2014届高考生物二轮复习 生态工程教案

2014届高考生物二轮复习生态工程教案
教学课题：生态工程
高考考点：考点1：简述生态工程的原理〔II〕
考点2：生态工程的实例〔I〕
教学内容：1、生态经济和生态工程
2、生态工程的基本原理
3、生态工程的实例和发展前景
教学重点：生态工程的原理
教学难点：生态工程的原理
教学性质：二轮复习、专题复习
教学课时：4课时
教学过程：
一、知识目录：
1、生态经济和生态工程
2、生态工程的基本原理
3、生态工程的实例和发展前景
二、知识点讲解：
知识点1：生态经济和生态工程
1、生态经济：〔选修3P108〕
主要是通过实行“循环经济〞的原那么，使一个系统产出的污染物，能够成为本体系或另一个系统的生产原料，从而实现废物的资源化。

注意：①生态经济是一种无废料、无污染的生产体系或生产模式。

生态工程是实现生态经济〔循环经济〕最重要的手段之一。

②生态经济模式：原料——产品——原料——产品
传统经济模式：原料——产品——废料
③生态农业〔属于生态经济〕与石油农业〔属于传统经济〕：
生态农业：是生态经济的农业经济，是一种利用生态工程手段而建立的一种少消耗、无污染的农业生产模式。

石油农业：是指大量使用农药、化肥、机械的农业生产模式。

2、生态工程：
〔1〕概念：人类应用生态学和系统学等科学的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已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，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

注意：内容：修复、重建已破坏的生态环境；改善造成环境污染和破坏的传统生产方式。

目的：提高生态系统生产力，促进人类社会与自然环境的和谐发展。

〔2〕建设目的：〔选修3P107〕
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。

例1、以下不属于生态工程建设目的的是〔C〕
A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B.防止环境污染
C.单纯追求粮食产量
D.促进人类社会和自然环境的和谐发展〔3〕特点：少消耗，多效益，无污染，可持续发展的工程体系
注意：①生态工程是手段，生态经济是生产模式〔经济模式〕。

②生态工程强调生态，生态经济强调经济；前者兼顾经济，后者兼顾生态。

知识点2：生态工程的基本原理：〔选修3P109〕
1、物质循环再生原理：〔选修3P109〕
〔1〕理论基础：物质循环〔区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用〕〔2〕意义：避免环境污染对系统稳定和发展的影响
〔3〕实例：“无废弃物农业〞〔选修3P109〕
2、物种多样性原理：〔选修3P110〕→群落层次
〔1〕理论基础：生态系统的稳定性
〔2〕意义：生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性
〔3〕实例：“三北〞防护林中的单纯林问题；珊瑚礁生态中的生物多样性
3、协调与平衡原理：〔选修3P111〕→生态系统层次
〔1〕理论基础：生物与环境的协调与平衡〔生物适应环境，环境影响生物〕
〔2〕意义：生物数量不超过环境承载力
〔3〕实例：太湖水体的富营养化〔平衡〕；西北防护林的“杨家将〞〔协调〕
注意：协调主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要盲目引种或栽种；平衡是指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，如果生物的数量超过了环境的承载力，就会引起系统的失衡和破坏，如过度放牧。

4、整体性原理：〔选修3P112〕
〔1〕理论基础：自然——社会——经济复合系统
〔2〕意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡和稳定
〔3〕实例：林业建设中应把生态与经济结合起来，达到造林和护林的目的
5、系统学和工程学原理：〔选修3P112〕
〔1〕理论基础：①系统的结构决定功能：〔分布式优于集中式和环式〕
②系统整体性原理：〔整体大于部分〕
〔2〕意义：①改变和优化系统的结构以改善功能
②保持很高的系统生产力
〔3〕实例：①桑基鱼塘〔优化系统结构以改善功能〕
②珊瑚礁中藻类和珊瑚虫的关系〔互利共生的生物使整体大于部分〕
注意：不同生态工程建设遵循的基本原理可能不同；建设不同生态工程是，应依据不同原理，因地制宜。

例2、现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池〞，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。

污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。

回答以下问题：
〔1〕污水流经厌氧沉淀池、曝气池、兼氧池后得到初步净化，在这个过程中，微生物通过______________呼吸将有机物分解。

〔2〕植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了______〔生态系统、群落、种群〕。

在植物池的食物网中，植物位于第____营养级。

植物池中所有蛙类获
得的能量最终来源于__________所固定的__________能。

〔3〕生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______________和______________等原理。

〔4〕一般来说，生态工程主要任务是对______________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

答案：〔1〕有氧和无氧〔或细胞〕〔2 〕群落一生产者太阳
〔3〕物质循环再生物种多样性〔4〕已被破坏的生态环境〔或受损的生态系统〕
知识点3：生态工程的实例和发展前期〔选修3P116〕
1、生态工程的实例：〔选修3P116〕
〔1〕农村综合发展型生态工程：〔选修3P116〕
①例子：〔〕窦店村综合发展生态工程〔选修3P117→图5—6〕
②主要原理：物质循环再生原理，整体性原理，物种多样性原理
③目的：实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。

〔2〕小流域综合治理生态工程：〔选修3P117〕
①例子：〔某某陇南地区〕“九子登科〞治理模式〔选修3P118→图5—7〕
②主要原理：整体性原理，协调与平衡原理，系统学与工程学原理
③目的：建立稳定、持久、高效的复合体系，获得最大的生态和经济效益
〔3〕大区域生态系统恢复工程：〔选修3P118〕
①例子：“三北〞防护林生态工程；退耕还林还草生态工程；防沙治沙生态工程
②主要原理：协调与平衡原理，整体性原理〔物种多样性原理〕
③对策：退耕还林还草，植树造林等
注意：树种生态适应性问题和多样性；不同地区应根据当地情况采取不同策略。

〔4〕湿地生态恢复工程：〔选修3P120〕
①例子：鄱阳湖生态恢复工程
②主要原理：协调与平衡原理，整体性原理
③对策：控制污染〔点源污染和非点源污染→选修3P121〕；退耕还湖〔主要困难：湿地上、
中游的水土保持情况和解决迁出农民的生计问题。

〕
〔5〕矿区废弃地的生态恢复工程：〔选修3P121〕
①例子：某某市元宝山矿区生态恢复工程
②主要原理：系统学与工程学原理
③对策：修复土地，恢复植被〔改良表土，种植耐旱的草、灌木和树，合理确定载牧量。

〕〔6〕城市环境生态工程：〔选修3P122〕
①例子：城市绿化、污水和垃圾处理
②主要原理：协调与平衡原理，整体性原理等
③对策：城市绿化，污水净化，废弃物处理，合理布局等〔城市规划与布局即生态分区；治理污染，减少污染产品，废弃物资源化利用；法制监督。

〕
例3、以下关于生态工程的理解，不合理的是〔A 〕
A.我国“三北防护林〞运用物种多样性原理，取得了巨大的生态效益
B.小流域治理模式应用了生态工程的整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理等
C.在湿地周围建立缓冲带，可减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等恢复其生态功能
D.在对城市进行规划和布局时，要进行城市生态分区
例4、研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪—沼—鱼—肥—果蔬〞生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答以下问题。

(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬〞生态模式时所依据的生态学原理是___________，该生态系统最大的优点是_________。

(2)该生态系统的“基石〞是_____________，假设要生产3kg鸡肉最少需要水稻和大豆共___________kg。

(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是_____________。

(4)假设农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？______________。

(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？(写出2个)______________。

答案：(1)生态系统的能量流动和物质循环提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或答实现物质和能量的多级利用，减少环境污染)
(2)水稻和大豆15(3)分解有机物，产生沼气
(4)引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等
(5)(写出2个合理答案即可)①．作为饲料养猪；
②．作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；
③．在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能
2、生态工程的发展前景：〔选修3P124〕
〔1〕“生物圈2号〞生态工程的实验及启示：
①“生物圈2号〞是一座微型人工生态循环系统
②“生物圈2号〞失败的原理：温度失调，二氧化碳浓度偏高，氧气含量减少
③“生物圈2号〞研究的意义：〔选修3P125→倒2〕
〔2〕对我国生态工程发展前景的分析与展望：〔选修3P126〕
①我国目前面临的生态危机：环境污染问题与人口激增，环境与资源破坏，能源短缺等问题结合在一起的“并发症〞。

②解决我国生态危机的总原那么：重视对生态环境的保护，注意与经济、社会效益的结合。

③我国生态工程的不足之处：缺乏定量化模型知道；设计缺乏高科技含量；缺乏及时准确的监测技术支持；缺乏理论性指导等
例5、(2013年某某高考卷第26题)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃〔PAHs〕等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。

生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。

将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表。

〔1〕生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞加强，
合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。

〔2〕有表可知，施用含生物质炭污泥，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量，但生物质炭的输入，从而降低PAHs污染的风险。

由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。

污泥的应用符合生态工程的原理。

[答案]〔1〕呼吸作用ATP (2)黑麦草叶绿素含量较多升高
能降低土壤和黑麦草中PAHs的增加量物质循环再生。