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第5课 生 态 工 程,考点一 生态工程的原理 【必备知识回顾】 1.生态工程与生态经济： (1)生态工程。 任务：_已遭到破坏的生态系统；改善传 统的_，提高生态系统的_。,修复和重建,生产方式,生产力,目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资源 的生产潜力，防止环境污染，达到_和_ _的同步发展。 特点：与传统工程相比，生态工程是一类_、 多效益、_的工程体系。,物质循环,经济效益,生态效,益,少消耗,可持续,(2)生态经济。 原则：_。 特点：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统 或者另一个系统的_。 目的：_。 手段：_。,“循环经济”,生产原料,实现废弃物的资源化,生态工程,2.生态工程的基本原理： (1)物质循环再生原理：物质在生态系统中_、 分层分级利用。 (2)物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有 较高的_稳定性。,循环往复,抵抗力,(3)协调与平衡原理：生物与环境的_问 题；_问题。 (4)整体性原理：综合考虑_复合 系统。,协调与平衡,环境承载力,社会经济自然,(5)系统学和工程学原理。 系统的结构决定功能原理：通过_结构， 达到改善系统功能的目的。 系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_ _，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现 _大于各部分之和的效果。,改变和优化,比例,关系,总体功能,【特别提醒】 传统经济生态经济 (1)传统经济。 方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。 特点：不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,(2)生态经济。 方式：实现了原料产品原料产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。 特点：少消耗、多效益、可持续。,【核心素养提升】 【典例示范】 (2014重庆高考)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。,(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造 林，不同恢复时期的植物物种数如图所示。t0t1， 植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的_ _转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时 由于人工林土壤中存在_,_，导致群落中植物物种数增加；t1t3，人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间_加剧。,(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的_原理。,【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维和社会责任，具体表现在两个角度：,【解析】(1)生态系统的组成成分中分解者的功能是将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物；废弃采石场开始进行的演替为次生演替，由于保留了植物的种子或其他繁殖体，能使群落中植物物种数迅速增加；t1t3，植物物种数变多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其抵抗力稳定性越强；群落中的植物物种数增加，相互争夺资源(如阳光、水)和空间更激烈，竞争加剧。,(2)生态环境得到改善，社会和经济效益得到提高，体现了生态工程的整体性原理。 答案：(1)分解者 植物种子或繁殖体 增强 竞争 (2)整体性,【母题变式】 变式1 群落演替的条件和变化 题目中对废弃采石场的治理体现了生物群落的_ _过程，在此过程中，生物种类在增加，因此生态系 统的_稳定性增强。,次生演,替,抵抗力,变式2 生态工程的原理 在对废弃采石场进行治理时选择适生植物进行人工造 林，这体现了生态工程的_原理。,协调与平衡,【高考角度全练】 1.(2018揭阳模拟)如图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：,(1)该生态工程模式的最大优点是_。 该生态工程种植不同的庄稼、蔬菜、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的_原理；各种粪便可作为沼气发酵的原料，体现了生态工程的_原理。,(2)该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外，还有_。该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其_ _。,【解析】(1)题图中生态工程能够实现能量和物质的分 层多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境 污染。该生态工程中有不同的庄稼、蔬菜、果树、苗 木和多种畜禽，体现了生态工程的物种多样性原理； 各种粪便可作为沼气发酵的原料，体现了生态工程的 物质循环再生原理。(2)图示生态工程中，庄稼、蔬,菜、果树、苗木是第一营养级，鸡、奶牛、鱼、猪、人都可作为第二营养级。养鱼时，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量。,答案：(1)实现能量和物质的分层多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染 物种多样性 物质循环再生 (2)猪、人 环境容纳量(K值),2.(2018常德模拟)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有机地结合起来，形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益。请就此生态农场的特点，完成下列问题：,(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现了生态工程基本原理中的_原理。形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现了_原理。,(2)该系统工程的核心之一是沼气池，如图所示。,在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。 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)有人认为生态农业建设中使食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？_。,【解析】(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现了生态工程基本原理中的系统学和工程学原理。形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现了物质循环再生原理。,(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、用之不竭的目的。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，土壤中的无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。 (3)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45个营养级。,答案：(1)系统学和工程学 物质循环再生 (2)如图所示：,土壤中的无机物得不到及时补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降 (3)不正确。因为食物链越长，处于较高营养级的生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少,【加固训练】 (2013广东高考)污水处理厂的污泥富含有机质和无 机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污 染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。生物 质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生 物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究 它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表。,(1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞_加强，_合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。,(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥_ _，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量_，但生物质炭的输入_，从而降低PAHs污染的风险。由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的_原理。,【解题指南】解答本题时需关注以下两点： (1)植物吸收无机盐的方式为主动运输，消耗的能量由有氧呼吸提供。 (2)植物的生长过程积累的有机物由光合作用提供。,【解析】本题考查细胞呼吸作用、ATP及生态工程的原理等相关的知识点及其内在联系。 (1)生物质炭能改善土壤的通气状况，促进根细胞的有氧呼吸，合成ATP增多，为根主动运输吸收无机盐提供能量。,(2)由表可知，施用含有生物质炭的污泥组叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累。污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。,答案：(1)有氧呼吸 ATP (2)使黑麦草叶绿素含量提高，促进光合作用的进行，有利于有机物的积累 增加 降低了土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累 物质循环再生,考点二 生态工程的实例和发展前景 【必备知识回顾】 1.生态工程的实例(连线)：,2.生态工程发展的前景： (1)“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识 到人与自然_的重要性，深化了我们对自然规 律的认识。 (2)发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但 要重视对生态环境的保护，更要注重与_效 益的结合。,和谐共处,经济、社会,【特别提醒】设计实施生态工程坚持的原则 (1)肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用。 (2)重视大自然固有的强大的生态恢复力量，不能误认为只要有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。,【核心素养提升】 【典例示范】 (2018洛阳模拟)中华鲟濒临灭绝，利用中华鲟生态养殖池人工繁殖中华鲟鱼苗的原理如下：鲟鱼产生的氨态氮，被植物吸收；植物释放的氧气在封闭的空间里形成“氧吧”，供鲟鱼生存；投放一些能取食鲟鱼粪便的花鲢；以石头作载体繁育微生物，调节水中酸碱度。据此回答下列问题：,(1)中华鲟生态养殖池设计利用了生态学的_ _原理。中华鲟生态养殖池不用换 水，每天只需补充一点蒸发水，池底干干净净，所有 生物正常生存，说明生态池具有_能力。 (2)花鲢主要吃轮虫、桡足类等浮游动物，也以浮游植 物等作为食物。花鲢在该生态系统中所属的成分是 _。,(3)以下是该生态池中碳元素的转化途径，请用箭头和文字补充完整。,(4)刺激中华鲟每年都从海洋洄游到长江产卵的外界因素有水温、盐度等，这类信息类型属于_。建立中华鲟生态养殖基地，提供和改善中华鲟的生存环境，从而提高中华鲟种群的_。,【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维和社会责任，具体表现在两个角度：,【解析】(1)中华鲟生态养殖池实现了物质循环往复、 分层分级利用，从而达到了“取之不尽、用之不竭” 的效果，是利用物质循环再生原理建造起来的。生态 池能进行自我净化，体现了生态系统的自我调节能 力。(2)花鲢摄食浮游动物和浮游植物，在生态系统中 属于消费者；花鲢还取食鲟鱼的粪便，属于分解者。 (3)图中缺少微生物的分解作用，浮游植物的光合作,用，花鲢摄取浮游植物和摄取鲟鱼粪便的过程。(4)水温和盐度属于物理信息，改善中华鲟的生存环境本质上是为了提高中华鲟种群的环境容纳量。,答案：(1)物质循环再生 自我调节 (2)消费者和分解者 (3)如图所示： (4)物理信息 环境容纳量,【母题变式】 变式1 生态系统的组成成分 生态系统的组成成分包括哪些内容？ 提示：非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。,变式2 生态系统中的信息传递 生态系统的信息传递在种群和种间方面有什么作用？ 提示：生物种群的繁衍离不开信息传递；信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。,【高考角度全练】 1.(2018长沙模拟)回答下列与生态工程有关的问题： (1)与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、_等特点。,(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、_、物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合_原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了_ _原理。,(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少_，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。,(4)“猪沼果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的_。,【解析】(1)与传统的工程相比，生态工程是一类少消 耗、多效益、可持续的工程体系。(2)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 环再生原理和物种多样性原理等。(3)在湿地生态恢复 工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类 的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功,能。(4)群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合。该生态农业模式实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。,答案：(1)可持续 (2)整体性 物质循环再生 物种多样性 (3)人类的干扰 (4)群落 多级利用,【易错提醒】能量利用率能量传递效率 (1)能量利用率：流向人类的能量占输入生态系统能量的比例。通过延长食物链或其他农业生产技术，可以提高能量利用率。 (2)能量传递效率：两个营养级之间同化能量的比值，一般为10%20%，不会随食物链延长而增加。,2.在我国，生物氧化塘是实施城市生活污水资源化利用的有效方法，是我国着力推广的一项生态工程技术。该技术利用细菌和真菌等微生物对进入氧化塘的有机物进行处理，同时塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，既实现了对生活污水的有效处理，又能获得经济效益。请分析回答：,(1)该技术的应用属于_生态工程的实例。 (2)氧化塘生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等能形成多条食物链，体现了生态工程的_原理。,(3)在氧化塘的建设中，每种生物的种植或投放量都不宜超过_，各种生物间还要有适当的_关系，这遵循了生态工程的_原理和_原理。,(4)流出氧化塘的水与流入污水相比，明显减少的元素主要有_；氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的_是有限的。,(5)氧化塘技术在处理污水的同时，能使人们获取经济效益，原因是_； 该技术是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，它体现了研究自然生态系统结构与功能具有_ _的意义。,【解析】(1)由题干信息知，该技术的应用属于城市环境生态工程的实例。 (2)氧化塘生态系统利用种植水生植物、养鱼、鸭、鹅等能形成多条食物链，体现了生态工程的物种多样性原理。,(3)在氧化塘的建设中，每种生物的种植或投放量都不宜超过环境承载力(环境容纳量)，各种生物间还要有适当的比例关系，这遵循了生态工程的协调与平衡原理和整体性原理。 (4)流出氧化塘的水与流入污水相比，明显减少的元素主要有N、P等；氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的自我调节能力是有限的。,(5)氧化塘技术在处理污水的同时，能使人们获取经济效益，原因是提高了能量利用率(废物资源化)；该技术是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，它体现了研究自然生态系统结构与功能具有帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用的意义。,答案：(1)城市环境 (2)物种多样性 (3)环境承载力(环境容纳量) 比例 协调与平衡 整体性 (4)N、P等 自我调节能力 (5)提高了能量利用率(废物资源化) 帮助人们科学规 划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用,【知识总结】六大生态工程实例中的“关键点”归纳 (1)农村综合发展型生态工程：核心是沼气工程，优点是开发可更新资源，减少环境污染。 (2)小流域综合治理生态工程：“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，各具特色。,(3)大区域生态系统恢复工程：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。 (4)湿地生态恢复工程：主要措施：退耕还湖。主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。,(5)矿区废弃地的生态恢复工程：种植耐旱的灌木、草和树；确定合理载牧量；改良表土。 (6)城市环境生态工程：解决大气污染措施：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。,【加固训练】 请据图回答：,(1)图甲为窦店村综合发展生态工程示意图，此生态系统中的生产者有_，生命活动所需的能量归根到底来自_。燃烧沼气为鸡舍增加照明时间，可以增加产蛋量，这属于_信息传递。,(2)图乙为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中，分别指_和_。该生态工程所遵循的主要原理是_。 (3)澳大利亚的大堡礁，生物多样性非常高，珊瑚虫和藻类组成了高效的植物动物营养循环，因此珊瑚礁能够保持很高的系统生产力。此生态系统体现了哪些生态工程的基本原理？_。,【解析】(1)图甲生态系统中的生产者有农作物、蓝绿萍等植物。生命活动所需的能量来自太阳能，光照属于物理信息传递形式。(2)分析图乙，要想在废弃的矿区种草种树，需要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，该生态工程所遵循的主要原理有整体性原理、协调与平衡原理。(3)由于大堡礁的生物多样性非常高，故体现了物种多样性原理；珊瑚礁能够保持很高的系统生产力，体现了系统整体性原理。,答案：(1)农作物、蓝绿萍 太阳能 物理 (2)工程机械措施 制造表土、压实 整体性原理、协调与平衡原理 (3)物种多样性原理、系统整体性原理,DNA连接酶,将目的基因导入受体细胞,转基因动物,胚胎移植,生物安全,基因身份证,细胞的全能性,单克隆,物质循环再生原理,协调与平衡,系统整体性,小流域综合治理,城市环境,
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