1、课时分层作业 四十四 生 态 工 程(30分钟100分)1.(10分)珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答：(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是_。要使它长期稳定发展，除了有稳定的_来源，各类生物要_，这主要体现了_的原理。(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量更多地_；其能量利用率高的原因是其营养结构具有_的特点。概括地说，该生态系统功能的维持，取决于_。(3)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循_原理。【解析】(1)这种人工生态系统最基本的生物
2、因素是生产者和分解者。要使它长期稳定发展，除了有稳定的能量来源，各类生物要保持相对稳定，这主要体现了协调与平衡的原理。(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量更多地流向对人类最有益的部分；其能量利用率高的原因是其营养结构具有食物链短的特点。概括地说，该生态系统功能的维持，取决于生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间保持动态平衡。(3)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循了系统的结构决定功能的原理。答案：(1)生产者和分解者能量保持相对稳定协调与平衡(2)流向对人类最有益的部分食物链短生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时
3、间保持动态平衡(3)系统的结构决定功能2.(12分)(2018郑州模拟)某城市郊区的荒地被当地农民开垦成一片青菜地，农民在菜地中放养了鸡、鸭，既可以消灭蚜虫和菜青虫等害虫，又可以供农民食用。近年来，因城市的发展需求，该青菜地被改造成人工湖泊，以改善居民的生活环境，如图表示新建人工湖泊的生物类群关系。分析上述材料，回答下列问题：(1)根据材料可推出，人类活动对群落演替的影响为_。在青菜地中，母鸡发现菜青虫后鸣叫召唤同伴，这种鸣叫属于生态系统中的_信息。(2)人工湖泊中鱼类与贝类的关系是_。使用标志重捕法调查鱼类种群密度时，由于标记方法不当导致部分鱼类放回湖泊后死亡，这样会造成调查值比实际值偏_。
4、(3)人工湖泊中某种鱼色彩绚丽，形状怪异，在市场上非常名贵，这体现了生物多样性的_价值。有市民建议在人工湖泊中只放养该种鱼而且大量放养以满足市场需求，生物兴趣小组同学立即提出反对意见，因为生态工程建设应该遵循_原理和_原理。【解析】(1)人类活动可以改变群落演替的速度和方向。在生态系统的信息传递中，声音属于物理信息。(2)根据题图可知，鱼类与贝类的关系是捕食和竞争。在进行种群密度调查时，如果标记的个体死亡，则会导致调查值比实际值偏大。(3)生物多样性具有的观赏价值属于直接价值。在人工湖泊中放养生物时要遵循物种多样性原理和协调与平衡原理。答案：(1)人类活动可以改变群落演替的速度和方向物理(2)
5、捕食和竞争大(3)直接物种多样性协调与平衡3.(12分)如图表示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是_。人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第_营养级。(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过_作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的_，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力_。(4)建立该生态系统遵循的原理主要是_、_。【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明
6、确粪便中的能量不属于生物同化的能量。(2)明确该生态系统实现了废物资源化、生态效益与经济效益的最大化。【解析】(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量。粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级生物同化的能量，即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统的自我调节能力较强
7、。(4)该生态系统实现了废物资源化，实现了生态效益与经济效益的最大化，遵循的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理、系统学和工程学原理。答案：(1)生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量一(2)分解者(微生物)的分解(3)多级利用较强(4)物质循环再生原理整体性原理4.(12分)(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”。如图是垃圾资源化、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
8、与过程，具体做法是_。(5)该生态工程突出体现了_原理。【解析】(1)分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。由图示可知，该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、进行发酵的细菌或真菌。(2)途径运用生态学原理可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，明显优于途径的燃烧。(3)甲烷杆菌为原核生物，而酵母菌为真核生物，两者的主要区别是甲烷杆菌无成形的细胞核。(4)每一位市民都应该积极参与过程，将生活垃圾分类放置，以实现能量和物质的多级利用。(5)从图示可看出该生态工程突出体现了物质循环再生原理。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
9、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)物质循环再生5.(12分)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_(填“生态系统”“群落”或“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。
10、(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、_原理和_原理等。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。【解析】(1)生活污水流经厌氧沉淀池时，厌氧微生物通过无氧呼吸将有机物分解；流经曝气池时，其中的需氧微生物通过有氧呼吸将有机物分解；流经兼氧池时，其中的微生物则通过有氧呼吸和无氧呼吸将有机物分解。(2)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物组成的整体，不止一种生物，故排除种群；不包含无机环境，故排除生态系统，则这个整体属于群落。植物为生产者，属于第一营养级；生态系统中消费者的能量最终来源于生产者固定的
11、太阳能。(3)生态工程的建立要把社会、经济和自然作为一个统一的整体来考虑，需要考虑生物与环境的协调与平衡，分层、分级利用废弃物中的物质，并增加生物的种类以增强生态系统的稳定性，故生态工程需遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损的生态系统有着重要作用，通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，提高生态系统的生产力。答案：(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)6.(12分)如图是我国南方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
12、，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答：(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是_。该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，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)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，分析其增产原因是_。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，体现了生
13、态工程中的_原理。(4)该生态系统的主要成分是_。蘑菇在该生态系统中属于_，鸭与害虫是_关系。【解析】(1)分析题图可知，该生态系统将动物粪便和秸秆引入沼气池，将发酵产生的沼气作燃料，沼渣作水稻的肥料；水稻和杂草的秸秆养蘑菇，蘑菇分解有机物用于自身生长需要，也为水稻提供营养物质，实现了生态系统内能量和物质的多级利用，提高了农产品的产量，减少了环境污染，该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的物质循环再生原理。(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系统的结构决定功能原理。由题图可知，该生态系统中通过养鸭控制害虫
14、的数量，减少了农药的使用，另外水稻的肥料来自有机肥，减少了化肥的使用，化肥和农药的使用量减少，进而减少了对水稻的污染，因而生产的大米无公害。(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，蘑菇呼吸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，进而提高蔬菜的产量。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，体现了生态工程中的整体性原理。(4)生态系统的主要成分是生产者，图示生态系统中的生产者是水稻和杂草；蘑菇是营腐生生活的真菌，在生态系统中属于分解者；分析题图食物网可知，鸭捕食害虫，因此鸭与害虫是捕食关系。答案：(1)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少
15、环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染)物质循环再生(2)系统的结构决定功能减少了化肥和农药的使用量，减少了对水稻的污染(3)蘑菇呼吸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，进而提高蔬菜的产量整体性(4)水稻、杂草分解者捕食1.(15分)(2018济南模拟)在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图回答问题：(1)该生态工程实现了无废弃物生产，在桑园间种农作物提高了光能的
16、利用率，所遵循的基本原理有_ (至少写2种)。(2)该生态系统的能量流动从_开始，图中属于消费者的生物有_。(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，其主要原因是_。(4)该生态系统为何能提高经济效益？_。(5)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化建议：_。(6)从生态系统稳定性看，该农业生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是_。请说出两种根据生物学原理防治害虫的方法：_。【解析】(1)该生态工程实现了无废弃物生产，依据的是物质循环再生原理；在桑园间种农作物提高了光能的利用率，需要考虑农作物的适应性，依据的是物种多样性和协调与平衡原理。除此以外，
17、还可以考虑整体性原理、系统学和工程学原理。(2)该生态系统的能量流动是从桑、油菜等生产者固定太阳能开始。消费者是蚕、禽、畜等。(3)由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。(4)该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量。(5)该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥还可作肥料。(6)该生态系统生物群落结构相对复杂，从而使抵抗力稳定性增强，自我调节能力提高。利用生物的种内关系或种间关系来诱杀害虫，如利用捕食关系引入天敌，利用性引诱剂进行防治害虫等。答案：(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
18、等(2)桑、油菜等生产者固定太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用(答案合理即可)(4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低了农业成本投入)(5)蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田(6)抵抗力稳定性较高(营养结构较复杂，自我调节能力较强)天敌防治、激素防治、种植转基因抗虫作物(任选两种)【易错提醒】整体性原理系统整体性原理(1)整体性原理。含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定与平衡。举例：林业工程建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，如种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理。含
19、义：指总体功能大于各部分之和，即“1+12”。举例：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。2.(15分)下图是一个人工农业生态系统模式图(大棚温度、CO2浓度等可适当控制)。请据图回答：(1)图中该生态系统能量流动的源头是_。沼气池中的微生物在该生态系统的成分中属于_。沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的作用是_，从而提高农作物的产量。(2)相对一般农业生态系统而言，此生态系统能提高经济效益，主要原因是充分利用了_中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的_原理。(3)植物秸秆除作为禽畜的饲料外，还可以经过微生物产生的_酶水解，最终生成葡萄糖，进而转化成乙醇作为燃料。
20、葡萄糖转化成乙醇的反应式为_。在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，主要体现了生态工程的_原理。【解析】(1)题图中该生态系统能量流动的源头是太阳能。沼气池中的微生物是该生态系统的分解者。沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内，可以增加大棚中CO2浓度，提高植物光合作用的强度，从而提高农作物的产量。(2)该生态系统充分利用了粪便等废弃物中的能量，因此相对一般农业生态系统而言，此生态系统能提高经济效益；“无废弃物农业”主要遵循了生态工程的物质循环再生原理。(3)植物秸秆的主要成分是纤维素，因此可被纤维素酶水解。葡萄糖转化成乙醇的反应式为C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，主要体现了生态工程的整体性原理。答案：(1)太阳能分解者增加大棚中CO2浓度，提高植物光合作用的强度(2)粪便等废弃物物质循环再生(3)纤维素C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量整体性- 9 -