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1、第38讲 生物技术的安全性和伦理问题、生态工程【课下作业】1(2018洛阳模拟)下面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
2、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，可供蔬菜进行光合作用，提高蔬菜
3、产量。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CO2可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强系统整体性2(2018开封调研)下图为我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。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
4、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_、_。解析：粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量。即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统自我调节能力较强。答案：(1)生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量一(2)分解者(或微生物)
5、的分解(3)多级(或充分)利用较强(4)物质循环再生原理物种多样性原理3(2018广州六校联考)为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题：(1)试管牛的培育属于_(“有性繁殖”或“无性繁殖”)；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、_等；克隆牛的培育依据的原理是_。(2)促使B牛多排卵的激素一般是_。对B牛和D牛要进行_处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是_。(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将_和乳腺蛋白基因的_、_等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是_)，再通过_法导入牛的_
6、中。解析：(1)试管牛的培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等；克隆牛的培育依据的原理是动物细胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素处理供体母牛，促使其超数排卵；胚胎移植时，要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶)，再通过显微注射法导入牛的受精卵中。答案：(1)有性繁殖胚胎移植动物细胞核具有全能性
7、(2)促性腺激素同期发情(3)在透明带和卵细胞膜间有两个极体(4)生长激素基因启动子终止子限制酶和DNA连接酶显微注射受精卵4(2018黄山模拟)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。如图为科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的技术流程图，据图回答有关问题：(1)步骤中，在核移植之前应该采集卵母细胞，采用的主要方法是用_处理，使其排出更多的卵子，然后从_中冲取。(2)步骤中，重组细胞培养到囊胚期时，可从其_中分离出ES细胞，该细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上具有发育的_。(3)步骤中，将含有Rag2基因的表达载体导入ES细胞，常采用_
8、法。为检测Rag2基因是否表达出相应的蛋白质，通常采用_的方法。(4)转基因和细胞核移植(克隆)等生物技术存在安全性和伦理问题，如科学家赋予转基因生物某些特殊性状，它们有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存，这属于转基因生物的_(填“食品安全”“生物安全”或“环境安全”)问题；我国政府对待克隆人的态度是_，不反对治疗性克隆。解析：(1)采集卵母细胞时，给小鼠注射促性腺激素促使其超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子。(2)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。步骤中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其内细胞团中分离出ES细胞；ES细胞在功能上具有发
9、育的全能性。(3)常采用显微注射法将目的基因导入动物细胞；检测目的基因是否表达产生相应的蛋白质，应该采用抗原抗体杂交法。(4)转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存，这属于转基因生物的生物安全问题；我国政府对待克隆人的态度是禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。答案：(1)促性腺激素输卵管(2)内细胞团全能性(3)显微注射抗原抗体杂交(4)生物安全禁止生殖性克隆5(2018随州模拟)某城市在建设过程中，更加注重生态文明的建设，如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。下面是利用人工湿地
10、净化生活污水的原理简图。请据图回答问题：(1)输入人工湿地的能量为_。(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有_结构。该人工湿地的建立体现了生态工程的基本原理有_等。(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是_。(4)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_。(5)用恰当的箭头和文字完成该人工湿地的碳循环图解。解析：输入人工湿地的能量有各种植物通过光合作用固定的太阳能和生活污水中有机物中的化学能。不同的生物生活在不同的层次，这体现了群落的垂直结构。人工湿地中的细菌、真菌分解污水中的有机物提供大量的氮、磷，被人工湿地中的芦苇、藻类等植物吸收，使其生长迅速。湿地中的细菌、真菌多数为需氧型微生物，为提高其分解效率，可向水体中通入一定量的空气。答案：(1)光能和污水中有机物中的化学能(2)垂直物质循环再生原理、协调与平衡原理(3)细菌、真菌等微生物分解污水中的有机物为植物生长提供了充足的氮、磷等矿质养料和光合作用所需的CO2(4)向水体中适当通入空气(5)见下图：
