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2019-2020年高三生物第二輪復習 專題八 生物與環(huán)境預習案 一．高考要求 （1）種群的特征 （2）種群的數(shù)量變化 （3）群落的結構特征 （4）群落的演替 （5）生態(tài)系統(tǒng)的結構 （6）生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及應用 （7）生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞 （8）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （9）人口增長對環(huán)境的影響 （10）全球性的環(huán)境問題 （11）生物多樣性保護的意義和措施 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 二．知識結構 三．考點解析 考點1 種群的概念和特征 1．理解種群概念時應注意的三個問題： 范圍是“一定區(qū)域”， 數(shù)量是“全部個體”， 種類是“同種生物” 2．種群特征間的關系： 種群密度是最基本的特征、出生率、死亡率以及遷出率和遷入率是決定種群大小和密度的直接因素。年齡組成和性別比例通過影響出生率和死亡率而間接影響種群密度，是預測種群數(shù)量變化的重要依據(jù) 考點2 種群的數(shù)量增長 1．J型增長和S型增長的比較： “S”型曲線 “J”型曲線 前提條件 環(huán)境資源有限 環(huán)境資源無限 曲線 種群增長 率曲線 種群增長 速率曲線 K值 有K值，時增長速率最大 無K值，增長率保持不變 曲線形成原因 種內(nèi)斗爭加劇，天敵數(shù)量增多 無種內(nèi)斗爭，缺少天敵 條件 增長率 增長速率 成因 K值 J型曲線 理想環(huán)境 不變 漸增 無生存斗爭，不受種群密度制約 無 S型曲線 有限環(huán)境 漸小 先增后減 隨種群密度增大，生存斗爭加劇 有 2．應用分析 ①K值是指在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間內(nèi)所能容納的種群的最大數(shù)量。是可以隨環(huán)境的改變而改變的。可以因超載、破壞而下降、也可以隨環(huán)境整體改善而有所增大。 ②一定面積的草原所能承載的放牧量是一定的，過度放牧會使環(huán)境的穩(wěn)定性受到破壞，導致環(huán)境容納量下降，形成突躍下降曲線（如圖），該曲線對于控制人口增長、害蟲防治、環(huán)境治理保護等方面都有指導作用。 ③控制有害生物種群數(shù)量從根本上講要減少其生活資源，保護天敵等，從而降低K值。保護珍稀動物要保護其生存環(huán)境。 ④有限環(huán)境中種群數(shù)量增長到K/2時增長速率最大，資源再生能力最強。在野生生物資源的合理開發(fā)利用方面應遵循種群數(shù)量變化規(guī)律。例漁業(yè)捕撈，應在大于K/2時捕撈，使捕撈后的數(shù)量保持在K/2。 考點3 群落的結構 1． 種間關系：重點區(qū)別捕食和竟爭兩種關系，以及竟爭的概念和兩種不同結果。 類型 概　念[來源:Z。xx。k.Com] 數(shù)量坐標圖 特　點 舉　例 競爭 兩種或兩種以上生物相互爭奪資源、空間等。 開始時A、B兩種生物同時增加，此時的競爭并不激烈，但增加到一定程度時，由于空間、食物有限，兩種生物呈現(xiàn)出“你死我活”的變化，導致“強者更強，弱者更弱”，甚至弱者最終被淘汰。 牛與羊、 農(nóng)作物與雜草、 雙小核草履蟲與大草履蟲 捕食 一種生物以另一種生物為食。 一般表現(xiàn)為“先增者先減，后增者后減”即此消彼長，此長彼消；先增先減的是被捕食者，后增后減的是捕食者。 羊與草、青蛙與昆蟲、虎與兔 類型 概　念[來源:Z。xx。k.Com] 數(shù)量坐標圖 特　點 舉　例 互利共生 兩種生物共同生活在一起，相互依賴，彼此有利。 如果分開，則雙方或一方不能獨立生活，呈現(xiàn)出同步變化，即“同生共死，榮辱與共”。 地衣中的真菌與藻類、大豆與根瘤菌 寄生 寄生者寄居在寄主的體內(nèi)或體表，攝取寄主的養(yǎng)分來維持生活。 寄生生活對寄生者來說是有利的，而對寄主（被寄生者）來說則有害。 蛔蟲與人、噬菌體與細菌 2．空間結構：重在比較垂直結構和水平結構的成因和不同特點、意義。 （1）群落的空間結構是指群落中的各生物種群占據(jù)了不同的空間，包括垂直結構和水平結構，前者具有分層現(xiàn)象而后者生物呈鑲嵌分布。 （2）群落的垂直結構與水平結構都是在長期自然選擇的基礎上形成的對環(huán)境的適應。 （3）生物在垂直方向及水平方向上的位置配置關系有利于提高生物群落整體對自然資源的充分利用 （4）群落結構類型比較 比較項目 垂直結構 水平結構 原因 陸生：光照、溫度水生：光、溫度、O2 地形變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同以及人和動物的影響 表現(xiàn) 植物在不同高度的分層，動物也隨之具有層次性 大多群落生物呈集群分布或鑲嵌分布 考點4 群落的演替 1．初生演替和次生演替的主要區(qū)別：演替的起點、速度不同。初生演替發(fā)生在從無植被覆蓋或原有植被徹底消毀的地方，演替速度慢。例發(fā)生在裸巖、沙丘、火山巖、冰川上的演替。次生演替是發(fā)生在原植被破壞，但土壤條件基本保留、甚至保留一些繁殖體的地方上發(fā)生的演替，相對速度較快。 2．演替的方向：演替具有一定的方向和規(guī)律，是可預見或可測的。往往朝著生物種類增多，群落結構越來越復雜、有機物總量增加、穩(wěn)定性越來越高的方向演替。如氣候條件允許，一般都可以演替到森林階段。 3．人類活動對群落演替的影響：可以使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行。 4．群落演替類型比較 類型 初生演替 次生演替 起點 從來沒有被植物覆蓋的地面，或原來存在過植被，但被徹底消滅了的地方 原有植被雖已不存在，但土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方 基質與環(huán)境條件 無有機質和生命胚種 有大量有機質和生命胚種 實例(過程) 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 雜草階段→灌木階段→森林階段 時間 經(jīng)歷的時間長 經(jīng)歷的時間短 速度 緩慢 較快 考點5 生態(tài)系統(tǒng)的結構 1．組成成分：非生物的物質和能量是系統(tǒng)中必備的成分，生產(chǎn)者包括系統(tǒng)中所有的自養(yǎng)生物，是系統(tǒng)中的主要成分。消費者包括營捕食生活和寄生生活的生物，是系統(tǒng)中最為活躍的成。分解者是系統(tǒng)中營腐生生活的生物，是物質循環(huán)中的關鍵成分。 2．食物鏈和食物網(wǎng)：食物鏈是生物間因捕食關系而形成，由生產(chǎn)者和消費者組成。起點總是生產(chǎn)者，終點是最高級別的消費者。一種生物在不同的食物鏈中可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關系有可能出現(xiàn)不同概念上的重合。例青蛙和蜘蛛之間既是捕食關系又是竟爭關系。 考點6 生態(tài)系統(tǒng)的功能 1．能量流動、物質循環(huán)與信息傳遞的關系 來源 途徑 特點 范圍 能量流動 太陽能 食物鏈食物網(wǎng) 單方向逐級遞減 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 物質循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng) 食物鏈食物網(wǎng) 反復出現(xiàn)循環(huán)流動 生物圈（群落與無機環(huán)境之間） 信息傳遞 生物或無機環(huán)境 多種途徑 單向或雙向 生物與生物或生物與環(huán)境之間 聯(lián)系 共同把生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分聯(lián)系起來，形成一個統(tǒng)一的整體，并調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 2．流入各級消費者的總能量：指各級消費者所同化的物質所含能量。消費者糞便中所含能量不能計入排便生物的同化量中。它其實與上一個營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣屬于末被利用的那一部分。 同化量=攝入量-糞便量 積累量=同化量-呼吸量 3．每個營養(yǎng)級能量去向：呼吸消耗量、流入下一營養(yǎng)級的能量、隨遺體等被分解者分解釋放的能量、末被利用的能量 4．有關能量流動的計算：能量的傳遞效率是在相鄰兩個營養(yǎng)級之間來說的，而不是兩個種群之間，更不是個體之間。計算能量問題時，如遇到“至少需要”“最多利用”等字眼，所選用的傳遞效率為20%，在食物網(wǎng)中應選最短食物鏈計算；如遇到“最大消耗”“最少利用”等字眼，所選傳遞效率為10%，在食物網(wǎng)中則應選用最長的食物鏈計算。 5. 碳循環(huán)的過程：碳元素在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)是以CO2的形式進行的。大氣中的碳元素是通過植物的光合作用或化能合成作用進入生物群落，在群落中主要以有機物的形式沿食物鏈傳遞。最后通過動植物的呼吸作用、分解者的分解作用，化石燃料的燃燒等途徑返回大氣。碳元素在無機環(huán)境與生物群落之間傳遞時，只有在生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其它各成分間的傳遞是單向的。 6．有關物質循環(huán)和能量流動原理的應用 ①實現(xiàn)能量的多途徑，多級利用，以提高人類對生產(chǎn)者固定能量的利用效率 ②合理調整能量流動的方向，使能量持續(xù)高效流向對人類有益的方向 考點7 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 1． 穩(wěn)定性的概念和類型 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的保持和恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力，叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。 2． 影響穩(wěn)定性的因素： 生態(tài)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性的原因是系統(tǒng)具有一定的自我調節(jié)能力，而負反饋調節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)的基礎。一個生態(tài)系統(tǒng)的成分越多，結構越復雜，這個生態(tài)系統(tǒng)的自動調節(jié)能力就越強，系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性就越高。但生態(tài)系統(tǒng)的自動調節(jié)能力都有一定的限度，如果人為或自然因素的干預超過了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會被破壞。遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)，一般講原有結構越復雜的恢復的速度就越慢，即恢復力穩(wěn)定性越低。 但不要忘記結構的復雜程度僅僅是影響恢復力穩(wěn)定性的一個方面,恢復力穩(wěn)定性的大小還與破壞程度,當?shù)氐臍夂颦h(huán)境等條件有關. 3． 生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定狀態(tài)的標志是： 結構上的平衡：生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者、消費者和分解者的種類和數(shù)量保持相對穩(wěn)定，具有比較穩(wěn)定的食物鏈和食物網(wǎng)。 功能上的平衡：生態(tài)系統(tǒng)的各個成分之間，物質和能量的輸入和輸出之間保持相對的平衡。（輸出和輸入物質數(shù)量上的平衡） 4．提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性做法： ①控制對生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用不應超過生態(tài)系統(tǒng)的生物調節(jié)能力 ②人類利用程度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應實施相應的物質、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結構與功能的協(xié)調 考點8 保護生物多樣性 1．生物多樣性的內(nèi)容：包括生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、物種多樣性和遺傳（基因）多樣性 2．保護生物多樣性的價值和措施 3．對保護生物多樣性的幾點認識 關鍵是協(xié)高好人與生態(tài)環(huán)境的關系、可持續(xù)發(fā)展——人類的必然選擇。要加強產(chǎn)立法、執(zhí)法和宣傳教育。保護生物多樣性只是反對盲目地、掠奪式地開發(fā)利用，不意味著禁止開發(fā)和利用?！昂侠砝檬亲詈玫谋Ｗo“ 考點9 生態(tài)工程 （1）生態(tài)工程的原理及應用： 項目 理論基礎 意義 實例 物質循環(huán)再生原理 物質循環(huán) 可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響 無廢棄物農(nóng)業(yè) 物種多樣性原理　　 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性 “三北防護林”建設中的單純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題 協(xié)調與平衡原理　　 生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡 生物其與環(huán)境要相適應，數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞 太湖富營養(yǎng)化問題 整體性原理　 社會—經(jīng)濟—自然復合系統(tǒng) 統(tǒng)一協(xié)調各種關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定 林業(yè)建設中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題 系統(tǒng)學和工程學原理 系統(tǒng)結構決定功能原理 改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結構以改善功能 ?；~塘 系統(tǒng)整體性原理 系統(tǒng)內(nèi)各組分間相互依存，協(xié)調統(tǒng)一。以保持高的生產(chǎn)力。實現(xiàn)整體大于部分之和 珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關系 u 典型例題 例1．如圖為某種群數(shù)量增長的“J”型曲線和“S”型曲線。若不考慮遷入和遷出，下列有關敘述錯誤的是(　　) A．改善空間和資源條件有望使K值提高 B．b到c變化過程中，其天敵捕食成功率將會增加 C．bc段種群增長率逐漸下降，出生率小于死亡率 D．比較曲線Y與曲線X表明自然狀態(tài)下種群無法超出理想狀態(tài)下的最大增長率 例2．生態(tài)系統(tǒng)結構越復雜，其調節(jié)能力就越強，原因是(　 ) ①處于同一營養(yǎng)級的生物種類多?、谀芰靠赏ㄟ^不同的食物鏈傳遞到頂級　③某營養(yǎng)級的部分生物減少或消失，可由該營養(yǎng)級的其他生物代替?、苣芰苛鹘?jīng)各營養(yǎng)級時，是逐級遞減的 A．①②④　　　　　　　B．①②③ C．①③④ D．②③④ 例3．分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)的關系簡圖，不能得到的結論是(　 ) A．能量①②③④的總和一定小于生產(chǎn)者所固定的太陽能總量 B．生物圈的物質是自給自足的，能量是需要不斷補充的 C．D中包含的生物可能處于食物鏈的最高營養(yǎng)級 D．碳以CO2形式進入生物群落又以CO2的形式離開生物群落返回無機環(huán)境 例4．在一段新建公路的邊坡（甲）上移栽灌木和草本植物以保護邊坡，另一段邊坡（乙）不進行移栽，其他實驗條件相同，1 年后兩段邊坡的檢測結果如下表。下列分析合理的是 A．可以推測移栽植物會降低該群落結構的穩(wěn)定性 B．小型土壤動物的增多是移栽植物的預期結果 C．邊坡甲上因沒有移栽喬木而不可能自然長出喬木 D．邊坡甲上的群落演替會隨時間延長而逐漸加劇 例5．（xx海南卷）甲、乙、丙是食性相同的、不同種的蝌蚪，三者之間無相互捕食關系。某研究小組在4個條件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪（甲、乙、丙各400只）和數(shù)量不等的同種捕食者，一段時間后，各池塘中3種蝌蚪的存活率如下表： 池塘編號 捕食者數(shù)量/只 蝌蚪存活率 甲 乙 丙 1 0 87 7 40 2 2 58 30 25 3 4 42 32 11 4 8 20 37 10 下列推測不合理的是 A．捕食者主要捕食甲和丙 B．蝌蚪的種間斗爭結果可能受捕食者影響 C．無捕食者時蝌蚪的種間斗爭可能導致乙消失 D．隨著捕食者數(shù)量增加，乙可獲得的資源減少 例6．隨著海拔升高，某地的植被類型依次為落葉闊葉林、針闊葉混交林、針葉林、灌叢和草甸等。該地分布著多種動物?；卮鹣铝袉栴}： （1）調查該地某雙子植物的種群密度可采用＿＿＿＿法，調查野兔的種群密度可采用＿＿＿＿＿＿＿＿法。 （2）該地草甸、灌叢、真闊葉混交林的豐富度不同，豐富度是指＿＿＿＿＿＿＿。 （3）落葉闊葉林、針闊葉混交林和針葉林遭到嚴重破壞時，往往不易在短時間內(nèi)恢復到原來的狀態(tài)，原因是其＿＿＿＿＿＿＿＿穩(wěn)定性較低。 （4）森林生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落具有明顯的＿＿＿＿＿＿＿＿結構，這種結構可以提高群落利用陽光等資源的能力。 （4）草原生物群落的空間結構包括＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿。 例7．（xx山東卷）稻田中除了水稻外，還有雜草、田螺等生物。 樣方編號 1 2 3 4 5 6 樣方面積（㎡） 1 1 1 1 1 1 田螺數(shù)量（只） 15 18 15 19 15 14 （1）調查稻田中田螺種群密度時可以采用樣方法，選取樣方的關鍵是 。根據(jù)右側的取樣調查表可估算出稻田中田螺的種群密度為 。 （2）稻田中經(jīng)控制后的有害生物密度與所需的防治成本有關，并影響作物的價值。 圖中曲線＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示將有害生物控制在不同密度時的防治成本。若將有害生物密度分別控制在圖中A、B、C三點，則控制在＿＿＿＿＿點時收益最大。 （3）如在適當時間將鴨引入稻田，鴨能以稻田中的雜草、田螺等有害生物為食，從而可以減少＿＿＿＿＿＿使用，減輕環(huán)境污染。稻田生態(tài)系統(tǒng)中的 能將鴨的糞便分解成＿＿＿＿＿以促進水稻的生長。 例8．請回答關于群落演替的問題：（1）在光裸的巖石上開始的演替和從森林被全部砍伐的地方開始的演替中，哪個初生演替，哪個屬于次生演替？ （2）一般來說，若要演替到相對穩(wěn)定的森林階段，上述兩個演替中次生演替所需時間短，分析其主要原因。 （3）據(jù)調查，近5萬年以來，某地區(qū)由于氣候越來越干燥，森林逐漸被灌叢取代，這也是自然界存在的一種演替類型。近50年來，由于人類過度開墾，導致局部灌叢出現(xiàn)了荒漠化。該現(xiàn)象表明：與該地區(qū)具有的自然演替相比，人類的開墾活動使得該地區(qū)群落的演替________（填“未發(fā)生改變”、“變慢”或“變快”），演替的方向_____________（填“發(fā)生改變”或“未發(fā)生改變面貌”） 例9．下圖1表示某生態(tài)系統(tǒng)中構成一條食物鏈的甲、乙、丙、丁4個種群的數(shù)量變化，圖2表示能量流經(jīng)乙種群所處營養(yǎng)級的示意圖，請據(jù)圖回答： （1）請根據(jù)圖1中甲、乙、丙、丁4個種群數(shù)量變化的關系，寫出它們構成的食物鏈 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，并依據(jù)圖1中信息來判斷是哪個種群先發(fā)生的變化＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （2）甲種群在c點處的年齡組成類型是＿＿＿＿＿＿＿＿，a~b段種群數(shù)量下降的原因有：① ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿;②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）圖2中的A、B、C表示的含義分別為：A ＿＿＿＿＿＿＿＿＿；B＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；C＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （4）該生態(tài)系統(tǒng)中4個種群之所以能維持相對穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有＿＿＿＿＿＿。 （5）生物個體的穩(wěn)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)都是通過反饋調節(jié)來實現(xiàn)的，其穩(wěn)定性的維持主要是通過＿＿＿＿＿（正、負）反饋來實現(xiàn)的。甲：請以文字、箭頭分別構建一個個體穩(wěn)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型。 ①個體穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型（以血糖調節(jié)為例）： ②生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)反饋調節(jié)的概念模型（生態(tài)系統(tǒng)以水稻田生態(tài)系統(tǒng)為例，水稻田中的主要生物有水稻、食蟲鳥與害蟲）： 答案：1-----5CBCBD 6． 1）樣方 標志重捕（每空1分，共2分）（2）群落中物種數(shù)目的多少（3分） （3）恢復力（2分）（4）垂直（2分） 7．（1）生產(chǎn)者 （2）出生率 死亡率 （3）隨機取樣 （4）垂直結構 水平結構 8．（1）隨機取樣 16 （2）Ⅰ 16 （3）農(nóng)藥 分解者（或細菌、真菌等） 無機物 9．(1)Ⅰ　就地(或建立自然保護區(qū))　基因頻率 (2)增加　(種間)競爭 (3)信息傳遞 (4)λ