生物人教版選修3學案專題5生態(tài)工程專題整合與評估

專題整合與評估[知識建網(wǎng)]答案速填：①物質(zhì)循環(huán)再生原理②協(xié)調(diào)與平衡原理③整體性原理④農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程⑤大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程[要語必背]1．生態(tài)經(jīng)濟主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢物資源化。2．生態(tài)工程的基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理。[知識整合促貫通]一、生態(tài)工程原理的應用生態(tài)工程遵循的原理：物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學和工程學原理。生態(tài)工程的基本原理，都是遵循生態(tài)平衡的原理，即在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎上，讓其為人類的生產(chǎn)和生活提供更多的物質(zhì)和能量，或者說是充分利用生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量。生態(tài)系統(tǒng)的平衡是一種自然規(guī)律，人類的一切生產(chǎn)和生活都必須遵循其基本規(guī)律，否則將破壞生態(tài)平衡。從生態(tài)工程的實例中總結(jié)出生態(tài)工程的意義，理解進行生態(tài)工程建設的必要性，通過生態(tài)工程實現(xiàn)“生態(tài)經(jīng)濟”和“循環(huán)經(jīng)濟”。用案例分析引出對原理的學習，再通過原理分析探討案例問題的解決方法，同時要注意培養(yǎng)社會參與意識和提高分析問題的能力?！镜漕}精練1】有一山區(qū)由于開采露天小鐵礦等活動，自然生態(tài)系統(tǒng)完全被破壞，成為一片廢墟，為盡快使該山區(qū)恢復到原有自然生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，應采取的最好措施是在這片廢墟上()A．回填土壤，引進多種外來物種，重建新的生態(tài)系統(tǒng)B．撤出人類全部活動，實行全面封閉，等待自然恢復C．回填土壤，栽培當?shù)亟?jīng)濟農(nóng)作物，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)D．回填土壤，栽種當?shù)卦械闹参?，實行封山育林【解析】本題意在考查學生的理論聯(lián)系實際分析問題的能力。鐵礦的肆意開采使得自然生態(tài)系統(tǒng)完全被破壞，土壤資源嚴重不足，回填土壤是必要之舉，同時應多栽種當?shù)卦械闹参铮驗橥鈦砦锓N的引進容易破壞生物的多樣性；實行封山育林是培育森林資源、恢復自然生態(tài)系統(tǒng)的一種重要方式，具有用工少、成本低、見效快、效益高等特點，對加快綠化速度、擴大森林面積、提高自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、促進社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮著重要作用，因此選項D是正確的?！敬鸢浮緿【典題精練2】現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”。其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}：(1)污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過________呼吸將有機物分解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________(填“生態(tài)系統(tǒng)”“群落”或“種群”)。在植物池的食物網(wǎng)中，植物位于第________營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于________所固定的________能。(3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調(diào)與平衡、________和________等原理。(4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對________進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力?！窘馕觥勘绢}主要考查生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能以及生態(tài)工程的基本原理。(1)微生物分解有機物是通過呼吸作用(既有有氧呼吸也有無氧呼吸)來完成的。(2)在同一時間聚集在一定區(qū)域內(nèi)的各生物種群共同構(gòu)成一個生物群落。在食物網(wǎng)中，植物(寄生植物除外)一般都處于第一營養(yǎng)級；地球上幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量都來源于太陽能。(3)生態(tài)工程遵循物質(zhì)循環(huán)再生、物種多樣性、協(xié)調(diào)與平衡、整體性等基本原理。(4)生態(tài)工程是指人類應用工程學、系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設計和調(diào)控技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，追求生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益的統(tǒng)一。【答案】(1)無氧和有氧(或細胞)(2)群落一生產(chǎn)者太陽(3)物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性(4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng))二、生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的基本原則和幾種最常見的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式1．生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的基本原則生態(tài)農(nóng)業(yè)設計是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設實施的前提和依據(jù)。生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的原則，從根本上而言，既要符合生態(tài)學原則，又要符合經(jīng)濟學原則。設計的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可以形形色色，結(jié)構(gòu)有簡有繁，但不管什么樣的模式，都應當遵循一個統(tǒng)一的標準和要求，這就是我們要提出的生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的基本原則。它包括以下幾條：(1)以提高整個系統(tǒng)的總體功能和綜合效益為目標，局部的功能和局部的效益都應當服從總體的功能和效益。(2)資源利用合理，注重物質(zhì)和能量的多層分級利用，系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量利用率高。(3)減少對不可再生能源的依賴性，注重有機能源的投入，保持系統(tǒng)物質(zhì)和能量輸入輸出的動態(tài)平衡。(4)產(chǎn)品產(chǎn)出量大、質(zhì)優(yōu)、速穩(wěn)。(5)系統(tǒng)抗逆能力提高。(6)經(jīng)濟高效、生態(tài)可行、技術(shù)合理、社會效果好。2．幾種最常見的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式(1)物質(zhì)、能量的多層分級利用系統(tǒng)，如農(nóng)作物秸稈的多級利用。(2)水陸交換的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，如：“?；~塘”生產(chǎn)體系，人工建立的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。做到蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收。(3)農(nóng)林牧漁聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)，如農(nóng)林牧漁生產(chǎn)體系初級模式和糧桑漁畜農(nóng)業(yè)生態(tài)體系?！镜漕}精練3】下圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關(guān)于該系統(tǒng)的敘述，錯誤的是()A．微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量B．沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C．沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用D．多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率【解析】本題考查了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模式及功能。一個完整的生態(tài)系統(tǒng)是由非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費者和分解者四部分構(gòu)成，在沼氣池中，微生物分解光合作用儲存在農(nóng)作物中的有機物，產(chǎn)生可燃氣體，屬于分解者；多途徑利用農(nóng)作物可以將農(nóng)作物中的能量多次利用，將廢物變?yōu)樯a(chǎn)新產(chǎn)品的原料，提高了能量的利用效率；生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是可以循環(huán)利用的，而能量是單向流動、逐級遞減的?！敬鸢浮緾【典題精練4】請仔細讀下圖，然后指出該生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點。(1)生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的基本原理是①______，②______。(2)生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)越性表現(xiàn)在____________________。(3)在“農(nóng)作物→豬→農(nóng)戶”這條食物鏈中，若農(nóng)作物通過光合作用產(chǎn)出300摩爾氧氣，則農(nóng)作物同時產(chǎn)出__________摩爾葡萄糖，農(nóng)戶從豬中獲取的能量最多相當于__________摩爾的葡萄糖?！窘馕觥勘绢}考查農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程建設遵循的原理和優(yōu)勢，以及應用能力、理解分析能力等。生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學的基本理論，食物鏈是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的主渠道。這樣，各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調(diào)，互惠互利，實現(xiàn)了能量和物質(zhì)的多級利用；人們可以利用生物種群之間的關(guān)系，對生物種群進行人為調(diào)節(jié)；用天敵減輕生物危害，用生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物做飼料和肥料，減輕農(nóng)藥和化肥對環(huán)境的污染。能量在食物鏈中傳遞按10%～20%逐級遞減?！敬鸢浮?1)生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展(2)各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調(diào)，互惠互利，實現(xiàn)了能量和物質(zhì)的多級利用(3)502[高考鏈接·明考情]1．(2014·重慶卷節(jié)選)為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境，對其進行了公園化建設。通過人工林建設和園林景觀構(gòu)建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又可提高社會和經(jīng)濟效益，這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理。真題解析：人工林的建設和園林景觀的構(gòu)建，既改善了生態(tài)環(huán)境，又可提高社會和經(jīng)濟效益，這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理。[1]真題探源：[1]教材第112頁：整體性原理。2．(2013·廣東卷)污水處理廠的污泥富含有機質(zhì)和無機成分，可用作肥料，但其多環(huán)芳烴(PAHs)等有機污染物含量通常較高，施入土壤會帶來二次污染。生物質(zhì)炭是由作物廢棄秸稈等炭化而成。將污泥、含7%生物質(zhì)炭的污泥均堆放一段時間后用于盆栽實驗，研究它們對黑麥草生長及PAHs遷移的影響，結(jié)果如表。測定項目紅壤紅壤＋污泥紅壤＋含7%生物質(zhì)炭的污泥土壤PAHs含量(μg/kg)5271079765黑麥草葉綠素含量(mg/g)2.02.12.3黑麥草每盆干重(g)1.72.32.7黑麥草PAHs含量(μg/kg)401651428(1)生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，能改善土壤的通氣狀況，使根系細胞有氧呼吸加強，ATP合成增加，從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。(2)由表可知，施用含生物質(zhì)炭的污泥使黑麥草葉綠素含量提高，促進光合作用的進行，有利于有機物的積累，從而促進黑麥草生長；污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量增加，但生物質(zhì)炭的輸入降低了土壤PAHs含量和黑麥草對PAHs的吸收與積累，從而降低PAHs污染的風險。由此可見，生物質(zhì)炭有望用作污泥改良劑，促進污泥的推廣應用。污泥的應用符合生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。真題解析：(1)土壤的通氣狀況改善，細