选三第五章生物工程资料

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1、专题五 生态工程,干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为 工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。,生态环境,生态,阅读 科技探索之路 生态工程的兴起,思考：从以往的历史看，经济发展和环境污染有什么关系？他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢？,“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development) 经济发展不仅要满足当代人的需要,还要不危害后代人发展能力，即经济和环境协调发展。,生态工程的概念,理论基础？,生态学和系统学,技术手段？,通过系统设计、调控和技术组装,操作过程

2、？,对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。,最终目的？,促进人类社会和自然环境的和谐发展。,1、生态系统的功能:物质循环 、 和信息传递。 2、生态系统的物质循环：在生态系统中， 的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从 到 ，又从生物群落到无机环境的循环过程。 抓住要点： 这里的“物质”指 ； 这里的“循环”是指在 往返出现； 循环的范围是 ，物质循环具有 特点。因此，物质循环又叫生物地球化学循环。,温故知新,能量流动,组成生物体,无机环境,生物群落,组成生物体的化学元素,生物群落和无机环境间,生物圈,全球性,3、生态系

3、统稳定性的概念：生态系统所具有的 维持或恢复自身 和功能的相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现在两个方面： 稳定性和恢复力稳定性。 4、生态系统能维持相对稳定状态的原因是由于生态系统具有 能力。如水域生态系统能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解而消除污染。,结构,抵抗力,自我调节,5、 调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。 6、一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强， 稳定性就越高。,负反馈,抵抗力,5.1生态工程的基本原理,资料分析,资料1 1998年长江洪水,一、关注生态工程建设,资料1 1998年长江洪水,1.导致

4、1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？,资料2 “石油农业”,资料2 “石油农业”,1.你对“石油农业”是如何理解的？,石油农业：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。,2. 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？,3.石油农业的生产模式应当怎样改进？,传统经济模式： 毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，并造成环境污染。,生态经济,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

5、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。,二、生态系统遵循的基本原理,1、物质循环再生原理 2、物种多样性原理 3、协调与平衡原理 4、整体性原理 5、系统学与工程学原理,二、生态工程遵循的基本原理,1 物质循环再生原理,理论基础：物质循环,“古人”的智慧 -无废弃物农业,2 物种多样性的原理,资料分析,遭虫害而死的樟子松,理论基础：生态系统的抵抗力稳定性,珊瑚礁区生物多样性非常高,3、协调与平衡原理,由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓度较高，使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长,理论基础：生物与环境的协调与平衡,西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却

6、被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“,提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。,P111资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？,处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。,4、整体性原理,进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。,人类处在一个社会、经济、自然复合而成的系统中。

7、,例：林业工程建设中的问题,理论基础：社会、经济、自然复合系统,5、系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理 生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 系统整体性原理 系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,理论基础：分布式优于集中式和环式,理论基础：整体功能大于部分之和,系统结构决定功能原理,若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：,工作的可靠性哪个高？,固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共

8、生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。,豆科作物和固氮菌的共生,5、系统学和工程学原理,系统整体性原理,试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释,1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量 2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业 3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。 4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。,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,2单一的人工林比天然混合林的稳定

9、性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ） A物质循环再生原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D系统整理性原理,1实现循环经济的最重要的手段之一是（ ） A大力发展“石油农业” B生态工程 C清除污染物 D禁止产出污染物,课堂练习,B,C,C,A,5.人类设计生态工程的根本目标是（ ） A促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展 B促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益 C防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展 D促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展,课堂练习,D,6.

10、我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ） A系统整体性原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D整体性原理,课堂练习,B,7在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ） A系统整体性原理 B整体性原理 C系统结构决定功能原理 D以上都不是,课堂练习,B,课堂小结,1、生态工程建设目的：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。（少消耗、多效益、 ） 2、生态经济：主

11、要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，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是 。,物质循环,环境污染,经济效益,生态效益,可持续,循环经济,生产原料,生态工程,3、生态工程的原理 （1） 原理：物质能在生态系统中循环往复， 。 （2） 原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的 . （3） 原理： （4） 原理： （5） 原理,物质循环再生,物种多样性,分层分级利用,抵抗力稳定性,协调与平衡,整体性,系统学和工程学,1 生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这

12、体现了生态工程的什么原理 （ ） A物种多样性原理 B整体性原理 C协调与平衡原理 D物质循环再生原理,2 下列哪项叙述完全符合生态经济 （ ） 建立“原料一产品一原料一产品”的无废料生产体系 在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长 在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少 先生产后治理，提高经济效益 A B C D,3 实现循环经济的最重要的手段之一是 A大力发展“石油农业” B生态工程 C清除污染物 D禁止产出污染物 4 我国在20世纪80年代兴起桑基鱼塘生产模式，实现了“原料产品原料一一产品”的循环生产模式，它不属于 （） A生态经济 B循环经济 C传统农业 D生态农

13、业,5、下列关于生态工程的叙述中，错误的是（ ） A.生态工程是生态学和工程学的结合 B.生态工程追求经济和生态的双赢 C.应用物种多样性原理和物质循环再生原理 D.生态工程是无消耗、多效益的工程,D,6、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列名词与环境污染有关的是（ ） 酸雨臭氧空洞“白色污染”温室效应赤潮光化学污染噪声 A. B. C. D.,D,7、（多选）我们的祖先实施的“无废弃物农业”，使我国的土壤维持了几千年的肥力，其实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式，这种模式的诀窍在于( ) A积极种植能够固氮的豆科植物 B收集一切可能的有机物 C采集某种特殊植物，将其根茎叶加水一起捣

14、碎榨汁，作为肥料 D采用堆肥和沤肥等多种方法，把有机物转变为有机肥料,ABD,8、江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题:,(1)牛棚内产生的 可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的 可扩散进入牛棚。,二氧化碳,氧气,(2)秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行 ，腐熟的产物肥效提高，这是因为 。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。 (3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是 。,发酵,微生物把有机物分解为无机物,牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少,(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、 和 。 (5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了 。,太阳光能,发酵产热,物质的循环利用和能量的多级利用,10、20世纪以来石油农业的快速发展，大量化肥农药的使用，在粮食产量大幅度提高的同时，也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。下图表示一种“甘薯奶牛沼气花木龙虾食用菌”生态农业模式，试据图回答有关问题：,(1)图中所示生态系统的主要成分是_，属于该生态系统分解者的有 _。,甘薯、花木等生产者,沼气微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等,(2)图中可以组成的食物链是 _