生态工程新人教版PPT课件

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1、2021/7/2412021/7/242项目内容要求考点1.生态工程的基本原理2.生态工程的实例和发展前景重难点生态工程的基本原理实例2021/7/243题型年份及考卷考点选择题2008年广东生态工程原理2007年四川资源的可持续发展非选择题2010年江苏2009年广东生态工程原理2021/7/244 1(2009广东，32)为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。(1)当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如下图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。2021/7/245(2)一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还

2、放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在的食物链(两条)。(3)如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。2021/7/246 答案(1)(2)绿藻轮虫鱼黑藻鱼鸭(3)重金属进入食物链，危害人体健康，重金属无法降解，易发生二次污染。2021/7/247 解析本题考查了生态系统的结构及功能的基础知识。由图可知，可溶性有机碳可作为好氧细菌的碳源，被好氧细菌分解利用，好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿藻等植物光合作用的原料，同时又是其呼吸作用的产物。这样，在细菌、植物、无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据第二小题的题干，梳理出两条食物

3、链。重金属盐在食物链中有富集现象，对处于高营养级的人类危害很大，而且难于降解，易发生二次污染。2021/7/248 要点归纳 一、生态工程建设的原因分析 1传统经济发展模式(1)弊端：不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(2)实例：1998年长江洪水泛滥，根本原因是长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。2021/7/2492传统农业生产模式石油农业(1)石油农业：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，由于需要大量石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。(2)

4、“石油农业”生产模式的改进措施在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。2021/7/2410 二、生态工程所遵循的基本原理项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统

5、的生产力“三北”防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题2021/7/2411项目理论基础意义实例整体性原理社会、经济、自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改善和优化系统的结构以及改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分保持系统很高的生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系2021/7/2412 感悟拓展 不同系统的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。生态工程建设的目的就

6、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、生态效益同步发展。2021/7/2413 典例导悟 1下列不属于生态工程建设目的的是 ()A对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B防止环境污染 C单纯追求粮食产量 D促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析根据生态工程的概念可知，防止环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。答案C2021/7/2414 如图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是()“无

7、废弃物农业”物质和能量流动图2021/7/2415 A物种多样性原理 B整体性原理 C物质循环再生原理 D协调与平衡原理 答案C 解析由图可知，该图突出了“无废弃物农业”，实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程物质循环再生原理。2021/7/2416 要点归纳 一、生态工程实例 进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件，因地制宜地进行。实例原理重点注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理核心：沼气工程为中心优点：农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、因

8、地制宜原理“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色2021/7/2417实例原理重点注意问题大区域生态系统恢复工程协调与平衡原理、整体性原理“三北”防护林工程建设中应注意的问题考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理湿地被誉为地球“肾脏”退耕还湖，还要解决迁出居民的生活和就业问题矿区废弃地生态恢复工程系统学和工程学原理植被恢复措施是植树种草城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理城市大气污染主要来源是汽车尾气。禁

9、止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车减少或禁止工厂污水排放节水，使用无磷洗涤剂2021/7/2418 二、“生物圈2号”生态工程的实验及启示 1实验目的：人工模拟生命支持系统，验证人类离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅靠太阳，能否维持生存。2实验场所微型人工生态循环系统(1)主体结构：封闭的建筑物(2)内部 7种模拟生态群落区：5个野生生物群落2个人工生物群落。两个大气扩张室“肺”。2021/7/2419 3实验特点 物质上：完全与外界隔绝，只通过电力传输、电信和计算机同外界联系。能量上：太阳光源不断射入。4维持时间：4年。5实验结果：系统稳定难以维持。6失败原因(1

10、)温度失调(2)CO2含量猛增(3)O2含量减少，不足以维持人及动物的生存。2021/7/2420 7启示(1)认识人类与自然和谐共处的重要性，自然界给人类提供的生命支持服务是无价之宝。(2)目前：人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。2021/7/2421 三、我国与西方发达国家在生态工程建设方面的区别 国家项目我国西方国家重点注重生态与经济、社会效益的结合注重生态恢复，不重视经济效益原因人口较多，环境与资源破坏，资源、能源短缺经济发展水平高，人均土地、水资源占有量较高范围大小特点难以设计出标准化、易操作的生态工程样板，设计缺乏高科技含量，调控缺乏及时准确的监测技术，缺乏理论性指导“精确农

11、业”，可设计出标准化、易操作的生态工程样板2021/7/2422 典例导悟 2下列关于我国生态工程与西方国家生态工程的比较，正确的是()西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复破坏的生态系统为主要目标，我国的生态工程则以经济和社会效益为主要目标 西方国家的生态工程应用范围比我国小 我国的生态工程难以像西方国家那样，设计出标准化、易操作的生态工程样板 AB C D2021/7/2423 解析发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同。西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标外，主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复；我国的生态工程走有中国特色的道路

12、，不但要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。总体来看，发达国家的生态工程的应用范围比我国小，也不那么强调经济效益。不过，目前我国的生态工程还有一些不足之处，如缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的样板等。答案D2021/7/2424 生物圈赖以存在的物质基础是物质上的自给自足。在此项功能中最重要和不可缺少的是()生产者消费者分解者 A B C D 答案C2021/7/2425 解析生物圈内生产者、消费者和分解者所形成的三级结构，接通了从无机物到有机物，经过各种生物的多级利用，再分解为无机物重新循环的完整回路。生产者通过光合作用把无机物制造成有机物，属于自养生物，是生态

13、系统的主要成分。分解者把有机物分解成无机物，归还到无机环境中，被生产者重新利用。它们是物质循环回路中最重要和必不可少的成分。2021/7/2426 命题热点1生态工程原理的应用【例1】20世纪以来石油农业的快速发展，大量化肥农药的使用，在粮食产量大幅度提高的同时，也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。下图表示一种“甘薯奶牛沼气花木龙虾食用菌”生态农业模式，试据图回答有关问题：2021/7/2427(1)图中所示生态系统的主要成分是_，属于该生态系统分解者的有 _。(2)图中可以组成的食物链是 _。(3)该生态系统的设计遵循了 _等生态学原理，从而大大提高了能量利用率。

14、2021/7/2428(4)甘薯藤青贮的主要操作是：甘薯藤切段填压进入青贮窖中密封一段时间。其目的在于 _。答案(1)甘薯、花木等生产者沼气微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等(2)甘薯 奶牛(3)物质循环再生原理、物种多样性(4)通过微生物厌氧发酵，初步分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收2021/7/2429 解析(1)生态系统的主要成分是生产者，题图中甘薯、花木等属于生产者；分解者指的是营腐生生活的生物，题图中的沼气微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都属于分解者。(2)题图中的食物链是生产者和消费者，即甘薯奶牛。(3)生态学原理很多，该生态系统的特点是物质循环利用，即主要利用了物

15、质循环再生原理和物种多样性原理。(4)甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵，将甘薯藤中不容易被奶牛消化吸收的有机物初步分解为较易吸收的有机物，提高物质和能量的利用率。2021/7/2430 解题技巧(1)人工建立的农业生态系统中人的作用非常关键，但生产者仍然是主要成分。(2)生态农业遵循的原理中一般应有物质再生原理，这也是解答此类题的技巧。2021/7/24312021/7/2432 1(2010全国新课标，38)请回答：(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的_，繁殖种苗的速度_。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养。最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部_。

16、(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免_的污染。(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗_，而与_配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是_(脱落酸，2,4D)。2021/7/2433(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如上图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加。光合作用强度的变化趋势是_，单株鲜重的变化趋势是_。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管光合作用产生的有机物的量_(能、不能)满足自身最佳生长的需要。2021/7/2434(5

17、)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应_(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。答案(1)遗传特性快遗传信息(2)微生物(3)生根细胞分裂素2,4D(4)逐渐减小先增加后减小不能(5)降低 考查点：本题主要是考查植物组织细胞培养的过程、方法等知识点2021/7/2435 解析题目考查知识点较为基础，植物组织培养是一种无性繁殖(克隆)，其主要依据是植物细胞的全能性，即每一个细胞含有本物种全部的遗传信息，植物组织培养所培养出的种苗与亲本的遗传特性相同，保持了亲本的遗传特性；植物组织培养时，培养基应是杀菌消毒的，还应在无菌环境中培养，以防止微生物的污染；由于

18、愈伤组织可以持续培养，不断分苗，因此能够快速大量地得到种苗。由愈伤组织再分化形成根与芽的过程中，要通过调节生长素与细胞分裂素含量比例才能实现；生长素浓度较高时，则易分化生成根，细胞分裂素较高时易分化生成芽。2021/7/2436较高浓度的2,4D能够抑制细胞的生长；培养基中加入蔗糖，是为植物组织或幼苗提供能源物质，加大蔗糖的浓度，幼苗得到较多的能源物质，能源充足，单株幼苗的鲜重会增加，光合作用会下降，随着蔗糖浓度的增加，会抑制幼苗的水分吸收及代谢，则幼苗的鲜重会下降。如果培养基中不含蔗糖，光合作用又很弱，不能满足幼苗的生长需要。如果要提高幼苗的自养能力，应适当降低蔗糖的供应。2021/7/24

19、37 2(2010山东理综，35)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培养试管牛的过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。2021/7/2438(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_气体以维持_。(3)图中过程A称为_，它在胚胎工程中的意义在于_。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果_即说明目的基因已经表达。2021/7/2439 答案(1)使

20、卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH。(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率。(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)2021/7/2440 解析本题考查了胚胎工程和基因工程的过程与应用。刚获取的卵母细胞还没有发育成熟，不能与精子受精，需要在人工模拟环境(如温度、营养、pH等)条件下，使获取的卵母细胞成熟，采集的精子要进行获能处理，获能方法有培养法和化学诱导法；在培养受精卵时，需要提供一定的CO2，溶于水呈弱酸性，从而维持培养基pH的稳定；胚胎移植是胚胎工程实施过程的重要一环，可以充分发挥优良个体的繁殖潜力，大大推动畜牧

21、业的发展；动物受精卵导入目的基因大多采用显微注射法，转基因成功与否，标志就是看是否有目的基因控制的产物合成。2021/7/2441 3(2010聊城一模)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：2021/7/2442(1)以上过程中涉及的现代生物技术，属于细胞水平的有：_。(2)在基因工程中，我们称为目的基因，请你举出

22、获取目的基因的主要方法：_。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_，实现进入的常用方法是_。(3)图中一般经过_处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_时期进行。(4)把送入的最佳时期是_。2021/7/2443 答案(1)核移植技术、动物细胞培养(2)基因文库中提取，PCR技术扩增，人工化学合成(至少答对2项才能得分)启动子、终止子、标记基因(缺一不给分)显微注射法(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(答出一种即可)减数第二次分裂中期(4)桑葚胚或囊胚2021/7/2444 解析(1)图中涉

23、及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割移植技术，只有动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术属于细胞水平上的。(2)获取目的基因的方法很多，目前常用的方法主要有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。一个完整的表达载体必须含有目的基因、启动子、终止子、标记基因四个部分。将目的基因导入动物受体细胞最常用和最有效的方法是显微注射法。2021/7/2445(3)进行动物细胞培养时，首先要将组织分解成许多单个细胞。方法是取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。M中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，其细胞质能支持胚胎的全程

24、发育，所以卵母细胞的去核处理一般选择在这一时期进行。(4)牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段进行移植。2021/7/2446 4(2010南通模拟)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答：(1)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。2021/7/2447(2)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项

25、研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(3)过程中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是_，将获目的基因转入胚胎干细胞前须构建基因表达载体，其目的是 _。2021/7/2448(4)过程得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。答案(1)营养物质防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚(3)显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用(4)去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等2021/7/2449 解析(1)培养胚胎干细胞使用的物质主要是滋养层和动物血清等，说明滋养层主要是给胚胎干细胞提供营养物质；抗生素能杀细菌，在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌污染。(2)胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官，说明具有发育的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚。(3)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。(4)目前，器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥。器官移植过程中产生的免疫是细胞免疫，细胞免疫主要和在胸腺中发育成熟的T细胞有关。