高考生物大一轮复习高考预测现代生物科技专题3.5生态工程课件.ppt

第5课 生态工程,考点一 生态工程的基本原理 核心知识回顾 1.生态工程： (1)目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资 源的生产潜力，防止环境污染，达到_和_ _的同步发展。 (2)特点：_、多效益、_。,物质循环,经济效益,生,态效益,少消耗,可持续,2.生态经济： (1)原则：_。 (2)结果：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统 或者另一个系统的_。 (3)目的：实现_。 (4)重要手段：_。,循环经济,生产原料,废弃物的资源化,生态工程,3.生态工程的基本原理： (1)物质循环再生原理：物质在生态系统中_、 分层分级利用。 (2)物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有 较高的_稳定性。 (3)协调与平衡原理：生物与环境的_问题； _问题。,循环往复,抵抗力,协调与平衡,环境承载力,(4)整体性原理：综合考虑_复合系 统。 (5)系统学和工程学原理： 系统的结构决定功能原理：通过_结构， 达到改善系统功能的目的。,社会经济自然,改变和优化,系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_ _，完成能量、物质、信息等的转换和流通， 实现_大于各部分之和的效果。,比,例关系,总体功能,【教材易漏边角知识】选修3 P109 根据“无废弃物农业物质和能量流动图”分析： 把牲畜粪便、人粪尿和作物残留施用到农田中，有什 么好处？ _ _。,改善土壤结构；培育土壤微生物；实现土壤养分如,氮、磷、钾及微量元素的循环利用,【思维诊断】 (1)生态工程建设的主要目的是为了获得最大的生态 效益。 ( ) 分析：生态工程建设的主要目的是使经济效益和生态 效益同步发展。,×,(2)根据整体性原理，植树造林时需要考虑树种是否适 应环境。 ( ) 分析：考虑树种是否适应环境，遵循的是协调与平衡 原理。,×,(3)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。 ( ) 分析：“无废弃物农业”实现了废物的资源化，遵循 的是物质循环再生原理。,×,(4)植树造林时不宜种植单一人工林。 ( ) 分析：根据物种多样性原理，生物多样性程度高，生 态系统才较为稳定。,(5)西部草原发展畜牧业，需要确定合理载畜量，不能 过度放牧。 ( ) 分析：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。,(6)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用整体性 原理。 ( ) 分析：“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系 统整体性原理。,×,(7)在建设生态工程时，既要考虑到自然生态系统的规 律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。 ( ) 分析：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， 人类处于一个社会经济自然复合而成的巨大系统 中，所以建设生态系统时，既要考虑到自然生态系统 的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。,高考角度全练 1.(2014·重庆高考节选)为治理某废弃采石场的生态 环境，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 林，不同恢复时期的植物物种数如下图所示。t0t1， 植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的_ _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_，导致群落中植物物种数增加；t1t3，人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间_加剧。,(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的_原理。 【解题指南】(1)图示信息：随时间的延长，采石场在次生演替中物种数逐渐增加，最后保持不变。 (2)关键知识：次生演替的条件和变化、物种种数增多导致抵抗力稳定性增强。,【解析】(1)生态系统的组成成分中分解者的功能是将 动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物；废弃采石 场开始进行的演替为次生演替，由于保留了植物的种 子或其他繁殖体，能使群落中植物物种数迅速增加； t1t3植物物种数变多，一般来说，生态系统中的组 分越多，食物网越复杂，其抵抗力稳定性越强；群落 中的植物物种数增加，相互争夺资源(如阳光、水)和,空间越激烈，竞争加剧。 (2)生态环境得到改善，社会和经济效益得到提高，体现了生态工程的整体性原理。 答案：(1)分解者 植物种子或繁殖体 增强 竞争 (2)整体性,【加固训练】 (2013·广东高考)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。,(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。 【解题指南】解答本题时需关注以下两点： (1)植物吸收无机盐的方式为主动运输，消耗的能量由有氧呼吸提供。 (2)植物的生长过程积累的有机物由光合作用提供。,【解析】本题考查细胞呼吸作用、ATP及生态工程的原 理等相关的知识点及其内在联系。 (1)生物质炭能改善土壤的通气状况，促进根细胞的有 氧呼吸，合成ATP增多，为根主动运输吸收无机盐提供 能量。(2)由表可知，施用含有生物质炭的污泥组叶绿 素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后 土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能,降低土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累。污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。,答案：(1)有氧呼吸 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,2.(2017·常德模拟)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： 世纪金榜导学号77982238,(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现了生态工程基本原理中的_原理。形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现了_原理。 (2)该系统工程的核心之一是沼气池，如图所示。,在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。 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)有人认为生态农业建设中使食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？ _ _。,【解析】(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现 了生态工程基本原理中的系统学和工程学原理。形成 一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现 了物质循环再生原理。 (2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而 达到取之不尽、用之不竭的目的。如果把“无机物 农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破,坏，土壤中的无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。 (3)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般维持在45个营养级。,答案：(1)系统学和工程学 物质循环再生 (2)如图所示：,土壤中的无机物得不到及时补充，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，处于较高营养级的生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少,【加固训练】 (2017·济南模拟)在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图回答问题：,(1)该生态工程实现了无废弃物生产，在桑园间种农作物提高了光能的利用率，所遵循的基本原理有_ _(至少写2种)。 (2)该生态系统的能量流动从_开始，图中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，其主要原因是_。,(4)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建议：_ _。,(6)从生态系统稳定性看，该农业生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是_ _。 请说出两种根据生物学原理防治害虫的方法：_ _。,【解析】(1)该生态工程实现了无废弃物生产，依据的 是物质循环再生原理；在桑园间种农作物提高了光能 的利用率，需要考虑农作物的适应性，依据的是物种 多样性和协调与平衡原理。除此以外，还可以考虑整 体性原理、系统学和工程学原理。(2)该生态系统的能 量流动是从桑、油菜等生产者固定太阳能开始。消费 者是蚕、禽、畜等。(3)由图可知，该生态系统实现了,废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。(4)该 生态系统的实现了物质的循环利用和能量的多级利 用，降低了生产成本，提高了农产品的产量。(5)该生 态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养 鱼，鱼塘塘泥还可作肥料。(6)该生态系统生物群落结 构相对复杂，从而使抵抗力稳定性增强，自我调节能 力提高。利用生物的种内关系或种间关系来诱杀害,虫，如利用捕食关系引入天敌，利用性引诱剂进行防治害虫等。,答案：(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等 (2)桑、油菜等生产者固定太阳能 蚕、禽、畜 (3)粪便等“废弃物”被及时利用(答案合理即可) (4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低了农业成本投入),(5)蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田 (6)抵抗力稳定性较高(营养结构较复杂，自我调节能力较强) 天敌防治、激素防治、种植转基因抗虫作物(任选两种),【易错提醒】整体性原理系统整体性原理 (1)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关系问题，如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。 含义：指总体功能大于各部分之和，即“1+12”。 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。,考点二 生态工程的实例和发展前景 核心知识回顾 1.生态工程实例(连线)：,2.生态工程发展的前景： (1)“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识 到人与自然_的重要性，深化了我们对自然规 律的认识。 (2)发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但 要重视对生态环境的保护，更要注重与_效 益的结合。,和谐共处,经济、社会,【思维诊断】 (1)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。 ( ) 分析：设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基 本原则是物质的循环再生和整体性原理。,×,(2)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。 ( ) 分析：矿区废弃地生态修复工程的关键是植树种草。,×,(3)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。 ( ) 分析：我国在西部地区实行退耕还林还草工程，涉及 西部大部分的面积，属于大区域生态系统恢复工程。,(4)小流域综合治理生态工程的目标是获得最大的经济 效益。 ( ) 分析：小流域综合治理生态工程的目标是获得最大的 生态和经济效益。,×,(5)城市环境生态工程的建设首先应遵循生态工程的整 体性原理。 ( ) 分析：城市是社会经济自然复合的人工生态系 统，城市环境生态工程的建设首先应遵循生态工程的 整体性原理。,(6)湿地的恢复就是采取生物措施，使受干扰的湿地得 以恢复。 ( ) 分析：湿地的恢复需要采用工程和生物措施相结合的 方法。,×,(7)建立不同的生态工程要依据不同的原理，因地制 宜，不能生搬硬套。 ( ) 分析：建立不同的生态工程要因地制宜，体现协调与 平衡原理。,高考角度全练 1.(2017·长沙模拟)回答下列与生态工程有关的问 题： (1)与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效 益、_等特点。 (2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调 与平衡、_、物种多样性等原理。人畜粪便用,于农作物的生产主要符合_原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了_原理。 (3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少_，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。,(4)“猪沼果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_ _(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的_。,【解析】(1)与传统的工程相比，生态工程是一类少消 耗、多效益、可持续的工程体系。(2)生态工程所遵循 的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循 环再生原理和物种多样性原理等。(3)在湿地生态恢复 工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类 的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功 能。(4)群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物,的集合。该生态农业模式实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。 答案：(1)可持续 (2)整体性 物质循环再生 物种多样性 (3)人类的干扰 (4)群落 多级利用,【易错提醒】能量利用率能量传递效率 (1)能量利用率：流向人类的能量占输入生态系统能量的比例。通过延长食物链或其他农业生产技术，可以提高能量利用率。 (2)能量传递效率：两个营养级之间同化能量的比值，一般为10%20%，不会随食物链延长而增加。,2.(2017·济宁模拟)下图表示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。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_、 _。,【解题指南】解答本题的关键有两点： (1)明确粪便中的能量不属于生物同化的能量。 (2)明确该生态系统实现了废物资源化、生态效益与经济效益的最大化。,【解析】(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)是生产者(桑树)通过光 合作用固定的太阳能总量。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 营养级生物同化的能量，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，故该生态系统的自我调节能力较强。(4)该生态系统实现了废物资源化，实现了生态效益与经济效益的最大化，遵循的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理、系统学和工程学原理。,答案：(1)生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量 一 (2)分解者(微生物)的分解 (3)多级利用 较强 (4)物质循环再生原理 整体性原理,【加固训练】 1.(2017·洛阳模拟)中华鲟濒临灭绝，利用中华鲟生态养殖池人工繁殖中华鲟鱼苗的原理如下：鲟鱼产生的氨态氮，被植物吸收；植物释放的氧气在封闭的空间里形成“氧吧”，供鲟鱼生存；投放一些能取食鲟鱼粪便的花鲢；以石头作载体繁育微生物，调节水中酸碱度。据此回答下列问题：,(1)中华鲟生态养殖池设计利用了生态学的_原理。中华鲟生态养殖池不用换水，每天只需补充一点蒸发水，池底干干净净，所有生物正常生存，说明生态池具有_能力。 (2)花鲢主要吃轮虫、桡足类等浮游动物，也以浮游植物等作为食物。花鲢作为该生态系统的成分有_ _。,(3)以下是该生态池中碳元素的转化途径，请用箭头和文字补充完整。,(4)刺激中华鲟每年都从海洋洄游到长江产卵的外界因素有水温、盐度等，这类信息类型属于_。建立中华鲟生态养殖基地，提供和改善中华鲟的生存环境，从而提高中华鲟种群的_。,【解析】(1)中华鲟生态养殖池实现了物质循环往复、 分层分级利用，从而达到了“取之不尽、用之不竭” 的效果，是利用物质循环再生原理建造起来的。生态 池能进行自我净化，体现了生态系统的自我调节能 力。(2)花鲢摄食浮游动物和浮游植物，在生态系统中 属于消费者；花鲢还取食鲟鱼的粪便，属于分解者。 (3)图中缺少了微生物的分解作用，浮游植物的光合作,用，花鲢摄取浮游植物和摄取鲟鱼粪便的过程。(4)水温和盐度属于物理信息，改善中华鲟的生存环境本质上是提高中华鲟种群的环境容纳量。,答案：(1)物质循环再生 自我调节 (2)消费者和分解者 (3)如图所示： (4)物理信息 环境容纳量,2.请据图回答：,(1)图甲为窦店村综合发展生态工程示意图，此生态系统中的生产者有_，生命活动所需的能量归根到底来自_。燃烧沼气为鸡舍增加照明时间，可以增加产蛋量，这属于_ _信息传递。,(2)图乙为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中，分别指_和_措施。该生态工程所遵循的主要原理是_ _。,(3)澳大利亚的大堡礁，生物多样性非常高，珊瑚虫和藻类组成了高效的植物动物营养循环，因此珊瑚礁能够保持很高的系统生产力。此生态系统体现了哪些生态工程的基本原理？_ _。,【解析】(1)图甲生态系统中的生产者有谷物、蓝绿萍等植物。生命活动所需的能量来自太阳能，光照属于物理信息传递形式。(2)分析图乙，要想在废弃的矿区上种草种树，需要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，该生态工程所遵循的主要原理有整体性原理、协调与平衡原理。(3)由于大堡礁的生物多样性非常高，故体现了物种多样性原理；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。,答案：(1)谷物、蓝绿萍 太阳能 物理 (2)工程机械措施 制造表土、压实 整体性原理、协调与平衡原理 (3)物种多样性原理、系统整体性原理,