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專題11　種群、群落和生態(tài)環(huán)境 一、種群和群落 1.種群的特征: (1)種群密度。 ①概念:種群在單位面積或單位體積中的個體數。 ②調查方法:樣方法和標志重捕法。 (2)其他種群特征:出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成、性別比例。 2.種群數量的變化: (1)種群增長曲線。 ①“J”型曲線:Nt=N0λt。 ②“S”型曲線:種群經過一定時間的增長后,數量趨于穩(wěn)定的增長曲線。 ③環(huán)境容納量(K值):在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間中所能維持的種群最大數量。 (2)種群數量的波動和下降:由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響,大多數種群的數量總是在波動中。 3.群落的結構: (1)豐富度:群落中物種數目的多少。 (2)種間關系:競爭、捕食、寄生、互利共生。 (3)空間結構:垂直結構和水平結構。 4.群落的演替: (1)初生演替:從來沒有被植物覆蓋或者原來植被被徹底消滅的地方發(fā)生的演替。 (2)次生演替: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。 二、生態(tài)系統(tǒng) 1.結構: (1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分:非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。 (2)食物鏈和食物網。 ①生產者屬于第一營養(yǎng)級,N級消費者屬于第 N+1營養(yǎng)級。 ②食物網:許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養(yǎng)結構。 2.能量流動: (1)概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。 (2)能量流動的過程: (3)能量流動的特點:單向流動、逐級遞減。 (4)研究能量流動的意義。 ①幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。 ②幫助人們合理調整能量流動關系,使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。 3.物質循環(huán): 4.信息傳遞: (1)種類:物理信息、化學信息、行為信息。 (2)作用:維持生命活動的正常進行;生物種群的繁衍;調節(jié)種間關系,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 5.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性: (1)實質:保持或恢復自身結構和功能相對穩(wěn)定的能力。 (2)基礎:負反饋調節(jié)。 (3)類型:抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性。 6.保護生物多樣性: (1)層次:基因的多樣性、物種的多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。 (2)價值:潛在價值、間接價值、直接價值。 (3)保護措施:就地保護、易地保護。 1.下列與種群特征有關的說法,錯誤的是③⑤。 ①種群密度是種群最基本的數量特征。 ②性別比例變化一般會影響種群的出生率。 ③調查動物的種群密度,一定要采取標志重捕法。 ④成年、老年、幼年等年齡期,是根據生殖能力來劃分的。 ⑤若一個種群年齡組成為穩(wěn)定型,其數量必然維持穩(wěn)定。 2.下列與種群增長有關的說法,錯誤的是①④。 ①在“J”型曲線中,種群的增長速率是不變的。 ②在“S”型曲線中,種群的增長速率先增加后減小。 ③降低環(huán)境容納量是治理鼠害的有效方法之一。 ④當種群數量為K/2時,種內斗爭最為緩和。 3.下列與群落有關的說法正確的是①④。 ①一般來說,越靠近熱帶地區(qū)的群落,豐富度越高。 ②兩種生物競爭時,一般來說一方會把另一方淘汰。 ③草原生物群落沒有垂直分層現(xiàn)象,只有水平分布的差異。 ④動物群落的垂直分層現(xiàn)象與植物分布有關。 4.下列有關生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的說法正確的是①。 ①若沒有分解者,生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)會出現(xiàn)障礙。 ②微生物都屬于分解者,動物都屬于消費者。 ③食物網中每一種生物都被多種生物捕食。 ④流經一生態(tài)系統(tǒng)的總能量即為所有生產者的凈生產量。 ⑤生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞一般都是單方向。 1.(2018全國卷Ⅰ)種群密度是種群的數量特征之一,下列敘述錯誤的是 (　　) A.種群的S型增長是受資源因素限制而呈現(xiàn)的結果 B.某林場中繁殖力極強老鼠種群數量的增長會受密度制約 C.魚塘中某種魚的養(yǎng)殖密度不同時,單位水體該魚的產量有可能相同 D.培養(yǎng)瓶中細菌種群數量達到K值前,密度對其增長的制約逐漸減弱 【解析】選D。本題考查種群密度及其影響因素。種群的數量受自然資源和空間等影響而呈現(xiàn)S型增長,A項正確;密度越大,種內斗爭越激烈,數量增長越慢,B項正確;魚的養(yǎng)殖密度不同時,增長速率也會不同(密度大的增長得慢),單位水體該魚的產量有可能相同,C項正確;種群數量越接近K值,密度對其增長的制約越強,D項錯誤。 2.(2016全國卷Ⅱ改編)下列與某地多年生植物甲的種群密度有關的說法中,錯誤的是 (　　) A.估算植物種群密度最常用的方法是樣方法 B.該地區(qū)植物甲的總數,除以甲地面積,即為植物甲的種群密度 C.該地區(qū)植物甲的種群密度足以反映該地區(qū)植物甲數量的變化趨勢 D.影響植物甲種群密度變化的因素包括氣候、病蟲害、植食性動物等 【解析】選C。植物種群密度調查最常用的方法是樣方法,故A正確。種群在單位面積或單位體積中的個體數,就是種群密度,故B正確。要想知道生物種群的數量變化趨勢,還需要研究該種群的出生率和死亡率、年齡組成、性別比例等特征,故C錯誤;氣候、病蟲害、植食性動物都會引起植物的數量變化,故D正確。 3.(2016北京高考改編)豹的某個棲息地由于人類活動被分隔為F區(qū)和T區(qū)。20世紀90年代初,F區(qū)豹種群僅剩25只,且出現(xiàn)諸多疾病。為避免該豹種群消亡,由T區(qū)引入8只成年雌豹。經過10年,F區(qū)豹種群增至百余只,在此期間F區(qū) (　　) A.豹的出生率大于死亡率 B.豹后代的性別比例明顯改變 C.物種豐(富)度大幅度下降 D.豹種群的致病基因頻率不變 【解析】選A。只引進8只雌豹到F區(qū),結果F區(qū)豹種群增至百余只,說明這段時間出生率大于死亡率,故A正確。豹應該是XY型性別決定,其后代雌∶雄=1∶1,這個比例不會受出生率、死亡率的影響,故B錯誤。題目中沒有數據表明該地區(qū)物種豐(富)度下降,故C錯誤。豹受到環(huán)境中各種因素的選擇作用,其基因頻率是變化的,故D錯誤。 4.(2015全國卷Ⅱ改編)某生態(tài)系統(tǒng)總面積為250 km2,假設該生態(tài)系統(tǒng)的某條食物鏈為甲種植物→乙種動物→丙種動物,乙種動物種群的K值為1 000頭?；卮鹣铝袉栴}: (1)乙種動物的種群密度為________時,其種群增長速度最快。一般來說,調查乙種群密度時采用的方法為__________。 (2)若丙種動物的數量增加,則一段時間后,甲種植物數量______________(填“一定”或“不一定”)增加,其原因是__________________________。 (3)在甲種植物→乙種動物→丙種動物這一食物鏈中,乙種動物同化的能量一般________(填“大于”“等于”或“小于”)丙種動物同化的能量。 【解析】(1)當乙種動物種群數量為K/2時,種群增長速度最快,此時乙種動物種群密度為500頭/250 km2=2頭/km2。對于動物來說,常用的種群密度調查方法為標志重捕法。 (2)食物鏈“甲種植物→乙種動物→丙種動物”,只是該生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈。環(huán)境中還有其他生物影響到甲的數量變化,所以甲的數量變化是不確定的。 (3)乙種動物屬于第二營養(yǎng)級,丙種動物屬于第三營養(yǎng)級。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是逐級遞減的,乙種動物同化的能量一般大于丙種動物同化的能量。 答案:(1)2頭/km2　標志重捕法 (2)不一定　甲還會受到所在的其他食物鏈中的生物的影響　(3)大于 5.(2018全國卷Ⅱ)大型肉食性動物對低營養(yǎng)級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅趕作用,這一建立在“威懾”與“恐懼”基礎上的種間關系會對群落或生態(tài)系統(tǒng)產生影響,此方面的研究屬于“恐懼生態(tài)學”范疇?；卮鹣铝袉栴}: (1)當某種大型肉食性動物遷入到一個新的生態(tài)系統(tǒng)時,原有食物鏈的營養(yǎng)級有可能增加。生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營養(yǎng)級數量一般不會太多,原因是________ ______________________________________________________。 (2)如果將頂級肉食性動物引入食物網只有三個營養(yǎng)級的某生態(tài)系統(tǒng)中,使得甲、乙兩種植食性動物間的競爭結果發(fā)生了反轉,即該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數量優(yōu)勢地位喪失。假定該反轉不是由于頂級肉食性動物的直接捕食造成的,那么根據上述“恐懼生態(tài)學”知識推測,甲的數量優(yōu)勢地位喪失的可能原因是______________________________(答出一點即可)。 (3)若某種大型肉食性動物在某地區(qū)的森林中重新出現(xiàn),會減輕該地區(qū)野豬對農作物的破壞程度。根據上述“恐懼生態(tài)學”知識推測,產生這一結果的可能原因有____________________(答出兩點即可)。 【解析】(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的途徑是食物鏈和食物網。能量流動的特點是單向流動,逐級遞減。能量的傳遞效率是10%～20%,食物鏈中營養(yǎng)級數量越多,在傳遞過程中損失的能量越多。 (2)根據題干信息“大型肉食性動物對低營養(yǎng)級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅趕作用”分析,甲的數量優(yōu)勢地位的喪失可能是這種“捕食和驅趕作用”對甲的影響大于對乙的影響,使更多的甲逃離該生態(tài)系統(tǒng)。 (3)某種大型肉食性動物在某地區(qū)森林中重新出現(xiàn)可能會產生的影響有:使當地植食性動物的數量減少,植物數量增多,野豬可獲得充足的食物而不去破壞農作物;對野豬有驅趕作用,使野豬遠離農田;捕食一部分野豬,使野豬數量減少。 答案:(1)生產者固定的能量在沿食物鏈流動過程中大部分都損失了,傳遞到下一營養(yǎng)級的能量較少 (2)甲對頂級肉食性動物的恐懼程度比乙高,頂級肉食性動物引入后甲逃離該生態(tài)系統(tǒng)的數量比乙多 (3)大型肉食性動物捕食野豬;野豬因恐懼減少了采食