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1、第十单元 现代生物科技专题第4讲 生态工程课时跟踪练1现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)污水流经厌氧沉淀池、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_呼吸将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_和_等原理。解析：(1)厌氧沉淀池、
2、曝气池和兼氧池中微生物呼吸作用类型分别是：无氧呼吸、有氧呼吸、有氧或无氧或兼性厌氧型。(2)群落是指一定时间内，一定空间范围内所有生物个体的总和，包括动物、植物和微生物。在食物链中生产者位于食物链的起点，生态系统中能量最终来源于生产者(即水生植物)固定的太阳能。(3)生态工程遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、系统学和工程学、物质循环再生和物种多样性等原理。答案：(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一水生植物太阳(3)物质循环再生物种多样性2南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程有机地结合起来，形成一种高效良性
3、的循环，取得良好的生态效益。请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和_原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，如图所示。在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？(3)根据生态工程的物种多样性原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？答案：(1)物质循环再生原理物种多样性原理整体性(2)如右图所示：土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降。(3)不正确。因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规
4、模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少。3实施西部大开发，要切实搞好生态环境保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。材料一据计算，维持一个6口人的牧民家庭生活所需食物，需饲养3540头牛，其中一半必须是母牛，以提供牛奶和繁殖小牛，其余为23头公牛，1518头小母牛和几头小公牛。这一畜群所需的牧场面积取决于降雨量(因降雨量影响产草量)，在降雨量为250 mm地区，约需400公顷放牧地。材料二“退耕还林工程”囊括25个省(区、市)和新疆生产建设兵团，共1 897个县(含市、区、旗)。到2010年，完成退耕地造林1 467万hm2，宜林
5、荒山荒地造林1 733万hm2，陡坡耕地基本退耕还林，严重沙化耕地基本得到治理，工程区林草覆盖率增加4.5个百分点，工程治理地区的生态状况得到较大改善。(1)在生态工程中，人类应用了_等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。(2)在西部地区“退耕还林还草”的目的是_，从而能够提高生态系统的自动调节能力，这个过程遵循的原理是_。(3)根据_原理可知，西部地区的草场，要注意合理放牧，需要考虑_，因为若超过其限度，就会引起_。(4)一般来说，生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行_。解析：(1)在生态工程中人类应用了生态学和
6、系统学等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。(2)“退耕还林还草”的目的是增加当地物种多样性，其遵循的是物种多样性原理。(3)西部地区的草场，要注意合理放牧，需要考虑环境承载力，因为若超过其限度，就会引起系统的失衡和破坏，需遵循的是协调与平衡原理。(4)生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。答案：(1)生态学和系统学(2)增加当地物种多样性物种多样性原理(3)协调与平衡环境承载力系统的失衡和破坏(4)生态恢复4英国的一位生态学家曾指出，生态农业必须具备以下条件：它必须是一个自我维持系统，一切副产品都要再循环
7、，尽量减少损失，提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等方法来保持土壤肥力。它必须实行多种经营，种植业用地与畜牧业用地的比例要恰当，这样才能使系统自我维持，并增加农业生态系统的稳定性和生产出最大的生物量。请回答下列问题：(1)上述条件强调的是生态农业应遵循_原理，这是借鉴了_模式，这种模式的突出特点是_。(2)上述条件强调的是_原理和_原理，这有利于_。(3)生态农业设计是生态农业建设实施的前提和依据。某研究性课题小组在调查分析当地农业生产实际情况的基础上，设计了一个良性循环的农业生态系统。假如你是该小组的成员，你认为这个设计应包括哪些方面的内容？解析：(1)条件通过农家肥料等改
8、善土壤结构，培育土壤微生物，实现土壤养分的循环利用，体现了物质在生态系统中循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。(2)条件中“多种经营”等体现了生态工程中的物种多样性原理，“种植业用地与畜牧业用地的比例要恰当”等体现了系统的结构决定功能原理。(3)生态农业的设计要考虑合理巧接食物链、物质的循环再生和能量的多级利用、增强生态系统的稳定性等方面。答案：(1)物质循环再生无废弃物农业物质循环利用，无废弃物，无环境污染(2)物种多样性系统的结构决定功能维持系统较高的抵抗力稳定性，优化结构，完善功能，增加生物量的产出(3)研究设计合理的食物链组成或合理巧接食物链；实现生态系统中能量的
9、多级利用；实现生态系统中物质循环再生或实现可持续发展或实现“原料产品原料产品”的无废弃物生产模式；设计合理的生态系统营养结构或物质循环和能量流动，提高生态系统的抵抗力稳定性；提高整个系统的总体功能和综合效益；绘制出生态系统的结构模式图；写出设计报告。5某城市在建设过程中；更加注重生态文明的建设，如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图。请据图回答问题：(1)输入人工湿地的能量为_。(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这体现了群落具有_
10、结构。该人工湿地的建立体现了生态工程的基本原理有_和协调与平衡原理等。(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是_。(4)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是_。(5)用恰当的箭头和文字说明完成该人工湿地的碳循环图解。解析：(1)输入人工湿地的能量有各种植物通过光合作用固定的太阳能和生活污水中有机物中的化学能。(2)不同的生物生活在不同的层次，这体现了群落的垂直结构。该人工湿地体现了物质循环再生原理和协调与平衡原理。(3)人工湿地中的细菌、真菌分解污水中的有机物产生大量的氮、磷等矿质养料以及CO2，被人工湿地中的芦苇、藻类等植
11、物吸收，使其生长迅速。(4)湿地中的细菌、真菌多数为需氧型微生物，为提高其分解效率，可向水体中通入一定量的空气。答案：(1)各种植物通过光合作用固定的太阳能和污水中有机物中的化学能(2)垂直物质循环再生原理(3)细菌、真菌等微生物分解污水中的有机物为植物生长提供了充足的氮、磷等矿质养料和光合作用所需的CO2(4)向水体中适当通入空气(5)6下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：(1)该生态工程模式的最大优点是_。该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木、饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的_原理；各种粪便可作为沼气发酵的原料，体现了生态工程的_原理。(2)该生态工程中，处于
12、第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有_。该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗投放量都不宜超过其_。解析：(1)图中生态工程能够实现能量和物质的分层多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染。该生态工程中有不同的农作物、果树、苗木和多种畜禽，体现了生态工程的物种多样性原理；各种粪便可作为沼气发酵的原料，体现了生态工程的物质循环再生原理。(2)图示生态工程中，农作物、果树、苗木是第一营养级，鸡、奶牛、鱼、猪、人都可作为第二营养级。养鱼时，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量。答案：(1)实现能量和物质的分层多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染物种多样性(或整体性)物质
13、循环再生(2)猪、人环境容纳量(K值)7(2018长沙模拟)绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：(1)列出该生态系统中三种分解者的名称_。 (2)从资源与环境的角度来看，途径优于途径的主要原因是_、_。(3)进行过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是_。(4)每一位市民都应该积极参与过程，具体做法是_。(5)该生态工程突出体现了_原理。答案：(1)蚯蚓、苍蝇、细菌或真菌(微生物)(2)途径可以充分地利用垃圾中的有机物质，实现了物质的多级利用，减少了环境污染(3)甲烷杆菌无成形的细胞核(4)将生活垃圾分类放置(5)物质循
14、环再生8下面是我国某地尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断地活动，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用秸秆培育蘑菇、生产沼气，猪粪、鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米和蛋肉类。请据图回答：(1)从生态学角度分析，人们建立图示农业生态系统的主要目的是_。该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物进行了合理利用，这体现了生态工程的_原理。(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的_原理。生产的大米无公害的原因是_。(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是_。
15、(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：_蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，这体现了生态工程中的_原理。解析：(1)图示农业生态系统通过建立沼气池，实现了废物资源化和能量的多级利用，其遵循的是物质循环再生原理。(2)多个生产系统有机整合，体现了系统学和工程学原理，图中生态农业施用的都是有机肥，减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染，因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，与水稻细胞的主要区别是无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者，可将有机物分解为CO2等无机物，可供蔬菜进行光合作用，提高蔬菜产量
16、。答案：(1)实现废物资源化和能量的多级利用物质循环再生(2)系统学和工程学减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染(3)无核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)(4)蘑菇呼吸作用产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强系统整体性9(2017临汾模拟)下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请据图回答下列问题：(1)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)。从群落结构分析，这种养殖模式的优点是_。(2)防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰其交配，从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的_信息传递在农业
17、生产中的应用。(3)流入该生态农业园的总能量有_和人工输入的能量，人工输入的能量有_(至少2项)等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是_。(4)根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。解析：(1)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式，这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解了生物间的竞争。(2)防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰其交配，从而降低害虫种群密度，其中性引诱剂的使用属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用。(3)流入该生态农业园的总能量是稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能和人工输入的能量；人工输入的能量有种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染。(4)生产者的能量可以流向消费者和分解者，消费者的能量可以流向分解者，图中分解者的能量还可以流向消费者(如蝇蛆养殖鸡鸭养殖)，由此画出该生态系统三类生物成分之间的能量流动关系图。答案：(1)充分利用了生态系统的空间和食物资源(2)化学(3)稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊等实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染(4)如图所示