2022届高考 二轮复习生态工程(综合运用能力)教案

2022届高考二轮复习生态工程(综合运用能力)教案

核心知识•精解读

1.熟记生态工程的原理和实例

2.

整体性原理和系统整体性原理的对比分析

(1)整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，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。

(2)系统整体性原理指总体功能大于各部分之和，即“1+1>2”，目的是保持系统有很

高的生产力，如藻类和珊瑚虫组成的高效的植物——动物营养循环使珊瑚礁能够保持很高的

系统生产力，体现了系统整体性原理。

高考真题•再研究

(202。全国卷II)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。

回答下列有关生态工程的问题：

(1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植

方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性—

低抵抗力稳定性的含义是—生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不

受损害的能力.。

(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是

收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和混肥等多种方式，把它们转变为有

机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是一改善了十.壤结构；培育了土壤微生物;

实现了卜壤养分的循环利用一(答出3点即可)°在有机肥料的形成过程中,微牛物起到了重

要作用，这此微生物属于生态系统组分中的分解者，

（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、

镉等金属元素，请提供一个方案：一种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收

金属。

【解析】（1）生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植

一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统

抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。（2）由于有机肥料中有机

物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。

分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物质的微生物属于分解者。（3）利用生物来回收污水中的

金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属。

归纳总结：

基础

抵抗力稳定性概念，第（1）小题

命题类

方向理解无废弃物农业的优点，笫（2）小题；

类结合生态系统的结构和功能考查生态工程。

复习1记.忆目三态工程的概念、原理、实例和发展前景。

方向2.重点理解生态工程的原理。

考点集训•提素能

1.（2021•南昌高三二模）立体农业是对农业概念的一种新的概括，利用各种农作物在生

长发育过程中的时间差和空间差进行合理配置实现高产优质生产系统，来获得最大经济效

益。某农场在百香果树下试种了木耳、草菇等食用菌：核树下种植菠萝；柑橘林下养鸡等等。

根据资料，回答卜.列问题：

⑴立体农业是运用了群落的一空间结构原理,为充分利用空间利资源而发展起

来的一种农业生产模式。

⑵草菇在生态系统中的成分属于.分解者.。柑橘林卜.养鸡成了该农场一道独特的风

景线，成为了当地的旅游特色，体现了生物多样性的一直接一价值。

（3）枚树是根深性物种，菠萝根系大部分在地表。两种植物根系深浅搭配的意义是一

理地利用了不同层次土壤内的水分和养分_。

（4）结合所学知识说说立体农业的优点一能提高能量利用率、能充分利用空间和资源、

能提高农产品的产量、有利于环境保护（答出2点）。

【解析】（1）由题干信息”某农场在百香果树下试种了木耳、草菇等食用菌；枝树下

种植菠萝；柑橘林下养鸡等等”可知，利用了群落的垂直结构，因此立体农业是运用了群落

的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。（2）草菇是真菌，

在生态系统成分中属于分解者，柑橘林下养明成了该农场一道独特的风景线.成为了当地的

旅游特色，这体现生物多样性的直接价值。（3）根树是根深性物种，菠萝根系大部分在地表，

两种植物的根系深浅搭配可以合理地利用不同层次土壤内的水分和养分。（4）由以上分析可

知，立体农业能提高能量利用率、能充分利用空间和资源、能提高农产品的产量、有利于环

境保护。

2.（2021•全国高三专题练习）下图是某一家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。

（1）从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用

煤炭相比，突出的优点是减少了燃烧煤炭所产生的污杂。

（2）该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是：一充分利用了废弃物中的能

量，实现了能量的多级利用一。

⑶生态工程建设的目的就是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与传统工程相比较，生态工程具有

少消耗、多效益、可持续的特点。

（4）生态工程所遵循的基本原理是物质循环再生、物种多样性原理、协调与平衡原

理以及整体性原理和系统学和工程学原理。

（5）据生态工程中的物种多样性这一原理，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，你是否支持这一观点，请解释。否（是、S），食物链越长，营养

级越多，则能量损耗越多，能量的利用效率越低，不符合生态工程建设的目的。

【解析】（1）使用太阳能或沼气可以减少燃烧爆炭所产生的污染。（2）该生态系统中充

分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用，所以能量能够更多地被人类利用。（3）

生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律：生态工程有少消耗、多效益、可持续的

特点。（4）生态工程的基本原理有物种多样性原理、整体性原理、物质循环再生原理、协调

与平衡原理、系统学和工程学原理。（5）生态农业建设中，不是使食物链和营养级越长越多

越好，因为食物链越长，营养级越多，则能量损耗越多，能量的利用效率越低，不符合生态

工程建设的目的。

课堂达标相测评

1.（2021.天津实验中学高三一模）研究发现，新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原

性，可利用其制备单克隆抗体，制备流程设计如图I所示，相关限制酶及其识别序列如表所

示,请分析回答问题:

萼以新歉一黑卫黔器鹦*口病。伽蛋白

依毒KNADNA招)加基四组文库।

小鼠

I提取从U

篇潞-细胞x需细胞、时单克降抗体

限制酶识别序列和切割位点

EcoR11GIAATTC

BamHIG1GATCC

BglllA\GATGT

SatIGITCGAC

(1)人体内，分泌抗体的细胞可来自于B淋巴细胞和记忆B细胞的增殖分化

(2)根据病毒的结构，图中①过程常用蛋白一酹处理,完成②过程需要的福是逆转

录酶一，过程③构建病毒的基因组文库时，需要限制酶和DNA连接酶.

(3)检测④过程是否获得成功的方法是抗原-抗体杂交技术，⑥过程常用的方法是一

显微注射技术。

(4)利用PCR技术扩增无限增殖调控基因时，科研人员设计了如图2一对引物(部分序

列)，其中下划线部分序列的设计依据是调控基因两端的部分DNA序列，方框部分序列

的设计目的是一使扩增出的介导序列两端含有限制酶EcoRI和BamHI的识别序列」°

|(;AATH:|(从ccTCAAAnmAa;卬Tn“：ATn；A(Trv：A|(:(丁”;(；

图2

(5)抗体可变区氨基酸的组成和排列顺序可随抗体结合抗原的特异性不同而有较大的变

异，由于可变区中氨基酸的种类以及排列顺序千变万化，故可形成许多种具有不同结合抗原

特异性的抗体。为克服鼠源性单抗输入人体后产生的免疲排斥反应，科研人员通过人工改造

鼠源性单抗获得了嵌合抗体。分析图3,你认为最符合临床要求的嵌合抗体是A〜D中的

D。嵌合抗体的研制属于斜白质工程一这一科技范畴。

-一

-HI#

-BB如

区

恒

nJ^I‘

r志•

T区

-

^

即

i仪台抗体

【解析】(1)人体分泌抗体的细胞是浆细胞，浆细胞可来自于B淋巴细胞或记忆B细

胞的增殖分化。(2)病毒只有蛋白质和核酸构成，故步骤①为获取新冠病毒的RNA,可用蛋

白酶处理病毒，使病毒的蛋白质分解，最终可分离出病毒的RNA;②过程以RNA为模板,

合成DNA,是逆转录过程，需要的酶是逆转录酶；构建基因组文库需要限制酶切割获取一

定大小范围的DNA,再便用DNA连接晦将其与运载体连接。(3)④表示翻译得到新冠病毒

的S蛋白，对于蛋白质产物的检测，常采用抗原一抗体杂交技术进行检测：若出现杂交带,

则证明成功；⑥过程是把含有无限增殖的调控基因的基因表达载体导入细胞X中(动物细

胞），常用的方法是显微注射技术。（4）引物是根据已知核甘酸序列设计的，且一对引物应分

别从两端开始，因此其中下划线部分序列的设计依据是介导序列两端的部分DNA序列；据

表可知，GAATTC是限制酶EcoRI的识别序列，而GGATCC是限制酶BamHI的识别序列，

因此方框部分序列的设计目的是使犷增出的介导序列两端含有限制酶EcoRI和BamHI的

识别序列，便于酹切。（5〕结合题意可知，为克服鼠源性单抗输入人体后产生的免疫排斥反

应，人-鼠嵌合抗体应保留鼠源单抗的可变区和人抗体恒定区的抗体结构，因此符合条件的

是D;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，嵌合抗体的研制属于蛋白质工程。

2.（202”可南驻马店市高三其他模拟）禽流感病毒严重危害家禽与人类健康，为此科学

界正在致力于研究预防H7N9禽流感病毒的疫苗和单克隆抗体。科学家决定采用基因敲除技

术将小鼠的1g基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再经杂交瘤

技术即可产生大量完全人源化抗体。下图是某科研机构的实验方案,请回答：

I-注射H7N9病毒

两次筛选

I能产生专一抗体的杂交痫细胞I

（I）此处基因敲除技术的受体细胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的B淋巴细胞,经

技术处理后的该细胞，再重新植入小鼠脾脏中增殖。

（2）小鼠B淋巴细胞用B表示，小鼠骨髓瘤细胞用A表示，在培养液中，用灭活的动物

病毒作促融剂，培养液中共有种类型的融合细胞（只考虑两两融合）。

（3）第一次筛选是选出_^^_型的细胞（用字母组合表示），筛选具体方法是在培养基中

加入某种物质，抑制骨髓瘤细胞DNA的复制，而B细胞DNA复制虽不受影响，但增殖能

力很有限，只有杂交瘤细胞可以借助B细胞DNA复制的途径继续增殖。此种培养基称为—

选择培养基。

（4）将能产生抗H7N9病毒的杂交瘤细胞在动物培养液中进行培养，其培养液与植物组

织培养的MS培养基相比，特有成分是_动物血清或血浆一。

（5）利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断H7N9禽流

感病毒的感染者，这种诊断运用了抗原一抗体杂交技术。

【解析】（1）从题图看出，从基因敲除小鼠体内获得的是B淋巴细胞，所以基因敲除

技术的受体细胞是小鼠的B淋巴细胞。（2）在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养

液中共有3种类型的融合细胞.：AA、RR、AR。（3）单克隆抗体制备的过程中，第一次筛选

的目的是选出AB型细胞。这种培养基称为选择培养基。（4）动物细胞培养液中需要加入动

物血清或血浆。（5）单克隆抗体可制作成诊断盒，是运用了抗原一抗体杂交技术。

3.（2022可南南阳市南阳中学高三月考）目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的培育

转基因动物的方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细

胞受精。在某地采集老鼠，采用精子载体法进行A基因（目的基因）导入的研究。将老鼠的精

子在保存液内与含有A基因的重组质粒保温30min,然后用于人工授精，共培育出127只小

鼠。待小鼠生长至适宜大小时，对其中的36只进行PCR和DNA分子杂交检测。结果表明，

有6只携有A基因。转基因老鼠的体型大约为普通老鼠的2倍。请回答下列有关问题,

⑴A基A（目的基因）表达效果与一生长激素一基因相同。

LJJf

BAc

--H的基因--

注：A、B、C、D是引物.箭头是延伸方向,

（2）利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、Taq防、原料、引

物以外,还应含有模板DNA_：引物应选用卜图中的_填图中标号）。第四轮循

环产物中同时含有.上述两种引物的DNA片段所占的比例为7/8。

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-论T/次"即vwsf*代孕母体H»WW

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⑶过程②采用的是体外受精技术,该过程中应对已经导入外源基因的精子进行—

获能.处理才能受精。

（4）体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查.受精状况和受精卵

的发育能力一。

（5）为了获得更多的胚胎，可采用一胚胎分割一技术。该技术是动物繁殖的方

法之一。

【解析】（I）由题干信息可知，“转基因老鼠的体型大约为普通老鼠的2倍”，可推

知A基因（目的基因）表达效果与生长激素基因相同。（2）利用PCR技术可以扩增目的基因，

PCR反应体系中除含缓冲液、Taq酶、原料、引物以外，还应含有模板；DNA合成时需要

一对引物，引物与目的基因模板链碱基互补，且复制方向总是从子链的5'端向3'端延伸，

故应选择图中的引物A和D;第四轮循环即DNA复制4次，共形成16个DNA,其中2个

DNA含有引物A或引物BJ4个DNA含有引物A和引物B,因此同时含有引物A、B的

DNA占14/I6=7/8o⑶②过程是精子与卵细胞在体外受精的过程，采用的技术为体外受精。

上述过程中应对精子进行获能处理才能受精。（4）体外受精后，应将受精卵移入发育培养液

中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。（5）为了获得更多的胚胎，可采用胚胎

分割技术；胚胎分割可以看做是动物无性繁殖或克隆的方法之一。

4.（2020•山西省太原五中高三一模）我国新型农业现代化地区充分利用土地，创造了一

种高效人工生态系统，如图所示。据图回答有关问题。

（玻璃大棚

人—禽畜粤k农作物管道

粪便；废物沼液t沼渣