高考生物一轮复习 专题4 生态工程课件 新人教版选修3.ppt

专题4生态工程,考点一生态工程的基本原理【核心知识通关】1.生态工程概念：人类应用_等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对_进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的_进行改善，并提高_，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。,生态学和系统学,已被破坏的生态环境,传统生产方式,生态系统,的生产力,2.关注生态工程的建设：(1)建设目的。遵循自然界_的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止_，达到_的同步发展。(2)特点。_、多效益、_的工程体系。,物质循环,环境污染,经济效益和生态效益,少消耗,可持续,(3)传统经济带来的问题。方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。特点：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。,(4)生态经济。原则：“_”。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_。目的：实现_。实现循环经济最重要的手段之一：_。,循环经济,生产原料,废弃物的资源化,生态工程,3.生态工程所遵循的基本原理：,物质循环,环境污,染,物种多,样性,抵抗力,协调与,平衡,整体性,结构决,定功能,整体性,系统,生产力,【特别提醒】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。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。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。,【高考模拟精练】1.(2011全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：,(1)污水经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。,(3)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、_和_等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。,【解题指南】解答本题首先了解群落和生态系统的结构；其次明确生态工程的基本原理、生态工程建设的目的等相关知识。,【解析】(1)在厌氧沉淀池，微生物进行无氧呼吸；在曝气池，微生物主要进行有氧呼吸；在兼氧池，微生物既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。(2)生物群落是指生活在一定区域内所有生物个体的总称，生态系统还包含无机环境；植物位于第一营养级；消费者获得的能量最终来源于生产者(水生植物)所固定的太阳能。,(3)生态工程的基本原理主要有：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、系统学和工程学原理。(4)生态工程是人类应用生态学、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，促进人类社会与自然环境的和谐发展。,答案：(1)有氧和无氧(2)群落一水生植物太阳(3)物种多样性物质循环再生系统学和工程学(任选2个即可)(4)已破坏的生态环境(或受损的生态系统),2.(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)图表信息：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】本题考查生态系统、群落演替的相关知识。(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,3.(2016开封模拟)下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请分析回答：,(1)该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理和_等。(2)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)。从群落结构分析，这种养殖模式的优点是_。,(3)防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰其交配，从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的_(信息类型)传递在农业生产中的应用。(4)流入该生态农业园的总能量有_和人工输入的能量。生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是_。,(5)根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。,【解析】(1)该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等。(2)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)，这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解生物间的竞争。,(3)防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰其交配，从而降低害虫种群密度，其中性引诱剂属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用。(4)流入该生态农业园的总能量是稻、麦、蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能和人工输入的能量。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，该项目实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染。,(5)生产者的能量可以流向消费者和分解者，消费者的能量可以流向分解者，图中分解者的能量还可以流向消费者(如蝇蛆养殖鸡鸭养殖)。,答案：(1)协调与平衡原理(2)充分利用了生态系统的空间和食物资源(3)化学信息(4)稻、麦、蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染,(5),4.(2016郑州模拟)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，取得良好的生态效益。请就此生态农场的特点，完成下列问题：,(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的物质循环再生原理、_和_。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，如下图所示。,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)根据生态工程的物种多样性原理，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？_。,【解题指南】解答本题的关键：(1)注意题目中农业类型是“生态农业”，物质可以循环利用，比传统农业生物种类多。(2)联系能量流动特点：单向流动、逐级递减，生产者固定的能量不能支撑过长的食物链。,【解析】(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生原理、物种多样性原理和整体性原理等基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。,(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)物种多样性原理整体性原理(2)如右图所示：土壤中的无机物得不到补充，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，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少,【延伸探究】(1)试分析图中沼气池中生物的代谢类型。提示：沼气池中的生物分解沼气池中的有机物，是异养型生物，并且沼气池中的生物将有机物不彻底氧化分解，是厌氧型生物。(2)该生态系统中，生产者有哪些？提示：农作物、桑、果树以及农场中的杂草等。,【知识总结】常见生态工程主要遵循的原理分析(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害物种多样性原理。(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧协调与平衡原理。(3)引种考虑适应环境协调与平衡原理。(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题整体性原理。,【加固训练】1.(2015上饶模拟)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图，据图回答：,(1)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益，要通过基因工程培育抗病甘蔗，需要的工具酶是_，可通过_技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用_技术进行检测，其依据的原理是_。,(2)为大量繁殖良种猪，可采用胚胎移植技术。该技术首先要对母猪做超数排卵处理，以获得更多的良种猪卵母细胞，与经过_处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎培养到_时期，再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生_反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。,【解析】(1)基因工程操作时必需的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，导入了目的基因的甘蔗细胞可通过植物组织培养技术培养成植株；若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用抗原抗体杂交技术进行检测，其依据的原理是抗原、抗体特异性结合。,(2)良种猪精子在体外培养受精前需做获能处理；受体胚胎移植存活的生理学基础是受体胚胎与母体子宫不发生免疫排斥反应。答案：(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶植物组织培养抗原抗体杂交抗原、抗体特异性结合(2)获能桑椹胚或囊胚免疫排斥,2.在农村建设中，某县积极发展禽畜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)该生态工程所遵循的基本原理是_。(至少写两种)(2)该生态系统的能量流动从_开始，图中属于消费者的有_等。(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_。,(4)该生态系统能提高经济效益的原因是_。(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：_。,【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、协调与平衡原理、系统整体性原理、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。(2)生态系统的能量流动是从生产者开始的，即桑、油菜、农作物等，消费者是蚕、禽、畜等。(3)由题图可知，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。(5)该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙养鱼，鱼塘的塘泥还可作肥料。,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(任选两种即可)(2)桑、油菜、农作物等生产者固定的太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用(4)实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业成本)(5)蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田,3.(2016三明模拟)如图是一个人工农业生态系统模式图(大棚温度、CO2浓度等可适当控制)。请据图回答：,(1)相对一般农业生态系统而言，此生态系统能提高经济效益，主要原因是充分利用了_中的能量。(2)沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是_；沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的意义是_。,(3)输入禽畜体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外，还用于禽畜自身的_等生命活动。,【解析】(1)相对一般农业生态系统而言，此生态系统能提高经济效益，主要原因是充分利用了粪便等废物中的能量。(2)沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是分解作用；沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的意义是可以增加大棚中CO2浓度，增强植物的光合作用，提高作物的产量。,(3)输入禽畜体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外，还用于禽畜自身的生长、发育、繁殖等生命活动。答案：(1)粪便等废物(2)分解作用可以增加大棚中CO2浓度，增强植物的光合作用，提高作物的产量(3)生长、发育、繁殖,考点二生态工程的实例和发展前景【核心知识通关】1.生态工程的实例：(1)农村综合发展型生态工程。问题：资源有限，人多地少，产出不足。对策：建立_生态工程，实现物质的多级循环利用。,农村综合发展型,原理：_原理；整体性原理；_原理。案例：北京郊区的窦店村以_工程为中心的物质多级循环利用工程。,物质循环再生,物种多,样性,沼气,(2)小流域综合治理生态工程。问题：河流各级支流的集水区域水土流失比较严重。对策：通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤的侵蚀。原理：整体性原理；_原理；工程学原理。案例：我国甘肃陇南地区“_”的治理模式。,协调与平衡,九子登科,(3)大区域生态系统恢复工程。问题：土地_严重。对策：森林或草原的_、_。原理：物种多样性原理；整体性原理；_原理。案例：_生态工程。,荒漠化,植被恢复,水土保持,协调与平衡,“三北”防护林,(4)_工程。问题：人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上80%的湿地资源。对策。a.采用工程和_相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。,湿地生态恢复,生物措施,b.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。原理：_原理；物种多样性原理；协调与平衡原理。案例：_的生态恢复工程。,整体性,鄱阳湖,(5)矿区废弃地的生态恢复工程。问题：矿藏开采后造成水体、土壤和植被，乃至整个地区_的破坏。对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、_等。原理：_和_原理。案例：我国赤峰市_矿区生态恢复工程。,生态系统,植被恢复,系统学,工程学,元宝山,(6)城市环境生态工程。问题：_、大气污染、噪声污染等。对策：用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。原理：物质循环再生原理；协调与平衡原理；_原理。案例：张家港、大连、厦门等国家环境保护模范城市。,垃圾污染,整体,性,2.生态工程发展的前景：(1)“生物圈2号”生态工程的启示。认识到与_和谐共处的重要性，深化了对_的认识。(2)发展前景。重视对生态环境的保护，注重与_效益的结合。,自然,自然规律,经济、社会,【特别提醒】污染物并不是不能利用的资源对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。,【高考模拟精练】1.(2016济南模拟)下图是对有机废弃物进行处理的一种方案，请回答问题：,(1)施用有机肥料有利于提高农作物的产量，原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的_使农作物的光合作用强度得到提高。(2)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有_能力。,(3)焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发_基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。(4)能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分？_。应在_的土壤中寻找能降解塑料的微生物，若要获得该微生物，应在富含塑料垃圾的土壤中寻找。,【解析】(1)施用的有机肥料被土壤中的微生物通过细胞呼吸分解生成无机物(CO2和无机盐)，CO2和无机盐都可以提高农作物的光合作用强度，有利于提高农作物的产量。(2)由于生态系统具有自我调节能力，可使少量污染物通过沉降、分解等得以清除。,(3)环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。焚烧塑料垃圾所产生的二英属于化学致癌因子。(4)能降解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者，若要获得该微生物，应在富含塑料垃圾的土壤中寻找。,答案：(1)CO2和无机盐(2)自我调节(自我净化)(3)原癌基因和抑癌(4)分解者富含塑料垃圾,2.(2016江门模拟)广东湿地资源丰富，湿地类型多，面积大，分布广，密度高。近数十年来，由于对湿地的盲目开垦和不合理利用，对湿地生物资源过度开发等原因，不少湿地已遭受到严重的破坏。湿地具有重要的生态、经济、社会功能，有“地球之肾”之称，必须采取切实措施保护和合理利用湿地资源。,(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有_、_、控制土壤侵蚀、自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。(2)为了恢复遭受到严重破坏的湿地，应采用_和_相结合的方法，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠_等机制恢复其生态功能。,(3)在红树林等湿地生态系统中，碳元素主要通过_过程被固定在有机物中，并沿着_进行传递。(4)与自然的湿地(如红树林、湖泊)相比，稻田的_稳定性较强。,(5)调查表明，我国相当一部分湖泊已不同程度富营养化，原因是含氮、磷等元素丰富的污染物的排放量超过湖泊_的限度，使其稳定性下降。富营养化水体中造成鱼类大量死亡的原因有_等。,【解析】(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地等功能。(2)湿地生态恢复工程采用了工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复，还应建立缓冲带，使其依靠自然演替等机制恢复其生态功能。,(3)生态系统中碳元素以CO2的形式主要通过光合作用进入生物群落，沿食物链进行传递。(4)由于稻田生态系统物种比较单一，其抵抗力稳定性弱，但恢复力稳定性较强。(5)自我净化能力是湖泊恢复到以前正常状态的能力，是有限度的，超过了限度就会造成破坏，且这种破坏不可逆。水体富营养化导致藻类大量繁殖，产生毒素和消耗水中的氧，造成鱼类大量死亡。,答案：(1)蓄洪防旱调节区域气候(2)工程生物措施自然演替(3)光合作用食物链(4)恢复力(5)自我净化能力溶氧量下降、有毒物质增加,3.(2016随州模拟)某城市在建设过程中，更加注重生态文明的建设，如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图。请据图回答问题：,(1)输入人工湿地的能量为_。,(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有_结构。该人工湿地的建立体现了生态工程的基本原理有_和协调与平衡原理等。,(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是_。(4)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是_。,(5)用恰当的箭头和文字说明完成该人工湿地的碳循环图解。,【解题指南】解答本题时，需要明确以下两点：(1)生活污水中含有较多的有机物，其内的化学能被分解者利用，是流入该生态系统的能量之一。(2)细菌、真菌净化污水是通过呼吸作用进行的。有氧呼吸能把有机物彻底分解，O2充足情况下，净化更彻底。,【解析】(1)输入人工湿地的能量有各种植物通过光合作用固定的太阳能和生活污水中有机物中的化学能。(2)不同的生物生活在不同的层次，这体现了群落的垂直结构。该人工湿地体现了物质循环再生原理和协调与平衡原理。(3)人工湿地中的细菌、真菌分解污水中的有机物产生大量的氮、磷等矿质养料以及CO2，被人工湿地中的芦苇、藻类等植物吸收，使其生长迅速。(4)湿地中的细菌、真菌多数为需氧型微生物，为提高其分解效率，可向水体中通入一定量的空气。,答案：(1)太阳能和污水中有机物中的化学能(2)垂直物质循环再生原理(3)细菌、真菌等微生物分解污水中的有机物为植物生长提供了充足的氮、磷等矿质养料和光合作用所需的CO2(4)向水体中适当通入空气,(5),【延伸探究】(1)图中黑藻和绿藻能否直接吸收污水中的有机物？为什么？提示：不能。污水中的有机物需要被分解者分解成无机物之后，植物才能吸收。(2)引起芦苇、绿藻和黑藻上、中、下分布的环境因素是什么？提示：光照强度。,【加固训练】1.生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式：,模式1鸡-猪-鱼立体养殖模式：1亩(1亩=666.67m2)鱼池配68头猪，100120只鸡，鱼池中各种鱼的比例大致为花白鲢占20%，草鱼占40%，鲤鱼、鳙鱼占40%，每亩投放鱼苗4500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干，经初步发酵后混入一定量饲料喂猪，猪粪喂鱼。,模式2“四位一体”生态模式：以太阳能为动力，以沼气为纽带，将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。,请分析回答有关问题：(1)在模式1中，必须注意某种鱼的投入数量，不宜超过该鱼在生态系统中的_。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在垂直结构上具有_的现象。,(2)下图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况，由曲线可知，生物体的生长呈“_”型曲线。,(3)模式2中，光能输入生态系统的途径是_，沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于_(成分)。(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是_。,