高中生物专题5生态工程5.1生态工程的基本原理教案新人教版选修3

高中生物专题5生态工程5.1生态工程的基本原理教案新人教版

选修3

[学习目标] 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

知识点一 关注生态工程的建设

知识梳理

1.生态工程

(1)原理和方法：应用□

01生态学和□02系统学等学科的基本原理和方法。 (2)技术手段：系统□

03设计、调控和□04技术组装等。 (3)任务：对已被破坏的生态环境进行修复、□05重建，对造成□06环境污染和破坏的传统生产方式进行改善。

(4)结果：提高生态系统的□07生产力，促进人类社会和□08自然环境的和谐发展。 2．生态工程建设

(1)目的：遵循自然界□

01物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到□

02经济效益和生态效益的同步发展。 (2)特点：与传统工程相比，生态工程是一类□

03少消耗、多效益、□04可持续的工程体系。 (3)原因：传统经济模式正在毁坏水、□05大气、土壤和□06生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。

3．生态经济

(1)原则：□

01实行“循环经济”。 (2)目标：一个系统产出的□02污染物，能够成为本系统或另一个系统的□03生产原料，从而实现废弃物的资源化。

(3)手段：□

04生态工程。 [问题探究] 1.导致1998年长江洪水泛滥的根本原因是什么？

提示：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。

2．解决长江洪水泛滥的措施是什么？

提示：以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。

3．“石油农业”如何理解？

提示：①“石油农业”是指大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。②优点：高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求矛盾。③缺点：高投入、高成本、高污染。④改进的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资

源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。

4．如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？

提示：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，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说“污染物是放错了地方没有被利用的资源”。

典题分析

题型一无废弃物生产体系的考查

[例1] 下列选项的叙述完全符合生态经济的是( )

①建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长③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④先生产后治理，提高经济效益

A．①② B．①②③

C．②③ D．②③④

解题分析生态经济以“循环经济”为原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。

答案 B

题后归纳

理解生态经济的概念应把握的几个方面

(1)原则：循环经济。

(2)优点：是实现“原料—产品—原料—产品”的无废弃物生产体系，可实现废弃物的资源化。

(3)可持续发展：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发展方式。生态利益应和社会利益与经济增长协同考虑。

题型二石油农业和生态工程的区分

[例2] 石油农业与无废弃物农业相比，其主要特点是( )

A．物质可以循环利用，对环境几乎没有破坏性

B．使用植物易于吸收的化肥作肥料，在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化

C．以煤和石油等原料为动力，极大地提高了生产效率

D．是一种低投入高产出的农业生产方式

解题分析石油农业与无废弃物农业相比，其主要特点是石油农业以煤和石油等原料为动力，极大地提高了生产效率，C正确。

答案 C 知识拓展

生态工程与石油农业的区别

知识点二 生态工程所遵循的基本原理

知识梳理

1.物质循环再生原理 (1)理论基础：□

01物质循环。 (2)含义：物质能够在各类生态系统内进行□

02区域小循环和□03全球地质大循环，使物质循环往复，□

04分层分级利用，进而达到“□05取之不尽，用之不竭”的效果。 (3)意义：可避免□

06环境污染及其对系统稳定和发展的影响。 (4)实例：□07无废弃物农业。 2．物种多样性原理

(1)理论基础：□

01生态系统的稳定性。 (2)内容：生物□

02多样性程度高，可提高系统的□03抵抗力稳定性，提高系统的□04生产力。 (3)意义：避免了系统结构或功能的失衡。 (4)实例

①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于缺少昆虫与其天敌相生相克的□05食物链而成为一片“不毛之地”。

②正面：由□06珊瑚虫和某些□07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

(1)理论基础：生物与环境的□

01协调与平衡。 (2)内容：处理好□

02生物与□03环境的协调与平衡，需要考虑□04环境承载力，即某种环境所

能养活的生物种群的□

05最大数量。 (3)意义：可避免系统的□06失衡和破坏。 (4)实例：太湖富营养化问题。 4．整体性原理

(1)理论基础：□

01社会—经济—自然复合系统。 (2)内容：进行生态工程建设时，不但要考虑到□02自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到□

03经济和社会等系统的影响力。 (3)意义：统一协调各种关系，保障系统的□

04平衡与稳定。 (4)实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民□05种树，另一方面要考虑贫困地区农民的□

06生活问题，如粮食、烧柴及收入等。 5．系统学和工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理

①理论基础：分布式优于□

01集中式和环式。 ②含义：生态工程需要考虑系统内部□02不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到□

03改善系统功能的目的。 ③实例：我国南方水网地区的□04桑基鱼塘模式。 (2)系统整体性原理

①理论基础：整体之和大于部分之和。

②含义：系统各组分之间要有适当的□

05比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的□

06转换和流通，并且实现□07总体功能大于□08各部分之和的效果，即“1＋1>2”。 ③意义：保持系统较高的生产力。 ④实例：珊瑚礁中藻类和珊瑚虫的关系。 [问题探究] 1.物质循环再生原理

(1)“无废弃物农业”是一个生态系统吗？生产者、消费者、分解者分别是什么？ 提示：是一个生态系统。生产者是作物，消费者是牛、羊、猪等家畜和人，分解者是土壤中的细菌、真菌等微生物。

(2)“无废弃物农业”是怎样实现物质的循环利用的？物质是以什么形式循环的？ 提示：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。

2．物种多样性原理

(1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，小小的杨树天牛将几十亿株杨树毁于一旦？ 提示：纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而导致了树林的毁坏。

(2)珊瑚礁区为什么能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？

提示：珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物在珊瑚礁区占据不同的位置，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。

(3)从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？

提示：只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。

3．协调与平衡原理

“协调”与“平衡”原理中，“协调”主要指？“平衡”主要指？

提示：协调：生物与环境协调，强调生物与环境相适应。平衡：种群数量与环境承载力要平衡。

4．整体性原理

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？

提示：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力，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。

典题分析

题型三生态工程所遵循原理的考查

[例3] 我国西北土地沙化非常严重，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．整体性原理B．协调与平衡原理

C．物质循环再生原理D．物种多样性原理

解题分析处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。超载放牧，超出了草原的环境承载力，使得草的生长速度跟不上被牲畜消耗的速度，从而使得土地沙化严重，这违背了生态工程的协调与平衡原理。

答案 B

题后归纳

题型四整体性原理与系统整体性原理的区分

[例4] 豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程的什么原理( )

A．系统的结构决定功能原理

B．整体性原理

C．系统整体性原理

D．协调与平衡原理

解题分析自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。系统整体性原理是指整体大于部分之和，将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整体性，所以这体现了系统整体性原理。

答案 C