2024高考生物二輪復(fù)習(xí)專題九現(xiàn)代生物科技專題考點(diǎn)四生態(tài)工程學(xué)案

PAGE7-考點(diǎn)四生態(tài)工程1.理清生態(tài)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)工程之間的關(guān)系2.理清生態(tài)工程的原理和實(shí)例3.把握生態(tài)工程基本原理的推斷方法（1）強(qiáng)調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染→物質(zhì)循環(huán)再生原理。（2）體現(xiàn)物種多、養(yǎng)分關(guān)系困難→物種多樣性原理。（3）強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡、涉及環(huán)境承載力→協(xié)調(diào)與平衡原理。（4）涉及自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)，指整個(gè)系統(tǒng)，如林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)→整體性原理。（5）涉及結(jié)構(gòu)、功能，分布式、集中式、環(huán)式→系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定功能原理（系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理）。（6）涉及系統(tǒng)組分的比例關(guān)系、總體功能大于各部分之和；指系統(tǒng)內(nèi)部，如互利共生→系統(tǒng)整體性原理（系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理）。留意：整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的對(duì)比分析：（1）整體性原理指社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)收入、糧食、燃料等問題。（2）系統(tǒng)整體性原理指總體功能大于各部分之和，即1＋1>2，目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，如藻類和珊瑚蟲組成的高效的植物—?jiǎng)游镳B(yǎng)分循環(huán)使珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。1.生態(tài)農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)思想是環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。2.生態(tài)農(nóng)業(yè)的3個(gè)易混點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)和能量的多級(jí)利用；削減對(duì)能源和資源的消耗；削減環(huán)境污染。3.記準(zhǔn)生態(tài)工程的主要任務(wù)：對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。4.建立不同的生態(tài)工程要依據(jù)不同的原理，因地制宜，不能生搬硬套。5.濕地生態(tài)復(fù)原工程中，對(duì)濕地的復(fù)原，不是簡潔的退耕還濕地或建立自然愛護(hù)區(qū)就可以有效的。在很大程度上還取決于濕地上、中游的水土保持狀況，以及如何解決遷出農(nóng)夫的生計(jì)問題。6.由于礦區(qū)廢棄土地養(yǎng)分極其貧瘠，因此復(fù)原礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，首先要平整壓實(shí)土地，人工制造表土；然后在人造表土上植樹種草。1.你能舉出兩個(gè)外來物種入侵的實(shí)例嗎？為什么外來物種入侵會(huì)造成嚴(yán)峻的危害？提示：外來物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)之后，由于沒有天敵，極易造成生長失控，破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。比如，外來的植物瘋長，可以對(duì)本地一年生和多年生植物的結(jié)構(gòu)比例造成嚴(yán)峻影響，通過對(duì)植被的生長和結(jié)構(gòu)的影響，從而造成物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的變更。又如，外來的動(dòng)物種類，由于它們的選擇性覓食和破壞，也會(huì)造成物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的變更。物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的變更會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)峻破壞，比如，有人將美洲食人鯧引入，這一入侵物種就可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成許久性的破壞。2.回答下列有關(guān)生態(tài)工程的問題：（1）一般來說，生態(tài)工程的主要任務(wù)是對(duì)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。（2）生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中，處理秸稈的主要方式是用作沼氣發(fā)酵和培育食用菌，而不采納燃燒的方法。這樣做有哪兩方面的意義？①_____________________________________________________________________________________；②_________________________________________。（3）通過飼養(yǎng)家禽、家畜，栽培食用菌，提高農(nóng)夫經(jīng)濟(jì)收入，使愛護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)相互協(xié)調(diào)，體現(xiàn)了生態(tài)工程的原理。提示：（1）遭到破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）（2）①大大提高了能量的利用效率，使生態(tài)系統(tǒng)中的能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠症跍p輕了對(duì)環(huán)境的污染（3）整體性（2024·北京卷）因含N、P元素的污染物大量流入，我國某大型水庫曾連續(xù)暴發(fā)“水華”。為防治“水華”，在限制上游污染源的同時(shí)，探討人員依據(jù)生態(tài)學(xué)原理嘗試在水庫中投放以藻類和浮游動(dòng)物為食的鰱魚和鳙魚，對(duì)該水庫生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，取得了明顯效果。（1）在該水庫生態(tài)系統(tǒng)組成中，引起“水華”的藻類屬于。水庫中各種生物共同構(gòu)成。（2）為確定鰱、鳙的投放量，應(yīng)依據(jù)食物網(wǎng)中的養(yǎng)分級(jí)，調(diào)查投放區(qū)鰱、鳙的的生物積累量（在本題中指單位面積中生物的總量，以t·hm－2表示），為保證鰱、鳙的成活率，應(yīng)捕殺鰱、鳙的。（3）藻類汲取利用水體中的N、P元素，浮游動(dòng)物以藻類為食，銀魚主要以浮游動(dòng)物為食。由下圖可知，將鰱、鳙魚苗以肯定比例投放到該水庫后，造成銀魚生物積累量，引起該變更的緣由是______________________________________________________。（4）投放鰱、鳙這一方法是通過人為干預(yù)，調(diào)整了該生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)中相關(guān)物種生物積累量的，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。（5）鰱魚和鳙魚是人們?nèi)粘Ｊ秤玫聂~類。為接著將投放鰱、鳙的方法綜合應(yīng)用，在保持良好水質(zhì)的同時(shí)增加漁業(yè)產(chǎn)量，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓷l詳細(xì)措施________________________________________________________________________。解析：（1）引起水庫生態(tài)系統(tǒng)中“水華”的藻類，可利用太陽能合成有機(jī)物，屬于生產(chǎn)者。生物群落是指同一時(shí)間內(nèi)聚集在肯定區(qū)域中的各種生物種群的集合。（2）欲確定鰱、鳙的投放量，需考慮投放區(qū)鰱、鳙的捕食對(duì)象（即上一養(yǎng)分級(jí)）的生物積累量，然后依據(jù)能量傳遞效率計(jì)算出鰱、鳙的投放量。為保證鰱、鳙的成活率，應(yīng)捕殺水庫中鰱、鳙的捕食者（天敵）。（3）分析柱狀圖，將鰱、鳙魚苗以肯定比例投放后，銀魚的生物積累量明顯下降，可能緣由是鰱、鳙和銀魚都以浮游動(dòng)物為食，三者之間存在競爭關(guān)系。（4）通過在水庫中人為投放鰱、鳙這一方法，調(diào)整水庫中相關(guān)物種（如浮游動(dòng)物、藻類）生物積累量的比例，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。（5）為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，要留意限制鰱、鳙的數(shù)量，如定期適度捕撈鰱、鳙，定期合理投放鰱、鳙，限制性捕殺鰱、鳙的捕食者等，還要留意限制人類活動(dòng)（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游等）對(duì)該水庫生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。答案：（1）生產(chǎn)者（生物）群落（2）捕食對(duì)象/食物捕食者/天敵（3）明顯下降鰱、鳙與銀魚在食物上存在競爭關(guān)系（4）比例（5）定期適度捕撈鰱、鳙；定期合理投放鰱、鳙；限制性捕殺鰱、鳙的捕食者；限制人類活動(dòng)（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游等）對(duì)該水庫生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響熱點(diǎn)生態(tài)工程的原理及應(yīng)用1.閱讀材料，回答下列問題。北京的奧林匹克森林公園占地680公頃，是北京最大的公共公園，也是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的配套工程之一。奧森公園設(shè)計(jì)理念是“通往自然的中軸線”，是一個(gè)以自然山水、植被為主的，可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)地帶，目的是使之成為北京市中心地區(qū)與外圍邊緣之間的綠色屏障，對(duì)進(jìn)一步改善城市的環(huán)境和氣候具有舉足輕重的生態(tài)戰(zhàn)略意義。奧森公園中有4.7公頃人造濕地，南園主要景觀有三處：疊水花臺(tái)、沉水廊道、濕地潛流。其中“沉水廊道”尤為特殊，一座廊橋的橋面沉入水面下一米多深，廊道兩邊有玻璃幕墻隔著湖水，為游人近距離視察水生動(dòng)植物供應(yīng)了便利。水面上有“表演輕功”的水黽，在水里有游蕩的小魚兒、小蝌蚪等。有挺水植物如蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲、蓮等；浮水植物如荇菜、睡蓮、水鱉等；還有沉水植物如貍藻、金魚藻等。“濕地潛流”等采納了新型的復(fù)合垂直流人工濕地（如構(gòu)造示意圖）生態(tài)污水處理技術(shù)。富含N、P的污水經(jīng)過進(jìn)水口進(jìn)入下行池，在基質(zhì)（大小不等的礫石）中，由上向下垂直下滲，再自下而上經(jīng)上行池的基質(zhì)滲出后，由出水口注入氧化塘接著處理。濕地植物與奧森其他植物一樣，盡量選用本地物種，植物根系常形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)樣結(jié)構(gòu)與基質(zhì)的表面吸附諸多微生物，其中硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌就是脫氮的能手，作用機(jī)理如下圖所示。經(jīng)人工濕地處理的生活污水、收集的雨水等可作為非飲用水用于許多生產(chǎn)過程，不僅削減了污染還節(jié)約了水資源。有機(jī)氮eq\o(→,\s\up14(氨化作用),\s\do5())NHeq\o\al(＋,4)、NH3eq\o(→,\s\up14(硝化細(xì)菌),\s\do20(有氧環(huán)境))NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up14(反硝化細(xì)菌),\s\do20(厭氧環(huán)境))N2、N2O奧森公園已經(jīng)成為北京市的“綠肺”和生態(tài)屏障，呈現(xiàn)“人與自然和諧相處”的中華文明。由于集多種功能于一身，同時(shí)擔(dān)當(dāng)著諸多社會(huì)活動(dòng)，奧森無法通過獨(dú)立的自我調(diào)整維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，仍需不斷通過補(bǔ)充物質(zhì)和能量，移除廢物等人工措施加以維持，因此奧森并不是典型的生態(tài)工程。（1）奧森公園設(shè)計(jì)和改造過程中依據(jù)的生態(tài)工程原理有（至少寫出兩個(gè)）。（2）流經(jīng)奧森公園的總能量為___________________________________________________________。（3）“沉水廊道”視察到的生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)為，水鱉、金魚藻等屬于生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分結(jié)構(gòu)中的。（4）“濕地潛流”等復(fù)合垂直流人工濕地在凈化污水中起到重要作用。①微生物在濕地植物的根系和基質(zhì)上形成大量的“生物膜”，這些微生物在生態(tài)系統(tǒng)成分中屬于，作用是_________________________________________________________________________。②硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌分別生活在中（填“上行池”或“下行池”），推斷依據(jù)為________________________________________________。③濕地植物盡量選用本地物種的目的是__________________________________________________________________________________________________。④為探討復(fù)合垂直流人工濕地生態(tài)污水處理實(shí)力，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡便可行的試驗(yàn)方案，包括試驗(yàn)操作和檢測(cè)指標(biāo)，字?jǐn)?shù)不超過30個(gè)。_____________________________________________________________________。（5）奧森既然不是典型的生態(tài)工程，推想典型的生態(tài)工程的特點(diǎn)是___________________________________________________________________________。解析：（1）閱讀題中信息可知，奧森公園設(shè)計(jì)和改造過程中依據(jù)的生態(tài)工程原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理。（2）奧森仍需不斷通過補(bǔ)充物質(zhì)和能量，移除廢物等人工措施加以維持，所以流經(jīng)奧森公園的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能總量和人工物質(zhì)和能量的輸入。（3）“沉水廊道”中不同生物生活在不同的水層，為生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)中的垂直結(jié)構(gòu)；水鱉、金魚藻等能利用太陽能合成有機(jī)物，故屬于生產(chǎn)者，在食物鏈中占據(jù)第一養(yǎng)分級(jí)。（4）①依據(jù)題意可知，形成“生物膜”的微生物，不能合成有機(jī)物，屬于分解者；分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是將動(dòng)植物的遺體和動(dòng)物的排遺物，分解成可被生產(chǎn)者（植物）重新利用的二氧化碳和各種無機(jī)物，釋放能量。②硝化細(xì)菌生活在下行池，反硝化細(xì)菌生活在上行池；據(jù)“有機(jī)氮eq\o(→,\s\up14(氨化作用))NHeq\o\al(＋,4)、NH3eq\o(→,\s\up14(硝化細(xì)菌),\s\do20(有氧環(huán)境))NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up14(反硝化細(xì)菌),\s\do20(厭氧環(huán)境))N2、N2O”可知，硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的異化作用類型分別是需氧型和厭氧型，下行池中含氧豐富，上行池中含氧較少。③非本地物種屬于外來物種，有可能對(duì)本地生態(tài)系統(tǒng)生物生存造成威逼；且外地物種不肯定能適應(yīng)北京的環(huán)境。④污水中主要含N、P，故可從進(jìn)水口和出水口取水樣檢測(cè)，比較N、P含量的差值，若差值較大，說明復(fù)合垂直流人工濕地生態(tài)污水處理實(shí)力較強(qiáng)。（5）典型的生態(tài)工程的特點(diǎn)是，能夠通過獨(dú)立的自我調(diào)整維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，即不須要通過補(bǔ)充物質(zhì)、能量和移除廢物等人工措施加以維持的生態(tài)系統(tǒng)。答案：（1）物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理（2）生產(chǎn)者固定的太陽能總量和人工物質(zhì)和能量的輸入（3）垂直結(jié)構(gòu)第一養(yǎng)分級(jí)（4）①分解者將動(dòng)植物的遺體和動(dòng)物的排遺物，分解成可被生產(chǎn)者（植物）重新利用的二氧化碳和各種無機(jī)物，釋放能量②下行池和上行池硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的異化作用類型分別是需氧型和厭氧型，下行池中含氧豐富，上行池中含氧較少③避開外來物種入侵，避開對(duì)本地生態(tài)系統(tǒng)生物生存造成威逼，保證本地生態(tài)系統(tǒng)的平安性，其次還有適應(yīng)性問題，由于溫度、濕度、光照等緣由，外地物種不肯定適合在北京種植（回答出其中任何一個(gè)方面即可得分）④從進(jìn)水口和出水口取水樣檢測(cè)，比較N、P含量的差值（5）依靠系統(tǒng)“自組織”來長期維持穩(wěn)定（能夠通過獨(dú)立的自我調(diào)整維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，即不須要通過補(bǔ)充物質(zhì)、能量和移除廢物等人工措施加以維持的生態(tài)系統(tǒng)）2.某基因探討院培育出了轉(zhuǎn)基因克隆綿羊，該綿羊能合成深海魚體內(nèi)富含的不飽和脂肪酸omega—3。（1）在培育轉(zhuǎn)基因克隆綿羊過程中，運(yùn)用方法除去的卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，通過化學(xué)試劑使該細(xì)胞與供體細(xì)胞融合，進(jìn)而構(gòu)建重組胚胎。（2）為保證胚胎移植順當(dāng)進(jìn)行，須要在合適的季節(jié)對(duì)供、受體母羊進(jìn)行處理，培育過程中，科研人員同時(shí)將omega—3合成酶的基因片段轉(zhuǎn)移到了該羊基因組中，使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為。利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增目的基因的前提是。（3）目前，人們主要通過食用深海魚肉攝取omega—3，人們過度捕殺深海魚而嚴(yán)峻破壞了海洋生態(tài)系統(tǒng)，使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。（4）建立海底人工魚礁，其目的是改善海洋環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的舉措之一，這體現(xiàn)了生態(tài)工程所遵循的原理。十九大提出“綠水青山就是金山銀山”，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不僅須要對(duì)破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行復(fù)原，還要考慮當(dāng)?shù)厝说慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和生活須要，這主要遵循了生態(tài)工程的原理。解析：（1）核移植技術(shù)的受體細(xì)胞為處于減數(shù)其次次分裂中期的次級(jí)卵母細(xì)胞，通過顯微操作去除其核，使該細(xì)胞與供體細(xì)胞融合有物理或化學(xué)方法，化學(xué)方法一般用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑使兩細(xì)胞融合，進(jìn)而構(gòu)建重組胚胎。（2）為保證胚胎移植順當(dāng)進(jìn)行，須要在合適的季節(jié)對(duì)受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，以實(shí)現(xiàn)胚胎在相同的生理環(huán)境下空間位置的轉(zhuǎn)移；使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維