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电子书:2010高考完全学案(教师用书) 生物 专题45 生态工程

电子书:2010高考完全学案(教师用书) 生物 专题45 生态工程
电子书:2010高考完全学案(教师用书) 生物 专题45 生态工程

380

 

专题45 生态工程

1.简述生态工程的概念。

2.说明生态工程所遵循的基本原理。

3.列举生态工程的实例并说明其发展前景。 1.本专题复习首先要以必修教材生态学的知识为基础,理解生态工程的基本原理;其次要联系生态工程的实例,理解生态工程的应用与发展前景。

2.本专题复习计划3课时,1课时精讲,1课时针对性训练,1课时习题评讲。

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。例如无废弃物农业。

2. 协调与平衡 原理:生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。

3.整体性原理:人类处于社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。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。

4.物种 多样性 原理:增加物种和生态过程的多样性,提高生态系统抵抗力稳定性。

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

二、生态工程的实例和发展前景

1.生态工程的实例

类 型实 例

农村综合发展型生态工程

 以沼气工程为

中心的物质多级

循环利用工程 

小流域综合治理生态工程

 甘肃省陇南县

的“九子登科”治

理模式 

续表

类 型实 例 大区域生态系统恢复工程 “三北防护林”

 湿地生态恢复工程 鄱阳湖的综合治理

矿区废弃地的生态恢复工程

 赤

峰市

元宝

山矿

区生

态恢

复工

程 

 城市环境生态工程 

组织

开展

创建

国家

环境

保护

模范

城市

活动

381

2.生态工程发展的前景

(1)“生物圈2号”工程虽然失败了,但它

给人类深刻的经验教训,使我们认识到 与自

然和谐共处 的重要性,深化了我们对

 自然规律 的认识,即自然界给人类提供的

生命支持服务是无价之宝。

(2)我国目前面临的生态危机,已经不单

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”。

一、生态工程所遵循的基本原理

原理理论

基础内容意义实例

物质循环再生原理物质

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

可避免环境

污染及其对

系统稳定和

发展的影响

无废弃

物农业

物种多

样性

原理

生态

系统

的稳

定性

物种多而繁杂的生态

系统具有较高的抵抗

力稳定性。生物多样

性程度高,可以为各

类生物的生存提供多

种机会和条件。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

避免系统结

构或功能失

“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

协调与

平衡

原理

生物与

环境的

协调与

平衡

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

避免系统的

失衡和破坏

太湖富

营养化

问题

整体性

原理

社会经

济、自

然复合

系统的

整体

理论

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

统一协调各

种关系,保

障生态系统

的平衡与稳

林业建

设中自

然系统

与社会、

经济系

统的关

系问题

382 

续表

原理理论

基础

内容意义实例

系统和工程学原理系统的

结构决

定功能

原理:

分布式

结构优

于集中

式和环

式结构

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

改善和优化

系统的结构

以改善系统

功能

桑基鱼

塘模式

系统整

体性原

理:整

体大于

部分

之和

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

保持系统很

高的生产力

珊瑚礁与

藻类和珊

瑚虫的关

①生态工程的建设应遵循以上五个原理,

但不同的生态系统遵循的原理可以不同。

②生态工程建设的目的就是遵循自然界

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同步

发展。

③生态工程具有少消耗、多收益、可持续

的特点。

二、生态工程实例的问题、对策、基本原理

比较

项目

实例

问题对策基本原理

农村综合发

展型

农村中物质、

能量的多级利

用问题

进行综合发展

型生态工程

理、

383

 

续表

项目

实例

问题对策基本原理

小流域综合治理小流域水土流

失问题

进行综合治理

理、

理、

大区域恢复工程我国土地荒漠

化等问题

植树造林、退

耕还林还草等

理、

湿地恢复工程湿地的缩小和

破坏问题

控制污染、退

耕还田

协调与平衡原理

矿区废弃地恢复工程矿区生态环境

的破坏问题

修复土地、恢

复植被等

协调与平衡原理

城市环境生态工程城市生态系统

的垃圾、大气、

噪音污染问题

城市绿化、污

水净化等

理、

①进行生态工程建设,必须遵循生态工程的基本原理。

②进行生态工程建设,应根据当地的实际条件,因地制宜。

三、生态工程与传统环境保护工程比较

工程类别传统环境保护工程生态工程

对象

局部环境

污染物排放点

系统,特别

是社会—

经济—自

然复合生

态系统目标

单一,污染物减量,达

标排放

多目标,优

化功能,同

步获得生

态环境、经

济和社会

效益

模式先污染后治理

将环保实

现在生产

和消费之

设计原则人为的部分恢复按自然设计

规模单一化、大型化多样化、组合化主要过程物理的人+自然

功能处理三废

产品+生

态服务+

社会服务

稳定性对外部依赖性高抗外部干扰性强环境效益局部、当前整体、长远

经济效益

投入运转费高,无直接

收入

投入及运

转费低,

多层分级

利用,增

加收入

生态工程建设的目的就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同步发展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

考点1 生态工程的基本原理

 (1)考查生态工程与传统环保工程的比较。

(2)结合实例考查生态工程基本原理的应用。

[例1] (2008年中山检测)先阅读材料,然后按照“西部大开发要根据当地的地理、气候和资源条件,着力发展有地方特色的优势产业”的要求,谈谈对该地区的发展构想。

 这里是一片河谷地区,位于北回归线以南,不受台风影响,亦无寒潮侵袭,常年花开果熟,茂密的森林中有象群出没,孔雀

啼鸣,金丝猴追逐,居民住宅———高脚竹楼掩映在绿树花丛之中。

[解析] 在开发利用生物资源时,应坚持因地制宜,社会、经济、生态相协调,利用、改造、保护相结合,统筹兼顾、综合利用等原则。

该地区处于热带,野生生物资源极其丰富,生活着我国特有的物种———金丝猴、观赏价值极高的孔雀、大象以及花果树木,具有很高的开发利用价值。热带风光和独特的高脚竹楼成为旅游观光的极佳景点。物种丰富,生态环境优良,也可以成为物种基因库及作物培养基地及绿色食品生产基地。[答案] 建立自然保护区和物种基因库,建立

384 

热带作物基地、绿色食品基地,发展热带风光和民族风情旅游业,综合开发,防止生态破坏。

[点拨] (1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。

(2)生态工程的目标是达到经济效益和生态效益同步发展。

1.生态农业不仅指对于农作物中所含物质、能量的充分利用,还具有很多的内涵。人们越来越认识到根据不同地区的土地、光、水等各种自然资源,设计出适合本地的生态农业结构的重要意义。下列措施中不符合生态学原理的是( )。

A.作物“轮种”不仅合理地利用各种矿质营养,还可避免某些害虫的大发生

B.以作物秸秆为燃料发电,可以做到对农作物中物质和能量的多级利用

C.充分利用各种生物固氮措施,尽量施用农家肥,减少化肥的施用

D.应采用以虫治虫、以菌治虫的措施,尽量减少甚至不使用有害农药

[答案] B

考点2 生态工程的实例和发展前景

 (1)考查“生物圈Ⅱ号”的实验及启示。

(2)我国生态工程基本原理的分析。

[例2] 阅读下面材料,并回答相关问题。

美国的“生物圈Ⅱ号”实验

为了做人类离开地球能否生存的实验,美国花费15亿美元建造了完全密闭的“生物圈Ⅱ号”实验基地。这是一个占地约1.2万平方米的钢架结构的玻璃建筑,远远望去仿佛是一个巨大的温室。透过玻璃往里看去,温室内有麦田、草地、鱼塘和微型“海洋”等;温室内还放养着猪、牛、羊和其他家禽。

从1993年1月,8名科学家入住以后,

科学家们一边从事科学研究,一边养鸡养鸭,耕种收获,过着完全自给自足的生活。

两年中只为他们提供包括种子在内的少数物品,其余的一切都需要他们自己解决。

能源,取自太阳能;氧气,由自己种植的植物制造;粮食,全靠自己在里面种植收获;

肉类和蛋白质,取自自己养的鸡、鸭、猪、羊;甚至包括里面的气温和气候,也由自己控制,并尽可能地模拟地球气候。总之,他们必须设法保证这个小小的生态系统的平衡。

一年多后,土壤的碳与氧气反应生成二氧化碳,部分二氧化碳与建筑“生物圈Ⅱ号”所用的混凝土中的钙发生反应生成碳酸钙,导致“生物圈Ⅱ号”的氧气含量从21%下降到14%,加上没有调节好内部气候,致使粮食歉收,科学家们不得不靠吃种子勉强度日。最后,科学家们提前撤出实验室。更令人意外的是,“生物圈Ⅱ号”运行3年后,其中的一氧化碳含量大幅度增加,使人体合成维生素的能力减弱,从而危害人体健康。

(1)“生物圈Ⅰ号”应该是 。

(2)试比较美国“生物圈Ⅱ号”内的生态系统与地球上的农田生态系统的不同。

(3)试设想科学家们如何维持“生物圈Ⅱ号”的生态平衡。

(4)导致这场实验失败的原因是什么?

(5)“生物圈Ⅱ号”说明什么问题?

[解析] “生物圈Ⅱ号”试图模拟地球生物圈的生物成分、无机环境,以制造一个人工模拟的生命支持系统。但其毕竟不是自然生态系统,其结构简单,生物种类少,以致最终导致实验失败。此实验让人们深刻认识到保护我们赖以生存的地球环境的重要性和必要性。

[答案] (1)地球 (2)模拟的生态系统毕竟不是自然生态系统,其中的生态系统各个组成部分简单,生物种类少,食物链的复杂程度比农田生态系统的低,需要人为调节

385 

而不是自然调节,因此模拟的生态系统比

农田生态系统的稳定性差得多。 (3)绿

色植物不能过多,否则CO

的含量和肥力不充足;动物饲养不能太多,否则氧气消耗

增加;科学家要维持气候、大气成分、动物

种类和数量的平衡,创造适合生命生存的

环境。 (4)大气成分发生变化,内部气候

没有调节好,粮食歉收等都是导致实验失

败的原因。 (5)说明在现有技术条件下,人类还无法模拟出一个类似地球的、可供

人类生存的生态环境。迄今为止,地球仍

是人类唯一的家园,因此,人类应努力保护

它,而不是破坏它。

[点拨] 迄今为止,尽管科学技术已经如此发达,但是人类仍然没有能力去完全模拟出

自然生态系统。

2.阅读材料,回答有关问题:

三江源自然保护区隆重建立

长江、黄河、澜沧江发源于青藏高原腹地,该地区称为三江源地区,三江源地区平均海拔4000多米,总面积达3.6万平方千米。黄河水量的49%、长江水量的25%、澜沧江水量的15%都来自三江源地区,是素有“中华水塔”之称的天然湿地,分布着高原荒漠和高原草甸,是藏羚羊、藏野驴等珍稀动物的栖息地,该地区还盛产冬虫夏草等名贵中药材。三江源地区是祖国母亲河的发源地,也是中华文明的发源地。

然而,近年来由于自然和人为因素的破坏,三江源地区草场退化,土地荒漠化面积扩大,湖泊水位下降甚至干涸,水土流失严重,致使该地区生态环境恶化,当地农牧民的生存环境受到严重威胁。

为贯彻落实党中央、国务院提出的西部大开发政策,“再造山川秀美的大西北”,2000年8月14日,我国海拔最高、面积最大、由国家主席江泽民同志亲自题写区名的自然保护区———“三江源自然保护区”隆重建立。这是党和政府实施西部开发,保护和恢复三江源地区的生态环境,实施可持续发展战略的重大举措。

(1)近年来,三江源地区生态环境恶化的自然因素主要是 ,人为因素主要有 、 、 等。

(2)三江源地区建立自然保护区的意义是什么?

[答案] (1)气候干旱 超载放牧 滥捕乱挖 滥采乱伐

(2)在三江源地区建立自然保护区有利于改善该地区的生态环境,保护该地区珍稀的动植物资源,实施可持续发展战略。

1.(2003年全国理综)据下图判断,下列叙述不

獉符合生态学原理的是( C )。

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,系统总能量利用效率降低

D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染

[解析] 结合图示分析,作物通过光合作用固定的太阳能,是流经此生态系统的总能量,作物的籽实、家畜、蚯蚓等可以供人们食用或利用,充分实现了物质的再利用和能量的多级利用,所以A、B和D选项符合题意。虽然在有的生态系统中,由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用效率降低,但不符合本题图示,本题中的生态系统无论物质还是能量,均实现了多级利用,符合生态学原理,其基本模式是“原料—产品—原料—产品”,物质和能量在逐级流动中不断增值。所以结合图示分析是正确解此题的关键。

2.(2008年上海春季)2007年5月太湖蓝藻大暴发,造成无锡市饮水危机……

材料一 水华是蓝藻大量死亡腐败后在水面形成的一层蓝绿色且有腥臭味的浮沫。

386

 

蓝藻一年中在水中随季节上下移动、漂浮

(如下图)。太湖蓝藻往年一般在5年底6月初发生,多见于湖区周边的小水湾等水体流动性差的水域。

材料二 近20年来,化学工业是太湖地区经济发展的重要产业之一,大小工厂遍布太湖周围地区。工业发展对劳动力的需求,使太湖地区人口密度达到每平方千米1000人左右。

材料三 城镇化的发展,使农业用地锐减,为了维持粮食总产量的相对稳定,大量使用化肥、农药和除草剂。农村也开始大量使用抽水马桶,但污水处理能力极其有限。根据材料回答下列问题:

(1)蓝藻的发生和水污染有关。引起太湖水污染的主要原因是 工业污水 、 农业污水 和 生活污水的排放(顺序可以改变) 。这些原因造成湖水中 氮、磷 等物质含量大量增加,导致湖水的 富营养 化。(2)有专家对太湖污水处理提出如下治理方案:把环太湖的污水集中起来,经过预处理后,穿过南通,送到黄海边生长着芦苇等植被的滩涂,最后排入大海,请你评价该方案的优缺点。 优点:预处理的污水经过芦苇等植被的生物净化,使剩余的氮、磷等物质被充分吸收,从根本上解决了太湖地区污水的处理和排放问题。(必须含有生物净化的意思) 缺点:实施该项目,需要投入大量的人力物力。政府不仅要有巨大财政投入,且要协调各方力量。(含相关内容即可) 

[解析] 该题属于对综合运用能力的考查,以社会热点太湖水污染为题材,考查理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力。根据题干材料中提供的信息可知太湖水污染的主要原因是工农业污水和生活污水的排放,导致氮、磷严重超标,造成水体的富营养化;芦苇等植物可以吸收水体中的氮磷,这样一方面净化了水体,另一方面提高了芦苇的产量,一举两得,是一个非常合理的治理方案,但是该项目的实施,需要的人力物力的投入也是相当大的。

1.“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一。其遵循的生态工程原理是( A )。

A.物质循环再生原理 B.协调和平衡原理

C.整体性原理D.系统学原理

[解析] “无废弃物农业”指在农业生产中合理利用废弃物,遵循生态工程的物质循环再生原理。

2.下列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

[解析] 由生态工程的概念可知,防止环境

污染,对造成环境污染和破坏的传统方式进行改善,促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确,单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。

3.全长1963公里的青藏铁路于2006年7月1日全面建成通车,其中在青藏铁路穿越可可西里的一段,专为藏羚羊设计的33条走廊———野生动物通道(如桥洞),格外引人注目。该设计的目的不包括( C )。

A.降低青藏铁路对藏羚羊等高原上的大型迁徙动物的不利影响,保护其自然栖息环

B.尽量保护青藏高原的原生态环境,保护物种多样性

C.避免因青藏铁路的阻隔出现地理隔离而出现新物种,保持藏羚羊等物种的遗传性

387 

D.防止出生率下降,维持种群数量的相对稳定

[解析] 目前我国藏羚羊的种群一共分居于四块区域:新疆的阿尔金山地区、青海的可可西里地区、西藏的羌塘地区以及青海的三江源地区。其中,可可西里地区是藏羚羊产崽的核心区域。周围三个地区的藏羚羊每年6月都要前往可可西里产崽,然后于当年的9月返回。所以设计动物通道可以降低青藏铁路对藏羚羊等高原上的大型迁徙动物的不利影响,使其能够正常繁殖,保持正常出生率,维持种群相对稳定。一般地,铁路不会造成严格的地理隔离,即使地理隔离可以形成新物种也不至于破坏物种的多样性。

4.阅读材料,回答问题:

材料一 “黄龙”再降西安

据新华社讯:2004年3月27日,西安市区黄尘弥漫,这是继3月22日西安一场泥雨后,“黄龙”再次降临西安。

材料二 专家调查表明:黑土地已严重恶化。据《华北信息报》2004年1月27日报道:黑龙江省一些专家、学者日前根据新近的调查结果发出警告:黑土地已严重恶化。分布在松嫩平原的10.8万平方千米的东北黑土地,是世界著名的高产土壤。然而,这片黑土地由于严重的水土流失和掠夺式的经营方式,土壤生产能力正呈下降趋势。黑土层已由50年前平均厚度40cm~100cm,下降到如今的20cm~40cm,有的地方已经裸露出有机质含量极低的泛黄母质层。专家们的调查显示:东北地区水土流失面积已达1/3以上,成为我国商品粮基地中水土流失最严重的地区之一。

材料三 我国西部174个县在2000年先后退耕34.33万公顷。

材料四 我国将实施6大林业重点工程:①天然林保护;②“三北”和长江中下游地区等重点防护林的建设;③退耕还林、还草;④环北京地区防沙治沙;⑤野生动植物保护及自然保护区的建设;⑥速生丰产材林的林业产业基地建设。

(1)从生态因素分析,导致“黄龙”再降西安的主要原因是我国西北地区植被 破坏、覆盖率低、地表裸露等 ;

引起“黄龙”再降的人为因素可以归纳为 不合理开垦、过度砍伐、过度放牧等 。(2)黑土地土壤流失严重,说明森林具有 

涵养水源,保持水土的功能 。

(3)科学家研究认为,沙尘暴的发生必须具有风和沙源两个条件,退耕还林、还草是西部生态建设的一项紧迫任务。从治理沙尘暴的角度思考,“还林”的作用是 防风固沙 。“还草”的作用是 固沙 。所依据的生态工程基本原理是: 物种多样性原理 。

(4)从根本上说,我国实施6大林业工程的目标就是要提高 森林覆盖率 ,搞好生态环境建设,集中体现了生态工程的 整体性 原理。

5.(2009年济南调考)下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答:

388 

(1)该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理?

 物质循环再生、整体性、物种多样性等原理 。

(2)这一生态系统的结构和功能有哪些特点?

 以沼气工程为核心,农林牧副渔业全面发展,增加了劳动力就业机会,促进了经济发展,降低了环境污染,促进了农村的可持续发展 。

(3)蓝绿萍的代谢类型是 自养需氧型 ,在生态系统中的地位是 生产者 。

高考题型研究

生物学科内综合题的解题策略

1.生物学科内综合题的基本结构

该类试题一般具有如下结构,题干(材料部分)+几个简短问题(问题部分)。题干部分是向学生提供解题所需材料,以文字、图形、表格等形式表达有关生物学的内容。题干往往具有隐蔽性、启发性、迁移性等特点。问题部分是围绕题干给出的材料展开的,问题与问题之间有的是并列的,有的是渐进的。学生回答这些问题的关键是从题干和问题中获得解题所需的信息,并且跟教材中所学的知识相结合,从而解决问题。

2.生物学科内综合题的解法

第一步,仔细审题

生物学科内综合题取材范围很广。通常是对教材的重点内容进行重新组织,运用教材中的相关知识进形成题干,往往涉及好几个章节,也可能是生命科学发展中的重大、热点问题。学生必须对所给材料进行认真分析、归纳,探索出试题涉及的实际问题与课本基础知识的联系点。

第二步,提炼信息

结合提出的问题,挖掘信息,分析出已知条件的内涵甚至外延,明确题目中的关键词,尤其要从冗长的显性条件中找出隐性条件,剔除干扰信息,提炼出有价值的信息,从中找到解题的切入点。

第三步,进行知识迁移,回归教材

充分联想,将发现的切入点与所学知识联系起来,并迁移到问题中来。

第四步,通过类比推理,解答问题

运用比较、归纳、推理,创造性地解决问题,得出答案。答案要简洁,可采用课本中的基本知识和理论做答,也可以采用题目中的隐含内容组织答案。书写要规范、科学,尽可能地使用生物学专业术语,避免出现错别字和语法上的错误。

2010年高考生物学科适应性样题(试卷满分:100分 考试时间:90分钟)

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40

分。在每小题给出的四个选项中,只有一

项是符合题目要求的)

1.2008年9月,“三鹿奶粉”事件引起了人们的

高度关注。不法商家将含“伪蛋白氮”较高

的三聚氰胺掺入奶粉,提高检测时蛋白质的

含量,大大降低生产成本。有关叙述不正确

的是( B )。

A.测定某种食品中氮元素的含量,可以间接

推测出其中蛋白质的含量

B.实验室里可以用双缩脲试剂精确检测蛋

白质的含量

C.儿童少年的食物中应该含有较多的蛋白

D.三聚氰胺虽然含氮较高,但是不能体现蛋

白质的营养价值

[解析] 双缩脲试剂只能定性检测是否含

有蛋白质,不能定量精确检测蛋白质的含

量。

[失分探因] 此题易出现审题性失误,受题

干信息影响而错选A。

2.下列生化反应发生在生物膜上的是

( C )。

A.DNA分子的复制

B.氨基酸脱水缩合

C.水在光下分解

D.光合作用的暗反应

[解析] 水在光下分解属于光合作用的光

反应,发生在叶绿体的囊状结构薄膜上。

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