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

第4講生態(tài)工程1.簡述生態(tài)工程的原理()2.生態(tài)工程的實(shí)例()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(jì)復(fù)合系統(tǒng)等。(科學(xué)思維)3.實(shí)施生態(tài)工程、減少污染、節(jié)約能源，保護(hù)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(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。(2)特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù)。2生態(tài)經(jīng)濟(jì)(1)原則：循環(huán)經(jīng)濟(jì)。(2)結(jié)果：使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料。(3)目的：實(shí)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(hù)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(jì)自然復(fù)合系統(tǒng)。(5)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理：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(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。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)換和流通，實(shí)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(jì)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?？疾樯鷳B(tài)工程的原理及應(yīng)用(2019·河南省開封市高三模擬)黨的十九大報(bào)告指出：“大力度推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，全面節(jié)約資源有效推進(jìn)，能源資源消耗強(qiáng)度大幅下降。重大生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程進(jìn)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(qiáng)，環(huán)境狀況得到改善。”請回答下列與生態(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(jì)之路有關(guān)，生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過實(shí)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(jìn)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(jìn)行改善，促進(jìn)了人和自然的和諧發(fā)展。(2)“全面節(jié)約資源有效推進(jìn)，能源資源消耗強(qiáng)度大幅下降”，其手段之一是實(shí)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“_原理”有關(guān)。(3)早期建設(shè)“三北防護(hù)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(shí)現(xiàn)了“11>2”的“_原理”。(5)人類處在一個(gè)社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)之中，在植被貧瘠地區(qū)號召農(nóng)民植樹造林的同時(shí)，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(dá)到造林護(hù)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“桑基魚塘”模式，把桑、蠶、魚、稻等單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機(jī)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(jì)主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(jìn)，能源資源消耗強(qiáng)度大幅下降”，其手段之一是實(shí)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(hù)林”的實(shí)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)“112”的效果。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(shí)現(xiàn)了“112”的“系統(tǒng)整體性原理”。(5)人類處在一個(gè)社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合而成的系統(tǒng)中，進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，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(jì)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(shí)，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(dá)到造林護(hù)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)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。我國南方水網(wǎng)地區(qū)的“桑基魚塘”模式，把桑、蠶、魚、稻等單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機(jī)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(jì)(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(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(shí)例和發(fā)展前景1生態(tài)工程的實(shí)例(連線)提示：bcaefd2生態(tài)工程的發(fā)展前景(1)“生物圈2號”生態(tài)工程實(shí)驗(yàn)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(hù)，更要注重與經(jīng)濟(jì)、社會效益的結(jié)合。1“三北”防護(hù)林工程建設(shè)中應(yīng)考慮哪些問題？(至少答出兩點(diǎn))提示：考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種；考慮樹種多樣性保證防護(hù)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祟愑幸娴牟糠譁p輕對環(huán)境的污染生態(tài)工程的實(shí)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)系統(tǒng)實(shí)施了以_為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程。(2)在這個(gè)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_。解析(1)實(shí)施沼氣工程是生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的中心工程，在多個(gè)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(shí)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(jī)質(zhì)，可促進(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)蔬菜的光合作用并抑制其呼吸作用，故有機(jī)物積累增加從而增產(chǎn)- 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