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1、选修三现代生物科技专题选修三现代生物科技专题选考内容第四讲生态工程第四讲生态工程考纲要求考纲要求全国卷五年考题全国卷五年考题考点命题考点命题1.简述生态工程的原理简述生态工程的原理2生态工程的实例生态工程的实例全国卷无单独考查全国卷无单独考查多以当今生态问题为背景考多以当今生态问题为背景考查生态工程的原理与应用查生态工程的原理与应用1 1考点一考点一2 2考点二考点二3 3课 末 总 结课 末 总 结1建设目的建设目的遵循自然界遵循自然界_的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止_，达到，达到_和和_的同步发展。的同步发展。2特点特点_、多效益、多效益、_的工程
2、体系。的工程体系。考点一生态工程的基本原理考点一生态工程的基本原理物质循环物质循环 环境污染环境污染 经济效益经济效益 生态效益生态效益 少消耗少消耗 可持续可持续 3基本原理基本原理(1)物质物质_原理：物质在生态系统中原理：物质在生态系统中_、分层分级利用。、分层分级利用。(2)物种物种_原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_。(3)协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑_。(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑_的规的规律，
3、还要考虑到律，还要考虑到_等系统的影响力。等系统的影响力。(5)_和和_原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。体性原理。循环再生循环再生 循环往复循环往复 多样性多样性 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 环境承载力环境承载力 自然生态系统自然生态系统 经济和社会经济和社会 系统学系统学 工程学工程学 判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)生态农业的指导思想是环境与经济协调发展生态农业的指导思想是环境与经济协调发展()(2)生态工程是无消耗、多效益的工程生态工程是无消耗、多效益的工程()(3)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求
4、经济效益的设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化最大化()(4)某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现了物种多样性原理和协调与平衡原对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现了物种多样性原理和协调与平衡原理理()(5)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低节增多，系统总能量利用率降低()(6)“无废弃物农业无废弃物农业”遵循的是物种多
5、样性原理遵循的是物种多样性原理()(7)“总体功能大于各部分之和的效果总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理是利用系统整体性原理()(8)根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量()如图为生态工程的相关原理示意图。请据图思考下列问题：如图为生态工程的相关原理示意图。请据图思考下列问题：(1)以上两图所体现的生态工程的原理分别是什么？以上两图所体现的生态工程的原理分别是什么？(2)以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害
6、；单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害；草原确定合理载畜量，不能过度放牧；引种考虑适应环境；草原确定合理载畜量，不能过度放牧；引种考虑适应环境；林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。提示提示(1)甲图体现的是物质循环再生原理，乙图体现的是整体性原理。甲图体现的是物质循环再生原理，乙图体现的是整体性原理。(2)物种多样性原理；物种多样性原理；协调与平衡原理；协调与平衡原理；整体性原理。整体性原理。1传统经济与生态经济的比较传统经济与生态经济的比较传统经济传统经济生态经济生态经济方式方式大量使用化肥、农药、机械的农业大量使用化肥、农药、机械的
7、农业生产方式。生产方式。实现了原料实现了原料产品产品原料原料产品的生产体系，实现了废产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。弃物资源化的循环经济。特点特点不注重生态环境的保护，经济的发不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。展以巨大的生态环境破坏为代价。少消耗、多效益、可持续。少消耗、多效益、可持续。2.生态工程所遵循的基本原理生态工程所遵循的基本原理(1)基本原理基本原理项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例物质循环物质循环再生原理再生原理物质循环物质循环可避免环境污染及其对系可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响统稳定和发展的影响无废弃物农业无废弃物农业物种多
8、样物种多样性原理性原理生态系统的稳生态系统的稳定性定性生物多样性程度高，可提生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性，高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力提高系统的生产力“三北三北”防护林建设中防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题统的生物多样性问题协调与平协调与平衡原理衡原理生物与环境的生物与环境的协调与平衡协调与平衡生物数量不超过环境承载生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和力，可避免系统的失衡和破坏破坏太湖富营养化问题太湖富营养化问题项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例整体性整体性原理原理社会、经济、自然复社会、经济、自然复合系统合系统统一协
9、调各种关系，保统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定障系统的平衡与稳定林业建设中自然系林业建设中自然系统与社会、经济系统与社会、经济系统的关系问题统的关系问题系统学系统学和工程和工程学原理学原理系统的结构决定功能系统的结构决定功能原理：分布式优于集原理：分布式优于集中式和环式中式和环式改善和优化系统的结构改善和优化系统的结构以改善功能以改善功能桑基鱼塘桑基鱼塘系统整体性原理：整系统整体性原理：整体大于部分体大于部分保持系统很高的生产力保持系统很高的生产力珊瑚礁藻类和珊瑚珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系虫的关系(2)常见类型常见类型桑基鱼塘模式桑基鱼塘模式a特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕
10、粪养鱼，鱼粪肥特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。b图示：图示：沼气农田立体养殖模式沼气农田立体养殖模式a特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。b图示：图示：高考警示高考警示(1)不同的生态工程所依据的原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不同的生态工程所依据的原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不
11、同的原理，因地制宜，不能相互照搬。不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。(2)实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理，如果违背这个原理，就一实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理，如果违背这个原理，就一定会由盛转衰，最终导致崩溃。定会由盛转衰，最终导致崩溃。(2017丰镇模拟丰镇模拟)下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是()解析解析D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这明显是整体性原理。这明显是整体性原理。D选项选项有关实例有关实例相关的生态工程原理相关的生态工程原理A无废弃
12、物农业无废弃物农业遵循物质循环再生原理遵循物质循环再生原理B在人工林中增加植被的层次在人工林中增加植被的层次遵循物种多样性原理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违反协调与平衡原理D前面造林，后面砍林前面造林，后面砍林违反系统学和工程学原理违反系统学和工程学原理整体性原理整体性原理系统整体性原理系统整体性原理(1)整体性原理。整体性原理。含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定与平衡。与平衡。举例：林业工程建设中自然系统、社会系统与经济系统的
13、关系问题，如举例：林业工程建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，如种树的同进考虑经济收入、粮食、燃料等问题。种树的同进考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理。系统整体性原理。含义：指总体功能大于各部分之和，即含义：指总体功能大于各部分之和，即112。原因是系统保持有很高。原因是系统保持有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。举例：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。举例：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。技巧点拨技巧点拨 解析解析自然生态系统是通过生物与环境、生物与
14、生物之间的协同进化而自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整形成的一个不可分割的有机整体。将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整体性，所以这体现了系统整体性原理。体性，所以这体现了系统整体性原理。变式训练变式训练 C 1生态工程的实例生态工程的实例(连线连线)考点二生态工程的实例分析考点二生态工程的实例分析2生态工程的发展前景生态工程的发展前景判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)在建设高新农业时，沼气池的建立遵循的是物质循环再生原理在建设高新农业时，沼气池的建立遵循的是物质循环再生原理()(2)在建设
15、生态工程时，既要考虑自然系统的规律，还要考虑到经济和社会在建设生态工程时，既要考虑自然系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力等系统的影响力()(3)矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益()(4)我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这一工程属于大区域生态系统我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这一工程属于大区域生态系统恢复工程恢复工程()(5)湿地的恢复除利用生物工程外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能湿地的恢复除利用生物工程外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能()如图是某生态工程示意图。请据图思考下列问
16、题：如图是某生态工程示意图。请据图思考下列问题：(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？(2)从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是什从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么？么？(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢的角度分析，将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢的角度分析，其原因是什么？其原因是什么？提示提示(1)目的是实现物质的循环再生
17、和能量的多级利用；废弃物的合理利目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；废弃物的合理利用，能体现生态工程的物质循环再生原理。用，能体现生态工程的物质循环再生原理。(2)因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。(3)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。强。实例实例原理原理重点注意问题重点注意问题农村综合发农村综合发展型生态工展型生态工程程物 质 循 环 再 生 原物 质 循 环 再 生 原理、整体性原理、理、整体性原理、物种多样性原理物种多样性原理核心：沼
18、气工程为中心核心：沼气工程为中心优点：农、林、牧、副、渔全面发展；开优点：农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染发可更新资源，减少环境污染小流域综合小流域综合治理生态工治理生态工程程整体性原理、协调整体性原理、协调与平衡原理、因地与平衡原理、因地制宜原理制宜原理“综合综合”表现在同时考虑到生态效益和经表现在同时考虑到生态效益和经济效益济效益不同气候带、不同自然条件和不同经济发不同气候带、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展水平的地区，生态工程模式应各具特色实例实例原理原理重点注意问题重点注意问题大区域生态大区域生态系统恢复工系统恢复工程程协调与平衡原
19、协调与平衡原理、整体性原理、整体性原理理“三北三北”防护林工程建设中应注意的问题：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不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢湿地生态恢复工程复工程协调与平衡原协调与平衡原理、整体性原理、整体性原理理湿地被誉为地球的湿地被誉为地球的“肾脏肾脏”退耕还湖，还要解决迁出居民的生活和就退耕还湖，还要解决迁出居民的生活和就业问题业问题实例实例原理原理重点注意问题重点注意问题矿区废弃地矿区废弃地生态
20、恢复工生态恢复工程程系统学和工程系统学和工程学原理、协调学原理、协调与平衡原理与平衡原理植被恢复措施是植树种草植被恢复措施是植树种草城市环境生城市环境生态工程态工程协调与平衡原协调与平衡原理、整体性原理、整体性原理理城市大气污染主要来源是汽车尾气。禁止使城市大气污染主要来源是汽车尾气。禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车能源的新型汽车减少或禁止工厂污水排放减少或禁止工厂污水排放节水，使用无磷洗涤剂节水，使用无磷洗涤剂高考警示高考警示(1)生态农业的优点是实现了物质的循环再生和能量的多级利用，减少了环生态农业的优点是实现了物质的循环
21、再生和能量的多级利用，减少了环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。(2)污染物是放错地方的资源：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施污染物是放错地方的资源：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用。和技术，就能够进行回收和循环利用。下列关于农业生态工程的叙述，不正确的是下列关于农业生态工程的叙述，不正确的是()A实现了对物质和能量的循环利用实现了对物质和能量的循环利用B建立了建立了“原料原料产品产品原料原料产品产品”的无废料生产体系的无废料生产体系C使废物资源化，提高了能量的转化效率，减少了环境污染使废物资源化，提高了
22、能量的转化效率，减少了环境污染D使能量尽可能多地流向对人类有益的部分使能量尽可能多地流向对人类有益的部分解析解析农业生态工程能有效地促进物质循环和能量流动，但能量不能循农业生态工程能有效地促进物质循环和能量流动，但能量不能循环利用。环利用。A农业生态系统的设计原则农业生态系统的设计原则(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。(2)应当能够构成一个合理的生产结构。应当能够构成一个合理的生产结构。(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。(4)应当体现减少环境污染的原则。应当体
23、现减少环境污染的原则。(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。技巧点拨技巧点拨 变式训练变式训练(1)该生态工程所遵循的基本原理是该生态工程所遵循的基本原理是_(至少写至少写2种种)(2)该生态系统的能量流动从该生态系统的能量流动从_开始，图中开始，图中属于消费者的生物有属于消费者的生物有_。(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是_。(4)该生态系统为何
24、能提高经济效益？该生态系统为何能提高经济效益？_ _。(5)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化建议。建议。_。物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理 桑、油菜等生产者固定的太阳能桑、油菜等生产者固定的太阳能 蚕、禽、畜蚕、禽、畜 粪便等粪便等“废弃物废弃物”被及时利用被及时利用 实现了物质的循环、能量的多级利用，实现了物质的循环、能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业成本投入降
25、低农业成本投入)蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田 解析解析(1)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、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、整体性原理及系统学和工程学原理。该生态工程依据的是物协调与平衡原理、整体性原理及系统学和工程学原理。该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性和协调与平衡原理。质循环再生、物种多样性和协调与平衡原理。(2)生态系统的能量流动是从生产生态系统的能量流动是从生产者开始的，因而该生态系统能量流动是从桑、油菜等生产者固定的太阳能开始者开始的，因而该生态系统能量流动是从桑、油菜等生产
26、者固定的太阳能开始的，消费者是蚕、禽、畜等。的，消费者是蚕、禽、畜等。(3)由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。害化处理，因此更能净化环境。(4)该生态系统实现了物质和能量的多级利用，该生态系统实现了物质和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量。降低了生产成本，提高了农产品的产量。(5)该生态系统中，蚕沙碎屑未被利该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘的塘泥还可作肥料。用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘的塘泥还可作肥料。课末总结课末总结 经济经济 轮种轮种 消费者消费者 CA减少水土流失减少水土流失
27、B减少土壤肥力减少土壤肥力C减少环境污染减少环境污染D减少生物多样性减少生物多样性解析解析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，农业生态工程要求尽量不施用费者提供更多的食物。另外，为减少环境污染，农业生态工程要求尽量不施用农药。农药。2(2014重庆理综，重庆理综，7)为治理某废弃采石场的生态为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。环
28、境，对其进行了公园化建设。(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如图所示。林，不同恢复时期的植物物种数如图所示。t0t1，植物残，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的体及凋落物中的有机物被生态系统中的_转化为无转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在_，导致群落中植物物种数量增加；，导致群落中植物物种数量增加；t1t3，人工林抵抗力稳定性的变化是人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落中植物物种数；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间逐渐增加，物种
29、之间_加剧。加剧。分解者分解者 种子或繁殖体种子或繁殖体 增强增强 竞争竞争(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的经济效益，这主要体现了生态工程的_原理。原理。解析解析(1)在生态系统中，将有机物转化为无机物的生物是分解者。人工在生态系统中，将有机物转化为无机物的生物是分解者。人工林土壤中存在种子或繁殖体，会导致群落物种数增多，进而使人工林自我调节林土壤中存在种子或繁殖体，会导致群落物种数增多，进而使人工林自我调节能力增强，抵抗力稳定性增强。由于阳光等资源有限，群落中植物物种数增能力增强，抵抗力稳定性增强。由于阳光等资源有限，群落中植物物种数增加，物种间竞争加剧。加，物种间竞争加剧。(2)人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。整体性整体性(系统论系统论)
2019高考生物一轮总复习 现代生物科技专题 第4讲 生态工程课件 新人教版选修3
