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生态农业专题一、本专题知识体系构建：生态农业的生物学原理生态农业的实例分析农业生态系统的设计（一）生态农业的生物学原理例题1．右图为农民采用的笼养蝇蛆法而形成的能量流动图解。(说明：鸡粪中含有较多的营养物质未被消化，因此可以再添加其他饲料养猪，从生态学角度看，这是一个理想的生态系统。)请据图回答：(1)生态系统的总能量是_______________________________________。该生态系统的主要成分是_________，它在能量的流动和转换中起主要作用。(2)该生态系统中，_________、_________、________中的能量，人们无法直接利用。但是，这些能量可以通过_________流向人类。(3)猪粪经过________的分解作用，可被农作物再利用；猪粪中的氨经过____________的化能合成作用，形成土壤中的_____________________被农作物吸收利用。(4)建立这一生态系统的目的是_______________________________________________.答案(1)农作物通过光合作用固定的太阳能的总量农作物(2)猪粪鸡粪蝇蛆食物链(3)分解者硝化细菌亚硝酸盐、硝酸盐(4)实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,使能量尽可能多地流人类巩固训练1、一中学研究性学习小组参观调查某市市郊建立的一生态农业体系，并绘出了该生态系统的结构模式图(如下图所示)，请据图分析回答：(1)建造此生态系统所依据的主要生态学原理是,该生态系统最大的优点是。(2)该生态系统的主要成分是，若要生产2kg鸡肉最多需要水稻和大豆共kg。(3)蘑茹在该生态系统中属于。(4)氮是植物生长必需的矿质元素。但种植大豆时，不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因。(5)在沼气池中常产生一种刺激性气体，该物质是，通过细菌的作用可将该物质除去，并形成被植物吸收利用。答案：（1）生态系统的能量流动和物质循环原理提高物质和能量利用率，减轻环境污染（或答实现物质和能量的多级利用，减少环境污染）（2分）（2）水稻和大豆20（3）分解者（4）大豆可与根瘤菌共生，根瘤菌具有固氮作用，可为大豆提供氮肥（2分）（5）氨气硝化NO2－、NO3－2、实施西部大开发，要切实保护好生态环境，大力开展植树种草，治理水土流失，防治沙漠化等。（1）从生态因素分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是。（2）从生态学的角度看，保护环境，保持生态平衡的关键是保护。（3）从能量流动的角度看，在农田管理措施中，除草、治虫的目的是。（4）请你为西部某个农村设计一个具有能量和物质多级利用的生态农业流程图，用箭头完成流程图。（生物的呼吸作用耗能和分解者耗能可不标出）答案：（1）水（2）生物的多样性（3）使能量尽可能多流向人所需要的地方（4）【知识归纳】（二）生态农业实例分析例题1阅读以下资料和我国北方“四位一体”生态农业模式图，回答下列问题：太阳能农作物家畜、家禽沼气池（含微生物）人太阳能农作物家畜、家禽沼气池（含微生物）人目前，我国农业部正在实施“生态家园富民计划”，重点建设以农村户用沼气为纽带的各类生态农业模式。其中“四位一体”模式是我国北方典型的生态农业模式，它将沼气池、猪舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。（1）请画出“四位一体”生态农业模式图的物质循环、能量流动图；并指出在你所画的生态系统中起关键作用的是，起决定作用的是。与自然生态系统相比，它的稳定性有什么特点？（2）右图是上述沼气池的剖面示意图。使用时由进料口放进农作物的废弃物如秸秆、菜叶杂草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物，然后加满水到一定位置以留下贮气空间。经过一段时间的发酵之后，便有沼气产生。①在沼气发酵的过程中，有一种微生物具有除臭的作用，这种微生物是什么?是如何除的?。②在沼气发酵的过程中，进行着非常复杂的微生物代谢活动。其呼吸类型有：好氧型、厌氧型和兼气型(如酵母菌)三种。试分析这三类微生物的数量和沼气池中的消长规律（3）、日光温室和祼地栽培相比，植物需水量和需肥量为什么相对要多一点？使用沼气池里的残渣为什么可以提高蔬菜的产量？(4)、当阴雨连绵、光照不足时,温室温度适当提高时，光合作用与呼吸作用的相对速率哪个下降得更快一些？此时限制光合作用的主要生态因子是什么？（5）、为了生产无公害的蔬菜，可以使用哪些栽培技术？运用该技术时我们必须注意哪些问题？答案：（1）略人农作物它必须不断地输入物质和能量，才能维持生态系统的稳定（2）硝化细菌；它能将NH3氧化成亚硝酸和硝酸沼气发酵的开始阶段好氧型和兼气型微生物大量活动和繁殖。但随着水中氧含量的下降，好氧微生物的活动受到抑制而兼气型和厌氧微生物活动加强，最终好氧型微生物大量死亡而厌氧型微生物和兼气型微生物大量繁殖。(3)日光温室比裸比栽培温度相对要高，植物生长快，需水需肥多。沼气池里的残渣含有丰富的矿物质，能提高农作的产量。（4）呼吸作用的速率要下降得快一些，此时对光合作用影响很小，因为此时限制光合作用的主要因子是光照（5）可以利用组织培养技术培育幼苗，因为能得到无病毒的苗。同时可以利用无土栽培技术，可以大大降低污染。利用组织培养时，主要注意整个操作要在无菌下进行，试管苗到大田栽培时，要进行一段时间的炼苗，让其适应环境无土栽培时，要注意培养基配制时，必须是全营养液，同时注意不同植物吸收矿质元素的不同，适当增或减，也要注意培养液的浓度，酸碱度，在具体使用时，要注意保持溶液中有充足的空气。【例题2】以虫治虫是生态农业的重要内容。《中国青年报》2004年4月24日刊登一篇题为《古槐应无恙保健靠小虫》的通讯报道，开头一段选摘如下：4月21日早上，北京幽静的孔庙迎来了几位奇怪的客人，只见他们把一只只撕开中的小纸袋粘在那些已有三五百岁的老树上，不一会儿，一只黑中带红的小虫从纸袋里爬到树干上，又一只，再一只…粘纸袋的人看着小虫子笑了，负责养护古树的侯师傅告诉游客：“…”（1）师傅的讲话很有生物学道理，体现着基本的科学精神和人文精神。请你根据上述文意，简要概括出侯师傅想要告诉游客什么？（2）据悉，北京孔庙内存有101棵古柏和3棵古槐，有的已有700多年高龄，最短的也在100年以上。饱经风霜的树干随处可见被害虫侵蚀的痕迹。为了保护古树，传统的防虫方法一般采用农药喷治，该寺庙管理处每年都要派人打八遍以上农药，请问：这种方法治虫是否可行？为什么？如果不可行，请提出更好的方法来，并陈述理由。（3）调查，古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊等6种动物，它们之间的关系是：草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。①画出该生态系统的食物网简图，以表示各生物的关系。②请分析几位奇怪的客人放养的最有可能是上述生态系统中的哪一种生物？（4）现在世界上的无公害蔬菜分为A级和AA级，中国的无公害蔬菜还很少能达到AA级。请说说我国蔬菜如何能达到AA级？答案：放养的是瓢虫的幼虫，它们专吃那些靠吃嫩叶为生的蚜虫。瓢虫是蚜虫的天敌。不可行，农药治虫必须一年打多次，且对树内的病虫害无济于事，害虫虽然死了，可害虫的天敌也被杀死了，环境也被污染了。生物防治是最好选择，且只需一批，然后靠它们自身一代代繁殖。七星瓢虫，由食物网可知，草蛉被花喜鹊、麻雀捕食，而花喜鹊、麻雀不食七星瓢虫，种群易扩大，治虫效果好。完全实现天敌防治，并能利用生物手段，解决蔬菜的病虫害巩固训练：1、绿色奥运是北京争办2008年奥运主办权的口号之一。绿色的含义除包括城市绿化、绿色生活与消费理念外，还应包括尊重自然、珍爱生命，追求天人合一的生态伦理道德等。绿色北京需要我们从自已做起，从身边的小事做起。（1）、北京市的绿地总面积和人均绿地面积在逐年上升，与此同时，大量的非本地树种、草种侵入了首都，而大量的本地物种却遭受冷遇。你认为外来物种的入侵可能会产生的后是。保护生物的多样性应在三个层次上采取保护战略和保护措施。（2）、垃圾实在是被人放错了地方的资源，实现垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志。下图是垃圾资源化、无害处理的一种方案，此方案中①、②过程需要每一位市民参与。①④④②③⑤①.我们参与的行动方式是。②.④、⑤过程利用的隶属于生态系统的何种成分？。③.从对资源的充分利用角度分析，④、⑤途径比③途径的优点是。固体生活垃圾有机肥料可回收部分分无法回收的有机废弃料发酵处理沼气利用分别处理再生利用燃烧发电提供社区用热水饲养蚯蚓苍蚓殘渣动物蛋白饲料答案：使本地物种的生存受到威胁基因、物种、生态系统将生活垃圾分类处理分解者除了利用有机垃圾中的能量外，还充分地分层次多级利用了垃圾中的物质2、如下图所示，农田生态系统的模式图，分析回答下列问题：（1）农田生态系统的主要成分是____________，主要特点是_______________。（2）夏收季节，农民常采用焚烧秸秆的方法来肥田，请说说其负面影响。（3）秸秆中的能量是作物通_______________过程贮存起来的。它最终来源于_______________，燃烧后留下的灰分是_______________。（4）秸秆可作为有机肥料，若用15N标记秸秆中含氮的有机物，则这些有机物经_______________（生态系统的成分）的____作用，再经_______________作用形成15NO3，最后15NO3经_______________进入根细胞。在植物体内经一系列的变化形成植物蛋白。如果动物吃了该植物，则15N可在_______________发现。（多选）A.唾液B.尿液C.汗液D.胆汁（5）秸秆中含碳物质在好氧菌的作用下，生成_______________，该物质有助于提高光合作用的产量。（6）若农田内有害虫发生，根据所学的知识，采用何种有利于保护环境的方法来防治害虫？（7）日本科学家设法把固氮基因转移到水稻等粮食作物根部细胞内，通过指导合成固氮酶进而起到固氮作用。请写出固氮基因的表达过程______________________________。答案：（1）农作物人的作用突出（2）秸杆燃烧造成环境污染（如氮的氧化物、一氧化碳、二氧化硫、烟尘等）（3）光合作用太阳能无机盐（4）分解者硝化细菌的硝化主动运输ABC（5）二氧化碳（6）引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等转录翻译（7）固氮基因信使RNA固氮酶知识归纳：1、试归纳在自然生态系统中，影响种群密度的因素。2、在利用害虫的天敌防治害虫时，我们不是将其彻底消灭，而是将其控制在一定的范围内，试说明这样做的生物学道理？（三）农业生态系统的设计例题下面是江苏省建湖县董徐村的农业生态系统模式图，请据图回答1、请画出该农业生态系统的能量流动图（分解者产生的能量不画）2、该农业生态系统具有哪几个方面的优点？（至少答两点）3、请归纳设计农业生态系统的设计方案原则巩固训练：请根据本地区的特点，按照农业生态系统的设计原则，设计一个农业生态系统。答案：（略）通过延长食物链，科学地利用了农业生态系统中的各种成分；能量最大限度地得到了利用，使能量朝着有利于人类的方向流动；能够减少化肥的施用，从而减少环境污染。能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则；能够构成一个合理的生产结构；体现充分利用自然界的物质和流量资源；体现减少环境污染的原则；充分考虑经济、社会和生态的综合效益；所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。（略）