[史上最强生物课件]生态工程―2010.8.20

①获得较多优良品种家畜的早期胚胎途径超数排卵→体内受精→冲卵→收集早期胚胎超数排卵→采卵→体外受精→培养成早期胚胎核移植→重组细胞→培养成早期胚胎转基因→受体细胞→培养成早期胚胎哺乳动物排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的。用激素进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步。胚胎移植对供体和受体动物的要求：供体：遗传性能和生产性能优越的个体受体：健康、有正常繁殖能力的个体1890年，英国剑桥大学的生物学家W·希普将2个纯种安哥拉兔的早期胚胎移植到一只已和同种交配的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时子兔和2只纯种安哥拉子兔。比利时兔安哥拉兔实验证实：③受体对植入的异体胚胎没有排斥；④受体不会改变植入的异体胚胎遗传物质；⑤植入的供体胚胎可以在受体子宫内正常。比利时兔安哥拉兔胚胎移植成功与否的两个条件1、胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。2、进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同注射促性腺激素超数排卵胚胎移植采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞（低产奶牛或者黄牛）牛胚胎移植过程示意图体外受精转基因核移植早期胚胎胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”2、促性腺激素体内受精专题5:生态工程资料分析：1.导致我国长江流域洪水泛滥的主要原因和直接原因是什么？2.洪灾频繁的发生反映出我国长江流域经济发展模式存在什么问题？讨论:根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。2.洪灾频繁发生反映出我国长江流域经济发展模式存在什么问题？3、解决长江洪水泛滥应该采取什么措施？以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展是以巨大的生态环境破坏为代价。注意：1、学科知识：；2、技术手段：；3、最终目的：。人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。生态学和系统学系统设计、调控和技术组装促进人类社会和自然环境的和谐发展一、生态工程P105经济学、工程学P109二、生态工程的基本原理1.物质循环再生原理P1092.物种多样性原理P1103.协调与平衡原理P1114.整体性原理P1125.系统学与工程学原理P112⑴系统的结构决定功能原理：⑵系统整体性原理⑴哪些垃圾是可回收的,哪些垃圾是不可回收的？⑵可回收垃圾怎样被的再利用？⑶不可回收垃圾有什么用途？1.物质循环再生原理将生活垃圾分类处理！生活垃圾有机肥料可回收部分分不可回收的有机废弃料沼气分别处理，再生利用燃烧发电提供社区用热水饲养蚯蚓动物蛋白饲料发酵处理①②③从对资源的的充分利用角度分析，②③途径相对①途径的优点是什么？②③途径能更充分地分层次多级利用垃圾中的物质和能量。1、此生态系统的生产者、消费者、分解者分别是什么？有几条食物链？4、土壤肥力几千年没有耗竭的原理是什么?物质循环再生原理实施“无废弃物农业”思考：2、生产者在生态系统中的作用是以及。同时把光能转变成化学能，并储存在有机物中。将无机物转变成有机物堆肥、沤肥，充分利用微生物的分解作用，把有机物变为无机物回归无机环境，完成物质循环过程。P109《四千年的农民》一书中记载了中国农民几千年来的耕作方法：积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中。这种做法的优点是：①改善了土壤结构②培育了土壤微生物③实现了土壤养分的循环利用土壤肥力经过几千年没有耗竭的原理是,中国的传统农业实施的是“农业”P109物质循环再生原理无废弃物请试补充一个结构或一种生态系统成分，将传统农业改建成生态农业，并说明你的设计意图。生态农业实现物质循环再生和能量多级利用添加沼气池，把人畜粪便、作物残留送入沼气池，沼气作燃料，沼渣作肥料。实现能量的充分利用。——生态农业沼气池中生物的代谢类型：沼气工程利用的原理：发展沼气的意义：—物质循环再生原理P115燃料肥料、饲料、培养基异养厌氧（进行厌氧发酵）解决农村的燃料、提供饲料、肥料问题沼气工程沼气：是利用人畜粪便等物质，经过一系列复杂的厌氧发酵过程，产生的富含甲烷气体的燃料。沼气工程充分利用了物质循环再生原理，实现了物质充分循环再生、能量多级利用，提高了人类对能量的利用率。传统：原料---产品---废料现在：原料---产品---原料---产品——物质循环再生“物质和能量的多级利用系统”可以对传统生态系统中无法被人直接利用的“废物”进行有效转化。如对秸秆、动物的粪便的利用；废弃物如不经过处理直接返回土壤，要经过长期发酵分解才能变为有用肥料。但经过糖化或氨化过程使之成为家畜喜食的饲料，可增加家畜产量，再用家畜排泄物培养食用菌，生产食用菌后的残菌床又用于繁殖蚯蚓，最后将蚯蚓利用后的残余物返还农田做肥料。这样，“人可以利用的能量”转化效率就大大提高了。•传统经济模式有何弊端？如何解决？•生态经济有什么优势？•生态经济主要实行什么原则？•实现循环经济最重要的手段是什么？传统经济模式正在破坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。发展生态经济。因为生态经济是一种可持续发展的经济。生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。P108生态工程1.物质循环原理的理论基础：109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。2.意义：避免环境污染,保持长久的可持续发展。3.实例：无废弃物农业（我国古代传统农业）比较上图两个生态系统，哪个抵抗力稳定性要更高？为什么？物种越丰富，群落结构越复杂，生态系统的自动调节能力越强，生态系统的抵抗力稳定性越高。——物种多样性原理P110纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。讨论：为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？P110资料分析：P110物种多样性原理珊瑚礁生物群落物种多，营养结构（食物链、食物网）复杂的生态系统抵抗力稳定性高。物种少，营养结构简单的生态系统抵抗力稳定性低。（二）物种多样性原理P1101、理论基础——生态系统具有一定抵抗力稳定性2、意义：避免系统的结构与功能失衡。3、举例：正方：澳大利亚深海大堡礁生物多样性反方：我国三北防护林种植树种单一而造成“绿色荒漠”物种多，营养结构（食物链、食物网）复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。营养关系越复杂，有限资源条件下就可以容纳更多的生物量。草原生态系统放牧应该注意什么问题？西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量——要考虑环境的承载力，要适量放牧。针对公共草地的过度放牧问题，可以实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。---协调与平衡原理P111要注意生物与环境的协调与平衡从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应该选择哪些类型的树种？西北建设防护林应注意选择：生长快、抗寒、抗旱、耐盐碱、抗风沙，对保持水土、涵养水源有重要作用的树木种类。（三）协调与平衡原理P1111、理论基础：生物与环境的协调与平衡需要考虑环境承载力——某种环境所能养活的生物种群的最大数量。2、意义：避免系统的结构与功能失衡。3、举例：（违背协调与平衡原理）太湖水华（水体富营养化问题）西北灰色长城过度放牧对草原的破坏过度砍伐对森林植被的破坏造成水土流失洪涝灾害2.意义：统一协调各种关系，才能保障生态系统的平衡与稳定。3.举例：耕还林、还草、还湖等措施，要协调好自然、社会与经济关系，应用好整体性原理。（四）整体性原理P1121.理论基础——社会、自然、经济复合系统生态工程的建设，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑社会和经济等系统的影响力。——整体性原理P112农业生态工程中不能只顾经济效益而忽视农村自然生态效应，也不能一味地保护农村生态环境而不管不顾农民的生活质量提高。兴修水利工程时，不能仅考虑一时的效益，也不能只考虑生态环境的保护。要应用整体性原理，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。（五）系统学与工程学原理1、系统的结构决定功能原理：把很多单个生产项目优化组合，有机结合形成高效生态系统，提高系统的生产力。分布式优于集中式和环式意义：改善和优化系统的结构、从而达到功能改善的效果。•举例：桑基鱼塘把很多单一产业优化组合，有机结合形成高效生态系统，提高系统的生产力。桑基鱼塘分布在我国南方的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。能量的多级利用和物质的循环利用：①桑叶用于喂蚕，蚕可以生产蚕丝；②桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长；③甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘；④鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果——系统的结构决定功能原理P112系统学和工程学原理物种多样性原理物质循环再生原理桑基鱼塘主要应用了哪些原理？练习题P358—12（五）系统学与工程学原理2、系统整体性原理：系统各成分之间要有适当的比例关系，从而完成物质、能量、信息等的转换和流通，实现总体大于各部之和。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。珊瑚―藻类共生关系及其意义①共生藻类（虫黄藻）的光合作用产物可以直接转移到珊瑚虫的组织中，提供能量。②植物光合作用产生的O2可供动物呼吸需要③珊瑚虫代谢产物可以直接被藻类利用，补充植物的营养物质系统各组分之间进行着能量、物质、信息等的转换和流通，若能保持适当的比例关系，就能实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。意义：改善和优化系统的结构、从而达到功能改善的效果1.传统经济模式的缺点是什么？2.生态经济模式的优点是什么？3.解决经济发展与环境之间的根本原则是什么？4.实现循环经济的重要手段是什么？消耗多，效益低、不能持续发展。消耗少，效益高、能持续发展。循环经济。生态工程5.前造林，后砍林现象，说明违背了什么原理？整体性原理6.1+12符合哪种生态学原理？7.无废弃物农业和无废料生产体系符合哪种原理？8.超载放牧和生物数量超过环境承载力是违背了那种原理？9.污染物排放是违背了那种原理？10.营造人工马尾松林违背了哪种原理？系统学和工程学原理物质循环与再生原理协调与平衡原理物质循环与再生原理物种多样性原理11.珊瑚虫与藻类共