地区发生的事件或其他热点实例入手，认识进行生态工程建设的必要性。 这部分教材着力阐述了可持续发展的实践中必须推行“生态经济”和“循环经济”这一思想，但没有给这两个词一个严格的定义，主要是因为学生从媒体中可以接触到这些词，从字面上也能够理解其含义。L.R.布朗的一段话，寓意深刻，希望教师能阅读一些有关的参考书，与学生共同交流对这段话的理解和认识。 生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。由于前四个原理的理论基础是必修模块中学习过的内容，建议在教学时，用案例引出对原理的学习，再利用原理分析讨论对案例问题的解决。例如，从植树造林中出现的不注意多样性的问题，引出对物种多样性原理的学习，在此基础上再阅读珊瑚礁生态系统的多样性特点，以此为鉴，鼓励学生为当地植树造林设计生态工程。物质循环再生原理引用的实例是我国古代“无废弃物农业”，
选修3 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。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （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：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)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)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）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。 （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,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、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.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用） 3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用） （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （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：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链；（高温解旋） 第二步：复性，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：延伸，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(2n)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。
选修3《现代生物科技专题》知识点总结 1.1 DNA重组技术的基本工具 1、基因工程的概念 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种 2、基因拼接的理论基础： （1）大多数生物的遗传物质是DNA （2）DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 （3）双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 3、外源基因在受体内表达的理论基础： （1）基因是控制生物性状的独立遗传单位。 （2）遗传信息的传递都遵循中心法则。 （3）生物界共用一套遗传密码。 （一）基因工程的基本工具 1?“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是原核生物 （2）功能：能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，有特定的切割位点（专一性）。 （3）作用部位：磷酸二酯键 （3）结果：形成两种末端：黏性末端和平末端。 注意：用同种限制酶分别切割目的基因和载体，从而形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 2?“分子缝合针” 一一DNA连接酶 ①作用：恢复磷酸二酯键。 ②种类：E?coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端；
T4DNA连接酶：来源于噬菌体，连接黏性末端和平末端。 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。 ④对受体细胞无害 (2)常用的载体：细菌的质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒(天然质粒不能直接使用) 1.2 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. 方法：①从基因文库中获取目的基因 (方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性。) ②利用PCR技术扩增目的基因(适用于已知目的基因的一段核苷酸序列) ③通过化学方法人工合成(适用于目的基因较小，或已知目的基因核苷酸序列) 3. 基因组文库与cDNA文库的区别 4. PCR技术扩增目的基因 (1)PCR的含义：全称多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 (2)目的：快速获取大量的目的基因 (3)原理：DNA M制 (4)使用的前提：已知目的基因的一段核苷酸序列 (5)条件：模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 (6)过程：第一步：变性，加热至90?95C DNA解链为单链，断裂氢键； 第二步：退火，冷却到55?60C,引物与两条单链DNA结合，形成局部双链DNA
镇巴中学2008—2009学年度第二学期第一次月考 高二生物试卷 （选修三专题一和专题二两部分，考试时间：90分钟） 一．选择题：（每小题只有一个选项最符合题意。请将正确答案的代号填入卷后的答题卡内。共40题。1.5×40=60分。） 1．下列关于基因工程的叙述，正确的是：（） A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体 C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体2．与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是：（） A．反转录酶 B．DNA连接酶 C．RNA聚合酶 D．解旋酶 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC 专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键4．除下列哪一项外，转基因工程的运载体必须具备的条件是：（） A．能在宿主细胞中复制并保存 B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．具有标记基因，便于进行筛选 D．是环状形态的DNA分子 5．下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是：（） A．染色体只存在于真核生物细胞中，质粒只存在于原核生物细胞中 B．在基因工程中染色体和质粒均可以作为运载体 C．染色体和质粒均与生物的遗传有关 D．染色体和质粒的化学本质相同 6．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 7．如果科学家通过转基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。那么，她后来所生的儿子中：（） A．全部正常 B．一半正常 C．全部有病 D．不能确定
专题1 基因工程． 基因拼接的理论基础 (1)大多数生物的遗传物质是DNA。 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构．外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。 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、独立于细菌拟核之外，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和某些具有调控作用的因子。 2.原核基因采取直接分离（从基因文库中获取）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。 （3）条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶） 第二步：基因表达载体的构建（基因工程中的最关键步骤） 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。
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
专题二微生物的培养与应用课题一微生物的实验室培养
四、制作牛肉膏蛋白胨固体培养基 （1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。（2）倒平板操作的步骤：
2.涂布平板操作的讨论 课题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
二、统计菌落数目 （1）直接计数法：常用显微镜直接技术法，一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。 （2）间接计数法：常用稀释平板计数法，平板培养基上长出一个菌落就代表原待测样品中一个微生物个体。 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统 计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，因此， 统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。 采用此方法的注意事项：1.一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数 三、设置对照 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照试验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。 四、实验设计 实验设计包括实验方案，所需仪器、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑 四、疑难解答 （1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？ 每克样品中的菌落数=（C/V）*M 其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（ml），M代表稀释倍数 注：统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均 值
选修3《现代生物科技专题》知识点总结 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 E·coli DNA连接酶和TDNA连接酶（DNA连接酶）的比较： (1)两种4-①相同点：都缝合磷酸二酯键。 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；②区别：而TDNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。4(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。
专题2细胞工程单元检测 一、选择题 1.下图为植物组织培养得基本过程,则制作人工种子,及生产治疗烫伤、割伤得药物——紫草素,应分别选用编号就是得 ( ) A.④② B．③② C.③④ D.④③ ２．某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程得有关内容， ?A 3.试管婴儿、试管苗、克隆羊三者均属于生物工程技术得杰出成果，下面对其 生物学原理及技术得叙述正确得就是() ?A.都属于无性生殖，能保持母本性状B．都就是细胞工程得技术范围 ?Ｃ.都充分体现了体细胞得全能性 D.都不会发生基因重组与变异 4.两个亲本得基因型分别为AＡｂb与ａaBB,这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb得新品种,最简捷得方法就是?( ） A.单倍体育种B．杂交育种Ｃ.人工诱变育种 D.细胞工程育种5．下列关于细胞工程得叙述中，错误得就是（） A、植物细胞融合必须先制备原生质体 B、试管婴儿技术包括人工授精与胚胎移植两方面 C、经细胞核移植培育出得新个体只具有一个亲本得遗传性状 D、用于培养得植物器官或组织属于外植体 6.下面关于植物细胞工程得叙述,正确得就是 () ?A、叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态得薄壁细胞 B.叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C、融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D.叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 7.关于单克隆抗体得不正确叙述就是( ）?A、化学性质单一 B.用有性繁殖获得 C．特异性强 D.可用于治病、防病 ８．下列关于细胞工程得有关叙述,不正确得就是( ） ?A.利用花药离体培养得到单倍体植株,从紫草得愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术,而利
选修 3 易考知识点背诵 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T4噬菌体，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：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
专题检测卷(五) (时间：90分钟分数：100分) 一、选择题(本题包括25小题，每小题2分，共50分) 1．某一农民承包了一鱼塘，他应怎样合理利用池塘生态系统() A．禁渔三年B．捕捞要彻底 C．适量捕捞成鱼D．饲养单一品种 答案C 2．协调与平衡原理主要是指() A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B．系统各组分之间要有适当的比例关系 C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D．物质循环和能量流动协调统一 答案A 解析协调与平衡原理就是考虑好环境承载力，处理好生物与环境的协调与平衡。 3．“1＋1＞2”反映的是生态工程基本原理中的() A．物种多样性原理B．整体性原理 C．协调与平衡原理D．系统学和工程学原理 答案D 解析系统整体性原理是系统学与工程学原理的分支，并不是整体性原理，故不能选B。4．埃及的阿斯旺大坝建成后，尽管改善了电力和灌溉条件，取得了明显的经济效益，但巨大的水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80%～100%，尼罗河下游农田失去了肥源等。这说明该工程() A．经济效益和生态效益良好 B．在一定程度上破坏了生态平衡 C．维持了原来的生态平衡 D．使生态系统的结构变得复杂 答案B 5．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工程学的结合 B．生态工程追求经济与生态效益的双赢 C．生态工程是无消耗、多效益的工程
D．应用物种共生和物质循环再生的原理 答案C 解析生态工程实现了物质和能量的多级利用，但并不是无消耗。生态工程追求的是经济和生态效益的双赢。 6．下列农业模式中不遵循生态经济发展原理的是() A．石油农业B．精确农业 C．无废弃物农业D．四位一体农业 答案A 7．农村地区常出现“三料”的缺乏，下列不属于“三料”的是() A．饲料B．燃料C．石料D．肥料 答案A 8．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 答案A 解析我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，主要应用了生态工程的系统学和工程学原理，即把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，大大提高了系统生产力。 9．无废弃物农业与石油农业相比，其主要优点是() A．生产效率高，产品种类多 B．物质循环利用，对环境的破坏性很小 C．以石油、煤原料为动力，生产效率高 D．生物多样性程度高，环境承载力不大 答案B 解析无废弃物农业与石油农业相比，主要优点是实现了能量多级利用与物质循环再生、废物资源化，减少了对环境的破坏。 10．人类设计生态工程的根本目标是() A．在促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展 B．在促进自然界良性循环的前提下，防止环境污染，提高经济效益 C．防止环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展