2023统考版高考生物一轮4生态工程课件选修3现代生物科技专题

生态工程\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n基础梳理——系统化知识点一　生态工程的基本原理1．关注生态工程建设环境污染生态效益少消耗多效益可持续循环经济\n2．生态工程的基本原理物种多样性原理整体性原理决定功能原理\n知识点二　生态工程的实例和发展前景1．生态工程的类型与实例(连线)\n2．生态工程的发展前景和谐共处自然规律生态环境经济、社会效益\n基能过关——问题化一、判一判1．对生态工程原理相关知识的判断(1)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。()(2)在建设生态农业时，沼气池的建立遵循物质循环再生原理。()(3)根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。()(4)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理。()(5)某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，这体现的是物种多样性和协调与平衡原理。()×√√√√\n2．对生态工程实例及前景的相关判断(1)矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益。()(2)我国在西部地区实行退耕还林、还草工程，这一工程属于大区域生态系统恢复工程。()(3)依据协调与平衡原理，进行引种工程时，应考虑被引物种与引入地环境的关系。()×√√\n(4)湿地的恢复除利用生物工程外，还要依靠自然演替机制以恢复其生态功能。()(5)建立不同的生态工程要依据不同的原理，应因地制宜，而不能生搬硬套。()(6)在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，且可节省投资。()√√√\n二、议一议【教材易漏拾遗】1．分析生态工程的相关原理示意图\n(1)以上两图所体现的生态工程的原理分别是什么？(2)以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？①单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害；②应确定草原的合理载畜量，不能过度放牧；引种时要考虑被引物种应适应引入地的环境；③林业生态工程建设时，应既考虑种树，又考虑农民的生活问题。提示：甲图体现的是物质循环再生原理，乙图体现的是整体性原理。提示：①物种多样性原理；②协调与平衡原理；③整体性原理。\n2．如图是某生态工程示意图，据图分析：\n(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？图中废弃物的合理利用能体现生态工程的什么原理？(2)从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么？(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢的角度分析，其原因是什么？提示：目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；废弃物的合理利用能体现生态工程的物质循环再生原理。提示：减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。提示：蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。\n高效课堂\n考点一　生态工程的基本原理(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1完善生态工程相关的内容填空1．生态工程建设的目的：遵循自然界________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止________，达到________和________的同步发展。2．特点：________、多效益、________的工程体系。物质循环环境污染经济效益生态效益少消耗可持续\n3．基本原理(1)物质________原理：物质在生态系统中________、分级利用。(2)物种________原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的______________。(3)协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑______________。(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到____________的规律，更重要的是，还要考虑到___________等系统的影响力。(5)________和________原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。循环再生循环往复多样性抵抗力稳定性环境承载力自然生态系统经济和社会系统学工程学\n任务2比较生态工程原理的不同点项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质____可避免环境____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____性生物多样性程度高，可提高系统的______稳定性，提高系统的生产力“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____与____的协调与平衡生物的数量不超过环境承载力，可避免系统的________太湖富营养化问题、过度放牧等循环污染稳定抵抗力生物环境失衡和破坏\n整体性原理____、____、____构成复合系统统一协调________，保障系统的平衡和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____决定____原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的____以改善____桑基鱼塘系统整体性原理：整体____部分之和保持系统很高的______珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系社会经济自然各种关系结构功能结构功能大于生产力\n[师说技巧]熟悉生态工程的两种模式1．桑基鱼塘模式(1)特点：人工建立的高产、稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼、鱼粪肥塘、塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。(2)图示：\n2．沼气农田立体养殖模式(1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短了生产周期，从而大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。(2)图示：\n考向分类·对点落实考向生态工程的基本原理1.[经典模拟]“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。\n下列有关叙述，不正确的是()A.将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可为沼气池中的微生物生长提供物质和能量B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们可构成食物网D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率答案：D\n解析：将牛粪、猪粪直接施入沼气池，微生物可以将其中的有机物分解为无机物，同时实现了能量的多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪牛等家畜的饲养，遵循了能量的多级利用、物质循环再生、物种多样性等原理，B正确；生产者是生态系统的主要成分和基石，人、猪和牛直接或间接取食于生产者(蔬菜)，生产者和消费者构成了食物链或食物网，C正确；不同结构的生态系统，其能量传递效率是不会改变的，D错误。\n2．[2022·资阳模拟]下列有关生态工程的原理和实例中，对应错误的是()选项有关实例相关的生态工程原理A无废弃物农业遵循物质循环再生原理B在人工林中增加植被的层次遵循物种多样性原理C无锡太湖水体富营养化引起大面积水华违反协调与平衡原理D前面造林，后面砍林违反系统学和工程学原理答案：D解析：在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益。前面造林、后面砍林，违背了整体性原理。\n3.[2022·抚州模拟]为实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。某市政府提出不仅要解决交通拥堵问题，还要打造海绵城市。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。(1)人类要实现可持续发展，必须走生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是________和________。循环经济生态工程解析：(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，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生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。\n(2)建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循___________原理；建设海绵城市的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，体现了______原理。(3)在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行。如小流域存在的主要问题是________________，针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式，而矿山废弃地生态修复工程的关键是________和土壤微生物群落的重建。协调与平衡整体性水土流失比较严重植被恢复\n解析：(2)引种植物时需考虑与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。(3)小流域存在的主要问题是水土流失比较严重；而矿山废弃地生态修复工程的关键是植被恢复，以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。\n考点二　生态工程的实例分析(国考5年未考)任务1生态工程的类型与设计原则(1)生态工程的类型分类依据：根据______________的不同，对生态系统进行分类性质和设计目标农业生态工程林业生态工程环境保护治理环境污染\n(2)设计原则恢复和重建受损生态系统先污染后治理\n任务2生态工程的实例分析(1)农村综合发展型生态工程的核心和优点分别是：核心是________；优点是开发可以更新的资源，减少环境污染。(2)小流域综合治理生态工程的“综合”表现在：同时考虑到________和________，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应着重考虑的问题。①考虑树种__________问题，种植适宜品种；②考虑树种________，保证防护林体系的稳定性。沼气工程生态效益经济效益生态适应性多样性\n(4)进行湿地生态恢复工程的主要措施和面临的主要困难。①主要措施：________；②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。(5)建设矿区废弃地的生态恢复工程的主要措施是：①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载畜量；③改良表土。(6)城市环境生态工程中，解决大气污染和水污染的措施是：①解决大气污染的措施：禁止使用有铅汽油；②水污染：减少或禁止________，进行________。退耕还湖污水排放污水净化\n生态工程的实例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①核心：沼气工程②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、工程学原理①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益；②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\n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、整体性原理工程建设中应注意的问题：①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性；③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①主要措施：退耕还湖；②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载畜量；③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①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油；②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化\n考向分类·对点落实考向生态工程的实例分析1.[2022·揭阳联考]下图为某地一生态工程建设的模式图，请据图回答有关问题：\n(1)该生态工程模式的最大优点是____________________________________________________________。该生态工程种植不同的农作物、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，这体现了生态工程的_____________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_________________。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(或整体性)物质循环再生猪、人环境容纳量(K值)\n解析：(1)图中生态工程能够实现能量和物质的多级利用(或提高物质和能量的利用率)，同时减少了环境污染。该生态工程中有不同的农作物、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，农作物、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(K值)。\n2．[2022·广东实验中学考前训练]下面为利用自然生态系统净化城市生活污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即稳定塘)示意图。请据图回答下列问题：\n(1)稳定塘一般会出现藻类增多现象而影响出水水质。在稳定塘中种植挺水植物可使藻类密度下降，也可以引进________________控制藻类的过度繁殖。从稳定塘输出的CO2________(填“大于”“小于”或“等于”)输入稳定塘的CO2。(2)处理后的出水和流入污水相比，明显减少的元素是_____，稳定塘每天处理污水的量是有限的，这说明生态系统的_______________。(3)流经该生态系统的总能量是___________________________________________。输入第一营养级的能量，一部分__________________________________，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者的有机物中。(4)稳定塘依据的最主要的生态工程原理是________________。在引入生物种类上，可以利用生态系统的信息传递，因为信息能够_______________，以维持生态系统的稳定。以藻类为食的动物大于N、P自我调节能力有限生活污水中有机物含有的能量和生产者固定的太阳能在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了物质循环再生原理调节生物的种间关系\n解析：(1)挺水植物可影响藻类的光合作用，使藻类种群密度下降，引入以藻类为食的动物也可降低藻类密度，控制藻类的过度繁殖；向稳定塘输入的二氧化碳只有生产者光合作用固定的二氧化碳，稳定塘输出的二氧化碳包括各种生物呼吸作用产生的二氧化碳和微生物分解污水中有机物产生的二氧化碳，故输出的CO2大于输入的CO2。(2)污水中的有机物被分解产生的含N、P等元素的无机盐可被植物吸收，处理后的出水与流入的污水相比，明显减少的元素为N、P；稳定塘每天处理污水的量是有限的，说明生态系统的自我调节能力是有限的。(3)流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能总量和污水中有机物含有的能量；输入第一营养级的能量，一部分在呼吸作用过程中以热能的形式散失，一部分用于生长、发育、繁殖等生命活动，储存在生产者体内的有机物中。(4)稳定塘将流入的污水分解后产生的无机盐和二氧化碳可用于植物的生长发育和光合作用，故稳定塘依据的主要原理是物质循环再生原理。信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。\n课堂总结\n[网络建构提升]物质循环再生物种多样性整体性系统学和工程学\n[长句应答必备]1．生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展。2．物质循环再生原理的基础是物质循环；物种多样性原理的基础是生态系统的稳定性；协调与平衡原理的基础是生物与环境的协调和平衡；整体性原理的基础是社会、经济和自然构成的复合系统；系统学和工程学原理的基础是系统的结构决定功能。3．农村综合发展型生态工程的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理；小流域综合治理生态工程的主要原理是整体性原理和协调与平衡原理；大区域生态系统恢复工程和城市环境生态工程的主要原理都是协调与平衡原理、整体性原理。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[2020·全国卷Ⅱ，38]植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：(1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性_____。抵抗力稳定性的含义是_________________________________________________________。低生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力解析：生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。\n(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是_____________________________________________________(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。(3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_________________________________________________。改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用分解者种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属\n解析：(2)由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物质的微生物属于分解者。(3)要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，来吸收污水中的金属元素，然后再从植物中回收金属元素。\n[人教必修3]P110(高考VS教材)\n[人教选修3]P103(高考VS教材)\n[历届比对研考向]2．[经典高考]现有一生活污水净化处理系统，其处理流程为“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。请回答下列问题：(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。有氧和无氧(或细胞)解析：依据题干信息可知，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；流经兼氧池时，微生物既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。\n(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。群落一生产者太阳物种多样性物质循环再生已被破坏的生态环境\n解析：(2)根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。植物池中所有的蛙类获得的能量最终来源于生产者固定的太阳能。(3)生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。(4)根据本小题中提供的信息可推知，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。\n3．[重庆卷，7节选]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。t0→t1，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；t1→t3，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。分解者种子或繁殖体增强竞争整体性\n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；从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；t1→t3时段，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，其抵抗力稳定性就越强；群落中的植物物种数增加，相互争夺资源(如阳光、水)和空间越激烈，使得竞争加剧。(2)生态系统改善后，该系统形成了一个社会—经济—自然的复合生态系统，这体现了整体性原理。