贵州省届高三生物一轮复习 第四十五讲 生态工程学案无答案.docx

贵州省届高三生物一轮复习 第四十五讲 生态工程学案无答案.docx

《贵州省届高三生物一轮复习 第四十五讲 生态工程学案无答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《贵州省届高三生物一轮复习 第四十五讲 生态工程学案无答案.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

贵州省届高三生物一轮复习第四十五讲生态工程学案无答案

第四十五讲生态工程

考纲要求

1．简述生态工程的原理（Ⅱ）。

2.生态工程的实例（Ⅰ）。

知识梳理

一.生态工程与生态经济

1.生态工程建设的根本目的：

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。

2.生态工程的特点：

少消耗、多效益、可持续。

3.生态经济：

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，从而实现废物资源化。

二.生态工程所遵循的基本原理

1.物质循环再生原理

物质在生态系统中循环往复，逐层分级利用。

（如无废弃物农业）

2.物种多样性原理

物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。

3.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。

4.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。

5.系统学和工程学原理

包括系统的结构决定功能

原理和系统整体性原理。

深度思考

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什么？

该设计方案大大提高了能量传递效率，对吗？

提示物质循环再生原理。

不对，该设计通过“沼气池”这一环节大大提高了能量“利用率”，而不是能量“传递效率”。

三.生态工程实例（连一连）

类型　　　　　　　　　　实例

①农村综合发展型生态工程　　　　a．“三北”防护林，退耕还林还草

②小流域综合治理生态工程b．窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程

③大区域生态系统恢复工程c．甘肃陇南“九子登科”治理模式

④湿地生态恢复工程d．张家港、大连等国家环境保护模范城市

⑤矿区废弃地的生态恢复工程e.

⑥城市环境生态工程f．赤峰市元宝山矿区

生态恢复工程

四.生态工程的发展前景

（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和谐共处的重要性，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，更要注重与经济、社会效益的结合。

要点精析

1.几种常考生态工程原理举例

（1）单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。

（2）草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。

（3）引种考虑适应环境——协调与平衡原理。

（4）林业生态工程建设，既考

虑种树又考虑生活问题——整体性原理

2.区分生态工程的整体性原理与系统整体性原理的比较

（1）整体性原理

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，例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，如图所示：

（2）系统整体性原理

系统整体性原理强调整体大于部分之和，即“1＋1>2”，目的是保持系统有很高的生产力，互利共生的生物能体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中藻类和真菌等。

3.生态工程与传统工程的比较

生态工程

传统工程

基本理论

生态学、工程学

工程学

调控机制

人为辅助下的自我调节

人为调控

与自然环境的关系

协调

破坏

主要能源

太阳能

化学能

生物多样性

保持

减少

（1）在六类生态工程实例中除“矿区废弃地的生态恢复工程外，其余五大生态工程均涉及整体性”原理。

（2）除“矿区废弃地生态恢复工程”及“农村综合发展型”生态工程外，均涉及“协调与平衡”原理。

（3）只有“农村综合发展型生态工程”涉及“物质循环再生”原理。

（4）只有“农村综合发展型生态工程”及“大流域生态系统恢复工程”涉及“物种多样性”原理。

（5）只有“小流域综合治理生态工程”

及“矿区废弃地生态恢复工程”涉及“工程学”原理。

4.农业生态系统的设计原则

（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则；

（2）应当能够构成一个合理的生产结构；

（3）应当充分利用自然界的物质和能量资源；

（4）应当体现减少环境污染的原则；

（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益；

（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。

5.不同生态工程中的关键点

（1）农村综合发展型生态工程：

核心是沼气工程，优点是开发可更新资源，减少环境污染。

（2）小流域综合治理生态工程：

“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，各具特色。

（3）大区域生态系统恢复工程：

①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性。

（4）湿地生态恢复工程：

①主要措施：

退耕还湖；②主要困难：

解决迁出湖区居民的生计问题。

（5）矿区废弃地的生态恢复工程：

①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载牧量；③改良表土。

（6）城市环境生态工程：

①解决大气污染措施：

禁止使用有铅汽油；②水污染：

减少或禁止污水排放，进行污水净化

。

试题精粹

1.（2015·湖南师大附中月考）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。

如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。

（4）生态工程所遵循的基本原理有__________________、____________________、____________________、____________________等。

2.（2014·北京东城适应训练，31）下图示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。

请分析回答下列问题：

（1）在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量（总初级生产量）是________________。

人们将蚕沙（蚕的粪便）投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第________营养级。

（2）鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。

（3）建立该人工生态系统的目的是实现对能量的________，提高能量的利用率。

与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力________。

（4）建立该生态系统遵循的原理主要是________________、________________。

2.（2014·邯郸二模）如图所示为农民采用的笼养蝇蛆法而形成的食物网。

说明：

鸡粪中含有较多的营养物质未被消化，因此可再添加其他饲料养猪，以生态学的角度看，这是一个理想的生态系统。

请据图回答：

（1）构成此生态系统，不可缺少的生物成分是________。

（2）猪粪经过________作用，可被农作物再利用；猪粪中的氨经过________（生物）的作用，形成NO

和NO

被农作物吸收。

若在该系统中增加一个沼气池，该池中要接种的菌种的新陈代谢类型是________。

（3）人在该食物网中位于多个营养级，在人采食的食物中有可能有转基因食物，说出在转基因生物或其产品研究中应遵循的科学研究中的一项内容：

__________________。

（4）图中农民养蝇的主要目的是缓解农村的“三料”中________的缺乏问题。

3.（2014·湖南四市一模，40）某研究性学习小组参观长沙市郊建立的以沼气为中心、以保护生态环境为目标的“四位一体”生态农业（人居—种植—养殖—沼气）时绘出了如下模式图，请分析回答：

（1）构建以沼气为中心的“四位一体”生态农业时所依据的主要生态学原理是________，该生态农业最大的优点是_________________。

（2）该生态系统的生产者是________，蘑菇在该生态系统的成分中属于________。

在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，其原因是______________。

（3）利用植物秸秆生产乙醇时，植物秸秆经预处理后，被微生物A所产生的________酶水解，转化成葡萄糖。

在控制________的情况下，能促进微生物B的发酵过程。

写出微生物B发酵过程的相关反应：

________________。

（4）秸秆在沼气池中处理成沼渣后有利于植物的吸收利用，原因是__________。

（5）为进一步提高经济效益，养猪场引进了一头肉质优良的花猪，运用________（填“DNA重组”“核移植”或“胚胎分割”）技术可实现利用当地品种生产花猪的设想。

4.（2014·雅礼中学月考）农业生产的高度发展，现代化畜禽养殖业的迅猛发展，均给生态环境带来了一系列污染问题，发展生态农业、保障农业的可持续发展势在必行。

下面是“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式图，请据图分析作答：

（1）五环产业链生态农业一改传统经济模式，走生态经济之路，其主要实行________原则。

（2）从生态系统的主要功能来分析，建立五环产业链生态农业的主要目的是_________________。

（3）沼气发酵过程中所产气体的主要成分为________和CO2。

（4）五环产业链生态农业遵循的生态工程原理主要是________________、________________、________________。

（5）该生态农业的优点主要表现在__________________、__________________。

5.（2014·河北邯郸高三模拟）江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。

在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。

请分析该县农业生态系统结构（部分）示意图，回答问题。

（1）该农业生态系统的能量流动从桑等生产者________开始，图中属于消费者的生物有________。

（2）与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是________被及时利用。

（3）该农业生态系统能提高________，所以能提高经济效益，实现了物质和能量的多级利用，提高了__________，减少了__________。

（4）根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议。

__________。

（5）该生态工程的建设遵循了哪些基本原理？

__________、________。

生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益、________等特点。

高考真题

1.（2014·重庆理综，7Ⅰ）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题图所示。

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。

2.（2011·江苏卷）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（如下图）。

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________。

（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。

3.（2013·广东理综，26）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，结果见下表：

测定项目

红壤

红壤＋污泥

红壤＋含7%

生物质炭的污泥土壤PAHs含量/（μg·kg－1）

527

1079

765

黑麦草叶绿素含量/（mg·g－1）

2.0

2.1

2.3

黑麦草每盆干重/g

1.7

2.3

2.7

黑麦草PAHs含量/（μg·kg－1）

401

651

428

（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，________合成增加，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。

基础实验总结

考纲要求

能独立完成“生物知识内容表”所列的生物学式样，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验试剂的方法和技能进行综合运用。

知识梳理

一.提取鉴定类实验

实验名称

鉴定对象

主要试剂

颜色

水浴加热

生物材料

生物组织中糖类的鉴定

淀粉

碘液

蓝色

无

脱色的叶片

还原糖

斐林试剂（班氏试剂）

砖红色

需要

蛋白质的鉴定

蛋白质

双缩脲试剂

紫色

无

脂肪的鉴定

脂肪

苏丹Ⅲ

橘黄色

无

苏丹Ⅵ

红色

叶绿体中色素的提取和分离

四种色素

提取

丙酮或无水乙醇

无

分离

层析液

胡萝卜素：

橙黄色

叶黄素：

黄色

叶绿素a：

蓝绿色

叶绿素b：

黄绿色

DNA的粗提取与鉴定

DNA

鉴定

二苯胺试剂

蓝色

需要

提取

0.14mol/L氯化

钠溶液

无

鸡血细胞

提纯

95%冷酒精

二.观察类实验

实验名称

观察方式

观察对象

显微镜

染色剂

玻片标本

生物材料

观察叶绿体

原色观察

叶绿体

高倍

无

临时装片

苔藓的叶片或菠菜叶的小表皮稍带点叶肉细胞

观察细胞质流动

细胞质以叶绿体作参照

高倍

无

临时装片

黑藻的叶片

观察质壁分离与复原

紫色大液泡

高倍

无

撕片法制作临时装片

紫色洋葱的外表皮

观察有丝分裂

染色观察

染色体

高倍

龙胆紫或醋酸洋红

压片法制作临时装片

洋葱根尖

脂肪的鉴定

脂肪

高倍

苏丹Ⅲ或苏丹Ⅵ

切片法制作临时装片

花生种子

三.实习、研究性课题

实习、研究性课题

调查对象

统计方法

计算手段

种群密度的取样调查

动物

（活动范围较大）

标志重组法

植物

（不活动或活动范围较小）

样方法

调查人群中的遗传病

人类某种遗传病

社会调查和家系调查

要点精析

1.常用试剂或药品的

用途、反应颜色或结果

（1）斐林试剂：

成分：

0.1g/mlNaOH（甲液）和0.05g/mlCuSO4（乙液）。

用法：

将斐林试剂甲液和乙液等体积混合，再将混合后的斐林试剂倒入待测液，水浴加热或直接加热，如待测液中存在还原糖，则呈砖红色。

（2）班氏糖定性试剂：

为蓝色溶液。

和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。

用于尿糖的测定。

（3）双缩脲试剂：

成分：

0.1g/mlNaOH（甲液）和0.01g/mlCuSO4（乙液）。

用法：

向待测液中先加入2ml甲液，摇匀，再向其中加入3~4滴乙液，摇匀。

如待测中存在蛋白质，则呈现紫色。

（4）苏丹Ⅲ和苏丹Ⅳ：

用法：

取苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）颗粒溶于95%的酒精中，摇匀。

用于检测脂肪。

苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色，苏丹Ⅳ将脂肪染成红色。

（5）二苯胺和甲基绿：

用于鉴定DNA。

DNA遇二苯胺（沸水浴）蓝色。

DNA遇甲基绿（常温）呈蓝绿色。

（6）吡罗红：

用于检测RNA。

颜色为红色

（7）清水：

用于制作临时装片和使已经发生质壁分离的细胞复原。

（8）酒精：

75%的酒精溶液用消毒。

95%的酒精可用绿叶脱色，95%冷酒精用于凝集DNA。

无水乙醇可以用来萃取色素。

（9）15%的盐酸：

和95%的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。

（10）龙胆紫溶液：

（浓度为0.01g/ml或0.02g/ml）用于细胞质、细胞核（染色体）着色，可将染色体染成深紫色，通常染色3~5分钟。

（也可以用醋酸洋红染色）。

（11）20%的肝脏、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁：

用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。

（新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶）

（12）3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液：

用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验。

（13）碘液：

用于鉴定淀粉的存在。

遇淀粉变蓝。

（14）质量浓度为0.3g/ml的蔗糖、0.05g/ml的氯化钠、0.05g/ml的硝酸钾：

比植物细胞液的浓度大，均可用于质壁分离实验。

（15）丙酮：

用于提取叶绿体中的色素。

（16）层析液：

（成分：

20份石油醚、2份丙酮、和1份苯混合而成，也可用93号汽油）可用于色素的层析，即将色素在滤纸上分离开。

（17）二氧化硅：

在色素的提取的分离实验中研磨绿色叶片时加入，可使研磨充分。

（18）碳酸钙：

研磨绿色叶片时加入，可中和有机酸，防止在研磨时叶绿体中的色素受破坏。

（19）氯化钠溶液：

①可用于溶解DNA。

当氯化钠浓度为2mol/L、0.015mol/L时DNA的溶解度最高，在氯化钠浓度为0.14mol/L时，DNA溶解度最低。

②浓度为0.9%时可作为生理盐水。

（20）氯化钙：

用于基因工程，将受体细胞细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性。

（21）胰蛋白酶：

①可用来分解蛋白质。

②可用于动物细胞培养时分解组织使组织细胞分散（细胞工程）。

（22）秋水仙素：

人工诱导多倍体试剂。

用于萌发的种子或幼苗，可使染色体组加倍，原理是可抑制正在分裂的细胞纺缍体的形成。

（23）碳酸氢钠（稀）：

（缓冲液）提供CO2，用于研究光合作用。

（24）氢氧化钠（稀）：

吸收CO2，用于研究光合作用和呼吸作用。

（25）氢氧化钙和盐酸：

用于改变溶液pH值。

（26）凡士林：

密封。

（27）冰块或循环冷水：

降温。

2.实验条件的控制方法

（1）增加水中氧气——泵入空气；吹气；放入绿色植物

（2）减少水中氧气——容器密封；油膜覆盖；用凉开水

（3）除去容器中CO2——NaOH溶液或NaHCO3

（4）除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中

（5）除去叶片中叶绿素——酒精水浴加热

（6）除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光

（7）动物细胞破裂――蒸馏水渗透胀破；搅拌；离心

（8）杀灭细菌―――煮沸；烘烤；酒精；高浓度NaCl；含青霉素培养基

（9）控制容器的温度——用保温瓶或绒棉来隔热，避免生物所产生的热会散失至四周。

（10）避免种子上的微生物影响——实验前对萌发的种子进行消毒。

（11）添加生长素---喷洒、涂抹、浸泡、含生长素的琼脂块

（12）添加蛋白质、多肽类激素---注射

（13）添加固醇类激素---饲喂

3.测定的因变量

（1）光合速率—O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量

（2）呼吸速率—O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量

（3）新陈代谢速度---动物耗氧量

（4）生长发育---生物个体身高、体重变化

（5）胰岛素、甲状腺激素等作用---动物活动状态

（6）物质鉴定---颜色变化

（7）酶活性----反应物的消耗速率或生成物的生成速率/或者颜色鉴定

4.常用实验方法

（1）显微观察法：

如“观察细胞有丝分裂”观察叶绿体和细胞质流动”用显微镜观察多种多样的细胞”等。

（2）观色法：

如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”

等。

（3）同位素标记法（元素示踪法）：

如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等。

（4）补充法（加法创意）：

如用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。

（5）摘除法（减法创意）：

如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等。

（6）杂交法：

如植物的杂交、测交实验等。

如孟德尔发现遗传规律的植物杂交、测交的实验，小麦的杂交实验等。

雌雄同花：

花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋

雌雄异花：

花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋

（7）预试验法：

在科学研究中，有事需要在正式实验前先做一个预实验。

这样可以为进一步的实验摸索或创造条件，可以检验和保障实验设计的科学性和可行性。

例如“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验中，确定应设计什么样的浓度梯度？

如果对要研究的植物有关情况所知不多，可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计细致的实验；再如预热处理，研究某温度对酶活性的影响：

将酶溶液和反应物分别放入2个试管，然后在同一水浴环境中持续一定时间，再将酶溶液和反应物倒入同一试管中混合反应。

（8）初测法：

如初始长度、初始温度、初始重量等。

（9）重复法：

如测量上重复，取其平均值，这在统计学上才是更可靠的

试题精粹

1.（2014·山东潍坊一模）下表中对应关系不正确的是（　　）。

选项

实验试剂

作用

实验目的

A

蔗糖溶液

处理洋葱

鳞片外表皮

观察植物细胞

的质壁分离

B

醋酸洋红

使染色体着色

观察染色体

的动态变化

C

重铬酸钾

与酒精

发生反应

检测酒精

的产生

D

无水乙醇

溶解叶

绿体色素

提取色素

2．盐酸和酒精是生物学实验中常用的实验试剂，下列相关表述错误的是（　　）。

A．脂肪的鉴定实验中，酒精的作用是洗去浮色

B．绿叶中色素的提取和分离实验中，酒精的作用是分离叶绿体中的色素

C．植物有丝分裂观察实验中，酒精和盐酸共同作用使细胞相互分离开

D．观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，盐酸的作用是改变细胞膜的通透性

3．关于“清水”在实验中的应用，正确的是