1、5.1 生態工程的基本原理教學設計葫蘆島市一高中生物組邢春陽- 14 -新課標解讀1、知識方面 舉例說出生態工程的實例，說出這些實例所運用的主要生態工程原理。 評述生態工程發展前景，說出生態工程的局限性，舉例說出我國生態工程的特點。2、情感態度與價值觀方面 重視理論聯系實際。關注生態工程的建設。3、能力方面 分析并評價生態工程的實例，運用生態工程原理嘗試設計簡單的生態工程。教學重點生態工程的基本原理。 教學難點生態工程的系統學和工程學原理。 教學方法自學法、討論法、歸納法。教學工具多媒體教學課件 課時安排2 課時 教學過程（一）引入新課 課件 展示專題題圖： 問題 你覺得本專題題圖有什么寓意？

2、 學生 干裂的土地，赤紅的荒山；幼苗的上方是蔚藍的地球。地球似乎化作一滴甘露，滋潤著幼苗和大地； 幼苗又可寓意生態工程，雖然柔弱，但卻頑強地支撐 著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。通過師 生共同分析以引起同學的思考，引導學生進入本專題 的學習。 閱讀 生態工程的概念：人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，通過系統設計、調控和技術組裝，對已破壞的生態環境進行修復、重建， 對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力，從而促進人類社會和自然環境和諧發展。 點撥 （ 1）涉及的學科包括生態學和系統學；（2）運用到的技術手段或方法有系統設計、調控和技術組裝；（3）最

3、終目的是促進人類社會和自然環境和諧發展。 閱讀 科技探索之路生態工程的興起給學生呈現了生態工程的興起過程。 歸納 （ 1）經濟的不當發展對環境的破壞；（2）解決經濟發展與環境問題的根本原則是循環經濟；（3）實現循環經濟的重要手段之一是生態工程。（二）進行新課 閱讀 本節內容。思考并討論以下問題：（ 1 ）閱讀課本內容，在必修本生態系統及其穩定性的學習后，你對生態工程的應用前景肯定嗎？（ 2）生態工程建設的目的是什么？（ 3）解決經濟發展與環境問題的根本原則是什么？（ 4）生態工程遵循的基本原理是什么？1 關注生態工程建設資料 1 討論 導致 1998 年長江洪水泛濫的主要原因是什么？ 提示 根

4、本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998 年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導致的溫度升高、氣候異常有關。解決長江洪水泛濫的措施有：我國政府提出的“積極營造長江中上游水源涵養林和水土保持林”計劃， 即以生物措施為主，結合工程措施，提高森林覆蓋率； “退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。在進行生態工程建設時，要考慮到怎樣解決農村（尤其是湖區或山區的遷出人員）的能源來源問題以及如何提高農民的經濟收入。 討論 洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？ 提示 傳統的經

5、濟發展模式不注重生態環境的保護，沒有考慮生態成本，經濟的發展以巨大的生態環境破壞為代價。資料 2 討論 你對“石油農業”是如何理解的？ 提示 “石油農業”大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，因對石油等能源有高度的依賴性而得名。它把農業生產這一復雜的生物過程，變成了簡單的機械過程和化學過程。由于其投入高，產出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時它所產生的廢棄物和有害物質的數量也很龐大，大大削弱了農業生態系統的穩定性和持續生產力，并造成日益嚴重的農產品污染和環境污染等問題。 討論 “石油農業”的生產模式應當怎樣改進？ 提示 在不同的國家有不同的改進措施。例如， 在我國，

6、人多地少，應該大力發展生態農業。實施的具體措施包括：可以根據田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農藥，多施有機肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進行再利用，實現物質的多級利用，等等。 一方面要不斷提高土地的產出水平；另一方面要減少農業活動對環境的污染，促進社會的可持續發展。 師講 傳統經濟模式正在毀壞資源，消耗地球贈給我們的自然資本，為了實驗可持續性發展，經濟發展必須符合生態學規律，走生態經濟之路。 問題 什么是生態經濟？ 生答 主要是通過實行“循環經濟”原則，使一個系統產生出的污染物，能夠成為本系統或而實現循環經濟最重要的手段之一是者另一個系統的生產原料，從而實

7、現廢棄物的資源化，生態工程。2生態工程所遵循的基本原理（ 1 ）物質循環再生原理實例無廢棄物農業問題物質循環再生原理的含義是什么？生答生態系統中, 生物借助能量的不停流動 ,一方面不斷地從自然界攝取物質并合成新的物質, 另一方面又隨時分解為原來的簡單物質, 即所謂“再生” , 重新被系統中的生產者植物所吸收利用, 進行著不停頓的物質循環。 總結 物質能夠在各類生態系統中，進行區域小循2）物種多樣性原理 問題 為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊樹會毀于一旦？而珊瑚礁區卻能夠在養 提示 純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調，缺少松毛蟲、天牛的天敵，食物鏈復雜，不同的生物占據了不同

8、的時間位、空間位和資源位，例如， 氮、 磷等養分就能夠在該區生物體間充分地 總結 生態系統的成分越單純，營養結構越簡單，自動調節能力就越小，抵抗力就越低；反3）協調和平衡原理 總結 生態系統的生物數量不能超過環境承載力的限度。4）整體性原理 問題 整體性原理和含義是什么？在進行林業工程建設時，一方面要號召農民種樹，另一方面要考慮貧困地區的生活問 總結 整體指社會- 經濟 - 自然復合而成的巨大系統。是指我們在生態工程設計和建設時要考慮自然生態系統的規律還需要考慮經濟和社會系統的影響結合起來，才能從根本上達到建設生態工程的目的。只有把生態與經濟和社會有機地（ 5）系統學和工程學原理系統的結構決定

9、功能原理：生態工程需要考慮系統內部不同組分之間的結構，通過改變和優化結構，達到改善系統功能的目的，即要通過改善和優化系統結構改善功能。實例：我國南方水網地區的桑基魚塘。系統整體性原理：系統各組分間要有適當的比例關系，使得能量、物質、信息等的轉換和流通順利完成，并實現總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。實例：能保持高系統生產力的珊瑚礁。 小結 （ 1）生態工程的基本原理（見右表） 提示生態工程的建設應遵循以上五個原理，但不同的生態系統遵循的原理可以不同。生態工程建設的目的就是遵循自然物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益同步發展。生態工程具

10、有少消耗、多效益、可持續的特點。 類比 整體性原理和系統整體性原理的比較整體性原理指社會、經濟、 自然三方面協調統一，保障整個系統的穩定與平衡。如林業建設中自然系統、社會與經濟系統的關系問題，即種樹的系統整體性原理指整體大于部分之和，目的是保持系統有很高的生產力，具體的說指互利共生的生物體現系統整體性原理，生態工程建設目的：12生態工程原理345如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。遵循自然界的規律， 充分發揮資源的生產潛力，防止，達到和的同步發展。（少消耗、多效益、）生態經濟：主要是通過實行“ ”原則，使一個系統產生出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統的， 從而實現廢棄物

11、的資源化，而實現循環經濟最重要的手段之一是。）原理：物質能在生態系統中循環往復，）原理：物種繁多復雜的生態系統具有較高的）原理：生態系統的生物數量不能超過（環境容納量）的限度）原理：生態系統建設要考慮自然、的整體影響）原理 系統的結構決定原理： 要通過改善和優化系統結構改善功能系統整體性原理：系統各組分間要有適當的，使得能量、物質、信息等的轉換和流通順利完成，并實現總體功能大于各部分的效果，即“1+1>2”答案：物質循環環境污染經濟效益生態效益可持續 循環經濟生產原料生態工程物質循環再生分層分級利用 物種多樣性抵抗力穩定性協調與平衡環境承載力整體性經濟 社會 系統學和工程學功能 比例關系

12、 之和限時訓練一、基礎訓練：1、我國“三北防護林”，雖然取得了巨大的生態和經濟效益，但由于沒有完全按照自然生態規律辦事，也產生了不少問題。例如，遼寧西部的章古臺地區，由于單一種植樟子松樹，使松毛蟲因為沒有天敵而肆虐一時，使很多地方幾乎成了不毛之地。這個事實說明了（）A樟子松樹的抗蟲能力很差B松毛蟲的危害性很強，并專一性的侵害樟子松樹C生物多樣性對生態系統的重要性D由于植物種類達單一，導致松毛蟲只能侵害樟子松樹2、人類設計生態工程的根本目標是（）A 促進自然界良性循環的前提下，達到生態效益與經濟效益的同步發展B 促進自然界良性循環的前提下，防治環境污染，提高經濟效益C 防治環境污染，達到生態效益

13、與經濟效益的同步發展D 促進自然界良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防治環境污染，達到生態效益與經濟效益的同步發展3、在“人工濕地”生態系統中，對廢水凈化起主要作用的是（）A 微生物的分解和轉化作用以及相關的物理、化學作用，如沉淀、吸附、過濾等B 微生物的分解和轉化作用C 相關的物理、化學作用，如沉淀、吸附、過濾等D 微生物的分解和轉化作用以及化學作用，如沉淀、吸附、過濾等4、下列關于生態工程的敘述中，錯誤的是（）A. 生態工程是生態學和工程學的結合B. 生態工程追求經濟和生態的雙贏C. 應用物種多樣性原理和物質循環再生原理D. 生態工程是無消耗、多效益的工程5、生態工程的調控機制是（

14、）A 人為調控B 自我調控C 人為輔助下的自我調節D 不需要調控6、下列關于“人工濕地”的說法中，錯誤的是（ ）A 浮水植物、挺水植物可為根際提供氧化的微環境，促進好氧細菌對廢水中有機物的分解B 沉水植物的根際保持厭氧狀態，利于厭氧細菌的活動C.“人工濕地”對污水的凈化作用是通過不同類型的水生植物和微生物的共同作用實現的D 水生植物能吸收、轉化污水中的氮、磷、銅等物質7、在植被的恢復初期，不應選擇的植物是（）A 引進的新樹種B 固氮樹種C 先鋒樹種D適應性強的樹種8、 1998 年長江下游發生特大洪災，其中原因之一是（）A 長江口熱帶風暴B 長江上游森林植被破壞嚴重C 水庫瀉洪過快D 北方風沙

15、使河床變淺9、黃河是我國的母親河，但如今黃河已經成為世界罕見的“懸河”。治理黃河最根本的措施是（）A 加強黃河兩岸堤壩的修筑B 對黃河河床底部的泥沙清淘C 大力培育水生生物D 解決黃土高原的水土流失問題10、 人類對生物圈中綠色植物的嚴重破壞，也是造成大氣表層的臭氧層減少的原因，這是因為在綠色植物的光合作用過程中（）A 吸收C02B 吸收太陽能C 產生化學能D 產生0211、環境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，下列名詞與環境污染有關的是（）酸雨臭氧空洞“白色污染”溫室效應赤潮光化學污染噪聲A. B. C. D.12、在我國西部大開發的戰略中，“保護天然林”和“退耕還林（草）”是兩項重要內容。

16、采取這兩項措施的首要目標是（）A 開展生態旅游B 發展畜牧業C 增加木材產量D 改善生態環境13、（多選）生態工程是（）等學科交叉而產生的新興學科。A生態學B 工程學C 系統學D 經濟學14、 （多選）我們的祖先實施的“無廢棄物農業”，使我國的土壤維持了幾千年的肥力，其實這種模式就是生態工程最早和最生動的模式，這種模式的訣竅在于（）A積極種植能夠固氮的豆科植物B收集一切可能的有機物C 采集某種特殊植物，將其根莖葉加水一起搗碎榨汁，作為肥料D 采用堆肥和漚肥等多種方法，把有機物轉變為有機肥料15、（多選）進行生態工程建設時要考慮到以下哪些問題（）A宗教信仰B經濟和社會的影響力C 社會習慣和法律制

17、度D 自然生態系統規律16、（多選）生態工程體系的特點是（A少消耗B 多效益C17、（多選）下列屬于以生態環境保護為目標而建立的林業生態工程的是（）A 水土保持生態工程B防風固沙生態工程C 水源涵養生態工程D城市垃圾處理生態工程18、（多選）下列各項中屬于世界公認的三大環境問題的是（）A 酸雨B 臭氧層衰竭C 人口急劇增長D 溫室效應19、（多選）生態工程所遵循的基本原理有（）A. 物質循環再生原理B. 單一調控原理C. 協調與平衡原理D. 整體性原理E. 系統學和工程學原理F. 物種多樣性原理20、（多選）下列關于生態農業敘述，正確的是（）A. 生態農業實現了對能量和物質的多級利用B. 生態

18、學的基本原理是發展生態農業的主要理論基礎C. 生態農業使廢物資源化，提高能量的轉化效率，減少環境污染D. 在生態系統中增加有害生物的天敵種群，可減輕有害生物的危害 二、能力提高：1、下列敘述違背生態工程中生態學原理的是（）A. 充分考慮環境因子對生物的影響B. 盡可能減少種間競爭所產生的耗損C. 以單一種群獲得經濟效益的最大化D. 實現生態系統的良性循環2、下列觀點不符合生態農業建設思路的是（）A. 調整產業結構，開發多種經營B. 保持生態系統內的生態平衡C. 以高能量獲得農業的高產量D. 循環利用農業有機廢棄物3、（多選）現代生物技術可應用于生態建設，正確的是（）A基因工程中抗蟲、抗病轉基因植物的種植減少了農藥的使用B細胞工程中組織培養技術的應用，可對城市環境進行綜合治理C酶工程的原理可以用于沼氣工程中對菌群的控制D胚胎工程中胚胎移植可以用于保護瀕危野生動物，保護生物多樣性 三、創