高考生物一輪復習現(xiàn)代生物科技專題第5課生態(tài)工程課件新人教版.ppt

第5課 生 態(tài) 工 程,考點一 生態(tài)工程的原理 【必備知識回顧】 1.生態(tài)工程與生態(tài)經濟： (1)生態(tài)工程。 任務：_已遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)；改善傳 統(tǒng)的_，提高生態(tài)系統(tǒng)的_。,修復和重建,生產方式,生產力,目的：遵循自然界_的規(guī)律，充分發(fā)揮資源 的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到_和_ _的同步發(fā)展。 特點：與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類_、 多效益、_的工程體系。,物質循環(huán),經濟效益,生態(tài)效,益,少消耗,可持續(xù),(2)生態(tài)經濟。 原則：_。 特點：使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng) 或者另一個系統(tǒng)的_。 目的：_。 手段：_。,“循環(huán)經濟”,生產原料,實現(xiàn)廢棄物的資源化,生態(tài)工程,2.生態(tài)工程的基本原理： (1)物質循環(huán)再生原理：物質在生態(tài)系統(tǒng)中_、 分層分級利用。 (2)物種多樣性原理：物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有 較高的_穩(wěn)定性。,循環(huán)往復,抵抗力,(3)協(xié)調與平衡原理：生物與環(huán)境的_問 題；_問題。 (4)整體性原理：綜合考慮_復合 系統(tǒng)。,協(xié)調與平衡,環(huán)境承載力,社會經濟自然,(5)系統(tǒng)學和工程學原理。 系統(tǒng)的結構決定功能原理：通過_結構， 達到改善系統(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?shù)腳 _，完成能量、物質、信息等的轉換和流通，實現(xiàn) _大于各部分之和的效果。,改變和優(yōu)化,比例,關系,總體功能,【特別提醒】 傳統(tǒng)經濟生態(tài)經濟 (1)傳統(tǒng)經濟。 方式：大量使用化肥、農藥、機械的農業(yè)生產方式。 特點：不注重生態(tài)環(huán)境的保護，經濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。,(2)生態(tài)經濟。 方式：實現(xiàn)了原料產品原料產品的生產體系，實現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經濟。 特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。,【核心素養(yǎng)提升】 【典例示范】 (2014·重慶高考)為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境，對其進行了公園化建設。,(1)對其進行整理和覆土，并選擇適生植物進行人工造 林，不同恢復時期的植物物種數(shù)如圖所示。t0t1， 植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài)系統(tǒng)中的_ _轉化為無機物，使土壤條件得到改善；同時 由于人工林土壤中存在_,_，導致群落中植物物種數(shù)增加；t1t3，人工林抵抗力穩(wěn)定性的變化是_；群落中植物物種數(shù)逐漸增加，物種之間_加劇。,(2)通過人工林建設和園林景觀構建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又可提高社會和經濟效益，這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理。,【素養(yǎng)解讀】本題主要考查的核心素養(yǎng)是科學思維和社會責任，具體表現(xiàn)在兩個角度：,【解析】(1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中分解者的功能是將動植物遺體殘骸中的有機物分解成無機物；廢棄采石場開始進行的演替為次生演替，由于保留了植物的種子或其他繁殖體，能使群落中植物物種數(shù)迅速增加；t1t3，植物物種數(shù)變多，一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復雜，其抵抗力穩(wěn)定性越強；群落中的植物物種數(shù)增加，相互爭奪資源(如陽光、水)和空間更激烈，競爭加劇。,(2)生態(tài)環(huán)境得到改善，社會和經濟效益得到提高，體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理。 答案：(1)分解者 植物種子或繁殖體 增強 競爭 (2)整體性,【母題變式】 變式1 群落演替的條件和變化 題目中對廢棄采石場的治理體現(xiàn)了生物群落的_ _過程，在此過程中，生物種類在增加，因此生態(tài)系 統(tǒng)的_穩(wěn)定性增強。,次生演,替,抵抗力,變式2 生態(tài)工程的原理 在對廢棄采石場進行治理時選擇適生植物進行人工造 林，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理。,協(xié)調與平衡,【高考角度全練】 1.(2018·揭陽模擬)如圖為某地一生態(tài)工程建設模式圖，請據(jù)圖回答有關問題：,(1)該生態(tài)工程模式的最大優(yōu)點是_。 該生態(tài)工程種植不同的莊稼、蔬菜、果樹、苗木，飼養(yǎng)牛、豬、雞等多種畜禽，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理；各種糞便可作為沼氣發(fā)酵的原料，體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理。,(2)該生態(tài)工程中，處于第二營養(yǎng)級的生物除雞、奶牛、魚外，還有_。該生態(tài)工程建設中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其_ _。,【解析】(1)題圖中生態(tài)工程能夠實現(xiàn)能量和物質的分 層多級利用(或提高物質和能量的利用率)，減少環(huán)境 污染。該生態(tài)工程中有不同的莊稼、蔬菜、果樹、苗 木和多種畜禽，體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性原理； 各種糞便可作為沼氣發(fā)酵的原料，體現(xiàn)了生態(tài)工程的 物質循環(huán)再生原理。(2)圖示生態(tài)工程中，莊稼、蔬,菜、果樹、苗木是第一營養(yǎng)級，雞、奶牛、魚、豬、人都可作為第二營養(yǎng)級。養(yǎng)魚時，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其環(huán)境容納量。,答案：(1)實現(xiàn)能量和物質的分層多級利用(或提高物質和能量的利用率)，減少環(huán)境污染 物種多樣性 物質循環(huán)再生 (2)豬、人 環(huán)境容納量(K值),2.(2018·常德模擬)南京古泉生態(tài)農場是生態(tài)農業(yè)的典范。該農場將養(yǎng)豬、養(yǎng)魚、沼氣工程、養(yǎng)鴨、種植農作物、養(yǎng)蘑菇、種桑養(yǎng)蠶、種植果樹等多個生產過程有機地結合起來，形成一種高效良性的循環(huán)，取得了良好的生態(tài)效益。請就此生態(tài)農場的特點，完成下列問題：,(1)該生態(tài)農場多個生產過程有機結合，體現(xiàn)了生態(tài)工程基本原理中的_原理。形成一種高效良性的循環(huán)，取得了良好的生態(tài)效益，體現(xiàn)了_原理。,(2)該系統(tǒng)工程的核心之一是沼氣池，如圖所示。,在圖中用箭頭標出生產過程中物質循環(huán)的方向。 如果將“無機物農田”這一環(huán)節(jié)去掉，對生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)有何影響？_。 (3)有人認為生態(tài)農業(yè)建設中使食物鏈越長、營養(yǎng)級越多越好。請你結合所學知識，分析該結論是否正確，為什么？_。,【解析】(1)該生態(tài)農場多個生產過程有機結合，體現(xiàn)了生態(tài)工程基本原理中的系統(tǒng)學和工程學原理。形成一種高效良性的循環(huán)，取得了良好的生態(tài)效益，體現(xiàn)了物質循環(huán)再生原理。,(2)物質循環(huán)的特點是循環(huán)往復、分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的目的。如果把“無機物農田”這一環(huán)節(jié)去掉，勢必會造成物質循環(huán)受到破壞，土壤中的無機物得不到及時補充，土壤肥力會下降。 (3)從能量流動逐級遞減的特點分析，食物鏈不能無限延長，一般維持在45個營養(yǎng)級。,答案：(1)系統(tǒng)學和工程學 物質循環(huán)再生 (2)如圖所示：,土壤中的無機物得不到及時補充，物質循環(huán)受到破壞，土壤肥力下降 (3)不正確。因為食物鏈越長，處于較高營養(yǎng)級的生物獲得的能量越少，該營養(yǎng)級生物數(shù)量也越少,【加固訓練】 (2013·廣東高考)污水處理廠的污泥富含有機質和無 機成分，可用作肥料，但其多環(huán)芳烴(PAHs)等有機污 染物含量通常較高，施入土壤會帶來二次污染。生物 質炭是由作物廢棄秸稈等炭化而成。將污泥、含7%生 物質炭的污泥均堆放一段時間后用于盆栽實驗，研究 它們對黑麥草生長及PAHs遷移的影響，結果見下表。,(1)生物質炭孔隙結構發(fā)達，能改善土壤的通氣狀況，使根系細胞_加強，_合成增加，從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。,(2)由表可知，施用含生物質炭的污泥_ _，從而促進黑麥草生長；污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量_，但生物質炭的輸入_，從而降低PAHs污染的風險。由此可見，生物質炭有望用作污泥改良劑，促進污泥的推廣應用。污泥的應用符合生態(tài)工程的_原理。,【解題指南】解答本題時需關注以下兩點： (1)植物吸收無機鹽的方式為主動運輸，消耗的能量由有氧呼吸提供。 (2)植物的生長過程積累的有機物由光合作用提供。,【解析】本題考查細胞呼吸作用、ATP及生態(tài)工程的原理等相關的知識點及其內在聯(lián)系。 (1)生物質炭能改善土壤的通氣狀況，促進根細胞的有氧呼吸，合成ATP增多，為根主動運輸吸收無機鹽提供能量。,(2)由表可知，施用含有生物質炭的污泥組葉綠素的含量較多，從而促進黑麥草的生長，污泥施用后土壤和黑麥草的PAHs含量增加，生物質炭的輸入則能降低土壤PAHs含量和黑麥草對PAHs的吸收與積累。污泥中含有大量的有機質和無機成分，施用污泥的目的是使其中的養(yǎng)分被充分吸收利用，因此利用了物質循環(huán)再生的生態(tài)工程原理。,答案：(1)有氧呼吸 ATP (2)使黑麥草葉綠素含量提高，促進光合作用的進行，有利于有機物的積累 增加 降低了土壤PAHs含量和黑麥草對PAHs的吸收與積累 物質循環(huán)再生,考點二 生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景 【必備知識回顧】 1.生態(tài)工程的實例(連線)：,2.生態(tài)工程發(fā)展的前景： (1)“生物圈2號”生態(tài)工程實驗的啟示：使我們認識 到人與自然_的重要性，深化了我們對自然規(guī) 律的認識。 (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_效 益的結合。,和諧共處,經濟、社會,【特別提醒】設計實施生態(tài)工程堅持的原則 (1)肯定生態(tài)工程的作用，特別是對恢復和重建受損生態(tài)環(huán)境的重要作用。 (2)重視大自然固有的強大的生態(tài)恢復力量，不能誤認為只要有了生態(tài)工程，就可以走發(fā)達國家“先污染、破壞，后治理”的老路。,【核心素養(yǎng)提升】 【典例示范】 (2018·洛陽模擬)中華鱘瀕臨滅絕，利用中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池人工繁殖中華鱘魚苗的原理如下：鱘魚產生的氨態(tài)氮，被植物吸收；植物釋放的氧氣在封閉的空間里形成“氧吧”，供鱘魚生存；投放一些能取食鱘魚糞便的花鰱；以石頭作載體繁育微生物，調節(jié)水中酸堿度。據(jù)此回答下列問題：,(1)中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池設計利用了生態(tài)學的_ _原理。中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池不用換 水，每天只需補充一點蒸發(fā)水，池底干干凈凈，所有 生物正常生存，說明生態(tài)池具有_能力。 (2)花鰱主要吃輪蟲、橈足類等浮游動物，也以浮游植 物等作為食物?；栐谠撋鷳B(tài)系統(tǒng)中所屬的成分是 _。,(3)以下是該生態(tài)池中碳元素的轉化途徑，請用箭頭和文字補充完整。,(4)刺激中華鱘每年都從海洋洄游到長江產卵的外界因素有水溫、鹽度等，這類信息類型屬于_。建立中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖基地，提供和改善中華鱘的生存環(huán)境，從而提高中華鱘種群的_。,【素養(yǎng)解讀】本題主要考查的核心素養(yǎng)是科學思維和社會責任，具體表現(xiàn)在兩個角度：,【解析】(1)中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池實現(xiàn)了物質循環(huán)往復、 分層分級利用，從而達到了“取之不盡、用之不竭” 的效果，是利用物質循環(huán)再生原理建造起來的。生態(tài) 池能進行自我凈化，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能 力。(2)花鰱攝食浮游動物和浮游植物，在生態(tài)系統(tǒng)中 屬于消費者；花鰱還取食鱘魚的糞便，屬于分解者。 (3)圖中缺少微生物的分解作用，浮游植物的光合作,用，花鰱攝取浮游植物和攝取鱘魚糞便的過程。(4)水溫和鹽度屬于物理信息，改善中華鱘的生存環(huán)境本質上是為了提高中華鱘種群的環(huán)境容納量。,答案：(1)物質循環(huán)再生 自我調節(jié) (2)消費者和分解者 (3)如圖所示： (4)物理信息 環(huán)境容納量,【母題變式】 變式1 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括哪些內容？ 提示：非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者。,變式2 生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞在種群和種間方面有什么作用？ 提示：生物種群的繁衍離不開信息傳遞；信息能調節(jié)生物的種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。,【高考角度全練】 1.(2018·長沙模擬)回答下列與生態(tài)工程有關的問題： (1)與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程具有少消耗、多效益、_等特點。,(2)生態(tài)工程所遵循的基本原理有物質循環(huán)再生、協(xié)調與平衡、_、物種多樣性等原理。人畜糞便用于農作物的生產主要符合_原理；連年種植單一品種造成病蟲害增加主要違反了_ _原理。,(3)在濕地生態(tài)恢復工程中，應在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少_，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復其生態(tài)功能。,(4)“豬沼果”是我國一種常見的生態(tài)農業(yè)模式，以沼氣為紐帶，帶動畜牧業(yè)、林果業(yè)等相關農業(yè)產業(yè)共同發(fā)展。該生態(tài)農業(yè)中的所有生物共同組成了_(填“生態(tài)系統(tǒng)”“群落”或“種群”)；該生態(tài)農業(yè)模式能實現(xiàn)能量的_。,【解析】(1)與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少消 耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。(2)生態(tài)工程所遵循 的基本原理有整體性原理、協(xié)調與平衡原理、物質循 環(huán)再生原理和物種多樣性原理等。(3)在濕地生態(tài)恢復 工程中，應在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類 的干擾，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復其生態(tài)功,能。(4)群落是同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物的集合。該生態(tài)農業(yè)模式實現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率。,答案：(1)可持續(xù) (2)整體性 物質循環(huán)再生 物種多樣性 (3)人類的干擾 (4)群落 多級利用,【易錯提醒】能量利用率能量傳遞效率 (1)能量利用率：流向人類的能量占輸入生態(tài)系統(tǒng)能量的比例。通過延長食物鏈或其他農業(yè)生產技術，可以提高能量利用率。 (2)能量傳遞效率：兩個營養(yǎng)級之間同化能量的比值，一般為10%20%，不會隨食物鏈延長而增加。,2.在我國，生物氧化塘是實施城市生活污水資源化利用的有效方法，是我國著力推廣的一項生態(tài)工程技術。該技術利用細菌和真菌等微生物對進入氧化塘的有機物進行處理，同時塘中種植水生植物，進行水產和水禽養(yǎng)殖，既實現(xiàn)了對生活污水的有效處理，又能獲得經濟效益。請分析回答：,(1)該技術的應用屬于_生態(tài)工程的實例。 (2)氧化塘生態(tài)系統(tǒng)利用種植水生植物、養(yǎng)魚、鴨、鵝等能形成多條食物鏈，體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理。,(3)在氧化塘的建設中，每種生物的種植或投放量都不宜超過_，各種生物間還要有適當?shù)腳關系，這遵循了生態(tài)工程的_原理和_原理。,(4)流出氧化塘的水與流入污水相比，明顯減少的元素主要有_；氧化塘每天處理污水的量是一定的，說明生態(tài)系統(tǒng)的_是有限的。,(5)氧化塘技術在處理污水的同時，能使人們獲取經濟效益，原因是_； 該技術是人類學習自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結晶，它體現(xiàn)了研究自然生態(tài)系統(tǒng)結構與功能具有_ _的意義。,【解析】(1)由題干信息知，該技術的應用屬于城市環(huán)境生態(tài)工程的實例。 (2)氧化塘生態(tài)系統(tǒng)利用種植水生植物、養(yǎng)魚、鴨、鵝等能形成多條食物鏈，體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性原理。,(3)在氧化塘的建設中，每種生物的種植或投放量都不宜超過環(huán)境承載力(環(huán)境容納量)，各種生物間還要有適當?shù)谋壤P系，這遵循了生態(tài)工程的協(xié)調與平衡原理和整體性原理。 (4)流出氧化塘的水與流入污水相比，明顯減少的元素主要有N、P等；氧化塘每天處理污水的量是一定的，說明生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是有限的。,(5)氧化塘技術在處理污水的同時，能使人們獲取經濟效益，原因是提高了能量利用率(廢物資源化)；該技術是人類學習自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結晶，它體現(xiàn)了研究自然生態(tài)系統(tǒng)結構與功能具有幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用的意義。,答案：(1)城市環(huán)境 (2)物種多樣性 (3)環(huán)境承載力(環(huán)境容納量) 比例 協(xié)調與平衡 整體性 (4)N、P等 自我調節(jié)能力 (5)提高了能量利用率(廢物資源化) 幫助人們科學規(guī) 劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用,【知識總結】六大生態(tài)工程實例中的“關鍵點”歸納 (1)農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：核心是沼氣工程，優(yōu)點是開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染。 (2)小流域綜合治理生態(tài)工程：“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經濟效益，不同氣候帶、不同自然條件和不同經濟發(fā)展水平的地區(qū)，各具特色。,(3)大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程：考慮樹種生態(tài)適應性問題，種植適宜品種；考慮樹種多樣性，保證防護林體系穩(wěn)定性。 (4)濕地生態(tài)恢復工程：主要措施：退耕還湖。主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生計問題。,(5)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程：種植耐旱的灌木、草和樹；確定合理載牧量；改良表土。 (6)城市環(huán)境生態(tài)工程：解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油。水污染：減少或禁止污水排放，進行污水凈化。,【加固訓練】 請據(jù)圖回答：,(1)圖甲為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖，此生態(tài)系統(tǒng)中的生產者有_，生命活動所需的能量歸根到底來自_。燃燒沼氣為雞舍增加照明時間，可以增加產蛋量，這屬于_信息傳遞。,(2)圖乙為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程流程圖，該恢復工程中，分別指_和_。該生態(tài)工程所遵循的主要原理是_。 (3)澳大利亞的大堡礁，生物多樣性非常高，珊瑚蟲和藻類組成了高效的植物動物營養(yǎng)循環(huán)，因此珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產力。此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了哪些生態(tài)工程的基本原理？_。,【解析】(1)圖甲生態(tài)系統(tǒng)中的生產者有農作物、藍綠萍等植物。生命活動所需的能量來自太陽能，光照屬于物理信息傳遞形式。(2)分析圖乙，要想在廢棄的礦區(qū)種草種樹，需要通過機械方法平整壓實土地，人工制造表土，該生態(tài)工程所遵循的主要原理有整體性原理、協(xié)調與平衡原理。(3)由于大堡礁的生物多樣性非常高，故體現(xiàn)了物種多樣性原理；珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產力，體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。,答案：(1)農作物、藍綠萍 太陽能 物理 (2)工程機械措施 制造表土、壓實 整體性原理、協(xié)調與平衡原理 (3)物種多樣性原理、系統(tǒng)整體性原理,DNA連接酶,將目的基因導入受體細胞,轉基因動物,胚胎移植,生物安全,基因身份證,細胞的全能性,單克隆,物質循環(huán)再生原理,協(xié)調與平衡,系統(tǒng)整體性,小流域綜合治理,城市環(huán)境,