資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物選擇性必修2（知識點+跟蹤檢測）
第6講 生態工程
【課標導航】
2.4.4　舉例說明根據生態學原理、采用系統工程的方法和技術，達到資源多層次和循環利用的目的，使特定區域中的人和自然環境均受益)
一、生態工程的基本原理
1．關注生態工程建設
2．生態工程的基本原理
二、生態工程的實例和發展前景
1．生態工程的類型與實例(連線)
2．生態工程的發展前景
[基礎微點練清]
1．判斷正誤
(1)“無廢棄物農業”遵循的是物種多樣性原理(×)
(2)根據協調與平衡原理，一個生態系統中種群的數量不應超過環境容納量(√)
(3)“總體功能大于各部分之和的效果”是利用系統整體性原理(√)
(4)依據協調與平衡原理，進行引種工程時，應考慮被引物種與環境的關系(√)
(5)依據生態工程的循環原理，應該對垃圾進行焚燒處理[新人教版選擇性必修2 P103“概念檢測”T1(1)](×)
(6)園林既能改善生態環境，又能提高社會和經濟效益，體現了生態工程的整體原理(√)
[新人教版選擇性必修2 P103“概念檢測”T1(2)]
(7)農村綜合發展型生態工程實現了物質和能量的循環利用[新人教版選擇性必修2 P109“概念檢測”T1(1)](×)
(8)農村綜合發展型生態工程的原理是一樣的，各地均可按相同的模式建設(×)
[新人教版選擇性必修2 P109“概念檢測”T1(2)]
(9)在濕地生態恢復工程中，建立緩沖帶主要是為了減少人類的干擾(√)
[新人教版選擇性必修2 P109“概念檢測”T1(3)]
(10)在某礦區廢棄地進行公園化建設時，需要考慮植被與土壤之間的協調(√)
[新人教版選擇性必修2 P109“概念檢測”T1(4)]
2．如圖是桑基魚塘生產模式圖，下列對桑基魚塘的說法正確的是(　　)
A．實現了物質和能量的良性循環
B．提高了各營養級之間的能量傳遞效率
C．需要不斷得到外部的能量補給
D．其中魚的攝入量來自蠶和豬的同化量
解析：選C　生態系統的能量流動是單向的，不能循環使用，A錯誤；桑基魚塘提高了能量的利用率，但是不能提高營養級之間的傳遞效率，B錯誤；能量流動是單向傳遞、逐級遞減的，所以需要不斷得到外部的能量補給，C正確；魚的攝入量來自蠶和豬的糞便，而糞便不屬于蠶和豬的同化量，D錯誤。
3．(新人教版選擇性必修2 P113“選擇題”T2)城市生態工程是指用生態工程的方法對城市環境進行綜合治理。下列措施，不符合城市生態工程建設基本原理的是(　　)
A．大力推廣“環境友好技術”
B．采用浮床工藝法等手段治理水污染
C．分區建設工業區、居住區、生態綠地等
D．用法律手段禁止汽車上路，嚴禁造紙廠、酒廠生產，以斷絕污染的源頭
解析：選D　用法律手段禁止汽車上路，嚴禁造紙廠、酒廠生產，會使城市居民的生活十分不便，不利于城市的發展。
4．(新人教版選擇性必修2 P103“拓展應用”)1953年朝鮮戰爭停戰后，南北雙方以北緯38°為停火線，沿線兩側大約500 km2為非軍事區，這里的地表經過戰爭浩劫，幾乎沒有生物存在。幾十年來，由于基本沒有人類活動，這里恢復了完全的自然狀態。河水清澈、森林茂盛、物種繁多，還出現了多種被認為早已在朝鮮半島滅絕的動物，如棕熊。說說這個案例給你的啟示。
提示：這個地區的生態恢復遵循了物質循環和協調與平衡的原理，通過本系統內的生物的再生及生物之間的相互作用，實現系統結構與功能的協調。這一地區的生物與生物、生物與環境之間的協調與適應也是生態恢復的重要原因。這一地區的生態恢復告訴我們自然恢復超過了人類生態工程建設的水平，同時也說明生態工程建設要遵循生態學規律。
5．珠江三角洲的農民充分利用自然條件，建立了該地特有的蔗基魚塘和桑基魚塘。根據下圖回答有關問題：
(1)這種人工生態系統最基本的因素是圖中的____________，要使這種生態系統長期穩定發展，除了有穩定的__________來源外，各類生物要______________。
(2)建立這一生態系統的目的是使生產者固定的能量__________________________，其能量利用率高的原因是其在營養結構上具有____________的特點。
(3)蠶糞、蔗葉進入魚塘經過__________________作用又被桑基、蔗基所利用，蠶糞中的氨經過________的作用，形成__________________被植物利用。
(4)根據圖示，該生態系統功能的維持取決于它的_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)這一模式優化了系統結構，體現了________________的原理。
答案：(1)桑基、蔗基　能量　保持相對穩定
(2)最大限度地流向對人類有益的部分　食物鏈短
(3)微生物的分解　硝化細菌　NO、NO
(4)生產者、消費者、分解者之間的能量流動和物質循環在較長時間內保持動態平衡
(5)系統的結構決定功能
一、生態工程的原理
[試考題·查欠缺]
1．(全國卷Ⅱ)植樹造林、“無廢棄物農業”、污水凈化是建設美麗中國的重要措施。回答下列有關生態工程的問題：
(1)在植樹造林時，一般認為，全部種植一種植物的做法是不可取的。因為與混合種植方式所構建的生態系統相比，按照種植一種植物方式所構建的生態系統，其抵抗力穩定性________。抵抗力穩定性的含義是______________________________________________。
(2)“無廢棄物農業”是我國利用生態工程的原理進行農業生產的一種模式，其做法是收集有機物質，包括人畜糞便、枯枝落葉等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉變為有機肥料，再施用到農田中。施用有機肥料的優點是_______________________________________
________________________________________________________________________
(答出3點即可)。在有機肥料的形成過程中，微生物起到了重要作用，這些微生物屬于生態系統組分中的________。
(3)在污水凈化過程中，除發揮污水處理廠的作用外，若要利用生物來回收污水中的銅、鎘等金屬元素，請提供一個方案：______________________________________________。
解析：(1)一般來說，生態系統中的組分越多，食物網越復雜，其自我調節能力越強，抵抗力穩定性就越高，因而，按照種植一種植物方式所構建的生態系統，其抵抗力穩定性會相對較低。抵抗力穩定性是指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀或不受損害的能力。(2)施用有機肥可改善土壤的結構、培育土壤微生物、實現土壤養分的循環利用。微生物可作為分解者將有機肥料中的有機物分解為無機物。(3)在污水凈化過程中，可種植能吸收污水中銅、鎘等金屬元素的水生植物，再從植物中回收金屬。
答案：(1)低　生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀或不受損害的能力　(2)改善了土壤結構；培育了土壤微生物；實現了土壤養分的循環利用　分解者　(3)種植能吸收這些金屬元素的水生植物，再從植物中回收金屬
2．(2021·臺州質檢)在社會主義新農村建設中，某縣積極發展畜禽養殖和栽桑養蠶兩大支柱產業。在生產總量不斷提高的同時，該縣堅持在發展中解決環境問題，優化生態環境，實現資源的最大化利用，走出了一條適合本地區可持續發展的生態工程之路。請分析下圖回答問題：
(1)該生態工程所遵循的基本原理是_________________________________________
________________________________________________________________________。(至少寫兩種)
(2)該生態系統的能量流動從__________________________________________
開始，圖中屬于消費者的有___________________________________________。
(3)與傳統農業生態系統相比，該生態系統更能凈化環境，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)該生態系統為何能提高經濟效益？___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根據該縣地處水鄉這一資源優勢，請就該生態系統提出你的一條合理化建議________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生態工程的基本原理有物質循環再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理、整體性原理、系統學和工程學原理。該生態工程依據的是物質循環再生、物種多樣性和協調與平衡原理。(2)生態系統的能量流動是從生產者開始的，即桑、糧、油、菜等，消費者是蠶、畜、禽等。(3)由題圖可知，該生態系統實現了廢物再利用及無害化處理，因此更能凈化環境。(4)該生態系統實現了物質和能量的多級利用，降低了生產成本，提高了農產品的產量。(5)該生態系統中，蠶沙碎屑未被利用，可利用蠶沙養魚，魚塘的塘泥還可作肥料。
答案：(1)物質循環再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理(任選兩種)　(2)桑、糧、油、菜等生產者固定的太陽能　蠶、畜、禽　(3)糞便等“廢棄物”被及時利用
(4)實現了物質和能量的多級利用，提高了農產品的產量；減少了化肥、農藥的使用(降低農業成本投入)
(5)蠶沙碎屑養魚，魚塘塘泥肥田
[強知能·補欠缺]
1．比較生態工程的五大基本原理
物質循環再生原理 物質在生態系統中循環往復、分層分級利用
物種多樣性原理 物種繁多而復雜的生態系統具有較高的抵抗力穩定性
協調與平衡原理 處理好生物與環境的協調與平衡，需要考慮環境承載力
整體性原理 工程建設時，既要考慮自然生態系統的規律，還要考慮到經濟和社會等系統的影響力
系統學和工程學原理 系統的結構決定功能原理：生態工程通過改善和優化系統的結構達到功能改善的效果
系統整體性原理：系統各組分之間要有適當的比例關系，順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，實現總體功能大于各部分之和的效果
2．理清生態經濟、循環經濟、生態工程之間的關系
3．傳統經濟≠生態經濟
(1)傳統經濟
①方式：大量使用化肥、農藥、機械的農業生產方式。
②特點：不注重生態環境的保護，經濟的發展以巨大的生態環境破壞為代價。
(2)生態經濟
①模式和原則：遵循原料→產品→原料→產品的生產體系，實現了廢棄物資源化的循環經濟。
②特點：少消耗、多效益、可持續。
[練題點·全過關]
1．(2021·漳州月考)為實現可持續發展，經濟發展必須符合生態學規律，改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，走生態經濟之路。某市政府提出不僅要解決交通擁堵問題，還要打造海綿城市。海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。
(1)人類要實現可持續發展，必須走生態經濟之路，生態經濟所遵循的主要原則和實現的重要手段分別是________和________________。
(2)建設海綿城市的一個通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池內不僅安裝了現代化的雨水凈化系統，還種植了許多水生植被輔助凈化，這些植物的引種需遵循________原理；建設海綿城市的目的之一是“擴大公共產品有效投資，提高新型城鎮化質量，促進人與自然和諧發展”，體現了________原理。
(3)在進行生態工程建設時，應當根據當地的實際條件、因地制宜地進行。如小流域存在的主要問題是__________，針對這種問題我國甘肅隴南地區總結出了“九子登科”的治理模式，而礦山廢棄地生態修復工程的關鍵是____________________和土壤微生物群落的重建。
解析：(1)生態經濟主要是通過實行“循環經濟”的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化，而實現循環經濟最重要的手段之一就是生態工程。(2)引種植物時需考慮與當地氣候等條件相適應，應遵循協調與平衡原理；促進經濟、社會、生態協調發展，應遵循整體性原理。(3)小流域存在的主要問題是水土流失比較嚴重；而礦山廢棄地生態修復工程的關鍵是植被恢復，以及為植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。
答案：(1)循環經濟　生態工程　(2)協調與平衡　整體性　(3)水土流失比較嚴重　植被恢復
2．(2021·長沙模擬)回答下列與生態工程有關的問題：
(1)與傳統的工程相比，生態工程具有少消耗、多效益、______等特點。
(2)生態工程所遵循的基本原理有物質循環再生、協調與平衡、________、物種多樣性等原理。人畜糞便用于農作物的生產主要符合______________原理；連年種植單一品種造成病蟲害增加主要違反了______________原理。
(3)在濕地生態恢復工程中，應在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少______________，使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態功能。
(4)“豬—沼—果”是我國一種常見的生態農業模式，以沼氣為紐帶，帶動畜牧業、林果業等相關農業產業共同發展。該生態農業中的所有生物共同組成了________(填“生態系統”“群落”或“種群”)；該生態農業模式能實現能量的________。
解析：(1)與傳統的工程相比，生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體系。(2)生態工程所遵循的基本原理有整體性原理、協調與平衡原理、物質循環再生原理和物種多樣性原理等。(3)在濕地生態恢復工程中，應在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態功能。(4)群落是同一時間內聚集在一定區域中各種生物的集合。該生態農業模式實現了能量的多級利用，提高了能量的利用率。
答案：(1)可持續　(2)整體性　物質循環再生　物種多樣性　(3)人類的干擾　(4)群落　多級利用
二、生態工程的實例及設計
[試考題·查欠缺]
1．生態農業是建設社會主義新農村的重要內容之一。下面是兩種生態農業模式：
模式1：雞—豬—魚立體養殖模式：一畝魚池配6～8頭豬，100～120只雞，魚池中各種魚的比例大致為：花白鰱占20%，草魚占40%，鯉魚、鳙魚占40%，每畝投放魚苗4 500尾。每天從雞舍中收集新鮮的雞糞曬干，經初步發酵后混入一定量飼料喂豬，豬糞喂魚。
模式2：“四位一體”生態模式：以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，將日光溫室、沼氣池、蔬菜種植和溫室養豬相結合的一種新的農業生產模式。
請分析回答有關問題：
(1)在模式1中，必須注意某種魚的投入數量，不宜超過該魚在生態系統中的____________________，這體現了生態工程的__________________原理。魚塘中不同魚類生活在不同水層，體現了生物群落在垂直結構上具有________的現象。
(2)模式2中，光能輸入生態系統的途徑是________________________，沼氣池中的產甲烷桿菌在生態系統中屬于____________(成分)。
(3)模式2中建立以沼氣為中心的“四位一體”生態工程主要遵循的生態工程原理是____________原理。
解析：(1)在一個生態系統中，某生物的數量不能超過其環境容納量。不同魚類生活的水層不同，體現了生物群落在垂直結構上具有分層現象。(2)光能通過生產者的光合作用進入生態系統；產甲烷桿菌為分解者。(3)“四位一體”模式主要遵循的生態工程原理是物質循環再生原理。
答案：(1)環境容納量　協調與平衡　分層　(2)通過生產者的光合作用　分解者　(3)物質循環再生
2．如圖是江南某農村因地制宜建設的生態農業園示意圖，請分析回答：
(1)該生態農業園建設主要依據的生態工程原理有____________________________________(至少2個)。輸入該生態農業園的總能量有______________________和________________________。
(2)池塘養魚時，通常采用多魚種混合放養模式(上層為食浮游生物的鳙魚，中層為食草的草魚，下層為雜食性的鯽魚等)。從群落結構分析，這種養殖模式的優點是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)沼氣池的建立既充分發揮了資源的生產潛力，又減輕了____________。防治農田蟲害時，可利用性引誘劑來誘捕害蟲或干擾交配，這體現了生態系統具有__________功能。
(4)該生態農業園的“食用菌種植”進一步提高了能量利用效率。請根據圖示，在相應位置用箭頭表示該生態農業園三類生物成分之間的能量流動關系。
　　　　　　
解析：(1)分析圖示可知，該生態農業園涵蓋了種植業、養殖場、沼氣池等，充分利用了廢棄物中的能量，而且有產品的輸出，據此可推知，該生態農業園建設主要依據的生態工程原理有物質循環再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理等。流入該生態農業園的總能量有稻、麥、油菜、桑等生產者固定的太陽能和人工輸入的能量。(2)池塘養魚時，上層為食浮游生物的鳙魚，中層為食草的草魚，下層為雜食性的鯽魚等，其優點是充分利用了生態系統的空間和食物資源。(3)沼氣池的建立既充分發揮了資源的生產潛力，又減輕了環境污染。性引誘劑是一種揮發性的化學物質，利用性引誘劑來誘捕害蟲或干擾交配，這屬于生態系統中的化學信息傳遞在農業生產中的應用。(4)圖中的稻、麥、蔬菜等生產者固定的太陽能可輸入到消費者體內；生產者和消費者的遺體和消費者排遺物中的能量可被分解者所利用。食用菌(分解者)的能量可被消費者利用，三類生物成分之間的能量流動關系見答案圖。
答案：(1)物質循環再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理等　稻、麥、油菜、桑等生產者固定的太陽能　人工輸入的種子、魚苗、樹苗、魚餌等物質中的能量　(2)充分利用了生態系統的空間、食物等自然資源　(3)環境污染　信息傳遞　(4)如圖
[強知能·補欠缺]
1．判斷不同生態工程中的基本原理
(1)在六類生態工程實例中除“礦區廢棄地的生態恢復工程”外，其余五大生態工程均涉及整體性原理。涉及自然、經濟和社會，指整個系統，如林業生態工程建設→整體性原理。
(2)除“礦區廢棄地生態恢復工程”及“農村綜合發展型生態工程”外，均涉及協調與平衡原理。強調生物與環境的協調與平衡，涉及環境承載力→協調與平衡原理。
(3)只有“農村綜合發展型生態工程”涉及物質循環再生原理。強調物質循環、廢物利用、減輕環境污染→物質循環再生原理。
(4)只有“農村綜合發展型生態工程”及“大區域生態系統恢復工程”涉及物種多樣性原理。體現物種多，營養關系復雜→物種多樣性原理。
(5)只有“小流域綜合治理生態工程”及“礦區廢棄地生態恢復工程”涉及系統學和工程學原理。涉及結構、功能，分布式、集中式、環式→系統的結構決定功能原理。涉及系統組分的比例關系、總體功能大于各部分之和，指系統內部，如互利共生→系統整體性原理。
2．六大生態工程實例中的“關鍵點”
生態工程實例 關鍵點
農村綜合發展型生態工程 核心是沼氣工程；優點是開發可更新資源，減少環境污染
小流域綜合治理生態工程 “綜合”表現在同時考慮生態效益和經濟效益；不同氣候帶、不同自然條件和不同經濟發展水平的地區，各具特色
大區域生態系統恢復工程 考慮樹種生態適應性問題，種植適宜品種；考慮樹種多樣性，保證防護林體系穩定性
濕地生態恢復工程 主要措施：退耕還湖；主要困難：解決遷出湖區居民的生計問題
礦區廢棄地的生態恢復工程 種植耐旱的灌木、草和樹；確定合理載牧量；改良表土
城市環境生態工程 解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油；解決水污染措施：減少或禁止污水排放，進行污水凈化
3．設計實施生態工程堅持的原則
(1)肯定生態工程的作用，特別是對恢復和重建受損生態環境的重要作用。
(2)重視大自然固有的強大的生態恢復力量，不能誤認為只要有了生態工程，就可以走發達國家“先污染、破壞，后治理”的老路。
[練題點·全過關]
1．(2021·北京海淀區模擬)1985年前，某地農村作物秸稈都是當作燃料，而農戶和家畜的糞便等均作為肥料直接施入農田。后來逐步開始進行農村產業結構調整，下圖是2019年時當地生態工程示意圖。據圖回答下列問題：
(1)試分析1985年前生產形式的不利影響(至少舉兩個方面)_________________________
_______________________________________________。
(2)該生態工程的建設遵循了________________________等基本原理。建立這一生態系統的目的是使生產者固定的能量__________________________________________________
______________________。
(3)圖中的農作物在生態系統的營養結構中屬于________，蘑菇、蚯蚓及沼氣池中的微生物屬于生態系統組成成分中的________，各種生物所利用的能量最終來源于________。
(4)利用植物秸稈中的原料生產的燃料乙醇，是一種“綠色能源”。應該利用微生物A所產生的________酶進行水解，使之轉化成發酵所需的葡萄糖。發酵階段常用的微生物B是______________，產生乙醇時的細胞呼吸類型是___________________________________
_____________________________________。
解析：(1)1985年前，某地農村作物秸稈都是當作燃料，而農戶和家畜的糞便等均作為肥料直接施入農田，這樣會造成環境污染，并且還有能量和物質資源的浪費、農業成本高等缺點。(2)該生態工程中遵循了物質循環再生原理，因為秸稈中的物質和能量，豬、雞糞便中的物質也被重新利用，從而實現了能量的多級利用，提高了能量的利用率。這樣該生態系統可以使生產者固定的能量流向對人類最有益的部分。(3)農作物是生產者，是第一營養級。蘑菇、蚯蚓及沼氣池中的微生物屬于生態系統組成成分中的分解者。各種生物利用的能量最終都是來自光能，因為都是直接或間接利用的生產者中的能量，而生產者利用的是太陽能。(4)植物秸稈主要是纖維素，微生物A能將秸稈水解為葡萄糖，所以微生物A能產生水解纖維素的纖維素酶。能將葡萄糖發酵成酒精的是酵母菌，利用的原理是酵母菌無氧呼吸產生酒精和二氧化碳。
答案：(1)能源和物質資源的浪費、引起環境污染、農業成本高等　(2)物質的循環再生　流向對人類最有益的部分　(3)第一營養級　分解者　光能　(4)纖維素　酵母菌　無氧呼吸
2．在政府的大力支持下，部分村鎮的農民率先建起了以沼氣池為中心的生態工程。如圖是某同學繪制的一個庭院生態工程的示意圖，分析并回答下列問題：
(1)該生態系統的“基石”是____________________。沼氣池中有產甲烷菌和不產甲烷菌等微生物，其生態學作用主要是作為________。
(2)構建這種以沼氣池為中心的生態模式所依據的最主要的生態學原理是______________________________。在沼氣發酵的過程中，有一種微生物有除臭作用，這種微生物是__________，它的除臭過程是___________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生產者是生態系統的“基石”，該生態系統中黃瓜、番茄等蔬菜是生產者。沼氣池中的產甲烷菌和不產甲烷菌等微生物是生態系統中的分解者。(2)該生態系統依據的主要原理是物質循環再生原理。沼氣發酵過程中的臭氣是氨氣，常利用硝化細菌的硝化作用除去氨氣。
答案：(1)黃瓜、番茄等蔬菜　分解者　(2)物質循環再生原理　硝化細菌　將氨氣轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽
一、對點練小題，落實主干知識
1．下列關于生態工程的基本原理的說法，錯誤的是(　　)
A．物質循環再生原理，是使各種生態系統的物質循環可以順利進行，不產生廢棄物
B．物種多樣性原理，是各種生物之間通過食物鏈的相互作用，使各種生物種群數量保持基本穩定
C．整體性原理，是考慮自然系統的規律，所有的人類活動必須完全以生態系統為核心
D．系統整體性原理，是指系統各組分之間要有適當的比例關系
解析：選C　物質循環再生原理是使各種生態系統的物質循環可以順利進行，循環往復，分層分級利用，不產生廢棄物；物種多樣性原理是各種生物之間通過食物鏈的相互作用，使各種生物種群數量保持基本穩定，使生態系統具有較高的抵抗力穩定性；整體性原理是指生態系統建設要考慮自然系統的規律，考慮自然、經濟、社會的整體影響；系統各組分間要有適當的比例關系，使得能量、物質、信息等的轉換和流通順利完成，并實現總體功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。
2．下列做法依據的生態工程原理依次是(　　)
①在進行林業工程建設時，一方面要號召農民種樹，另一方面要考慮貧困地區農民的生活問題
②珊瑚蟲與藻類共生，提高了珊瑚礁生態系統的生產力
③我國古代的“無廢棄物農業”
④在西北降水量少的地區種植灌木和草
a．物種多樣性原理　b．整體性原理　c．系統的結構決定功能原理　d．物質循環再生原理　e．系統整體性原理　f．協調與平衡原理
A．b、e、d、f　　　　　 　 B．b、a、d、c
C．d、c、b、a D．e、a、b、c
解析：選A　號召農民種樹，同時又考慮其生活，應用的是整體性原理；珊瑚蟲與藻類共生依據的是系統整體性原理；“無廢棄物農業”依據的是物質循環再生原理；在降水量少的地區種植灌木和草依據的是協調與平衡原理。
3．下列關于生態工程建設的敘述，錯誤的是(　　)
A．在進行林業工程建設時，若違背整體性原理，就會出現“前面造林，后面砍林”的現象
B．在發展畜牧養殖業時要合理放牧，考慮環境承載力，遵循協調與平衡原理
C．在進行“三北防護林”建設時，若違背物種多樣性原理，連年種植單一品種，會造成病蟲害增加
D．“桑基魚塘”模式運用了能量循環再生原理
解析：選D　在進行林業工程建設時，要將社會—經濟—自然作為一個整體來考慮；合理放牧遵循的是協調與平衡原理；連年種植單一品種，營養結構簡單，生態系統穩定性弱，會造成病蟲害增加；生態系統中能量是單向流動、逐級遞減的，不能循環再生，“桑基魚塘”模式運用了系統的結構決定功能原理。
4．(2021年1月新高考8省聯考·江蘇卷)下列關于生態系統和生態工程的敘述，錯誤的是(　　)
A．生態系統趨于穩定時，系統內的能量供給依然主要依賴外界
B．生態系統趨于穩定時，系統內信息傳遞的形式趨于復雜多樣
C．治理沙漠的目的不是要消除沙漠，而是阻止沙漠擴大
D．退耕還林、還湖主要是因為農田經濟效益過低
解析：選D　生態系統趨于穩定時，系統內的能量供給依然主要依賴外界，如陽光，A正確。生態系統趨于穩定時，系統內信息傳遞的形式趨于復雜多樣，信息傳遞的形式包括物理信息、化學信息、行為信息，當信息傳遞形式單一時，如果某一環節出現錯誤，那么整個過程無法完成，所以信息傳遞趨于復雜多樣，以保證生態系統的穩定，B正確；治理沙漠是為了治理由于人類活動所導致的環境問題，而不是為了消除沙漠，是為了改善環境，C正確；退耕還林、還湖是為了防止由于過度開墾土地種植糧食所導致的水土流失，并不是因為農田經濟效益過低，D錯誤。
5．如圖是某生態農場的生產流程，據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．食用菌和蚯蚓在該生態系統中屬于分解者
B．該生態系統達到了能量多級利用的目的
C．因食物鏈延長，系統總能量利用效率降低
D．循環利用有機廢棄物，提高了系統的效益
解析：選C　通過生態系統中食物鏈的有效延長，達到了能量多級利用、物質循環再生的目的，從而提高了能量的利用率，提高了生態系統的效益。腐生型的食用菌和蚯蚓在該生態系統中屬于分解者。
6．如圖為利用自然生態系統凈化污水的一種大面積、敞開式污水處理池塘(即氧化塘)。請據圖分析下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖中甲可以表示氧氣，乙可以表示二氧化碳、無機鹽等
B．由圖示看，氧化塘凈化污水的途徑有物理沉降和微生物的分解作用
C．氧化塘實現凈化污水的原理主要是利用細菌和藻類的分解作用來分解有機污染物
D．隨著距水面深度的不斷增加，不同水層微生物的呼吸作用類型變化順序可能是需氧型、兼性厭氧型、厭氧型
解析：選C　藻類屬于生產者，可以吸收二氧化碳和無機鹽，釋放氧氣，細菌屬于分解者，需要消耗氧氣，分解有機物可以產生二氧化碳和無機鹽，因此圖中甲可以表示氧氣，乙可以表示二氧化碳、無機鹽等；凈化污水的途徑有物理沉降和微生物的分解作用，其原理主要是利用細菌和藻類互利共生的關系來分解有機污染物；淺層的水中氧氣比較充足，適合需氧型微生物的生存，中層的水中氧氣比較稀少，適合兼性厭氧型微生物的生存，底層無氧適合厭氧型微生物生存。
二、系統練大題，強化科學思維
7．(2021·湖南師范大學附屬中學模擬)如圖是某地建立的人工生態系統示意圖。請據圖分析并回答下列問題：
(1)建立該人工生態系統的基石是________________________________________。
(2)食用菌在該人工生態系統的成分中屬于________；沼氣池中的細菌的代謝類型屬于________型。
(3)建立人工生態系統，要選擇可持續發展理念。該理念追求的是________________________的持久而協調的發展。該人工生態系統實現了對能量的多級利用，從而大大提高了____________________________。
解析：圖中是人工建立的生態系統，目的是實現能量的多級利用，提高能量的利用率，使能量最大限度地流向對人類最有益的部分。(1)建立該人工生態系統的基石是生產者，即圖中的果樹和牧草。(2)食用菌在該人工生態系統的成分中屬于分解者；沼氣池中缺少氧氣，且含有有機物，因此沼氣池中細菌的代謝類型屬于異養厭氧型。(3)建立人工生態系統，要選擇可持續發展理念，該理念追求的是自然、經濟、社會的持久而協調的發展。該人工生態系統實現了對能量的多級利用，從而大大提高了能量的利用率。
答案：(1)果樹、牧草　(2)分解者　異養厭氧　(3)自然、經濟、社會　能量的利用率
8．珠江三角洲的農民充分利用自然條件，建立該地特有的農業生態系統的良性循環模式：蔗基、魚塘和桑基、魚塘。如圖是蔗基、魚塘和桑基、魚塘的模式圖，據圖回答下列問題：
(1)建立這一生態系統的目的是使生產者固定的能量持續高效地流向______________________；其能量利用率高的原因是其在營養結構具有______________的特點。
(2)蠶糞、蔗葉進入魚塘經過____________的作用，釋放出____________________，被植物利用。
(3)該生態系統把桑基魚塘與蔗基魚塘有機地組合在一起，優化了系統結構，由此可見，該生態系統遵循______________________原理。
(4)一般來說，生態工程的主要任務是對______________________的修復，對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力。
解析：(1)建立這一生態系統的目的是使生產者固定的能量持續高效地流向對人類最有益的部分；其能量利用率高的原因是其在營養結構具有食物鏈短的特點。(2)蠶糞、蔗葉進入魚塘經過分解者的作用，釋放出礦質離子或無機鹽，被植物利用。(3)該生態系統把桑基魚塘與蔗基魚塘有機地組合在一起，優化了系統結構，由此可見，該生態系統遵循系統的結構決定功能原理。(4)一般來說，生態工程的主要任務是對已被破壞的生態系統的修復，對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力。
答案：(1)對人類最有益的部分　食物鏈短　(2)分解者　礦質離子(或無機鹽)　(3)系統的結構決定功能　(4)已被破壞的生態系統
9．英國的一位生態學家曾指出，生態農業必須具備以下條件：①它必須是一個自我維持系統，一切副產品都要再循環，盡量減少損失，提倡使用固氮植物、作物輪作以及正確處理和使用農家肥料等方法來保持土壤肥力。②它必須實行多種經營，種植業用地與畜牧業用地的比例要恰當，這樣才能使系統自我維持，并增加農業生態系統的穩定性和生產出最大的生物量。請回答下列問題：
(1)上述條件①強調的是生態農業應遵循______________原理，這是借鑒了____________模式，這種模式的突出特點是__________________________。
(2)上述條件②強調的是________原理和______________原理，這有利于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)生態農業設計是生態農業建設實施的前提和依據。某研究性課題小組在調查分析當地農業生產實際情況的基礎上，設計了一個良性循環的農業生態系統。假如你是該小組的成員，你認為這個設計應包括哪些方面的內容？
解析：(1)條件①通過農家肥料等改善土壤結構，培育土壤微生物，實現土壤養分的循環利用，體現了物質在生態系統中循環往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。(2)條件②中“多種經營”等體現了生態工程中的物種多樣性原理，“種植業用地與畜牧業用地的比例要恰當”等體現了系統的結構決定功能原理。(3)生態農業的設計要考慮合理巧接食物鏈、物質的循環再生和能量的多級利用、增強生態系統的穩定性等方面。
答案：(1)物質循環再生　無廢棄物農業　物質循環利用，無廢棄物，無環境污染　(2)物種多樣性　系統的結構決定功能　維持系統較高的抵抗力穩定性，優化結構，完善功能，增加生物量的產出　(3)①研究設計合理的食物鏈組成或合理巧接食物鏈；②實現生態系統中能量的多級利用；③實現生態系統中物質循環再生或實現可持續發展或實現“原料→產品→原料→產品”的無廢棄物生產模式；④設計合理的生態系統營養結構或物質循環和能量流動，提高生態系統的抵抗力穩定性；⑤提高整個系統的總體功能和綜合效益；⑥繪制出生態系統的結構模式圖；⑦寫出設計報告(合理即可)
10．污水處理廠的污泥富含有機質和無機成分，可用作肥料，但其多環芳烴(PAHs)等有機污染物含量通常較高，施入土壤會帶來二次污染。生物質炭是由作物廢棄秸稈等炭化而成。將污泥、含7%生物質炭的污泥均堆放一段時間后用于盆栽實驗，研究它們對黑麥草生長及PAHs遷移的影響，結果見下表。
測定項目 紅壤 紅壤＋污泥 紅壤＋含7%生物質炭的污泥
土壤PAHs含量(μg/kg) 527 1 079 765
黑麥草葉綠素含量(mg/g) 2.0 2.1 2.3
黑麥草每盆干重(g) 1.7 2.3 2.7
黑麥草PAHs含量(μg/kg) 401 651 428
(1)生物質炭孔隙結構發達，能改善土壤的通氣狀況，使根系細胞____________加強，________合成增加，從而促進根系對土壤養分的吸收。
(2)由表可知，施用含生物質炭的污泥____________________________，從而促進黑麥草生長；污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量________，但生物質炭的輸入____________________，從而降低PAHs污染的風險。由此可見，生物質炭有望用作污泥改良劑，促進污泥的推廣應用。污泥的應用符合生態工程的______________原理。
解析：(1)土壤的通氣狀況改善，細胞有氧呼吸增強，合成更多的ATP，為根吸收礦質元素提供大量的能量。(2)由表可知，施用含7%生物質炭的污泥的黑麥草葉綠素含量增加，從而使黑麥草的光合作用增強，促進黑麥草生長。污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量都增加，但生物質炭可以吸附PAHs，從而降低PAHs污染的風險。
答案：(1)有氧呼吸　ATP　(2)能增加黑麥草的葉綠素含量，使光合作用增強　升高　能吸附PAHs　物質循環再生
11．某城市在建設過程中，更加注重生態文明的建設，如利用人工建立的濕地公園對生活污水進行凈化處理，形成藻菌共生的污水凈化系統，還可以利用藻類蛋白養魚、養鴨等獲得良好的經濟效益。下面是利用人工濕地凈化生活污水的原理簡圖。請據圖回答問題：
(1)輸入人工濕地的能量為__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)人工濕地中的蘆葦屬于挺水植物，綠藻屬于浮游植物，黑藻屬于沉水植物，這一現象體現了群落具有__________結構。該人工濕地的建立體現了生態工程的基本原理有________________________。
(3)該人工濕地中的蘆葦、藻類等植物生長迅速，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)細菌、真菌等微生物的分解作用是凈化污水的重要途徑，為了提高分解的效率，可采取的有效措施是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)輸入人工濕地的能量有各種植物通過光合作用固定的太陽能和生活污水中有機物中的化學能。(2)不同的生物生活在不同的層次，體現了群落的垂直結構。人工濕地的建立需要考慮引進合適的生物類群，以促進污水的處理，體現了物質循環再生原理、協調與平衡原理。(3)人工濕地中的細菌、真菌等微生物分解污水中的有機物產生了大量的氮、磷和CO2，被人工濕地中的蘆葦、藻類等植物吸收，使其迅速生長。(4)濕地中的細菌、真菌多數為需氧型微生物，為提高其分解效率，可向水體中通入一定量的空氣。
答案：(1)各種植物通過光合作用固定的太陽能和生活污水中有機物中的化學能　(2)垂直　物質循環再生原理、協調與平衡原理　(3)細菌、真菌等微生物分解污水中的有機物為植物生長提供了充足的氮、磷等礦質養料和光合作用所需的CO2　(4)向水體中適當通入空氣
12．綠色城市的重要標志之一是實現垃圾的“減量化、資源化和無害化”。如圖是垃圾資源化、無害化處理的一種方案：
(1)列出該生態系統中三種分解者的名稱________________________________________________________________________
________________________。
(2)從資源與環境的角度來看，④⑤途徑優于③途徑的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)進行⑦過程的甲烷桿菌與酵母菌在細胞結構上的主要區別是________________________________________________________________________。
(4)每一位市民都應該積極參與①②過程，具體的做法是________________________________________________________________________。
(5)該生態工程突出體現了________________________________________________________________________原理。
解析：(1)分解者是以分解有機物質為生的異養微生物或動物。由圖示可知，該生態系統中的三種分解者是蚯蚓、蒼蠅、進行發酵的細菌或真菌。(2)④⑤途徑運用生態學原理可充分地利用垃圾中的有機物質，實現了物質的多級利用，減少了環境污染，明顯優于③途徑的燃燒。(3)甲烷桿菌為原核生物，而酵母菌為真核生物，兩者的主要區別是甲烷桿菌無核膜包被的細胞核。(4)每一位市民都應該積極參與①②過程，將生活垃圾分類放置，以實現能量和物質的多級利用。(5)從圖示可看出該生態工程突出體現了物質循環再生原理。
答案：(1)蚯蚓、蒼蠅、細菌或真菌(微生物)　(2)④⑤途徑可以充分地利用垃圾中的有機物質，實現了物質的多級利用，減少了環境污染　(3)甲烷桿菌無核膜包被的細胞核　(4)將生活垃圾分類放置　(5)物質循環再生
13．請回答下列與基因工程、胚胎工程、生態工程有關的生物學問題：
(1)基因工程技術中獲得目的基因后，利用PCR技術將該基因擴增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成________。培育抗病轉基因植物時，使用最多的抗病基因是________基因和病毒復制酶基因。
(2)在胚胎工程中，早期胚胎發育到____________階段即可移植到代孕母體子宮中，移植后的胚胎能在受體子宮內存活的生理基礎是________________________________________________________________________。
(3)與傳統方法生成的抗體相比，單克隆抗體具有很多優點。在癌癥治療時，把抗癌細胞的單克隆抗體與放射性同位素、化學藥物或__________________相結合，制成“生物導彈”，借助單克隆抗體的______________作用，將藥物帶到癌細胞位置，將其在原位殺死。單克隆抗體的制備過程應用了__________________技術。
(4)我國西北一些地區年降雨量較少，適宜種灌木和草，卻被硬性規定種植屬于喬木的楊樹，致使許多地方的楊樹長成半死不活狀，結果防護林成為殘敗的“灰色長城”。其失敗的原因主要是違背了______________原理。
解析：(1)基因工程技術中利用PCR技術對目的基因進行擴增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物，培育抗病轉基因植物時，使用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒復制酶基因。(2)在胚胎工程中，早期胚胎發育到桑椹胚或囊胚階段即可移植到代孕母體子宮中，移植后的胚胎能在受體子宮內存活的生理基礎是受體對移入子宮的外來胚胎基本不發生免疫排斥反應。(3)在癌癥治療時，把抗癌細胞的單克隆抗體與放射性同位素、化學藥物或細胞毒素相結合，制成“生物導彈”，借助單克隆抗體的導向作用，將藥物帶到癌細胞位置，將其在原位殺死。單克隆抗體的制備過程應用了動物細胞融合和動物細胞培養技術。(4)我國西北一些地區年降雨量較少，適宜種植灌木和草，卻被硬性規定種植屬于喬木的楊樹，致使許多地方的楊樹長成半死不活狀，結果防護林成為殘敗的“灰色長城”，其失敗的原因主要是違背了協調與平衡原理。
答案：(1)引物　病毒外殼蛋白　(2)桑椹胚或囊胚　受體對移入子宮的外來胚胎基本不發生免疫排斥反應　(3)細胞毒素　導向　動物細胞融合和動物細胞培養　(4)協調與平衡

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