生态工程
A组 基础过关
1.生态农业是一个生态上自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是( ) A.病虫害的生物防治 B.作物轮作、套种 C.使用化肥提高作物产量 D.秸秆等农业废弃物的资源化利用
答案 C 使用化肥可以引起水体富营养化,造成环境污染,不属于生态农业生产方式。 2.下列关于生态工程的叙述中,错误的是( ) A.它是无消耗、多效益的工程 B.追求经济与生态的双赢 C.实现了废物资源化的良性循环 D.实现了能量的多级利用
答案 A 生态工程属于少消耗、多效益的工程,而不是不消耗,A错误。
3.下面为一庭院生态系统各成分的组成和相互关系的示意图,下列关于该生态系统的分析中,正确的是( )
A.建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用,提高经济效益
B.若在果树间间作绿肥类杂草,能导致该系统中生物多样性增加,可能能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害
C.在庭院中饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率,增加产量,但由于食物链延长,生态系统中能量传递效率会降低
D.在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶,目的是尽可能减少分解者获得的能量,从而使能量流向对人有益的部分
答案 B 生态系统中的能量不能循环利用;增加生物的多样性,可提高生态系统的稳定性;能量沿食物链传递的效率与食物链的长短无关。
4.“猪—沼—茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式,由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式( ) A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统 B.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用 C.使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环 D.注重系统内部的自身调节作用,不需要外部投入
答案 C 该生态农业系统除了茶树、猪、人和微生物外,还有农作物和其他成分;在生态系统中物质可以循环利用,能量不能循环利用,只能单向流动;生态农业系统需要从外部获得肥料、能量等,才能正常运转;生态农业系统最大的优点是进入了废物资源化的良性循环。 5.某小组对市郊一农业生态系统进行调查后,经过交流绘制出了如图所示的生态工程示意图。据图回答有关问题:
(1)该生态系统中的主要成分是 ,图中的食用菌属于生态系统成分中的 ,该生态系统中,属于第二营养级的生物有 。
(2)建立这一生态系统的目的是使农作物固定的太阳能持续、高效地 ;该生态系统的能量利用率较高与物质的 利用密不可分。 (3)请画出该农业生态系统的食物网。
(4)该生态系统的建设主要根据生态工程建设的 原理。
答案 (1)农作物(生产者) 分解者 人和家禽、家畜 (2)流向对人类最有益的部分 多级(循环、重复)
(3) (4)物质循环利用
解析 (1)生态系统的主要成分是生产者,即图中的农作物。食用菌属于腐生真菌,在生态系统中属于分解者。以农作物为食的生物属于第二营养级,包括人和家禽、家畜。(2)建立生态
农业的目的是调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,由于实现了能量的多级利用,所以该生态系统的能量利用率较高。(3)该农业生态系统中的食物网有两条食物链:农作物→家禽、家畜→人;农作物→人。(4)该生态系统实现了物质的循环利用、分级利用,并且减少了环境污染,所以该生态农业的设计遵循物质循环利用原理。
6.污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分,可用作肥料,但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高,施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验,研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响,结果见下表。
红壤+含7%生物质炭
测定项目 土壤PAHs含量
527
(μg/kg) 黑麦草叶绿素含量
2.0
(mg/g) 黑麦草每盆干重(g) 黑麦草PAHs含量
401
(μg/kg)
(1)生物质炭孔隙结构发达,能改善土壤的通气状况,使根系细胞 加强,合成增加,从而促进根系对土壤养分的吸收。
(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥
,从而促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量 ,但生物质炭的输入
,从而降低PAHs污染的风险。由此可见,生物质炭有望用作污泥改良剂,促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的 原理。
答案 (1)需氧呼吸 ATP (2)使黑麦草叶绿素含量提高,促进光合作用的进行,有利于有机物的积累 增加 降低了土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累 物质循环再生 解析 本题考查细胞呼吸、生态系统的结构及生态工程的相关知识。(1)由题中信息可知,生物质炭能改善土壤的通气状况使氧气含量增加,从而促进了根细胞的需氧呼吸,根系对土壤中的矿质元素的吸收方式为主动转运,主动转运需要消耗能量(ATP),而需氧呼吸能释放大量能量(ATP)。(2)由表中数据可看出黑麦草的干重与叶绿素含量呈正相关,所以施用含生物
651
428
1.7
2.3
2.7
2.1
2.3
1 079
765
红壤
红壤+污泥
的污泥
质炭的污泥可提高黑麦草中叶绿素的含量,从而提高光合作用,促进黑麦草的生长;表中数据显示施用污泥作肥料可使土壤和黑麦草中PAHs含量增加,施用生物质炭后测得的数值降低,说明生物质炭能降低土壤中PAHs的含量;污泥可作为原料被生态系统重新利用,降低了环境污染,符合生态工程的物质循环再生原理。 7.下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答:
(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的某植物幼叶消毒后,用酶混合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是① 。 (2)将目的基因导入原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过② 得到分散的胚性细胞,发育成③ ,生长发育后获得转基因植株。
(3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是④ 。 ．．A.愈伤组织发生遗传变异 B.愈伤组织不能分散成单细胞 C.愈伤组织中激素平衡发生改变 D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变
(4)某农业生态工程基地按照生态和⑤ 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和⑥ 等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的⑦ 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是⑧ 。 A.减少水土流失 B.减少土壤肥力 C.减少环境污染 D.减少生物多样性
答案 (1)①维持渗透压 (2)②液体悬浮培养 ③胚状体 (3)④B (4)⑤经济 ⑥轮种 ⑦消费者 ⑧C
解析 (1)酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,可以维持一定的渗透压,保持去壁后的原生质体的正常形态。(2)导入目的基因的原生质体经诱导形成愈伤组织后,采用液体悬浮培养获得分散的胚性细胞,胚性细胞可发育成胚状体,进而发育成植株个体。(3)愈伤组织细胞继代培养次数过多会由于植物激素平衡改变不能分化成胚状体而失去全能性,也有可能发生遗传变异,致使其对外源激素敏感性改变,而失去全能性。愈伤组织分化形成胚状体不需要分散成单个细胞。(4)构建农业生态工程基地需遵循生态和经济规律,对种植业和养殖业进行优化设计。如种植业中采用套种、间种和轮种等技术,可使农作物为消费者提供更多的食物。另外,为减少环境污染,农业生产中尽量不施用农药。
B组 能力提升
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