2020高考生物选修3现代生物科技专题5 5.1生态工程的基本原理
5.1 生态工程的基本原理 课件 人教版高中生物选修三
传统经济模式 资源 废物 污染
系统1 资源
废物
沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，属于胡颓子科，为 落叶乔木或灌木。沙棘果维生素含量极高，营养保健价值高。内 蒙古鄂尔多斯等地区，实施沙棘生态工程，大面积种植沙棘，有 效地控制了沟道水土流失，每年可减少流入黄河泥沙2100万吨。
处理好生物与环 境的协调与平衡
需考虑
环境承载力（环境容纳量）
某种环境所能养活的生物种 群的最大数量
洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
传统的经济发展模式不注重生态环境 的保护，没有考虑生态成本，经济的 发展以巨大的生态环境破坏为代价。
资料2 石油农业
地少人多
大量使用化肥、 农药、机械进 行农业生产
资源破坏、农 业环境污染
农药、 化肥 (过量）
作物 利用
未利 用
土壤、水体、食物污染
如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
生态位置空缺
其他物种占据
系统结构或功能正常
ห้องสมุดไป่ตู้
协调与平衡原理
资料分析 氮磷废水排放
水葫芦、藻类疯长
消耗溶解氧，植物体 死亡分解产生毒素
物质能量收支不平衡
西北地区年降雨量小于450mm， 进行防护林建设应选择哪些树种？
几种西北地区特别适宜树种： 沙棘、山杏、刺槐、锦鸡儿、 杜梨、沙枣、合欢、臭椿
杨树不适应当地环境，与其不协调
人教版高中生物选修3专题5 第1节《生态工程的基本原理》ppt课件
下列有关生态工程的叙述，不正确的是( ) A．为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规 律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路 B．“无废弃物农业”所采用的肥料一般是用人畜粪便、 枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等通过堆肥和沤肥等方式转变成 的有机肥，也可适量地使用化肥 C．众多的生物通过食物链关系相互依存，就可以在有限 的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力 D．珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊 瑚虫和藻类组成的高效的植物——动物营养循环
一方面资源紧张，一方面我们的发展又过于粗放，过于大 手大脚。更让人揪心的是，对能源及资源的利用效率低下导致 近年来中国环境急剧恶化。目前，我国温室气体排放已经居世 界第二，单位GDP污染排放量是发达国家平均水平的十几倍， 水土流失、土地沙化、草地退化在加剧……
通过本专题的学习，你就会知道走生态环保和可持续发展 之路是唯一的选择。
意义
避免系 统结构 或功能 失衡
实例
“三北”防 护林建设中 的单纯林问 题、珊瑚礁 生态系统的 生物多样性 问题
原理
协调与平 衡原理
整体性原 理
理论基础
生物与环 境的协调
与平衡
社会、经 济、自然 复合系统
内容
指生物与环境的 协调与平衡，需 要考虑环境承载 力，即指某种环 境所能养活的生 物种群的数量
[思维激活] 1．为什么说“污染物是放错地方的资源”？ 2．樟子松林的松毛虫数量为什么会肆意增长，而珊瑚礁 区却有很高的生物多样性？
[答案] 1．对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术， 就能够回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提 高了资源的利用率，减少了资源的浪费，因此说“污染物是放 错地方的资源”。 2．纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少 松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来 源，因而会导致树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物 链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位， 因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，所以该区有很高的生 物多样性。
人教版高中生物选修三5.1《生态工程的基本原理》课件 (共44张PPT)
珊瑚礁白化
整体性原理和系统整体性原理的比较：
整体性原理指社会、经济、自然三方面协 调统一，保障整个系统的稳定与平衡。如林业
建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系
问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃 料等问题。
物质循环再生原理
（4）针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧 量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法 增加农牧民的收入途径。 整体性原理
课堂小结
1.生态工程的概念 2.关注生态工程 3.生态工程遵循的基本原理
–物质循环再生原理
–物种多样性原理 –协调与平衡原理 –整体性原理 –系统学和工程学原理
5.1 生态工程的
基本原理
新课导入
全球变暖问题的出现，环境问 题已经迫在眉睫！
污染转移，生态环境仍未得到改善！
学习目标
1.简述生态工程兴起的原因。 2.简述生态工程的基本原理。（重点、难点） 3.举例说出生态工程建设的实例。
新知探究
关注生态工程建设
人类应用生态学和系统学等学科的基本原 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 自然环境和谐发展。
生物与环境的适应 从协调与平衡原理出发，
想一想，在我国西北地区进
行防护林建设时，应选择哪 生物与环境的适应性，因地制宜 些特征的树种？如果在该地 区发展畜牧养殖业，你认为 应该注意什么问题？
适宜种植抗寒、耐旱，适应性强的沙棘， 耐盐碱力较强的沙枣等植物。 畜牧养殖应该注意：牲畜量不超过草地承载量
人教版高中生物选修三 5-1-生态工程的基本原理
3.协调与平衡原理：生物与环境相适应，同时又不超过环境容纳量
杨家将：西北地区降雨量比较少，本需要种植灌木和草的地区，被种植了属 于乔木的杨树，导致这些“杨家将”生长矮小
4.整体性原理:整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统;在进行生态工程建 设时,不但要考虑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
系统各组分之间要有适当的比例关系， 完成能量、物质、信息等的转换和流 通，实现 1+1>2
珊瑚礁系统 豆科作物和固氮菌的共生
理论基础：生态学和系统学 特点：少消耗、多效益、可持续 建设目的：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，从而促进人类社会和自然环 境的和谐统一 传统经济模式毁坏水/大气/土壤和生物资源,走生态经济之路,实现可持续发展 生态经济：主要是通过实行循环经济原则，使一个系统产生出的污染物，能 够成为本系统或者另一个系统的生产资料，从而实现废弃物的资源化 实现手段：生态工程
前面造林、后面砍林：在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方 面一定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，否则会 出现前面造林、后面砍林的现象
5.系统学和工程学原理
系统的结构决定功能原理
系统整体性原理
通过改变和优化系统内部不同组分之 间的结构,达到改善系统功能的目的
桑基鱼塘模式
第1节:生态工程的基本原理稳
(人教版生物选修3：专题五生态工程)
教学目标
1.生态工程 2.生态工程的基本原理
一、生态工程
生态工程：是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系 统设计、调控和技术组装，对已被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
人教版高中生物选修3 5.1《生态工程的基本原理》学习要点
5.1 生态工程的基本原理【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。
【知识要点梳理】一、生态经济与生态工程的概念1.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。
2.生态工程的概念（1）涉及的学科知识：包括生态学和系统学。
（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。
二、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”。
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①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，松毛虫肆虐一时。
②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，即环境所能养活的生物种群的数量。
如果生物的数量超过了一定限度，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。
5.系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理①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。
生物选修三5.1 生态工程的基本原理
C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益的 同步发展
D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资 源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与 经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，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．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态
工程原理是（ ）
A．系统整体性原理
B．整体性原理
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
资料分析一
讨论:
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
（一）关注生态工程建设
资料分析二
讨论:
1.你对“石油农业”是如何理解的？ 2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
生态经济
主要是通过实行“循环经济 ”原则，
灌南高级中学 王敏
你觉得本专题题图有什么寓意?
干裂的土地，赤红的 荒山，意味着不断恶化 的生态环境 ，幼苗的上 方是蔚蓝的地球，地球 似乎化作一滴甘露，滋 润着大地；幼苗又可寓 意为生态工程，虽然柔 弱，却顽强地支撑着地 球；地球和幼苗组合和 谐，象征着希望。
生态工程的概念：
人类应用生态学和系统学等学科的基本原理 和方法，通过系统设计、调控和技术组装，
5、系统学和工程学原理
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：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，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，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．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
高中生物选修三专题五第1节生态工程的基本原理 课件(共18张PPT)[优秀课件][优秀课件]
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二、生态工程的基本原理
注意：
典例 1 下列不属于生态工程建设目的的是( ) 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
C
例2 如图是“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( )C
实例
(2)目前：人类仍然没有能力完全模拟出自然 生态系统。
（三）对我国生态工程发展前景的分析与展望
⑴西方发达国家生态工程特点：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，生态工程应用范围 小，不大强调经济效益。
⑵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，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。
Ⅱ．传统农业生产模式——石油农业 (1)石油农业：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式， 由于需要大量石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。
(2)“石油农业”生产模式的改进措施 在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少 应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：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
3．实验特点 ①物质上：完全与外界隔绝，只通过电力传输、电信 和计算机同外界联系。 ②能量上：太阳光源不断射入
4．维持时间：4年。
5．实验结果：系统稳定难以维持。
6．失败原因 (1)温度失调 (2)CO2含量猛增 (3)O2含量减少，不足以维持人及动物的生存。
7．启示
(1)认识人类与自然和谐共处的重要性，自然 界给人类提供的生命支持服务是无价之宝。
人教版高中生物选修三5.1《生态工程的基本原理》ppt精讲课件
(2)原理: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。
5.系统学和工程学原理:
分类
内容
系统的结构决定功能原理
系_和 集中式
_____ 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_________,达 到改善系统功优能化的结目构的
总体功能大于
_________ 部分之和 系统的各组分之间要
有适当的_________,
才能顺利完比成例_关__系__、 _____、_____等能的量转换 和流通 物质 信息
1.判断正误 (1)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。( )
× 【分析】“无废弃物农业”遵循的是物质循环再生原理。 (2)在建设高新农业时,沼气池的建立是遵循物质循环再生原 理。( ) (3)根据√协调与平衡原理,一个生态系统中种群的数量不应超 过环境容纳量。( )
抵抗力
(2)实例: ①反面:纯樟子松林或纯杨树林的生物多样性_较__低__。纯樟子松 林或纯杨树林物种_______,_________,缺少松毛虫、杨树天牛
种类少 食物链短 的天敌;而成片单一的林木又为其害虫提供了丰富的食物,因而 会导致树林的毁坏。 ②正面:珊瑚礁区生物多样性_____。珊瑚礁区物种_______,不 同生物占据不同的_____,它们较通高过_______关系互相种依类存多,使得 珊瑚礁在养分稀少的位深置海中,保持着食很物高链的生物多样性。
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___________和_____ 区域小循环 全球
___________,循环往复,_________利用,从而达到取之不尽、
高中生物选修三课件：5.1生态工程的基本原理
1.简述生态工程概念，关注生态工程建设。 学习 目标 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的 内容。
3.尝试运用生态工程的原理，分析生态环境
问题及解决对策。
一、关注生态工程建设 1.生态工程概念： (1)技术手段和方法：通过_________、调控和技术组装，对已 被破坏的生态环境进行___________，对造成环境污染和破坏 系统设计 进行改善。 的_____________ (2)结果：提高生态系统的_______，促进人类社会和自然环境 修复、重建 的_________。 传统生产方式
(2)原理：在进行生态工程建设时，不但要考虑到 _________ _____的规律，还要考虑到___________等系统的影响力。
自然生态 系统 经济和社会
5.系统学和工程学原理：
分类 内容
系统的结构决定 功能原理 通过 ___________ 改变和优化 系统
系统整体性原理 系统各组分之间要有 适 比例关系
内部不同组分之间 当的_________，完 系统 能量、物质、信息
含义
的 功能
结构，达到改善 _____ _____的目的
成
_________________ 等 的转换和流通
【微点拨】 1.建立生态经济的模式是什么？ 提示：实现原料→产品→原料的生产体系，使废弃物资源 化。 2.为什么说“污染物是放错地方的资源”？ 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率，减少了资源的浪费，因此说“污 染物是放错地方的资源”。
生产力
和谐发展
2.生态工程建设： (1)目的：遵循自然界_________的规律，充分发挥资源的生 产潜力，防止_________ ，达到_________和_________的同步 物质循环 发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐统一。 环境污染 经济效益 生态效益 (2)优势：与传统工程相比，少消耗、 _______ 、可持续发展。
2019-2020学年高中生物人教版选修3课件：5.1生态工程的基本原理
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5.1 生态工程的基本原理
Z Z D 目标导航
知识梳理
HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
一二
二、生态工程所遵循的基本原理 1.物质循环再生原理 (1)理论基础:生态系统的物质循环。 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。 (2)实例——无废弃物农业 “无废弃物农业”即通过积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集 一切可能的有机物质,如粪便、枯枝落叶、河泥等,采用堆肥和沤 肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,这样既利用 了废弃物,又改善了土壤结构,培育了土壤微生物,实现了土壤养分 如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。 (3)没有物质循环的生态系统的危害:会产生废弃物,造成环境污 染,并最终影响系统的稳定和发展。
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5.1 生态工程的基本原理
Z Z D 目标导航
知识梳理
HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析ห้องสมุดไป่ตู้
IANLITOUXI
题型一 题型二 题型三
题型二 生态工程的基本原理 【例2】 下列关于生态工程的基本原理的说法,错误的是 ( ) A.物质循环再生原理,在于使生态系统的物质能够循环利用 B.物种多样性原理,是指众多生物通过食物链相互依存,提高系统 生产力,维持系统平衡 C.整体性原理,是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须完全 以生态系统为核心 D.系统整体性原理要求系统各组分之间要有适当的比例关系 解析:整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑自然生 态系统的规律,还要考虑经济和社会的影响力。 答案:C
高中生物5.1生态工程的基本原理
高中生物5.1生态工程的基本原理
生态工程是利用生物学、化学、地质学和工程学原理，利用自然资源及人工手段面向环境及社会经济需要，研究自然地貌及生态系统的整体结构和动态变化过程，调整自然系统的环境功能，改善社会经济循环的一门科学。
一、运用系统工程理论。
生态工程是多学科的整合综合，它的核心理论是运用系统工程的理论进行社会和生态系统的分析和评价，并对环境进行有效的决策，从而采取合适的环境管理手段解决问题。
二、资源持续利用。
利用自然资源，达到自然再生和持续利用的目的，保证自然系统的长期可持续发展和非自然改善的环境问题被有效管理和解决。
三、对自然系统的多尺度分析分解。
按照较小的结构单元、更小的空间范围和短期时间长度，对自然系统及其功能进行多尺度的分析分解，从而理解生态工程的影响因素和机制。
四、生态工程的定量与定性结合。
生态工程要结合多学科方面的定量和定性研究，对生态系统及其管理手段进行有效评价及管理，力求改善社会经济和环境的目的。
五、综合角度的考虑，强调社会、经济和环境的三重统一。
运用人文、社会、经济等学科的原理，结合政策、法律、经济、社会及生态系统的考量，以及簇新的多学科和多维度的综合角度，强调社会、经济和环境的三重统一，努力实现绿色社会发展。
高中生物专题5生态工程5.1生态工程的基本原理课件新人教版选修3
的是消费者，如蚕、畜、禽。
第十七页，共44页。
(2)与传统农业相比该系统对物质进行了多级利用， 如利用粪便等合成有机肥，减少了对化肥的使用，降低了 成本，减轻了对环境的污染。(3)投入减少，使物质循环 利用，使产量提高。(4)该生态系统生物群落结构相对复 杂，从而使抵抗力稳定性增强，自动调节能力提高。利用 生物的种内关系或种间关系来诱杀害虫，如利用捕食关系 引入天敌，利用性引诱剂进行防治害虫等。
要点二 生态工程所遵循的基本原理的比较 1．生态工程要想实施应遵循哪些原理？ 2．你能举出生态工程的典型实例吗？
第二十四页，共44页。
归纳提升
生态工程所遵循的基本原理的比较表
项目
物质循环 再生原理
物种多样 性原理
理论基础 物质循环
生态系统的 稳定性
意义
实例
可避免环境污
染及其对系统 稳定和发展的
“无废弃物农业”
第二十九页，共44页。
典例研析 【典例 2】 实施西部大开发，要切实搞好生态环境 保护和建设。大力开展植树种草、治理水土流失、防治 沙漠化等。
材料一 据计算，维持一个 6 口人的牧民家庭生活所 需食物，需饲养 35～40 头牛，其中一半必须是母牛，
第三十页，共44页。
以提供牛奶和繁殖小牛，其余为 2～3 头公牛，15～ 18 头小母牛和几头小公牛。这一畜群所需的牧场面积取 决于降雨量(因降雨量影响产草量)，在降雨量为 250 mm 地区，约需 400 公顷放牧地。
第三十一页，共44页。
材料二 “退耕还林工程”囊括 25 个省(区、市)和 新疆生产建设兵团，共 1897 个县(含市、区、旗)。到 2010 年，完成退耕地造林 1 467 万 hm2，宜林荒山荒地造林 1 733 万 hm2，陡坡耕地基本退耕还林，严重沙化耕地基本 得到治理，工程区林草覆盖率增加 4.5 个百分点，工程治 理地区的生态状况得到较大改善。
2020-2021学年生物人教版选修3课件：5-1 生态工程的基本原理
【典题精练 3】 关于生态工程的叙述，不正确的是( C ) A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的“健康”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。
一、选择题 1．协调与平衡原理主要指( A ) A．生物对环境的适应及环境对生物的承载力 B．系统各组分之间要有适当的比例关系 C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D．物质循环和能量流动协调统一 解析：所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。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 或栽培新品种；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的限度，就会引 起系统的失衡和破坏。如草原上的过度放牧就是典型的例子。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经过______分__解_者_________的作用， 又被桑和蔗所 利用。蚕粪中的氨经过 ______硝__化__细__菌________的
作用，形成_亚__硝_酸__盐__、__硝__酸__盐__被植物吸收。
(4)概括地说，生态系统功能的维持取决于它的 _生__产__者__、_消__费_者__和__分__解__者__之__间__的__物__质__循__环_和__能__量__流__动__在__较__长__时__间__内_ _保__持__动__态_平__衡_______________________________________。
注意：①生态工程建设的目的是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。②生态工程的特点是少消耗、多效益、 可持续。
2020年高中生物 专题5 生态工程 5.1 生态工程的基本原理课件 新人教版选修3
解析：选 B 生态工程可对已破坏的生态环境进行修复、 重建，对造成污染破坏的传统生产方式进行改善，A 正确；治 理雾霾要考虑自然—经济—社会效益，遵循了整体性原理，而 系统整体性原理是指整体的功能大于各部分之和的效果，B 错 误；实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程，C 正确； 生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，D 正确。
6
(4)特点：与传统工程相比，生态工程是一类 3 ___少_消__耗____、 4 __多_效__益____、 5 __可_持__续____的工程体系。
(5)原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和们的自然资本。
7
2．生态经济 (1)原则： 7 __循_环__经_济____。 (2)特点：使一个系统产出的 8 ___污_染__物__，能够成为本系统或 者另一个系统的 9 __生_产__原_料____，从而实现废弃物的 10 _资_源__化____。 (3)手段： 11 _生__态_工__程____。
18
课堂探究
解疑难、提能力
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探究点一|生态工程与石油农业 |核心探究|
1．多方面理解生态工程 (1)涉及的学科知识：生态学和系统学。运用的技术手段或 方法有系统设计、调控和技术组装。 (2)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。 (3)主要任务：对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统) 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。
20
2．传统农业的生产模式：石油农业是指大量使用化肥、农 药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气 等作为原料或提供动力而得名。不注重生态环境的保护，没有 考虑环境成本，经济的发展以生态环境的严重破坏为代价。
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高中生物选修3第5章课件：5-1生态工程的基本原理
六、物种多样性原理：
• 1.基本内容： • 2.生物多样性包括地球上所有植物、动物、微生物
和它们所拥有的基因以及由这些生物和环境构成的 生态系统。
• 3.保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三 个水平上采取保护战略和保护措施。
生态工程的兴起
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
problems would be grounded in the technology available from natural systems so that the human engineering required would be
supplementary rather than primary
四、讨论：
• 1.生态工程建设的目的是什么？ • 2.解决经济发展与环境问题的根本原则是什
么？ • 3.生态工程是一门生态学、工程学、 • 系统学 和 经济学等学科交叉而产生的新兴学
科。 • 4.生态工程遵循的基本原理是什么？
五、物质循环再生原理：
• 1.基本内容： • 2.类型：水循环、气体型循环、沉积型循环 • 1）水循环线路：
(overhead).” 即以从自然系统获得的技术为基础，解决人类 社会环境问题的一门工程分支科学，它所需的 人类工程技术仅仅起辅助作用，而不是起主要 作用；或“人类应用主要来自自然的能源作为 辅助能对环境的控制”；或“对自然的管理就 是生态工程，更好的措施是与自然结成伙伴关 系”。
H.T.奥德姆的学生米奇（W.J.Mitsch） 继承其思想，于1989年编了世界上第 一本生态工程专著（Ecological
系统的
，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是
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专题5 生态工程5.1 生态工程的基本原理1．实现循环经济的最重要的手段之一是()A．发展“石油农业”B．生态工程C．清除污染物D．禁止产出污染物解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，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，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
答案：B2．生态恢复工程的第一步是()A．恢复这一地区的生物群落B．恢复植被C．形成合理、高效的食物链D．保持一定的动物数量解析：绿色植物是生态系统最基本的成分，所以要恢复生态环境首先得恢复植被。
答案：B3．下列关于生态工程的理解错误的是()A．生态工程依据的是生态学、经济学和工程学的原理B．研究对象为自然的生态系统C．总体目标是可持续发展D．以整体观为指导，在系统水平上进行研究，以整体调控为处理手段解析：生态工程的研究对象为“自然—社会—经济复合生态系统”。
答案：B4．“1＋1>2”体现了生态工程基本原理中的哪一个()A．物种多样性原理B．整体性原理C．协调与平衡原理D．系统学与工程学原理解析：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“1＋1>2”。
答案：D5．长江三角洲地区，特别是太湖和杭嘉湖地区的粮、桑、鱼、猪、湖羊系统，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。
农民挖池塘排水种稻谷，并利用塘泥堆积的高地种果树、种桑，低湿处种茭白，平畦种菜，水面种菱藕，水下养鱼、虾，鱼池上建猪舍，猪粪落到水中喂鱼，桑叶养蚕，蚕沙喂鱼，菱叶、鱼粪沉到水底为塘泥，湖羊吃草，湖羊粪和塘泥养桑。
该生态系统有良好的生态效益和经济效益。
请据此回答下列问题。
(1)该生态系统中的生产者是________________________________________________________________________________，消费者是_______________________________________________ _____________________________________________________。
这体现了生态系统的______________。
(2)各种动植物之间通过________关系相互联系，从而形成______________________的渠道。
(3)根据上述材料分析判断，下列叙述不符合生态学原理的是()A．物质经过多级利用，实现了良性循环B．每一级生产环节都获得了产品，提高了生态经济效益C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D．由于各级产物都可以利用，减少了废弃物的污染(4)这个生态工程中没有废弃物的产生，属于无废弃物农业，与石油农业相比，其主要优点是________________________________ _____________________________________________________，其缺点是______________________________________________ ______________________________________________________。
(5)该系统能体现系统学和工程学原理吗？请简要说明。
_______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________。
解析：在该水陆物质和能量交换型生态工程中物种种类繁多，系统结构复杂，各种动植物之间通过食物链、食物网相互联系，从而形成物质循环和能量流动渠道，该生态系统属典型的无废弃物农业，与石油农业相比，最大优点是实现了物质循环利用，对环境的污染与破坏程度小。
该系统实现结构优化，各部分功能得以充分发挥，从而使能量、物质、信息等流动达1＋1大于2的效果。
答案：(1)稻、果树、桑树、茭白、菱藕和草猪、湖羊、鱼、蚕物种多样性(2)食物物质循环和能量流动(3)C(4)物质循环利用，对环境的破坏性很小生产效率低，难以适应人口的快速增长(5)能。
系统中的各组分及其相互关系是经过精心设计的，是一种优化结构，各部分的功能得到充分发挥，使能量、物质、信息等的转换和流通达到总体功能大于各部分之和的效果A级基础巩固1．如图是“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：由图解沼气池的应用可知，无废弃物农业利用的原理是物质循环再生原理。
答案：C2．生态工程建设的实质目的是()A．减少生产消耗，增加生产效益B．减少环境污染，发挥资源潜力C．征服自然世界，主宰经济发展D．遵循自然规律，实现可持续发展解析：生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环规律，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。
其实质是实现经济的可持续发展。
答案：D3．以下选项不属于解决长江洪水泛滥的有效措施的是()A．以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率B．“退耕还湖”和改革不合理耕作方式C．大力发展“石油农业”D．改变传统的经济发展模式，提高人民的环境保护意识解析：解决长江洪水泛滥的措施有：我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，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。
答案：C4．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是()A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积解析：本题考查的是与生态工程有关的问题。
人与自然的和谐发展就是可持续的发展，即实现物质的循环利用和能量的多级利用，并且人类的发展不应该以破坏生态环境为代价。
转化淀粉生产可再生能源，不是可持续发展，没有实现物质的循环利用。
化学农药污染环境。
开垦湿地会破坏原有的生态平衡。
答案：C5．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背景，B、D两项为生态工程的意义，C项描述的做法会破坏环境和浪费资源，不是可持续发展。
答案：CB级能力训练6．珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。
请据图回答下面的问题。
(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是______________。
要使它长期稳定发展，除了有稳定的________来源，各类生物要_________________。
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量______________________________；其能量利用率高的原因是在营养结构上具有________________的特点。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过__________________的作用，又被桑基、蔗基所利用。
蚕粪中的氨经过__________的作用，形成了________________________________被植物利用。
(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它__________________________________________________________________。
解析：建立该人工生态系统的目的是使能量最大限度地流向对人类最有益的部分，因其食物链相对较短，能量损耗较少，故能量利用率较高；生态系统功能的维持有赖于它的各功能类群(生产者、消费者及分解者)之间能量流动和物质循环相对稳定。
答案：(1)生产者和分解者能量保持相对稳定(2)流向对人类最有益的部分食物链短(3)分解者硝化细菌硝酸盐和亚硝酸盐(4)生产者、消费者和分解者之间的能量流动和物质循环在较长的时间内保持相对的稳定性7．下图是对有机废弃物进行处理的一种方案，请回答问题：(1)施用有机肥料有利于提高农作物的产量，其原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的________使农作物的光合作用强度得到提高。
(2)从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④的原因是_______________________________________________________ _____________________________________________________。
(3)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有________能力。
(4)焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发________基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
(5)能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分？________。
应在________的土壤中寻找能降解塑料的微生物。
若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如：根瘤菌)中，则土壤中的塑料有望得到较快降解，该技术的核心是构建基因表达载体，此过程使用到的酶有__________________________________________ ______________________________________________________。
解析：(1)施用的有机肥料被土壤中的微生物通过细胞呼吸分解生成CO2和无机盐，CO2和无机盐都可以提高农作物的光合作用强度，有利于提高农作物的产量。
(2)对有机废弃物进行②③的处理，既实现了物质和能量的多级利用，又减少了④处理过程中产生的污染问题。
(3)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有自我调节(自我净化)的能力。
(4)正常细胞在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞变成不受机体控制的癌细胞。
焚烧塑料垃圾所产生的二英属于化学致癌因子。
(5)能分解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者，将其体内控制分解塑料的基因分离出来，再利用基因工程技术导入某些土壤微生物体内，可得到能大量降解塑料的微生物，从而消除塑料带来的污染。
基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
答案：(1)CO2和无机盐(2)通过多层分级利用有机废弃物的物质，既充分利用有机物中的能量，又减少环境污染(3)自我调节(自我净化)(4)原癌基因和抑癌(5)分解者富含塑料垃圾限制性核酸内切酶、DNA连接酶8．根据以下材料，回答问题。