【师说】2015高考生物全程复习构想课件：选3-4生态工程
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统论) (2)整体性(系
说案例
SHUO AN LI
划分题型找规律
一
基因工程、细胞工程与生态工程的联系
பைடு நூலகம்
高考对现代生物科技专题进行综合考查的趋势越来越明显，因 此了解基因工程、细胞工程与生态工程的内在联系，将它们有机结 合在一起，建立学科内的知识体系，有利于综合处理相应的问题。 在基因工程中，抗虫、抗病等转基因植物的种植减少了农药的 使用量，保护了生态环境，成为生态工程中符合要求的植物类型。 细胞工程中的组织培养技术， 可应用于微型繁殖， 对生态修复、 城市环境的综合治理中植物种苗的获取起到重要作用。
5．矿区废弃地的生态恢复工程 采取 人工制造表土 、 多层覆盖、 特殊隔离、 土壤侵蚀控制、
植被恢复工程
等措施，使矿区废弃地的生态系统得以恢复。
6．城市环境生态工程 城市是由 自然系统 态系统。 、 经济系统和 社会系统 组成的人工
说考点
拓展延伸串知识
SHUO KAO DIAN知/识/整/合
一
【答案】 (1)黄瓜、番茄等蔬菜 分解者 (2)物质循环再生原理 硝酸盐 (3)系统的结构决定功能 (4)A 硝化细菌 将氨气氧化为亚硝酸盐和
说习题基础训练 （点击进入）
课时训练基础训练 40 （点击进入）
(3)某养殖户把自己的养鸡场、 养猪场、 鱼塘和桑园也纳入该生 态园，并把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，改 善了系统的功能，这体现了生态工程中 ________原理。 (4)生态农业是一个在生态上能自我维持的农业生产系统， 其特 点是在保持和改善系统内的生态平衡、 不对其周围环境造成明显改 变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的 叙述不正确的是 ________。
生态工程的基本原理
石景山模拟下图表示某人工设计的生态系 跟踪训练 1 2015· 统，下列叙述不正确的是( )
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效 率 B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质和 能量循环流动的进行 C．合理使用农家肥可提高葡萄和蔬菜的产量 D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各营养级 之间的能量传递效率并未提高
(2)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时， 需选择符合 要求的植物，这遵循了生态工程的 ________原理。 (3)获得目的基因后可采用 ________技术进行扩增。 大部分物种 的基因能拼接在一起，是因为它们的分子结构都是 ________结构。 检 测 目 的基 因 是否 成 功 导入 植 物细 胞 ，可 采用 的 生 物技 术 是 ________。
例 1 利用植物修复技术治理重金属污染的实质是将某种特定 的植物种植在被重金属污染的土壤上，植物收获后进行妥善处理， 就可将重金属移出土壤。 目前科学家尝试应用生物工程技术培育符 合植物修复技术要求的转基因植物。请根据以上材料回答下列问 题。 (1)土壤中的重金属可通过 ________逐级富集， 从而可能危及人 类的健康。
解析：本题考查生物群落的结构、演替，生态系统的结构、稳 定性以及生态工程的原理。 (1)生态系统的组成成分中分解者的功 能是将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物； 从废弃采石场开 始进行的演替为次生演替， 由于保留了植物的种子或其他繁殖体能 使群落中植物物种数迅速增加；t1→ t3 植物物种数变多，一般来说， 生态系统中的物种数量越多， 食物网越复杂， 其抵抗力稳定性越强； 群落中的植物物种数增加，相互争夺资源 (如阳光、水 )和空间越激 烈，竞争加剧。 (2)人工林建设和园林景观构建，形成社会 —经济 —自然复合体系，体现整体性原理。 答案： (1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争
选修三 现代生物科技专题
专题四 生态工程
说考纲—分析考情明考向
说基础
SHUO JI CHU
课前预习读教材
基/础/梳/理
一、生态工程的基本原理 1．物质循环再生原理 物质在生态系统中循环往复， 分层分级 利用，从而达到取之 不尽，用之不竭的效果。 2．物种多样性原理 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 抵抗力 稳定性。 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 。
(4) 将 含 有 目 的 基 因 的 植 物 细 胞 培 养 成 植 株 需 要 应 用 ________________技术，该技术的理论依据是 ________，在培养过 程中，细胞必须经过 ________过程才能形成胚状体或丛芽。
【解析】 (1)在生物体中重金属等是通过食物链富集最终使处 于高营养级的生物受害的。 (2)选择符合要求的植物遵循了协调与平 衡原理。(3)扩增目的基因常用方法是 PCR 技术，检测目的基因是 否已导入植物细胞需用 DNA 分子杂交技术。(4)把植物细胞培养成 植株需要用到植物组织培养技术。
解析：该图是人工生态系统图，利用生物学原理设置的生态农 业； 在该系统内， 葡萄、 蔬菜是生产者， 通过光合作用固定太阳能， 通过食物链把能量传给人、猪等生物，同时为了提高能量和物质利 用率，猪粪流进沼气池，沼渣喂养蚯蚓、蝇蛆，施入农田等，实现 了物质循环再生，提高了能量利用率，但食物链中能量的传递效率 没有改变，蚯蚓等能促进物质循环，但不能使能量循环流动。
【答案】 (1)食物链 (2)协调与平衡 (3)PCR(多聚酶链式反应) 双螺旋 DNA 分子杂交技术 脱分化和再分化
(4)植物组织培养 植物细胞的全能性
二
生态农业的综合考查
1．传统农业中的科学方法有间种、套种和轮种，其中间种和 套种最大的区别在于是否同时播种，如果同时播种，间行种植，则 是间种；如果不同时播种，而且也不同时收获，则为套种。
答案：B
二
生态工程的实例分析
1．主要生态工程实例的列表比较
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。
2．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，以及“大气和海洋”比例与地球相差 很远，生物呼吸释放的 CO2 超过了植物和海洋的固定能力，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我国生态工程的特点：不但要重视对生态环境的保护，更要 注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基 本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。 ④目前我国生态工程存在的不足：缺乏定量化模型的指导；生 态工程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；生态工程建设缺乏理论性指导等。 ⑤我国生态工程发展的前景展望：随着社会、经济的发展，以 及可持续发展战略的实施，发展前景广阔。
A．生态农业中食物链的各营养级之间的能量传递效率大大提 高了 B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高 C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环 再生 D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治 的方法
【解析】 (1)生产者是生态系统的“基石”， 该生态系统中黄 瓜、番茄等蔬菜是生产者。沼气池中的产甲烷菌和不产甲烷菌等微 生物是生态系统的分解者。 (2)该生态系统依据的原理是物质循环再 生原理。沼气发酵过程中产生的臭气是氨气，常利用硝化细菌的硝 化作用除去。 (3)把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一 起，提高了生态系统的复杂性，从而改善了生态系统的功能，这体 现了生态工程中系统的结构决定功能原理。 (4)生态农业生态系统中 食物链的各营养级之间的能量传递效率不变， 但生态系统的营养结 构变复杂了。
例 2 在政府的大力支持下，部分村镇的农民率先建起了以沼 气池为中心的生态工程。 如图是某同学绘制的一个庭院生态工程示 意图，分析并回答下列问题：
(1)该生态系统的“基石”是 ________， 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作为________。 (2)构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要的 生态学原理是 ________。在沼气发酵的过程中，有一种微生物有除 臭作用，这种微生物是 ________，它的除臭过程是 ________。
二、主要实例 1．农村综合发展型生态工程 在资源有限的条件下，取得了经济效益、社会效益和生态效应 的全面提高。 2．小流域综合治理生态工程 应用生态工程的 整体性 原理、 协调与平衡 原理，以及
工程学 等原理，通过保土蓄水，耕作措施、林草措施等控制土壤
侵蚀。
3．大区域生态系统恢复工程 目的是控制 沙漠化 的发展和水土流失，改善 生态环境 ，提 高人民的生活水平。 4．湿地生态恢复工程 采用工程和 生物措施 相结合的方法，使受到干扰的湿地得以 恢复。
③给人类的启示：使人类认识到与自然和谐共处的重要性，深 化了人类对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，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西方发达国家生态工程的特点：目标是治理环境污染，集中 于对破坏的生态系统进行生态恢复。 ②我国目前的生态危机 不单纯是环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、 能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
特 别 提 醒
在肯定生态工程的作用，特别是在恢复和重建受损生态环境方 面的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力 量； 更不能误认为只要有了生态工程， 就可以走发达国家“先污染、 破坏，后治理”的老路。
跟踪训练 2 为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公 园化建设。
(1)对其进行整理和覆土， 并选择适生植物进行人工造林， 不同 恢复时期的植物物种数如图所示。t0→t1， 植物残体及凋落物中的有 机物被生态系统中的 ________转化为无机物，使土壤条件得到改 善；同时由于人工林土壤中存在 ________，导致群落中植物物种数 增加；t1→ t3，人工林抵抗力稳定性的变化是 ________；群落中植物 物种数逐渐增加，物种之间 ________加剧。 (2)通过人工林建设和园林景观构建， 既改善了生态环境， 又可 提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的________原理。
2．庭院生态系统是农村家庭中常见的农业生态工程，庭院生 态系统中建立了蔬菜→鸡、猪→沼气的小循环，从物质利用的角度 看，促进了物质的多级利用。庭院生态系统中人类活动所需要的能 源主要来源是利用太阳能和沼气。这些能源与燃烧、薪柴相比，最 大的优点是减少燃烧产生的污染，减少对森林的砍伐，从而有利于 保护环境。
4．整体性原理 进行生态工程建设，不仅要考虑到 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。 5．系统学和工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理。生态工程通过 改变和优化结构 ， 达到改善系统功能的目的。 (2)系统整体性原理。系统各组分之间要有适当的比例关系 ，才 能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现总体功能大于 各部分之和的效果。
说案例
SHUO AN LI
划分题型找规律
一
基因工程、细胞工程与生态工程的联系
பைடு நூலகம்
高考对现代生物科技专题进行综合考查的趋势越来越明显，因 此了解基因工程、细胞工程与生态工程的内在联系，将它们有机结 合在一起，建立学科内的知识体系，有利于综合处理相应的问题。 在基因工程中，抗虫、抗病等转基因植物的种植减少了农药的 使用量，保护了生态环境，成为生态工程中符合要求的植物类型。 细胞工程中的组织培养技术， 可应用于微型繁殖， 对生态修复、 城市环境的综合治理中植物种苗的获取起到重要作用。
5．矿区废弃地的生态恢复工程 采取 人工制造表土 、 多层覆盖、 特殊隔离、 土壤侵蚀控制、
植被恢复工程
等措施，使矿区废弃地的生态系统得以恢复。
6．城市环境生态工程 城市是由 自然系统 态系统。 、 经济系统和 社会系统 组成的人工
说考点
拓展延伸串知识
SHUO KAO DIAN知/识/整/合
一
【答案】 (1)黄瓜、番茄等蔬菜 分解者 (2)物质循环再生原理 硝酸盐 (3)系统的结构决定功能 (4)A 硝化细菌 将氨气氧化为亚硝酸盐和
说习题基础训练 （点击进入）
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(3)某养殖户把自己的养鸡场、 养猪场、 鱼塘和桑园也纳入该生 态园，并把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，改 善了系统的功能，这体现了生态工程中 ________原理。 (4)生态农业是一个在生态上能自我维持的农业生产系统， 其特 点是在保持和改善系统内的生态平衡、 不对其周围环境造成明显改 变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的 叙述不正确的是 ________。
生态工程的基本原理
石景山模拟下图表示某人工设计的生态系 跟踪训练 1 2015· 统，下列叙述不正确的是( )
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效 率 B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质和 能量循环流动的进行 C．合理使用农家肥可提高葡萄和蔬菜的产量 D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各营养级 之间的能量传递效率并未提高
(2)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时， 需选择符合 要求的植物，这遵循了生态工程的 ________原理。 (3)获得目的基因后可采用 ________技术进行扩增。 大部分物种 的基因能拼接在一起，是因为它们的分子结构都是 ________结构。 检 测 目 的基 因 是否 成 功 导入 植 物细 胞 ，可 采用 的 生 物技 术 是 ________。
例 1 利用植物修复技术治理重金属污染的实质是将某种特定 的植物种植在被重金属污染的土壤上，植物收获后进行妥善处理， 就可将重金属移出土壤。 目前科学家尝试应用生物工程技术培育符 合植物修复技术要求的转基因植物。请根据以上材料回答下列问 题。 (1)土壤中的重金属可通过 ________逐级富集， 从而可能危及人 类的健康。
解析：本题考查生物群落的结构、演替，生态系统的结构、稳 定性以及生态工程的原理。 (1)生态系统的组成成分中分解者的功 能是将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物； 从废弃采石场开 始进行的演替为次生演替， 由于保留了植物的种子或其他繁殖体能 使群落中植物物种数迅速增加；t1→ t3 植物物种数变多，一般来说， 生态系统中的物种数量越多， 食物网越复杂， 其抵抗力稳定性越强； 群落中的植物物种数增加，相互争夺资源 (如阳光、水 )和空间越激 烈，竞争加剧。 (2)人工林建设和园林景观构建，形成社会 —经济 —自然复合体系，体现整体性原理。 答案： (1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争
选修三 现代生物科技专题
专题四 生态工程
说考纲—分析考情明考向
说基础
SHUO JI CHU
课前预习读教材
基/础/梳/理
一、生态工程的基本原理 1．物质循环再生原理 物质在生态系统中循环往复， 分层分级 利用，从而达到取之 不尽，用之不竭的效果。 2．物种多样性原理 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 抵抗力 稳定性。 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 。
(4) 将 含 有 目 的 基 因 的 植 物 细 胞 培 养 成 植 株 需 要 应 用 ________________技术，该技术的理论依据是 ________，在培养过 程中，细胞必须经过 ________过程才能形成胚状体或丛芽。
【解析】 (1)在生物体中重金属等是通过食物链富集最终使处 于高营养级的生物受害的。 (2)选择符合要求的植物遵循了协调与平 衡原理。(3)扩增目的基因常用方法是 PCR 技术，检测目的基因是 否已导入植物细胞需用 DNA 分子杂交技术。(4)把植物细胞培养成 植株需要用到植物组织培养技术。
解析：该图是人工生态系统图，利用生物学原理设置的生态农 业； 在该系统内， 葡萄、 蔬菜是生产者， 通过光合作用固定太阳能， 通过食物链把能量传给人、猪等生物，同时为了提高能量和物质利 用率，猪粪流进沼气池，沼渣喂养蚯蚓、蝇蛆，施入农田等，实现 了物质循环再生，提高了能量利用率，但食物链中能量的传递效率 没有改变，蚯蚓等能促进物质循环，但不能使能量循环流动。
【答案】 (1)食物链 (2)协调与平衡 (3)PCR(多聚酶链式反应) 双螺旋 DNA 分子杂交技术 脱分化和再分化
(4)植物组织培养 植物细胞的全能性
二
生态农业的综合考查
1．传统农业中的科学方法有间种、套种和轮种，其中间种和 套种最大的区别在于是否同时播种，如果同时播种，间行种植，则 是间种；如果不同时播种，而且也不同时收获，则为套种。
答案：B
二
生态工程的实例分析
1．主要生态工程实例的列表比较
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。
2．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，以及“大气和海洋”比例与地球相差 很远，生物呼吸释放的 CO2 超过了植物和海洋的固定能力，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我国生态工程的特点：不但要重视对生态环境的保护，更要 注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基 本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。 ④目前我国生态工程存在的不足：缺乏定量化模型的指导；生 态工程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；生态工程建设缺乏理论性指导等。 ⑤我国生态工程发展的前景展望：随着社会、经济的发展，以 及可持续发展战略的实施，发展前景广阔。
A．生态农业中食物链的各营养级之间的能量传递效率大大提 高了 B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高 C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环 再生 D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治 的方法
【解析】 (1)生产者是生态系统的“基石”， 该生态系统中黄 瓜、番茄等蔬菜是生产者。沼气池中的产甲烷菌和不产甲烷菌等微 生物是生态系统的分解者。 (2)该生态系统依据的原理是物质循环再 生原理。沼气发酵过程中产生的臭气是氨气，常利用硝化细菌的硝 化作用除去。 (3)把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一 起，提高了生态系统的复杂性，从而改善了生态系统的功能，这体 现了生态工程中系统的结构决定功能原理。 (4)生态农业生态系统中 食物链的各营养级之间的能量传递效率不变， 但生态系统的营养结 构变复杂了。
例 2 在政府的大力支持下，部分村镇的农民率先建起了以沼 气池为中心的生态工程。 如图是某同学绘制的一个庭院生态工程示 意图，分析并回答下列问题：
(1)该生态系统的“基石”是 ________， 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作为________。 (2)构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要的 生态学原理是 ________。在沼气发酵的过程中，有一种微生物有除 臭作用，这种微生物是 ________，它的除臭过程是 ________。
二、主要实例 1．农村综合发展型生态工程 在资源有限的条件下，取得了经济效益、社会效益和生态效应 的全面提高。 2．小流域综合治理生态工程 应用生态工程的 整体性 原理、 协调与平衡 原理，以及
工程学 等原理，通过保土蓄水，耕作措施、林草措施等控制土壤
侵蚀。
3．大区域生态系统恢复工程 目的是控制 沙漠化 的发展和水土流失，改善 生态环境 ，提 高人民的生活水平。 4．湿地生态恢复工程 采用工程和 生物措施 相结合的方法，使受到干扰的湿地得以 恢复。
③给人类的启示：使人类认识到与自然和谐共处的重要性，深 化了人类对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，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西方发达国家生态工程的特点：目标是治理环境污染，集中 于对破坏的生态系统进行生态恢复。 ②我国目前的生态危机 不单纯是环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、 能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
特 别 提 醒
在肯定生态工程的作用，特别是在恢复和重建受损生态环境方 面的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力 量； 更不能误认为只要有了生态工程， 就可以走发达国家“先污染、 破坏，后治理”的老路。
跟踪训练 2 为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公 园化建设。
(1)对其进行整理和覆土， 并选择适生植物进行人工造林， 不同 恢复时期的植物物种数如图所示。t0→t1， 植物残体及凋落物中的有 机物被生态系统中的 ________转化为无机物，使土壤条件得到改 善；同时由于人工林土壤中存在 ________，导致群落中植物物种数 增加；t1→ t3，人工林抵抗力稳定性的变化是 ________；群落中植物 物种数逐渐增加，物种之间 ________加剧。 (2)通过人工林建设和园林景观构建， 既改善了生态环境， 又可 提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的________原理。
2．庭院生态系统是农村家庭中常见的农业生态工程，庭院生 态系统中建立了蔬菜→鸡、猪→沼气的小循环，从物质利用的角度 看，促进了物质的多级利用。庭院生态系统中人类活动所需要的能 源主要来源是利用太阳能和沼气。这些能源与燃烧、薪柴相比，最 大的优点是减少燃烧产生的污染，减少对森林的砍伐，从而有利于 保护环境。
4．整体性原理 进行生态工程建设，不仅要考虑到 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。 5．系统学和工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理。生态工程通过 改变和优化结构 ， 达到改善系统功能的目的。 (2)系统整体性原理。系统各组分之间要有适当的比例关系 ，才 能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现总体功能大于 各部分之和的效果。