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1、5.1生生态工程程的基本本原理教教学设计计葫芦岛市市一高中中生物组组 邢春阳阳新课标标解读1、知识识方面举例说出出生态工工程的实实例，说说出这些些实例所所运用的的主要生生态工程程原理。评述生态态工程发发展前景景，说出出生态工工程的局局限性，举举例说出出我国生生态工程程的特点点。2、情感感态度与与价值观观方面重视理论论联系实实际。关关注生态态工程的的建设。3、能力力方面分析并评评价生态态工程的的实例，运运用生态态工程原原理尝试试设计简简单的生生态工程程。教学重重点生态工程程的基本本原理。教学难难点生态工程程的系统统学和工工程学原原理。教学方方法自学法、讨讨论法、归归纳法。教学工工具1,3,5多媒
2、体教教学课件件课时安安排 2课时时教学过过程（一）引引入新课课课件展示专专题题图图：问题你觉得得本专题题题图有有什么寓寓意？学生干裂的的土地，赤赤红的荒荒山；幼幼苗的上上方是蔚蔚蓝的地地球。地地球似乎乎化作一一滴甘露露，滋润润着幼苗苗和大地地；幼苗苗又可寓寓意生态态工程，虽虽然柔弱弱，但却却顽强地地支撑着着地球；地球和和幼苗组组合和谐谐，象征征着希望望。通过过师生共共同分析析以引起起同学的的思考，引引导学生生进入本本专题的的学习。 阅读生态工工程的概概念：人人类应用用生态学学和系统统学等学学科的基基本原理理和方法法，通过过系统设设计、调调控和技技术组装装，对已已破坏的的生态环环境进行行修复、重
3、重建，对对造成环环境污染染和破坏坏的传统统生产方方式进行行改善，并并提高生生态系统统的生产产力，从从而促进进人类社社会和自自然环境境和谐发发展。点拨（1）涉涉及的学学科包括括生态学学和系统统学；（22）运用用到的技技术手段段或方法法有系统统设计、调调控和技技术组装装；（33）最终终目的是是促进人人类社会会和自然然环境和和谐发展展。阅读科技技探索之之路生态工工程的兴兴起给给学生呈呈现了生生态工程程的兴起起过程。归纳（1）经经济的不不当发展展对环境境的破坏坏；（22）解决决经济发发展与环环境问题题的根本本原则是是循环经经济；（33）实现现循环经经济的重重要手段段之一是是生态工工程。（二）进进行新课
4、课阅读本节内内容。思思考并讨讨论以下下问题：（1）阅阅读课本本内容，在在必修本本生态系系统及其其稳定性性的学习习后，你你对生态态工程的的应用前前景肯定定吗？（2）生生态工程程建设的的目的是是什么？（3）解解决经济济发展与与环境问问题的根根本原则则是什么么？（4）生生态工程程遵循的的基本原原理是什什么？1关注注生态工工程建设设资料1讨论导致19998年年长江洪洪水泛滥滥的主要要原因是是什么？提示根本原原因：长长江上游游乱砍滥滥伐森林林，水源源涵养和和水土保保持功能能急剧降降低，造造成大量量泥沙淤淤积河道道；中游游围湖造造田、乱乱占河道道，造成成具有蓄蓄洪作用用的湖泊泊面积急急剧减少少。直接接原因
5、：19998年度度的罕见见降雨。但但这也与与全球温温室气体体排放量量增加而而导致的的温度升升高、气气候异常常有关。解决长江江洪水泛泛滥的措措施有：我国政政府提出出的“积积极营造造长江中中上游水水源涵养养林和水水土保持持林”计计划，即即以生物物措施为为主，结结合工程程措施，提提高森林林覆盖率率；“退退耕还湖湖”和改改革不合合理耕作作方式等等。在进行生生态工程程建设时时，要考考虑到怎怎样解决决农村（尤尤其是湖湖区或山山区的迁迁出人员员）的能能源来源源问题以以及如何何提高农农民的经经济收入入。讨论洪灾的的发生反反映出经经济发展展模式存存在什么么问题？提示传统的的经济发发展模式式不注重重生态环环境的保
6、保护，没没有考虑虑生态成成本，经经济的发发展以巨巨大的生生态环境境破坏为为代价。资料2讨论你对“石油农农业”是如何何理解的的？提示 “石石油农业业”大量量使用化化肥、农农药和机机械的生生产方式式，因对对石油等等能源有有高度的的依赖性性而得名名。它把把农业生生产这一一复杂的的生物过过程，变变成了简简单的机机械过程程和化学学过程。由由于其投投入高，产产出也高高，对粮粮食安全全保障和和提高人人民生活活水平起起到了巨巨大的作作用，但但同时它它所产生生的废弃弃物和有有害物质质的数量量也很庞庞大，大大大削弱弱了农业业生态系系统的稳稳定性和和持续生生产力，并并造成日日益严重重的农产产品污染染和环境境污染等等
7、问题。讨论 “石油油农业”的生产产模式应应当怎样样改进？提示在不同同的国家家有不同同的改进进措施。例例如，在在我国，人人多地少少，应该该大力发发展生态态农业。实实施的具具体措施施包括：可以根根据田间间作物的的需要适适量施用用高效、低低毒、低低残留的的农药，多多施有机机肥，提提高作物物对水、肥肥等资源源的利用用效率，对对作物秸秸秆和畜畜禽粪便便进行再再利用，实实现物质质的多级级利用，等等等。一一方面要要不断提提高土地地的产出出水平；另一方方面要减减少农业业活动对对环境的的污染，促促进社会会的可持持续发展展。师讲传统经经济模式式正在毁毁坏资源源，消耗耗地球赠赠给我们们的自然然资本，为为了实验验可持
8、续续性发展展，经济济发展必必须符合合生态学学规律，走走生态经经济之路路。问题什么是是生态经经济？生答主要是是通过实实行“循环经经济”原则，使使一个系系统产生生出的污污染物，能能够成为为本系统统或者另另一个系系统的生生产原料料，从而而实现废废弃物的的资源化化，而实实现循环环经济最最重要的的手段之之一是生生态工程程。2生态态工程所所遵循的的基本原原理（1）物物质循环环再生原原理实例无废弃弃物农业业问题物质循循环再生生原理的的含义是是什么？生答生态系系统中, 生物物借助能能量的不不停流动动, 一一方面不不断地从从自然界界摄取物物质并合合成新的的物质, 另一一方面又又随时分分解为原原来的简简单物质质,
9、 即即所谓“再生”, 重重新被系系统中的的生产者者植物所所吸收利利用, 进行着着不停顿顿的物质质循环。总结物质能能够在各各类生态态系统中中，进行行区域小小循环和和全球地地质大循循环，循循环往复复，分层层分级利利用，从从而达到到取之不不尽、用用之不竭竭的效果果。（2）物物种多样样性原理理资料分析析：问题为什么么樟子松松林的松松毛虫会会肆虐，几几十亿株株杨树会会毁于一一旦？而而珊瑚礁礁区却能能够在养养分稀少少的深海海中，保保持着很很高的生生物多样样性？提示示纯樟子子松林、杨杨树林的的生物多多样性低低，食物物链短而而单调，缺缺少松毛毛虫、天天牛的天天敌，而而成片单单一的林林木又为为其提供供了丰富富的
10、食物物来源，因因而会导导致了树树林的毁毁坏。珊瑚礁区区的生物物多样性性高，食食物链复复杂，不不同的生生物占据据了不同同的时间间位、空空间位和和资源位位，因而而充分利利用了珊珊瑚礁生生态系统统的环境境。例如如，氮、磷磷等养分分就能够够在该区区生物体体间充分分地循环环利用而而很少流流出系统统外。总结生态系系统的成成分越单单纯，营营养结构构越简单单，自动动调节能能力就越越小，抵抵抗力就就越低；反之，抵抵抗力就就越高。物物种多，复复杂生态态系统抵抵抗力稳稳定性高高。（3）协协调和平平衡原理理资料分析析：总结生态系系统的生生物数量量不能超超过环境境承载力力的限度度。（4）整整体性原原理问题整体性性原理和
11、和含义是是什么？实例：在在进行林林业工程程建设时时，一方方面要号号召农民民种树，另另一方面面要考虑虑贫困地地区的生生活问题题，如粮粮食、烧烧柴及收收入等。总结整体指指社会-经济-自然复复合而成成的巨大大系统。是是指我们们在生态态工程设设计和建建设时要要考虑自自然生态态系统的的规律还还需要考考虑经济济和社会会系统的的影响只有把把生态与与经济和和社会有有机地生产 成本消费效益经济系统植物动物微生物非生物的因素自然系统政策管理科学文化社会系统结结合起来来，才能能从根本本上达到到建设生生态工程程的目的的。（5）系系统学和和工程学学原理系统的的结构决决定功能能原理：生态工工程需要要考虑系系统内部部不同组
12、组分之间间的结构构，通过过改变和和优化结结构，达达到改善善系统功功能的目目的，即即要通过过改善和和优化系系统结构构改善功功能。实例：我我国南方方水网地地区的桑桑基鱼塘塘。系统整整体性原原理：系系统各组组分间要要有适当当的比例例关系，使使得能量量、物质质、信息息等的转转换和流流通顺利利完成，并并实现总总体功能能大于各各部分之之和的效效果，即即“1+112”。实例：能能保持高高系统生生产力的的珊瑚礁礁。小结（1）生生态工程程的基本本原理（见见右表）提示生态工工程的建建设应遵遵循以上上五个原原理，但但不同的的生态系系统遵循循的原理理可以不不同。生态工工程建设设的目的的就是遵遵循自然然物质循循环的规规
13、律，充充分发挥挥资源的的生产潜潜力，防防止环境境污染，达达到经济济效益和和生态效效益同步步发展。生态工工程具有有少消耗耗、多效效益、可可持续的的特点。类比整体性性原理和和系统整整体性原原理的比比较整体性原原理指社社会、经经济、自自然三方方面协调调统一，保保障整个个系统的的稳定与与平衡。如如林业建建设中自自然系统统、社会会与经济济系统的的关系问问题，即即种树的的同时考考虑经济济收入、粮粮食、燃燃料等问问题。系统整体体性原理理指整体体大于部部分之和和，目的的是保持持系统有有很高的的生产力力，具体体的说指指互利共共生的生生物体现现系统整整体性原原理，如如藻类和和珊瑚虫虫、大豆豆和根瘤瘤菌、地地衣植物
14、物中藻类类和真菌菌等。（三）课课堂总结结生态工程程建设目目的：遵遵循自然然界的规规律，充充分发挥挥资源的的生产潜潜力，防防止，达达到和的同步步发展。（少少消耗、多多效益、）生态经济：主要是通过实行“”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是。 1）原理：物质能在生态系统中循环往复， 2）原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的生态工程程原理 3）原理理：生态态系统的的生物数数量不能能超过（环环境容纳纳量）的的限度 4）原理：生态系统建设要考虑自然、的整体影响 5）原理 系统的结构决定原理：要通过改善和优化系统结构改善
15、功能系统整体体性原理理：系统统各组分分间要有有适当的的，使得得能量、物物质、信信息等的的转换和和流通顺顺利完成成，并实实现总体功能大大于各部部分的效效果，即即“1+112”答案：物质循环环 环境境污染 经济效效益 生生态效益益 可持持续 循循环经济济 生产产原料 生态工工程 物物质循环环再生 分层分分级利用用 物种种多样性性 抵抗抗力稳定定性 协协调与平平衡 环环境承载载力 整整体性 经济济 社会会 系统统学和工工程学 功能 比例关关系 之之和限时训训练一、基础础训练：1、我国国“三北北防护林林”，虽虽然取得得了巨大大的生态态和经济济效益，但但由于没没有完全全按照自自然生态态规律办办事，也也产
16、生了了不少问问题。例例如，辽辽宁西部部的章古古台地区区，由于于单一种种植樟子子松树，使使松毛虫虫因为没没有天敌敌而肆虐虐一时，使使很多地地方几乎乎成了不不毛之地地。这个个事实说说明了（ ）A樟子子松树的的抗虫能能力很差差B松毛毛虫的危危害性很很强，并并专一性性的侵害害樟子松松树C生物物多样性性对生态态系统的的重要性性D由于于植物种种类达单单一，导导致松毛毛虫只能能侵害樟樟子松树树2、人类类设计生生态工程程的根本本目标是是（）A促进进自然界界良性循循环的前前提下，达达到生态态效益与与经济效效益的同同步发展展 B促进自自然界良良性循环环的前提提下，防防治环境境污染，提提高经济济效益 C防防治环境境
17、污染，达达到生态态效益与与经济效效益的同同步发展展 D促进自自然界良良性循环环的前提提下，充充分发挥挥资源的的生产潜潜力，防防治环境境污染，达达到生态态效益与与经济效效益的同同步发展展3、在“人人工湿地地”生态态系统中中，对废废水净化化起主要要作用的的是（）A微生生物的分分解和转转化作用用以及相相关的物物理、化化学作用用，如沉沉淀、吸吸附、过过滤等 B微微生物的的分解和和转化作作用 C相相关的物物理、化化学作用用，如沉沉淀、吸吸附、过过滤等 D微微生物的的分解和和转化作作用以及及化学作作用，如如沉淀、吸吸附、过过滤等4、下列列关于生生态工程程的叙述述中，错错误的是是（ ） A.生生态工程程是生
18、态态学和工工程学的的结合B.生态态工程追追求经济济和生态态的双赢赢C.应用用物种多多样性原原理和物物质循环环再生原原理D.生态态工程是是无消耗耗、多效效益的工工程5、生态态工程的的调控机机制是（）A人为为调控 BB自我我调控 C人为辅辅助下的的自我调调节 DD不需需要调控控6、下列列关于“人人工湿地地”的说说法中，错错误的是是（）A浮水水植物、挺挺水植物物可为根根际提供供氧化的的微环境境，促进进好氧细细菌对废废水中有有机物的的分解 B沉沉水植物物的根际际保持厌厌氧状态态，利于于厌氧细细菌的活活动 C.“人工工湿地”对对污水的的净化作作用是通通过不同同类型的的水生植植物和微微生物的的共同作作用实
19、现现的 D水生植植物能吸吸收、转转化污水水中的氮氮、磷、铜铜等物质质7、在植植被的恢恢复初期期，不应应选择的的植物是是（）A引进进的新树树种 B固氮树树种 C先先锋树种种 D适应性性强的树树种8、19998年年长江下下游发生生特大洪洪灾，其其中原因因之一是是（） A长江口口热带风风暴 BB长江江上游森森林植被被破坏严严重 C水库泻泻洪过快快 D北北方风沙沙使河床床变浅9、黄河河是我国国的母亲亲河，但但如今黄黄河已经经成为世世界罕见见的“悬悬河”。治治理黄河河最根本本的措施施是（）A加强强黄河两两岸堤坝坝的修筑筑B对对黄河河河床底部部的泥沙沙清淘 C大大力培育育水生生生物 DD解决决黄土高高原的
20、水水土流失失问题10、人人类对生生物圈中中绿色植植物的严严重破坏坏，也是是造成大大气表层层的臭氧氧层减少少的原因因，这是是因为在在绿色植植物的光光合作用用过程中中（）A吸收收C022 B吸吸收太阳阳能 CC产生生化学能能 D产产生02211、环环境污染染已成为为人类社社会面临临的重大大威胁，下下列名词词与环境境污染有有关的是是（） 酸雨臭氧空空洞“白白色污染染”温温室效应应赤潮潮光化化学污染染噪声声A. B. C. D.12、在在我国西西部大开开发的战战略中，“保保护天然然林”和和“退耕耕还林（草草）”是是两项重重要内容容。采取取这两项项措施的的首要目目标是（）A开展展生态旅旅游 B发发展畜牧
21、牧业 C增增加木材材产量 D改改善生态态环境13、（多多选）生生态工程程是（）等等学科交交叉而产产生的新新兴学科科。A生态态学 B工程学学 CC系统统学 DD经济济学14、（多多选）我我们的祖祖先实施施的“无无废弃物物农业”，使使我国的的土壤维维持了几几千年的的肥力，其其实这种种模式就就是生态态工程最最早和最最生动的的模式，这这种模式式的诀窍窍在于()A积极极种植能能够固氮氮的豆科科植物B收集集一切可可能的有有机物 C采集某某种特殊殊植物，将将其根茎茎叶加水水一起捣捣碎榨汁汁，作为为肥料D采用用堆肥和和沤肥等等多种方方法，把把有机物物转变为为有机肥肥料15、（多多选）进进行生态态工程建建设时要
22、要考虑到到以下哪哪些问题题（）A宗教教信仰 B经经济和社社会的影影响力 C社会习习惯和法法律制度度 D自然生生态系统统规律 16、（多多选）生生态工程程体系的的特点是是（）A少消消耗 B多效益益 CC可持持续 D多投资资17、（多多选）下下列属于于以生态态环境保保护为目目标而建建立的林林业生态态工程的的是（） A水水土保持持生态工工程 B防风固固沙生态态工程 C水源涵涵养生态态工程 DD城市市垃圾处处理生态态工程18、（多多选）下下列各项项中属于于世界公公认的三三大环境境问题的的是（）A酸雨雨 B臭臭氧层衰衰竭 CC人口口急剧增增长 D温温室效应应19、（多多选）生生态工程程所遵循循的基本本原
23、理有有（）A.物质质循环再再生原理理 BB. 单单一调控控原理 C.协协调与平平衡原理理 D.整体体性原理理 EE.系统统学和工工程学原原理 F. 物种多多样性原原理20、（多多选）下下列关于于生态农农业叙述述，正确确的是（）A.生态态农业实实现了对对能量和和物质的的多级利利用B.生态态学的基基本原理理是发展展生态农农业的主主要理论论基础C.生态态农业使使废物资资源化，提提高能量量的转化化效率，减减少环境境污染D.在生生态系统统中增加加有害生生物的天天敌种群群，可减减轻有害害生物的的危害二、能力力提高：1、下列列叙述违违背生态态工程中中生态学学原理的的是（）A.充分分考虑环环境因子子对生物物的
24、影响响 B.尽可可能减少少种间竞竞争所产产生的耗耗损 C.以单单一种群群获得经经济效益益的最大大化 D.实现现生态系系统的良良性循环环2、下列列观点不不符合生生态农业业建设思思路的是是（ ）A.调整整产业结结构，开开发多种种经营 B. 保保持生态态系统内内的生态态平衡 C.以高高能量获获得农业业的高产产量 D.循环环利用农农业有机机废弃物物3、（多多选）现现代生物物技术可可应用于于生态建建设，正正确的是是（）A基因因工程中中抗虫、抗抗病转基基因植物物的种植植减少了了农药的的使用B细胞胞工程中中组织培培养技术术的应用用，可对对城市环环境进行行综合治治理C酶工工程的原原理可以以用于沼沼气工程程中对
25、菌菌群的控控制D胚胎胎工程中中胚胎移移植可以以用于保保护濒危危野生动动物，保保护生物物多样性性三、创新新设计：1、阅读读以下资资料，回回答下列列问题： 自自20000年110月开开展“南南京莫愁愁湖物理理生态示示范实验验研究”开开始，相相继引种种了浮水水植物、沉沉水植物物共计110余种种，在围围隔区内内已经形形成了以以沉水植植物为优优势的水水生植物物群落。试试验区内内营养盐盐的浓度度得到有有效控制制，如试试验区内内氨氮和和总氮仅仅分别为为试验区区外的11/133和1/5，有有效地改改善了水水质。（1）此此项生态态工程依依据的生生态学原原理有_、_、_、_和_。（2）生生态工程程的调控控机制是是
26、_，主主要利用用的能源源是_。（3）一一些发达达国家的的生态工工程建设设主要依依据生态态系统的的_，达达到了以以_为主主，_为为辅的程程度。而而在我国国的生态态工程建建设中，_仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和功能。（4）生生态工程程的主要要目的在在于_。答案一、基础础训练1.C 2. D 3.A 44.D 55.C 66.B 77.A 88.B 99.D 100.A 111.DD 112.DD 113.AABCDD 114.AABD15.BBCD116.AABC 177.ABBC 18.BCDD 119.AACDEEF 20.ABCDD二、能力力提高1.C 22.C 33.ABBCD三、创新新应用1、（11）物质质循环再再生原理理、协调与与平衡原原理 、整体性性原理、系统学学和工程程学原理理、物种多多样性原原理 （22）人为为辅助下下的自我我调节，太太阳能 （3）自我调节理论，回归自然，人为调控，人为调控 （4）建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高效和谐。- 16 -