高考生物现代生物技术专题 生态工程解析版.docx

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高考生物现代生物技术专题生态工程解析版

生态工程

一、单选题（本大题共6小题，共24分）

1.某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。

下列分析中错误的是

A.该生态工程的建立实现了能量的多级利用

B.该生态系统中人的作用非常关键

C.该生态系统提高了各营养级间能量的传递效率

D.该生态工程实现了物质的循环利用

【答案】C

【解析】【分析】

本题考查生态系统的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力，考查考生理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力。

【解答】

AD.生态工程建设要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，（少消耗、多效益、可持续）生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，实现物质和能量的多级利用，AD正确；

B.该生态系统的建立，人的作用很关键，B正确；

C.生态工程只能提高能量的利用率，不能提高各营养级间的能量传递效率，C错误。

故选C。

2.国内许多城市多年来一直围绕“一城青山半城湖”理念，实施了一系列生态建设工程，生态效应逐渐显现。

下列有关该生态工程的分析评价不合理的是

A.使物种多样性程度显著提高

B.使生物群落的组成更为复杂

C.使生态系统的类型更为多样

D.其主要目的是提高生物多样性的直接价值

【答案】D

【解析】【分析】

本题考查生物多样性的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

【解答】

生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

生态工程建设使生物多样性程度显著提高，使生物群落的组成更为复杂、使生态系统的类型更为多样，生态工程建设的主要目的是提高生物多样性的间接价值，故ABC正确，D错误。

故选D。

3.下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是

选项

有关实例

相关的生态工程原理

A

无废弃物农业

遵循物质循环再生原理

B

在人工林中增加植被的层次

遵循物种多样性原理

C

无锡太湖水体富营养化引起大面积水华

违反协调与平衡原理

D

前面造林，后面砍林

系统整体性原理

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】【分析】

本题考查生态工程的原理和实例，意在考查考生对生态工程原理的理解能力。

【解答】

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；

B.在人工林中增加植被的层次，使物种数目增加，提高了生态系统的稳定性，这遵循了物种多样性原理，B正确；

C.无锡太湖水体富营养化引起大面积水华是违反了协调与平衡原理，C正确；

D.前面造林，后面砍林是违反了整体性原理，D错误。

故选D。

4.生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。

下图是生物氧化塘内部分成分之间的关系，相关分析不正确的是（）

A.生物氧化塘利用了生态学的物质循环再生原理

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

【答案】D

【解析】【分析】

本题以图形为载体，考查治污生态工程的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断。

据图分析：

A层中有机物被各种微生物分解，产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2，而O2又可被好氧型细菌所利用。

由此可知生物氧化塘利用了物质循环再生和物种多样性等原理，且B层中的藻类和细菌具有种间互助关系。

如果在该塘中引进硝化细菌，则可将产生的多余NH3转变为NO3-，利于污水的净化。

而污水经处理后是否达到排放标准，不仅需要对细菌等微生物数量进行控制，还要对主要污染物进行检测，合格后才能排放。

【解答】

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，A正确；

B.如果在该塘中引进硝化细菌，则可将产生的多余NH3转变为NO3-，利于污水的净化，B正确；

C.A层中有机物被各种微生物分解，产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2，而O2又可被好氧型细菌所利用，因此B层中的藻类和细菌具有种间互助关系，C正确；

D.污水经处理后是否达到排放标准，不仅需要对细菌等微生物数量进行控制，还要对主要污染物进行检测，合格后才能排放，D错误。

故选D。

5.江苏省徐州市多年来围绕“一城青山半城湖”理念，实施了一系列生态建设工程，生态效应逐渐显现。

下列有关该生态工程的分析评价不合理的是

A.其主要目的是提高生物多样性的直接价值

B.使物种多样性程度显著提高

C.使生物群落的组成更为复杂

D.使生态系统的类型更为多样

【答案】A

【解析】【分析】

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

【解答】

生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

A.生态工程建设的主要目的是提高生物多样性的间接价值，A错误；

BCD.生态工程建设使生物多样性程度显著提高，使生物群落的组成更为复杂、使生态系统的类型更为多样，BCD正确。

故选A。

6.下图是某农户家庭种、养系统示意图。

下列有关叙述错误的是

A.设计该生态工程主要运用了生态工程的物质循环再生原理

B.作物是该生态系统的主要成分,是其他生物所需物质和能量的来源

C.该生态工程实现了物质和能量的循环利用,因而提高了经济效益

D.塘泥、粪等为作物的生长提供营养,离不开土壤微生物的分解作用

【答案】C

【解析】【分析】

本题考查生态工程的原理和应用，意在考查考生对生态功能的理解能力。

生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。

它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业。

生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。

建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。

【解答】

A.该图体现了生态工程的物质循环再生原理，A正确；

B.该生态系统的主要成分是作物，B正确；

C.该生态工程实现了物质的循环利用和能量的多级利用，因而提高了经济效益，能量不能循环利用，C错误；

D.塘泥、粪等为作物的生长提供营养，离不开土壤微生物的分解作用，D正确。

故选C。

二、探究题（本大题共6小题，共66分）

7.为治理养殖场粪便污水排放造成的环境污染，某地用芦苇、鱼、藻类植物、浮游动物、微生物等构建人工湿地．回答下列相关问题：

（1）人工湿地中，流入该生态系统的能量有______和______．

（2）人工湿地中设计要注意采取措施增加水体的氧含量，目的是______．

（3）随着人工湿地物种丰富度增加，湿地的沉降、分解等作用加强，使污水得到治理．这种变化属于群落______演替，研究表明适量投放不同食性的鱼类，是人工湿地发挥治理功能的一个重要因素，试从物质循环角度分析其作用______．

【答案】生产者固定的太阳能；污水中有机物的化学能；促进微生物的有氧呼吸，降低水体中有机物含量；次生；该生态系统中，鱼类作为消费者能分解利用上一营养级的有机物，促进生态系统的物质循环

【解析】解：

（1）根据题意可知，“治理养殖场粪便污水排放造成的环境污染”，因此人工湿地中，流入该生态系统的能量有生产者固定的太阳能和污水中有机物的化学能．

（2）人工湿地中设计要注意采取措施增加水体的氧含量，从而促进微生物的有氧呼吸，降低水体中有机物含量．

（3）随着人工湿地物种丰富度增加，湿地的沉降、分解等作用加强，使污水得到治理．这种变化属于群落次生演替，研究表明适量投放不同食性的鱼类，是人工湿地发挥治理功能的一个重要因素，从物质循环角度分析，该生态系统中，鱼类作为消费者能分解利用上一营养级的有机物，促进生态系统的物质循环．

故答案为：

（1）生产者固定的太阳能  污水中有机物的化学能

（2）促进微生物的有氧呼吸，降低水体中有机物含量

（3）次生   该生态系统中，鱼类作为消费者能分解利用上一营养级的有机物，促进生态系统的物质循环

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益．

本题考查了生态系统的有关知识，要求考生识记生态系统的能量流动的起点，掌握群落演替的类型，再结合人工湿地的作用准确答题．

8.I．为探究菖蒲（一种湿地植物）不同种类污水的净化作用，某研究小组进行了以下实验：

（1）实验目的：

（略）

（2）实验材料：

从不同地点采集的生活污水、工业污水、普通池塘水3种水样；菖蒲幼苗若干；茭白幼苗若干：

透明玻璃缸若干个；测定色BOD（即水中有机污染物经微生物分解的需氧量）．的设备．

（3）实验结果如下表所示，从此表中看出，该实验的因变量为______．

探究菖蒲对各类污水净化作用的实验数据记录表

普通池塘水

生活污水

工业污水

BOD值（mg/L）

前测

60

120

160

后测

40

46

50

（4）请将上表数据转化为柱形图来表示．

II．该小组继续利用实验I中提供的材料”开展“茭自和菖蒲幼苗对不同污水净化效果的研究”，请写出实验思路：

①取若干个相同的洁净透明玻璃缸，分组如下：

②______

③______

④______．

【答案】菖蒲的净化作用，具体观察指标为菖蒲处理前后的BOD量的变化．；将相同的洁净透明玻璃缸分A、B两组，各组有三个玻璃缸．在A、B两组玻璃缸中分别放入等量的生活污水、工业污水和普通池塘水，分别测定每个容器中水样的BOD，记录数据．；在A组分别放入等量的长势相似的菖蒲，在B组分别放入等量的长势相似的茭白，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，再分别测定各个容器中水样的：

BOD量，记录数据．；重复上述实验3次（或以上），记录数据求平均值．

【解析】解：

I．（3）实验结果的表格中获悉，该实验的自变量是污水的种类，即生活污水、工业污水和普通池塘水．因变量是菖蒲的净化作用，具体观察指标为菖蒲处理前后的BOD量的变化．

（4）根据表格中的数据，可绘制柱状图为下图．

II．此题的实验目的是“茭白和菖蒲幼苗对不同污水净化效果的研究”，自变量为不同种类的污水和幼苗的种类，对照实验为未污染的普通池塘水；因变量是茭白和菖蒲的净化作用，具体观察指标为茭白和菖蒲处理前后的BOD量的变化．

实验步骤一般包括三步：

取材编号、处理对照和观察记录．

①取材编号：

取若干个相同的洁净透明玻璃缸，分组如下：

分A、B两组，各组有三个玻璃缸．

②处理对照：

在A、B两组玻璃缸中分别放入等量的生活污水、工业污水和普通池塘水，分别测定每个容器中水样的BOD量，记录数据．

在A组分别放入等量的长势相似的菖蒲，在B组分别放入等量的长势相似的茭白，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，再分别测定各个容器中水样的BOD量，记录数据．

③重复上述实验3次（或以上），记录数据求平均值．

故答案为：

I．（3）实验结果如下表所示，从此表中看出，该实验的因变量为菖蒲的净化作用，具体观察指标为菖蒲处理前后的BOD量的变化．

（4）请将上表数据转化为柱形图来表示．

II．②将相同的洁净透明玻璃缸分A、B两组，各组有三个玻璃缸．在A、B两组玻璃缸中分别放入等量的生活污水、工业污水和普通池塘水，分别测定每个容器中水样的BOD，记录数据．

③在A组分别放入等量的长势相似的菖蒲，在B组分别放入等量的长势相似的茭白，在相同且适宜的条件下培养一段时间后，再分别测定各个容器中水样的：

BOD量，记录数据．

④重复上述实验3次（或以上），记录数据求平均值．

实验步骤的书写一般包括三步：

取材编号、处理对照和观察记录．为了减少实验误差，对于测定数值的实验，一般要多次重复，取其平均值．此题的实验目的是“茭白和菖蒲幼苗对不同污水净化效果的研究”，自变量为不同种类的污水和幼苗的种类，对照实验为未污染的普通池塘水；因变量是茭白和菖蒲的净化作用，具体观察指标为茭白和菖蒲处理前后的BOD量的变化．从实验结果分析，BOD表示的“水中有机污染物被微生物分解所需要的氧量”，则BOD越高，则表明污染越严重；用茭白和菖蒲处理后，如果BOD降至正常值，说明茭白和菖蒲有净化作用．在比较茭白和菖蒲对同一种污水处理中，测量前后BOD量的变化情况，如果茭白处理的污水BOD量变化大，说明茭白的净化效果较好；如果菖蒲处理的污水BOD量变化大，说明菖蒲的净化效果较好；如果茭白和菖蒲处理的污水BOD量变化差不多，说明茭白和菖蒲的净化效果差不多．

本题综合考查了实验设计和分析能力，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．

9.草鱼主要以水草为食，鲢鱼主要滤食浮游动植物及草鱼的粪便，鲤鱼主要摄食底栖昆虫等．为了探究高产鱼池中草鱼、鲢鱼的合理结构，科研人员研究了“一草带三鲢”（A方式）和“三草带一鲢”（B方式）两种混养方式，实验结果如表．

混养方式

A方式

B方式

放养密度/尾•ha-1

草鱼

3000

9000

鲢鱼

9000

3000

鲤鱼

900

900

投饲量和追肥量/kg•ha-1

氮肥、磚肥

1.8×103

0

青草料

4.85×104

1.17×105

光能量利用率/%

5.76

10.85

青草料利用率/%

10.13

13.89

水体能见度/cm

20

30

鱼产量/kg•ha-1

7515

11490

（1）鲢鱼、草鱼、鲤鱼生活在不同的水层中，充分利用了养殖水体的空间和______等条件，体现了群落的______结构．

（2）A、B方式中，流经该生殖生态系统的总能量包括______，草鱼同化的能量除用于______外，还用于自身的生长发育和繁殖．

（3）与B方式相比，A方式下需要施用氮肥、磷肥，其目的是______，以满足鲢鱼的食物需求，追肥可能对水体造成的负面影响是______．

（4）草鱼、鲢鱼混养主要应用的生态工程原理是______，与A方式相比，B方式中草鱼、鲢鱼的混养方式更为合理，得出这一结论的依据包括：

______、______等．

【答案】食物（或溶氧等）；垂直；生产者固定的能量和外界输入的能量；呼吸作用；促进浮游植物的生长；水体富营养化；物种多样性原理（物质循环再生原理）；提高了能量利用率，鱼产量高，经济效益好；污染少，水质好

【解析】解：

（1）据题意可知，由于青、草、鲢、鳙分别生活在不同的水层，故混养可充分利用它们在群落结构中的分层现象，使它们之间的竞争减弱，能有效利用各种资源，达到高产的目的．这样可以充分利用养殖水体的食物和空间，体现了群落的垂直结构．

（2）A、B方式中，流经该生殖生态系统的总能量包括生产者固定的能量和外界输入的能量．生物同化的能量中有一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失．

（3）与B方式相比，A方式下施用氮肥、磷肥，含有N、P元素，目的充进水体中的生产者的生长，而A方式下的生产者是浮游植物，因此其目的是促进浮游植物的生长．但是N、P元素过多，会引起水体富营养化．

（4）草鱼、鲢鱼混养主要应用的生态工程原理是物种多样性原理和物质循环再生原理．与A方式相比，B方式混养方式下草鱼、鲢鱼的结构，属于群落的垂直结构，它能提高了能量利用率，鱼产量高，经济效益好；同时，造成的污染少，水质好．

故答案为：

（1）食物（或溶氧等）    垂直

（2）生产者固定的能量和外界输入的能量   呼吸作用

（3）促进浮游植物的生长    水体富营养化

（4）物种多样性原理（物质循环再生原理）    提高了能量利用率，鱼产量高，经济效益好      污染少，水质好

1、群落的空间特征：

群落垂直结构：

在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象（主要受阳光的影响）；

群落水平结构：

由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异．

四大家鱼因捕食对象的不同而分布在池塘的不同水层，出现了垂直分层现象；在混合放养时，由于食物的不同和分层现象，能合理利用水体的资源．

2、生态工程所遵循的基本原理：

（1）物质循环再生原理：

物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；

（2）物种多样性原理：

物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；

（3）协调与平衡原理：

生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度；

（4）整体性原理：

生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响；

（5）系统学和工程学原理：

①系统的结构决定功能原理：

要通过改善和优化系统结构改善功能；②系统整体性原理：

系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1＞2”．

本题考查生态系统的结构和功能等知识，意在考察考生对所学生物学知识的理解能力和综合分析能力．

10.我国南方某地环保部门向遭受严重污染的南湖中引入苦草、黑藻等沉水植物和螺蛳等底栖动物来修复该生态系统．图为该生态系统修复后的部分生物的营养关系，请据图回答问题：

（1）在修复该生态系统时要控制污水流入的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物对______的充分吸收，防止水体富营养化．该生态系统修复后物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是______．

（2）调查野鸭的种群密度常用______法．当螺蛳数量增加时，草鱼和罗非鱼数量也会增多，而螺蛳种群的增长就会受到抑制．这是生物群落内部______的结果．

（3）苦草等沉水植物大量繁殖后，部分浮游植物的生物量下降，大型底栖动物的数量有所增加，这是在______水平上研究的结果．沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面，从而抚育出髙密度的浮游动物群落．浮游动物能够大量捕食浮游藻类，也间接地控制了藻类的数量．这体现出信息传递的作用是能调节生物的______，以维持生态系统的稳定．

（4）该修复工程可将有机污染物充分地分解利用，建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向______．

【答案】无机盐；次生演替；标志重捕；负反馈调节（反馈调节或自我调节）；群落；种间关系；对人类最有益的部分

【解析】解：

（1）分解者分解有机污染物，产生无机盐，利于植物的吸收，使水体由原来的浑水态变为清水态．该生态系统修复后物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是次生演替．

（2）野鸭是活动范围相对比较广泛的动物，所以调查野鸭的种群密度常用标志重捕法．当螺蛳数量增加时，草鱼和罗非鱼数量也会增多，这样，螺蛳种群的增长就会受到抑制．这是生物群落内部负反馈调节的结果，负反馈调节是生态系统稳态的基础．

（3）根据题意这种沉水区植物、动物的数量变化的研究，属于群落水平上研究的结果．沉水植物、浮游动物、浮游藻类之间的关系，体现出信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定

（4）若建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分．

故答案为：

（1）无机盐    次生演替

（2）标志重捕    负反馈调节（反馈调节或自我调节）

（3）群落   种间关系

（4）对人类最有益的部分

分析题图：

图为该生态系统修复后的部分生物的营养关系，其中食物网第一营养级的生物是黑藻、苦草；第二营养级的生物有螺蛳、草鱼、罗非鱼；第三营养级的生物有草鱼、罗非鱼和野鸭；第四营养级的生物是野鸭．沉水植物能大量吸收无机盐，防止水体富营养化．野鸭等动物的种群密度调查方法是标志重捕法．据此答题．

本题结合某生态系统修复后的部分生物的营养关系图解，考查生态系统的结构和功能、群落结构、群落演替等知识，要求考生识记生态系统的营养结构，掌握生态系统的功能；识记群落的空间结构及群落演替的类型，能结合所学的知识准确答题．

11.生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一．下面是两种生态农业模式：

模式l：

鸡-猪-鱼立体养殖模式：

一亩鱼池配6～8头猪，100～120只鸡，鱼池中各种鱼的比例大致为：

花白鲢占20%，草鱼占40%，鲤鱼、鳙鱼占40%，每亩投放鱼苗4500尾．每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干，经初步发酵后混入一定量饲料喂猪，猪粪喂鱼．

模式2：

“四位一体”生态模式：

以太阳能为动力，以沼气为纽带，将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式．

请分析回答有关问题：

（1）在模式1中，必须注意某种鱼的投入数量，不宜超过该鱼在生态系统中的______．鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在垂直结构上具有______的现象．

（2）下图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况，由曲线可知，生物体的生长呈______型曲线，根据图示结果分析，鱼生长速度最快的是在______月左右．

（3）模式2中，光能输入生态系统的途径是______，沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于______（成分）．

（4）建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是______．

【答案】环境容纳量（K值）；分层；S；4-6（或5）；通过生产者的光合作用；分解者；物质循环再生

【解析】解：

（1）根据生态工程的协调与平衡原理，在模式1中投入某种鱼时，其数量不宜超过该鱼在生态系统中的环境容纳量．鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在结构上具有垂直的分层现象，这有利于它们利用不同层次的栖息地和食物．

（2）根据题意和图示分析可知：

生物体的生长呈S型曲线，鱼生长速度最快是在1/2平均尾重（即1/2K值）时，即4-6月左右．

（3）模式2中，光能通过生产者的光合作用输入生态系统．沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于分解者．

（4）建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循了生态工程的物质循环再生原理．

故答案为：

（1）环境容纳量（K值）　分层

（2）S  4-6（或5）

（3）通过生产者的