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知识研读,(,对应学生用书,P,177,),专题生态工程,1,简述生态工程的原理。,2,生态工程的实例。,课程标准,(,即时巩固解析为教师用书独有,),考点一,生态工程的基本原理,一、生态工程建设的目的,遵循自然界物质循环规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。,二、生态工程的特点,1,少消耗；,2.,多效益；,3.,可持续。,三、生态工程所遵循的基本原理,考点整合,项目,理论基础,意义,实例,物质循环,再生原理,物质循环,可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响,无废弃物农业,物种多样,性原理,生态系统的稳定性,生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性,“,三北,”,防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题,协调与,平衡原理,生物与环境的协调与平衡,生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏,太湖富营养化问题,整体性,原理,社会、经济、自然复合系统,统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定,林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题,系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式,改变和优化系统的结构以改善功能,桑基鱼塘,系统整体性,原理：整体,大于部分,保持很高的系统生产力,珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系,【特别提醒】,建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。,【案例1】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，沼气的制作如图所示：,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下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_。,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)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，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，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与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，能量逐级递减，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系统总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，一般维持在56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。,【即时巩固1】某校研究性学习小组同学前往市郊调查农业生态系统，经过交流和修改后绘制出下图，请据图回答有关问题：,(1)你认为该生态系统是否达到良性循环？并请说明理由。_。,(2)该生态系统内能量和物质多级利用的实现，是根据生态系统的_原理设计的。,(3)沼气池中存在的生物在其细胞中都存在的细胞器有_。,(4)如果要提高农业生态系统的抵抗力稳定性，设计该农业生态系统的结构时，可根据生态系统中生物种群间的_原理，科学增加农田中的_。,(5)请你评价以上农业生态系统方案的优点。,【解析】,本题考查生态工程的原理及农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关,系，,结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。(1)由图示分析可知，该生态系统中的物质、能量都得到了充分的利用，达到了良性循环。(2)该生态农业依据的原理是生态系统物质循环再生原理，科学地实现生态系统中,各种成分的充分利用、能量多级利用，使能量流向对人类最有益的方向。(3)沼气池中存在的生物主要是厌氧微生物，如产甲烷杆菌等，多数属于原核生物，其细胞中都存在的细胞器只有核糖体。(4)生态系统抵抗力稳定性大小决定于生态系统中生物种类、营养结构的复杂程度，生物种类越多，营养结构越复杂,生态系统的自动调节能力越大，抵抗力稳定性越强。所以设计生态系统时，根据系统中生物种群间相互依存和相互制约关系,科学地增加生物种类，达到提高稳定性的目的。(5)评价一个生态系统可从以下几个方面进行：食物链设置是否合理，生态系统的各种成分能否充分利用；物质、能量的多级利用；减少农药化肥使用量，减少环境污染；最大限度地使能量流向对人类最有益的部分。,【答案】,(1)是，因为在该生态系统中，物质和能量得到了充分利用,(2)物质循环再生,(3)核糖体,(4)相互依存和相互制约生物种类,(5)科学地利用了生态系统的各种成分；能量最大限度地得到了利用，使能量朝向有利于人类的方向流动；减少化肥使用,从而减少环境污染；实现废弃物资源化利用。,考点二,生态工程的实例分析,类型,主要原理,注意问题,农村综合发展型生态工程,物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理,核心：沼气工程,优点：农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染,小流域综合治理生态工程,整体性原理、协调与平衡原理,“,综合,”,表现在同时考虑到生态效益和经济效益,不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色,大区域生态系统恢复工程,物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理,防护林工,程建设中应注意的问题,考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种,考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性,不同地区应根据当地情况采取不同策略,湿地生态恢复工程,协调与平衡原理、整体性原理,主要措施：退耕还湖,主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题,矿区废弃地的生态恢复工程,系统学和工程学原理,种植耐旱的灌木、草和树,合理确定载牧量,改良表土,城市环境生态工程,协调与平衡原理、整体性原理等,大气污染解决措施：禁止使用有铅汽油,水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化,【特别提醒】,生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏然后再治理。,【案例2】如图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答：,(1)这一生态工程的结构和功能有哪些特点？,(2)蓝绿萍的代谢类型是_，在生态系统中的地位是_。,(3)若下图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化、无害化处理的一种方案，请据图回答问题：,此方案中过程需每一位居民的参与，参与的行动方式是_。,过程利用的生物属于生态系统的何种成分？_。,从对资源的充分利用角度看，途径比途径突出的优点是什么？,【解析】,(1)该生态工程以沼气工程为中心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。(2)蓝绿萍的代谢类型是自养需氧型，属于生产者。(3)过程 是对垃圾的分类处理；过程 是利用分解者的分解作用处理有机废弃物，此过程既充分利用了废弃有机物中的能量，又减少了因燃烧带来的污染。,【答案】,(1)以沼气工程为中心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展，降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。,(2)自养需氧型生产者,(3)将生活垃圾分类处理分解者,除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染。,【即时巩固2】“十一五”期间农业部计划在全国建设10 000个资源良性循环的生态新村。农村沼气的综合利用将是其中重点发展的内容，沼气综合利用指人畜粪便经沼气池发酵后，所产生的沼气、沼液、沼渣作为下一级生产活动的原料、肥料、饲料、添加剂和能源等，进行再利用。以下是一组沼气生态农业的问题。,(1)沼气是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵作用，,产生的一种可燃性气体，其主要成分是甲烷。有机物变成沼气的过程主要分为两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆中的复杂有机物分解成简单有机物和CO,2,，再在甲烷菌的作用下将CO,2,还原成甲烷，甲烷菌也从中获得能量而生长。由此可见，分解细菌和甲烷菌的同化作用类型分别为_和_；甲烷菌在生态系统中的成分属于_。,(2)沼气发酵菌种在860 都能发酵产气，并且温度越高，发酵越活跃。这是因为_。,(3)甲烷菌主要以_方式进行繁殖。其变异的主要来源是_，控制甲烷菌主要遗传性状的基因位于_，其性状遗传是否遵循孟德尔的遗传规律？_，原因是_。,(4)下图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统。,该生态工程主要运用了哪些基本原理？_。,通过实践证明，这种生态系统较为理想，不仅有很好的生态效益，而且也为农民增加了经济效益，其原因是充分利用了_中的能量。建立这种生态系统的目的就是为了_。,动物粪便中的臭味主要来自氨，在沼气池中经_的作用，可以形成_被植物吸收利用。,【解析】,本题以农村综合发展型生态工程为背景，考查生物代谢类型、遗传变异，建立生态农业的主要原理等相关知识及获取信息能力。解题时应仔细从题干中获取信息，联系每小题涉及的相关知识，归纳答案。(1)沼气池中的分解细菌可将粪便、秸秆中的复杂有机物分解为简单有机物和CO,2,，因此分解细菌的同化作用类型为异养型；而甲烷菌将CO,2,还原成甲烷，并从中获得能量而生长，所以甲烷菌应是自养型生物。(2)微生物发酵过程必须有酶的催化，在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性增强。(3)甲烷菌是细菌，属于原核生物，因此它,的繁殖方式是二分裂。它的遗传物质主要存在于拟核DNA中，变异的来源是基因突变。(4)从图中分析可看出该生态工程设计主要运用了物质循环再生原理、整体性原理。建立以沼气为纽带的农业生态系统的目的是充分调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。沼气池中的臭味主要来自于氨，氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐可被植物吸收利用。,【答案】,(1)异养型自养型生产者,(2)在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性增强,(3)二分裂基因突变拟核DNA否甲烷菌是原核生物，主要进行无性繁殖,(4)物质循环再生原理、整体性原理,各营养级使能量流向对人类最有益的部分,硝化细菌硝化硝酸盐,
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