高中生物生态工程的基本原理试题及高中生物-生物学史知识总结

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__________________、__________________。答案1．选C生态工程是生态学与系统工程学相结合，追求经济与生态的双赢，促进人类社会和自然环境的和谐发展。但生态工程是低消耗、多效益的工程。2．选A桑基鱼塘模式，就是把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个高效生态系统，大大提高了系统的生产力，该模式的建立主要遵循了系统学和工程学原理。3．选C要实现人与自然的和谐发展，就应该发展生态农业，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。开垦湿地，易导致生态系统遭破坏。4．选C协调与平衡原理的主要含义是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；物质循环再生原理的主要含义是物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；物种多样性原理的主要含义是物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；整体性原理的主要含义是生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。题中观点遵循的主要原理是物种多样性原理。5．选C在农业生态系统中，要合理利用资源，实现物质的多级利用，使能量最大限度地流向人类或人类所需的产品。食物链过长，能量在食物链中流动时逐级消耗，人类所获得的能量太少。6．选DA是集中式，B、C是环式，D是分布式。分布式的可靠性比集中式和环式要高，即分布式能更好地体现通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。7．解析：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的物质循环再生原理、物种多样性原理及系统学和工程学原理。(2)①沼气池里的物质循环过程：农作物的秸秆进入沼气池，在沼气池中微生物的作用下将秸秆中的有机物分解成沼气和无机物，沼气池里的沼液可以浇灌农田，其中的无机物可以被农作物吸收。②如果将“无机物—农田”这一环节去掉，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。(4)生态农业建设中，不是食物链越长、营养级越多越好，因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。答案：(1)物质循环再生原理物种多样性原理整体性(2)①如右图所示：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)不正确。因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，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8．解析：(1)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。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)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)的分解(3)多级(或充分)利用较强(4)物质循环再生原理生物多样性原理高中生物学史总结（涵盖必修一至必修三书上出现的所有生物学史内容，包括正文和资料分析。）细胞学说：维萨里比利时揭示了人体在器官水平的结构。比夏法国指出器官低一层次的结构－组织。虎克英国通过显微镜观察植物的木栓组织，细胞的发现者、命名者。虎克荷兰用自制显微镜观察了不同形态的细菌、红细胞和精子等。马尔比基意大利用显微镜广泛观察了动植物微细结构。施莱登德国通过研究植物的生长发育，首先提出了细胞是构成植物体的基本单位。施旺德国《关于动植物的结构和一致性的显微研究》耐格里不祥用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。魏尔肖德国总结出“细胞通过分裂产生新细胞。”细胞学说的意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。细胞世界探微三例：克劳德美国采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。德迪夫比利时发现某种酶被包在完整的膜内，当膜破裂后，酶得以释放。这层膜经其他科学家证实存在，并命名此细胞器为“溶酶体”。帕拉德罗马尼亚发现了核糖体、线粒体的结构，形象地揭示出分泌蛋白的合成、运输到细胞外的过程。上述事例说明：科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。生物膜结构的探索历程：欧文顿国籍不祥发现细胞膜对不同物质的通透性不同，其中脂溶性物质比非脂溶性物质更易进入细胞膜。由此提出膜是脂质组成的。两位荷兰科学家提出细胞中脂质分子必然排列为连续的两层。罗伯特森国籍不祥提出所有生物膜均由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，描述生物膜为“静态统一结构”。桑格、尼克森国籍不祥提出“流动镶嵌模型”。酶的本质：巴斯德法国提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。李比希德国提出引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但只有在酵母菌死亡并被裂解后才能发挥作用。毕希纳德国证实酵母菌中存在引起发酵的物质，称之为“酿酶”。萨姆纳美国认为酶是蛋白质、并证明脲酶是蛋白质。切赫、奥特曼美国发现少数RNA也有生物催化功能。光合作用：萨克斯德国在法国科学家首次分离出叶绿素后发现叶绿素集中在一个个更小的结构中，后来人们称之为“叶绿体”。普利斯特英国通过实验证实植物可以更新因蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变得污浊的空气，但忽略了光对植物更新空气的作用。英格豪斯荷兰发现普利斯特的实验只有在光照下才能成功；植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。梅耶德国根据能量转化与守恒定律，提出植物进行光合作用时，把光能转化为化学能储存起来。萨克斯德国叶片半遮光处理实验成功地证明光合作用的产物除了氧气还有淀粉。鲁宾、卡门美国同位素标记法证实了光合作用释放的氧气来自水。卡尔文美国同位素标记法研究小球藻的光合作用，探明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即“卡尔文循环”。植物细胞全能性：斯图尔德美国对胡萝卜韧皮部细胞进行植物组培，形成新植株，证实了高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞全能性。豌豆杂交实验：孟德尔奥地利用统计学的方法、假说演绎法提出了基因分离定律和基因自由组合定律。1、在观察和统计分析的基础上，对性状分离现象的原因提出了如下假说：（1）生物性状由遗传因子决定。（2）体细胞中遗传因子是成对存在的，包括纯合子、杂合子。（3）生物体形成配子时遗传因子分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。（4）受精时雌雄配子的结合是随机的。2、对分离现象解释的验证：设计了测交实验，验证了他的假说。基因分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同配子中，随配子遗传给后代。3、设计了两对相对性状的杂交实验，对性状自由组合现象的解释，并设计测交实验验证，提出了基因自由组合定律。基因自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。注：丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个新名字，叫做“基因”，并提出了表现形和基因型的概念。基因在染色体上的证明：萨顿美国用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现基因与染色体的行为有惊人的一致性。因此得出推论：“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。”这是典型的“类比推理法”。以下是萨顿假说内容：

项目基因染色体体细胞、配子中数目成双成单成双成单体细胞中来源一个来自父方，一个来自母方一个来自父方，一个来自母方在配子形成时自由组合非同源染色体自由组合杂交：形成配子、受精保持完整性、独立性保持稳定性摩尔根美国此人不相信孟德尔的遗传理论，也对萨顿假说持怀疑态度。他以果蝇为实验材料，发现果蝇眼色和性染色体相关。通过假说演绎、实验（测交）的方法证明了基因在染色体上。他还发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上的相对位置，说明基因在染色体上呈线性排列。孟德尔遗传定律的现代解释：基因分离定律的实质：杂合体内，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂生成配子过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。红绿色盲症：道尔顿英国发表了《论色盲》，成为第一个发现色盲症的人。探究DNA的本质：格里菲斯英国肺炎双球菌转化实验。得出推论：被加热杀死的S型菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质－“转化因子”。这种转化因子将无毒性的R型活菌转化为有毒的S型活菌。艾弗里美国将S型菌内物质进行提纯鉴定，将不同物质分别放入R型活菌培养基内，发现只有加入DNA的培养基内长有S型活菌。如果用DNA酶分解从S型菌内提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。由此得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。（因为DNA提纯度不是很高，故有人对实验结论表示怀疑。）赫尔希、蔡斯国籍不祥噬菌体侵染细菌的实验。实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外边。因此，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。注：后来的研究表明，RNA也可作为遗传物质。因此DNA是主要的遗传物质。沃森（美国）通过物理模型法构建了DNA分子的模型：将磷酸－脱氧克里克（英国）核糖股价安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。根据查哥夫（奥地利）的信息，A＝T，C＝G。现代生物进化理论：拉马克法国通过观察法，提出地球上所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的；生物是由低等到高等逐渐进化的；生物各种适应性特征的形成都是由于用尽废退和获得性遗传；这些因用尽废退而获得的性状是可以遗传给后代的。这是生物进化的主要原因。这在人们信奉神创论时有一定的进步意义。达尔文英国通过观察法和缜密的思考提出了自然选择学说。达尔文提出的进化论从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。它揭示了生命现象的统一性是由于所有生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果；生物界千差万别的种类间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各个分支学科的发展。他著有《物种起源》一书。关于遗传和变异，达尔文接受了拉马克关于器官用尽废退和获得性遗传的观点，未能正确解释遗传变异的本质，这是他提出的进化论的局限性。注：（1）生存斗争的理解：生存斗争表现生物与生物；生物与无机环境原因生物为争夺有限生存资源结果生物大量死亡，少数生存意义有利种群生存繁衍（2）遗传与变异的作用:遗传：微小变异得到积累加强变异：具有不定向性，为自然选择提供大量原材料。（3）达尔文对生物进化的解释：遗传变异是自然选择的内因；变异一般是不定向的，自然选择是定向的；生存斗争是生物进化的动力；适应是自然选择的结果；自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程。（4）达尔文自然选择学说的意义与不足：意义：能够解释生存进化的原因，以及生物的多样性和适应性。不足：不能对遗传变异本质做出科学解释；对进化的解释局限在个体；强调物种形成是渐变的结果，不能很好解释物种大爆发等现象。现代生物进化理论的主要内容：注：（1）突变和重组是随机的，不定向的，不能决定生物进化的方向。（2）在自然选择的作用下，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。（3）能够在自然条件下进行基因交流（交配）并产生可育后代的一群生物称为物种。（4）不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫隔离。隔离是物种形成的必要条件。（5）不同物种间、生物与无机环境间在相互影响中（包括竞争、互助等）不断进化和发展，这就是共同进化。（6）生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。（7）有人主张：中性突变（无利也无害）的积累决定了生物进化的方向。激素的发现：沃泰默法国通过实验发现：把稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内，会引起胰腺分泌胰液。若直接将稀盐酸注入狗的血液中则不会引起胰液的分泌。他进而切除了通向该段小肠的神经，只留下血管，再向肠内注入稀盐酸时，发现这样仍能促进胰液分泌。他的解释是：这是一个十分顽固的神经反射。（因小肠上微小的神经难以剔除