高中生物人教版选修3 5.1 生态工程的基本原理 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版选修3 5.1 生态工程的基本原理 学案（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 195.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2020-11-18 16:57:36 | ||
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文档简介
生态工程的基本原理
一、学习目标
1.了解生态工程兴起的原因及生态工程的概念；
2.简述生态工程的基本原理，并说出各原理的内容。
二、重点难点
重点：
生态工程的基本原理。
难点：
生态工程的系统学和工程学原理。
三、学习过程
【自主预习】
一、生态工程的概念：
1.生态工程是指人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，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 。
2.生态工程建设的目的是在 的前提下，充分发挥资源的生产潜力， ，达到 和 的同步发展。
3.与传统工程相比，生态工程具有 、 、 的特点。
拓展：传统经济模式是一种高投入、低产出、高污染的经济模式，而生态经济模式主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。实现循环经济的重要手段之一就是生态工程。
二、生态工程的原理
1.物质循环再生原理
【主要内容】物质能够在各类生态系统内进行 和 ，使物质 、 利用，进而达到“取之不尽、用之不竭”的效果。
【实例】古代“无废弃物农业”。
2.物种多样性原理
【主要内容】生态系统中生物多样性程度越高，食物链（网）越 ，生态系统的抵抗力稳定性 ，生态系统的结构越不易被破坏。生物多样性程度高的生态系统中，即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的 ，从而避免了系统结构或功能的失衡。
【实例】人工林往往由于植物种类较单一，而容易因虫害等遭到破坏。
3.协调与平衡原理
【主要内容】在进行生态工程建设时，要注意因地制宜，合理确定 （即 ）。
【实例】合理放牧。
4.整体性原理
【主要内容】人类处在一个 的复合系统中，进行生态工程建设时，不但要考虑到 ，还要考虑到 ，此外，_____________等也对生态工程建设有着重要的影响。
【意义】 是解决生态环境问题的必要基础，只有应用整体性原理，才能统一协调 、 、 之间的关系，保障生态系统的 。
【实例】 在进行林业工程建设时要考虑到农民的粮食、烧柴及收入等问题。
5.系统学和工程学原理
【主要内容】 ①系统的结构决定功能原理：通过 ，达到改善___________的目的。②系统整体性原理：系统各组分之间要有 关系，才能顺利完成 等的转换和流通，并实现总体功能大于部分之和的效果，即“ ”。
【实例】桑基鱼塘模式、珊瑚礁中珊瑚虫与共生藻类
【课内探究】
探究一
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？解决措施有哪些？
2.你对“石油农业”是如何理解的？
3.洪灾发生和“石油农业”反映出传统经济发展模式存在什么问题？
4.针对洪灾和“石油农业”你认为传统的经济发展模式应当怎样改进？
5.物质循环再生原理的含义是什么？其理论基础是什么？
6.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？你能得出怎样的结论？
7.协调与平衡的含义是什么？
8.你是怎样理解“总体功能大于各部分之和的效果，即‘1+1＞2’”这句话的？
四、自主练习
1.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
2.据图判断，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
3.下列农业模式中不遵循生态经济发展原理的是（ ）
A.石油农业 B.精确农业
C.无废弃物农业 D.四位一体农业
4.生物数量超过了环境的承载力后，违背了生态工程的哪一原理（ ????）
A.整体性原理????????? B.系统性原理
C.协调与平衡原理????? D.工程学原理
5.“三北防护林工程”建设中注意了两个问题：（1）考虑到树种的生态适应性问题；（2）考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理（ ）
A.系统学原理和物种多样性原理
B.协调与平衡原理和物种多样性原理
C.整体性原理和物种多样性原理
D.物种多样性原理与整体性原理
6.单一的人工林比天然混合林的稳定性低，易受害虫危害，这主要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.系统整体性原理
7.下图是“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.物质多样性原理 ? B.整体性原理
C.物质循环再生原理????????? D.协调与平衡原理
8.我国西北一些地区年降雨量小于450mm，只适宜种植灌木和草，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了（ ）
A物种多样性原理 B协调与平衡原理?
C系统整体性原理 D.物质循环再生原理
9.下列有关生态工程的描述不正确的是（ ）
A.生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
B.中国农民实施的“无废弃物农业”所包含的生态学原理是物质的循环再生
C.在林业工程建设时要考虑系统整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”
D.我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理
10.在人类的生产活动中，为了不受大自然的惩罚，必须具备的正确观点是（ ）
A.只有讲求生态效益，才能获得稳定的经济效益
B.遵循生态系统自身规律，大力扩展耕地面积
C.保护对人类有益的生物资源，消灭对人类不利的种群
D.优先考虑经济效益，充分开发、利用自然资源
11.与传统的工程相比，生态工程的特点是（ ）
A.高消耗、低效益、可持续????????????????? B.高消耗、高效益、可持续
C.少消耗、低效益、可持续????????????????? D.少消耗、多效益、可持续?
12.珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘。下图是蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘的模式图，据图回答下列问题：
（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）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过????????????的作用，释放出????????????，被植物利用。
（3）?该生态系统内能量和物质多级利用的实现，是根据生态系统的??????????????原理设计的，把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循 ?原理。
参考答案
【自主预习】
一、1.生态学和系统学 系统设计、调控和技术组装 促进人类社会和自然环境和谐发展
2.遵循自然界物质循环的规律 防止环境污染 经济效益 生态效益
3.低消耗 多效益 可持续
二、1.区域小循环 全球地质大循环 循环往复 分层多级
2.复杂 越强 生态位置
3.环境承载力 环境容纳量
4.社会—经济—自然 自然生态系统的规律 经济和社会系统的影响力 社会习惯、法律制度 整体理论 当前与长远 局部与整体 开发与环境建设 平衡和稳定
5.改变和优化结构 系统功能 适当的比例 能量、物质、信息 1＋1>2
【课内探究】
1.根本原因：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；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.“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
3.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。
4.针对洪灾应该改进的措施是——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。
针对石油农业应该改进的措施是——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再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。
5.物质能够在各类生态系统中循环往复，分层分级利用；理论基础是生态系统的物质循环。
6.纯樟子松林的生物多样性低，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。
7.生态系统的生物种类要和环境相适应，生物数量不能超过环境承载力的限度。
8.系统内的各个要素之间不是孤立的，而是有机结合的整体，构成整体的部分在单独存在时，只具有自身的功能。当许多部分按照有序性构成有机整体时，会产生部分所没有的整体功能。就是说，当用合理的结构将上述桑树林等要素组合成一个系统时，所产生的总效益比各要素单独“运行”时所产生的单独效益之和要大。
自主练习
1.D 2.C 3.A 4.C 5.B 6.C 7.C 8.B 9.C 10.A 11.D
12.（1）生产者和分解者 能量 保持相对稳定
（2）分解者 矿质离子（无机物）
（3）物质循环再生 系统学和工程学原理（系统的结构决定功能原理）
一、学习目标
1.了解生态工程兴起的原因及生态工程的概念；
2.简述生态工程的基本原理，并说出各原理的内容。
二、重点难点
重点：
生态工程的基本原理。
难点：
生态工程的系统学和工程学原理。
三、学习过程
【自主预习】
一、生态工程的概念：
1.生态工程是指人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，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 。
2.生态工程建设的目的是在 的前提下，充分发挥资源的生产潜力， ，达到 和 的同步发展。
3.与传统工程相比，生态工程具有 、 、 的特点。
拓展：传统经济模式是一种高投入、低产出、高污染的经济模式，而生态经济模式主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。实现循环经济的重要手段之一就是生态工程。
二、生态工程的原理
1.物质循环再生原理
【主要内容】物质能够在各类生态系统内进行 和 ，使物质 、 利用，进而达到“取之不尽、用之不竭”的效果。
【实例】古代“无废弃物农业”。
2.物种多样性原理
【主要内容】生态系统中生物多样性程度越高，食物链（网）越 ，生态系统的抵抗力稳定性 ，生态系统的结构越不易被破坏。生物多样性程度高的生态系统中，即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的 ，从而避免了系统结构或功能的失衡。
【实例】人工林往往由于植物种类较单一，而容易因虫害等遭到破坏。
3.协调与平衡原理
【主要内容】在进行生态工程建设时，要注意因地制宜，合理确定 （即 ）。
【实例】合理放牧。
4.整体性原理
【主要内容】人类处在一个 的复合系统中，进行生态工程建设时，不但要考虑到 ，还要考虑到 ，此外，_____________等也对生态工程建设有着重要的影响。
【意义】 是解决生态环境问题的必要基础，只有应用整体性原理，才能统一协调 、 、 之间的关系，保障生态系统的 。
【实例】 在进行林业工程建设时要考虑到农民的粮食、烧柴及收入等问题。
5.系统学和工程学原理
【主要内容】 ①系统的结构决定功能原理：通过 ，达到改善___________的目的。②系统整体性原理：系统各组分之间要有 关系，才能顺利完成 等的转换和流通，并实现总体功能大于部分之和的效果，即“ ”。
【实例】桑基鱼塘模式、珊瑚礁中珊瑚虫与共生藻类
【课内探究】
探究一
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？解决措施有哪些？
2.你对“石油农业”是如何理解的？
3.洪灾发生和“石油农业”反映出传统经济发展模式存在什么问题？
4.针对洪灾和“石油农业”你认为传统的经济发展模式应当怎样改进？
5.物质循环再生原理的含义是什么？其理论基础是什么？
6.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？你能得出怎样的结论？
7.协调与平衡的含义是什么？
8.你是怎样理解“总体功能大于各部分之和的效果，即‘1+1＞2’”这句话的？
四、自主练习
1.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
2.据图判断，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
3.下列农业模式中不遵循生态经济发展原理的是（ ）
A.石油农业 B.精确农业
C.无废弃物农业 D.四位一体农业
4.生物数量超过了环境的承载力后，违背了生态工程的哪一原理（ ????）
A.整体性原理????????? B.系统性原理
C.协调与平衡原理????? D.工程学原理
5.“三北防护林工程”建设中注意了两个问题：（1）考虑到树种的生态适应性问题；（2）考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理（ ）
A.系统学原理和物种多样性原理
B.协调与平衡原理和物种多样性原理
C.整体性原理和物种多样性原理
D.物种多样性原理与整体性原理
6.单一的人工林比天然混合林的稳定性低，易受害虫危害，这主要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.系统整体性原理
7.下图是“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.物质多样性原理 ? B.整体性原理
C.物质循环再生原理????????? D.协调与平衡原理
8.我国西北一些地区年降雨量小于450mm，只适宜种植灌木和草，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了（ ）
A物种多样性原理 B协调与平衡原理?
C系统整体性原理 D.物质循环再生原理
9.下列有关生态工程的描述不正确的是（ ）
A.生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
B.中国农民实施的“无废弃物农业”所包含的生态学原理是物质的循环再生
C.在林业工程建设时要考虑系统整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”
D.我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理
10.在人类的生产活动中，为了不受大自然的惩罚，必须具备的正确观点是（ ）
A.只有讲求生态效益，才能获得稳定的经济效益
B.遵循生态系统自身规律，大力扩展耕地面积
C.保护对人类有益的生物资源，消灭对人类不利的种群
D.优先考虑经济效益，充分开发、利用自然资源
11.与传统的工程相比，生态工程的特点是（ ）
A.高消耗、低效益、可持续????????????????? B.高消耗、高效益、可持续
C.少消耗、低效益、可持续????????????????? D.少消耗、多效益、可持续?
12.珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘。下图是蔗基、鱼塘和桑基、鱼塘的模式图，据图回答下列问题：
（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）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过????????????的作用，释放出????????????，被植物利用。
（3）?该生态系统内能量和物质多级利用的实现，是根据生态系统的??????????????原理设计的，把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循 ?原理。
参考答案
【自主预习】
一、1.生态学和系统学 系统设计、调控和技术组装 促进人类社会和自然环境和谐发展
2.遵循自然界物质循环的规律 防止环境污染 经济效益 生态效益
3.低消耗 多效益 可持续
二、1.区域小循环 全球地质大循环 循环往复 分层多级
2.复杂 越强 生态位置
3.环境承载力 环境容纳量
4.社会—经济—自然 自然生态系统的规律 经济和社会系统的影响力 社会习惯、法律制度 整体理论 当前与长远 局部与整体 开发与环境建设 平衡和稳定
5.改变和优化结构 系统功能 适当的比例 能量、物质、信息 1＋1>2
【课内探究】
1.根本原因：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；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.“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
3.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。
4.针对洪灾应该改进的措施是——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。
针对石油农业应该改进的措施是——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再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。
5.物质能够在各类生态系统中循环往复，分层分级利用；理论基础是生态系统的物质循环。
6.纯樟子松林的生物多样性低，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。
7.生态系统的生物种类要和环境相适应，生物数量不能超过环境承载力的限度。
8.系统内的各个要素之间不是孤立的，而是有机结合的整体，构成整体的部分在单独存在时，只具有自身的功能。当许多部分按照有序性构成有机整体时，会产生部分所没有的整体功能。就是说，当用合理的结构将上述桑树林等要素组合成一个系统时，所产生的总效益比各要素单独“运行”时所产生的单独效益之和要大。
自主练习
1.D 2.C 3.A 4.C 5.B 6.C 7.C 8.B 9.C 10.A 11.D
12.（1）生产者和分解者 能量 保持相对稳定
（2）分解者 矿质离子（无机物）
（3）物质循环再生 系统学和工程学原理（系统的结构决定功能原理）