高三生物種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)

1、第14講種群、群落 和生態(tài)系統(tǒng)知識網(wǎng)絡(luò)（定義種群數(shù)量特征之間的關(guān)系/種群 , 數(shù)量特征J種群密度：調(diào)查方法I種群數(shù)量增長曲線：種群增長的“ J”型曲線 和“S”型曲線 空間特征（定義物種組成種間關(guān)系群落f垂直結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)水平結(jié)構(gòu)I演替定義結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動功能$物質(zhì)循環(huán)I信息傳遞生態(tài)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定性：抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性（人口增長對資源和環(huán)境造成的影響：資源短缺、環(huán)境污染 ;保護生物多樣性知識點睛I一.種群（一）定義：在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體形成種群。89（二）種群的特征L定義：種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)。是種群最基本的數(shù)量特征。意義：反映了種群在一定時期的數(shù)量。（種群

2、密度 （逐個計數(shù)調(diào)查方法（樣方法估算法（標志重捕法件義：在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生/死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。出生率和死亡率l意義：是決定種群大小和種群密度的重要因素I（定義：單位時間內(nèi)遷入/遷出的個體占該種群個體總數(shù)的比率。,數(shù)量特征遷入率和遷出率 意義：是決定種群大小和種群密度的因素。（定義：一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。坤年律個矗成年i件豌年齡組成類型：增長型、衰退型、穩(wěn)定型。示意圖： l意義：預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢。定義：種群中雌雄個體數(shù)目的比例。l性別比例*l意義：可影響種群數(shù)量變動。如，利用性引誘劑誘殺某種害蟲雄性個體，破 壞害蟲種群的正常性別比例，使種群密度明顯降低。j

3、定義：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。（空間特征（隨機分布內(nèi)四齡碗外因神群效更直棱反映l類型均勻分布l集群分布件卷、空司.氣候，大康和傳染制；入類活功等902.種群密度的調(diào)查方法方法項目內(nèi)容樣 方 法適用生物雙子葉植物或者活動范圍較小的動物。如，倜查某種昆蟲卵的密度、作物 植株上朗蟲的密度、跳蛹的密度等。方法步驟確定調(diào)查對象選取樣方（隨機取樣）計數(shù)（記錄每個樣方內(nèi)該種群的密度）計算（種群密度估計值=各樣方種群密度的平均值）。減 小 誤 差 的 注 意 事 項樣方數(shù)目取決于調(diào)查地段的總面積大小。總面積大，選取樣方數(shù)則多一些；反之則 少一些。一般，選取樣方越多，求得的種群密度越接近

4、實際值。樣方大小喬木：100m2 灌木：16m2 草本植物：1 m2取樣方法 （隨機取樣）五點取樣法：等距取樣法：計數(shù)原則紀錄樣方內(nèi)和相鄰兩邊及夾角處的個體數(shù)標 志 重 捕 法適用生物活動能力強、活動范圍較大的動物，如鼠類。方法步驟調(diào)查某鼠種群數(shù)量 N時，先在被調(diào)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個體，全部標記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進行重捕。則：標記總數(shù)/N=重捕個體中被標記的個體數(shù) /重捕總數(shù)注息事項調(diào)查期間無大量遷入和遷出、出生和死亡標志個體在整個調(diào)查種群中均勻分布標志個體與未標志個體被捕機會均等（如，標記不影響動物行為和壽命，不過分醒目等）標記在調(diào)查期間不能消失（三）種群的數(shù)量變

5、化1.在自然界中，影響種群數(shù)量的因素有食物、空間、氣候、天敵和傳染病等。因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是處于波動中，在有利條件下，種群數(shù)量會增加；在不利條件下，種群數(shù)量會下降甚至消亡。912.種群數(shù)量增長曲線種群增長的“ S”型曲線實例澳大利亞野兔、美國某島嶼環(huán)頸雉、 16世紀以來世界人口增長曲線高斯實驗大草履蟲種群的增長曲線適用范圍實驗室和種群遷入新的環(huán)境中最初的一 段時間內(nèi)的增長般自然種群的增長前提條件環(huán)境資源無限（無環(huán)境阻力）：食物和空 間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。環(huán)境資源有限（有環(huán)境阻力）建立模型種群起始數(shù)量為 N0,每年以一定倍數(shù)增長，第二年數(shù)量是第一年的入倍。那么:變化規(guī)律持續(xù)加速

6、增長：種群起始增長較慢，隨種 群基數(shù)的加大，增長會越來越快，每個單 位時間都按種群的倍數(shù)增長。種群經(jīng)過一段開始期后，呈加速增長， K/2時增長最快，此后開始減速增長，到 K值停止增長，保持相對穩(wěn)定。有無K值增長速率變化種群增K速率增長率變化，種群增氏率Fta - J圖像比較時間92研究種群數(shù)量 變化規(guī)律的 意義野生生物資源的合理利用與保護。侶害生物的防治。指導(dǎo)人工#殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時捕撈、采伐等?？茖W(xué)控制世界人口增長，解決環(huán)境危機。4.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化(1)可用抽樣檢測的方法進行酵母菌的計數(shù)(需要用到顯微鏡和血球計數(shù)板)：先將蓋玻片放在計數(shù)室上，輕輕振蕩試管幾次

7、，使培養(yǎng)液中酵母菌分布均勻，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴 于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。待酵母菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為據(jù)，估算試管中酵母菌總數(shù)。 (3)計算方法(10mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù))：每個小方格的體積：0.1mm x 1mm x 1mm +400=1/4000mm 3=1/4000 000mL10mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)：1個小方格內(nèi)酵母菌的平均數(shù)x ( 10mL- 1/4000 000 mL ) X稀釋倍數(shù)(2)如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應(yīng)當增加培養(yǎng)液的稀釋倍數(shù)。(3)本探究不需要設(shè)置對照實驗

8、，但需要重復(fù)實驗以提高數(shù)據(jù)的準確性。1.調(diào)整期2對察耕一瓶定購 索悻.龔使等2.營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈生物綠色植物植食動物肉食動物人型肉食動物結(jié)構(gòu)模式生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者營界環(huán)節(jié)第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級(1)每條食物鏈的起點總是生產(chǎn)者，止點是不被其他動物所食的動物。(2)同一種生物在不同的食物鏈中，可處于不同營養(yǎng)級。(3)在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的關(guān)系可能不止一種。(4)食物網(wǎng)中，當某種生物數(shù)量因某種原因而大量改變時，對另一種生物的影響沿不同的食物鏈結(jié)果 不同，應(yīng)以中間環(huán)節(jié)少的為分析依據(jù)。(5)食物鏈是能量流動、物質(zhì)循環(huán)實現(xiàn)的途徑。(三)生態(tài)系統(tǒng)的功能：

9、能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動項目內(nèi)容定義生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。過程能量 的 輸入來源：生態(tài)系統(tǒng)所需的能量最終來源于太陽能。起點：綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在有機物中，使太陽能輸入到 生態(tài)系統(tǒng)中?？偭浚荷a(chǎn)者所固定的太陽能的總量，就是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。量匕匕 ANJ A目 白途徑：食物鏈和食物網(wǎng)形式：有機物中的化學(xué)能95傳遞過程（如圖）某一個營養(yǎng)級所固定（同化）的能量：一部分通過該營養(yǎng)級生物自身的呼吸作用以熱能形式散失到無機環(huán)境；一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，儲存在生物體的有機物中:這其

10、中一部分能量流到下一營養(yǎng)級，一部分則被分解者利用，以熱能形式釋放到無機環(huán)境。4中”KFi-1 r單向流動、逐級遞減：能量在相鄰的兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是研究意義也ft卜宜必於修lift注：圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/ （cm2 , a）即 焦每平方厘米年h 園 nitij10%20%在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量越多。因此，生態(tài)系統(tǒng) 中食物鏈一般不超過 45個營養(yǎng)級。能量金字塔為正金字塔形，數(shù)量金字塔、生物量金字塔有時會出現(xiàn)倒金字塔形。幫助人們科學(xué)規(guī)劃設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。幫助人們合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖?/p>

11、有益的 部分。任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個生態(tài)系統(tǒng) 在一段較長時間內(nèi)沒有能量（太陽能或現(xiàn)成有機物）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。2.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)項目內(nèi)容定義組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著在無機環(huán)境和生物群落之間的循 環(huán)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。這里所指的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈，其中的物質(zhì)循環(huán)具有全球 性，又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。過程（以碳循 環(huán)為例）1ft合忤川96廣無機環(huán)境中：CO2、碳酸鹽碳的存在形式 *E* 11C.該生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)可表示為：ID. E每增加1 kg的體重，至少需要 25 kg的A【答案】D-u

12、t.-tv.美國的生態(tài)學(xué)家H. T. Odum曾對佛羅里達州的銀泉進行了生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查，下表是調(diào)查結(jié)果。表中的、分別表示不同的營養(yǎng)級，為分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，NP表示生物體儲存著的能量(NP=GP-R),下列敘述中不正確的是()單位：102千焦/m2/年GPNPR15.912.6813.23871.27369.69501.580.880.340.54141.2062.0779.13211.8519.26192.59A.若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機物的總量會增加 B.營養(yǎng)級GP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留

13、在自身的糞便中 C.能量在初級消費者和次級消費者之間的傳遞效率約為11. 3%D.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道可能是一一一【答案】B【例18 如圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機物（j是未利用部分），方框大小表示使用量。下列敘述正確的是（）次級段以A.進入該生態(tài)系統(tǒng)的 CO2量與各h產(chǎn)生的CO2總量相等B.生產(chǎn)者中i的量大于被初級消費者同化的有機物的量C.流向分解者的k可被生產(chǎn)者直接吸收利用D.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量可循環(huán)利用【答案】B【例19】2009年哥本哈根世界氣候大會所倡導(dǎo)的低碳生活獲得普遍認同，大氣中CO2過多與碳循環(huán)失衡有關(guān)，根據(jù)下圖做出的判斷不

14、正確的是（）增加自養(yǎng)生物種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物 b的數(shù)量增加有關(guān)該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準確表示能量流動方向圖中少一個箭頭，異養(yǎng)生物 a指向無機環(huán)境，異養(yǎng)生物 b的代謝類型不一定相同A. 一項B.兩項C.三項D.四項【答案】B【例20 生態(tài)系統(tǒng)多種多樣，但在結(jié)構(gòu)上有許多共同點，這可以用下圖所示模型來表示。請據(jù)圖分析回答相關(guān)問題:（1）該生態(tài)系統(tǒng)中，由 （填字母）構(gòu)成生物群落。（2）圖中的各個組成成分相互聯(lián)系成為一個統(tǒng)一的整體，具有 、和信息傳遞的作用，這三者是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。（3）在該生態(tài)

15、系統(tǒng)中，碳元素主要通過 作用進入中，并以105形式沿著 (用圖中的字母和箭頭寫出食物鏈) 這條食物鏈進行傳遞。(4)在某一段時間內(nèi)，假如生產(chǎn)者固定的太陽能總量為M,消費者獲得的總能量為 mi,分解者獲得的總能量為 m2,則M的能量除提供給 mi、m2外，還有的去向是 。 若圖中B2增加能量為a時，生產(chǎn)者需提供的能量最少為 。【答案】(1) A、B、C (2)能量流動 物質(zhì)循環(huán)(3)光合 A 生產(chǎn)者 有機物 A-Bi f B2fB3(4)被生產(chǎn)者自身的呼吸作用消耗25a【例21】如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中“一”表示碳的流動方向。請據(jù)圖回答：(1)寫出圖中含有四個營養(yǎng)級的食物鏈(用字母和箭

16、頭表示)(2)在物質(zhì)循環(huán)的過程中，同時伴隨著 。若生產(chǎn)者有10000 kg,按能量最大傳 遞效率計算，位于第四營養(yǎng)級的生物可增重 kg。(3)據(jù)測定，生產(chǎn)者在黑日f中每小時釋放出44 mg的CO2,而在光照充足的條件下，每小時釋放出64 mg的。2,經(jīng)過10 h光照可積累葡萄糖 mg。(4)若由于某種原因，E種群數(shù)量大量減少，其他各種群數(shù)量隨即發(fā)生的變化是 【答案】(1) D - F-E-B (2)能量流動 80 (3) 600 (4) B種群大量減少，F(xiàn)種群增多【例22】在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中，某地通過新建沼氣池和植樹造林，構(gòu)建了新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(如圖 所示)下列有關(guān)敘述不正確的是()106

17、A.該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽家畜B.該生態(tài)系統(tǒng)中，人作用非常關(guān)鍵，植物是主要成分C.該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營養(yǎng)級間的能量傳遞效率D.沼氣池的建造和植樹造林，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性【答案】C【例23 下列曲線表示四個不同的自然生態(tài)系統(tǒng)在受到同等程度的外來干擾后，初級消費者數(shù)量的變化 情況。其中抵抗力穩(wěn)定性最高的生態(tài)系統(tǒng)是（）【例24 下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的敘述正確的是（）A.各營養(yǎng)級的生物都以兩種呼吸方式將碳返回?zé)o機環(huán)境中B.森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比草原生態(tài)系統(tǒng)的高C.食物鏈中生物種類的增加一定會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)總能量利用效率降低D.生產(chǎn)者和消費者是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定存在所必不可少的成分【答案】B【例25 下列關(guān)于生態(tài)學(xué)問題的敘述中，不正確的是（）A,被有機物輕度污染的流動水體中，距排污口越近的水體中溶解氧越多B.大力植樹造林，改善能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，