生态工程的基本原理课件-高二下学期生物人教版选修3

转基因生物存在安全性问题的原因是：①目前对基因的______、基因间的____________及基因的____________了解有限。②目的基因往往是异种生物的基因。③外源基因插入宿主基因组的部位是______的。转基因生物主要在______安全、______安全和______安全三个方面存在争论。结构相互作用调控机制随机食物生物环境对待转基因技术的正确做法是：__________________________。

_______________是指利用克隆技术产生特定的细胞和组织用于治疗疾病。

_______________是指将克隆技术用于生育，即用于产生人类个体。对待克隆人，中国政府的态度是____________________。中国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何__________________的实验。但是，中国不反对__________________。治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的复制品水平

细胞、组织水平

个体水平

都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息不变联系趋利避害，不能因噎废食治疗性克隆生殖性克隆禁止生殖性克隆人生殖性克隆人治疗性克隆专题5生态工程5.1生态工程的基本原理学习目标1.简述生态工程的概念。2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。学习重点生态工程的基本原理。学习难点生态工程的系统学和工程学原理。生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。注意：1.学科知识：

；2.技术手段：

；3.操作过程：

；4.最终目的：

。生态学和系统学系统设计、调控和技术组装促进人类社会和自然环境的和谐发展修复重建生态工程建设目的：

遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。优点：生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。一、关注生态工程建设资料分析1：中国是一个生态灾难多发的国家，中国感受最早最深的生态灾难是水土流失、土地沙化、气候变坏、洪水泛滥等。近年来，我国水域污染增多：网眼小了，鱼虾少了。科学家们预言：“生态危机将成为21世纪人类共同面临的最大危机。”这就告诉人们，随着工业化的发展和人口压力的加大，人类必须学会与大自然和谐相处。根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。讨论:资料二：资料二：小知识：“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。理解：①它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。②优点:投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用。③缺点：产生大量的废弃物和有害物质，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。资料分析2：1.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价讨论2.你对“石油农业”是如何理解的？优点：由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用。缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。讨论3.你能列举一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？蓝婴病：蓝婴病学名高铁血红蛋白症。正铁血红蛋白血症或变性血色蛋白血症。是指因血液中异常地出现过多不能带氧的正铁血红蛋白,导致身体出现缺氧变蓝症状。若血液含正铁血蛋白份量超过一成半,便会出现病征。

1973年，美国内布拉斯加州首次出现高铁血红蛋白症(蓝婴病)。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10mg/L,这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血红素结合,形成高铁血红蛋白,高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床征状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色,呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉,甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染,如下水道、畜禽养殖场等,或非点源污染,如对农田、公园、草地等的施肥。讨论水体富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧含量下降，造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡.大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里，一些浮游生物暴发性繁殖，使水变成红色，因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。藻类遮蔽阳光，使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物的营养物质，再供藻类利用。这样年深月久，造成恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而又腥臭，水中缺氧,造成鱼类窒息死亡。3.你能列举一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？讨论4.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？

对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。讨论有没有一种既能快速发展经济，又能保护环境的战略方针？生态经济：

生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，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就是生态工程。物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理系统学和工程学原理12345二、生态工程所遵循的基本原理无废弃物农业二、生态工程所遵循的基本原理饲料与垫料人类食品作物残留人类食品人粪尿N、P、K等理论基础：物质循环

1.物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理含义：物质在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，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。遇虫害而死的樟子松资料分析1：为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。二、生态工程所遵循的基本原理资料分析2：为什么珊瑚礁区能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？二、生态工程所遵循的基本原理生物多样性很高的珊瑚礁食物链复杂，不同的生物占据了不同的位置，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。2、物种多样性原理理论基础：生态系统稳定性（物种越多，系统越稳定）实例：三北防护林建设中的问题珊瑚礁区生态系统的多样性二、生态工程所遵循的基本原理资料分析讨论：水葫芦泛滥对生态系统造成影响热带雨林二、生态工程所遵循的基本原理需要考虑：生物与环境的协调关系西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“。”灰色长城“出现的说明什么？引种的生物必须适应当地的环境3、协调与平衡原理需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应。需要考虑：生物与环境的适应性，因地制宜讨论：从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？树种应选择抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。畜牧养殖应该注意：牲畜量不超过草地承载量

4、整体性原理社会-经济-自然复合而成的巨大系统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例：林业工程建设时一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题。

生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还更要考虑到经济和社会等系统的影响力。二、生态工程所遵循的基本原理5、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理

生态工程建设时需要利用这个原理来改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果。例：桑基鱼塘模式分布式优于集中式和环式二、生态工程所遵循的基本原理水陆交换系统——桑（蔗、蕉）基鱼塘模式

把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，大大提高了系统生产力。5、系统学和工程学原理（2）系统整体性原理你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。珊瑚礁“白化”二、生态工程所遵循的基本原理5、系统学和工程学原理（2）系统整体性原理二、生态工程所遵循的基本原理豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。1、物质循环再生原理举例：无废弃物农业2、物种多样性原理举例：三北防护林建设中问题3、协调与平衡原理举例：赤潮、水华和物种引进4、整体性原理举例：林业建设中自然生态系统和社会、

经济系统的关系问题5、系统学和工程学原理小结：生态工程的原理（1）系统的结构决定功能原理举例：桑基鱼塘模式（2）系统整体性原理举例：珊瑚虫与藻类的共生1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释拓展视野：

沼气是利用人畜粪便等物质，经过一系列复杂的______（厌氧/需氧）发酵过程，产生的富含______气体的燃料。在实践中，人们还发现，沼气液和底渣可用做再生饲料、肥料、食用菌培养基等。例如，底渣处理后可以作为猪、牛的饲料和食用菌的培养基；沼气液则可以通入养鱼池，用于促进____________的生长，增加鱼的饵料；沼液和底渣还是优良的作物肥料。同时，沼气生态工程还可以减轻环境污染。

沼气工程充分利用了__________________的原理。由于它在物质、能量多级充分利用和转化方面独特的纽带作用，大大促进了农村以农牧结合为中心的多种经营。厌氧甲烷浮游生物物质循环再生1、农村综合发展型生态工程思考5、在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？分析：_________________、_________________、________________物质循环再生原理整体性原理物种多样性原理2、小流域综合治理生态工程实例：我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式。小流域治理模式是应用生态工程的_________原理、__________原理，以及__________________等原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀。整体性协调与平衡系统学和工程学3、大区域生态系统恢复工程为了控制荒漠化的发展和水土流失，改善生态环境，提高人民的生活水平，我国实施了一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等，如退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程，“三北”（“三北”指华北北部、东北大部和西北大部）防护林生态工程等等。思考6、大区域生态系统恢复工程主要运用了哪些生态工程的基本原理？分析：________________________、________________________、__________________。协调与平衡原理整体性原理物种多样性原理4、湿地生态恢复工程湿地是是水域和陆地的自然过渡形态。湿地被誉为地球的“______”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动、植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。思考7、当初人们为什么要围湖造田？分析：①解决粮食短缺问题；②片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能。思考8、为什么说“退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这一工程面临的主要