高中生物2020届高考生物一轮复习3.5生态工程课件选修

这是一份高中生物2020届高考生物一轮复习3.5生态工程课件选修，共60页。PPT课件主要包含了修复和重建，生产方式，生产力，物质循环，经济效益，生态效益，少消耗，可持续，“循环经济”，生产原料等内容，欢迎下载使用。

考点一　生态工程的基本原理 【核心知识·突破】1.生态工程与生态经济：(1)生态工程。①任务：___________已遭到破坏的生态系统；改善传统的_________，提高生态系统的_______。
②目的：遵循自然界_________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_________和_________的同步发展。③特点：与传统工程相比，生态工程是一类_______、多效益、_______的工程体系。
(2)生态经济。①原则：_____________。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_________。③目的：___________________。④手段：_________。
【微点警示】传统经济≠生态经济(1)传统经济。①方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。②特点：不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
(2)生态经济。①方式：实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。②特点：少消耗、多效益、可持续。
【命题案例·研析】【典例】(2019·长沙模拟)在色彩缤纷的生物世界，微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在生态工程中有着重要的作用，如处理生活污水。请回答下列问题：
(1)生活污水流经某生活污水净化处理系统中的“厌氧沉淀池”“曝气池”和“兼氧池”后得到初步净化，在这个过程中，微生物通过__________呼吸将污水中的有机物分解。 
(2)生活污水净化处理系统中包括多种微生物、浮萍等浮水植物、芦苇等挺水植物，浮萍等作为饲料用于养殖业，说明该生态工程遵循__________、__________等基本原理。 (3)生态工程追求生态、经济、社会效益的统一，体现了生态工程的_________原理。 
(4)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物”，理论上可以采用_______技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是_______。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测方法是_________________________________。 
【审答技巧】(1)审题技巧：题干信息解读。①“厌氧沉淀池”“曝气池”分别提供了无氧、有氧的环境。②根据现代生物技术分析“对现有微生物进行改造”的手段。
(2)满分答题：①第(1)小题不能只答“有氧”或“无氧”。②在个体水平上检测改造的微生物能否分解生活污水中多种有机物，应检测改造的微生物在含有各种特定有机物的培养基上的分解能力。
【解析】(1)厌氧沉淀池中的微生物通过无氧呼吸将污水中的有机物分解，曝气池中的微生物通过有氧呼吸将污水中的有机物分解，兼氧池中的微生物通过有氧呼吸和无氧呼吸将污水中的有机物分解。(2)生活污水净化处理系统中包括多种生物，浮萍等作为饲料用于养殖业，说明该生态系统遵循物种多样性原理、物质循环再生原理。(3)生态工程追求生态(或自然生态)、
经济、社会效益的统一，体现了生态工程的整体性原理。(4)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物”，理论上可以采用基因工程技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是基因表达载体的构建。如果在个体水平上检测改造的微生物是否符合要求，可采用的检测方法是用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的微生物，观察其分解能力。
答案：(1)无氧和有氧(或细胞)(2)物质循环再生原理　物种多样性原理　(3)整体性(4)基因工程(或基因拼接或转基因)　基因表达载体的构建　用含不同种有机物的培养基分别培养改造后的微生物，观察其分解能力
【高考长句应答特训】(1)微生物将生活污水中的有机物分解，释放的能量有哪些去向？提示：大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。
(2)浮水植物和挺水植物在该生活污水净化处理系统中起到什么作用？提示：吸收水体中的水分和无机盐，避免水体富营养化。
【方法规律】生态工程基本原理的判断方法(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。(2)体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。
(4)涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设→整体性原理。(5)涉及结构、功能、分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理(系统学和工程学原理)。(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类的互利共生→系统整体性原理(系统学和工程学原理)。
【考点题组·诊断】1.(金榜原创预测)据报道，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。其结构如图，稳定塘污水生态处理系统的主要指标如表，请分析上述材料，回答下列问题：世纪金榜导学号
(1)从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显。这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对________的需求不同有关。 (2)好氧塘内藻类生长通常比正常情况要快，其主要原因是___________________。 
(3)污水在厌氧塘中停留时间特别长的原因主要是_________。同时，污水不能过量流入厌氧塘，说明生态系统的_________能力有限。经过稳定塘处理的污水，再流经潜流湿地，就能作为农业、工业用水。该系统主要依据了生态工程中_______、_______等原理。 
(4)由于人们长期向湖泊、河流中排放大量生活污水(和某些工农业废水)，导致水华现象频繁发生。通过人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法。近年来，人们还采用投放食浮游植物的鱼类、种植大型挺水植物和建设人工浮床等方法构建生物修复系统，取得较好的效果。与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是_________和_____________。 
【解析】(1)不同深度的稳定塘中的分解者不同，对溶氧量(氧气)的需求不同。(2)好氧塘中分解者能彻底氧化分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐，因此藻类生长较快。
(3)从表格中可以看出，厌氧塘处理的污水中的有机物浓度高，厌氧菌分解大量有机物所需时间长；生态系统的自我调节能力是有一定限度的，因此污水不能过多排入；该生态系统利用了生态工程的物种多样性原理和物质循环再生原理。
(4)生物方法修复系统与化学方法相比，有利于减少环境污染，保护生物多样性(或不杀伤天敌或不会使藻类产生抗药性，答案合理即可)。
答案：(1)溶氧量(或氧气)(2)分解者分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐(3)厌氧塘处理的污水中有机物浓度高，厌氧菌分解大量有机物所需时间长　自我调节(或调节)　物种多样性原理　物质循环再生原理
(4)减少环境污染　保护生物多样性(或不杀伤天敌或不会使藻类产生抗药性，答案合理即可)
2.(2019·兰州模拟)在习近平主席提出的“两山论”指导思想的指引下，我国在生态建设方面的步伐进一步加快。 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，达到经济效益与生态效益的同步发展。请回答下列关于生态工程的问题：
(1)在农业和林业生产中，连年种植单一品种会造成病虫害增加，其主要原因是生态系统的________稳定性降低，这主要违反了生态工程的________原理。 (2)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少____________，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 
(3)在城市环境治理中，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等，这主要体现了生态工程的________原理。对城市垃圾进行分类处理，多方利用，加快相关产业进程，这一产业链的价值是_______________________。 
【解析】(1)连年种植单一品种的农作物，生态系统的营养结构简单，导致生态系统的抵抗力稳定性降低，会造成病虫害增加，这违背了生态工程的物种多样性原理。(2)在湿地生态恢复工程中，为了尽量减少人类的干扰，应该在湿地周围建立缓冲带，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
(3)在城市环境治理中，进行城市生态分区，将工业区、居住区、生态绿地等合理划分，体现了生态工程的整体性原理；对城市垃圾进行分类处理，多方利用，不仅实现能量多级利用和物质的循环利用，还可以减少环境污染。
答案：(1)抵抗力　物种多样性　(2)人类的干扰(3)整体性　实现能量多级利用，加速物质循环利用，减少环境污染
考点二　生态工程的实例及前景 【核心知识·突破】1.生态工程的实例(连线)：
2.生态工程发展的前景：(1)“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然_________的重要性，深化了我们对自然规律的认识。
(2)发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与___________效益的结合。
【秒判正误】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.在建设生态农业时，沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。( )分析：沼气池的建立实现了物质的循环利用，遵循物质循环再生原理。
3.根据整体性原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。( )分析：一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量，遵循的是协调与平衡原理。
4.“总体功能大于各部分之和的效果”是利用整体性原理。( )分析：“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统学和工程学原理中的系统整体性原理。
5.某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现的是物种多样性和协调与平衡原理。( )分析：不同牧草种类的搭配种植，体现了物种多样性原理；对单位面积内的放牧量做一定控制，体现的是协调与平衡原理。
【命题案例·研析】【典例】(2014·重庆高考节选)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。 
【审答技巧】(1)审题技巧：有机物转化为无机物，依赖于分解者的分解作用。(2)满分答题：根据“群落中植物物种数增加”推断人工林抵抗力稳定性的变化及物种之间的关系变化。
【解析】(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；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，生态系统中的组分越多，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)生态环境得到改善，社会和经济效益得到提高，体现了生态工程的整体性原理。
答案：(1)分解者　植物种子或繁殖体　增强　竞争　(2)整体性
【高考长句应答特训】(1)题中哪一措施体现了生态工程的协调与平衡原理？提示：选择适生植物进行人工造林。
(2)治理该废弃采石场的生态环境中，群落演替属于哪一类型？判断依据是什么？提示：次生演替。最初植物物种数不为0(土壤中存在植物种子或繁殖体)。
【考点题组·诊断】1.(2019·大连模拟)如图为某地进行生态养殖的创新模式，该模式将乳鸽养殖、鱼塘养殖、果林种植等产业进行有机结合。请分析并回答问题：世纪金榜导学号
(1)鸽种群一般遵循“一夫一妻制”，这就需要使种鸽种群具有适宜的________，以维持鸽种群正常的出生率。鸽子经过驯化后可以充当“信使”，该过程属于____________信息的应用。 
(2)肉鸽摄入的饲料，其能量一部分以呼吸热能散失，一部分用于________，其他能量进入粪便。粪便可以进入鱼塘或者回田利用，该设计遵循的生态工程原理是________。 
(3)桉树能分泌出“杀菌素”和芳香化合物，在鸽舍周边种植桉树林隔离带的目的是________。鸽舍需经常清扫、冲洗，废水进入鱼塘得以净化，体现了鱼塘生态系统具有________能力。 
(4)调查发现，鱼塘中存在水草→草鱼→鳜鱼所构成的食物链，其能量流动情况如表所示。(注： NP为净同化量，GP为总同化量，R为呼吸量，NP=GP-R)
上表生物类群中，代表草鱼的是________(填写序号)；该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________(保留两位小数)。 
【解析】(1)性别比例通过影响出生率来间接影响种群密度和种群数量。只有保证了种鸽种群具有适宜的性别比例，才能维持鸽种群正常的出生率。鸽子根据地球磁场充当“信使”，该过程属于物理信息的应用。
(2)肉鸽摄入的饲料，其能量一部分以呼吸热能散失，一部分用于肉鸽的生长、发育和繁殖，其他能量进入粪便。粪便可以进入鱼塘或者回田利用，体现了生态工程的物质循环再生原理。
(3)桉树能分泌出“杀菌素”和芳香化合物，因此在鸽舍周边种植桉树林隔离带可以净化空气。鸽舍需经常清扫、冲洗，废水进入鱼塘得以净化，体现了鱼塘生态系统具有自我调节能力。
(4)调查发现，鱼塘中存在水草→草鱼→鳜鱼所构成的食物链。生物类群总同化量大小关系为：59.3×106>176×103>55.6×102，在生态系统中，能量的流动是单向、逐级递减的，因此生物类群Ⅰ是草鱼，生物类群Ⅱ是水草，生物类群Ⅲ是鳜鱼。该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(55.6×102)÷(176×103)×100%≈3.16%。
答案：(1)性别比例　物理(2)肉鸽的生长、发育和繁殖　物质循环再生原理(3)净化空气　自我调节　(4)Ⅰ　3.16%
2.(2018·广州模拟)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，结果如表：
(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，_______合成增多，从而促进根系对土壤养分的吸收。 
(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥__________________________，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。 
【解析】(1)生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。(2)由表可知，施用含有生物质炭的污泥时黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量。污泥中含有大量的有机质和
无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此符合生态工程的物质循环再生原理。
答案：(1)呼吸作用　ATP(2)能增加黑麦草叶绿素含量　升高　能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量　物质循环再生
【加固训练】池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图所示)。请回答下列问题：
(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_______。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖，加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为__________调节。
(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有___________________，可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的___________________，有效减少水体中的N、P等含量。
(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有__________________、_____________________。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为____________________。
(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_______、_____________________进行调控。
【解析】(1)群落的营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。人工养殖池塘营养结构简单，恢复力稳定性高，抵抗力稳定性低。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，本题中因水体富营养化导致藻类大量繁殖，死亡后使水体溶氧量下降，造成鱼类等死亡，这是正反馈调节。(2)由图可知，该养殖系统比传统养殖池塘增加了生态塘和潜流湿地，
这些设施内的水生植物、滤食动物可以净化水体、吸收水体中的矿质元素。(3)前一池塘的上层植物进行光合作用使水体中含有较多的氧气，这些浮游植物及剩余的饵料到下一个池塘的底部后又可以被利用，提高了饵料的利用率。(4)因营养的聚积使后面池塘水体中的N和P含量越来越高。(5)由于是人工养殖系统，可以自主调节池塘里的水，以控制N、P含量。
答案：(1)高　正反馈(2)生态塘和潜流湿地　净化作用(3)增加水中的溶氧量　提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N和P含量会越来越高(5)补水和排水　水泵控制水的流量
答案速填：[1]物种多样性原理　[2]系统的结构决定功能原理　[3]综合发展型　[4]综合治理　[5]矿区废弃地