高中生物第1章生态工程第4节生态工程的综合运用同步备课教学案北师大选修3

第4节生态工程的综合运用

[目标导读] 1.结合教材P16～17图文，阐明物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统。2.分析教材P17内容，了解实现“废物”再生的环境调节系统与建立多功能污水自净系统。3.阅读教材P18～19内容，熟悉构建多功能联合生产系统和生态工程的意义。[重难点击] 1.生态工程在生产实践中的运用。2.生态工程的意义。

通过前面的学习，我们了解了生态工程的基本原理和设计的原则，应用生态工程可以解决我国在发展过程中的诸多问题，那么生态工程的应用可以分为哪些主要类型，对社会、经济生活和生态环境又具有哪些深远的意义呢？

解决学生疑难点

一、物质能量的多层分级利用系统与水陆交换的物质循环系统

1．物质能量的多层分级利用系统——秸秆的多层分级利用

(1)分级利用

①一级利用：作物秸秆糖化处理成为家畜的饲料，输出家畜产品和粪屑。

②二级利用：粪屑接种食用菌，输出食用菌产品和菌床絮屑。

③三级利用：菌床絮屑接种蚯蚓，输出蚯蚓产品和排泄物杂屑。

(2)写出该生态系统中的分解者：食用菌、蚯蚓。

(3)一级利用的能量来自初级消费者，二、三级能量的利用来自分解者。

2．水陆交换的物质循环系统——桑基鱼塘

(1)具体流程：桑→蚕→鱼→桑。

(2)产品输出：鱼塘、丝厂和食品加工厂。

(3)写出该生态系统中的食物链：桑→蚕。

(4)鱼是该生态系统中的分解者。

设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图分析：

1．用玉米副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益，这属于秸秆的几级利用？

答案直接利用秸秆，属于一级利用。

2．用生产木糖醇的残渣来培育食用菌，这又属于几级利用？

答案二级利用。

3．给食物链“加环”的目的是什么？

答案构建物质能量的多层分级利用系统，增加经济效益。

4．有人说，图中的箭头既能表示物质循环又能表示能量流动，这种说法对吗？

答案不对。能量是不能循环利用的。

1．一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，请找出下列对该系统叙述有误的一项( )

A．该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄

B．该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化

C．该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者

D．猪在其中为三级消费者

答案 D

解析蚯蚓为分解者，不是食物链中的营养级，故猪为第二营养级(初级消费者)。

二、“废物”再生的环境调节系统与多功能污水自净系统

1．“废物”再生的环境调节系统

(1)植物的一部分可以作为畜禽的饲料发展养殖业。

(2)畜禽的粪便作为肥料肥田或培育防护林。

(3)农田或防护林吸收工厂排出的CO2等气体，净化空气。

(4)工厂余热作为温室能源，发展种植业和养殖业。

2．多功能污水自净系统——生物“氧化塘”

(1)水中的菌类、藻类以及一些高等水生植物：进行光合作用释放氧气，并吸收重金属离子，达到改良水质的目的。

(2)细菌等分解者：能够分解有机物，为其他植物提供营养物质。

(3)塘泥：作为制作沼气的原料。

(4)改良后的水体：进行水产养殖。

下图是利用多功能生物“氧化塘”净化污水的示意图，据图分析：

1．污水进入多功能生物“氧化塘”后，首先进入沉砂环节，处理的目的是什么？

答案让一些固体废弃物沉淀。

2．通常根据污水中有机物含量的高低选择不同的处理方式，你认为该如何选择？

答案若有机物含量高，采用流程Ⅰ处理污水，若含量低，采用流程Ⅲ或Ⅳ处理污水。3．为什么要在出水前调控藻、菌的数量？

答案藻、菌互生环节就是一个促进污水净化的生物循环过程，出水前对藻、菌进行控制才能达到改善水质的目的。

4．这种处理污水的方式有什么优点？

答案不仅具有净化污水的作用，还可使污水资源化。

2．多功能生物氧化塘中含有的细菌类型为( )

A．好氧菌B．厌氧菌

C．兼性菌D．包括A、B、C三项

答案 D

知识拓展氧化塘中生物的类型、分布和作用

(1)好氧层：分布着藻类、水生植物和好氧菌，藻类、水生植物进行光合作用释放氧气，直接摄取废水中的小分子有机物；好氧菌降解废水中的有机物。

(2)兼性层：分布有多种好氧菌和厌氧菌，通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。

(3)厌氧层：分布有硫酸盐还原细菌和甲烷细菌等厌氧菌，通过厌氧反应分解废水中的有机

物。三、构建多功能联合生产系统和生态工程的意义

1．构建多功能联合生产系统——农、林、牧、渔一体化

(1)构建原理：结构与功能相统一。

(2)优点

①种植、养殖和加工配套结合。

②实现对一定区域内产业结构的调整。

③农、林、牧、渔合理规划，全面发展。

2．生态工程的意义

(1)有助于从根本上解决全球性的生态环境问题：

生态工程以预防为主，开发和采用“清洁工艺”，开辟污染预防的新途径，把清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施。

(2)有助于实现全世界“可持续发展”的共同目标，并最终实现“社会经济与生态环境同步发展”的最终目标。

下面表示北京郊区某生态农业的多功能联合生产系统示意图。请据图回答：

1．该系统建设所遵循的主要生态工程理论有哪些？

答案系统论、生物多样性理论、食物链理论等。

2．鸡和猪在该生态系统中属于哪种成分？它们在物质循环中有什么积极作用？

答案鸡和猪在该生态系统中属于消费者，在物质循环中的作用是加快了生态系统的物质循环。

3．上述生态系统中的各种生物所需的能量都依赖于哪个过程？

答案生态系统中的各种生物所需要的有机物都直接或间接地来源于生产者的光合作用，能量的最终来源为太阳能。

4．该生态工程有哪些积极的意义？