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文档简介
1、新人教版生物学选择性必修2生物与环境知识梳理第1章 种群及其动态第1节 种群的数量特征1. 种群的概念:生活在 的 生物的 个体。2. 种群的数量特征包括: 、 、 、 和 。 3. 种群密度(1)概念:种群在 或 中的 。是种群最基本的 。(1)特点同一物种的种群密度在不同环境中 (会/不会)发生变化,如蝗虫在夏天和秋天密度不同。不同物种的种群密度在同样的环境条件下 (相同/不同),如一片草地上的仓鼠和野驴。4.调查种群密度的方法 在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以 。但是,在多数情况下,逐个计数非常困难,需要采取 的方法。.样方法适用范围:一般适用于 ,也适用于及 的种群密度的调查
2、,如植株上、等。步骤:随机选取若干个样方计数每个样方内的 求每个样方的种群密度求所有样方种群密度的 。【探究】用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度a.调查对象:宜选用 草本植物,因单子叶植物多为,难以计数。b.样方选取:草本植物样方一般以 的正方形为宜。若该种群个体数较少,样方面积可适当 。c.取样方法:取样的关键是要做到 ,不能掺入主观因素,确保选取的样方具有代表性,使结果(估算值)更接近真实值。常用取样方法有 和 。d.计数方法:同种生物个体无论大小都要计数,应统计 的个体和 的个体。边界线上的遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如图(实心圈表示统计的个体)。统计时,若没有计数衰老
3、个体,则会使估算值比实际值 。.标记重捕法适用范围:适用于 的种群密度的调查,如哺乳类、鸟类、鱼类等。步骤:捕获一部分个体做上标记后放回原来的环境一段时间后重捕根据重捕到的个体中标记个体数占总个体数的比例估计种群密度。公式:eq f(初次捕获标记个体数,种群密度)eq f(重捕中标记个体数,重捕个体数) 种群密度eq f(初次捕获标记个体数 重捕个体数,重捕中标记个体数)若标志脱落,标记个体死亡、迁出、很难再次抓到等,将会使估算值比实际值 。.灯光诱捕法:对于有趋光性的昆虫,还可以用 的方法调查他们的种群密度。5. 出生率和死亡率(1)概念:出生率:指在单位时间内 占 的的比率。 死亡率:指在
4、单位时间内 占 的的比率。练习:某种群年初时的个体数为100,年末时个体数为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为 ,死亡率为 。(2)意义:是种群大小和种群密度的 因素。繁殖能力强的种群出生率 ,种群增长 。注:增长率 ,差值最大时,种群增长率最大,种群数量增长最快。(3)与社会的联系:要控制人口过度增长,关键是降低人口 。6. 迁入率和迁出率(1)概念:种群中在单位时间内 的个体数,占原种群 的比率。(2)意义:是种群大小和种群密度的 因素。 7. 年龄结构(1)概念:指一个种群中 的个体数目的比例。(2)类型(模式图如下)A图 :幼年个体 ,老年个体 ,出生
5、率 死亡率,种群密度会越来越 。B图 :各年龄期个体数比例 ,出生率 死亡率,种群密度 。C图 :老年个体 ,幼年个体 ,死亡率 出生率,种群密度会越来越 。由分析可知,年龄组成通过影响种群的 和 ,从而间接影响种群密度(数量)。(3)意义:是种群密度的影响因素,研究 可预测种群密度(数量)的。(4)变式图辨析:曲线图中:A图表示 B图表示 柱形图中:A图表示 B图表示 C图表示 8. 性别比例(1)概念:指种群中 的比例。(2)意义:对 有一定的影响。性别比例通过影响种群的 来间接影响种群密度。(3)应用:用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫的雄性个体,破坏害虫种群正常的 ,使很多雌性个体
6、不能完成交配,使 降低,从而使害虫的种群密度明显 。(4)相同年龄组成情况下:性别比例 :种群密度增长 种群密度 种群密度增长 8. 种群数量特征之间的关系9. 种群的空间特征(1)概念:组成种群的个体,在其生活空间中的。(2)类型(判断)水稻的空间分布 。 某种杂草的空间分布 。瓢虫的空间分布 。第2节 种群数量的变化1. 构建种群增长模型(1)数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的 。(2)构建方法观察对象,提出问题 细菌每20min分裂一次提出 在条件(资源和空间)充足情况下,增长不受密度影响用适当的 表达 Nn2n 检验或修正 观察、统计细菌数量(3)数学模型的表达形式数学方程式:优
7、点是 ,但不能看出种群的数量变化趋势。曲线图:优点是能 地反映出种群数量的变化趋势,但数据不能直接给出。2. 种群数量增长的“J”型曲线(1)形成条件: 和 充裕; 适宜;没有 等条件。(理想条件)(2)数量变化:种群的数量每年以增长,第二年的数量是第一年的 。(3)建立模型数学公式:t年后种群数量为:(条件:1,且为常数)。模型中各参数意义:N0为该种群的 ,t为 ,Nt表示t年后该种群的 ,表示该种群数量是一年前种群数量的 。(注:增长率 )曲线图(以 为横坐标,以 为纵坐标)画出“J”型曲线的增长率和增长速率曲线,可知“J”型曲线增长率 ,增长速率 。定义:增长率:指种群在单位时间内 占
8、 的比率。增长率(现有个体数原有个体数)原有个体数100%出生率死亡率增长速率:指种群在单位时间内 。增长速率(现有个体数原有个体数)增长时间100%(4)种群数量呈“J”型增长的情形 条件下;种群迁入到一个新的 。(5)值的应用分析(注:1表示增长率)当1时,出生率 死亡率,种群数量 ,种群的年龄组成为 。当1时,出生率 死亡率,种群数量 ,种群的年龄组成为 。当01时,出生率 死亡率,种群数量 ,种群的年龄组成为 。3. 种群数量增长的“S”型曲线(1)含义:种群经过一定时间的增长后,数量 的曲线,称为“S”型曲线。(2)形成条件:自然界的 和 是有限的;有 。(条件有限)(3)形成原因:
9、当种群密度增大时, 就会加剧,天敌数量也会 ,这就会使种群的出生率 ,死亡率 。当死亡率等于出生率时,种群的增长就会 ,有时会 。(4)环境容纳量:在 不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群 称为环境容纳量,又称 。K值不是固定不变的,K值可以随 的变化而变化。(5)建立模型:曲线图(以 为横坐标,以 为纵坐标)画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线,可知“S”型曲线增长率 , 值时增长率0;增长速率 , 值时增长速率最大, 值时增长速率为0, 值时种群出生率等于死亡率,种群数量最大且保持相对稳定。 值时种内竞争最剧烈。图中t1时对应的种群数量为 ,t2时对应的种群数量为 。(6)适用条件
10、:生存条件 的自然种群。(7)“S”型曲线在生产中的应用野生生物资源的保护:应保护生物的 ,使K值 (增大/降低),如大熊猫的保护。有害生物的防治:如鼠害防治,应设法使K值 (增大/降低),通过引入天敌等措施将种群数量控制在较低水平。资源开发与利用:捕捞、采伐应该在种群数量达到 值以上时进行,而且剩余种群数量应保持在 值左右,因为此时种群增长速率 ,再生能力 ,可保证持续获取高产量。草场放牧,最大载畜量不能超过 值;鱼的养殖也不能超过 值,否则,生态系统的稳定性破坏,导致K值 (增大/降低)。4. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较项目图示模型前提条件特点(增长率和增长速率)K值(有/无
11、)联系“J”型曲线环境资源 增长率: 增长速率: “J”型曲线环境阻力“S”型曲线“S”型曲线环境资源 增长率: 增长速率:先 后 ,最后为 5. 用曲线图表示K/2值、K值的方法(1)图中 时间所对应的种群数量为K/2值。(2)图中 时间所对应的种群数量为K值。6. 种群数量的变化包括: 等。7.【探究】培养液中酵母菌种群数量的变化(1)实验原理:用液体培养培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的 、 、pH、 等因素的影响。理想环境中,酵母菌种群的增长呈 型曲线;有限环境下,酵母菌种群的增长呈 型曲线。(2)计数:对培养液中酵母菌种群数量进行计数时,常采用 法。(3)操作方法:先将盖玻片放在
12、计数室(血球计数板)上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在显微镜载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。(4)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是 。若不振荡,会导致估算值。第3节 影响种群数量变化的因素非生物因素:如 、 、 、 、 、 等。非生物因素对种群数量变化的影响往往是 因素:种群外部生物因素-其他生物的影响: ;种群内部生物因素: 。人为因素: 的影响。种群研究的应用濒危动物保护方面(2)渔业合理捕捞量的确定(3)有害生物的
13、防治第2章 群落及其演替第1节 群落的结构1. 群落:同一时间内聚集在 中 的集合,包括所有的动物、植物和微生物。2. 群落的物种组成(1)意义:是区别不同群落的重要特征。(2)衡量指标:物种丰富度,指群落中 的多少。(3)规律:不同群落的物种数目 。一般越靠近热带地区,单位面积内物种 。3. 种间关系:指(同种/不同种)生物之间的关系(1)捕食概念:一种生物以另一种生物作为 的现象。(注:两种生物不会因捕食而导致一种灭绝)举例: 。数量变化:数量上呈现出“ ”的不同步性变化。(如图)曲线中捕食者与被捕食者的判断:a.方法一:据最高点判断:自然界中,曲线中捕食者与被捕食者的判断:a.方法一:据
14、最高点判断:自然界中,被捕食者的数量一般多于捕食者。据此可知,A为 ,B为 。b.方法二:据曲线走势判断:先增先减的是被捕食者,后增后减的是捕食者。据此可知,A为 ,B为 。概念:两种或两种以上生物生活在一起,相互争夺等的现象。竞争的结果常表现为,有时表现为一方占据,另一方处于 甚至 。举例: 。数量变化:数量上呈现出“ ”的同步性变化。(画出曲线图)注:不同种生物的生态需求越接近,竞争越 。竞争可能导致一种生物的灭亡。(3)寄生注:不同种生物的生态需求越接近,竞争越 。竞争可能导致一种生物的灭亡。概念:一种生物(寄生者) 于另一种生物(寄主)的 ,摄取寄主的养分以维持生活的现象。对寄主有害,
15、对寄生生物有利。如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主会生活的更好。举例: 。注:蛔虫只能进行 呼吸,体细胞中没有 (细胞器)。菟丝子不能进行 作用,体细胞中没有 (细胞器)。(4)互利共生概念:两种生物共同生活在一起 , , ,如果彼此分开,则双方或一方不能独立生存的现象。举例: 。数量变化:数量上两种生物“”,呈现出“ ”的同步性变化。(画出曲线图)4. 种内关系:指(同种/不同种)生物之间的关系(1):同种 HYPERLINK /view/4579.htm t _blank 生物的个体或种群在生活过程中互相协作,以维护生存的现象。举例:蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫;雄褐马鸡引开鹰,保护小鸡、
16、母鸡逃避。(2):举例:相邻作物植株争夺阳光、水分、养料等;鲈鱼以本物种的幼鱼为食。5. 群落的空间结构(1)形成原因:在群落中,各个生物种群分别占据了,使群落形成一定的结构。(2)类型垂直结构:a.含义:在 方向上,生物群落具有明显的 现象。b.举例:森林垂直结构:植物: 动物: ;水体垂直结构:植物: 动物: 。在群落中, 的垂直分层现象决定了 的垂直分层现象,因为植物可以为动物提供多种多样的 。c.意义:群落的垂直结构显著提高了群落利用 的能力。水平结构 a.含义:在 方向上, 往往分布着不同的种群,同一地段上 也有差别,它们常呈 分布。b.影响因素:非生物因素: 变化、土壤 的差异、
17、强度不同等。 生物因素:生物自身 的不同、 的影响。c.举例:在高山植物群落中,不同海拔地带的植物分布不同属于群落的水平结构,主要受 的影响。我国南北群落水平结构的差异主要受 影响;东西群落水平结构的差异主要受 影响。6.【探究】土壤中小动物类群丰富度(1)土壤小动物特点:许多土壤动物有 ,而且 ,因此不适于用 或 进行调查。(2)调查方法:常用 的方法进行采集、调查。用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样,通过调查样本中小动物的 和 来推测某一区域内土壤动物的丰富度。(3)丰富度的统计方法:一般有两种,一是 ,二是 。个体较大、种群数量有限的群落一般用 法。(4)探究步骤(了解)准
18、备:制作取样器记录调查地点的地形和环境的主要情况。取样:去掉 取一定土壤样品注明取样的时间和地点等。采集小动物:常规方法: 取虫;简易方法: 或 取虫。观察和分类:设计表格便于记录,借助动物图鉴查清名称,使用 观察。统计和分析:统计 ,完成研究报告。(5)两种捕捉器诱虫器:诱虫器中 是发挥作用的主要部件,该装置利用了土壤动物具有 等习性设计的。诱虫器无底花盆中的土壤不能与花盆壁紧贴,目的是 。吸虫器:吸虫器中的纱布作用是 ,将其收集在试管中。(6)采集的小动物可以放入体积分数为 溶液中,也可放入 中。试管中体积分数70%的酒精的作用是 。第2节 群落的主要类型荒漠生物群落(1)环境条件:荒漠分
19、布在极度干旱区,年 量稀少且分布不均匀。(2)群落特点:荒漠里物种少、群落结构非常简单。(3)主要植物和对环境的适应对策_:根系发达。_:叶片特化、较厚的角质层、气孔夜间开放。_:仙人掌肥厚的肉质茎。例如:生长在沙漠的骆驼刺,叶子已经变成细刺,以减少水分的蒸腾;根系很发达,能从很深很广的地下吸取水分。主要动物和对环境的适应对策_:表皮外有角质鳞片(蜥蜴、蛇)、以固态尿酸盐的形式排泄代谢废物。_:骆驼的驼峰中含有大量的脂肪,氧化分解后会产生水分。_:选择在晚上或者气温低时出来寻找食。草原生物群落(1)环境条件:草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。(2)群落特点:草原上的动植
20、物种类较少,群落结构相对简单。(3)生物特征 主要植物:草原上各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势,有的草原上有少量的灌木丛,乔木非常少见。草原上的植物往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。 主要动物:草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点,由于缺水,在草原上,两栖类和水生动物非常少见,动物主要以斑马、长颈鹿和狮子为主。3. 森林生物群落(1)特点:分布于潮湿或者 的地区,群落 且相对稳定。(2)主要植物: 。阳生植物居上层,吸收更多的阳光;阴生植物居下层,适合在弱光下生长。(3)主要动物:丰富的植物种类为动物提供了多样的食物及栖息场所,所以动物种类繁多。特别是树栖攀援类生物种类特别多
21、。4.群落分布的规律性5.群落中生物的适应性6.其他的群落类型第3节 群落的演替1. 群落演替的概念:随着 的推移,一个群落被另一个群落 的过程。是一种 取代。2. 群落演替的类型(1)初生演替概念:指在一个从来没有被 覆盖的地面,或是原来存在过 ,但被 了的地方发生的演替。举例:在_、_、_、_上进行的演替。过程举例(发生在裸岩上的演替)过程:裸岩阶段 阶段 阶段 阶段 阶段 阶段。分析: 阶段开始形成土壤, 阶段小动物开始进入,最高级阶段是 阶段。演替过程中灌木逐渐取代草本植物,其主要原因是灌木较为 ,能获得更多的 。在群落演替过程中,最先出现的动物是 (植食/肉食)性动物。演替过程中,群
22、落物种丰富度 ,有机物总量 。特点:初生演替经历的时间 ,速度 ,影响因素主要是 。(2)次生演替概念:是指在原有植被虽已 ,但原有基本保留,甚至还保留了植物的 或其他 (如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。举例:_、_、_上进行的演替。过程举例:弃耕农田上的演替过程:弃耕农田 阶段 阶段 阶段。分析:演替过程中,群落物种丰富度 ,有机物总量 。特点:次生演替经历的时间 ,速度 ,影响因素主要是 。3. 群落演替的方向及相应过程中生物量的变化类型一类型二方向简单复杂稳定复杂简单稳定实例大多数 的群落能量变化 物质变化群落演替是连续的,当群落演替到达稳定阶段,也就是形成顶级生物群落时,虽然有较为
23、稳定的物种组成,群落结构也较为复杂,但此时的生物群落也在发生着演替,也就是说演替是连续的。4. 群落演替的方向取决于 。在气候条件适宜的情况下,从弃耕农田演替出树林,需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区,群落的演替就很难形成树林,或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。5. 演替是 发生变化的现象,是 相互作用的结果。不论是成型的还是发展中的群落,演替现象一直存在。群落演替导致群落内 不断改变,物种丰富度一般逐渐 (升高/降低)。6. 人类活动对群落演替的影响(1)人类的活动不合理方式: 、 、 。合理方式: 、 、 、建立 。(2)结果:人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 进行
24、。7. 退耕还林、还草、还湖第3章 生态系统及其稳定性第1节 生态系统的结构1. 生态系统(1)概念:由 与它的 相互作用而形成的统一整体。(2)范围:生态系统的空间范围有大有小。 是地球上最大的生态系统,它包括地球上的 及其 。(3)类型自然生态系统 生态系统: 生态系统、淡水生态系统等 生态系统: 生态系统、 生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等人工生态系统:农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、 生态系统等2. 生态系统的结构:包括 和 。3. 生态系统的组成成分(1)非生物的物质和能量组成:物质:如 等;能量:如 。作用:是生物群落 和 的最终来源,是 赖以生存和发展的基础。(
25、2)生产者营养方式:属于 (自养/异养)生物。生物类群:主要是 ,还包括光合细菌(如 )、化能合成菌(如 )。作用a.物质方面: eq o(,sup7(光合作用/化能合成作用) 。b.能量方面: eq o(,sup7(光合作用) (主要) eq o(,sup7(化能合成作用) 。地位:是生态系统的 。(必备成分)(3)消费者营养方式:属于 (自养/异养)生物。生物类群:捕食性 、寄生生物(如 )。作用:加快生态系统的 ,有利于植物的 和 的传播。地位:是生态系统中 的成分。(非必备成分)(4)分解者作用:能将 ,供生产者重新利用。营养方式:属于 (自养/异养)生物。生物类群:主要是腐生性 (如
26、枯草杆菌)、 (如食用菌)及动物(如 )。地位:是生态系统的 成分,不可缺少。 、 、 和 四种成分是紧密联系、缺一不可的。正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系,才使生态系统成为一个统一整体,具有一定的结构和功能。思考:联系生物群落与无机环境的桥梁是 和 两种成分。4. 生态系统中各种组成成分的关系(字母表示生态系统成分,数字表示生理过程)A表示: B表示: A表示: B表示: C表示: D表示: 表示: 或 表示: 表示: 表示: (1)生产者一定是自养型生物,但不一定是绿色植物,如能进行化能合成作用的硝化细菌。(2)消费者一定是异养型生物,但不一定都是动物,如寄生生物菟丝子、病毒等。
27、(3)分解者一定是异养型生物,但不一定都是微生物,如腐生动物蚯蚓、蜣螂等。(4)植物可作为生产者(绿色植物)和消费者(菟丝子)。(5)动物可作为消费者(捕食性动物)和分解者(如腐生动物蚯蚓、蜣螂等)。(6)细菌可作为生产者(化能合成菌,如硝化细菌)、消费者(寄生菌,如结核杆菌、肺炎双球菌、肠道内的大肠杆菌等)和分解者(腐生菌,如枯草杆菌、泥土及粪便中的大肠杆菌等)。5. 生态系统的营养结构食物链和食物网(1)食物链:生态系统中,各种生物之间因 关系而形成的一种联系。食物链: 植物蝗虫青蛙蛇鹰生态系统成分: 消费者 消费者 消费者 消费者营养级别: 营养级 营养级 营养级 营养级 营养级食物链中
28、只有 和 两种成分,不出现 和 。食物链的起点是 ( 营养级),终点是不被其他动物所食的动物( 营养级)。第一营养级是 ;植食性动物是 消费者,属于 营养级。营养级别和消费者级别相差 级,即:营养级别消费者级别 。在食物链中,箭头相连的两种生物种间关系是 。食物链中箭头表示物质和能量流动的方向,即后一个营养级以前一个营养级为食。各种动物所处营养级不是固定不变的。上述食物链中,若鹰直接捕食青蛙,则属于 营养级。一条食物链上一般不会超过 个营养级。(2)食物网:生态系统中,许多 彼此相互交错,连接成的复杂 。形成原因:a.一种绿色植物可能是 植食性动物的食物;b.一种植食性动物可能吃 植物,也可能
29、被 肉食性动物所食。功能:食物链和食物网是生态系统的 ,是 和 的渠道。食物网相关分析a.每条食物链的起点都是 ,终点是不能被其他动物所食的动物,即 营养级,中间有任何停顿都不能算完整的实物链。b.食物网中箭头相连的两种生物种间关系是 ,具有共同食物的两种生物种间关系是 。c.同一种生物在不同的食物链中可以占有 的营养级。b.一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就 。食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的 而不是生物的 。生物数量的变化情况分析a.若食物链中第一营养级的生物减少,则相关生物数量都 。b.若“天敌”减少,则被捕食者数量 。c.食物网某种生物大量增加时,一般会导
30、致作为其食物的生物数量 ,作为其天敌的数量 。d.在食物网中,当某种生物大量减少时,对另一种生物的影响沿不同的实物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。实例分析(下图):若青蛙突然减少,则以它为食的蛇也将 ,鹰不只捕食蛇一种生物,因此它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变,故鹰会过多捕食兔和鸟,从而导致兔、鸟 。练习:下图为某生态系统食物网示意图,据图分析回答:图中没有表示出来的生态系统成分是 和 。该生态系统的“基石”是 。能将动植物遗体和动物粪便分解成无机物的是 。该食物网中包含 条食物链,属于次级消费者的生物是 。写出图中含营养级最多的食物链: 。图中猫头鹰同时占有 个营养级,它
31、们是 营养级。青蛙和昆虫的关系是 ,猫头鹰和蛇的关系是 。此生态系统中各种生物的总和,在生态学上称为 。第2节 生态系统的能量流动1. 能量流动的含义:生态系统中能量的 、 、 和 的过程。2. 能量的输入(1)能量的源头: 。 (2)能量流动的起点: 。00 作用0绿色植物、光合细菌(3)相关生理过程: (主要途径)0 作用0 作用0硝化细菌 (4)流入生态系统的总能量: 。注:流入人工生态系统的总能量包括: 。3. 能量的传递呼吸呼吸作用呼吸作用呼吸作用遗体遗体遗体枯枝败叶(起点)未固定呼吸作用呼吸作用太阳能生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)(分解者(细菌、 真菌等
32、微生物)(1)生产者(第一营养级)能量的来源和去路(2)各级消费者能量的来源和去路各级消费者摄入的能量不等于其同化量,它们之间的关系式:同化量 。(3)传递形式: 。(4)传递途径: 。4. 能量的转化和散失5. 赛达伯格湖的能量流动分析(定时分析)图例分析:能量流动图解分析(见右上图)(1)W1表示 ,W1 。(2)D1表示 ,D1 。(3)A表示 ,B表示 ,C表示 ,D表示 。(4)由生产者到初级消费者的能量传递效率eq f(D1, W1 ) 。6. 能量流动的特点(1) 。原因:能量只能从上一营养级流入下一营养级,不可逆转,也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自
33、然选择的结果。(2) 。原因:各营养级生物 作用以 形式散失大部分能量,无法再利用。各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用,即 部分。少部分能量被 分解利用。7. 能量传递效率:一般来说,能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 。公式:相邻两营养级间的能量传递效率eq f( 下一营养级同化量 , 上一营养级同化量 )100%某一湖泊的能量金子塔第二营养级某一湖泊的能量金子塔第二营养级第三营养级第四营养级第一营养级(1)概念:将单位时间内各个 所得到的 ,由 绘制成图,可形成一个能量金字塔。(2)分析金字塔中,每一台阶的大小代表该营养级生物所含的 。 储存能量最多的成分是 ,属于
34、 营养级;储存能量最少的是金字塔的顶端,属于 营养级。在一个生态系统中,营养级越多(食物链越长),能量流动过程中消耗的能量就 ,最高营养级获得的能量就 。生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。知识拓展:生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量、有机物总量之间的关系,是定量研究生态系统的直观体现。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量在沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链逐级递减
35、每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目特殊形状无如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系:如人工养殖的鱼塘,生产者的生物量可以小于消费者的生物量9. 能量流动的相关计算规律(重在理解)(1)正推型:知低营养级(A营养级净重M),求高营养级(D营养级增重多少)D营养级最多增重:选最 食物链,按 计算。D 。D营养级最少增重:选最 食物链,按 计算。D 。(2)逆推型:知高营养级(D营养级增重N),求低营养级(消耗A营养级多少)最多消耗A营养级:选最 食物链,按 计算。A 。最少消耗A营养级:选最 食物链,按 计算。A 。练习:下图为某生态系统食物网的一部分图解,据图分析回答:(1
36、)该生态系统中所需的能量来自于 。(2)流经该生态系统的总能量是 。(3)猫头鹰获取能量最多的一条食物链是 。 猫头鹰获取能量最少的一条食物链是 。(4)若猫头鹰的体重增加0.5kg,至少消耗绿色植物 kg,最多消耗绿色植物 kg。(5)若绿色植物有1000kg,则鹰最多增重 kg,最少增重 kg。10. 研究能量流动的意义(1)帮助人们科学规划,设计人工生态系统,实现对能量的 ,从而提高能量的 。(2)帮助人们合理地 ,使能量 。11. 利用能量流动特点确定食物链(网)(1)据能量流动逐级递减特点:能量含量越多,其营养级别越低;能量含量越少,其营养级别越高。(2)据能量传递效率为10%20%
37、,可确定相邻两个营养级能量差别在510倍,若能量相差不多,则应列为同一营养级。写出下列各图表中的食物链(网):表一营养级ABCD固定的总能量15.9870.70.9141.0表二生物体ABCDE有机汞浓度(ppm)0.0570.51680.39图1食物链(网): 。图2食物链(网): 。表一食物链(网): 。表二表示每个营养级生物体内残留的有机汞的浓度,有机汞存在生物富集作用,即随着营养级的增加,有机汞的浓度增加,可知表2食物链(网)为: 。拓展:生物富集的原因: 。第3节 生态系统的物质循环1. 生态系统的物质循环 (1)概念:组成生物体的 ,不断地在 和 之间循环流动的过程。(2)范围:
38、。这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统 。(3)特点: 、 。2. 碳循环(1)碳的存在形式无机环境中:主要以 和 的形式存在。生物群落中:以 的形式存在。(2)循环过程图解(填图) 形式: 。0 作用0硝化细菌0 作用0绿色植物生理过程:0 作用0硝化细菌0 作用0绿色植物 (4)碳返回无机环境(大气中CO2的来源)形式: 。途径:a.动植物的 ;b.分解者的 (实质仍然是 作用);c. 。(5)碳的循环形式在生物群落与无机环境间:主要以 的形式进行。在生物群落内:以 的形式进行,渠道为 。 图例分析:右图是生态系统碳循环图解,图中AD代表生态系统四种成分,代表碳元素在生态系统中循环的途
39、径。(1)图中A代表 、B代表 、C代表 、D代表 。(2)代表光合作用或化能合成作用、呼吸作用和分解作用的序号分别是 、 、 。(3)D在生态系统中的作用是 。(4)在碳循环中,碳元素在中以 形式流动,在中以 形式流动。3. 温室效应(1)形成原因:主要是 短时间内大量燃烧,使大气中 含量迅速增加,打破了生物圈的平衡。(2)危害:升高,加快极地和高山的融化,导致 上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。(3)减缓温室效应的措施:开发 ,减少 燃烧;大力 ,增加绿地面积,从而增加对CO2的吸收。4. 能量流动和物质循环的关系能量流动物质循环形式 (散失) 化学元素( )范围生态系统各营养
40、级生物圈(全球性)过程沿 单向流动在 和 间往复循环特点 联系在生物群落中它们的流动渠道都是 ,且二者 进行,相互依存,不可分割能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程 作为 的载体,使 沿着 流动能量作为 ,使物质能够不断地在 和 之间循环往返生态系统中的各种组成成分,正是通过 和 ,才能够紧密地联系在一起,形成一个统一的整体5.【探究】探究土壤微生物对淀粉的分解作用(1)实验原理土壤中存在种类、数目繁多的 等微生物,它们在生态系统中的成分为 。分解者的作用是将环境中的 分解为 ,其分解速度与环境中的 等生态因子相关。(2)设计案例项目案例1案例2实验假设土壤微生物能分解
41、落叶使之腐烂土壤微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤 处理A烧杯:30mL 淀粉糊在室温(20左右)下放置7天对照组对土壤 处理(自然状态)B烧杯:30mL 淀粉糊自变量 实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度 (大于/小于)对照组对照组落叶腐烂所需时间比实验组 AA1 在A1、B1中加入碘液,在A2、B2中加入斐林试剂并水浴加热A2 BB1 B2 结论分析微生物对落叶有 作用土壤浸出液中的微生物能 淀粉注:案例1中实验组的土壤要进行处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变(例如,将土壤用塑料袋包好,放在60恒温箱中1h灭菌)。6. 富营养化:指水体中 等植物必需
42、的矿质元素增多,导致 植物等大量繁殖,并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。原因分析:工业废水、生活污水等的排放,使水体中 等矿质元素增多,导致水体中植物和浮游动物大量繁殖,通过 呼吸大量消耗水中溶解氧,它们死后的残渣遗体又被好氧微生物分解,进一步使水体中的 含量降低,导致鱼虾等水生生物死亡,尸体被 微生物分解,释放出H2S、CH4等有毒物质,进一步使水质恶化,造成更多水生生物死亡。在淡水中引起的叫 ,海水中引起的叫 。7.生物富集:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。第4节 生态系统的信息传递1. 生态系统信息的种类种类含义实例物
43、理信息生态系统中的 等,通过 传递的信息。物理信息的来源可以是 ,也可以是 蜘蛛网的振动、动物体温、红外线、萤火虫发光、电磁波、蝙蝠的“回声定位”、昆虫发出的声音、鲜艳的花朵、飞蛾的趋光性等化学信息生物在 过程中产生的一些可以传递信息的 植物的生物碱、有机酸等化学物质,动物的性外激素,狗利用其小便记路,某种动物以尿液来标记领地,淡淡的花香行为信息动物体产生的可以在 生物间传递某种信息的 特征蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”(孔雀开屏)、鸟类的报警行为(如危险时急速煽动翅膀)2. 信息传递在生态系统中的作用层次作用举例个体 的正常进行,离不开信息的作用蝙蝠的“ ”;莴苣、茄、烟草种子的必须接受某种波
44、长的光信息才能萌发生长种群生物种群的 ,离不开信息的传递自然界中,植物开花需要光信息刺激,当日照时间达到一定长度时,植物才能够开花(进行生殖生长);昆虫分泌性外激素,引诱同种异性个体前来交尾生物群落调节 ,以维持 食物链中 的关系;草原返青时的“绿色”为食草动物提供可采食的信息;狼根据兔留下的气味去猎捕,兔根据狼的气味或行为特征去躲避3. 信息传递在农业生产中的应用(1)提高 或 的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 ,就可以提高果树的传粉率和 。(2)对 进行控制。如利用音响设备发出 吸引鸟类,使其结群捕食害虫;利用昆虫 诱捕或警示有害动物,降低害虫的 ;利用特殊的 扰乱某些动物的雌雄交配
45、,使有害动物种群的 下降,从而减少有害动物对农作物的破坏。目前控制动物危害的技术大致有 、 和 等。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的 。4. 生态系统的三大功能: 、 和 。它们的区别与联系如下:项目能量流动物质循环信息传递区别来源 途径 特点 范围 地位生态系统的动力生态系统的基础联系共同把生态系统各组成成分联系成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性第5节 生态系统的稳定性1. 生态系统的稳定性(1)概念:生态系统所具有的 或 自身 和 相对稳定的能力。对生态系统稳定性的理解:稳定是 的,总处于 变化中。结构的相对稳定:生产者、消费者和分解者的 和 相对
46、稳定。功能的相对稳定: 与 的输入和输出相对平衡。从能量流动角度分析,若能量的输入 输出,则生态系统处于发展阶段;若能量的输入 输出,则生态系统处于平衡状态;若能量的输入 能量的输出,说生态平衡已被破坏。(2)原因:生态系统具有一定的 能力。2. 生态系统的自我调节能力(1)调节基础: 调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在,不仅存在于 内部,还存在于生物群落与 之间。(2)实例分析生态系统在受到外界干扰时,依靠 能力来维持自身的相对稳定。实例1:河流受到轻微的污染时,能通过 、 和 ,很快消除污染,河流中的生物不会受到明显的影响。实例2:在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟由于食物丰富,数量也会
47、 ,这样,害虫种群的增长就会受到 。实例3:一场火灾过后,森林中种群密度降低;但由于光照更加充足、土壤中无机养料增多,许多种子萌发后,迅速长成新植株。(3)特点:生态系统的自我调节能力不是 。当外界干扰强度超过 时,生态系统的 能力会迅速丧失。例如,我国西北的黄土高原,就是原有森林生态系统崩溃的鲜明例子。3. 抵抗力稳定性和恢复力稳定性(1)抵抗力稳定性概念:生态系统 并使自身的结构和功能 (不受损害)的能力。特点:一般来说,生态系统的 越多,食物网越 ,其 能力就越强,抵抗力稳定性就 ,反之则 。(2)恢复力稳定性:生态系统受到外界干扰因素的 后 的能力。如“离离原上草,一岁一枯荣。野火烧不
48、尽,春风吹又生。”的原因是生态系统具有 稳定性。(3)两者关系:一般呈 关系。(在上图中绘出关系曲线)生物种类越多食物网 (即营养结构 )自我调节能力 抵抗力稳定性 ,而恢复力稳定性 。如:热带雨林生态系统系统抵抗力稳定性 ,但恢复力稳定性 ;草原生态系统抵抗力稳定性 ,但恢复力稳定性 。但对于一些特殊的生态系统,如极地苔原生态系统,由于物种组分单一,营养结构简单,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较 。4. 提高生态系统的稳定性(1)一方面,要控制对生态系统 的程度,对生态系统的利用应该 ,不应超过生态系统的 能力。(2)另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的 、 投入,保证生态
49、系统内部 的协调。(3)提高生态系统(抵抗力)稳定性的主要措施是 。在生物种类相同的情况下,生物的 也会影响生态系统的稳定性。避免盲目引入 ,使原有物种的生存受到威胁。5. 生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小。y值的大小可以作为 稳定性强弱的衡量指标,y值越大,说明该生态系统的抵抗力稳定性 ,反之,抵抗力稳定 。如热带雨林生态系统与草原生态系统受到相同干扰,草原生态系统的y值要 热带雨林生态系统的y值。(3)x表示恢复到原状态所需的时间。x值的大小可以作为 稳定性强弱的衡量
50、指标,x值越大,说明该生态系统的恢复力稳定性 ;反之,恢复力稳定性 。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可以作为总稳定性的定量指标。TS值越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性 。6.【制作】设计并制作生态缸,观察其稳定性(1)实验原理在有限空间内,依据生态系统原理,将生态系统具有的基本成分进行组织,构建人工微生态系统。要使人工微生态系统正常运转,设计时要注意系统内不同营养级生物之间的 。生态系统的稳定程度,取决于它的 组成、 结构和 因素之间的协调关系。观察生态缸中生物的 和 长短,了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。(2)生态缸的设计要求及分析设计要求相关分析生态
51、缸必须是 的防止外界 或 因素的干扰生态缸中能够进行 循环和 流动,在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明 为绿色植物 作用提供光能,保持生态缸内 ,便于观察生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间便于操作,缸内储备一定量的生态缸放置于室内通风、光线良好的地方。采光用较强的 ,避免强光直射光照过强会使生态瓶的 升高,不利于生物的生存;光照过低,不足以满足瓶中生物的 需求选择的动物不宜过多,个体不宜太大减少 对的消耗,防止生产量 消耗量第4章 人与环境第1节 人类活动对生态环境的影响1. 人口增长对生态环境的影响(1)我国的人口现状与前景措施:推行计划生育政策:计划生育是通过降低
52、来控制人口数量过快增长的。它的实施使我国人口出现老龄化的特点,且老龄化速度逐步加快。现状:人口的出生率和自然增长率 。目前已进入了 国家的行列。由于人口基数大,我国人口仍将在较长的时期内 。前景:2020年,人口总数要控制在14.5亿以内。21世纪中叶,人口总数达到峰值(15亿左右)以后,将开始缓慢下降,从而基本实现人口与经济、社会、环境和资源的协调发展。(2)人口增长对生态环境的影响人均耕地减少,粮食需求增加;燃料需求增加;植被破坏;自然资源被大量消耗;环境污染加剧等。注意:人口增长不是造成环境污染的根本原因。人口增长对资源和环境造成了压力,但环境污染的主要原因是人们在发展经济的过程中没有有效地保护环境所致。(3)协调人
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