【微课第十一期】选修3专题5： 5.1 生态工程及相应习题（老久讲生物-44张ppt）课件

专题4 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。
4.1 生态工程的基本原理
4.2 生态工程的实例和发展前景
4.1 生态工程的基本原理
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。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。
一\关注生态工程建设
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？
讨论:
资料分析一：
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
根本原因：
(1)长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；
(2)中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。
直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。
2.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。
资料分析二：
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。其中会消耗大量的石油、煤、天然气。
2. “石油农业”造成了哪些生态问题？
“石油农业”消耗掉大量的不可再生资源，造成了严重的大气污染。土壤板结，肥力下降，农产品农药残留严重。大规模的禽畜养殖，滥用抗生素，早就超级细菌，分辨未经无害化处理，造成水体污染，水体富营养化等。
①、生产方式：石油农业
②、石油农业的优势：
高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。
③、石油农业的弊端：
高投入、高成本、高污染
传统经济
传统经济模式：
毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，并造成环境污染。
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。
为了可持续发展，走生态经济之路。
二、生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理

地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于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。
理论基础:物质循环
一个系统产生的“废弃物”作为另一个系统的原料
无废弃物农业——我国古代传统农业的辉煌成就之一，是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业----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，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，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，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。
2、物种多样性原理
单一的樟子松林被松毛虫害死
食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌。
理论基础：生态系统的稳定性
生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好
纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。
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。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。
3、协调与平衡原理
理论基础：生物与环境的协调与平衡
水
葫
芦
泛
滥
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“
　 提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。
P111资料分析问题讨论
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？
提示：
西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
协调：根据实际环境条件，选择合适的物种，让生物生存与环境达到协调。
平衡：不能让生物的种群数量严重超过环境容纳量，防止破坏生态系统。
4、整体性原理
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，要考虑到经济和社会等系统的影响力。


整体性原理：
把自然、社会、经济看做一个整体，彼此兼顾，经济高效增长；社会幸福和谐；自然完整健康。
.
.
.
新。.系统学，工程学
5、系统学和工程学原理
⑴系统的结构决定功能原理

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。
理论基础：分布式优于集中式和环式
若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：
工作的可靠性哪个高？
高效生态系统
生态工程之沼气工程
系统各组分之间要在适当的比例关系，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”。
⑵系统整体性原理
理论基础：整体功能大于部分之和
固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
豆科作物和固氮菌的共生
试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释
1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量

2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业

3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。

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。
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
A．大力发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
课堂练习
B
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（　 ）
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（　）
A．物质循环再生原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．系统整理性原理
C
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（ 　 ）

A．物种多样性原理
B．整体性原理
C．物质循环再生原理
D．系统学原理
C
4．协调与平衡原理主要指（　 ）
A.生物与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
A
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
5.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（. ）
B
A．系统整体性原理
B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理
D．以上都不是
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（ . ）

B
8.某研究者用抗原（A）分别免疫3只同种小鼠（X、Y和Z），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞（染色体数目40条），并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞（染色体数目60条）按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题：
（1）制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过
次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是
小鼠，理由 。
（2）细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有 ，体系中出现多种类型细胞的原因是 。
（3）杂交瘤细胞中有 个细胞核，染色体数目最多是 条。
（4）未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是 。
4
乙
血清中抗体浓度高，产生抗体能力强
浆浆；瘤瘤
细胞随机融合
1
100
B淋巴细胞无法无限增殖，最终衰老凋亡
9. 如图是胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程图，请回答下列问题：
⑴在牛胚胎移植程序中，①通常是采用 进行同期发情处理；在流程②中，要用 激素处理供体母牛，目的是 。
孕激素
促性腺
超数排卵
⑵流程图中，第 (填序号)步要进行冲卵。
⑶⑤对胚胎进行质量检查，这时胚胎应发育到 或
阶段。
⑷用胚胎移植繁育良种奶牛属于哪类生殖方式？
，该技术的意义是
4
囊胚
桑椹胚
充分发挥雌性优良个体的繁育潜能，提高了优良个体的繁殖速度。
有性生殖
感谢同学们的聆听，你的进步是我最大的动力！