【高中生物】高中生物(人教版)选修3教学案：专题5《生态工程》(20页).doc

51生态工程的基本原理52生态工程的实例和发展前景课标要求1关注生态工程的建设。2简述生态工程的原理。3举例说出生态工程的实例。课标解读1关注生态工程的建设。2简述生态工程的基本原理。3结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建设。4根据我国实际情况和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西方的特点。教学地位生态工程部分属于现代生物科技的内容之一，与必修3中有关生态系统的功能有紧密联系，在当前我国环境问题突出的背景下，该部分内容可能成为高考的热点问题。教法指导本部分的教学要利用好教材中的资料，结合现实生活中出现的问题，学会分析资料，从资料中获取有用信息。教学时，教师可先提出相关问题，让学生带着问题去阅读对应的课文或者资料，然后回答提出的问题。新课导入建议环境恶化是当前社会的热点问题，先提出如土地荒漠化、全球气候变暖等学生较为熟悉的环境问题，然后引导学生思考该如何处理，从而引入生态工程的学习。课标解读重点难点1.关注生态工程的建设。2.简述生态工程的基本原理。3.结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建设。4.根据我国的国情和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西方的特点。1.生态工程的基本原理。(重点)2.我国生态工程建设的实例分析。(难点)关注生态工程建设1.生态工程(1)涉及的学科知识：包括生态学、工程学、经济学和系统学等。(2)运用到的技术手段或方法有：系统设计、调控和技术组装。(3)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。2生态经济的概念(1)遵循的原则：“循环经济”。(2)特点：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。(3)重要手段之一：生态工程。(4)模式：实现“原料产品原料产品”的无废弃物生产体系。生态工程所遵循的基本原理1.物质循环再生原理(1)含义：物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。(2)实例：“无废弃物农业”。1如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？【提示】这个观点是正确的。说明对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用。2物种多样性原理(1)内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。(2)实例反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时。正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。3协调与平衡原理处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，即某种环境所能养活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。4整体性原理(1)含义：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，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(2)实例：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、烧柴及收入等问题。5系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理含义：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。实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。(2)系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，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“112”。生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程2小流域综合治理生态工程3大区域生态系统恢复工程4湿地生态恢复工程5矿区废弃地的生态恢复工程6城市环境生态工程2矿区废弃地的生态恢复工程中为什么不适宜种植农作物？【提示】矿区土壤条件恶劣。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生命支持系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。(2)失败原因：温度失调；“大气和海洋”比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增；O2量减少，不足以维持人及动物的生存。(3)启示：使人们认识到与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。2对我国生态工程发展前景的分析与展望(1)我国生态工程建设的特点：重视对生态环境的保护，注重与经济、社会效益的结合。(2)我国生态工程存在的问题难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。1在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。()2生态工程的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理和整体性原理等。()3有了生态工程，我们就可以先污染、破坏，后治理。(×)【提示】生态恢复力有限，我们不可以先污染破坏后治理。4退田还湖属于大区域生态系统恢复工程。(×)【提示】属于湿地生态恢复工程。生态工程所遵循的原理【问题导思】生态工程的基本原理有哪些？举例说明生态工程的基本原理？理论基础内容举例物质循环再生原理物质循环物质能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果“无废弃物”农业物种多样性原理生态系统的抵抗力稳定性物种多，营养关系复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，生物多样性程度高，可以为各类生物提供多种机会和条件。营养关系越复杂，有限资源下就可以容纳更多的生物量三北防护林建设中的问题；珊瑚礁区生态系统的多样性协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡指生物与环境平衡，需要考虑环境承载力，即环境所能养活的生物种群的最大数量太湖的富营养化问题；东北一些地区的防护林问题整体性原理社会、自然、经济复合系统生态工程的建设，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑社会和经济等系统的影响力林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式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桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分系统各组分之间要有适当的比例关系，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珊瑚礁区的藻类和珊瑚虫的关系在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析图回答问题：(1)该生态工程所遵循的基本原理_(至少写2种)。(2)该生态系统的能量流动从_开始，图中属于消费者的生物有_。(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是_。【审题导析】对于新农村建设中的生态工程分析如下：【精讲精析】本题考查生态工程的原理及农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。【答案】(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理(2)桑等生产者固定的太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用生态工程的实例【问题导思】生态工程分哪几类？不同生态工程各自解决哪些问题？实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程地少人多，资源有限物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立综合发展型生态工程窦店村以沼气为中心的生态工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”治理模式大区域生态系统恢复工程土地荒漠化湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工程控制污染、退田还湖江西鄱阳湖湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境的破坏系统学和工程学原理恢复土地、恢复植被赤峰市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化1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，节省投资。2生态工程恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏、后治理。农村综合发展型生态工程的优点包括()物质和能量的多级利用物质循环再生废物资源化生物相互依存，体现了整体性做到了生态、经济和社会效益三结合ABC D【审题导析】农村综合发展型生态工程的设计目的是实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多地产出，取得经济、社会和生态三效益的全面提高。【精讲精析】农村综合发展型生态工程是在怎样实现物质的多级循环利用，用有限资源，取得经济、社会、生态效益全面提高的背景下提出和发展出的生态工程，典型代表是北京郊区窦店村的以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的综合利用，物质循环再生实现了废物的资源化，各种生物资源相互依存，把生态效益、经济效益和社会效益紧密地结合为一个整体。【答案】D本 课 知 识 小 结22生态 工程结 论 语 句1生态经济的实质是能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。2环境承载力又称环境容纳量，指某种环境所能养活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。3生态农业是一个农业生态经济复合系统，是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业。4我国生态工程的特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合。1物种多样性原理是生态工程遵循的原理之一，其理论基础是()A物质循环B生态系统的稳定性C11>2D生物与环境的协调【解析】生态系统的物种多样性程度越高，生态系统的抵抗力稳定性越高。【答案】B2(2013·广州高二检测)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严重的问题时，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生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一【解析】A项为生态工程产生的前提条件。B项为生态工程的意义。D项为生态工程的原理。C项错误，不是牺牲而应是保护生态环境。【答案】C3下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是()A物种多样性原理B整体性原理C物质循环再生原理D协调与平衡原理【解析】由图可知，该图突出了“无废弃物农业”，实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程的物质循环再生原理。【答案】C4“生物圈2号”实验失败的直接原因主要是()温度失调CO2含量增高O2含量减少 生物群落不全A BC D【解析】审题时注意题目所说的是“直接原因”。“生物圈2号”实验失败的直接原因有温度失调、大气和海洋比例失调、CO2含量猛增、O2含量减少、多种动物灭绝等。【答案】C5下图为矿区生态恢复工程流程图，请据图回答问题。(1)该恢复工程中，、分别指_措施。(2)恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？_。(3)该生态工程所遵循的主要原理是_。【解析】该矿区恢复工程体现了整体性原理、协调与平衡原理。首先因土壤水肥状况差，压实土地，制造表土，其次选择种植适合生长的树、草，进而在生态效益的基础上，协调发展经济效益和社会效益。【答案】(1)机械方法平整压实土地、人工制造表土(2)矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长(3)整体性原理、协调与平衡原理一、选择题1(2012·聊城高二期末)“三北防护林工程”建设中注意了以下两个问题：(1)考虑到树种的生态适应性问题；(2)考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理()A系统学原理和物种多样性原理B协调与平衡原理和物种多样性原理C整体性原理和物种多样性原理D物种多样性原理与整体性原理【解析】系统学与工程学原理的意义：改善和优化系统的结构以改善功能、保持系统很高的生产力；物种多样性原理的意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力；协调与平衡原理的意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏；整体性原理的意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定；“三北工程”中考虑到树种的生态适应性问题是“避免系统的失衡和破坏”，考虑到树种多样性问题是为了“提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力”，故只有B才对应正确。【答案】B2关于湿地生态系统的描述不正确的是()A是生物多样性最丰富的生态系统之一B具有非常强的净化能力C对湿地要加以保护，禁止开发利用D有控制洪水、调节气候的功能【解析】对湿地进行合理地开发和利用，并不是禁止开发利用。【答案】C3珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力，其原理是()A系统结构决定功能原理B物种多样性原理C系统整体性原理D协调与平衡原理【解析】物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。【答案】B4(2013·汕头高二检测)下列关于生态工程的叙述，不正确的是()A生态工程研究的对象是社会经济自然复合生态系统B“退耕还林”、“退耕还草”属于生态工程的内容C生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则D实施生态工程的目的是环境保护【解析】生态工程研究的对象是社会经济自然复合生态系统，其目的不单纯是环境保护，而是要实现社会、经济、自然的协调发展，共同进步。【答案】D5建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括()A实现物质的分层次多级利用B实现能量的循环，使废物资源化C加强生物防治，控制有害生物的危害D减轻污染，提高抵抗力稳定性【解析】物质可以循环，而能量是单向流动的，生态农业的设计实现了能量的多级利用。【答案】B6生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是()A循环经济和生态工程B整体性原则和生态工程C循环经济和工程学手段D无污染原则和生态工程【解析】生态经济主要通过生态工程实现了物质和能量的多级利用。【答案】A7某城市的一块荒地在城市发展过程中被改造成另一个相对稳定的生态系统，改造前后的一些变化见下表。据此作出的相关判断中错误的是()植物种类植被覆盖率群落中的植物优势种改造前20种10%狗尾草、艾蒿、蒲公英改造后30种25%菖蒲、芦苇、睡莲A.改造增加了该区域的湿地面积B改造后该区域的植物多样性增加C改造后该区域的小气候得到改善D改造的主要目的是为人们提供丰富的生产和生活物质【解析】从表中看出，改造后的生态系统水生植物较多，应是增加了湿地面积，从而使植物多样性增加，气候条件得到改善，其目的并不是为了提供生产、生活物质。【答案】D8下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是()A机械法平整压实土地B人工制造表土，植树种草C排石整地，改良优化土壤D开发农田，广种农作物，增加农民收入【解析】矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复，农作物更难以生长，大力发展农田其收效难以保证。【答案】D9下列哪项生态系统对于蓄洪防旱、自然净化污水具有非常重要的作用()A小流域综合治理生态工程B湿地生态系统C草原生态系统D森林生态系统【解析】湿地被誉为地球的肾脏，具有蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、自然净化污水等功能，其他生态系统在本题所叙述的两方面作用较小。【答案】B10生态农业比一般农业()A投入多，产出多，污染少，可持续发展能力强B投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强C投入一样，产出相当，污染少，可持续发展能力强D投入和产出都较少，污染相同，可持续发展能力强【解析】在生态农业中，实现了废弃物资源化，利用了物质循环再生原理，因此投入少，污染少，同时产出多，可持续发展能力强。【答案】B二、非选择题11广东湿地资源丰富，湿地类型多，面积大，分布广，密度高。近数十年来，由于对湿地的盲目开垦和不合理利用，对湿地生物资源过度开发等原因，不少湿地已遭受到严重的破坏。湿地具有重要的生态、经济、社会功能，有“地球之肾”之称，必须采取切实措施保护和合理利用湿地资源。(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有_、_、控制土壤侵蚀、_，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。(2)为了恢复遭受到严重破坏的湿地，应采用_和_相结合的方法，还应建立_，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠_等机制恢复其生态功能。(3)在红树林等湿地生态系统中，碳元素主要通过_过程被固定在有机物中，并沿着_进行传递。(4)与自然的湿地(如红树林、湖泊)相比，稻田的_稳定性较高。【解析】(1)湿地被誉为“地球之肾”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，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等功能。(2)湿地生态恢复工程采用了工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复，还应建立缓冲带，使其依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(3)生态系统中碳元素以CO2的形式主要通过光合作用进入生物群落，沿食物链进行传递。(4)由于稻田生态系统物种比较单一，其抵抗力稳定性低，但恢复力稳定性较高。【答案】(1)蓄洪防旱调节区域气候自然净化污水(2)工程生物措施缓冲带自然演替(3)光合作用食物链(4)恢复力12(2013·兰州高二质检)根据以下材料完成问题。根据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地已经荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等活动。(1)从生态因素分析，若要改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是_。(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态工程原理是_，其目的是提高生态系统的_。(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关键是保护森林。近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要来自黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在_等方面起重要作用；另外，我国在西北植树造林方面依据生态工程的_原理，要注意树种不要过于单一。【解析】本题考查了非生物因素水的作用，联系西北地区特定的地理条件可以得出。还考查了生态工程建设中物种多样性原理的应用，“退耕还林(还草)”提高了物种多样性，同时植被具有的防风固沙、保持水土、涵养水源等生态功能也随之体现，改善了西北气候，进而形成良性循环。【答案】(1)水(2)物种多样性原理自我调节能力(3)防风固沙物种多样性高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。