【生物】2018届一轮复习人教版专题29-5生态工程的实例和发展前景学案 15页

专题二十九《现代生物科技专题》专题4生物技术的安全性和伦理问题、‎ 专题5生态工程 第5课 生态工程的实例和发展前景 ‎【学案导航】---明方向！‎ ‎【课程学习目标】‎ ‎　1.举例说出生态工程的实例,说出这些实例所运用的主要生态工程原理。‎ ‎2.评述生态工程发展的前景,说出生态工程的局限性,举例说出我国生态工程的特点。‎ 第一层级：预学区.不看不讲 ‎【知识体系梳理】‎ ‎　一、生态工程的实例 ‎1.农村综合发展型生态工程 ‎(1)问题:农村中①　 　。 ‎ ‎(2)对策:进行农村综合发展型生态工程。‎ ‎(3)案例:北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程。‎ ‎(4)基本原理:②　 　原理、③　 　原理和物种多样性原理。 ‎ ‎2.小流域综合治理生态工程 ‎(1)问题:小流域水土流失。‎ ‎(2)对策:通过④　 　、耕作措施、林草措施和生物措施来控制⑤　 　;通过⑥　 　、土地优化利用、加强农林牧结合等措施来获得最大生态和经济效益。 ‎ ‎(3)案例:甘肃陇南县“九子登科”模式。‎ ‎(4)基本原理:整体性原理、⑦　 　原理和工程学原理。 ‎ ‎3.大区域生态系统恢复工程 ‎(1)问题:我国土地荒漠化。‎ ‎(2)对策:森林或草原植被恢复、水土保持的生态工程等。‎ ‎(3)案例:退耕还林、还草和三北防护林建设。‎ ‎(4)基本原理:⑧　 　原理、⑨　 　原理、整体性原理。 ‎ ‎4.湿地生态恢复工程 ‎(1)湿地功能:⑩　 　、调节　 　、控制土壤侵蚀、自然净化污水、为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地及为人们提供休闲娱乐的环境,被誉为地球的“肾脏”。 ‎ ‎(2)问题:湿地的缩小和破坏 ‎(3)对策:废水处理、　 　、退田还湖等。 ‎ ‎(4)案例:鄱阳湖湿地生态恢复工程。‎ ‎(5)基本原理:　 　原理、整体性原理。 ‎ ‎5.矿区废弃地生态恢复工程 ‎(1)问题:矿区生态环境的破坏。‎ ‎(2)对策:修复表土、控制土壤侵蚀、恢复植被等。关键在于　 　以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的构建。 ‎ ‎(3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。‎ ‎(4)基本原理:系统学和工程学原理。‎ ‎6.城市环境生态工程 ‎(1)问题:城市生态系统面临的　 　等污染问题。 ‎ ‎(2)对策:a.在城市规划和布局方面,进行城市　 　,合理分布工业区、居住区和生态绿地;b.推广环境友好技术和　 　,以减少污染产出;c.采用各种手段治理污染,进行废弃物的　 　;d.建立健全法制,进行监督。 ‎ ‎(3)案例:张家港、大连、厦门等环境保护模范城市。‎ ‎(4)基本原理:协调与平衡原理、整体性原理。‎ ‎　　二、生态工程发展的前景 ‎1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示 ‎(1)设计目的:制造一个人工模拟的　 　系统,以求证人类在离开地球的情况下,利用人工生态工程,仅靠太阳能,能否维持生存。 ‎ ‎(2)失败原因:主要是　 　。“大气和海洋”比例与地球相差甚远,导致空气中CO2含量猛增,O2含量减少,不足以维持人及动物的生存。 ‎ ‎(3)启示:使人们认识到与　 　和谐共处的重要性,深化了对自然规律的认识,尽管科学技术已很发达了,但人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。 ‎ ‎2.我国生态工程发展前景的分析与展望 ‎(1)生态工程的特点:重视对生态环境的保护,注重与　 　效益的结合。 ‎ ‎(2)存在的问题 a.难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。‎ b.设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的　 　支持,缺乏理论性指导。 ‎ ‎【基础学习交流】‎ ‎1.小流域的综合治理,“综合”表现在哪些方面?‎ ‎2.“生物圈2号”失败的原因和启示分别是什么?‎ 第二层级：导学区.不议不讲 ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:生态工程的实例 ‎1.结合教材,对生态工程实例进行分析(从问题、原理、对策、案例方面考虑)。‎ ‎2.矿区废弃地的生态恢复工程中恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物?‎ ‎3.大区域生态系统恢复工程用到的原理只有协调与平衡原理和整体性原理吗?‎ ‎　　知识点二:生态工程发展的前景 ‎1.发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同,为什么?‎ ‎2.你认为我国现在面临的生态危机主要表现在哪些方面?‎ ‎3.下图为“四位一体”生态工程物质循环示意图,是近年来出现在我国北方地区的一种生态工程类型,它较好地解决了我国北方地区由于冬天气温很低,导致农作物不能生长,家畜生长缓慢,甚至停止,沼气池不能正常产气等问题。请说明它所依据的生态工程原理及意义。‎ ‎【思维拓展应用】‎ 例1　下列实例与其主要体现的生态工程原理对应正确的是（ ）‎ A．农作物合理密植——协调与平衡 B．农作物间作套种——整体性原理 C．无废弃物农业——系统学与工程学原理 D．天然混合林——物质循环再生原理 例2　一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建了一个小型生态农业,年创收上万元。下图是该家庭生态工程的模式图,请据图分析回答问题。‎ ‎(1)从图中可知,人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用,原因是 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界　　　　的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较,生态工程具有　　　　　　　　　的特点。 ‎ ‎(4)人类设计生态工程的根本目标:在促进自然界良性循环的前提下,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。生态工程所遵循的基本原理是　　　　　　　　、　　　　　　　　、协调与平衡原理、　　　　　　　　以及系统学和工程学原理。 ‎ ‎(5)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,应使食物链越长营养级越多越好,你是否支持这一观点。　　　　。 ‎ 第三层级：固学区.不练不讲 ‎【基础智能检测】‎ ‎1.生态恢复工程的第一步是(　　)。‎ A.恢复这一地区的生物群落　　　　B.恢复植被 C.形成合理、高效的食物链 D.保持一定的动物数量 ‎2.下列生态工程中,被誉为“世界生态工程之最”的是(　　)。‎ A.沿海防护林工程 B.“三北”防护林工程 C.退耕还林还草生态工程 D.防沙治沙生态工程 ‎3.“生物圈2号”实验失败的直接原因主要是(　　)。‎ ‎①温度失调　②CO2含量增高　③O2含量减少　④生物群落不全 A.①②　　　　　　　B.②③　　　　　　　C.①②③　　　　　　　D.①②③④‎ ‎【全新视角拓展】‎ 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。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。 ‎ ‎(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原理、协调与平衡原理、 　和　　 　等。 ‎ ‎(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。 ‎ 第四层级：思学区.不思不复 ‎【思维导图构建】‎ ‎【答案】‎ ‎【知识体系梳理】‎ ‎①资源有限，人多地少，产出不足 ②物质循环再生 ③整体性 ④保土蓄水 ⑤土壤侵蚀 ‎⑥产业结构调整 ⑦协调与平衡 ⑧物种多样性 ⑨协调与平衡 ⑩蓄洪防旱 区域气候 控制污染 协调与平衡 植被恢复 垃圾、废气、噪音 生态分区 低污染清洁生产工艺 资源化利用 生命支持 温度失调 自然界 经济、社会 监测技术 ‎【基础学习交流】‎ ‎1. “综合”表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等工程模式,同时考虑到了生态效益和经济效益:不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态效果;还考虑如何提高人们的生活水平。例如,不但种植农作物,还同时种植经济作物来提高人们的收入;考虑到了种植薪柴林解决人们的燃料来源问题。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。‎ ‎2. 失败的原因:主要是温度失调,空气中CO2的含量猛增,O2量减少,不足以维持人及动物的生存。启示:使我们认识到与自然和谐共处的重要性。‎ ‎【重点难点探究】‎ 知识点一:生态工程的实例 ‎1.‎ ‎2.矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此代之以适应性强、耐旱的灌木和草。‎ ‎3. 错误,大区域生态系统恢复工程涉及多种生态工程,其中起主要作用的是协调与平衡原理和整体性原理。‎ 知识点二:生态工程发展的前景 ‎1. 发达国家经济水平较高,人均土地、水等资源占有量较多,所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复,而较少注重经济效益。我国人口较多,人均土地、水资源和能源占有量少,所以在进行生态工程建设时,一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。‎ ‎2. 主要表现在环境污染、人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等。‎ ‎3. (1)原理:“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行原理:日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长,同时也使猪禽免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪、禽的粪、尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气池在冬天的产气稳定性;沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。‎ ‎(2)意义:“四位一体”充分应用了物质循环再生原理和物种多样性等原理,提高了单位土地面积的产出量,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。‎ ‎【思维拓展应用】‎ 例1 A ‎【解析】农作物合理密植体现的原理是协调与平衡原理，故A正确；农作物间作套种，体现的是物种多样性原理，故B错误；无废弃物农业体现的是物质循环再生原理，故C错误；天然混合林体现的是物种多样性原理，故D错误。‎ 例2 （1）减少了燃烧煤炭所产生的污染 （2）充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用 （3）物质循环 少消耗、高效益、可持续 （4）物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性原理 （5）不支持 ‎【基础智能检测】‎ ‎1.B 2.B 3.C ‎【全新视角拓展】‎ ‎4.(1) 无氧和有氧(或细胞) (2) 群落 一 生产者 太阳　 （3）物质循环再生原理 物种多样性原理 （4）已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)‎ ‎【思维导图构建】‎ ‎①农村综合发展型 ②城市环境 ‎【典例指津】---授技法！‎ 热点题型一 我国生态工程的特点 例1、下列叙述不符合西方国家生态工程建设特点的是(　　)。‎ A.强调经济效益,应用范围较广泛 B.集中治理环境污染的目标 C.采取介于工程和依靠自然恢复力的中间途径 D.集中对已破坏了的生态系统进行生态恢复 ‎【答案】A ‎【解析】生态工程自20世纪60年代提出后,在世界范围内逐渐得到广泛的认同和重视。目前,西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标之外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统,特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。但总体来看,发达国家的生态工程的应用范围比我国小,也不那么强调经济效益。学*科网 ‎【提分秘籍】‎ 发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同。西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标之外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统进行生态恢复;我国的生态工程走有中国特色的道路,不但要重视对生态环境的保护,还要注重与经济、社会效益的结合。‎ ‎【举一反三】 ‎ 由于国情不同，我国的生态工程建设需走中国特色的道路，以下观点正确的是（ ）‎ A．重视生态环境保护、经济效益和社会效益结合 B．我国还属于发展中国家，应把经济建设放在首位 C．加大投资力度，把生态建设工程放在首位 D．我国生态工程已十分成熟 ‎【答案】A ‎【真题回眸】---知难易！‎ ‎1. （2017•西宁一模）2016年8月22日至24日，习近平总书记考察青海，走入三江源．习总书记指出“尊重自然、顺应自然、保护自然，坚决筑牢国家生态安全屏障，实现经济效益、社会效应、生态效益相统一．”下列说法错误的是（　　）‎ A．生态环境保护和生态文明建设是我国可持续发展的重要基础 B．实现循环经济的基本原理是物质循环再生原理 C．提高三江源生态系统的稳定性是筑牢国家生态安全屏障的重要举措 D．保护三江源生物多样性的最大成效是利用生物多样性的直接价值 ‎【答案】 D ‎【解析】生态环境保护和生态文明建设是我国可持续发展的重要基础，A正确；实现循环经济的基本原理是物质循环再生原理，B正确；提高三江源生态系统的稳定性是筑牢国家生态安全屏障的重要举措，C正确；生物多样性的间接价值大于其直接价值，因此保护三江源生物多样性的最大成效是利用生物多样性的间接价值，D错误．‎ ‎2. （2017•石景山区一模）池塘养鱼过程中，由于饲料中含N和P的营养物质未被鱼类全部摄取，成为废弃物，不仅影响鱼类生长速度，还加剧了水体的富营养化．利用养殖废水进行水稻灌溉，可大大降低水中N、P的含量．下列说法不正确的是（　　）‎ A．土壤颗粒对N、P有吸附作用 B．这些废弃物有利于水稻的正常生命活动 C．微生物分解含N和P的废弃物成为自身物质和能量来源 D．这种措施主要遵循生态工程物种多样性的原理 ‎【答案】 D ‎3. （2017届河南省百校联盟高三3月联考）请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题。‎ ‎(1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最常用的方法是__________。获得该基因后,利用PCR技术将该基因扩增时需要添加的有机物质有___________。 ‎ ‎(2)体外受精是胚胎工程的重要环节,顺利受精必须满足两个条件:来自父方的精子要进行精子获能;来自母方的卵母细胞要___________。胚胎工程最后一道工序是________(填生物技术名称)。 ‎ ‎(3)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体具有很多优点。在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成“生物导弹”,借助单克隆抗体的_______作用,将药物带到癌细胞位置,将其在原位杀死。 ‎ ‎(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程___________的原理。我国西北一些地区年降雨量较少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了___________原理。‎ ‎【答案】（1）显微注射法 引物、原料、Taq酶、模板 （2）培养促进成熟(或培养至MⅡ中期） 胚胎移植 （3）导向（或定向、定位） （4）物质循环再生 协调与平衡 ‎4.（2017届安徽省江南十校高三5月冲刺联考（二模））生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业体系。根据所学知识分析下图所示生态农业的相关问题：‎ ‎（1）该生态系统生产者的主体是____________，图中的人与鸡的种间关系是______________。沼气池中的微生物是该生态系统_____________的一部分。‎ ‎（2）图示是否体现了生态系统中物质可以循环反复利用的特点___________(填“是”或“否”）。该生态系统的意义在于通过多途径利用农作物，实现了对能量的__________，提高了能量_________。‎ ‎（3）一段时间，该生态系统鼠害成灾，可以采用____________、生物防治和机械防治等方法来防治鼠害，但目前人们更倾向于对人类生存环境无污染的生物防治，最有效的是引入鼠类天敌。引入天敌防治鼠害的防治效果持续时间长，为什么？_______________________________________。‎ ‎【答案】（1）大豆、玉米 捕食和竞争 分解者 （2）否 多级利用 利用率 （3）化学防治 天敌与鼠之间由于捕食与被捕食而相互制约，能将鼠的数量长期控制在较低水平 ‎【解析】（1）据图分析可知，该生态系统的生产者是大豆、玉米；图中人和鸡都以大豆和玉米为食，两者为竞争关系，人还能以鸡为食，两者还有捕食关系。沼气池中的微生物是分解者，在该生态系统中的主要功能是分解作用。学*科网 ‎（2）在该农业生态系统中，大豆和玉米可以成为鸡、猪的饲料和人的食物，鸡、猪也能成为人的食物，沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆、人、鸡、猪粪便中的有机物，而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了物质的循环和能量的多级利用，但是不能体现物质的循环利用。‎ ‎（3）防治鼠害的方法有化学防治、生物防治和机械防治等方法。天敌与鼠之间由于捕食与被捕食而相互制约，能将鼠的数量长期控制在较低水平，所以引入天敌防治鼠害的防治效果持续时间长。‎ ‎【能力提升】---长士气！ ‎ 一、选择题（5小题）‎ ‎1．下列有关生态工程的说法正确的是 A．生态经济主要通过实行“循环经济”的原则 B．生态工程是无消耗、多效益、可持续的工程体系 C．无废弃物农业主要体现了生态工程的整体性原理 D．生态工程实现了能量的循环利用 ‎【答案】A ‎2．被誉为“世界生态工程之最”的是( )。‎ A.退耕还林还草生态工程 B.三北防护林生态工程 C.湿地生态净化工程 D.草原植被恢复生态工程 ‎【答案】B ‎【解析】三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区，该工程1987年被联合国环境规划署授予“全球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。学*科网 ‎3．下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是（ ）‎ A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法 B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰 C．湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以 D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能 ‎【答案】C ‎【解析】湿地生态恢复工程采用工程和生物措施相结合的方法，如废水处理、土地处理工程等，A正确。在湿地周围，要建立缓冲带，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，B正确。湿地的恢复，需要进行废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程、以及动植物引进种植等，C错。湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能，如建立缓冲带，D正确。‎ ‎4．下列关于生态工程的叙述，正确的是 A. 窦店村综合发展型生态工程建立了良好的物质多级循环利用程序 B. 在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了协调与平衡原理 C. 对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以了 D. 我国的生态工程应该以经济和社会效益为主要目标 ‎【答案】A ‎5．设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“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 ‎【答案】B ‎【解析】该生态工程是依据物质和能量的多级利用的生态学原理而设计的，其中人的作用是非常突出的，在人的管理下，使物质和能量更多地流向对人类有益的部分，如木糖醇、食用菌和禽畜等都能增加经济效益。‎ 二、非选择题（2小题）‎ ‎6.回答下列与生态工程有关的问题：‎ ‎（1）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。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”、“种群）；该生态农业模式能实现能量的______。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统） 可持续 ‎（2）整体性（或系统学和工程学） 物质循环再生 物种多样性 ‎（3）人类的干扰 ‎（4）群落 多级利用（多途径利用）‎ ‎7．下图所示为当前流行的农村庭院生态工程模式图，其生态系统各成分的组成和相互关系如图所示。回答下列问题：‎ ‎（1）在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量是________________________。‎ ‎（2）在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，发展沼气工程，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程的______________原理。‎ ‎（3）鸡鸭等粪便中的能量属于第_____________营养级同化的能量。从生态系统稳定性看，该生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是________________________。‎ ‎（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___________________。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）生产者通过光合作用固定的太阳能总量 ‎ ‎（2）整体性 ‎（3） 一 抵抗力稳定性较高（营养结构较复杂，自我调节能力较强） ‎ ‎（4）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统） 生产力