2021高考生物一輪復(fù)習(xí) 選修3 現(xiàn)代生物科技專題 第4講 生態(tài)工程教學(xué)案 新人教版

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1、第4講　生態(tài)工程 1.簡述生態(tài)工程的原理(Ⅱ) 2.生態(tài)工程的實例(Ⅰ) 　 1.物種多樣性原理、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理。(生命觀念) 2.建立自然—社會—經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)等。(科學(xué)思維) 3.實施生態(tài)工程、減少污染、節(jié)約能源，保護生態(tài)環(huán)境等。(社會責(zé)任) 生態(tài)工程的原理 1．生態(tài)工程 (1)目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 (2)特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。 2．生態(tài)經(jīng)濟 (1)原則：循環(huán)經(jīng)濟。 (2)結(jié)果：使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料。 (3)目

2、的：實現(xiàn)廢棄物的資源化。 (4)重要手段：生態(tài)工程。 3．生態(tài)工程的基本原理 (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理：物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)、分層分級利用。如無廢棄物農(nóng)業(yè)。 (2)物種多樣性原理：物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。如“三北防護林”建設(shè)中的問題。 (3)協(xié)調(diào)與平衡原理：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡問題，環(huán)境承載力問題。如過度放牧等。 (4)整體性原理：綜合考慮社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合系統(tǒng)。 (5)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理： ①系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的。 ②系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流

3、通，實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果。 1．單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害。此材料依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理是什么？并說明理由。 提示：物種多樣性原理。單一的人工林生物多樣性低，物種數(shù)目少，營養(yǎng)級簡單，自我調(diào)節(jié)能力弱，抵抗力穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，因此體現(xiàn)了物種多樣性原理。 2．整體性原理的理論基礎(chǔ)是社會—經(jīng)濟—自然系統(tǒng)復(fù)合體，嘗試畫出三者之間的關(guān)系模型并表述該原理的重要意義。 提示：如圖： 意義：只有應(yīng)用整體性原理，才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠(yuǎn)、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。 考查生態(tài)工程的原理及應(yīng)用 (2019·河南省開封

4、市高三模擬)黨的十九大報告指出：“大力度推進生態(tài)文明建設(shè)，……全面節(jié)約資源有效推進，能源資源消耗強度大幅下降。重大生態(tài)保護和修復(fù)工程進展順利，森林覆蓋率持續(xù)提高。生態(tài)環(huán)境治理明顯加強，環(huán)境狀況得到改善?！闭埢卮鹣铝信c生態(tài)工程有關(guān)的問題： (1)上述成就的取得與走生態(tài)經(jīng)濟之路有關(guān)，生態(tài)經(jīng)濟主要是通過實行“________”的原則，而相關(guān)的最重要手段之一就是生態(tài)工程。如人們對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)和重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，促進了人和自然的和諧發(fā)展。 (2)“全面節(jié)約資源有效推進，能源資源消耗強度大幅下降”，其手段之一是實現(xiàn)廢棄物的資源化，這在很大程度上與生態(tài)工程所

5、遵循的“________原理”有關(guān)。 (3)早期建設(shè)“三北防護林”過程中，遼寧西部章古臺地區(qū)的樟子松林由于生物種類過于單一，使得松毛蟲肆虐，原本茂密蔥綠的森林甚至成為鳥獸了無蹤影的“不毛之地”。這與生態(tài)工程所遵循的“________原理”不符，與該基本原理相對應(yīng)的生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)是________。 (4)珊瑚蟲與某些藻類共生組成的珊瑚礁區(qū)，眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力。珊瑚礁之所以能夠保持如此高的生產(chǎn)力，得益于實現(xiàn)了“1＋1>2”的“________原理”。 (5)人類處在一個社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)之中，

6、在植被貧瘠地區(qū)號召農(nóng)民植樹造林的同時，還應(yīng)關(guān)注他們的生活問題，才能避免發(fā)生“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，從根本上達到造林護林的目的。這遵循的是生態(tài)工程的“________原理”。 (6)我國南方水網(wǎng)地區(qū)的“?；~塘”模式，把桑、蠶、魚、稻等單個生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機地整合到一起，成為高效生態(tài)系統(tǒng)。此與生態(tài)工程建設(shè)所遵循的“________原理”有關(guān)。 (7)生態(tài)工程對恢復(fù)和重建受損的生態(tài)環(huán)境有重要作用，但為什么不能走“先污染、破壞，后治理”的老路？__________________。 [解析]　(1)生態(tài)經(jīng)濟主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物成為本系統(tǒng)或另一個

7、系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最重要的手段之一就是生態(tài)工程。 (2)“全面節(jié)約資源有效推進，能源資源消耗強度大幅下降”，其手段之一是實現(xiàn)廢棄物的資源化，這在很大程度上與生態(tài)工程所遵循的“物質(zhì)循環(huán)再生原理”有關(guān)。 (3)生態(tài)系統(tǒng)中生物種類越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。早期建設(shè)“三北防護林”的實例與生態(tài)工程所遵循的“物種多樣性原理”不符，與該基本原理相對應(yīng)的生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (4)系統(tǒng)整體性原理強調(diào)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并實現(xiàn)“1＋1＞2”的效果。珊瑚蟲與某些藻類共生組成的珊

8、瑚礁區(qū)，眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力。珊瑚礁之所以能夠保持如此高的生產(chǎn)力，得益于實現(xiàn)了“1＋1＞2”的“系統(tǒng)整體性原理”。 (5)人類處在一個社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合而成的系統(tǒng)中，進行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。如在植被貧瘠地區(qū)號召農(nóng)民植樹造林的同時，還應(yīng)關(guān)注他們的生活問題，才能避免發(fā)生“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，從根本上達到造林護林的目的。這遵循的是生態(tài)工程的“整體性原理”。 (6)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理是指生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通

9、過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的。我國南方水網(wǎng)地區(qū)的“?；~塘”模式，把桑、蠶、魚、稻等單個生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機地整合到一起，成為高效生態(tài)系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)力。此與生態(tài)工程建設(shè)所遵循的“系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理”有關(guān)。 (7)生態(tài)工程對恢復(fù)和重建受損的生態(tài)環(huán)境有重要作用，但生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性是具有一定限度的，從而導(dǎo)致生態(tài)工程的局限性，因而生態(tài)工程不能解決所有的污染、破壞問題。所以生態(tài)工程中不能走“先污染、破壞，后治理”的老路。 [答案]　(1)循環(huán)經(jīng)濟　(2)物質(zhì)循環(huán)再生　(3)物種多樣性　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性　(4)系統(tǒng)整體性　(5)整體性　(6)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能　

10、(7)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性是有一定限度的，導(dǎo)致了生態(tài)工程的局限性，使生態(tài)工程并不能解決所有的污染、破壞問題 生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景 1．生態(tài)工程的實例(連線) 提示：①—b?、凇猚?、邸猘?、堋猠?、荨猣?、蕖猟 2．生態(tài)工程的發(fā)展前景 (1)“生物圈2號”生態(tài)工程實驗的啟示：使我們認(rèn)識到與自然和諧共處的重要性，深化了我們對自然規(guī)律的認(rèn)識。 (2)發(fā)展前景：我們需要走有中國特色的道路，即不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合。 1．“三北”防護林工程建設(shè)中應(yīng)考慮哪些問題？(至少答出兩點) 提示：考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品

11、種；考慮樹種多樣性保證防護林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略。 2．下列是某地農(nóng)村生態(tài)工程示意圖。據(jù)圖回答問題： (1)該生態(tài)工程建設(shè)遵循的基本原理有哪些？ (2)在該生態(tài)工程中，處理秸稈的主要方式是用作沼氣發(fā)酵和培養(yǎng)食用菌，而不采用燃燒的方法，這樣做主要有哪兩方面的意義？ 提示：(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理　(2)使生態(tài)系統(tǒng)中的能量盡量多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧p輕對環(huán)境的污染 生態(tài)工程的實例分析 (2019·長沙市高三統(tǒng)考)如圖為長沙郊區(qū)某農(nóng)村生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，請回答下列問題： (1)該生態(tài)農(nóng)業(yè)

12、系統(tǒng)實施了以________為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程。 (2)在這個案例中，秸稈的多級利用充分體現(xiàn)了生態(tài)工程的________原理，在一定限度上減輕了燃燒秸稈造成的________效應(yīng)。 (3)在發(fā)酵裝置里的B過程中起重要作用的微生物分解葡萄糖的過程中________(填“需要”或“不需要”)氧氣。 (4)沼氣液可以通入養(yǎng)魚池，用于_______________________，沼液和沼渣還可作為________________。 (5)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上蘑菇房與蔬菜大棚相通可以提高蔬菜產(chǎn)量。試分析增產(chǎn)原因是________________________________________

13、____ ______________________________________________________。 [解析]　(1)實施沼氣工程是生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的中心工程，在多個生產(chǎn)和生活環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物被充分利用。 (2)秸稈的多級利用充分體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理，實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用。若秸稈直接燃燒，會釋放大量CO2，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，所以秸稈的多級利用減少了溫室效應(yīng)。 (3)B為乳酸發(fā)酵，發(fā)酵裝置應(yīng)為無氧環(huán)境。 (4)沼氣液里面含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機質(zhì)，可促進浮游生物生長，是養(yǎng)魚池極好的餌料。 (5)蘑菇在該生態(tài)系統(tǒng)中的成分屬于分解者，通過蘑菇分解有機物，放出二氧化碳，提高了大棚中CO2濃度，為蔬菜的光合作用提供原料，并抑制其呼吸作用，故有機物積累增加從而增產(chǎn)。 [答案]　(1)沼氣池　(2)物質(zhì)循環(huán)再生　溫室　(3)不需要　(4)促進浮游生物生長，增加魚的餌料　優(yōu)良的作物肥料　(5)蘑菇細(xì)胞呼吸放出的二氧化碳可以促進蔬菜的光合作用并抑制其呼吸作用，故有機物積累增加從而增產(chǎn) - 6 -