选修3：生态工程（名师课+知识点+练习）
生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。它遵循的基本原理如下。
1 物质循环再生原理
（1）理论基础：物质循环。
（2）结论：没有物质循环的系统，就会产生废弃物，造成环境污染，并最终影响到系统的稳定和发展。
（3）实例：“无废弃物农业”。
2 物种多样性原理
（1）理论基础：生态系统的稳定性。
（2）结论：只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。
（3）实例：“三北防护林”辽宁西部单一种植的樟子松林被破坏严重；珊瑚礁区生物多样性非常高，生机盎然。
3 协调与平衡原理
（1）理论基础：生物与环境的协调与平衡。
（2）结论：因地制宜，确定环境容纳量的大小，防止生态系统失衡，如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。
（3）实例：太湖水体富营养化问题
4 整体性原理
（1）理论基础：社会、经济、自然复合系统。
（2）结论：只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
（3）实例：在进行林业工程建设时，一方向要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。
5 系统学和工程学原理
5.1 系统的结构决定功能原理
（1）理论基础：分布式优于集中式和环式
（2）结论：通过改变和优化系统的内部结构，达到系统功能改善的效果。
（3）实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，就是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。
5.2 系统整体性原理
（1）理论基础：整体大于部分之和，即“l+l>2”。
（2）结论：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“l+l>2”。
（3）实例：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物—动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。
要想掌握生态工程的五大工程原理，必须理解其含义，抓住其理论基础。①物质循环再生原理和物种多样性原理容易理解和掌握；②协调与平衡原理要抓住它的理论基础：生物与环境的协调与平衡就不难掌握；③整体性原理和系统整体性原理不同，整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一，保证整个系统的稳定与平衡，如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即一方向要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。而系统整体性原理整体大于部分之和，即“l+l>2”。目的是保持系统有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中的藻类和真菌等④注意：并不是某个例子只对应某一个生态工程原理，一般每个例子都会对应几个原理。
三、练习
1.单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ）
A．物质循环再生原理 B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理 D．系统整理性原理
2.在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ）
A．系统整体性原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
3．我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ）
A．系统整体性原理 B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理 D．整体性原理
4．协调与平衡原理主要指（ ）
A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力
B．系统各组分之间要有适当的比例关系
C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一
D．物质循环和能量流动协调统一
5.城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（ ）
A．物种多样性原理 B．整体性原理
C．物质循环再生原理 D．系统学原理
6.在松毛虫肆虐的时候，辽宁西部章古台地区的几十亿株杨树毁于一旦，这是由于违背了（ ）
A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理
C．整体性原理 D．物质循环再生原理
7.自2000年10月开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群落。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5，有效地改善了水质。
此项生态工程依据的生态学原理有______________________、______________________、_______________________、________________________和_____________________________。
8.（2018年11月浙江选考）某农业生态工程示意图如下，回答下列问题：
（l）该农业生态工程体现的生态工程原理主要是________。对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、________、系统的有效贡献等三方面进行核算。
（2）若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的________技术。在桑基上再种植大豆，也可采用农业生态工程的________技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。
（3）某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有________（答出2点即可）。农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时________并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中________。
答案：
1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.A
7.物质循环再生原理、协调与平衡原理 、整体性原理、系统学和工程学原理、物种多样性原理。
8.（l）物质循环 系统的实际消费
（2）间种 种植业和畜牧业合理优化
（3）重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度
携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞 稳定和高效地表达
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编辑：小呆呆