第十一单元第四讲 生态工程

1、1(2016·襄阳模拟)生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。整体是对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效益的可持续发展。(1)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_(填“生态系统”“群

2、落”或“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。(2)生态工程应在_、_、_等方面取得最佳效果并达到预期目标。(3)生态农业以_理论为依据，以_协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的_为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。(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。解析：(1)该题强调的是池中的所有生物，不包含无机环境，所以不能称为生态系统而应该是

3、群落。流入一个生态系统的总能量为生产者(第一营养级)所固定的太阳能。(2)从材料中的最后一句话可知，生态工程应在经济、社会、生态环境等方面取得最佳效果并达到预期目标。(3)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。生态农业必须遵循协调和平衡原理。(4)生态工程是指人类应用生态学和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，

4、对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。答案：(1)群落一生产者太阳(2)经济社会生态环境(3)生态学环境与经济生态平衡(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态环境)2如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)从资源化、无害化角度分析，途径优于的原因是_。(3)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。(4)焚烧塑料垃圾所

5、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。(5)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，从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物，需使用_培养基。若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如根瘤菌)中，则土壤中的塑料有望得到较快降解，该技术的核心是构建基因表达载体，此过程使用的酶有_。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)对有机废弃物进行处理，既实现了物质和能量的多级利用，又减少了处理

6、过程中产生的污染问题。(3)略。(4)正常细胞在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞变成不受机体控制的癌细胞。焚烧塑料垃圾所产生的二英属于化学致癌因子。(5)能分解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者，将其体内控制分解塑料的基因分离出来，再利用基因工程技术导入某些土壤微生物体内，可得到能大量降解塑料的微生物，从而解除塑料带来的污染。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。答案：(1)CO2和无机盐(2)通过多层分级利用有机废弃物，既充分利用有机物中的能量，又减少环境污染(3)自我调节(自我净化)(4)原癌基因和抑癌(5)分解者富含塑料垃圾选择限制性核酸内切酶、DNA连接酶

7、3请据图分析回答下列问题：(1)图甲为窦店村综合发展生态工程示意图，该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理？_(至少答两项)。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)由图甲可以看出，种植业的副产品秸秆可以作为饲料用于养殖业，动物的粪便

8、作为沼气池的原料或作为植物的肥料，体现了物质循环再生的原理；该生态工程中涉及多种植物、动物及微生物，体现了物种多样性原理；该生态工程中统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定，体现了整体性原理等。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，需要采取平整压实土地、人工制造表土等措施，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)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原

9、理谷物、蓝绿萍太阳能物理(2)平整压实土地人工制造表土整体性原理、协调与平衡原理(3)物种多样性原理、系统整体性原理4珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答下列问题：(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是_。要使它长期稳定发展，除了有稳定的_来源，各类生物要_。(2)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过_的作用，释放出_，被植物利用。(3)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循_原理。(4)生态工程所遵循的基本原理有_、_、_、_等。解析：生态系统的成分包括生产者、消费者、分解

10、者、非生物的物质和能量。题中人工生态系统最基本的生物因素是生产者和分解者。生态工程所遵循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、系统学和工程学原理等。答案：(1)生产者和分解者能量保持相对稳定(2)分解者矿质离子(3)系统的结构决定功能(4)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(回答其中任意四点即可)5某小组对市郊一农业生态系统进行调查后，经过交流绘制出了如图所示的生态工程示意图。据图回答有关问题：(1)该生态系统中的主要成分是_，图中的食用菌属于生态系统成分中的_。该生态系统中，属于第二营养级的生物有_。(2)建立这一生态

11、系统的目的是使农作物固定的太阳能持续、高效地_；该生态系统的能量利用率较高与物质的_利用密不可分。(3)请画出该农业生态系统的食物网。(4)该生态系统的建设主要根据生态工程建设的_原理。解析：(1)生态系统的主要成分是生产者，即图中的农作物。食用菌属于腐生真菌，在生态系统中属于分解者。以农作物为食的生物属于第二营养级，包括人和家禽、家畜。(2)建立生态农业的目的是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，由于实现了物质的多级利用，所以该生态系统的能量利用率较高。(3)该农业生态系统中的食物网有两条食物链：农作物家禽、家畜人；农作物人。(4)该生态系统实现了物质的循环利用、分级利

12、用，并且减少了环境污染，所以该生态农业的设计遵循物质循环再生原理。答案：(1)农作物(生产者或植物)分解者人和家禽、家畜(2)流向对人类最有益的部分多级(循环、重复)(3)农作物家禽、家畜人(4)物质循环再生6如图是利用人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图。据图回答：(1)人工湿地是一个生态系统，其中芦苇、绿藻、黑藻属于_成分，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的_结构。(2)控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物对_的充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的_。(3)输

13、入该人工湿地的能量有_。若将其改造为湿地公园，则群落的演替方式为_。改造时，要适当增加生物种类，这符合生态工程的_原理。(4)保护生物多样性最有效的措施是_。解析：本题考查对于城市污水治理的人工湿地生态系统的建设原理。(1)藻类和芦苇等能进行光合作用，属于人工湿地生态系统中的生产者，不同的植物在同一个群落中垂直方向上有明显的分层现象，属于群落的垂直结构。(2)湿地生态系统中的植物对污水中无机盐的吸收也是有一定限度的，因此要控制污水的流入速率，保证出水口的水质中的无机盐水平达到排放的要求。湿地虽然具有净化污水的能力，但生态系统的自我调节能力是有一定限度的，所以排放的污水不能过量。(3)生产者固定

14、的太阳能和污水中有机物中的能量是流入该生态系统的总能量。在群落环境失去原有植被后发生的演替属于次生演替。适当增加群落物种的丰富度，可以提高生态系统的抵抗力稳定性，避免生态系统结构和功能的失衡，这符合生态工程的物种多样性原理。(4)生物多样性的保护分为就地保护和迁地保护，就地保护就是在原地对保护的生态系统或者物种建立自然保护区，这是保护生物多样性最有效的措施。答案：(1)生产者垂直(2)无机盐自我调节能力有一定的限度(3)太阳能和化学能次生演替物种多样性(4)就地保护(建立自然保护区)7某研究性学习小组参观长沙市郊建立的以沼气为中心、以保护生态环境为目标的“四位一体”生态农业(人居种植养殖沼气)

15、时绘出了模式图，请分析回答：(1)构建以沼气为中心的“四位一体”生态农业时所依据的主要生态学原理是_，该生态农业最大的优点是_。(2)该生态系统的生产者是_，蘑菇在该生态系统的成分中属于_。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，其原因是_。(3)利用植物秸秆生产乙醇时，植物秸秆经预处理后，被微生物A所产生的_酶水解，转化成葡萄糖。在控制_的情况下，能促进微生物B的发酵过程。写出微生物B发酵过程的相关反应：_。(4)秸秆在沼气池中处理成沼渣后有利于植物的吸收利用，原因是_。(5)为进一步提高经济效益，养猪场引进了一头肉质优良的花猪，运用_(填“DNA重组”“核移植”或“胚胎分割”

16、)技术可实现利用当地品种生产花猪的设想。解析：本题主要考查生态农业的相关知识。(1)图中的生态农业为无废弃物农业，通过农业废弃物资源化，实现物质的多级循环利用，减少污染，在资源有限的情况下，充分发挥资源潜力，建立良性物质循环体系，促进农业持续稳定地发展。(2)该生态系统的生产者为水稻、大豆和蔬菜，蘑菇为腐生真菌，是分解者。蘑菇通过细胞呼吸产生的CO2能供给蔬菜进行光合作用。(3)植物秸秆的主要成分是纤维素，能在酶的催化下水解为葡萄糖。微生物发酵产生乙醇需在无氧条件下，进行的是无氧呼吸。(4)秸秆中的有机物被分解为无机物，成为植物易于吸收的营养物质。(5)利用肉质优良的花猪的体细胞核与当地品种的

17、卵母细胞的细胞质进行重组，获得的重组细胞再经过早期胚胎培养和胚胎移植即可实现利用当地品种生产花猪。核移植技术也叫克隆技术。答案：(1)物质循环再生提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或实现物质和能量的多级利用，减少环境污染)(2)水稻、大豆和蔬菜分解者蘑菇细胞呼吸放出二氧化碳，为蔬菜的光合作用提供原料(3)纤维素通气C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(4)微生物将秸秆中的有机物分解为无机物(5)核移植8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)污水流经厌氧沉淀池、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_(填“生态系统”“群落”或“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、协调与平衡、_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。解析：(1)依据题干提供的信息分析，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸