学年高中生物第章生态工程第节农业生态工程同步备课教学案.docx
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学年高中生物第章生态工程第节农业生态工程同步备课教学案
第2节 农业生态工程
[目标导读] 1.结合教材P8～9图文，列举我国农业生态工程的主要技术。
2.阅读教材P10～11内容，举例说明我国种植业生态工程。
3.分析教材P11～13的四幅图片，举例说明养殖业生态工程。
[重难点击] 1.我国农业生态工程的主要技术。
2.种植业生态工程。
3.养殖业生态工程。
金字塔农场是一种设想的未来农业发展模式（如图），由埃里克·埃林森教授和迪克森·戴斯波米尔教授联手设计。
在农田资源有限的地球，如何满足日益增长的人口对食物的需求是所有政府必须要面对和解决的问题。
金字塔农场正是一个富有创意的解决之道。
除了种植水果和蔬菜外，金字塔农场还装有一个加热和加压系统，能够将污水转换成水和碳，为机器和照明设备提供能量。
金字塔农场实质就是一个一个完整的生态系统，这个农场的设计需要遵循什么原理，还有，这样的金字塔农场有何优点，有没有值得改进的地方，就让我们通过本节课来一起了解吧！
一、我国农业生态工程的主要技术
技术名称
理论基础
主要特点
实例
物质良性循环技术
食物链理论和物质循环理论
分级利用和各取所需
基塘循环模式等
生物立体布局技术
共生理论、食物链理论
空间上多层次、时间上多序列
蔗田种菇、稻田养鱼等
资源综合开发技术
系统论
将生态系统中的各种能源转化为可以被人类直接利用的能量形式
太阳能利用技术、生物能利用技术、农业副产品利用技术等
水土流失综合治理技术
系统论
利用农业耕作方法，减少表层土壤的流失
作物栽培耕作技术、农业工程改造技术、生物工程治理技术等
前挂后连 农业生态系统的结构
由农业环境因素、生产者、消费者和分解者四大基本要素构成。
农业环境因素一般包括光能、水分、空气、土壤、营养元素和生物种群，以及人和人的生产活动等。
生产者指自养型生物，主要是绿色植物，包括各种农作物和人工林木等。
它们通过光合作用制造有机物，除供应本身的生长繁育外，还作为其他异养型生物的食物和能量来源。
消费者包括草食动物、肉食动物、杂食动物、寄生动物等，均为异养型生物。
分解者主要指依靠动植物残体生存、发育、繁殖的各种微生物，包括真菌、细菌和放线菌等。
它们能把生物的残体、尸体等复杂有机物最终分解成二氧化碳、水和其他无机养分，并释放能量。
南京古泉生态农场是生态农业的典范。
该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。
请就此生态农场的特点，分析下列问题：
1．该生态农场充分体现了生态工程的哪些基本理论？
答案 物质循环再生理论、生物多样性理论和系统论。
2．桑基鱼塘有效的把种桑养蚕和养鱼结合在一起，增加了经济效益，减少了环境污染，这主要应用了哪种农业生态工程技术？
答案 物质良性循环技术。
3．鱼塘中实行青、草、鲢、鳙四大家鱼混合养殖，充分利用了饵料，这主要应用了哪种农业生态工程技术？
答案 生物立体布局技术。
4．该系统工程的核心之一是沼气池，用植物秸秆和动物的排泄物生产沼气，这主要应用了哪种农业生态工程技术？
答案 资源综合开发技术。
1．下列说法中，正确的是（ ）
A．稻田养鸭利用了资源综合开发技术
B．桑基鱼塘生态工程利用了水土流失综合治理技术
C．生物立体布局技术可以充分利用太阳辐射能和土地资源
D．农作物栽培耕作技术属于物质良性循环技术
答案 C
解析 稻田养鸭利用了生物立体布局技术，桑基鱼塘生态工程利用了物质良性循环技术，农作物栽培耕作技术属于水土流失综合治理技术。
二、种植业生态工程
1．农作物系统生态工程
名称
概念
主要模式
优点
间作
是指两种以上的作物在同一季节成行间隔种植
玉米、豆类间作模式
应用最广泛，适应地区广泛，地力越强，间作的宽度应该越大
套作
指在前一作物的生长后期，于株间或行间种植后一种作物
麦类、大豆、玉米套作模式
通过大豆的调节作用，增强地力，增加玉米产量，缓和粮油作物争地的矛盾
复种
是指在一块地上一年内种植、收获两季以上作物的种植方式
小麦、玉米复种模式
广泛应用于华北地区，一年有两季收成
2.农林复合系统生态工程
名称
特点
分布
意义
枣粮间作模式
优质、高产、高效
华北和西北地区
增加经济收入，改善农田系统生态环境，显著提高“三大效益”
农杨间作模式
具有较高的生态效益
半干旱地区、黄泛区、平原和湖区等
林网具有保持水分、防风固沙、减轻霜冻的作用，可以促进农业的高产、稳产
橡胶茶树间作模式
已形成较为完善的经营体系
热带、亚热带地区
充分利用土地、光照及其他气候资源，产生良好的“三大效益”
在山东地区，玉米的种植分为两种模式，一种是春季种植的春玉米，往往同时和大豆一起种植；一种是麦收之后播种的夏玉米。
请分析：
1．春玉米和大豆一起种植，这属于哪种农作物系统的耕种模式？
从光合作用的角度分析，这种模式的优点是什么？
答案 玉米、豆类间作模式。
充分利用了太阳能，增加了光合作用的面积，增加了有机物的产量。
2．麦收之后播种夏玉米，这属于哪种农作物系统的耕种模式？
从光合作用的角度分析，这种模式的优点是什么？
答案 小麦、玉米复种模式。
充分利用了太阳能，延长了一年中光合作用的时间，增加了有机物的产量。
2．农民在种植水稻时，常在田埂边种植大豆，这种技术属于（ ）
A．套作B．间作
C．复种D．以上均正确
答案 B
解析 复种是指在同一年内、同一块田地上种植、收获两季或多季作物的种植方式。
间作是指同时栽培。
套作有时间上的先后。
易混辨析
间作、套作和复种的区分
（1）间作：
在同一块田地上，同时栽培两种或两种以上生长期相近的作物，隔株、隔行或隔畦以充分利用地力和光能，提高单位面积产量的方式。
（2）套作：
在同一块田地上，在前季作物的生长后期，将后季作物播种或栽植在前季作物的株间、行间或畦间的种植方法，注意时间上的先后。
（3）复种：
在同一年内、同一块田地上种植、收获两季或多季作物的种植方式，是前一种作物收获后，再种植另一种作物。
三、养殖业生态工程
1．山地围栏养鸡
选择阳光充足、林草旺盛、昆虫较多、地势较平缓、靠近水源的低山半阳坡进行围栏，在围栏内养鸡，鸡群采取补料与放养相结合的方式进行养殖。
2．林区养兔
采取人工食物链转化模式，充分利用低值的绿色植物，通过人工饲喂转化成高值的肉食品，提高了经济、社会和生态效益。
3．种草养羊
通过人工种草，开发山地资源，增加牧草产量。
采取划区轮牧的方式，合理配套养殖，经济效益显著。
4．牛、鸡、猪、鱼循环养殖
将牛、猪、鸡的粪便按适宜的方法进行发酵处理后，拌在饲料中喂养家禽、家畜和鱼等。
可以降低饲料的投入，增加经济收入，同时保护生态环境。
5．生态养猪
猪粪→凤眼莲池→净化为二级肥水→绿萍池→净化为三级肥水→鱼、蟹池→净化为四级肥水→养鱼稻田→净化为清水→引回猪舍循环利用。
下图是牛、鸡、猪、鱼循环模式，据图分析：
1．该模式充分体现了哪种农业生态工程技术？
答案 物质良性循环技术。
2．猪吃鸡粪的时候是否得到了鸡的同化量的一部分？
答案 不是。
鸡粪中的能量是鸡未同化的能量。
3．物质循环的过程中，能量是否也在循环？
答案 不是。
能量是单向流动的，不能循环。
4．从能量流动的角度分析，这种模式的优点？
答案 调整了能量流动的关系，使能量尽可能多的流向对人类有益的部分。
3．如图为生态养猪模式。
从图中可知该生态工程属于（ ）
A．物质良性循环的农业生态工程
B．生物立体布局的农业生态工程
C．节水和废水处理与应用的养殖业生态工程
D．清洁及可再生能源系统组合利用的农业生态工程
答案 C
解析 由图可知肥水经过了各级利用，实现了废水回收、再生、再循环的原理，因此该生态系统属于节水和废水处理与应用的生态工程。
1．农业生态工程的优点包括（ ）
①能量的多级利用
②物质循环再生
③废物资源化
④生物相互依存，体现了整体（系统）性
⑤生态、经济和社会效益三结合
A．①②B．①②③
C．①②③④⑤D．①②④⑤
答案 C
解析 农业生态工程通过物质循环再生，使废物资源化，能量多级利用，实现了生态、经济和社会效益三结合，同时该生态工程中各种生物相互依存，体现了系统论。
2．退耕还林还草的措施，主要利用的农业生态工程技术是（ ）
A．洁净可再生的新能源开发技术
B．间作、套作和复种技术
C．物质的良性循环技术
D．种植业和畜牧业合理优化技术
答案 D
3．在稻田养鱼生态工程中，运用了哪些生物技术（ ）
①物质良性循环技术 ②生物立体布局技术 ③资源综合开发技术 ④水土流失综合治理技术
A．①B．①②
C．①②③D．①②③④
答案 B
4．下列关于生态工程的叙述，错误的是（ ）
A．生态工程所遵循的原理是“整体、协调、循环、再生”
B．生态工程的研究对象是“社会—经济—自然复合生态系统”
C．干旱地区开展雨水和地表水的收集，实施节水灌溉技术属于废水处理与利用的生态工程
D．农村地区将农作物秸秆、生活垃圾等发酵产生沼气，属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
答案 C
解析 干旱地区开展雨水和地表水的收集，实施节水灌溉技术属于节水处理与应用的生态工程。
5．在我国南方已经逐渐开始尝试一种新的养殖方法——稻田养鸭，它是利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，同时鸭的粪便可作为肥料，在稻田有限的空间里生产无公害、安全的大米和鸭肉。
所以稻田养鸭是一种种养结合、生态型的综合农业技术，应该迅速推广。
（注：
雏鸭不食水稻秧苗，当水稻抽穗时，鸭已收回饲养。
）请分析上述材料回答下列有关问题：
（1）该农业生态系统中最主要的成分是____________________。
（2）该农业生态系统中，鸭与杂草的关系是__________，有竞争关系的是____________。
（3）生产的大米无公害的主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）请你画出该农业生态系统中物质循环利用的简图。
答案
（1）水稻、杂草等生产者
（2）捕食 害虫和鸭
（3）减少了化肥和农药的使用量，生产的大米污染少
（4）如图所示
课时作业
[基础过关]
1．下图是某生态工程示意图，有关说法错误的是（ ）
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹排泄物作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
答案 C
解析 物质循环再生是突破口，生态工程提高了能量的利用率，蛆蛹排泄物作为有机肥还田运用了物质循环再生原理。
2．在“桑→蚕→蚕沙→鱼→塘泥→桑”的桑基鱼塘生态工程中运用的生态工程的技术是（ ）
A．物质良性循环技术
B．生物立体布局技术
C．资源综合开发技术
D．水土流失综合治理技术
答案 A
解析 在桑基鱼塘模式中，充分利用桑、蚕等生物与鱼之间存在的食物与营养关系，建立起来的分级利用和各取所需的生态工程系统。
3．稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍（满江红）适宜生长于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长。
对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（ ）
A．该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B．鸭子既是初级消费者，又是次级消费者
C．生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D．水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率
答案 C
解析 生物群落是由水稻、红萍、鸭子、有害昆虫及微生物等全部生物组成。
4．下列说法正确的是（ ）
A．间作与套作一样都是提高光合作用效率
B．华北和华南都是小麦、玉米复种模式
C．枣粮间作和农杨间作都具有较高的生态效益
D．种植业生态工程中农杨间作造成小麦减少，经济效益欠佳
答案 C
5．下列关于农业生态工程的叙述中，错误的是（ ）
A．农作物系统生态工程属于种植业生态工程的组成部分
B．玉米、豆类间作模式属于农作物系统生态工程
C．间作、套作和复种模式都只应用于农作物系统生态工程
D．间作时要根据地力的强弱调整间作的宽度
答案 C
解析 间作、套作、复种等精耕细作技术属于种植业生态工程，应用于农作物系统生态工程和农林复合系统生态工程。
6．当今我国农村大力兴建以沼气为纽带的庭院生态工程，该项生态工程利用的主要技术是（ ）
A．种植业与畜牧业合理优化技术
B．生物防治技术
C．物质的良性循环和间作、套作、复种技术
D．物质的良性循环和资源综合开发技术
答案 D
[能力提升]
7．下列对生物立体布局技术叙述中，不正确的是（ ）
A．生物立体布局技术是利用自然生态系统中不同物种特点，合理组合，建立的立体结构
B．生物立体布局技术的目的是充分利用空间，提高光合作用效率和土地生产力
C．生物立体布局技术可以使不同生态位的生物各得其所，相得益彰
D．蔗田种菇、稻田养鱼属于该种生态农业类型
答案 B
解析 生物立体布局技术的目的是提高光能利用率，而不能提高光合作用效率。
8．下列关于生态农业的叙述，不正确的是（ ）
A．生态学原理是其主要理论基础
B．实现了对能量和物质的循环多级利用
C．实现了废物资源化及能量的多级利用，减少了环境污染
D．对害虫进行生物防治有利于保护生物多样性，提高了农业生态系统的稳定性
答案 B
解析 生态农业模式的建立，实现了物质的循环利用和能量的多级利用，并不能实现能量的循环利用。
9．下列观点不符合生态农业建设思路的是（ ）
A．调整产业结构，开发多种经营
B．保持生态系统内的生态平衡
C．以高能量获得农业的高产量
D．循环利用农业有机废弃物
答案 C
解析 以高能量获得农业的高产量是“石油农业”的做法，生态农业的设计要求是投入少，产出多。
10．近几年来，在生态学思想指导下，我国广大农村兴办了许多现代生态农业生产模式，例如，用秸秆饲养牲畜，再将动物的粪便倒入沼气池。
让池中的微生物通过发酵将其转化为沼气供人们作燃料所用，这是现代生态农业的重要组成部分。
该做法的根本意义是（ ）
A．加快自然界的物质循环
B．加快自然界的能量流动
C．寻找新的能源
D．提高人类对能量的利用率
答案 D
解析 因为沼气是由沼气池中微生物以动物粪便中的有机物为原料，经发酵而形成的产物，其中含有一定的化学能，当人们将其收集起来作燃料，就实现了人类对生态系统中的生产者所固定的太阳能的利用，该做法的根本意义是提高人类对能量的利用率。
11.江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如图所示，请据图回答下列问题。
（1）牛棚内产生的____________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。
（2）秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为________________________________，这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
（3）在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是______________________________________________。
牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、____________和____________。
（4）从生态系统主要功能的角度分析，这种生态型模式较好地实现了_______________。
答案
（1）二氧化碳 氧气
（2）发酵 微生物将有机物分解为无机物 （3）牛棚内温度较高，因而牛维持体温消耗的能量较少 太阳光能 发酵产热 （4）物质的循环利用和能量的高效利用
解析
（1）由图示可知，在这种生态型模式中，牛及微生物可通过细胞呼吸为蔬菜提供CO2，而蔬菜又可通过光合作用为牛等生物提供O2。
（2）秸秆与牛粪混合后，在微生物的作用下将有机物转变为无机物，从而提高了肥效。
（3）冬季大棚内温度较高，从而减少了牛因维持体温所消耗的能量。
维持大棚内温度的能量来源有牛自身散热、地热、太阳光能和微生物发酵散热等。
（4）这种生态型模式可实现物质的循环利用和能量的高效利用，提高了经济效益。
12．在新农村建设中，各地因地制宜建立了各种各样的生态农业。
某学习小组把调查农业生态系统作为研究性学习课题。
请根据所学知识回答下列问题：
（1）该课题研究的主要方法是________。
（2）研究发现在水稻遭遇虫害时会释放某些物质，引来天敌消灭害虫，科学家称之为稻田三重营养关系。
在稻田三重营养关系中，水稻通过________信息引来天敌，防治害虫。
（3）在农业生态系统中，若人的作用一旦消失，该生态系统最终将演替成________，这种演替属于________演替。
（4）请你画出一个农业生态系统能量流动及利用图解。
（生物成分包括水稻、家禽、沼气池中的微生物和人，呼吸散热不做要求）
答案
（1）调查法
（2）化学 （3）森林（生态系统） 次级
（4）如下图
13．下面图甲、图乙分别表示稻—鱼—蛙共生农业生态系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。
请据图回答：
（1）分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质循环和能量流动中的积极作用是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）分析说明稻—鱼—蛙共生生态系统的生态优势。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于__________________________，
生命活动所需的能量归根结底都来自________。
（4）甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是________，原因是___________________________。
（5）从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是_________________________________
________________________________________________________________________。
（6）为了使水稻获得高产，稻田乙需要经常使用农药，而甲则不需要，原因是________________________________________________________________________。
（7）一般地说，农田生态系统的________稳定性较低，废弃农田上会发生群落演替，该演替的类型是_______________________________________________________________。
答案
（1）鱼、蛙是消费者，加速生态系统的物质循环
（2）在原有食物链中引入新的环节（将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品），有利于实现物质循环再生和能量的多级利用，并减轻了环境污染
（3）绿色植物的光合作用 太阳能
（4）甲 甲生态系统中生物种类较多，营养结构复杂，自我调节能力较强
（5）调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（6）甲引入害虫的天敌——蛙，有效控制了害虫的数量
（7）抵抗力 次级演替
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