202X届高考生物一轮复习3.5生态工程课件（选修）

1、第5课生 态 工 程考点一生态工程的基本原理考点一生态工程的基本原理 【核心知识核心知识突破突破】1.1.生态工程与生态经济：生态工程与生态经济：(1)(1)生态工程。生态工程。任务：任务：_已遭到破坏的生态系统；改善传已遭到破坏的生态系统；改善传统的统的_，提高生态系统的，提高生态系统的_。修复和重建修复和重建生产方式生产方式生产力生产力目的：遵循自然界目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到源的生产潜力，防止环境污染，达到_和和_的同步发展。的同步发展。特点：与传统工程相比，生态工程是一类特点：与传统工程相比，生态工程是一类_、多效益、多效益、

2、_的工程体系。的工程体系。物质循环物质循环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(2)(2)生态经济。生态经济。原则：原则：_。特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统特点：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或者另一个系统的_。目的：目的：_。手段：手段：_。“循环经济循环经济”生产原料生产原料实现废弃物的资源化实现废弃物的资源化生态工程生态工程2.2.生态工程的原理：生态工程的原理：项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例物质循物质循环再生环再生原理原理_减轻环境污染及减轻环境污染及其对系统稳定和其对系统稳定和发展的影响发展的影响无废弃物无废弃物农业

3、农业物质循环物质循环项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例物种多物种多样性原样性原理理_生物多样性程生物多样性程度高可提高系度高可提高系统的抵抗力稳统的抵抗力稳定性，提高系定性，提高系统的生产力统的生产力“三北防护林三北防护林”建设中的物种建设中的物种单一性问题，单一性问题，珊瑚礁生态系珊瑚礁生态系统的生物多样统的生物多样性问题性问题生态系统生态系统的稳定性的稳定性项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例协调与协调与平衡原平衡原理理生物的适应生物的适应性和性和_处理好生物与环境处理好生物与环境的协调与平衡，使的协调与平衡，使生物种群数量不超生物种群数量不超过过_，避免生态系统的避免生态系统的

4、失衡与破坏失衡与破坏太湖富营太湖富营养化问题、养化问题、过度放牧过度放牧环境承环境承载力载力环境承载力环境承载力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_构成复合构成复合系统系统统一协调各统一协调各种关系，保种关系，保障生态系统障生态系统的平衡与稳的平衡与稳定定林业建设中自林业建设中自然系统与社会、然系统与社会、经济系统的关经济系统的关系问题系问题社会、经济、社会、经济、自然自然项目项目理论基础理论基础意义意义实例实例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系统的结构决定功能原理：能原理：_结构优于集中式和结构优于集中式和环式结构环式结构改善和优化改善和优化系统

5、的结构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：系统整体性原理：系统组分有适当的系统组分有适当的比例关系比例关系_珊瑚礁与珊瑚礁与藻类和珊藻类和珊瑚虫的关瑚虫的关系系分布式分布式实现总体实现总体功能大于功能大于部分之和部分之和【微点警示微点警示】传统经济传统经济生态经济生态经济(1)(1)传统经济。传统经济。方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。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。的生态环境破坏为代价。(2)(2)生态经济。生态经济。方式：实现了原

6、料方式：实现了原料产品产品原料原料产品的生产体系，产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。实现了废弃物资源化的循环经济。特点：少消耗、多效益、可持续。特点：少消耗、多效益、可持续。【命题案例命题案例研析研析】【典例典例】(2019(2019长沙模拟长沙模拟) )在色彩缤纷的生物世界，在色彩缤纷的生物世界，微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在生态微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在生态工程中有着重要的作用，如处理生活污水。请回答下工程中有着重要的作用，如处理生活污水。请回答下列问题：列问题：(1)(1)生活污水流经某生活污水净化处理系统中的生活污水流经某生活污水净化处理系统中的

7、“厌氧厌氧沉淀池沉淀池”“”“曝气池曝气池”和和“兼氧池兼氧池”后得到初步净化，后得到初步净化，在这个过程中，微生物通过在这个过程中，微生物通过_呼吸将污水中呼吸将污水中的有机物分解。的有机物分解。(2)(2)生活污水净化处理系统中包括多种微生物、浮萍等生活污水净化处理系统中包括多种微生物、浮萍等浮水植物、芦苇等挺水植物，浮萍等作为饲料用于养浮水植物、芦苇等挺水植物，浮萍等作为饲料用于养殖业，说明该生态工程遵循殖业，说明该生态工程遵循_、_等基本原理。等基本原理。(3)(3)生态工程追求生态、经济、社会效益的统一，体现生态工程追求生态、经济、社会效益的统一，体现了生态工程的了生态工程的_原理。

8、原理。(4)(4)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物超级微生物”，理，理论上可以采用论上可以采用_技术对现有微生物进行改造，该技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是技术的核心是_。如果在个体水平上检测改造的。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测方法是微生物是否符合要求，可采用的检测方法是_。【审答技巧审答技巧】(1)(1)审题技巧：题干信息解读。审题技巧：题干信息解读。“厌氧沉淀池厌氧沉淀池”“”“曝气池曝气池”分别提供了无氧、有氧分别提供了无氧、有

9、氧的环境。的环境。根据现代生物技术分析根据现代生物技术分析“对现有微生物进行改造对现有微生物进行改造”的手段。的手段。(2)(2)满分答题：满分答题：第第(1)(1)小题不能只答小题不能只答“有氧有氧”或或“无氧无氧”。在个体水平上检测改造的微生物能否分解生活污水在个体水平上检测改造的微生物能否分解生活污水中多种有机物，应检测改造的微生物在含有各种特定中多种有机物，应检测改造的微生物在含有各种特定有机物的培养基上的分解能力。有机物的培养基上的分解能力。【解析解析】(1)(1)厌氧沉淀池中的微生物通过无氧呼吸将污厌氧沉淀池中的微生物通过无氧呼吸将污水中的有机物分解，曝气池中的微生物通过有氧呼吸水

10、中的有机物分解，曝气池中的微生物通过有氧呼吸将污水中的有机物分解，兼氧池中的微生物通过有氧将污水中的有机物分解，兼氧池中的微生物通过有氧呼吸和无氧呼吸将污水中的有机物分解。呼吸和无氧呼吸将污水中的有机物分解。(2)(2)生活污水生活污水净化处理系统中包括多种生物，浮萍等作为饲料用于净化处理系统中包括多种生物，浮萍等作为饲料用于养殖业，说明该生态系统遵循物种多样性原理、物质养殖业，说明该生态系统遵循物种多样性原理、物质循环再生原理。循环再生原理。(3)(3)生态工程追求生态生态工程追求生态( (或自然生态或自然生态) )、经济、社会效益的统一，体现了生态工程的整体性原经济、社会效益的统一，体现了

11、生态工程的整体性原理。理。(4)(4)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物超级微生物”，理论上可以采用基因工程技术对现有微生物进行改造，理论上可以采用基因工程技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是基因表达载体的构建。如果在个体水该技术的核心是基因表达载体的构建。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测方法是用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的方法是用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的微生物，观察其分解能

12、力。微生物，观察其分解能力。答案：答案：(1)(1)无氧和有氧无氧和有氧( (或细胞或细胞) )(2)(2)物质循环再生原理物种多样性原理物质循环再生原理物种多样性原理(3)(3)整体性整体性(4)(4)基因工程基因工程( (或基因拼接或转基因或基因拼接或转基因) )基因表达载体的基因表达载体的构建用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的构建用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的微生物，观察其分解能力微生物，观察其分解能力【高考长句应答特训高考长句应答特训】(1)(1)微生物将生活污水中的有机物分解，释放的能量有微生物将生活污水中的有机物分解，释放的能量有哪些去向？哪些去向？提示：提示：大部

13、分以热能的形式散失，少部分储存在大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATPATP中。中。(2)(2)浮水植物和挺水植物在该生活污水净化处理系统中浮水植物和挺水植物在该生活污水净化处理系统中起到什么作用？起到什么作用？提示：提示：吸收水体中的水分和无机盐，避免水体富营养吸收水体中的水分和无机盐，避免水体富营养化。化。【方法规律方法规律】生态工程基本原理的判断方法生态工程基本原理的判断方法(1)(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染强调物质循环、废物利用、减轻环境污染物质循物质循环再生原理。环再生原理。(2)(2)体现物种多，营养关系复杂体现物种多，营养关系复杂物种多样性原理。物种多样性原理。

14、(3)(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力协调与平衡原理。协调与平衡原理。(4)(4)涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设工程建设整体性原理。整体性原理。(5)(5)涉及结构、功能、分布式、集中式、环式涉及结构、功能、分布式、集中式、环式系统的系统的结构决定功能原理结构决定功能原理( (系统学和工程学原理系统学和工程学原理) )。(6)(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类的互利共和；指系

15、统内部，如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类的互利共生生系统整体性原理系统整体性原理( (系统学和工程学原理系统学和工程学原理) )。【考点题组考点题组诊断诊断】1.(1.(金榜原创预测金榜原创预测) )据报道，科学家发明了一种新型的据报道，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。其结构如图，稳定塘污水生态处理系统的主要塘等。其结构如图，稳定塘污水

16、生态处理系统的主要指标如表，请分析上述材料，回答下列问题：指标如表，请分析上述材料，回答下列问题： 世纪金世纪金榜导学号榜导学号类型类型 深浅深浅(m)(m)污水停留污水停留时间时间( (天天) )处理污水处理污水中有机物中有机物浓度浓度含有的含有的主要生物主要生物好氧好氧塘塘1355.655.610102 2，在生态系统中，能量的流动是，在生态系统中，能量的流动是单向、逐级递减的，因此生物类群单向、逐级递减的，因此生物类群是草鱼，生物类是草鱼，生物类群群是水草，生物类群是水草，生物类群是鳜鱼。该食物链中，第二是鳜鱼。该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为

17、营养级到第三营养级的能量传递效率为(55.6(55.610102 2) )(176(17610103 3) )100%3.16%100%3.16%。答案：答案：(1)(1)性别比例物理性别比例物理(2)(2)肉鸽的生长、发育和繁殖物质循环再生原理肉鸽的生长、发育和繁殖物质循环再生原理(3)(3)净化空气自我调节净化空气自我调节(4)(4)3.16%3.16%2.(20182.(2018广州模拟广州模拟) )污水处理厂的污泥富含有机质和污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)(PAHs)等有机等有机污染物含量通常较高，施入土壤会

18、带来二次污染，生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、含物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成，将污泥、含7%7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研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究它们对黑麦草生长及PAHsPAHs迁移的影响，结果如表：迁移的影响，结果如表：测定项目测定项目红壤红壤红壤红壤+ +污泥污泥红壤红壤+ +含含7%7%生生物质炭的污泥物质炭的污泥土壤土壤PAHsPAHs含量含量(g/kg)(g/kg)5275271 0791 079765765黑麦草叶绿黑麦草叶绿素含量素含量(mg/g)(mg

19、/g)2.02.02.12.12.32.3黑麦草每黑麦草每盆干重盆干重(g)(g)1.71.72.32.32.72.7(1)(1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞使根系细胞_加强，加强，_合成增多，从合成增多，从而促进根系对土壤养分的吸收。而促进根系对土壤养分的吸收。(2)(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥由表可知，施用含生物质炭的污泥_，从而促进黑麦草生长；污泥的施，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的用使土壤和黑麦草的PAHsPAHs含量含量_，但生物，但生物质炭的输入质炭的输入_，从而降，从而降低低PAHsPA

20、Hs污染的风险。由此可见，生物质炭有望用作污污染的风险。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态工程的_原理。原理。【解析解析】(1)(1)生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATPATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。增多，为根系主动吸收养分提供能量。(2)(2)由表可知，由表可知，施用含有生物质炭的污泥时黑麦草叶绿素的含量较施用含有生物质炭的污泥时黑麦草叶绿素的含量较多，从而促

21、进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的草的PAHsPAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中黑麦草中PAHsPAHs的含量。污泥中含有大量的有机质和的含量。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，因此符合生态工程的物质循环再生原理。收利用，因此符合生态工程的物质循环再生原理。答案：答案：(1)(1)呼吸作用呼吸作用ATPATP(2)(2)能增加黑麦草叶绿素含量升高能降低土壤和黑能增加黑麦草叶绿素含量升高能降低土壤和

22、黑麦草中麦草中PAHsPAHs的含量物质循环再生的含量物质循环再生【加固训练加固训练】池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统池塘养殖系统( (如图所示如图所示) )。请回答下列问题：。请回答下列问题： (1)(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性定性_。人工养殖池塘水体的。人工养殖池塘水体的N N、P P含量容易升高，含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖，会

23、引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖，加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为调节方式称为_调节。调节。(2)(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有设施有_，可以通过在这些设施内，可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_，有效减少水体中的，有效减少水体中的N N、P P等含量。等含量。(3)(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有部，实现水层交换，其目的有_、_。(4)(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_。(5)(5)保持池塘水体中适当的保持池塘水体中适当的N N、P P含量是必要的，该养殖含量是必要的，该养殖系统可以通过系统可以通过_、_进行进行调控。调控。【解析解析】(1)(1)群落的营养结构越复杂，其抵抗力稳定性群落