个体种群群落生态系统和生物多样性

1、复习 个体、种群、群落、生态系统和生物多样性【知识联系框架】【重点知识联系与剖析】 一、种群及其数量变动 1种群的概念及其基本特征 种群是在一定空间中的同种个体的集群，作为一个种群不仅占有一定的空间，而且具有一定的结构，同一种群内的个体间具有交换基因的能力。种群虽然是有同种个体组成，但不等于个体数量的简单相加，从个体层次到种群层次是一个质的飞跃，因为种群具有个体所没有的一些“群体特征”，如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率、死亡率、平均寿命等。 生物物种的生存、发展和进化都是以种群为基本单位进行的。因此个体与种群的关系是一个部分与整体的关系。 2种群的数量变动及其影响因素 种群数量的变化包括

2、增长、波动、稳定和下降等，这里主要介绍一点有关种群的增长方面的知识。种群数量的增长有两种基本模式：指数式增长和逻辑斯谛增长。 指数式增长：在食物（养料）和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为NO，年增长率为，该种群每年的增长速率都保持不变，那么一年后该种群的数量应为：N1=N0· 二年后该种群的数量 N2=N1·=N0·2 t年后该种群的数量应为N1=N0·t图10-1 如用坐标表示，横坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如图10-1

3、所示。种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的，即使在实验条件下也无法做到。 逻辑斯谛增长：在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不可能按指数式增长模式增长。当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。据此生态学家逻辑斯谛建立了种群在有限环境条件的种群数量增

4、长的数学模，称为逻辑斯谛方程。它是一个微分方程，=rN()。式中dN/dt是在某一时间、某一种群数量条件下的瞬时增长率；r是内禀增长率，即该种群的最大增长潜力；K为环境的容纳量；N为某一时间的种群数量。按此方程绘制的曲线如图10-2所示。曲线成“S”形。在N=1/2 K时，“S”形曲线有一个拐点A。在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即1/2K值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。当种群数量大于1/2K时，种群增长的速度将开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于1/2K时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获

5、得的量最大，当过度猎取导致种群数量小于1/2K时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。种群数量的增长速度是由出生率、死亡率、迁入和迁出决定的，所以凡是影响到出生率、死亡率、迁入和迁出的因素都可影响种群数量的变化，如气候、食物、被捕食，传染病等。 3微生物群体的生长规律（以细菌为例） 根据微生物的生长速率不同，可以将生长曲线粗分为4个时期：调整期、对数期、稳定期、衰亡期。(1)调整期 形成原因：刚刚接种到培养液中的细菌，由于新旧环境差异，在细菌的细胞内就要重新合成相应的诱导酶，以适应新环境。诱导酶合成的调节是一种缓慢的粗调节，必须消耗一定的时间，因此出现短暂调整期

6、。 细胞特点：细胞不分裂，体积增大。除合成诱导酶外还大量合成细胞分裂所需的其他各种酶和ATP等成份。(2)对数期 形成原因：一方面，调整期为细胞分裂做了充分准备。另一方面，营养物质丰富，空间宽裕，PH、温度、O2均适宜，即细胞处于无任何环境阻力的理想条件下；细菌个体间无种内竞争，种群年龄组成为增长型，绝大多数细菌细胞内合成代谢远远大于分解代谢。因此出生率远远大于死亡率，导致细菌种群密度上升。此阶段生长曲线表现为种群数量呈对数上升(N=N0·t,其中Nt为t时刻细菌总数。N0为初始细菌数，为实际增长率，t为每个初始细菌增殖到t时刻的个体数)，即“J型生长曲线”。 细胞特点：细胞代谢旺盛

7、，生长繁殖速率快，由于无种内竞争现象，所以细菌个体的形态和生理特性稳定，常作为生产用的菌种和科研材料。(3)稳定期 形成原因：随着种群密度增大，培养环境发生变化：营养物的耗尽、营养物的比例失调、有害代谢产物的积累、pH变化，进而使细菌种群进入稳定期，在稳定期，环境阻力明显加大。种群内竞争加剧。此时，年龄组成为稳定型，合成代谢=分解代谢，出生率=死亡率，活菌数目达到最高。此时种群密度是环境所能负担的最高(K值)，即环境的量。此阶段生长曲线已不符合“J”型增长，变得较为平缓，整个生长曲线呈“S”型。 细胞特点：活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物，某些细菌的芽孢也是这个时

8、期形成的，是发酵产物的最佳收获期。(4)衰亡期 形成原因：营养物质过度消耗，有害代谢产物大量积累、pH剧烈变化，外界环境对继续生长越来越不利，阻力进一步加大，种内竞争剧烈。分解代谢远远大于合成代谢，继而导致菌体死亡、出生率远远小于死亡率、呈负生长、种群密度显著下降。此阶段生长曲线迅速下降。细胞特点：剧烈的种内竞争使得细胞出现多种形态，甚至畸形。有些细胞的水解酶活力增强，导致细胞自溶，并释放出次级代谢产物如抗生素及芽孢。 4影响微生物生长的环境因素 微生物的生长除受密度因素制约外，其变动往往也与一些非密度因素有关，例如温度、O、pH等。(1)温度：由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的

9、，而这些反应受温度的影响极为明显，因此，温度是影响微生物生长最重要的因素之一。 最适生长温度有时也简称为“最适温度”，其意义是某菌分裂代谢时最短或生长速率最高时的培养温度。但是，对同一微生物来说，其不同的生理生化过程有着不同的最适温度，也就是说，最适生长温度，不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度，更不等于累积某一代谢产物量最高时的培养温度。(2)氧气：环境中氧含量的状况，对不同代谢类型的微生物群体的生长，具有不同的影响。因此细菌种群培养时应选择恰当的溶氧度。按照微生物与氧的关系。可分为：必须在有分子氧的条件下才能生长 二、群落及群落的结

10、构特征 生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。如在农田生态系统中的各种生物种群是根据人们的需要组合在一起的，而不是由于他们的复杂的营养关系组合在一起，所以农田生态系统极不稳定，离开了人的因素就很容易被草年生态系统所替代。 生物群落有一定的生态环境，在不同的生态环境中有不同的生物群落。生态环境越优越，组成群落的物种种类数量就越多，反之则越少。任何群落都有一定的空间结构。构成群落的每个生物种群都需要一个较为特定的生态条件；在不同的结构层次上，有不同的生态条件，如光照强度

11、、温度、湿度、食物和种类等。所以群落中的每个种群都选择生活在群落中的具有适宜生态条件的结构层次上，就构成了群落的空间结构。群落的结构有水平结构和垂直结构之分。群落的结构越复杂，对生态系统中的资源的利用就越充分，如森林生态系统对光能的利用率就比农田生态系统和草原生态系统高得多。群落的结构越复杂，群落内部的生态位就越多，群落内部各种生物之间的竞争就相对不那么激烈，群落的结构也就相对稳定一些。 三、生态系统 1生态系统的概念及其类型 关于生态系统的概念有两种理解。一是指生物群落与无机环境相互作用的自然系统，是无机环境与生物群落的有机结合，与生态系统的成分联系起来，生物群落包括生产者、消费者和分解者，

12、无机环境是指非生物物质和能量；另一种理解是指在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间通过能量流动和物质循环而相互作用的自然系统，这是从生态系统的功能方面来理解生态系统的概念，即生态系统中的各成分之间通过物质循环和能量流动而联系在一起的一个有机整体。关于生态系统的类型，重点掌握各种类型生态系统的基本特征和分布地域。如森林生态系统是分布在水资源充沛的地区，特征是动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态；草原生态系统是分布在水资源贫乏的地区，特征是动植物种类少，群落结构简单，系统不稳定；农田生态系统是人工建立的生态系统，农作物是其主要成分，其他

13、的动植物种类较少，特点是必须要有人的参与才能维持其稳定。 2生态系统的结构 生态系统的结构包括生态系统的成分和生态系统的营养结构。 生态系统的成分由两部分组成；非生物成分和生物成分。非生物成分是指阳光、空气、水分和矿物质等的非生物物质和能量。生物部分包括生产者、消费者和分解者。生产者以绿色植物为主，是生态系统的主要成分，属于自养型生物，在营养结构中总是处于第一营养级。消费者主要是指各种动物，它们的生存直接或间接依赖于绿色植物通过光合作用制造的有机物，消费者属于异养型生物。分解者主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物，也包括一些营腐生生活的动物，如蚯蚓等。分解者能将动植物的尸体、排泄物和残落物中

14、的复杂有机物分解成为简单的无机物。分解者在生态系统中是一种不可缺少的成分，如果缺少分解者，物质循环将会中断。生态系统的营养结构是指食物链和食物网，食物链是指生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，由于生态系统中动物的食物来源大都不是单一的，而是多种多样的，所以在生态系统中许多食物链常交错成网状，形成复杂的营养关系。 3生态系统的功能 生态系统的功能主要是进行能量流动和物质循环 生态系统的能量流动。生态系统中的能量归根到底来自太阳能，生态系统中绿色植物通过光合作用所固定的太阳能便是流经这个生态系统的总能量。每个营养级所具有的能量一般流向3个方面：一部分是被该营养级的生物本身的生命活动

15、所消耗的；一部分尸体、排泄物和残落被分解者分解后以热能的形式释放出来；还有一部分被下一个营养级的生物所同化而流人下一个营养级。能量流动的特点是单向的、不循环的，而且是逐级递减的。能量在沿食物链流动时传递的平均效率为1020。生态系统的物质循环。物质循环是指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统内的生物群落和无机环境之间所形成的反复的循环运动。地球上最大的生态系统是生物圈，所以物质循环带有全球性，称为生物地球化学循环。重点掌握碳循环过程，如图10-3所示。图10-3物质循环和能量流动的关系。生态系统的能量流动是随着物质循环而进行的，二者互为因果、相辅相成，具有不可分割的联系。生态系统的各

16、成分中，通过能量流动和物质循环而紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。 4生物多样性 地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性。物种多样性和生态系统多样性。 遗传多样性是指种内基因的变化，包括分子、细胞和个体三个水平的遗传变异度，它是生命进化和物种分化的基础。 物种多样性是指某特定地理区域内动物、植物及微生物种类的丰富性，它是人类生存和发展的基础。物种资源是农、林、牧、副、渔各类经营的主要对象，它为人类提供了必要的生活物质。 生态系统多样性是指生物及其生存环境所构成的综合体。生态系统的类型极其多样，但是所有生态系

17、统都保持着各自的生态过程。生态过程主要是指生态系统的组成、结构与功能在时间上的变化和生态系统的生物组分之间及其环境之间的相互作用或相互关系。不论是对一个小的生态系统而言或是从全球范围来看，这些生态过程对于所有生物的生存、进化和持续发展都是至关重要的。保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。 5生态平衡 生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费和分解者之间能够较长时间地保持着一种动态的平衡，也就是它的能量流动和物质循环能够较长时间地保持着一种动态的平衡。 生态平衡的原理即为生态系统的自我调节。自我调节能力的大小与生态系统中的成分和营养结构的复杂程度呈正相关。但

18、生态系统的自动调节能力是有限度的，当外来的干扰超过的这个限度，生态平衡就会遭到破坏。 破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素两类。自然因素是指自然中客观存在的一些不可抗拒的力量，如火山爆发、山崩海啸、台风等自然灾害；人为的因素是指人类对自然的不合理利用，工农业发展带来的环境污染所造成的。生态系统遭到破坏的3个标志性特征是植被的破坏、食物链的破坏和环境污染。保持生态平衡是人类可持续发展的基础。 6生态系统的稳定性 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能的相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。如当气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有太大的变化，这说明森林生态系统具有抵抗气候变化、保持自身

19、相对稳定的能力。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。 抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。如森林生态系统对气候变化的抵抗能力就属于抵抗力稳定性。生态系统之所以具有抵抗力是因为生态系统具有一定的自动调节能力。生态系统自动调节能力的大小与生态系统中营养结构的复杂程度有关，营养结构越复杂，自动调节能力就越大；反之则自动调节能力就越小。自动调节能力有大有小，抵抗力稳定性也有大有小。 恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力在河流生态系统被严重污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和功能遭到破坏。如果停止污染物

20、的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复到接近原来的状态。这说明河流生态系统具有恢复自身相对稳定的能力。再如一片草地上发生火灾后，第二年就又长出茂密的草本植物，动物的种类和数量也能很快得到恢复。 有许多证据表明，抵抗力和恢复力之间存在着相反的关系，具有高抵抗力稳定性的生态系统，其恢复力的稳定性是低的，反之亦然。但是一个抵抗力与恢复力都很低的生态系统，它的稳定性当然也是很低。如冻原生态系统，它的生产者主要是地衣，地衣对环境的变化很敏感，很容易被破坏，它的生长又很慢，一旦因某种原因使地衣遭到破坏后就很难恢复，从而导致生态系统的崩溃。如森林生态系统与杂草生态系统相比较，森林生态系统自动调节能

21、力强，抗干扰的能力也强。森林比较能忍受温度的变动，也较能抵抗干旱和虫害的危害。一次春寒可能把树木的新叶冻死，但树木很快就能长出另外的新叶来。但如果将森林生态系统中的乔木全部砍掉，这个森林生态系统就很难恢复到原来的样子。尽管杂草生态系统的抵抗力稳定性不如森林生态系统，但如一场大火将杂草全部烧光，形成次生裸地，第二年又恢复成一个杂草生态系统。所以以恢复力稳定性来恒量生态系统的调节能力，杂草生态系统的恢复力显然比森林高。 7生态农业 在农田生态系统中，为了保持农业生产的可持续发展，人们设计了农业生态系统良性循环的模式，如桑基鱼塘生态农业等。 生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导

22、下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是一条价值增值链。因此，遵循这个原理，就可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化率，减少环境污染。生态系统中的各种生物之间存在着相互依存、相互制约的关系。在农业生态系统中，人们可以利用生物种群之间的关系，对生物种群进行人为调节。在生态系统中增加有害生物的天敌种群

23、，可以减轻有害生物的危害。【经典例题解析】例题1 脊椎动物在自然界长期存在的基本单位是（ ） A个体B雌雄成对()C种群D群落 解析 种群是生物生存的基本单位，也是生物进化的基本单位。不论是无脊椎动物还是脊椎动物，也不论是动物还是植物，自然界中的所有生物都是如此。个体离开了群体后都将不能长期生存。雌雄成对是种群内部的求偶繁殖行为，不是生存的基本单位。群落是通过复杂的种间关系而有机组合在一起的多种生物的集群，群落内部的各种生物都以种群为基本单位存在的。答案 C例题2 图10-4为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答下列问题：图10-4(1)如果种群处在一个理想的环境中，没有

24、资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是_，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有_特性。(2)如果将该种群置于有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲线是_，用达尔文的进化观点分析图中的阴影部分表示_。(3)影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_。 解析 种群增长的基本模式有两种：一是假定无资源、空间等限制条件下的指数增长模式，因为资源和空间是无限大的，所以生物可以充分发挥它的繁殖潜力，即达尔文自然选择学说中的“过渡繁殖”，种群数量的增长呈指数式增长，如图中曲线a；二是有资源、空间等限制条件下的逻辑斯谛增长模式，因为在实际的生态系统，资源和空间都是有限的，种群增长的起始阶段，种群很

25、小，每个个体都能有足够的资源和空间，所以还以某种形式的指数增长模式增长，但随着种群数量的增加，每个个体得到的资源和拥有的空间越来越小，生存压力越来越大，种群内某些个体因承受不了生存压力而死亡。死亡率开始增加，种群增长速度放慢。越接近环境的容纳量，种群的增长速度越慢，达到环境容纳量时，种群内的出生率和死亡率相等，种群的增长率等于零，如图中的曲线b。 答案 (1)a 过渡繁殖 (2)b 通过生存斗争被淘汰的个体数量 (3)年龄组成 性别比例 出生率 死亡率例题3 图10-5是在某一生态系统中，在一定的时间内3个种群数量的变化曲线，A是自养生物。请分析回答：图10-5(1)在这个生态系统中，A、B、

26、C3种生物的营养结构可能是_。(2)A和B的关系是_，B和C的关系是_，种群_可能是草食类动物。(3)如果B生物被大量捕杀，该生态系统就会受到破坏，从而使其_能力受到影响，其调节途径是_。(4)如果B代表的一类善于奔跑的黄羊、瞪羚等动物，你认为该生态系统的类型最可能是_。 解析 生态系统的物质和能量是顺着营养结构这条渠道流动的。由于能量流动是逐级递减的，处于各营养级的生物种群密度也随之减少。图中A是自养生物，属于生产者，密度应最大B与A的曲线起伏相似，但B种群的数量是随A种群的数量变化而变化，由此可判断B是以A为食的食草动物；图中C曲线的波峰和波谷与A是完全相对的，但与B有明显的相随关系，而且

27、是随B种群数量的变化而变化，可判断C是以B为食的肉食性动物。因此B是食草动物，C是以食草动物为食的肉食性动物，在一个平衡的生态系统中B和C之间是能够保持着一种动态的平衡关系，这种关系是长期相互选择的结果。第4小题中提到善于奔跑的动物是草原生态系统中大型动物的特点，因为草原生态中没有高大的乔木，障碍物少，大型动物又无处躲避，为了逃避食肉动物的捕食，在与食肉动物的相互选择中，形成了善于奔跑的特点。答案 (1)ABC (2)捕食 捕食 B (3)自动调节 通过自然选择实现的 (4)草原生态系统例题4 一组学生将叶捣碎成叶汁后混入一些池泥并放在黑暗中保存。在 10天中他们每天取些样品以确定叶汁中微生物

28、的数量变化，结果如图10-6所示，下面的哪一个结论是错误的？（ ）图10-6 A生物可能是生产者 B生物可能以生物为食 C生物紧随生物的出现而出现 D生物可能是捕食者解析 该组学生做的实验是在黑暗条件下进行的，所以不可能有生产者种群数量的迅速增加。种群开始时显著增长是因为开始时资源（叶汁中有丰富的有机物）充足而出现的指数式增长；B和C的说法是有可能的，因为从曲线的消长情况来分析，两者可被看成是捕食者和被捕食者的关系是合理的；D说法也有依据，曲线所代表的生物主要以、为食就有可能显示出那种曲线。有同学可能会提出疑问：种群为什么开始时没有出现？这是因为开始时种群的数量非常少，观察计数微生物的数量又是

29、随机取样的，这样就有可能在样品中没有采集到。答案 A例题5 图10-7表示1个森林生态系统中林木、植食性昆虫和食虫鸟类3个不同种群生长繁殖情况。请分析回答：图10-7(1)曲线C表示_，属于第_营养级，叫做_消费者。(2)前5年内3条相关的曲线说明_。(3)第六、七两年，当地居民大肆捕杀鸟类，结果这个生态系统_。 解析 从图中曲线可以看出，生物量（或种群密度）最多的是生产者，所以B曲线代表林木，是生产者。A和C是消费者，从A和C曲线的相随关系看，C曲线是随A曲线的变化而变化，所以A是被捕食者，C是捕食者。根据题目中的条件，与A对应的生物应是植食性昆虫，C是食虫鸟。从图中曲线可以看出前5年该生态

30、系统是基本保持平衡的。在第六、第七年，由于食虫鸟数量的急剧减少，植食性昆虫的数量迅速上升，林木遭受虫害，种群密度下降，生态系统已不能保持原有的平衡。这是人们大肆捕杀鸟类的结果。答案 (1)食虫鸟 第三 次级 (2)该生态系统能基本保持平衡 (3)平衡遭到破坏例题6 图10-8为某生态系统中能量传递示意图，请回答：图10-8(1)流经此生态系统的总能量是_kJ。(2)从A到B和从B到C的能量传递效率分别为_和_。(3)欲使C增加3kg，至少需A_kg。(4)调够保证此生态系统进行生物地化循环正常进行的是图中的_。解析 流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能的总量，题中A是生产者，

31、其固定的总能量为：175+200+8751250（kJ）。这部分能量通过生产者流向三个方向：一是生产者本身生命活动的消耗；二是枯枝败叶和死亡后的尸体被微生物分解而将其能量释放；三是被下一个营养级的生物所同化。在高中生物教材上能量沿食物链的传递效率为 1020是一个平均效率，在不同的食物链和在同一条食物链的不同营养级之间的具体传递效率不一定是相同的，要用具体的数值来作具体的计算。在本题上上中能量从A传到B的传递效率为：×100%=16%；从B传到C的传递效率为×100%=15%。在计算C增3kg至少需要消耗A多少kg时，应按实际的传递效率计算，即3kg÷15

32、7;16=125kg。在一个生态系统中生产者是主要的成分，因为它能将光能转变成化学能并让其流入生态系统的生物群落中，并把无机物转变成有机物，使无机物进入生物群落。一个生态系统中的不可缺少的成分是分解者，因它能将动植物尸体、残落物和排泄物中复杂的有机物转变成简单的无机物重新回到无机环境中，从而使物质循环得以顺利进行。答案 (1)1250 (2)16% 15% （3）125 （4）D 例题7 高山松林与玉米田相比（ ） A较为稳定，不需要附加能量即可保持平衡 B.较为稳定，但需要较多附加能量的投入方可保持平衡 C较不稳定，但自身调节能力较强，不需要附加能量就可保持平衡 D较不稳定，需要附加能量才能

33、保持平衡 解析 在一个自然生态系统中，能量的输入主要是通过光合作用所固定的太阳能流入生态系统的，通过化能自养型生物所固定的能量很少，完全可以忽略不计。所以生态平衡的维持是不需要附加输入能量的。但人工建立的生态系统，其中的生物种群是根据人的需要拼凑在一起的，群落中各种群之间的关系不是通过自然选择而有机联系在一起，所以在维持人工建立的生态系统平衡时，除了光合作用所固定的太阳能之外，还必须不断地输入额外的能量，如锄草、施肥、灌溉等，如果失去了这部分额外的能量输入，人工建立的生态平衡就会遭到破坏，农田生态系统就会被杂草生态系统所代替。所以自然生态系统要比人工建立的生态系统稳定性要高。答案 A 例题8

34、2001年全国高考理科综合试题(天津、山西卷)如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这4种生物（甲、乙、丙、丁）所含有机物的总量如图10-9所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起（ ） A甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降 B甲、丙、丁的种群数量均增加 C甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加 D甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加 解析 这是一道将生态系统的营养结构与种群的数量变动结合在一起的学科内综合题，对考生的认知层次要求属于理解水平的，估计难度系数在075左右。在一般情况下，生态系统中的能量金字塔与生物量金字塔是一致的，营养级越低，所占有的能

35、量越多，生物量也相应越多；反之，营养级越高，所占有的能量越少，生物量也越少。据此可以排出甲、乙、丙、丁4种生物的食物链是：丙甲乙丁。按题意，在一条封闭的食物链中，乙以甲为食，乙种群数量的增加，必然会导致甲种群数量的下降、丁种群数量的增加，而甲种群数量的下降必然会导致丙种群数量的增加。答案 D例题9 (2000年广东高考题)图10-10是两个农业生态系统的结构模式图。图10-10a是农作物为人类提供的食物量，为家禽和家畜提供的饲料，都与图10-10b相同。图10-10(1)请根据图10-10a、图10-10b所示生态系统的结构，在图10-11中用箭头完成这两个生态系统的能量流动和利用的图解。(各

36、种生物的呼吸作用耗能和图中未标出的分解者耗能可不标出)图10-11(2)图_所示生态系统的能量能够更多地被人类利用，原因是_。 解析 生态系统中各种生物之间都有直接或间接的联系，这就是食物的联系。各种生物之间通过食物产生的联系称为食物链，许多条食物链组成食物网。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。食物链是生态系统能量流动和循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链。根据这一原理结合经济原理，合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次利用，使生产一种产品时的有机废物，成为生产另一种产品时的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化率，也减少了环境污染。答

37、案 (1)见图10-12。图10-12(2)b图10-10b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用例题10 (2000年上海高考题)图10-13是科学工作者对我国北方地区森林、草地和荒漠面积变化的调查结果。这对分析说明我国今春以来华北地区多次出现的沙尘暴天气有很大帮助。图10-13(1)请根据调查结果，分析植被和沙尘暴形成的关系。(2)调根据生态平衡原理提出治理沙尘暴的措施。 解析 沙尘暴在近几年的新闻、报刊中都有大量的报道。沙尘暴已影响到了北京、天津、河南、上海等地。除此之外，黄土高原的水土流失、长江流域1998年的大洪水、气候的冷暖无常等

38、现象频频出现，专家撰文指出：这一切的一切都是人类活动破坏了自然界的生态平衡，特别是破坏了森林和草原带来的恶果。因为森林和草原在保护和改善环境中有制造氧气、净化空气，过滤尘埃、消除噪声、涵养水源、防风固沙、调节气候等作用。答案 (1)森林和草地面积减少，使土壤蓄水能力降低；植被破坏，使土壤裸露和荒漠化，沙土随风而起；森林面积减少，防风固沙能力下降。(2)积极营造防护林，并妥善养护；保护草原，控制载畜量，防止土壤裸露；退耕还林还草。本周强化练习：【能力训练】一（学生课外完成，教师课内重点讲解）一、选择题 1生物群落的特点有（ ） 有一定的分层结构 植物之间有复杂的相互关系 有相当数量的植物种类 最

39、底层是草本植物 高层是木本植物ABCD2在一个多变的生态系统中，生存机会最多的种群是（ ）A个体最大的种群B个体最小的种群C个体差异最少的种群D个体差异最多的种群3图10-14表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（ ）图10-14ACD段（增长速度慢） BDE段（速度加快）CEF段（变化速率加快） DFG段（速度逐渐变慢） 4某鼠种群被高速公路分隔成A、B两个种群，A区因建化工厂而环境巨变，污水横流；B区地势较高无变化，经数十年后，种群A的进化速率很可能是（ ）A比B慢B比B快C与B相同D开始比B慢后来比B快 5如果在一个种群中，某一

40、性状出现的频率增高，从根本上说，很可能是（ ）A该性状对环境有很大的适应性B该种群的全部生物都是那个性状的纯合体C该变异性状是由环境条件引起的D控制该性状的基因是显性的 6倒置的生物种群数量金字塔适于描述（ ） 放牧牛羊的草原 放牧家鱼的池塘 松毛虫成灾的松树 鼠害泛滥的草地 蚜虫聚集的果树ABCD 7有一阴湿山洼的草丛中，有堆长满苔藓的腐本，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，它们共同构成（ ）A.生态系统B种群C生物群落D食物网 8在两个邻近的生态系统(如草原和森林)的交界处，有一个过渡区（生态交错区），生活在这个过渡区中的动物的特点是（ ）A与两邻近生态系统相比动物多样性较小 B与两

41、邻近生态系统相比动物多样性较大 C与两邻近生态系统相比植食性动物较多D与两邻近生态系统相比捕食动物和寄生动物较多 9下列哪一类脊椎动物在草原生态系统中几乎没有分布（ ）A鸟类B哺乳类C爬行类D两栖类 10在生态系统中，以朽木和粪便为生营养的草类、粪金龟子、蚯蚓等生物为（ ）A次级消费者B生产者C分解者D初级消费者 11有人把水葫芦引入了一个热带国家，现已阻塞了航道，成了在河流和湖泊中行船的主要障碍。一株水葫芦可以在50天产生1000个后代，其原因可能是（ ）A.没有天敌B气候适宜C生殖率高和占据的是空生态位D以上答案全正确 12下列哪一项不会造成食物链缩短（ ） A稻田养鱼B围湖造田和开垦草原

42、C砍伐森林 D造单纯林 13生态系统中能量流动逐级递减的原因是（ ） A各营养级的生物因呼吸而消耗相当大的一部分能量 B各营养级的生物中总有一部分未被下一个营养级的生物所利用 C下一营养级的生物比上一营养级的生物少DA和B的叙述都正确14图10-15中食物网所代表的生态系统中，施用了杀虫剂林丹，这种杀虫剂自然降解的速度极慢。试问这种杀虫剂在下列何种生物体内的浓度最高（ ）图10-15AABB CGDF 15在某养分充足的湖泊中，绿藻数量较多，已不适合人们的消遣、娱乐。使用下列哪种方法可在短期内大量减少绿藻的数量（ ）A减少草食性鱼类B增加以浮游动物为食的鱼类C减少或清除以浮游动物为食的鱼类D消

43、灭肉食性鱼类 16把一个生态系统的食物关系用图解表示时，往往得到一个复杂的网状结构，这是因为（ ）A许多消费者不只以一种生物为食B生产者个体数目总是要超过消费者个体数目C在所有食物链上都有进行互相捕食的个体D生态系统的物质流失 17组成食物链的环节一般不超过6个，其原因是（ ） A环境资源有限B捕食者不能以捕食者为食C每一个环节上都有大量的能量散失D以上答案全正确 18一条食物链中，兔子不会吃狼，但狼可以吃兔子，该食物链的不可逆性说明在一个生态系统中（ ） A水循环是单向的 B氧循环是单向的C碳循环是单向的D能量流动是单向的 19在自然生态系统的氮循环过程中，空气中的N2要进入生态系统的食物链

44、，必须先（ ） A由固氮生物固定B由光合作用固定C由草食动物采食D由肉食动物捕食 20假设在一定时间内某个生态系统的全部生产者所固定的太阳能总值为a，全部消费者所利用的能量值为b，全部分解者所利用的能量总值为c，则a、b、c三者的关系是（ ） AabC BabC C0bC D0bC 21能提高一个生态系统稳定性的方法是（ ） A.减少捕食者和寄生者的数量B控制生产者的数量C增加食物链和扩大食物网D保持现有物种数目不变 22在一个处于平衡状态的生态系统内，要使其中的动物能长时间存活，必须提供（ ）A太阳能B足够的有机物C氧气D水分 23在珠江三角洲某产粮区，近几年来人们大量捕杀青蛙赚钱，致使该地

45、区的水稻产量大幅度下降。造成减产的原因是（ ） A造成了环境污染B食物链遭到破坏C植被受到了破坏D造成了自然灾害 24达到生态平衡的生态系统具备的特征是（ ） 该系统处于幼年到成年的过渡阶段 生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定 物质和能量的输入和输出相对平衡 有完整的食物链和食物网 能量的收支随气候周期性变化 有一定的自我调节能力ABCD 25在生物实验室里有一个生态球，已经存在了一年多时间，后因实验室装修，搬到了走廊里，不久生态球里的生物就全部死亡了。据此你推测这个生态球原来最可能是放在（ ）A.冰箱上B办公桌上C窗台上D柜子里262000年高考理科综合(江苏、浙江)试题图10-16是一

46、个陆地生态食物网的结构模式图，下列叙述中不正确的是（ ）图10-16A在该食物网中，共有5条食物链存在 B在该食物网中，H处于3个不同的营养级 C若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大D在该食物网中，如果C种群的数量下降10，则H的数量不会发生明显变化27.(2000年广东高考题)某河流生态系统的营养结构共有4个营养级，分别以a、b、c、d表示。一年内输入这4个营养级的能量数值如下表10-1。表10-1营养级abcD能量(J·m-2)141.10×10515.91×1050.88×105871.27×105该

47、生态系统中初级消费者所属于营养级为（ ）Aa BbCcDD 28(2000年广东高考题)下列生态系统中自动调节能力最弱的是（ ）A天然落叶林B天然常绿林C人工纯种林D人工混交林 29(1999年广东高考题)在生态系统中，下列各组生物属于生产者的是（ ） A光合细菌、酵母菌B光合细菌、硝化细菌C乳酸菌、酵母菌D硝化细菌乳酸菌 30(1999年上海高考题)（多选题）下列有关生态系统功能的叙述中，正确的是（ ） A.能量只能由较低营养级流向较高营养级 B食物链中的营养级可以是无限的 C能量流动和物质循环可以长时期地保持动态平衡D生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中二、非选择题 1在某麦田中，

48、存在着小麦黏虫蟾蜍的食物链，如果蟾蜍变化不大，则黏虫数量与小麦数量保持相对稳定。假设蟾蜍总量为A，若用农药将黏虫杀死，则小麦当年产量增加的幅度为_。第二年如果不再使用农药，小麦产量将会_。 2图10-17表示生态系统内各种成分相互作用的关系。据图回答：（方括号内写字母）(1)该生态系统的能量流动是从 _开始。(2)G代表_，它是_所产生的。(3)F的作用是_。(4)如果初级肉食兽发生瘟疫，大量死亡，C将发生的变化是_。(5)如果C的总能量为5000千焦，D的总能量最多是_千焦。 图10-17图10-18 3图10-18是测定某湖泊的能量流动的情况图解（单位：J/cm2年），据图回答问题：(1)

49、流经该生态系统的总能量是_。(2)从第一到第二，从第二到第三营养级，能量传递率依次是_，其余的能量最终通过生物的_散失。由于生物不能在代谢中利用_，因此，能量流动具有_的特点。(3)从生态系统的成分看，D属于_，其分解方式是_。(4)假如A为一片草原，那么最好使能量流向下列4种动物中的_。A狼B羊C黄鼬D虎4图10-19是一个简化的食物网。据图分析回答下列问题：图10-19(1)该食物网由_条食物链组成。(2)其中的初级消费者是_。(3)处于第三营养级的生物有_种。(4)对图中蜘蛛与青蛙的种间关系的描述应包括_。(5)生态系统的4种成分中，该图上只体现了两种成分，未体现的另两种成分是_。 5(

50、2001年上海高考题)调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30头，其中有上次标记过的个体10头。请回答下列问题：(1)若该地区田鼠种群个体总数为N，则N=_头（计算公式是：Na=bc）。A30 B32 C64 D96(2)要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的条件是_ A有较多个体迁出调查区B调查区内没有较多个体死亡C调查区内没有较多个体出生D有较多个体迁人调查区(3)调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄，它们的月龄构成如下图10-20。据图分

51、析：_草原的田鼠种群属于_型；_草原的田鼠种群属于_型，可以预测，该草原鼠害将会严重，必须作好防治准备工作。 图10-20 图10-21(4)若某种群有成鼠a头（计算时作为亲代），每头雌鼠一生产仔16头，各代雌、雄性别比例均为11，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为_。Aa×8n-1Ba×8n+1Ca×8n Da×8n-2(5)若将雌、雄成鼠各若干头，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饵料和水，则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系，应为图10-21中的曲线_。 6(1999年上海高考题)据报道：1952年，某城市雾大无风，家庭和工厂的烟雾经久不散，每立方米大气中SO2的含量高达3