《高中生物第四章生态工程第13课时生态工程及其原理学案苏教选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物第四章生态工程第13课时生态工程及其原理学案苏教选修3（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第13课时 生态工程及其原理学习目标1.说出生态工程的概念。2.掌握生态工程的四个基本原理。一、生态工程的概念1生态系统的结构包括哪些部分？答案生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，前者又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。2生态系统有哪些功能？答案生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。3研究能量流动有何意义？答案(1)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；(2)能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率；(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。4传统粗放的经济模式存在哪些弊端？
2、答案传统粗放的经济发展模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源等，不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。5什么是生态工程？答案是指人类应用生态学、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。6与传统的工程相比，生态工程有何特点？答案是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系。二、生态工程的基本原理阅读教材，回答相关问题。1物质循环再生原理(1)完善生态系统物质循环和能量流动简图(2)在农业生态系统中，如何实现物质的循环利用？
3、物质是以什么形式循环的？答案该生态系统的人畜粪便、作物残留物都再返回到农田土壤里，通过分解者的分解作用再供生产者利用。物质循环是以元素形式循环的。(3)什么是物质循环再生原理？其理论基础是什么？答案物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。理论基础：生态系统的物质循环。2物种多样性原理(1)为什么人工林一旦发生虫害，极易造成林木的大面积损害？答案人工林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少害虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致树林的毁坏。(2)为什么物种多样性程度高的生态系统抵抗力稳定性也较高？答案生态系统中的各种生物都占有一定的
4、生态位，它们通过复杂的食物链和食物网联系起来。一旦某一生态位中的某种生物因故而灭绝；该生态位的其他生物可迅速替代，从而维持生态系统结构功能的稳定。(3)物种多样性原理的核心是什么？答案物种多样性原理的核心是生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原理。3协调与平衡原理(1)什么叫环境承载力？超过这个量，对生态环境有何影响？答案环境承载力(又称环境容纳量)是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的生物种群的最大数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。(2)生物氧化塘法主要是利用水塘中藻类和细菌等对有机废水进行生物处理的方法。其基本原理是什么？答案基本原理是
5、通过水塘中的“藻、菌共生系统”进行废水净化，即水塘中细菌分解废水中的有机物，产生CO2、磷酸盐、铵盐等营养物质供藻类生长，藻类光合作用产生的O2又可供细菌生长繁殖。(3)在生物氧化塘中，不同水层的微生物是如何对污水进行治理的？答案藻类及好氧菌一般位于表层(好氧层)，好氧菌能直接摄取污水中的小分子有机物；无色杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌等优势菌种通常位于下层(兼性层)；硫酸还原细菌、甲烷细菌等厌氧菌位于底部(厌氧层)。(4)协调与平衡原理的核心是什么？答案协调与平衡原理的核心是生态学中生物与环境相适应的原理。4整体性原理(1)依据整体性原理，在进行生态工程建设时，是以哪些部分作为一个整体？答案自然生
6、态系统是通过生物与环境、生物与生物之间协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。在进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响，包括社会习惯和相关的法律制度等，使社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。(2)为什么说农林牧副渔一体化生态工程体现了整体性原理？答案农林牧副渔一体化生态工程建设的关键是调控系统内部的结构和功能，进行优化组合，提高生态系统物质再生和能量转化的能力，充分挖掘物质生产的潜力，尽量利用原料、产品、副产品、废弃物以及时间、空间和营养生态位，提高整体的综合效益。(3)整体性原理的核心是什么？答案整体性原理的核心是生态学、系
7、统学和经济学相统一的原理。5系统学和工程学原理(1)什么是系统结构决定功能原理？答案生态工程设计时，要充分考虑人工生态系统内部不同成分之间的结构，通过优化这种结构，达到改善系统功能的效果。(2)什么是系统整体性原理？答案协调系统内部各部分的关系、比例，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现整体功能大于各部分之和的效果，即“112”。(3)你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？答案豆科作物和固氮菌的共生就是一例。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。(4)试描述
8、“稻田养鱼”生态工程是如何体现系统学和工程学原理的。答案在稻田养鱼的农业生态系统中，鱼类取食杂草，减少了杂草与水稻在阳光、养分方面的竞争；鱼类中含有丰富的氮、磷，增加了水稻的肥源；滤食性鱼和杂食性鱼能取食稻田中的浮游生物、底栖动物等。一、生态工程所遵循的基本原理1生态工程所遵循的基本原理比较项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环使废弃物资源化，为物质生产和再生提供更多机会，实现对资源的充分利用农作物秸秆的多级利用物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性天然林比人工林抵抗力稳定性强协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡
9、和破坏生物氧化塘净化污水整体性原理社会经济自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定农林牧副渔一体化生态工程系统学和工程学原理系统结构决定功能原理改变和优化系统的结构以改善功能稻田养鱼系统整体性原理：整体大于部分之和保持系统较高的生产力相关玉米副产品的生态工程2.将下列现象与所遵循的基本原理用线连起来二、生物氧化塘下图是生物氧化塘的作用示意图，完善此图回答相关问题：(1)生物氧化塘的表层(好氧层)的主要生物是_，主要是降解污水中的_和无机盐(如_、_等)，位于下层(兼性层)的生物主要有_、_、_等原核生物，与酵母菌相比，其主要特点是_。位于底层(厌氧层)的生物主要有_、_等。(2)生物
10、氧化塘内的转化过程实际上是一个连续处理污水的_过程：藻类进行光合作用产生的_和空气中的_，有利于_降解污水中的有机物；兼性厌氧菌和厌氧菌通过有氧或无氧呼吸也分解污水中的有机物；各种菌分解过程中产生的_等无机物又能被_充分利用。(3)在进行各项生态工程建设时，通过模拟自然生态系统可以促进生态工程内_和_，从而更好地_环境。(4)生物氧化塘处理污水，应用的生物学原理主要有_原理和_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，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学的有关生态工程原理，分析该结论是否正确？为什么？_。(6)结合该污水处理工程，分析其优缺点。_。答案(1
11、)藻类和好氧菌小分子有机物NP无色杆菌假单孢菌芽孢杆菌无核膜包被的细胞核硫酸还原细菌甲烷细菌(2)生物循环氧气氧气好氧菌CO2藻类(3)物质的良性循环能量的高效利用保护(4)物种多样性协调与平衡(5)不正确。因为食物链越长，各营养级中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少(6)优点：投资少、设备简易、操作容易。缺点：占用土地面积大1下列关于生态工程的叙述，不正确的是()A当人类赖以生存的生态系统出现了严重的健康问题时，生态工程应运而生B生态工程能够减少环境污染C生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品D生态工程力求达
12、到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一答案C解析A选项为生态工程产生的背景，B、D选项为生态工程的意义，C项描述会破坏环境和浪费资源，不是可持续发展，明显错误。2下图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理()A整体性原理B协调与平衡原理C系统的结构决定功能原理D物质循环再生原理答案D解析从题图中不难看出，综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势，说明了生产活动产生的物质不能被充分利用，造成了能源的消耗过大。3对生态农业原理中能量多级利用的理解，正确的是()A尽可能设计一条很长的食物链B使流向人类的能量最多C实现“原料产品原料产品”的生产模式D通过生物防治减少能量损失答案C解析在农业生态
13、系统中，要合理利用资源，实现物质的多级利用，使能量最大限度地流向人类或人类所需的产品。食物链过长，能量在食物链中流动时逐级消耗，人类所获得的能量太少。4人们为了解决某些在农、牧、渔业等生产中产生的生态问题而采取了下列各项措施，其中可能导致完全相反的结果的是()A更好的人口控制方法B制造更强、更有效的农药C合理地放养牲畜D把科学的耕作技术运用于海洋答案B解析人口的迅速增加必然会给生态系统增加更大的压力，所以控制人口增长是解决生态问题的有效方法；合理地放养牲畜和科学合理地利用海洋资源是解决生态问题的有效途径；但制造更强、更有效的农药必然会对环境造成严重的污染，这与人们的愿望是完全相反的。对于病虫害的防治应致力于生物防治方法的研究与开发，这样才能有效地解决病虫害的防治和环境污染问题。5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(
