力,防治 ,达到 同步发展。与传统的工程相比,生态工程具有 、 、 的特征。 4、(人教版)生态经济:主要是通过实行“ ”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的 ,从而实现 ,而实现循环经济最重要的手段之一就是 。
二、生态工程所遵循的基本原理(人教版) 1、物质循环再生原理:
物质能够在各类生态系统中,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。 2、物种多样性原理:
一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。 生物多样性高,可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过食物链关系互相依存,就可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力。即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免了系统结构或功能的失衡。 3、协调与平衡原理:
处理好生物与环境的协调与平衡,除了考虑生物的生态适应性外,还需要考虑环境承载力。
环境承载力(又称环境容纳量):是指某种环境所能养活的生物种群的数量。 4、整体性原理:
人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。除此之外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论,是解决生态环境问题的必要基础。 5、系统学和工程学原理:
(1)系统的结构决定功能原理:
生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
(2)系统整体性原理:
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 、 、 等的转化和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。
三、生态工程的类型
根据性质和设计目标的不同,生态工程可分为不同的类型。例如,具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的 ;以环境保护为目标的 ,包括 、 、 、 等;以治理环境污染为目标的 ,包括 、 、 等。
实例1:“人工湿地”生态工程。 (1)湿地是开放水域和陆地之间过渡性的生态系统,其重要特点之一是 。湿地生态系统具有较强的 功能,被誉为“ ”。
(2)“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统。它的组成成分包括土壤、各类水生植物(浮水植物、挺水植物和沉水植物)和水等。
(3)“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现的。水生植物除了能吸收、转化污水中的N、P等物质外,还能促进细菌等微生物对污水的处理和净化。在“人工湿地”生态系统中,对废水净化起作用的是微生物的分解和转化作用以及相关的物理、化学作用,如沉淀、吸附、过滤等。
实例2:矿山废弃地生态修复工程
(1)矿山废弃地是指因采矿活动而遭破坏且不经治理便无法使用的土地。它包括开采后的废石碓、大量采矿而形成的开采废弃地、选矿剩余物造成的污染地等。
(2)矿山废弃地的危害:不仅毁坏和污染大片森林、草地和农田,还造成水土大量流失,有的甚至成为巨大的污染源。
(3)矿山废弃地的生态修复:关键在于植被恢复,以及为其所必需的土壤微生物群落的重建(人教版)。在植被恢复过程中要注意选择生长快、抗逆性强的树种,优先选择固氮树种,尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种,注意树种的多功能效益。
实例3:林业生态工程
(1)林业生态工程是环境与生态保护、修复和改善的重要组成部分。它是在维护环境与发展经济的目标下,以优化土地利用为基础,以发挥水土资源和生物资源生产潜力为依据,形成各林种、各树种的合理配置和组合,充分利用多林种、多树种生物群体的多功能和多效益特点,建设功能完善、结构稳定、经济高效的生态系统。
(2)我国先后批准建设了十大林业生态工程,特别是三北防护林体系建设工程、长江中上游防护林体系建设工程、太行山绿化工程、黄河中上游防护林体系建设工程等。
四、生态工程建设的基本过程
生态工程建设既要遵循生态学原理,也要遵循适应性原则和高效益原则,即在强调可行性的前提下,突出社会—经济—自然生态系统的整体与功能,以生态建设促进产业发展,并将环境保护融于产业工程之中。
生态工程建设的基本过程包括拟定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等。其中技术设计是整个生态工程建设的核心环节。
拟定目标与本底调查:设计时必须强调社会—经济—自然生态系统整体协调的目标。本底调查的内容包括自然资源、社会经济条件和环境条件。
系统分析:是生态工程可行性分析和决策的基础和依据。
可行性评价与决策:通过可行性评价与决策分析,在达到最佳的经济效益和社会效益的同时,也达到最佳的生态效益,增加复合生态系统的稳定性,降低生态系统恶化的风险。
技术设计:通过改变食物链的方法,提高系统自身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力,充分利用原料、产品、副产品以及时间、空间和营养生态位,提高整体的综合效益。
生态系统技术设计的常用方法之一是食物链(网)的“相接”。即连接平行的原本不相连接的种类,形成互利共生网络,提高效率,促进物质的良性循环。
生态系统技术设计的常用方法之二是食物链(网)的“加环”。即在食物链(网)的中增加一些环节,以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量,促使物流和能流的路径畅通,发挥生产潜力,提高生态和经济效益。
五、我国生态工程建设的实例
典型的例子是治污生态工程和生态农业工程。 1、治污生态工程:
(1)包括固体、液体及有机废弃物的处理,生物肥料的研制与试用,湖区污染的生态治理,
塑料的再生利用等方面。
2、生态恢复工程:
(1)从生态学的角度出发,要实现一个地区环境的好转,首先就要恢复这一地区的生物群落,形成合理、高效的食物链,并在演替过程中保持长期的稳定和平衡。其中,恢复植被是生态恢复工程的第一步。
(2)我国西部的生态工程建设:水土流失是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾。西部地区在落实退耕还林还草政策后,当地植被已得到一定程度的恢复。这说明在降雨量适宜的地区,生态植被具有一定的自我恢复功能。
3、生态农业:
(1)是以生态学理论为依据,以环境与经济协调发展为前提,在一定区域内,因地制宜规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。
(2)生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想,促进物质在系统内循环和重复使用,以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
4、生态城市(城市环境生态工程) (1)生态城市:
是基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展城市。其特点主要包括注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性。 (2)对城市环境的治理:
要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑,即用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。首先在城市规划和布局方面,要进行城市生态分区,合理分布工业区、居住区、生态绿地等;其次是推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺,以减少污染的产出;采用各种手段治理污染,进行废弃物的资源化利用;同时要建立健全法制进行监督。
在肯定生态工程的作用,特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用的同时,不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量;更不要误认为只要有了生态工程,就可以走发达国家“先污染、破坏,后治理”的老路。
实验(一)
1.糖中的还原糖(如________、________和________)与________发生________;脂肪可以被________染成________(或被________染成________);蛋白质与________发生作用,可以产生________。
2.做还原糖的鉴定试验,应该选择含糖量________、颜色为________的植物组织,以________、________为最好。做脂肪的鉴定试验,应该选择富含脂肪的________,以________为最好,实验前需浸泡________。做蛋白质的鉴定试验,可用浸泡________的________,或用________。
3.还原糖的鉴定过程:(1)制备________________(2)实验操作方法和观察①取1支试管,向试管内注入________②向试管内注入2ml的________,振荡试管,使溶液________,此时溶液呈________。③将试管放进盛有开水的大烧杯中,用酒精灯________。
脂肪的鉴定过程:(1)制备________(2)实验操作方法和观察①用滴管在花生子叶薄片上滴________染色②用 洗去浮色③制作________④低倍镜观察⑤高倍镜观察。 蛋白质的鉴定过程:(1)制备________或________(2)制备________(3)实验操作方法和观察①取1支试管,向试管内注入________②向试管内注入2ml的________,振荡试管,此时颜色为________,③再向试管中加入________,此时颜色为________。
4.高等绿色植物的叶绿体存在于________________,一般为 形状,可以用________________观察它的形态和分布。活细胞中的细胞质处于________________的状态。观察细胞质的流动可用________作为标志。观察叶绿体的形态可采用___________作为观察材料,其原因是________________________。可采用_______________________加速了细胞质的流动。
5.观察有丝分裂实验时,装片的制作包括________、(常用试剂为________)________、________(染料为________)和________四个步骤,在低倍镜下观察,要首先找到________区细胞,其特点为________________。在高倍镜下观察,在一个视野范围内看到最多的是处于________期细胞,原因是________________,形态最清晰的是________。
+
6.请写出比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率的实验原理和实验步骤
7.请用表格形式写出“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”中的实验步骤
8.测定温度对酶活性影响的实验中,请完成下列步骤;
(1)取3支洁净的试管,________,并且分别注入2ML可溶性淀粉溶液。
(2)将3支试管分别放入60℃左右的热水、________、________中,维持各自的温度________。
(3)在3支试管中各注入1ML新鲜的________,摇匀后,维持各自的温度________。 (4)在3支试管中各滴入1滴________,然后________。
(5)观察记录:3支试管中溶液颜色的变化情况分别是______________________________ ________________________________________。
回答:(1)在上述各步骤中,3和4两步能否颠倒?并请说明理由:_______________________
_______________________________________________。
(2)在测定温度对酶活性影响的实验中,在加入唾液之前应将温度控制在 A、40℃ B、20℃ C、5℃ D、37℃ 实验(一)
1. 葡萄糖 果糖 麦芽糖 斐林试剂 生成砖红色沉淀的反应 苏丹Ⅲ染液 橘
黄色 苏丹Ⅳ 红色 双缩脲试剂 紫色反应
2. 较高 白色 苹果 梨 种子 花生种子 3~4h 1~2d 大豆种子(或用豆
浆) 鸡蛋蛋白
3. 生物组织样液 2mL苹果组织样液 刚配制的斐林试剂 混合均匀 蓝色 加热
煮沸 生物组织实验材料 2~3滴苏丹Ⅲ染液 1~2滴体积分数为50%的酒精溶液 临时装片 生物大豆研磨液 豆浆 蛋白质稀释液 大豆组织样液 双缩脲试剂A 白色 3~4滴双缩脲试剂B 紫色
4. 叶肉细胞 扁平的椭球形或球形 电子显微镜 不断流动 叶绿体 藓类的叶
叶绿体数目少,个体大 适当提高温度,增加光照强度,保持充足的水分,切伤叶片 5. 解离 质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合物 漂洗 染
色 龙胆紫 制片 分生 细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞处于分裂状态 间 分裂间期占细胞周期的比例大 中期 6. 见书本P46页 7. 见书本P47页
8. 编号1、2、3 37℃ 0℃ 5min 唾液稀释液 5min 碘液 摇匀 37℃
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