生態(tài)工程的基本原理

09屆高三生物一輪教學(xué)案46生態(tài)工程的基本原理編寫丁佐德審核楊樹娟【高考能級】：生態(tài)工程的基本原理 A級【基礎(chǔ)知識梳理】：'生態(tài)工程建設(shè)目的：遵循自然界的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止 ,達(dá)到和的同步發(fā)展。(少消耗、多效益、)生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是通過實(shí)行“”原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)生出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循I 環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一是Or1)原理：物質(zhì)能在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)，2)原理：物種繁多復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生態(tài)工程原理 3)原理：生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量不能超過 (環(huán)< 境容納量)的限度4)原理：生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)要考慮自然 的整體影響I5)原町系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定原理：要通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善功能系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分間要有適當(dāng)?shù)?使得能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通順利完成，并實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分 的效果，即“1+1〉2”【重難點(diǎn)歸納】一、分析?；~塘的物質(zhì)和能量流動途徑。F塘泥 ： 渣 L豬I f e--. 1!Im，誹it豬I f e--. 1!Im，誹it物 “表示能量流動*——表示物漁流動二、 導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。解決長江洪水泛濫的措施有：我國政府提出的“積極營造長江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計劃，即以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來源問題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。三、 何謂“石油農(nóng)業(yè)”？“石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？“石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?。它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題?！笆娃r(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。四、 如何理解“污染物是放錯地方的資源”？對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。五、 為什么我國要大力發(fā)展沼氣工程？21世紀(jì)是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史階段，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)應(yīng)該是高效的生態(tài)農(nóng)業(yè)。沼氣工程把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體，不僅較好地解決了農(nóng)村的能源來源問題，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的再循環(huán)利用和資源化，創(chuàng)造了新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，如沼氣設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，促進(jìn)了以農(nóng)牧結(jié)合為中心的多種經(jīng)營，從而為農(nóng)村剩余勞動力提供了就業(yè)機(jī)會，促進(jìn)了農(nóng)村的綜合發(fā)展。目前沼氣工程存在的問題有：北方地區(qū)沼氣產(chǎn)氣在冬天不穩(wěn)定，需要加熱；沼氣的一次性投資較大，相當(dāng)部分的農(nóng)民財力有困難；對沼氣的研究較薄弱，例如，對發(fā)酵過程中有關(guān)微生物及一些酶的研究。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，以促進(jìn)沼氣工程的推廣。教學(xué)案46 生態(tài)工程的基本原理基礎(chǔ)訓(xùn)練班級姓名一、選擇題：( )1、我國“三北防護(hù)林”，雖然取得了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，但由于沒有完全按照自然生態(tài)規(guī)律辦事，也產(chǎn)生了不少問題。例如，遼寧西部的章古臺地區(qū)，由于單一種植樟子松樹，使松毛蟲因?yàn)闆]有天敵而肆虐一時，使很多地方幾乎成了不毛之地。這個事實(shí)說明了樟子松樹的抗蟲能力很差松毛蟲的危害性很強(qiáng)，并專一性的侵害樟子松樹生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)的重要性由于植物種類達(dá)單一，導(dǎo)致松毛蟲只能侵害樟子松樹( )2、人類設(shè)計生態(tài)工程的根本目標(biāo)是促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展( )3、在“人工濕地”生態(tài)系統(tǒng)中，對廢水凈化起主要作用的是微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過濾等微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過濾等微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過濾等( )4、下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述中，錯誤的是生態(tài)工程是生態(tài)學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合 B.生態(tài)工程追求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的雙贏C.應(yīng)用物種多樣性原理和物質(zhì)循環(huán)再生原理D.生態(tài)工程是無消耗、多效益的工程( )5、生態(tài)工程的調(diào)控機(jī)制是人為調(diào)控 B-自我調(diào)控 C.人為輔助下的自我調(diào)節(jié)D.不需要調(diào)控( )6、下列關(guān)于“人工濕地”的說法中，錯誤的是A?浮水植物、挺水植物可為根際提供氧化的微環(huán)境，促進(jìn)好氧細(xì)菌對廢水中有機(jī)物的分解沉水植物的根際保持厭氧狀態(tài)，利于厭氧細(xì)菌的活動“人工濕地”對污水的凈化作用是通過不同類型的水生植物和微生物的共同作用實(shí)現(xiàn)的水生植物能吸收、轉(zhuǎn)化污水中的氮、磷、銅等物質(zhì)( )8、1998年長江下游發(fā)生特大洪災(zāi)，其中原因之一是長江口熱帶風(fēng)暴 B.長江上游森林植被破壞嚴(yán)重C.水庫瀉洪過快 D.北方風(fēng)沙使河床變淺( )9、黃河是我國的母親河，但如今黃河已經(jīng)成為世界罕見的“懸河”。治理黃河最根本的措施是加強(qiáng)黃河兩岸堤壩的修筑 B.對黃河河床底部的泥沙清淘C.大力培育水生生物 D.解決黃土高原的水土流失問題( )10、人類對生物圈中綠色植物的嚴(yán)重破壞，也是造成大氣表層的臭氧層減少的原因，這是因?yàn)樵诰G色植物的光合作用過程中A.吸收C02 B.吸收太陽能C.產(chǎn)生化學(xué)能 D.產(chǎn)生02( )12、在我國西部大開發(fā)的戰(zhàn)略中，“保護(hù)天然林”和“退耕還林(草)”是兩項(xiàng)重要內(nèi)容。采取這兩項(xiàng)措施的首要目標(biāo)是A.開展生態(tài)旅游 B.發(fā)展畜牧業(yè) C.增加木材產(chǎn)量 D.改善生態(tài)環(huán)境1、 下列敘述違背生態(tài)工程中生態(tài)學(xué)原理的是( )充分考慮環(huán)境因子對生物的影響盡可能減少種間競爭所產(chǎn)生的耗損以單一種群獲得經(jīng)濟(jì)效益的最大化實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)2、下列觀點(diǎn)不符合生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)思路的是( )調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開發(fā)多種經(jīng)營保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡以高能量獲得農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)量循環(huán)利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物( )13、(多選)生態(tài)工程是( )等學(xué)科交叉而產(chǎn)生的新興學(xué)科。A.生態(tài)學(xué) B.X程學(xué)C.系統(tǒng)學(xué) D.經(jīng)濟(jì)學(xué)( )14、(多選)我們的祖先實(shí)施的“無廢棄物農(nóng)業(yè)”，使我國的土壤維持了幾千年的肥力，其實(shí)這種模式就是生態(tài)工程最早和最生動的模式，這種模式的訣竅在于A.積極種植能夠固氮的豆科植物 B.收集一切可能的有機(jī)物采集某種特殊植物，將其根莖葉加水一起搗碎榨汁，作為肥料采用堆肥和漚肥等多種方法，把有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料( )15、(多選)進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時要考慮到以下哪些問題A.宗教信仰 B.經(jīng)濟(jì)和社會的影響力C.社會習(xí)慣和法律制度 。.自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律( )16、(多選)生態(tài)工程體系的特點(diǎn)是A.少消耗 B.多效益 C.可持續(xù) D.多投資( )17、(多選)下列屬于以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)而建立的林業(yè)生態(tài)工程的是A.水土保持生態(tài)工程 B.防風(fēng)固沙生態(tài)工程水源涵養(yǎng)生態(tài)工程 D.城市垃圾處理生態(tài)工程( )19、(多選)生態(tài)工程所遵循的基本原理有( )A.物質(zhì)循環(huán)再生原理 B.單一調(diào)控原理 C.協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理 E.系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 F.物種多樣性原理( )20、(多選)下列關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)敘述，正確的是生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了對能量和物質(zhì)的多級利用生態(tài)學(xué)的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)(3)修建沼氣池，用秸稈進(jìn)行沼氣發(fā)酵，是合理利用秸稈的方法之一。將農(nóng)作物秸稈和人畜家禽的糞便和排泄物放入沼氣池，然后加水到一定位置以留下儲氣空間，經(jīng)過一段時間的發(fā)酵之后，便有沼氣產(chǎn)生。(3)修建沼氣池，用秸稈進(jìn)行沼氣發(fā)酵，是合理利用秸稈的方法之一。將農(nóng)作物秸稈和人畜家禽的糞便和排泄物放入沼氣池，然后加水到一定位置以留下儲氣空間，經(jīng)過一段時間的發(fā)酵之后，便有沼氣產(chǎn)生。①在沼氣發(fā)酵的過程中，會產(chǎn)生一種帶刺激性的臭氣。有一種微生物具有除臭的作用，這種微生物是什么？它是如何除臭的？生態(tài)農(nóng)業(yè)使廢物資源化，提高能量的轉(zhuǎn)化效率，減少環(huán)境污染在生態(tài)系統(tǒng)中增加有害生物的天敵種群，可減輕有害生物的危害3、(多選)現(xiàn)代生物技術(shù)可應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)，正確的是( )基因工程中抗蟲、抗病轉(zhuǎn)基因植物的種植減少了農(nóng)藥的使用細(xì)胞工程中組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可對城市環(huán)境進(jìn)行綜合治理C-酶工程的原理可以用于沼氣工程中對菌群的控制D.胚胎工程中胚胎移植可以用于保護(hù)瀕危野生動物，保護(hù)生物多樣性三、創(chuàng)新設(shè)計：三、創(chuàng)新設(shè)計：1、閱讀以下資料，回答下列問題:②在沼氣發(fā)酵的過程中，進(jìn)行著非常復(fù)雜的微生物代謝活動。其呼吸類型有：好氧型、厭氧型和兼氣型(如酵母菌)3種。試分析這三類微生物的數(shù)量在沼氣池中的消長規(guī)律。選做)自2000年10月開展“南京莫愁湖物理生態(tài)示范實(shí)驗(yàn)研究”開始，相繼引種了浮水植物、沉水植物共計10余種，在圍隔區(qū)內(nèi)已經(jīng)形成了以沉水植物為優(yōu)勢的水生植物群落。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽的濃度得到有效控制，如試驗(yàn)區(qū)內(nèi)氨氮和總氮僅分別為試驗(yàn)區(qū)外的1/13和1/5，有效地改善了水質(zhì)。(1)此項(xiàng)生態(tài)工程依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理有、、、和生態(tài)工程的調(diào)控機(jī)制是，主要利用的能源是。一些發(fā)達(dá)國家的生態(tài)工程建設(shè)主要依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的，達(dá)到了以為主，為輔的程度。而在我國的生態(tài)工程建設(shè)中，仍起著較大作用，強(qiáng)調(diào)按預(yù)期目標(biāo)，因地制宜地調(diào)整復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。生態(tài)工程的主要目的在于 13.(7分)最近，在CCTV—7的《農(nóng)業(yè)科技》欄目中，介紹了我國的高效農(nóng)業(yè)新技術(shù)及新型有機(jī)化學(xué)材料的開發(fā)利用。圖7—14是這一科技開發(fā)利用的示意圖:5.據(jù)報道，每年秋收時節(jié)，四川省、重慶市等地的農(nóng)民，大量焚燒作物秸稈而“狼煙”四起，使空氣的能見度降低。為了保證乘客和飛機(jī)的安全，1998年、1999年都使成都國際機(jī)場和重慶國際機(jī)場被迫關(guān)閉一段時間，給國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給乘客的生命安全造成嚴(yán)重威脅。1999年底，四川省和重慶市出臺地方性法規(guī)，嚴(yán)禁農(nóng)民露天焚燒秸稈。根據(jù)以上敘述，回答下列問題：大量焚燒秸稈除了影響飛行安全外，請你根據(jù)生態(tài)學(xué)的知識，從能量流動、物質(zhì)循環(huán)和環(huán)境保護(hù)等方面，談?wù)劮贌斩挼谋撞』蛭：?。請你談?wù)労侠黹_發(fā)利用秸稈的方法或途徑(舉出3種或3種以上)圖中新型塑料是科學(xué)家利用發(fā)酵罐提取物及其他物質(zhì)研制成功的一種可降解塑料。這種塑料可在微生物作用下自然分解，從而有效地防止“白色污染”。請認(rèn)真讀圖分析回答：發(fā)酵罐中的A過程最可能的酶是 。在培養(yǎng)液中加入H218O，結(jié)果在大棚內(nèi)檢測到了1802。那么，1802是在植物體細(xì)胞器內(nèi)的上產(chǎn)生的。假如甲、乙兩植株的基因型均為Aa,甲植株自然發(fā)育，乙植株在幼苗時期用秋水仙素做了處理，丙植株是它們的雜交后代，則丙植株的體細(xì)胞內(nèi)含有 個染色體組。這樣的“高科技農(nóng)業(yè)大棚”可以視為一個小型生態(tài)系統(tǒng)，在這一生態(tài)系統(tǒng)中，可以人工控制的非生物因素有哪些？冬季光照不足、溫度較低，會影響棚內(nèi)作物的生長發(fā)育。我們可以用白天調(diào)節(jié)光照，利用發(fā)酵罐壁提溫和夜晚適當(dāng)降溫等措施來增加產(chǎn)量。請你談?wù)劜扇∵@些措施的道理?！复鸢窲一、 基礎(chǔ)訓(xùn)練1.C2.D3.A4.D5.C6.B7.A8.B9.D10.A11.D12.D13.ABCD14.ABD15.BCD 16.ABC17.ABC18.BCD19.ACDEF20.ABCD二、 能力提高l.C2.C3.ABCD三、 創(chuàng)新應(yīng)用1、（1）物質(zhì)循環(huán)再生原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理、物種多樣性原理（2）人為輔助下的自我調(diào)節(jié)，太陽能（3）自我調(diào)節(jié)理論，回歸自然，人為調(diào)控，人為調(diào)控（4）建造和調(diào)控人工生態(tài)系統(tǒng)，使生物與環(huán)境之間變得高效和諧。5.（1）從能量流動角度看，秸稈中儲存的大量能量沒有朝向有益于人類的方向流動，而是變成熱能散失到大氣中；從物質(zhì)循環(huán)角度看，焚燒秸稈使秸稈中的有機(jī)物和氮素養(yǎng)分在焚燒過程中幾乎喪失殆盡，由此將造成土地肥力下降，會給農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來影響，同時也造成資源的大量浪費(fèi)；從環(huán)保角度看，焚燒秸稈將給大氣帶來嚴(yán)重污染。（2） ①可將秸稈機(jī)械粉碎還田，以保持土壤肥力；②利用青貯氨化秸稈做飼料，發(fā)展畜牧業(yè)；③可作為工業(yè)原料（如造紙）；④進(jìn)行沼氣發(fā)酵利用；⑤栽培食用菌，變廢為寶；⑥利用微生物發(fā)酵