第4章 第3节 第1课时 生态工程的基本原理-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步辅导与测试(人教版)

第四章人与环境 (3)由实验二结果可知，福寿螺对水体的影响结： 本土田螺对环境的适应能力更强④种群数量 果表现为 达到K/2时，是防治福寿螺的最佳时期 (4)结合实验一和实验二的结果，下列分析正确： (5)福寿螺入侵所带来的危害警示我们，引种时 的是 (填序号)。 要注意 (答出两 ①福寿螺的入侵会降低本土物种丰富度②福： 点即可)。 寿螺对富营养化水体耐受能力低 ③福寿螺比 温馨提示 请做课时分层检测（十三） 第3节 生态工程 第1课时 生态工程的基本原理 【学习目标】 课程内容标准 核心素养对接 1.生命观念 初步形成自生、循环、协调、整体的观点，树立可持 1.概述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 续发展的观念。 2.概述生态工程的基本原理，举例说出自生、循环、协调和 2.社会责任 尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决 整体原理的主要内容。 对策。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 知识梳理 2.循环 是指在生态工程中促进系统的物质 ,既保 (一)关注生态工程建设 概念 证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元 原理应用 和 等学科的基本原理 素的转化率较高 方法和方法 对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对 通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废 手段 已被破坏的生态环境进行修复、重建 措施 物尽可能地被后一环节 ,减少整个生产环 生态 必 的产生 工程 提高生态系统的 或改善生态环境， 结果 建设 促进人类社会与自然环境和谐发展 3.协调 遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力， 概念 指 、生物与生物的 目的 防止环境污染，达到经济效益和生态效益的 同步发展 处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需 措施 要考虑 特点 少消耗、多 、可 (二)生态工程所遵循的基本原理 4.整体 1.自生 自然生态系统是通过生物与环境 之间的 概念 由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节 概念 而形成的一个不可分割的有机整体 就是系统的自生 ①要遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有 ①源于其中的“生物”，生物能够进行新陈代谢、 ,不同组分之间应构成 ,通过改 等 变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 依据②这些生物之间通过各种相互作用（特别是 依据 ②人类处在一个 复合而成的巨大系统中。 )进行自组织，实现系统」 ,形 进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的 成有序的整体 规律，更要考虑 等系统的影响力 ①遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择 并合理布设： 自查自纠 措施②要维持系统的自生，就需要创造有益于生物组分 的 ,以及它们形成 (1)生态工程建设的目的是防止环境污染，追求 关系的条件 生态效益，不再追求经济效益。 () 75 生物学选择性必修2 (2)对已被破坏的生态环境进行修复、重建也是： (1)甲图所示是一个生态系统吗？生产者、消费 生态工程建设的主要任务。 ( 者、分解者分别是什么？ (3)依据生态工程的自生原理，任何被破坏的湖 泊生态系统都能很快地恢复原状。 () (4)能量分层次多级循环利用是生态工程所遵循： 的基本原理之一。 (5)荒漠中种植植物时需要考虑干旱环境，这是 利用的生态工程的整体原理。 ( (6)“无废弃物农业”遵循的是协调原理。( 教材边角 (2)甲图所体现的主要生态工程原理是什么？是 怎样实现的？ 教材P1o0、P1o1“图示拓展” 阅读教材，分析下列实例所体现的生态工程的基 本原理，并回答有关问题： 沉降物 (雨、雪等) 饲料与垫料 人类食 作物 牲畜 人类食品 心作物残留 (3)乙图体现了哪种生态工程的基本原理？ 人粪尿 养 性畜粪便 土壤 为 生产成本→消费效益 (经济系统) 植物→动物 政策 微生物 管理一文化 科学 非生物因素 (社会系统) (自然系统) 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 提能点（一） 明确生态工程建设的原因 发展认知 :2.生态工程与传统农业的比较 比较项目 生态工程 传统农业 生态工程建设的原因分析 基本原理 生态学、工程学 工程学 1.传统农业的生产模式一石油农业 调节机制 人为辅助下的自我调节 人为调控 模式内容 大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式 与环境的关系 协调 破坏环境 不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济 弊端 主要能源 太阳能 化学能 的发展以巨大的生态环境破坏为代价 生物多样性 得到保护 减少 76 第四章人与环境 跟踪训练 :2.下列叙述不属于生态工程建设目的的是( A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行 1.下列关于生态工程的说法，错误的是 ( A.与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多 改善 效益、可持续的工程体系 B.防止环境污染 B.能有效降低环境破坏和环境污染 C.遵循物质循环规律，实现废弃物资源化 C.单纯追求粮食产量 D.生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污 D.促进人类社会和自然环境的和谐发展 染、破坏，后治理”的道路 提能点（二） 理解生态工程所遵循的基本原理 情境导人 外来物种入侵、大量种植单一树种， 生物之间的 : 会挤占其他生物的空间，破坏了生物 协调 协调、生物与 1.在我国西北地区进行防护林建设时，没有种植适 之间的协调：引入不适应当地气候的 环境的协调 应当地环境的树种，而是大量种植了不适应当地 生物，未遵循生物与环境的协调 环境的杨树。这主要是违背了什么原理？ 构建生态工程的最终目的是为人类 整体 自然、经济、 的生活创造更好的生存环境（自然环 社会 境和社会环境)以及生活条件（发展 经济) [典例] 如图是我国北方典型的生态农业模式示 意图，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜 栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关 叙述错误的是 ( 2.以下几种情况分别能体现哪种生态工程原理？ 市场 CO. ①单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发 蔬菜 种子 0,等 虫害。 形酒 ②草原确定合理载畜量，不能过度放牧。 0 废弃物 CO, ③引种考虑适应环境。 等 沼气池沼气照明等 ④林业生态工程建设，既考虑种树又考虑当地经 ，见 济发展。 市场 饲料牛、猪等 食用 A.将牛粪、猪粪直接投入沼气池，可以为微生物 的生长提供物质和能量 B.建立该系统遵循的主要原理是循环原理 C.该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消 费者，它们构成食物网 D.由于废物的再利用，提高了该系统中各营养级 核心归纳 之间的能量传递效率 通过分析生态工程的结构特点判断所遵循的原理 微点拨 原理 核心关键词 分析 判断生态工程原理的方法 从生态系统的结构角度考虑，构建的 (1)如果强调有效选择生物组分并合理布设，则 生物多样性 生态工程中动植物及微生物等生物 为自生原理。 自生 自我调节 种类越多，群落的结构就越复杂，其 能力 (2)如果强调充分利用废弃物，则为循环原理。 自我调节能力越强 (3)如果强调生物与环境、生物与生物的协调与 物质循环、无 从生态系统功能之 一 物质循环 适应，则为协调原理。 循环 废弃物 的角度考虑，物质循环顺畅无阻 (4)如果强调各组分比例适当，构成有序的结 构，考虑经济、社会因素，则为整体原理。 77 生物学选择性必修2 :2.如图是某立体生态养殖模式的部分示意图，下列 跟踪训练 相关叙述错误的是 ( 1.下列关于生态工程的基本原理的说法，错误的是 牛、猪 →粪便 →蚯蚓 )1 产品 产品 养 蚯 酵 A循环原理可使生态系统的物质循环顺利进行， 鸡粪 市场 料 添加 实现废弃物的资源化 产品 产品 袋 B.自生原理要求在构建人工生态系统时，要提高： 鸡 鱼 生物多样性，构建复合群落 C.整体原理是考虑自然系统的规律，所有的人类 A.建立该立体养殖模式主要遵循循环原理 B.用分解者蚯蚓喂鱼和鸡，可实现能量的循环利用 活动必须完全以生态系统为核心 C.鸡、鱼、牛和猪的存在，能加快生态系统的物质循环 D.整体原理要求系统各组分之间要有适当的比 D.该立体养殖模式能降低环境污染，提高经济 例关系 效益 提升·核心素养 社会责任一理解并利用生态工程实现可持续发展： 发酵后的污水利用提升泵进入多级跌水池，通过 生态学家H.T.奥德姆提出“生态工程”的概： 污水的多级跌落自然充氧，不断降解有机物；经 念，即以从自然系统获得的技术为基础，解决人类： 过跌水池的污水再进入水耕蔬菜型人工湿地（如 社会环境问题的一门工程分支科学，它所需的人类： 图所示)。下列相关叙述错误的是 () 工程技术仅仅起辅助作用，而不是起主要作用。我： 生活污水→厌氧沼气池→多级跌水池→人工湿地 国著名生态学家马世骏先生于1979年首先倡导生： →流出 态工程。他对生态工程下的定义是生态工程是应 用生态系统中物种共生与物质循环再生的原理、结： A.多种微生物共同降解是水中污染物得以去除 合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物： 的主要原因 B.污染物的去除效果与水温、跌水高度、水的停 质的生产工艺系统。生态工程的目标就是在促进： 自然界良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜： 留时间均有关系 C.水耕蔬菜的生长，对水中藻类的繁殖和生长起 力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步： 发展。它可以是纵向的层次结构，也可以发展为由： 到了促进作用 几个纵向工艺链索横连而成的网状工程系统。 D.上述工艺应用了循环等生态工程原理 应用体验 课堂小结 1.下列关于生态工程建设的叙述，正确的是( 概念 A.在进行生态工程建设时，应根据实际因地制宜 生态工程 特点 B.生态工程建设有统一的模板，可以直接照搬 目的 C.与传统工程相比，生态工程是一类无消耗、多 生态工程的 基础 效益、可持续的工程体系 思维导图 基本原理 自生原理 D.生态工程建设的目的只在于恢复生态 循环原理 2.城市生态工程是指用生态工程的方法对城市环： 基本原理 协调原理 境进行综合治理。下列措施中，不符合城市生态： 整体原理 工程建设基本原理的是 ( A.分区建设工业区、居住区、生态绿地等 1.生态工程建设的目的是遵循生态学规律，充分 B.采用浮床生态工艺法等手段治理水污染 发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经 C.垃圾焚烧处理，实现垃圾资源化和能量循环 济效益和生态效益的同步发展。 利用 2.生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工 晨读必背 程体系。 D.推广环境友好技术和低污染清洁生产工艺 3.生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能 3.为解决农村污水处理问题，科研人员研发了“厌： 为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态 氧一跌水充氧接触氧化一人工湿地”的组合工！ 学基本原理。 艺。其原理是生活污水先进入厌氧沼气池发酵， 78 第四章 人与环境 随堂·巩固双基 1.(2022·浙江6月选考)下列关于生态工程的叙： B.对垃圾分类处理，体现了生态工程的循环原理 述，正确的是 ( C.利用微生物处理垃圾，需要考虑微生物的种类 A.生物防治技术的理论基础是种群内个体的： 以及温度、水分等环境因素 竞争 D.该措施有利于减轻环境污染，提高城市生态系 B.套种、间种和轮种体现了物质的良性循环技术 统的稳定性和发展循环经济 C.风能和潮汐能的开发技术不属于生态工程：4.据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是( 范畴 太阳辐射 排泄物、杂屑（肥料） D.“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的 利用 籽实 、作物 秸秆 粪便 杂屑 家畜 (食用菌 蚯蚓 2.从生态工程的角度分析，诗句“落红不是无情物， (饲料) 化作春泥更护花”体现的原理是 ( 产品输出 产品输出产品输出 A.协调原理 B.自生原理 C.循环原理 D.整体原理 A.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量 3.为应对“垃圾围城”危机，很多地方将生活垃圾分 利用率降低 为可回收垃圾（纸类、塑料、金属等）、不可回收垃 B.每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济 圾（果皮、残渣、骨头等）和有害垃圾（废电池、过 效益 期药品、废弃化妆品等)三类，并分别采取了不同： C.物质经过多级利用，实现了良性循环 的处理措施。下列说法错误的是 ( D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染 A.对垃圾分类处理，实现了废物资源化和能量的 温馨提示 请做课时分层检测（十四） 循环利用 第2课时 生态工程的实例和发展前景 【学习目标】 课程内容标准 核心素养对接 1.科学思维 一尝试设计庭院生态系统，训练系统思维、工程思维 1.通过分析和评价生态工程的实例，说出这些实例所运用 和探究实践能力等。 的生态工程基本原理。 2.社会责任 2.通过评述生态工程的发展前景，增强生态文明意识。 关注我国目前面临的生态危机，学以致用，将生态 工程原理融入实际应用之中。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 知识梳理 2.湿地生态恢复工程 问题 湿地的 问题 (一)生态工程的实例 采用 1.农村综合发展型生态工程 措施相结合的方法，使受到干扰的湿 地得以恢复：在湿地周围建立 ,以尽量减 对策 问题 农村人口多， 是突出的矛盾 少人类的干扰，使湿地依靠 等机制恢复其 生态功能 建立农村综合发展型生态工程，实现物质的 对策 案例 厦门筼筜湖生态恢复 3.矿区废弃地的生态恢复工程 北京郊区某村以 为中心的物质多级循环 矿藏开采后往往会造成山体、土壤和植被，乃至整 案例 利用工程 问题 个地区生态系统的破坏 792,A[生物多样性包括遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多：跟踪训练 样性，A错误：生物多样性的形成是生物长期进化的结果，B正确；！1.C[遵循整体原理进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统 在帝王蟹所在水城的上方，生活着大量的植物和动物，其中棘皮动 的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。] 物包括海蛇尾、海百合和海参，这些棘皮动物都没有生活在海蟹所！2.B[由图示可知，建立该立体养殖模式主要遵循了循环原理，A正 在水城。这说明帝王蟹的入侵可能会导致某些物种灭绝，使生物多 确：能量单向流动，不能循环，B错误：鸡、鱼、牛和猪等消费者的存 样性减少，C正确：要保护当地生物多样性不被帝王蟹破坏，可以采 在，能加快生态系统的物质循环，C正确；该立体养殖模式能降低环 用合理的、有计划的捕捞措施，D正确。] 境污染，提高经济效益，D正确。 随堂·巩固双基 提升·核心素养 1.C[生物多样性的形成是生物与生物、生物与环境之间协同进化的 应用体验 结果，A错误：遗传多样性较低的种群适应环境能力较弱，B错误； 物种多样性是生物多样性最直观、最基本的表现，物种多的生态系：1A[在进行生态工程建设时，应根据实际因地制宜，A正确，B错 统食物链或食物网结构较复杂，抵抗力稳定性较高，所以物种多样 误：与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工 性高的生态系统相对比较稳定，C正确：群落自然演替过程中，生态 程体系，C错误：生态工程建设的目的是遵循生态学规律，充分发挥 系统的稳定性增加，生物多样性也会逐渐增加，D错误。 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 2.D[动物的繁育能力可影响种群的出生率，进而影响种群数量，故 发展，D错误。] 熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关，A正确：增大熊猫 12.C [在城市规划和布局方面，要进行城市生态分区，合理分布工业 自然保护区的面积可提高环境容纳量，B正确：隔离（地理隔离等） 区、居住区、生态绿地等，A正确：采用浮床生态工艺法等手段治理 导致熊猫不能相過，阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会 水污染，在浮床上种植特殊的水生、半水生植物以吸收水中的化学 产生近亲繁殖，C正确：由于地理隔离导致大熊猫不能相逼，熊猫种 元素，B正确：垃圾焚烧处理不利于环境的保护，可对垃圾进行分类 群教量增多，在不同活动区城的熊猫种群间建立走廊，可以使熊猫 处理，实现垃圾资源化和物质的循环利用，但能量不能循环利用，〔 汇集，多个种群集合成为一个，熊猫的种群数下降，D错误。 错误：推广环境友好技术和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产 3.C[生物多样性被破坏的主要原因是人类活动，A正确：可以利用 出，保护城市环境，D正确。 现代生物技术对红豆杉的基因进行保护，如建立遗传资源种子库 :3.C[水耕蔬莱会吸收水体中的N、P等无机盐离子，同时遮住了阳 植物基因库等，B正确：建立植物园属于易地保护，对生物多样性最 光，这对水中藻类的繁殖和生长起到了抑制作用，C错误。] 有效的保护是就地保护，C错误：保护生物多样性，关键是要协调好 人与生态环境的关系，D正确。] 随堂·巩固双基 4,解析(1)田螺活动能力弱、活动范围小，故调查本土田螺的种群密 1.D 「生物防治技术的理论基础是种间的捕食关系和竞争关系，A错 度时，常采用的调查方法是样方法。(2)由坐标图形可以看出，随着 误：套种、间种和轮种是合理使用资源，体现协调原理，无物质循环 培养天数增加，单独培养时，本地田螺与福寿螺的生存率都较高（无 的体现，B错误：风能和潮汐能的开发技术属于洁净可再生的新能 明显差异)，混合培养时，本地田螺生存率明显下降，福寿螺生存率 源开发技术，体现整体原理，是生态工程范畴，C错误：“过腹还田” 没有明显变化，两者属于种间竞争关系。(3)据表中数据可见，随着 是指用农作物秸秆饲喂动物，再将动物粪便施投到农田，实现了物 福寿螺养殖天数增加，水体浑浊度增加，说明水质被污染，总氨量 质的良性循环和多途径利用，D正确。] 总磷量增加，说明引起了水体富营养化。(4)结合实验一和实验二 2.C [落花中的有机物被细首、真菌等分解成二氧化碳、水和无机盐， 的结果可知，福寿螺对环境的适应能力比本土田螺强，更适应富营 被植物吸收利用，所以“落红不是无情物，化作春泥更护花”，体现了 养化水体，竞争中占优势，导致本土田螺数量减少，降低本土物种丰 循环原理，C正确。 富度。防治福寿螺需在种群数量达到K/2前进行，此时种群增长速 !3.A[生态系统中能量单向流动，逐级递减，不能循环利用，A错误： 率没有达到最高，容易防控，故选①③。(5)引入外来物种可能会破 对垃圾分类处理，可回收垃圾可以作为有效资源进行回收利用，这 坏当地的生物多样性，故在引入以前需要考虑物种对当地环境的适 体现了生态工程的循环原理，B正确：许多微生物都是分解者，利用 应性、有无敌害及对其他物种形成敌害，还需建立外来物种引进的 它们的分解作用处理垃圾，由于不同微生物分解利用的物质种类不 风险评估机制、综合治理机制及跟踪监测。 答案(1)样方法(2)种间竞争(3)水体富营养化，水质被污染 完全相同，所以需要考虑微生物的种类以及温度、水分等环境因素， (4)①③(5)物种对当地环境的适应性、有无敌害及对其他物种 C正确：通过对不同种类的垃圾进行分类处理，有利于减轻环境污 形成敌害 染，提高城市生态系统的稳定性和发展循环经济，D正确。] 第3节 生态工程 能量利用率提高，A错误：该生态工程的每一级生产环节都获得产 第1课时 生态工程的基本原理 品，产出的污染物成为下一环节的生产原料，减少了废物和污染，提 必备知识·自主梳理 高了生态经济效益，实现了良性循环，B、C、D正确。] 知识梳理 第2课时生态工程的实例和发展前景 (一)生态学系统学生产力效益持续 (二)1.自我更新和维持再生更新种间关系结构与功能的协调 :必备知识·自主梳理 生物组分生长发育繁殖互利共存2.迁移与转化 知识梳理 利用“废物”3.生物与环境协调与适应环境容纳量 (一)1.人多地少多级循环利用沼气工程2.缩小和破坏工程 4.生物与生物协同进化适当的比例有序的结构社会 学和生态学缓冲带 白然演替3.人工制造表土 植被恢复 经济一白然。经济和社会 土壤微生物群落 自查自纠 (二)1.(1)标准化(2)监测技术 理论性2.环境污染能源短缺 (1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)× 生态环境经济、社会效益 教材边角 自查自纠 (1)提示 这是一个生态系统。生产者是作物，消费者是牛、羊、猪 (1)/(2)× (3) (4)× (5)× 等家畜和人，分解者是土壤中的细菌、真菌等微生物 ·教材边角 (2)提示循环原理。该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留物： (1)能量的多级利用，提高了能量的利用率(2)循环分解者 都能返回到农田土壤里，通过分解者的分解作用再供生产者利用。 (3)协调和整体 (3)提示 图乙体现了整体原理。 关键能力·合作探究 关键能力·合作探究 提能点 提能点（一 情景导入 跟踪训练 (1)提示目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用：废弃物 1,D[生态工程不能解决所有的环境问题，不能走“先污染、破坏，后 治理”的道路。] 的合理利用主要能体现生态工程的循环原理。 2.C 「单纯追求粮食产量可能会影响人类社会和自然环境的和谐发 (2)提示 减少了化肥和农药的使用昼，减轻了环境污染 展，不属于生态工程建设的目的。] (3)提示蘑菇进行呼吸作用产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合 提能点（二） 作用，使其光合作用强度增强。 情景导入 核心归纳 1,提示违背了协调原理。 典例解析门食物链是由生产者和消费者组成的，即甘薯·奶牛，A 2.提示①自生原理：②协调原理：③协调与平衡原理：④整体原理。 错误：该生态系统实现了废弃物的资源化利用，遵循了循环、自生等 核心归纳 生态学原理，B正确：图中具有生态系统的四种成分，甘著、花木等 典例[解析]微生物可将牛粪、猪粪分解利用：生态农业主要遵循 属于生产者，沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都 循环原理，实现物质的分层次多级利用：生态系统的主要成分是生 腐于分解者，奶牛属于消费者，沼渣等腐于非生物的物质和能量，C 产者，蔬莱、人、牛、猪可构成食物网：废物的再利用只能提高该系统 错误；甘著藤青贮的目的是通过微生物厌氧发酵，初步分解甘著藤 中总能量的利用率，不能提高各营养级之间的能量传递效率。 中的有机物，有利于奶牛的消化吸收，D错误 [答案]D L答案]B 159