優(yōu)化方案高中生物 專題5.1 生態(tài)工程的基本原理課件 新人教版選修3

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1、 第一章第一章 人體的內環(huán)境與穩(wěn)定人體的內環(huán)境與穩(wěn)定專題專題5生態(tài)工程生態(tài)工程 51生態(tài)工程的基本原理專題專題5生態(tài)工程生態(tài)工程學習導航學習導航專題專題5生態(tài)工程生態(tài)工程一、關注生態(tài)工程建設一、關注生態(tài)工程建設1生態(tài)工程的含義：生態(tài)工程的含義：指人類應用指人類應用_和和_等學科的基本原理和方法，通過等學科的基本原理和方法，通過_、調控和技術組裝，對調控和技術組裝，對_的生態(tài)環(huán)境進行修復、重的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建，對建，對_的傳統生產方式進行改善，并的傳統生產方式進行改善，并提高生態(tài)系統的提高生態(tài)系統的_，從而促進人類社會和自然環(huán)，從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。境的和諧發(fā)展。生態(tài)學生態(tài)

2、學系統學系統學系統設計系統設計已被破壞已被破壞造成環(huán)境污染和破壞造成環(huán)境污染和破壞生產力生產力2目的：目的：遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止?jié)摿Γ乐筥，達到，達到_和和_的同步發(fā)展。的同步發(fā)展。3特點：特點：與傳統的工程相比，生態(tài)工程是一類與傳統的工程相比，生態(tài)工程是一類_、_、_的工程體系。的工程體系。環(huán)境污染環(huán)境污染經濟效益經濟效益生態(tài)效益生態(tài)效益少消耗少消耗多效益多效益可持續(xù)可持續(xù)4生態(tài)經濟生態(tài)經濟(1)原則：原則：_。(2)特點：一個系統產出的特點：一個系統產出的_，能夠成為本系統或，能夠成為本系統或者另一個系統的者另

3、一個系統的_，從而實現廢棄物的資源化。，從而實現廢棄物的資源化。(3)手段：手段：_。循環(huán)經濟循環(huán)經濟污染物污染物生產原料生產原料生態(tài)工程生態(tài)工程二、生態(tài)工程所遵循的基本原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1物質循環(huán)再生原理物質循環(huán)再生原理(1)概念：物質能夠在各類生態(tài)系統中進行區(qū)域小循環(huán)和概念：物質能夠在各類生態(tài)系統中進行區(qū)域小循環(huán)和_，循環(huán)往復，分層分級利用，從而達到取，循環(huán)往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。之不盡、用之不竭的效果。(2)理論基礎：生態(tài)系統的理論基礎：生態(tài)系統的_。(3)實例實例無廢棄物農業(yè)。無廢棄物農業(yè)。全球地質大循環(huán)全球地質大循環(huán)物質循環(huán)物質循環(huán)2物種多

4、樣性原理物種多樣性原理(1)內容：物種繁多而復雜的生態(tài)系統具有較高的抵抗力穩(wěn)定內容：物種繁多而復雜的生態(tài)系統具有較高的抵抗力穩(wěn)定性，可以在有限的資源條件下，產生或容納更多的性，可以在有限的資源條件下，產生或容納更多的_，提高系統生產力。，提高系統生產力。(2)理論基礎：生態(tài)系統的理論基礎：生態(tài)系統的_。(3)實例：實例：反面：遼寧西部章古臺地區(qū)的樟子松林，由于沒有一條昆反面：遼寧西部章古臺地區(qū)的樟子松林，由于沒有一條昆蟲與其天敵相生相克的食物鏈，松毛蟲肆虐一時。蟲與其天敵相生相克的食物鏈，松毛蟲肆虐一時。正面：由珊瑚蟲和某些藻類共生組成的珊瑚礁區(qū)，物種繁正面：由珊瑚蟲和某些藻類共生組成的珊瑚礁

5、區(qū)，物種繁多，系統穩(wěn)定。多，系統穩(wěn)定。生物量生物量抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性3協調與平衡原理協調與平衡原理(1)理論基礎：生物與環(huán)境的理論基礎：生物與環(huán)境的_。(2)處理好生物與環(huán)境的協調與平衡處理好生物與環(huán)境的協調與平衡,需要考慮需要考慮_,又稱環(huán)境容納量，它是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最又稱環(huán)境容納量，它是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數量。大數量。協調與平衡協調與平衡環(huán)境承載力環(huán)境承載力4整體性原理整體性原理(1)理論基礎：理論基礎：_復合體。復合體。(如圖如圖)社會社會經濟經濟自然系統自然系統(2)合理應用：在進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮合理應用：在進行生態(tài)工程建設時，不但要考

6、慮_的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到_等系統的影響力。等系統的影響力。(3)意義：只有應用整體性原理，才能統一協調當前與長遠、意義：只有應用整體性原理，才能統一協調當前與長遠、局部與整體、局部與整體、_之間的關系，保障生態(tài)系之間的關系，保障生態(tài)系統的平衡和穩(wěn)定。統的平衡和穩(wěn)定。自然生態(tài)系統自然生態(tài)系統經濟和社會經濟和社會開發(fā)與環(huán)境建設開發(fā)與環(huán)境建設5系統學和工程學原理系統學和工程學原理(1)系統的結構決定功能原理系統的結構決定功能原理理論基礎：理論基礎：_優(yōu)于集中式和環(huán)式。優(yōu)于集中式和環(huán)式。合理應用：生態(tài)工程需要考慮系統內部不同組分之間的結合理應用：生態(tài)工程需要考慮

7、系統內部不同組分之間的結構，通過改變和構，通過改變和_，達到改善系統功能的目的。，達到改善系統功能的目的。在分布式的結構中，一般局部故障，不至于造成整個網絡的在分布式的結構中，一般局部故障，不至于造成整個網絡的癱瘓。癱瘓。分布式分布式優(yōu)化結構優(yōu)化結構(2)系統整體性原理系統整體性原理理論基礎：整體功能大于部分之和。理論基礎：整體功能大于部分之和。合理應用：系統的各組分之間要有適當的比例關系，只有合理應用：系統的各組分之間要有適當的比例關系，只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，并且這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，并且實現總體功能大于各部分之和的效果，即實現總體功能

8、大于各部分之和的效果，即“112”。1判一判判一判(1)“石油農業(yè)石油農業(yè)”是大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，是大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，因對石油等能源有高度的依賴性而得名。因對石油等能源有高度的依賴性而得名。( )(2)“無廢棄物農業(yè)無廢棄物農業(yè)”遵循的是物種多樣性原理。遵循的是物種多樣性原理。( )(3)在建設高新農業(yè)時，沼氣池的建立是遵循物質循環(huán)再生原在建設高新農業(yè)時，沼氣池的建立是遵循物質循環(huán)再生原理。理。( )(4)系統的整體功能等于部分之和。系統的整體功能等于部分之和。( )(5)只有保持生態(tài)系統較高的生物多樣性，才能保證生態(tài)系統只有保持生態(tài)系統較高的生物多樣性，才能

9、保證生態(tài)系統的穩(wěn)定和平衡。的穩(wěn)定和平衡。( )2連一連連一連將生態(tài)工程的原理與對應典例連線將生態(tài)工程的原理與對應典例連線關注生態(tài)工程建設關注生態(tài)工程建設1生態(tài)經濟生態(tài)經濟(1)優(yōu)點：實現優(yōu)點：實現“原料原料產品產品原料原料產品產品”的無廢棄物生產的無廢棄物生產體系，實現了廢棄物的資源化。體系，實現了廢棄物的資源化。(2)實質：能夠滿足我們的需求而又不會危及子孫后代滿足其實質：能夠滿足我們的需求而又不會危及子孫后代滿足其需要的經濟。需要的經濟。2傳統農業(yè)與生態(tài)工程傳統農業(yè)與生態(tài)工程(1)傳統農業(yè)生產模式傳統農業(yè)生產模式石油農業(yè)石油農業(yè)內容：大量使用化肥、農藥、機械的農業(yè)生產方式。內容：大量使用化

10、肥、農藥、機械的農業(yè)生產方式。弊端：不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮環(huán)境成本，經濟的弊端：不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮環(huán)境成本，經濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。(2)生態(tài)工程與傳統農業(yè)的區(qū)別：生態(tài)工程與傳統農業(yè)的區(qū)別：生態(tài)工程生態(tài)工程傳統農業(yè)傳統農業(yè)基本原理基本原理調節(jié)機制調節(jié)機制與環(huán)境的關系與環(huán)境的關系主要能源主要能源生物多樣性生物多樣性生態(tài)學、系統學生態(tài)學、系統學工程學工程學人為輔助下的自我調節(jié)人為輔助下的自我調節(jié)人為調控人為調控協調協調破壞環(huán)境破壞環(huán)境太陽能太陽能化學能化學能得到保護得到保護減少減少3.生態(tài)農業(yè)常見類型生態(tài)農業(yè)常見類型(1)?；~塘模

11、式。?；~塘模式。(2)沼氣農田立體養(yǎng)殖模式。沼氣農田立體養(yǎng)殖模式。特特別提醒別提醒(1)無廢棄物的農業(yè)屬于傳統農業(yè)，對環(huán)境和資無廢棄物的農業(yè)屬于傳統農業(yè)，對環(huán)境和資源破壞很小，但生產效率低；而石油農業(yè)是指化肥、農藥和源破壞很小，但生產效率低；而石油農業(yè)是指化肥、農藥和機械大量使用對環(huán)境資源破壞大，但生產效率高，生產實踐機械大量使用對環(huán)境資源破壞大，但生產效率高，生產實踐中應結合二者的優(yōu)點，合理結合使用。中應結合二者的優(yōu)點，合理結合使用。(2)生態(tài)恢復力有限，不能認為有了生態(tài)工程，就可以先污染生態(tài)恢復力有限，不能認為有了生態(tài)工程，就可以先污染破壞然后再治理。破壞然后再治理。 當前，我國農業(yè)的發(fā)

12、展已由科技含量較低的傳統農當前，我國農業(yè)的發(fā)展已由科技含量較低的傳統農業(yè)向現代農業(yè)轉變?，F代農業(yè)雖然產量大大提高，但由于大業(yè)向現代農業(yè)轉變?，F代農業(yè)雖然產量大大提高，但由于大量施用化肥、農藥，造成了嚴重的環(huán)境污染，因此我國政府量施用化肥、農藥，造成了嚴重的環(huán)境污染，因此我國政府正大力推廣經濟效益、社會效益和生態(tài)效益相統一的生態(tài)農正大力推廣經濟效益、社會效益和生態(tài)效益相統一的生態(tài)農業(yè)業(yè),下列關于生態(tài)農業(yè)的敘述不正確的是下列關于生態(tài)農業(yè)的敘述不正確的是()A生態(tài)農業(yè)系統中食物鏈和營養(yǎng)級越多，在能量流動中消生態(tài)農業(yè)系統中食物鏈和營養(yǎng)級越多，在能量流動中消耗的能量越少耗的能量越少B生態(tài)農業(yè)系統的抵抗力

13、穩(wěn)定性比現代農業(yè)的高生態(tài)農業(yè)系統的抵抗力穩(wěn)定性比現代農業(yè)的高C生態(tài)農業(yè)系統設計的指導原則是實現生態(tài)系統的能量和生態(tài)農業(yè)系統設計的指導原則是實現生態(tài)系統的能量和物質的多級利用物質的多級利用D生態(tài)農業(yè)系統屬于人工生態(tài)系統，人的作用非常突出生態(tài)農業(yè)系統屬于人工生態(tài)系統，人的作用非常突出A解析解析能量的多級利用并不是食物鏈越長越好，還要考慮能量的多級利用并不是食物鏈越長越好，還要考慮能量在傳遞過程中的生物呼吸所消耗的能量；但是生態(tài)農業(yè)能量在傳遞過程中的生物呼吸所消耗的能量；但是生態(tài)農業(yè)實現了廢物資源化，提高了能量的利用率。生態(tài)農業(yè)系統是實現了廢物資源化，提高了能量的利用率。生態(tài)農業(yè)系統是遵循生態(tài)經濟原

14、理，在遵循遵循生態(tài)經濟原理，在遵循“循環(huán)經濟循環(huán)經濟”的原則下，通過優(yōu)的原則下，通過優(yōu)化組合，使一個系統產出的污染物資源化，實現物質和能量化組合，使一個系統產出的污染物資源化，實現物質和能量的多級利用，同時防止了環(huán)境污染；在生態(tài)農業(yè)系統中人的的多級利用，同時防止了環(huán)境污染；在生態(tài)農業(yè)系統中人的作用非常突出，一旦失去人的作用，該系統將受到破壞，因作用非常突出，一旦失去人的作用，該系統將受到破壞，因而生態(tài)農業(yè)系統又屬于人工生態(tài)系統。而生態(tài)農業(yè)系統又屬于人工生態(tài)系統。(2014江蘇南京高二檢測江蘇南京高二檢測)下列關于生態(tài)工程的敘述，不正確下列關于生態(tài)工程的敘述，不正確的是的是()A當人類賴以生存的

15、生態(tài)系統出現嚴重的問題時，生態(tài)工當人類賴以生存的生態(tài)系統出現嚴重的問題時，生態(tài)工程應運而生程應運而生B生態(tài)工程能夠減少環(huán)境污染生態(tài)工程能夠減少環(huán)境污染C生態(tài)工程以充分利用環(huán)境和資源為前提，生產出更多的生態(tài)工程以充分利用環(huán)境和資源為前提，生產出更多的產品產品D生態(tài)工程力求達到生態(tài)效益、經濟效益和社會效益的協生態(tài)工程力求達到生態(tài)效益、經濟效益和社會效益的協調統一調統一解析：本題考查對生態(tài)工程概念的理解，解析：本題考查對生態(tài)工程概念的理解，A選項為生態(tài)工程選項為生態(tài)工程產生的背景，產生的背景，B、D選項為生態(tài)工程的意義，選項為生態(tài)工程的意義，C選項描述明顯選項描述明顯錯誤。錯誤。C生態(tài)工程的基本原理

16、比較生態(tài)工程的基本原理比較理論基礎理論基礎意義意義實例實例物質循物質循環(huán)再生環(huán)再生原理原理物種多物種多樣性原樣性原理理物質循環(huán)物質循環(huán)可避免環(huán)境污染及可避免環(huán)境污染及其對系統的穩(wěn)定和其對系統的穩(wěn)定和發(fā)展的影響發(fā)展的影響無廢棄物農業(yè)無廢棄物農業(yè)生態(tài)系統的生態(tài)系統的穩(wěn)定性穩(wěn)定性生物多樣性程度高，生物多樣性程度高，可提高系統的抵抗可提高系統的抵抗力穩(wěn)定性力穩(wěn)定性“三北三北”防護防護林建設中的單林建設中的單純林問題，珊純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統瑚礁生態(tài)系統的生物多樣性的生物多樣性問題問題理論基礎理論基礎意義意義實例實例協調與協調與平衡原平衡原理理整體性整體性原理原理生物與環(huán)境生物與環(huán)境的協調與平的協調與

17、平衡衡生物數量不超過環(huán)生物數量不超過環(huán)境承載力境承載力,可避免系可避免系統的失衡和破壞統的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化太湖富營養(yǎng)化問題問題社會、經濟、社會、經濟、自然復合系自然復合系統統統一協調各種關系，統一協調各種關系，保障系統的平衡與保障系統的平衡與穩(wěn)定穩(wěn)定林業(yè)建設中自林業(yè)建設中自然系統與社會、然系統與社會、經濟系統的關經濟系統的關系問題系問題理論基礎理論基礎意義意義實例實例系統學系統學和工程和工程學原理學原理系統的結構決定系統的結構決定功能原理：分布功能原理：分布式優(yōu)于集中式和式優(yōu)于集中式和環(huán)式環(huán)式改善和優(yōu)化系改善和優(yōu)化系統的結構以改統的結構以改善功能善功能?；~塘?；~塘系統整體性原理系統整

18、體性原理:整體大于部分整體大于部分保持很高的系保持很高的系統生產力統生產力珊瑚礁藻類和珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關系珊瑚蟲的關系特別提醒特別提醒整體性原理不等于系統整體性原理，整體性原整體性原理不等于系統整體性原理，整體性原理是指社會、經濟、自然復合而成的整體性；而系統整體性理是指社會、經濟、自然復合而成的整體性；而系統整體性原理是指系統各組分之間的關系，是指總體功能大于各部分原理是指系統各組分之間的關系，是指總體功能大于各部分之和的效果。之和的效果。 在社會主義新農村建設中，某縣積極發(fā)展畜禽養(yǎng)殖和在社會主義新農村建設中，某縣積極發(fā)展畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶兩大支柱產業(yè)。在生產總量不斷提高的同時，該縣栽桑

19、養(yǎng)蠶兩大支柱產業(yè)。在生產總量不斷提高的同時，該縣堅持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實現資源的最堅持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實現資源的最大化利用，走出了一條適合本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工程之大化利用，走出了一條適合本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工程之路。請分析圖示回答問題。路。請分析圖示回答問題。(1)該生態(tài)工程所遵循的基本原理是該生態(tài)工程所遵循的基本原理是(至少寫兩種至少寫兩種)_。(2)該生態(tài)系統的能量流動從該生態(tài)系統的能量流動從_開始，圖中屬于消費者的生物有開始，圖中屬于消費者的生物有_。(3)與傳統農業(yè)生態(tài)系統相比，該生態(tài)系統更能凈化環(huán)境，主與傳統農業(yè)生態(tài)系統相比，該生態(tài)系統更能

20、凈化環(huán)境，主要原因是要原因是_。物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理物質循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理(任寫兩種即可任寫兩種即可)桑等生產者固定的太陽能桑等生產者固定的太陽能蠶、畜、禽蠶、畜、禽糞便等糞便等“廢棄物廢棄物”被及時利用被及時利用解析解析 本題考查生態(tài)工程的原理及對農業(yè)生態(tài)系統的分析。本題考查生態(tài)工程的原理及對農業(yè)生態(tài)系統的分析。(1)本題中提到的農業(yè)生態(tài)系統中秸稈等可以循環(huán)往復再利用本題中提到的農業(yè)生態(tài)系統中秸稈等可以循環(huán)往復再利用,能量可以多級利用；能量可以多級利用；(2)各種農作物之間相互協調，使流經該各種農作物之間相互協調，使流經該生態(tài)系統的能量被

21、充分利用，流經該生態(tài)系統的總能量是桑生態(tài)系統的能量被充分利用，流經該生態(tài)系統的總能量是桑等生產者固定的太陽能，各級動物是該生態(tài)系統的消費者；等生產者固定的太陽能，各級動物是該生態(tài)系統的消費者；(3)與傳統農業(yè)相比，該生態(tài)農業(yè)可以實現廢棄物的再利用和與傳統農業(yè)相比，該生態(tài)農業(yè)可以實現廢棄物的再利用和能量的多級利用。能量的多級利用。(1)該生態(tài)系統是通過提高能量傳遞效率來提高經濟效益嗎？該生態(tài)系統是通過提高能量傳遞效率來提高經濟效益嗎？為什么？為什么？(2)若該縣處于水米之鄉(xiāng)，還有能開發(fā)的資源嗎？給出合理建若該縣處于水米之鄉(xiāng)，還有能開發(fā)的資源嗎？給出合理建議。議。提示：提示：(1)不是，該生態(tài)系統

22、是通過采取物質和能量的多級利不是，該生態(tài)系統是通過采取物質和能量的多級利用的措施來提高經濟效益的。用的措施來提高經濟效益的。(2)可以利用蠶沙碎屑養(yǎng)魚，魚塘塘泥肥田?？梢岳眯Q沙碎屑養(yǎng)魚，魚塘塘泥肥田。(合理即可合理即可)“三北防護林三北防護林”工程建設中注意了以下兩個問題：工程建設中注意了以下兩個問題：(1)考慮到考慮到樹種的生態(tài)適應性問題；樹種的生態(tài)適應性問題；(2)考慮到樹種多樣性問題。這分別考慮到樹種多樣性問題。這分別體現了生態(tài)工程的哪些原理體現了生態(tài)工程的哪些原理()A系統學原理和物種多樣性原理系統學原理和物種多樣性原理B協調與平衡原理和物種多樣性原理協調與平衡原理和物種多樣性原理C

23、整體性原理和物種多樣性原理整體性原理和物種多樣性原理D物種多樣性原理和整體性原理物種多樣性原理和整體性原理B解析：系統學和工程學原理的意義：改善和優(yōu)化系統的結構解析：系統學和工程學原理的意義：改善和優(yōu)化系統的結構以改善功能、保持系統很高的生產力；物種多樣性原理的意以改善功能、保持系統很高的生產力；物種多樣性原理的意義：生物多樣性程度可提高系統的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統義：生物多樣性程度可提高系統的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統的生產力；協調與平衡原理的意義：生物數量不超過環(huán)境承的生產力；協調與平衡原理的意義：生物數量不超過環(huán)境承載力，可避免系統的失衡和破壞；整體性原理的意義：統一載力，可避免系統的失衡和破壞；整體性原理的意義：統一協調各種關系，保障系統的平衡與穩(wěn)定。協調各種關系，保障系統的平衡與穩(wěn)定?！叭狈雷o林三北防護林”工工程建設中考慮到樹種的生態(tài)適應性問題是程建設中考慮到樹種的生態(tài)適應性問題是“避免系統的失衡避免系統的失衡和破壞和破壞”，考慮到樹種多樣性問題是為了，考慮到樹種多樣性問題是為了“提高系統的抵抗提高系統的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統的生產力力穩(wěn)定性，提高系統的生產力”。