2014届高考生物 解题高效训练 第4讲 生态工程（含解析）新人教版选修3

第四讲生态工程课堂考点集训考点一生态工程及其原理1下列关于生态工程的叙述中，错误的是()A生态工程是生态学与系统工程学的结合B生态工程追求经济与生态的双赢C生态工程是无消耗、多效益的工程D生态工程的目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展解析：选C生态工程遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，减轻环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展，与传统的生产模式相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。2豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现的生态工程原理是()A系统的结构决定功能原理B整体性原理C系统整体性原理 D协调与平衡原理解析：选C自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整体性，所以这体现了系统整体性原理。考点二生态工程的实例3(2013南通学情调研)“退耕还林还草”的生态工程建设措施属于()A小流域综合治理生态工程 B城市环境生态工程C大区域生态系统恢复工程 D湿地生态恢复工程解析：选C为了控制荒漠化的发展和水土流失，改善生态环境，提高人民的生活水平，我国实施了一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程，如退耕还林还草生态工程等。4南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和_原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的生产如右图所示：在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？_。(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是_(填序号)。A物质经过多级利用，实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程的原理，分析该结论是否正确，为什么？解析：(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，传递效率大约为10%20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的总系统能量利用率相比大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不会超过5个营养级。答案：(1)物质循环再生原理物种多样性原理整体性(2)如图所示：土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降(3)C(4)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。课下综合检测一、选择题1“猪沼茶”是我国山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式()A是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统B实现了物质和能量在系统中的多级循环利用C使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环D注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入解析：选C生态农业模式实现了物质的循环利用和废物资源化的良性循环，但能量是不能循环利用的。2(2012广东名校质检)下列关于湿地生态恢复工程的叙述，不正确的是()A该工程采用工程和生物措施相结合的方法B应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰C注意退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效D可依靠自然演替机制恢复其生态功能解析：选C对湿地的恢复不是简单的退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效的。3设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是()A充分利用自然界的物质和能量B追求经济效益的最大化C尽量减少有害生物的种类D提高沼气池的转化效率解析：选A良性生态农业是最大限度提高物质和能量利用率，减少环境污染，增加生态系统稳定性。当追求经济最大化的时候，环境的污染情况不能保证，提高沼气利用率是物质利用方面。4(2013杭州名校模考)为了解决粮食生产和环境保护问题，实现农业可持续发展，当前科学、有效的途径是()合理开发海洋，寻找新的粮食资源控制人口增长，协调人与自然和谐发展增加化肥和农药的使用，提高作物产量开荒辟地，围湖造田，扩大粮食种植面积利用现代生物技术，培育具有较高光合效率的作物品种ABC D解析：选B大量使用化肥和农药会对土壤造成破坏，农药对人有害；开荒辟地、围湖造田，使草原或森林、湿地被改造，破坏了生态系统多样性，与可持续发展战略是相违背的。我们可以合理开发现有的生物资源寻找新的粮食资源，合理利用现代生物技术提高粮食产量，控制人口数量的增长等。5生态农业是一个在生态上自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述不正确的是()A生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了B生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高C生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生D生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治的方法解析：选A生态农业中生态系统的营养结构变复杂了，但食物链的营养级之间的能量传递效率不变。6设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，如图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法正确的是()A用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的反复利用B用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益C用蛆蛹粪便作有机肥还田，利用了生态系统的物质和能量循环原理D在离开人的管理条件下，该生态工程仍可能正常运转解析：选B用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用，能量是单向流动的，不能反复利用；用蛆蛹粪便作有机肥还田，利用了生态系统的物质循环再生原理，生态系统的能量不可循环；该生态系统是人工生态系统，离开人的管理，该生态工程可能不会正常运转。7(2012广州二模)塔式蚯蚓污水处理系统(下图所示)采用人造湿地原理，利用植物根系和蚯蚓等处理，通过泥、沙、小石、大石四层过滤，这样重复几次后可实现农村生活污水的达标排放。下列有关分析正确的是(双选)()A该生态系统的群落由植物和蚯蚓构成B该生态系统选用蚯蚓等生物，体现了协调与平衡原理C该生态系统的群落既有垂直结构，也存在水平结构D输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能解析：选BC该生态系统中的生物除了植物和蚯蚓之外，还包括泥、沙、小石、大石中的微生物；该生态系统是人工生态系统，输入该生态系统的总能量除了其植物所固定的太阳能之外，还应包括生活污水中的化学能。8“粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是()A沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，又防止了环境污染B通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率C这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生”的原理D上述农业生态系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果解析：选B沼气池的建立使物质得以充分利用，实现了能量的多级利用，同时减少了环境污染；该生态农业调整食物链实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，没有改变能量传递效率。二、非选择题9苹果种植是某地区的传统产业，由于大量使用化肥和农药，果园生态环境严重恶化。在有关部门的帮助下，该地区建立了“草牲畜沼气池果树”的生态发展模式。请回答下列问题(1)如图表示苹果树的叶面积指数与相应的物质量之间的关系，为提高产量，应选择的叶面积指数为_，理由是_。请画出有机物的积累量曲线。(2)在“草牲畜沼气池果树”的生态模式中，苹果树下的草具有_和保持水土、改良土壤等作用。(3)猪粪进入沼气池发酵后，产生的沼气可作为生活能源，沼液和沼渣再施入果园，使土壤有机质含量明显提高，这样做的生态学意义有_、_和提供清洁的能源等。(4)该模式减少了投入，增加了农民收入，其生态学原理是_。解析：由题图曲线可知，在叶面积指数为34时光合作用实际量与呼吸量的差值最大，积累的有机物最多。绘图时注意光合作用实际量与呼吸量的差是有机物的积累量。答案：(1)34有机物的积累量最大如图所示(2)作为牲畜的饲料(3)减少了化肥的使用减小猪粪对环境的污染(4)物质循环再生和能量的多级利用10随着生活污水的大量排放，淡水湖泊水华频繁发生。人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，获得了较好的效果。另外，环保部门采用跌水充氧技术对生活污水进行处理：生活污水首先进入沼气池，经过沼气池处理后的污水再用泵提升进入多级跌水池，跌水池分多格串行，内装组合填料，借助生长在填料上的微生物去除有机物，经过跌水池的污水一部分回流入沼气池，另一部分进入水耕型蔬菜池(如图)。根据上述资料回答下列问题：(1)杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是_和_；挺水植物在该系统中的作用是_，该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于_。(2)污水处理过程有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在生态系统中属于_。经过水耕型蔬菜池处理后的水中，_元素明显减少；水耕型蔬菜池还生活着其他生物类群，水耕型蔬菜池就是一个小型的_。水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中_的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统的_多层次的循环利用。(3)为了检验污水处理的效果，常测定BOD5(5日生化需氧量)的值，BOD5通常指20下，1 L污水中所含有机碳源在微生物氧化时，5日内所消耗分子氧的毫克数。若假设原来100 mL污水中的有机物含量为2.1 g，等价于1.8 g葡萄糖的耗氧量，污水处理后测得BOD5的值为190 mg/L，则污水净化率达到_左右(以BOD5减少的百分率表示)。(4)上述资料中应用的生态工程的基本原理有_、_。解析：(1)相对于生物修复法，化学处理法不仅污染环境，而且长时间使用杀藻剂会使藻类产生抗药性。挺水植物是生产者，可以通过光合作用将光能转化成化学能，将无机物转化成有机物。生态系统通过自我调节可以使群落趋于稳定。(2)生长在填料上的微生物能够去除有机物，因此它们属于分解者。水耕型蔬菜池中所有生物和无机环境构成一个小型的生态系统。该生态系统充分利用生物之间的联系和作用，不仅可以净化水体，而且实现了物质的循环和能量的多级利用。(3)原来100 mL污水中含有相当于1.8 g葡萄糖的有机物，将这些有机物全部分解的耗氧量为1.8/1806321.92(g)，即1 920 mg，则1 L污水需要耗氧19 200 mg，而污水处理后的BOD5为190 mg/L，因此污水净化率为(19 200190)/19 200100%99%。(4)该生态系统充分应用了生态工程的物种多样性原理、物质循环再生原理和系统的整体性原理。答案：(1)污染环境使藻类产生抗药性通过光合作用将光能转化为化学能，固定在光合作用所制造的有机物中生态系统的自我调节(2)分解者氮、磷生态系统藻类物质(3)99%(4)物种多样性原理物质循环再生原理(或系统的整体性原理)11(2013长沙名校模考)阅读下列材料，请回答问题：材料一“稻鱼共生系统”中，鲤鱼通过冲撞稻秧导致稻飞虱等害虫落入水中并食之，同时使清晨水稻叶片上的露水坠入水中，减少稻瘟病原孢子产生和菌丝体生长；鲤鱼的游动，又可引起水浑浊，抑制水中杂草的生长；水稻在给鲤鱼提供食物(水稻叶片)的同时，还能够抵挡烈日照射，降低表层水温；水稻能够利用氮素，降低水中铵盐浓度，为鲤鱼生长创造良好环境。材料二科研人员对稻鱼系统、水稻单种系统进行了调查，结果如表所示：处理调查农户(户)农药投入(kghm2)农药使用次数(次)水稻产量(kghm2)鱼产量(kghm2)稻鱼系统1237.363.16364.51438.34水稻单种系统11110.496.56 458.66(1)在该“稻鱼共生系统”中，水稻、杂草的功能是_，鲤鱼与稻飞虱的关系为_。(2)请在相应位置用箭头表示该“稻鱼共生系统”中图示成分之间的碳元素流动途径。(3)与水稻单种系统相比，稻鱼系统取得了明显的生态效益和经济效益，主要表现在_。(4)如图为能量流经稻田中鲤鱼种群的示意图，若图中C表示鲤鱼自身呼吸消耗量，则D中能量的去向是_。(5)某生物兴趣小组在对该“稻鱼共生系统”进行了参观调查后，提出了在稻田中适当增加肉食性鱼数量，减少植食性鱼数量的建议。请分析，他们提出此建议的依据是：_。解析：(1)水稻、杂草属于生态系统中的生产者，其主要功能是进行光合作用，固定太阳能，同化二氧化碳，为生物群落提供物质和能量。根据题干中描述的种间关系，可知鲤鱼既能捕食水稻叶片，也捕食稻飞虱，而稻飞虱食用水稻叶片中的营养，故其存在捕食和竞争的关系。(2)根据题干提供的信息，首先构建食物网，然后用箭头表示各成分之间的碳元素流动途径即可。(3)稻鱼系统取得的明显生态经济效益主要表现在降低生产成本，增加鱼的产出。(4)见答案图。(5)要根据肉食性鱼类和植食性鱼类的捕食引起的后果回答。答案：(1)固定太阳能，同化二氧化碳，为生物群落提供物质和能量捕食和竞争(缺一不可)(2)如图(3)减少农药使用，降低环境污染；降低生产成本，增加鱼的产出(4)流入下一营养级和被分解者利用(缺一不可)(5)肉食性鱼类可以捕食植食性昆虫等，有利于水稻的生长；植食性鱼类会食用稻叶，不利于水稻生长教师备选题库1(2010海南高考)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是()A杂草和水稻是生产者B鸭与害虫的种间关系为捕食关系C杂草和水稻的种间关系为竞争关系D水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统解析选D生态系统是指所有的生物及其生存的环境，水稻、鸭、害虫和杂草仅仅是部分生物，不能组成生态系统。2(2008广东高考)要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是()A通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源B使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产C发展生态农业，实现物质和能量的多级利用D大力开垦湿地，扩大粮食种植面积解析选C要实现人与自然的和谐发展，就要发展生态农业，实现物质和能量的多级利用。转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高。使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染。开垦湿地，破坏了湿地生态系统。3(2011新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(填“生态系统”“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_和_等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。解析：(1)依据题干提供的信息分析，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池后，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。(2)据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落。植物处于食物链的第一营养级；植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、生物多样性原理、系统学和工程学原理等。(4)根据本小题中提供的信息可推测出，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境或受损的生态系统进行修复。答案：(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种(生物)多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)