知識講解——生物與環(huán)境

1、高考總復習生物與環(huán)境專題 整理人：裝瘋迷竅 【考綱要求】1辨別種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的概念2重點掌握影響種群數(shù)量變化的因素及其增長曲線 3說出群落的結構特點及群落中的種間關系4. 描述群落演替的類型及原因5. 重點掌握生態(tài)系統(tǒng)的結構及其功能（物質循環(huán)、能量流動、信息傳遞）6. 分析生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性【考點梳理】考點一、種群種群的概念及特征1. 種群的概念種群是指生活在一定區(qū)域內的同種生物的全部個體。（1）兩個要素：同種生物（可相互交配）、全部個體（2）種群是生物學研究的常用基本單位種群是生物繁殖的基本單位種群是生物群落的基本組成單位種群是生物進化的基本單位種群內個體的全部基因構成一個種群基因庫。生

2、物進化的實質是種群基因頻率的改變。變異可遺傳變異不可遺傳變異突變基因重組基因突變染色體變異為生物進化提供原始材料種群內的可遺傳變異對生物進化有重要意義，為生物進化提供原始的選擇材料。2. 種群的數(shù)量特征（1）種群密度：指種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)，它是種群最基本的數(shù)量特征。（2）出生率和死亡率：指單位時間內新產生或死亡的個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比率。（3）遷入率和遷出率：指單位時間內遷入或遷出的個體占該種群個體總數(shù)的比率。（4）年齡結構：指一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例，可預測種群數(shù)量的變化。種群的年齡期一般分為：幼年(尚無生殖能力)、成年(有生殖能力)和老年(喪失生殖能力)三個階

3、段。年齡結構的類型有三種：增長型、穩(wěn)定型、衰退型，如下圖： 增長型 穩(wěn)定型 衰退型年齡結構可預測種群數(shù)量的變化，但受一些因素的影響，實際的結果與預測的趨勢不一定相符。如對于衰退型種群，若生存環(huán)境突然好轉、大量新個體遷入或人工繁殖等會使種群密度增加。（5）性別比例：指種群中雌雄個體數(shù)目的比例，在一定程度上可影響種群密度，如性別比例失調時，會使部分個體不能完成交配，從而影響種群密度。要點詮釋：種群數(shù)量的最基本特征（1）種群數(shù)量特征間的關系：（2）種群密度的調查方法：樣方法：在被調查種群的生存環(huán)境內，隨機選取若干樣方，通過計數(shù)每個樣方內的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，然后取其平均值來估計該種群的密

4、度。要求：一、隨機取樣，確保所選樣方具有代表性，不受主觀因素影響；（常用的取樣方法有五點取樣法和等距取樣法。樣方形狀可以有方的、長方的、條帶的、圓形的?？筛鶕?jù)地段的形狀等來確定具體的取樣方法和樣方形狀）二、足夠數(shù)量的樣方才可以保證統(tǒng)計結果的真實性，選取的樣方越多，求得的種群密度越接近實際情況。三、選取樣方的大小隨調查對象而定。如喬木一般為100m2、灌木一般為16 m2、草本植物為1 m2。 適用對象：植物；活動能力弱、活動范圍小的動物（如蚜蟲、昆蟲卵、蚯蚓等）。標志重捕法：確定調查對象捕獲并標記部分個體在該種群生存環(huán)境中，均勻設置捕獲點，捕獲一部分個體，并對其進行標志后，再在原地將其放回，并

5、記錄個體數(shù)（N1）重捕，計數(shù)一段時間后，在原來的捕獲點再次捕獲一部分個體，并記錄重捕個體數(shù)（N2）及其中被標記的個體數(shù)（N0），然后放回原來的環(huán)境計算種群密度利用公式計算出N，即為該種群密度的估計值具體方法：注意事項： 調查期間無大規(guī)模出生和死亡、遷入和遷出 首次捕捉與再次捕捉的捕捉方法及地點一致 標志個體與未標志個體在重捕時被捕獲的幾率相等 標志物和標志方法應不影響動物的壽命和行動 標志不能過分醒目，且在調查研究期間不能消失 適用對象：活動能力強、活動范圍大的動物（如哺乳類、鳥類、魚類等）3.種群的空間特征（1）概念：組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或部局即種群的空間特征。水稻的均勻分

6、布某雜草的均勻分布某瓢蟲的集群分布（2）類型：隨機分布、均勻分布和集群分布。考點二、種群種群數(shù)量的變化（重點）自然種群的種群數(shù)量往往處于動態(tài)變化中，有增長、波動、穩(wěn)定和下降等形式。 1.種群數(shù)量變化的原因：種群數(shù)量的變化是由種群的出生率和死亡率、遷入率和遷出率直接決定，其影響因素有氣候、食物、天敵、傳染病、生存空間、人類影響等，從而使種群數(shù)量時刻處于波動中，如下圖：2.兩類增長曲線曲線圖像（陰影部分：代表有限的環(huán)境中被淘汰的個體，即環(huán)境阻力。）曲線類型“J”型曲線“S”型曲線適用范圍實驗室中及種群新遷入較適宜的環(huán)境最初一段時間內的增長。一般自然種群的增長產生條件理想狀態(tài)：食物空間條件充裕氣候適

7、宜沒有敵害疾病現(xiàn)實狀態(tài)：食物、空間有限各種生態(tài)因素綜合作用特點不存在環(huán)境阻力的狀態(tài)，幾乎不存在生存斗爭種群密度不斷增大，種群數(shù)量以一定的倍數(shù)不斷上升。有限的環(huán)境中，個體間為了爭奪有限的資源和空間而使生存斗爭加劇，一部分個體被淘汰種群密度不能無限增長， 種群數(shù)量達到環(huán)境容納量K值后，將在K值上下保持相對穩(wěn)定。環(huán)境容納量K值有無K值無K值有K值K值含義K值即環(huán)境容納量：表示一定的環(huán)境條件和空間中所能維持的種群最大數(shù)量S型增長曲線的種群數(shù)量為K/2時，種群增長速率最快決定因素某一種群的K值不是固定不變的，它取決于環(huán)境中的食物、生活空間和其他生活條件的限制及捕食者的數(shù)量。應用K值或K/2值的應用：（1

8、）保護野生生物：改善環(huán)境，增大K值（2）有害生物的防治：減小K值，如對于鼠害，可通過封儲糧食、硬化地面、保護天敵等措施來增大環(huán)境阻力，減少其K值。及時控制種群數(shù)量，嚴防達到K/2值處（K/2值處種群增長速率最快，若達K/2值處，有害生物可能成災）（3）養(yǎng)殖或捕撈作業(yè)：種群數(shù)量為K/2時，種群增長速率最大，再生能力最強，把握K/2值處黃金開發(fā)點，維持種群數(shù)量在K/2值處時，可達到“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”的效果，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。種群增長率計算方法（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）原有個體數(shù)×100%出生率死亡率有些資料中不區(qū)分增長率和增長速率，將增長率的含義

9、也定為增長速率。增長率是個百分率，沒有“單位”變化趨勢保持穩(wěn)定不斷減小某時期種群數(shù)量的計算公式（ 為種群增長率、Nt為t年后的種群數(shù)量、N0為開始時的種群數(shù)量 ）種群增長速率計算方法（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）增長時間增長速率有單位，如：個/年變化趨勢不斷上升先增大后減小考點三、群落群落的組成及種間關系1. 相關概念（1）群落：指一定區(qū)域中的全部種群，即全部生物。群落中各個種群在共同的無機環(huán)境中經(jīng)過長期的自然選擇與進化中形成相互依存、相互制約的關系。（2）豐富度（豐度）：群落中物種數(shù)目的多少。補充知識，了解即可 ：1.關于生物群落中的優(yōu)勢種： 優(yōu)勢種通常是指群落中個體數(shù)量較多的物種優(yōu)勢種具有高度的

10、適應性，具有競爭優(yōu)勢并通過競爭取得資源的優(yōu)先占有地位 優(yōu)勢種常決定群落內部的環(huán)境條件，影響其它種群生存生長群落往往以優(yōu)勢種、占優(yōu)勢的一類生物或其他特征命名，如蘆葦群落（濕地中）、森林群落、農田群落等。2.不同群落的特種豐富度不同，其一般規(guī)律為：從熱帶到兩極，物種多樣性減少。隨海拔高度增加，物種多樣性減少。隨水深增加，物種多樣性減少。2. 群落中的種間關系關系名稱特點能量關系圖數(shù)量坐標圖舉例互利共生相互依賴，彼此有利。如果彼此分開，則雙方或者一方不能獨立生存。數(shù)量上兩種生物同時增加，同時減少，呈現(xiàn)出“同生共死”的同步性變化。大豆與根瘤菌寄生對寄主有害，對寄生生物有利。如果分開，則寄生生物難以單獨

11、生存，而寄主會生活得更好（體內寄生、 體外寄生）蛔蟲與人；菟絲子與大豆；噬菌體與被侵染的細菌；競爭生態(tài)需求接近不同物種間存在此關系，需求越接近競爭越激烈。兩種生物生存能力不同，數(shù)量上呈現(xiàn)出“你死我活”的同步性變化，如圖a；兩種生物的生存能力相同，則如圖b牛與羊；農作物與雜草；大草履蟲與小草履蟲；捕食一種生物以另一種生物為食數(shù)量上呈現(xiàn)出“先增加者先減少，后增加者后減少”的不同步性變化（A、B的起點不同），一般起點在先的為被捕食者。二者的數(shù)量存在差異，一般捕食者較被捕食者的數(shù)量少。羊和草；狼與兔；青蛙與昆蟲；要點詮釋（關于外來入侵種）：群落中的物種經(jīng)過上百年，上千年的競爭，排斥，適應和互利互助，形

12、成了相互依賴又互相制約的密切關系。一個外來物種引入后，極有可能因不能適應新環(huán)境而被排斥在系統(tǒng)之外，必須要有人的幫助才能勉強生存；但有可能因新的環(huán)境中沒有可通過競爭或捕食關系來抗衡或制約它的生物，這個引進種便可能成為外來入侵種，侵占別的生物的生存空間與營養(yǎng)等，打破生態(tài)平衡，改變或破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。 考點四、群落 群落的結構及群落演替1.群落的結構（垂直結構和水平結構）垂直結構水平結構含義生物群落在垂直方向上具有的明顯分層現(xiàn)象生物群落在水平方向上的種群分布及種群密度的差異。具體表現(xiàn)植物在不同高度有分層，動物也隨之具有層次性不同地段往往分布著不同的種群，同一地段上的種群密度也有差異。大多

13、群落的生物呈集群分布或鑲嵌分布形成原因陸生（1）光照強度和溫度植物；（如森林群落的光照強度隨高度的下降而逐漸減弱，如森林群落因此依次分為喬木層、灌木層、草本層。高山生物群落中，不同海拔地帶的溫度不同，種群的垂直分布主要受溫度影響。）（2）棲息空間和食物動物； 環(huán)境條件（地形變化、土壤濕度和鹽堿度、光照強度）及生物自身生長特點水生光照強度、溫度、O2（水生群落的近水面與深水中相比，光照強、溫度高、O2含量豐富）意義使群落能充分利用光照等環(huán)境資源，植物的分層為動物提供了充分的棲息空間和食物條件使群落充分利用資源和空間2.群落的演替（1）演替的概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，稱

14、為演替。（2）演替的原因：內因或外因引起群落內部環(huán)境的變化是群落演替的動力。（3）演替的類型：初生演替次生演替概念在一個從來沒有被植物覆蓋的地方，或者在原來存在過植被但被徹底消滅且其生活環(huán)境也徹底被破壞了的地方發(fā)生的演替。在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。所需時間及速度時間長、速度慢時間短、速度快影響因素主要為自然因素一般人類活動較為關鍵實例裸巖上的演替、冰川泥上的演替、水生演替 棄耕農田上的演替、火災后的草原上的演替、被過量砍伐的森林上的演替過程以裸巖上的演替為例：裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段森林階段以棄耕農田上

15、的演替為例：棄耕農田一年生雜草多年生雜草小灌木灌木叢森林結果（1）演替方向：演替往往是能預見或可測的：它是群落組成向著一定方向、具有一定規(guī)律的隨時間而變化有序過程，是生物和環(huán)境反復相互作用，使群落在時間和空間上發(fā)生的不可逆變化。群落演替不會無休止地進行下去，頂級群落是演替達到的最終穩(wěn)定狀態(tài)。一般均可演替到森林這一最高階段，但如果大環(huán)境為干旱的荒漠地區(qū)則很難形成樹林，很可能只能發(fā)展到草本植物階段或灌木階段。（2）群落的結構及穩(wěn)定性變化：演替過程中，生物的種類越來越多，群落結構越來越復雜，群落的有機物也越來越多，群落也越來越穩(wěn)定?？键c五、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的結構1. 對生態(tài)系統(tǒng)結構的理解 （1）生

16、態(tài)系統(tǒng)的概念：指由生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的范圍：生態(tài)系統(tǒng)可大可小，整個生物圈是一個生態(tài)系統(tǒng)，池塘、森林等是一個生態(tài)系統(tǒng)，一段腐木也是一個生態(tài)系統(tǒng)。種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的關系：種群 一定區(qū)域內同種生物所有個體之和群落 一定區(qū)域內各生物種群之和生態(tài)系統(tǒng) 群落+無機環(huán)境 捕食 關系腐食 關系寄生 關系生態(tài)系統(tǒng)結構組成結構非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者營養(yǎng)結構食物鏈和食物網(wǎng)（2）生態(tài)系統(tǒng)的結構：補充說明，了解即可 ：我們闡述某事物的結構，不僅要描述其組成，還要描述各成分的聯(lián)系。如描述一臺機器的結構，需描述其主要由哪些零部件組成，還需描述其各部件之間如何結合

17、才組成該機器。對于生態(tài)系統(tǒng)的結構，我們同樣除了解其組成成分外，還要了解各成分如何聯(lián)系才構成一個生態(tài)系統(tǒng)，此聯(lián)系主要指食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)的基石：生產者將無機環(huán)境中的物質和能量引入生物群落，為消費者、分解者提供物質和能量。生態(tài)系統(tǒng)中的最活躍成分：可加速物質循環(huán)。消費者將有機物轉化為無機物，這些無機物被其排出后又可被生產者重新利用。物質循環(huán)的關鍵成分：把動植物遺體、排出物和殘落物中的有機物分解成簡單有機物。生物成分（物質）（能量）2. 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 3. 生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的種群間以營養(yǎng)關系為紐帶的結構聯(lián)系，是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構。捕食食物鏈

18、（1）食物鏈：指生態(tài)系統(tǒng)中種群間的單方向食物連接關系。食物鏈類型有：捕食食物鏈、腐食食物鏈、寄生食物鏈，高中階段所接觸的多為捕食食物鏈。書寫原則：植物（起點）植食性動物小型動物中型動物大型肉食動物（終點為一般不被其他動物所食的動物）一般的食物鏈不超過5個環(huán)節(jié)（營養(yǎng)級）。（2）食物網(wǎng)：指多條食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜結構。在食物網(wǎng)中，同一生物可存在于不同的食物鏈中，在不同食物鏈中可能占據(jù)不同的營養(yǎng)級（如上圖食物網(wǎng)中的蛇便在3條食物鏈上、占據(jù)著第三、第四、第五3個營養(yǎng)級）。食物網(wǎng)中，兩種生物的種間關系可能不只一種，如上圖中的蟾蜍與蜘蛛既是競爭關系又是捕食關系。（3）食物鏈和食物網(wǎng)的功能：是生態(tài)

19、系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的渠道?？键c六、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的功能：能量流動（重點）1. 能量流動過程能量流動指生態(tài)系統(tǒng)內能量輸入、傳遞和散失的過程。其過程如下圖：含有未利用部分要點詮釋：（1）各營養(yǎng)級的能量來源與去路分析：所同化能量的來源：生產者的能量來自太陽能；各級消費者的能量來自上一個營養(yǎng)級，其同化量攝入量糞便中所含能量。注意：生物糞便中的能量仍屬上一營養(yǎng)級，未被其同化。能量去路：以圖中的初級消費者為例（紅色部分為各去路）：部分能量以呼吸作用的方式散失部分能量流入下一營養(yǎng)級部分能量（如遺體、糞便、落葉中的能量）被分解者利用部分能量屬未被利用部分，這部分能量既未被自身呼吸作用消耗，也未被后一

20、個營養(yǎng)級和分解者利用，而是留在本營養(yǎng)級中。（2）生態(tài)系統(tǒng)中某一類生物利用共同資源，可將它們看作一個營養(yǎng)級（如田鼠、昆蟲和小益鳥都以綠色植物為食，可將它們可看作初級消費者，即第二營養(yǎng)級）。（3）能量流動起始于生產者固定太陽能 （能量輸入）能量沿食物鏈和食物網(wǎng)的營養(yǎng)級依次傳遞 （能量傳遞） 大量能量通過生物的呼吸作用散失到環(huán)境中（能量輸出）2. 能量流動的特點 （1）傳遞方向：單向流動生態(tài)系統(tǒng)中的能量既不能循環(huán)流動，也不能逆向流動。在食物鏈中，相鄰營養(yǎng)級間吃與被吃的關系不可逆轉，因此能量不能倒流；各營養(yǎng)級的能量總有一部分通過細胞呼吸以熱能形式散失，這部分能量是無法再被生物循環(huán)利用的。 （2）傳遞效

21、率：逐級遞減生態(tài)系統(tǒng)中能量在相鄰營養(yǎng)級間的傳遞效率一般為1020。 能量不能全部傳遞給下一營養(yǎng)級的原因：每一營養(yǎng)級的能量總有部分留在本營養(yǎng)級，未被利用。每一營養(yǎng)級的能量總會因呼吸消耗而散失一部分。每一營養(yǎng)級的能量都會有一部分流入分解者。要點詮釋：（1）象征能量流動特點的生態(tài)金字塔：能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔圖形特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量在沿食物鏈的流動過程中逐級遞減，營養(yǎng)級越高，所含的能量越少。生物量（現(xiàn)存有機物的總量）隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而逐級遞減，營養(yǎng)級越高，生物量越少。但也有特例，如某一時期內浮游植物的生物量可能會低于浮游動物生物個體數(shù)量在食物鏈中

22、隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減，營養(yǎng)級越高，生物的數(shù)量越少。但也有特例，如樹上的昆蟲與樹的數(shù)量關系正因為能量等隨著營養(yǎng)級的升高而減少，所以食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級。（2）有關能量流動的計算規(guī)律在能量流動的相關問題中，若題干未做說明，則可以認為能量傳遞的最低效率為10，最高效率為20。求消耗生產者的最多量求消耗生產者的最少量食物鏈按最長的計算傳遞效率取10食物鏈按最短的計算傳遞效率取20已知最高營養(yǎng)級生物的量 已知第一營養(yǎng)級（生產者）生物的量求最高營養(yǎng)級生物的最多量求最高營養(yǎng)級生物的最少量食物鏈按最短的計算傳遞效率取20食物鏈按最長的計算傳遞效率取10各營養(yǎng)級生物數(shù)量變化的分析第一營養(yǎng)級（生產者）的生

23、物減少時，將會連鎖性地引起其后各營養(yǎng)級的生物減少。這是因為生產者是其他各種生物直接或間接的食物來源。 “天敵”方減少時，被捕食者的數(shù)量變化是先增加后減少，最后趨于穩(wěn)定。對于同時占有兩個營養(yǎng)級的種群數(shù)量變化的分析：因為能量在食物鏈中流動時只有1020流到下一營養(yǎng)級，且流動的環(huán)節(jié)越多損耗越多，若某種群的營養(yǎng)級降低，則其種群數(shù)量將增加，若營養(yǎng)級升高，則其種群數(shù)量將減少。（3）生物富集和生物放大現(xiàn)象：生物富集又稱生物濃縮指生態(tài)系統(tǒng)中同一營養(yǎng)級上的生物，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內該物質的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物放大指在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈上，高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食，某

24、種元素或難分解化合物在生物機體中濃度隨營養(yǎng)級的提高而逐步放大的現(xiàn)象。生物放大的結果是食物鏈上高營養(yǎng)級生物體中該類物質的濃度顯著超過環(huán)境中的濃度。4. 研究能量流動的實踐意義：科學規(guī)劃設計人工系統(tǒng)，使能量得到多級利用，使能量持續(xù)高效流向對人類最有益的部分考點七、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的功能：物質循環(huán)（重點）1. 物質循環(huán)的概念：生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)指組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，不斷地進行著的從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程。2. 碳循環(huán)過程，如下圖： 要點詮釋： （1）碳的循環(huán)形式：碳在生物群落中以無機物形式存在，在無機環(huán)境中以CO2、碳酸鹽等形式存在。 碳在生物群

25、落和無機環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)。（碳元素以CO2的形式，通過植物的光合作用或微生物的化能合成作用從大氣中進入生物群落，再通過生物的呼吸作用進入大氣）。 碳元素在生物群落中的傳遞形式為有機物（主要沿食物鏈和食物網(wǎng)進行傳遞）。（2）生態(tài)系統(tǒng)中各成分的判斷：上圖所示的生態(tài)系統(tǒng)中各成分（非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者）的判斷題經(jīng)常在試題中出現(xiàn)：可先根據(jù)A、B之間的雙向箭頭判斷：A、B為非生物的物質能量（無機環(huán)境）或生產者。再根據(jù)箭頭指向判斷：A有3個指出，應為生產者。 B有3個指入，應為非生物的物質和能量（無機環(huán)境）。剩余的C、D一個為消費者，一個為分解者： C指向D，C為消費者，

26、D為分解者。圖中為光合作用，分別是生產者、消費者、分解者的呼吸作用。其中有的題中也稱其為分解作用。3. 物質循環(huán)與能量流動的關系項目能量流動物質循環(huán)區(qū)別方向單向傳遞，逐級遞減循環(huán)往復范圍各級生態(tài)系統(tǒng)生物圈，具有全球性（如大氣中的CO2能隨大氣環(huán)流在全球范圍內流動）聯(lián)系能量流動和物質循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能能量流動和物質循環(huán)同時進行，相互依存，不可分割（1）能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解（2）物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動（3）能量作為動力，使物質能不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返?？键c八、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的功能：信息傳遞1. 生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類類

27、別概念傳遞形式實例信息來源傳遞方向物理信息生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等通過物理過程傳遞的信息物理過程螢火蟲的閃光、植物的五顏六色的花可來自于環(huán)境，也可來自于生物雙向傳遞化學信息生物通過其在生命活動過程中產生的一些化學物質傳遞的信息信息素等化學物質昆蟲的性外激素、狗利用其小便記路行為信息生物在生長發(fā)育、生命活動的過程中，通過其特殊行為，對于同種或異種生物傳遞的信息生物的行為特征昆蟲的舞蹈、孔雀開屏、動物的擬態(tài)2. 生態(tài)系統(tǒng)內信息傳遞的作用及應用在生態(tài)系統(tǒng)中的作用有利于生命活動的正常進行例：萵苣的種子必須接受某種波長的信息才能萌發(fā)調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。例：草原返青時，“

28、綠色”為食草動物提供了可供采食的信息。有利于生物種群的繁衍例：昆蟲分泌性外激素，引誘異性個體在農業(yè)生產中的作用提高農產品或畜產品的產量 例：利用模擬動物信息吸引傳粉動物，提高果樹傳粉效率和結實率；控制有害動物例：利用特殊的化學物質擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物種群的繁殖力下降利用音響設備等誘捕或驅趕有害動物考點九、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1. 生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性的原因生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念：指生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段或成熟穩(wěn)定狀態(tài)時所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力。生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性是因為其有一定的自我調節(jié)能力，其自我調節(jié)方式為反饋調節(jié)，反饋調節(jié)包括負反饋調節(jié)和正反饋調節(jié)，如下

29、表：負反饋調節(jié)正反饋調節(jié)結果抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化加強最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化對生態(tài)系統(tǒng)的作用使生態(tài)系統(tǒng)達到并保持平衡狀態(tài)，是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎。使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)實例森林中食蟲鳥和害蟲的數(shù)量變化已經(jīng)污染的湖泊中污染狀態(tài)加劇2. 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個方面：抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性 抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性概念指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力即“抵抗干擾，保持原狀”的能力指生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力即“遭到破壞，恢復原狀”的能力影響因素與生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構的復雜程度呈正比，生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構越復

30、雜，抵抗力穩(wěn)定性越強與生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構的復雜程度呈反比，生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構越簡單，越容易恢復，恢復力穩(wěn)定性越高聯(lián)系（1）二者呈相反關系，抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復力穩(wěn)定性差，反之亦然。自我調節(jié)能力與抵抗力穩(wěn)定性呈正相關，與恢復力穩(wěn)定性呈負相關。生態(tài)系統(tǒng)組成越復雜，食物網(wǎng)（營養(yǎng)結構）便越復雜時，如果食物鏈上某些生物減少或消失，其在食物鏈中的位置可以由其他生物來取代，使生態(tài)系統(tǒng)不至于崩潰。所以食物網(wǎng)（營養(yǎng)結構）越復雜，生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力越強，抵抗力穩(wěn)定性越高，但其恢復力穩(wěn)定性越低，因為一旦受到破壞，恢復起來較難。（2）二者是同時存在于同一生態(tài)系統(tǒng)中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用共同維

31、持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。3. 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性相關實驗：生態(tài)缸的設計制作及結果的觀察與分析 （1）制作小生態(tài)缸的目的：探究生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定的條件。 （2）小生態(tài)缸的設計要求及分析。設計要求相關分析生態(tài)缸必須是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾生態(tài)缸中投放的幾種生物需成分齊全（具有生產者、消費者和分解者）、且有較強的生活力 生態(tài)缸中能夠進行物質循環(huán)和能量流動，在一定時期內保持穩(wěn)定。生態(tài)缸的材料必須透明為光合作用提供光能；保持生態(tài)缸內溫度；便于觀察生態(tài)缸的采光用較強的散射光防止因水溫過高而導致水生植物死亡生態(tài)缸宜小不宜大便于操作 缸中的水量不可太多， 要留出一定的空間使缸內儲備一定量的空氣注意：生態(tài)

32、缸中雖然成分齊全，生產者、消費者和分解者之間可以進行能量流動和物質循環(huán)，但是由于生態(tài)缸中的生態(tài)系統(tǒng)極為簡單，自我調節(jié)能力極差，所以抵抗力穩(wěn)定性極低，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易被破壞。因此，生態(tài)缸內的生物只能保持一定時間的活性。 如果生態(tài)缸是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，則生態(tài)系統(tǒng)的成分復雜，自我調節(jié)、自我修復和自我延續(xù)的能力較強。（3）觀察指標：可以通過觀察植物、動物的生活情況、水質變化、基質變化等判斷穩(wěn)定性的高低。5. 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞(生態(tài)失調)生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)能力是有限的，當干擾因素的強度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)能力就會喪失，其穩(wěn)態(tài)會被破壞，破壞因素有自然因素和人為因素，而生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的破壞往往

33、是人為因素強化自然因素破壞力的結果?？键c十、生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)環(huán)境的保護1.生態(tài)問題（1）人口增長速度過快，尤其是中國。（2）溫室效應（3）酸雨（4）臭氧層破壞（5）土地荒漠化（6）水資源短缺（7）水體富營養(yǎng)化赤潮（海洋）、水華（淡水）（8）海洋污染（9）外來物種入侵（10）生物多樣性銳減2.保護生物多樣性（1）生物多樣性的概念：生物圈內所有的植物、動物、微生物，它們所擁有的全部基因及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，構成了生物的多樣性。（2）生物多樣性的層次：基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性（3）生物多樣性的價值直接價值：工業(yè)原料、藥用價值、科研價值、藝術價值間接價值：對生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)功能（生態(tài)功能）潛

34、在價值：目前人類尚不清楚的價值（4）保護生物多樣性的措施就地保護：在原地對被保護的生態(tài)系統(tǒng)或物種進行保護，如建立自然保護區(qū)及風景明勝區(qū)等。是保護生物多樣性的最有效措施。易地保護：把保護對象從原地遷出，在異地進行專門保護，如建立植物園、動物園及瀕危動植物繁育中心等。為棲息地嚴重被破壞，行將滅絕的物種提供最后的生存機會。其他措施：建立精子庫或種子庫、利用生物技術對瀕危物種的基因進行保護等。3.生物在環(huán)境污染過程中的凈化作用（1）植物的凈化作用：吸收有害氣體、阻滯和吸附粉塵及放射性污染物、分泌抗生素殺死空氣中的病原菌。（2）微生物的凈化作用：好氧微生物在凈化污水的過程中起著重要作用，可將污水中的有機

35、物分解為CO2、H2O及無機鹽。上圖為某河流受生活污水污染后，各成分的變化曲線：有機物的變化 ：大污水注入時，達到最高值，然后在細菌的作用下，逐漸減少。好氧性細菌種群的變化：污水注入后，因有機物（營養(yǎng)物質）的增加而達到最高值，之后隨著有機物的減少而下降。藻類的變化：有機物被分解為無機物，無機物（營養(yǎng)物質）含量逐漸增多，其數(shù)量逐漸增多，無機物減少后，其數(shù)量又下降。無機物的變化：因有機物的分解而增加，因藻類的大量繁殖而減少。溶解氧的變化：隨著好氧細菌的繁殖而逐漸減少，隨著藻類繁殖后放氧的增多而逐漸增多?！镜湫屠}】類型一、種群【高清課堂：生物與環(huán)境專題 403844 典型例題2（樣方法）】例1 某

36、小組用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度。下列做法錯誤的是（ ）A.隨機取樣B.選擇植物生長茂盛處取樣C.根據(jù)調查數(shù)據(jù)估算該種群密度D.根據(jù)地段的形狀確定取樣方法【答案】B【解析】樣方法是指在被調查種群的生存環(huán)境內，隨機選取若干樣方，通過計數(shù)每個樣方內的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，然后取其平均值來估計該種群的密度。常用的取樣方法有五點取樣法和等距取樣法，樣方形狀可以為方形、長方形、條帶形、圓形，可根據(jù)地段的形狀等來確定具體的取樣方法和樣方形狀?！军c評】本題考查種群密度的調查方法樣方法。舉一反三：【高清課堂：生物與環(huán)境專題 403844 典型例題3（標志重捕法）】【變式1】在生態(tài)學研究

37、中，下列方法與研究目的不相符的是（ ）A給海龜安裝示蹤器調查其洄游路線B用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關系C給大雁佩戴標志環(huán)調查其遷徙路線D用標志重捕法調查達烏爾黃鼠的豐（富）度【答案】D【解析】標志重捕法用于調查某種群密度。而豐富度指的是群落中的物種數(shù)目的多少。例2 （2015 北京卷）大螞蟻和小螞蟻生活在某地相鄰的兩個區(qū)域。研究者在這兩個螞蟻種群生活區(qū)域的接觸地帶設 4 種處理區(qū)，各處理區(qū)均設 7 個 10m×10m 的觀測點，每個觀測點中設有均勻分布的 25 處小螞蟻誘餌投放點。在開始實驗后的第 1 天和第 85 天時分別統(tǒng)計誘餌上小螞蟻的出現(xiàn)率并進行比較，結果見表。處理區(qū)

38、 小螞蟻出現(xiàn)率的變化（%）定時灌溉不驅走大螞蟻增加 35 驅走大螞蟻增加 70不灌溉不驅走大螞蟻減少 10驅走大螞蟻減少 2對本研究的實驗方法和結果分析，表述錯誤的是（ ） A小螞蟻抑制大螞蟻的數(shù)量增長 B采集實驗數(shù)據(jù)的方法是樣方法 C大螞蟻影響小螞蟻的活動范圍 D土壤含水量影響小螞蟻的活動范圍 【答案】A 【解析】本題考查的是生物種群密度的調查方法，研究的是兩個變量（灌溉與否和是否含有大螞蟻）對因變量（小螞蟻出現(xiàn)率的變化）的影響。從圖表我們可知本實驗研究的是大螞蟻抑制小螞蟻的數(shù)量的增長，所以 A 項錯誤。從題目中的取樣分析，可以直接得出采集數(shù)據(jù)的方法是樣方法，B項正確。通過圖表可以看出，當不

39、驅走大螞蟻時，小螞蟻的出現(xiàn)率有減少，所以C項正確。圖表中比較灌溉和不灌溉可知，含水量影響小螞蟻出現(xiàn)率，所以D項正確?！军c評】本題考查種群密度。舉一反三：【變式1】某研究所調查發(fā)現(xiàn)：某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數(shù)量增長速率隨時間變化的曲線如下圖所示，請分析回答：（1）t0至t2時間內，種群數(shù)量增長曲線呈 ；在t2時種群的數(shù)量為N，則在t1時種群的數(shù)量為 ，t1時該種群的年齡組成可能為 型。（2）捕獲該魚的最佳時期為 時，原因是 。（3）該魚在t2時期后，種群數(shù)量變化是 ，主要原因是 和 ?！敬鸢浮浚?）S型增長； N/2； 增長 （2）t1 ；t1時種群增長速率最大，捕獲該

40、魚獲得的量較大且不影響該魚類資源的再生；（3）不增加；種內斗爭加劇；捕食者數(shù)量增加類型二、群落【高清課堂：生物與環(huán)境專題 403844 典型例題1】例3南極冰藻是以硅藻為主的一大類藻類植物，長期生長在南極海冰區(qū)-24的環(huán)境中，其最適生長溫度為2 。磷蝦主要以南極冰藻為食，企鵝主要以磷蝦為食。自1975年以來，磷蝦種群密度下降高達80%。下列敘述錯誤的是（ ）A. 南極冰藻組成了一個種群B. 企鵝種群密度會隨著磷蝦種群密度下降而下降C. 南極冰藻、磷蝦、企鵝與該海冰區(qū)的其他生物組成群落D. -22 范圍內，隨著溫度升高南極冰藻的光合作用強度增大【答案】A【解析】由題意知南極冰藻是一大類藻類植物，

41、并非只有一種生物，所以南極冰藻不是一個種群；企鵝以磷蝦為食，磷蝦減少，企鵝也會減少；群落包括某一區(qū)域的所有生物，南極冰藻、磷蝦、企鵝與該海冰區(qū)的其他生物便可構成一個群落；由題意知南極冰藻最適生長溫度為2 ，所以-22 范圍內，溫度越高南極冰藻光合作用強度越強?！军c評】本題考查種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的概念辨析、種間關系及影響光合作用強度的因素，是一道較綜合的題目。舉一反三：【變式1】為探究食物相同的三種水生動物的種群增長規(guī)律及種間關系，某小組進行了3組實驗（各組實驗中，每種動物初始數(shù)量相等，飼養(yǎng)條件相同），得到下圖所示的結果：組1：甲種與乙種分別于兩個容器中飼養(yǎng)，甲種數(shù)量變化如曲線A所示。組2：甲

42、種與乙種于同一容器中飼養(yǎng)，乙種數(shù)量變化如曲線F所示。組3：乙種與丙種于同一容器中飼養(yǎng)，形成上、下層分離分布，一段時間后每種動物的數(shù)量均較組1少。 （1）組1中，甲種動物的種群數(shù)量主要由 和 決定。若容器內飼養(yǎng)體積為20mL，則第40天時乙種的種群密度為 。（2）在某些生態(tài)系統(tǒng)中，存在與本實驗類似的種間關系。在同一段河流中食物相同的兩種魚，分別分布在河流中央底部和臨近河岸底部，其種間關系與圖中曲線 代表的類似，其分布體現(xiàn)生物群落的 結構。在玻璃溫室中放養(yǎng)食物相同的兩種傳粉昆蟲后，一種數(shù)量增加，另一種減少，其種間關系與圖中曲線 代表的類似?！敬鸢浮浚?）出生率；死亡率；30只/mL （2）D和E；

43、水平 B和F【解析】（1）組1中，甲種與乙種分別于兩個容器中飼養(yǎng)，甲種數(shù)量變化為曲線A，表現(xiàn)為S型增長，因食物相同，飼養(yǎng)條件相同，所以此時乙種數(shù)量變化也應表現(xiàn)為S型增長，應是曲線C、D、E之一，此時甲種動物的種群數(shù)量主要由出生率和死亡率決定。 組2：甲種與乙種于同一容器中飼養(yǎng)，乙種數(shù)量變化如曲線F所示。因食物相同，所以甲種與乙種生物之間應屬于競爭關系，各組實驗中，每種動物初始數(shù)量相等，飼養(yǎng)條件相同，此時甲種與乙種生物數(shù)量增長都應比在組1中單獨培養(yǎng)慢，組1中乙種生物數(shù)量增長要比組2中的高，變化曲線應為C（因開始時D、E比F的增長慢），則第40天時乙種的種群數(shù)量為600只，而容器內飼養(yǎng)液體積為20

44、 mL，所以此時乙種的種群密度為30只/ mL（600只/20 mL）。 組3：乙種與丙種于同一容器中飼養(yǎng)，形成上、下層分離分布，一段時間后每種動物的數(shù)量均較組1少，因組1中甲種與乙種生物數(shù)量變化曲線為A、C，所以此時乙種與丙種生物數(shù)量變化曲線應為D、E。這樣一來在組2中甲種生物數(shù)量變化為曲線就是B。 （2）題干中有“在某些生態(tài)系統(tǒng)中，存在與本實驗類似的種間關系”，“類似”兩個字非常重要，是解此小題的突破口。 在同一段河流中食物相同的兩種魚，食物相同，應是競爭關系，競爭結果是它們分別分布在不同區(qū)域：河流中央底部和臨近河岸底部。其種間關系與實驗中組3的乙種和丙種生物相似，它們的曲線為D和E。分布

45、于河流中央底部和臨近河岸底部，體現(xiàn)生物群落的水平結構。 在玻璃溫室中放養(yǎng)食物相同的兩種傳粉昆蟲后，也是競爭關系，競爭結果是一種數(shù)量增加，另一種減少，其種間關系與實驗中組2的甲種和乙種生物相似，它們?yōu)榍€B和F?！靖咔逭n堂：生物與環(huán)境專題 403844 典型例題6（群落演替的類型和特點）】例4某島嶼由海底火山噴發(fā)形成，現(xiàn)已成為旅游勝地，島上植被茂盛，風景優(yōu)美。下列敘述不正確的是（ ）A該島嶼不同地段物質組成上的差異是群落水平結構的體現(xiàn)B該島嶼形成后最初進行的群落演替屬于次生演替C旅游可能使島上的群落演替按照不同于自然演替的速度進行D該島嶼一定發(fā)生過漫長的群落演替過程【答案】B【解析】不同地段的差

46、異是群落水平結構的體現(xiàn)；火山噴發(fā)后的演替應為初生演替，經(jīng)歷的時間較漫長；旅游業(yè)屬人類的行為，會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行；類型三、生態(tài)系統(tǒng)例5(2015 福建高考)下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J.m-2.a-1）。下列敘述正確的是A、 該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級B、 該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%C、 太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357J.m-2.a-1D、 該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng)【答案】B【解析】本題考生態(tài)系統(tǒng)相關知識，食物鏈的最高營養(yǎng)級鱸魚是第五營養(yǎng)級嗎，該食物網(wǎng)第一和第二營養(yǎng)級的能量

47、傳遞效率的計算為兩者同化量的比值，（4200+3780）、31920=25%。故選B【點評】本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)的相關知識。舉一反三：【變式1】某棄耕地的主要食物鏈由植物田鼠鼬構成。生態(tài)學家對此食物鏈能量流動進行了研究，結果如下表，單位是J/（hm2a）。植物田鼠鼬固定太陽能攝入量同化量呼吸量攝入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107（1）能量從田鼠傳遞到鼬的效率是 。（2）在研究能量流動時，可通過標志重捕法調查田鼠種群密度。在1 hm

48、2范圍內，第一次捕獲并標記40只田鼠，第二次捕獲30只，其中有標記的15只。該種群密度是 只/hm2。若標記的田鼠有部分被鼬捕食，則會導致種群密度估算結果 。（3）田鼠和鼬都是恒溫動物，同化的能量中只有3%5%用于 ，其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。（4）鼬能夠依據(jù)田鼠留下的氣味去獵捕后者，田鼠同樣也能夠依據(jù)鼠的氣味或行為躲避獵捕?？梢?，信息能夠 ，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定?！敬鸢浮浚?）3% （2）80；偏高（3）生長、發(fā)育和繁殖 （4）調節(jié)種間關系【解析】（1）能量傳遞效率為兩相鄰營養(yǎng)級間同化量的比值，即2.25×107/7.50×1083%。（2）根據(jù)標志重捕法的計算公式40/N15/30得，N80只。若標記的田鼠有部分被鼬捕食，則會使得N值偏大。（3）恒溫動物借助有氧呼吸釋放的熱能來維持體溫的恒定，故其同化量中只有一小部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖。類型四、生物與環(huán)境綜合題型例6. 某石質海灘的潮間帶由大小不一的水坑和水坑間的凸出基質兩類環(huán)境組成，主要生長著滸苔、角叉苔等海藻和濱螺、岸蟹等動物。岸蟹主要以濱螺等小動物為食，其主要天敵是海鷗。（1）有人選擇大小、深度等相似的兩個自然水坑(A、B)，把B坑中的全部濱螺（233只）提出，移入幾乎無濱螺的A坑，研究濱螺對海