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文档简介
选择性必修2生物与环境知识点总结TOC\o"1-5"\h\z第一章种群 2第一节种群的特征 2\o"CurrentDocument"探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 11\o"CurrentDocument"第二节影响种群特征的生态因子 15\o"CurrentDocument"第三节种间关系 17\o"CurrentDocument"第2章群落 21\o"CurrentDocument"第一节生物群落的结构 21\o"CurrentDocument"第二节生物群落的类型 25\o"CurrentDocument"探究实践测定土壤动物的物种丰富度 28\o"CurrentDocument"第三节生物群落的演替 30\o"CurrentDocument"第3章生态系统 33\o"CurrentDocument"第一节生态系统的结构 33\o"CurrentDocument"第二节生态系统的能量流动 38\o"CurrentDocument"第三节生态系统的物质循环 43\o"CurrentDocument"第四节生态系统的信息传递 48\o"CurrentDocument"第五节生态系统的稳态及维持 53\o"CurrentDocument"探究实践设计制作生态缸,观察其稳定性 57第4章生态系统的保护 59第一节人口增长和人类活动影响环境 59\o"CurrentDocument"第二节创造人与自然的和谐 63第一章种群第一节种群的特征第1课时种群特征
必备知识一、种群密度及其调查方法.概念:指单位面积或空间内某种群的个体数量。它是种群最基本的数量特征。.调查方法(1)直接计数法适用条件:调查分布范围较小、个体较大的种群。(2)估算法①样方法a.方法步骤:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。b.适用生物:调查个体分布比较均匀的植物或移动能力较弱的动物。c.取样的关键:随机取样,不能掺入主观因素。d.取样的方法:五点取样法和等距取样法。②标志重捕法a.适用范围:适用于活动能力强、活动范围大的动物。b.步骤:确定调查对象捕获并标志部分个体:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标志后再放回原来的环境,并记录个体数。I重捕,计数:一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标志个体数占总个体数的比例,来估算种群密度。c.注意事项:标志物和标志方法不能影响被标志动物的亚赏活动,也不能导致它们产生疾病或被感染等:标志符号必须能够维持一定的时间,至少在调查期间不能消失;标志符号也不能过分醒且,否则被标志动物可能容易受到捕食者的攻击。二、种群的其他数量特征.出生率和死亡率(1)出生率是指某一个种群在单位时间内产生的新个体数占个体总数的比率。(2)死亡率是指某一个种群在单位时间内死亡的个体数占个体总数的比率。.迁入率和迁出率:对一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。.年龄结构(1)概念种群的年龄结构是指一个种群中备型组的个体数占整个种群个体总数的百分比。(2)类型类型图例由老年个体数口成年个体数阿幼年个体数出生率与死亡率种群密度变化趋势增长型A出生率大于死亡率增大稳定型台出生率等于死亡率基本不变衰退型出生率小于死亡率减小4.性别匕匕例(D概念:种群中雌雄个体数量的比例。(2)意义:对种群密度有一定的影响。
1.图解核心突破
国g患匕1.图解增长型稳定型衰退型III
年龄[构||性别比例出生率迁入率测化向预变方m增响量动出生率迁入率测化向预变方m增响量动种群大小及其密度死亡率直接决定种群密度迁出率.图解分析(D种群密度是种群最基本的数量特征,可反映种群在一定时期的数量,种群密度与种群数量呈正相关。(2)决定种群大小和种群密度的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。(3)年龄结构改变出生率和死亡率迭星种群密度邈^变化趋势。(4)性别比例或鸾►出生率这星种群密度。.应用(D利用性引诱剂诱捕雄蛾一一通过改变性别比例来降低出生率。(2)将性引诱剂释放到田地里,干扰雌雄蛾正常交尾一一降低出生率。创新应用如图表示种群数量特征间的关系,据图回答有关问题。'd种群数量一C<e文a
f'bI D(1)图中a-f分别表示种群的什么特征?提示:a〜f分别表示性别比例、年龄结构、种群密度、迁入率和迁出率、出生率、死亡率。(2)预测种群数量变化趋势主要依据图中的哪个特征?并说明理由。提示:图中的b,即年龄结构。因为不同年龄结构的种群中,老年、成年、幼年的个体数不同,因此可预测其未来的出生率与死亡率,进而可预测种群未来的发展趋(3)利用性引诱剂可有效降低害虫的种群密度,其原理是什么?提示:破坏了害虫的性别比例,从而降低了害虫的出生率。
易错提醒(1)年龄结构能预测但不能决定种群密度的变化。(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率不完全取决于年龄结构,还与气候、食物、天敌等因素有关,例如遇到剧烈的气候变化,可使种群数量急剧减少。eg建任种群密度的调查方法1.调查方法与适用对象调查方法适用对象直接计数法分布范围较小、个体较大的种群估算法样方法植物,昆虫卵,活动能力弱、活动范围小的动物,如蛆虫、跳蛹等标志重捕法活动能力强、活动范围大的动物2.样方法与标志重捕法(D两者的比较项目样方法标志重捕法调查程序确定调查对象随 1 ,五点取露当选取样方型(样法g 1 1等距取计数1计算种群密度(所有样方取平均值)确定调查对象捕获并标志(数量为防1重捕、[捕获数(〃)计数(标志数(加)计算种群数量(加e尸,种群数量(种群密度制能)注意事项①样方数目随调查地段的大小而定②选取的样方大小随植物类型而定,如乔木100灌木16 草本植物1m;,③样方法中的五点取样法适用于正方形或不规则形地块,等距取样法适用于长方形或长条形地块④一般不选不容易计数的丛生或蔓生的单子叶植物,而选个体数目容易辨别的双子叶植物①调查期间没有大量个体的迁入和迁出、出生和死亡②标志物不能过于明显,不能对所调查动物的生命活动有影响③标志个体在整个调查种群中均匀分布,标志物在调查期间不会消失⑤取样的关键是做到随机取样(2)误差分析①样方法的误差分析a.对调查对象认识不准,导致统计时有偏差。b.选取样方时,样方的数目、大小不统一。c.在计数时,对各生长期的个体统计不全。d.种群密度因时间、场所等因素的不同差异较大。②标志重捕法的误差分析主要取决于重捕中标志个体数(向偏大或偏小。设种群数量为力只,第一次捕获6只并标志,第二次捕获了a只,其中有6只被标志,根据公式g=3得4=胃。由上式分析可知:Aa ba.若由于某种原因(如标志物易脱落、被标志个体的被捕机会降低、标志物导致被标志个体易于被捕食、在被标志个体稀少处捕获等)造成6偏小,则1偏大。b.若由于某种原因(如被标志个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标志个体密集处捕获等)造成6偏大,则4偏小。c.若在调查期间,调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出,也会造成估算中出现较大误差。3.样方法的计数原则同种生物个体无论大小都要计数,若有正好在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,即只计数相邻两边及顶角上的个体。(如下图所示,图中实心圆就是要计数的个体。)(1)正方形样方应计数相邻两边及其夹角上的个体。(2)圆形样方(虚线表示圆形样方的直径)创新应用.下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果:
种群密度/(株・mr)8718X9其中第四个样方中该植物的分布情况如图:OOO6——O OI(1)如何计数第四个样方的植株数量?该样方的种群密度是多少?提示:需要计数样方以内的个体数量,以及上边和左边及其夹角上的个体数量。个体数量=5+2+1=8,种群密度为8株(2)该植物种群密度是多少?用的数量明显高于其他样方,应如何处理?提示:8株应舍弃。.用标志重捕法调查某动物的种群密度时,若标志个体更易于被捕食,则调查结果是偏高、偏低,还是不变?为什么?提示:偏高。若标志个体更易于被天敌捕食,则重捕中被标志的个体数减小,故种群密度调查的结果会偏高。方法技巧“两看法”选择合适的种群密度调查方法样方法样方法知识网络构建核心语句背诵知识网络构建核心语句背诵.种群的数量特征有种群密度、出
生率和死亡率、迁入率和迁出率、年增长型稳定型衰退型常用调查方法出生率和死亡率年龄结构性别比例颈测变化方向决定决定化交增长型稳定型衰退型常用调查方法出生率和死亡率年龄结构性别比例颈测变化方向决定决定化交迁入率和迁出率I种群数量特征I龄结构和性别比例等,其中种群密度是最基本的数量特征。.调查种群密度常用的方法有样方法和标志重捕法。.年龄结构有增长型、稳定型和衰退型三种类型,年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接影响种群数量变化。第2课时种群数量变化的数学模型必备知识一、数学模型1I表达,1现实对象的信息;验证抽象的数学模型LZ1J厂现实对象和数学模型的关系建立数学模型主要包括表达与验证两个过程。表达是根据建模的目的和掌握的信息(如数据、现象),将实际问题转换成数学问题,用数学语言准确地表述出来;验证是用现实对象的信息检验得到的解答,以确认结果的正确性。这两个过程循环作用,使得数学模型不断完善。二、种群的“J”型增长.含义在理想条件下种群增长的形式,以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“J”型。这种类型的种群增长称为“J”型增长。.数学模型(1)模型假设①条件:食物充裕,空间充足,气候适宜且没有天敌等。②数量变化:种群的数的每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的九倍。(2)建立模型:t年后种群数量为三从汇。(3)模型中各参数的意义:一为某种群的起始数量,大为时间,”表示1年后该种群的数量,4表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。(4)曲线图三、种群的“S”型增长.条件:自然界中的受环境条件和生物自身因素的限制。.原因:随种群数量的增多,生物对食物和空间的竞争趋于激烈,导致出生率降低,死亡率升高。当出生率等于死亡率时,种群的增长会停止,种群数量达到最大值。
.曲线:如下图所示,表现为“S”型增长,种群数量达到环境容纳量后停止增长。.环境容纳量:又称(值,指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。四、种群数量的波动.气候、食物、天敌、疾病等多种因素都会使种群数量发生波动。.在某些不利因素的影响下,有些种群会急剧衰退,甚至灭绝。.4^包也会使种群数量发生一定的变化。核心突破然屿唐种群的“J”型和“S”型增长1.种群的“J”型和“S”型曲线的比较项目“j,,型增长"S”型增长前提条件理想状态:食物充裕,空间充足,气候适宜且没有天敌和其他竞争物种现实状态:食物和空间有限、气候多变、存在敌害种群数量增长模型° 时间/年'L.......- -K(r- -*“ 时间/年有无K值无人值有人值联系A“J”型曲线'境阻力। y//屈(环%容纳量)Z—型曲线~丽库2.种群“J”型增长的数学模型中人的分析NKZ,入代表种群数量是前一年种群数量的倍数,不是增长率。
(1)入>1时,种群密度增大,如图中AB段(2)入=1时,种群密度保持稳定,如图中B、D点。(3)入VI时,种群密度减小,如图中BD段。“S”型曲线中《值与勿2值的分析种隼数量 「含义:在环境不受破坏情况下,一定空间中所K_犬 能维持的种群最大数量厂I特点:K值时种群增长速率为0
K72…卜/2值时种群增长速率最大时间创新应用.据图回答种群数量变化的相关问题:(1)尝试分析曲线a、b之间的阴影部分表示的含义。提示:阴影部分表示由于环境阻力的存在,在生存斗争中被淘汰的个体数目。(2)下列因素中可使图乙中曲线c变为曲线d的有哪些?(填序号)①过度放牧对某种牧草种群的影响②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响④大量引进外来物种对本地物种的影响⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响提示:①②④⑤。.从环境容纳量的角度思考,对家鼠等有害动物的控制,应采取什么措施?提示:降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌等。
知识扩展知识扩展图甲图乙图丙三图对比分析解读:(1)。之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相对充裕,种群数量增长较快,当种群数量为勿2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。(2)t^t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降。(3)为时,种群数量达到4值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化.实验原理(D用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的环境中,酵母菌种群的增长呈“J”型增长;在有限的环境中,酵母菌种群的增长呈“S”型增长。.实验步骤
培养基类型、培养条件T培养基类型、培养条件T液体培养基,无菌条件].计数方法:抽样检测法。.具体计数过程:先将盖玻片盖在计数板上,用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘,让培养液自行渗入计数室,多余的培养液用滤纸吸去,片刻后,待酵母菌沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,运用样方法计数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。[实验关键•探究学习].实验设计提出问题作出假设分别用等量培养液,在相同适宜环境培养液中酵母菌种群的数珏是怎样随时间变化的?提出问题作出假设分别用等量培养液,在相同适宜环境培养液中酵母菌种群的数珏是怎样随时间变化的?中培养等量酵母菌方法步骤每天用血细胞计数板计数一个小方格内的酵母菌数量并作记录,连续7天全班汇总各组7天的数据,算出每天全班各组数据的平均值,根据平均值画出酵母菌种群数量的增长曲线分析结果得出结论.实验结果与分析(1)酵母菌增长曲线图:(2)趋势:先增加再减少。(3)分析①增长:在开始时培养液的营养充足,空间充裕,条件适宜,因此酵母菌大量繁殖,出生率高于死亡率,种群数量剧增。②稳定和波动:随着酵母菌数量的不断增多,营养消耗、pH变化、有害产物积累等,酵母菌死亡率逐渐升高,当死亡率等于出生率时,种群数量不再增长。③衰退:随生存条件进一步恶化,酵母菌死亡率高于出生率,种群数量下降。.实验关键(D操作提示①溶液要进行定量稀释,每天计数酵母菌数量的时间要固定。②从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。③制片时,先将盖玻片放在计数室上,用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘,让培养液自行渗入计数室,多余的培养液用滤纸吸去。④制好装片后,应稍待片刻,待酵母菌沉降到计数室底部,再用显微镜进行观察、计数。⑤结果最好用记录表记录,如下表所示:时间(天)123456 数量(个) (2)计数提示①计数原则:显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则计数。②结果异常的原因:a.统计结果偏小的原因:取液时未摇匀,吸取的培养液中酵母菌偏少;在计数时,未计边缘的酵母菌等。b.统计结果偏大的原因:取液时未摇匀,吸取了表层的培养液;在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。(3)注意事项①测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的,与自然界中的种群数量变化有差异。
②在进行酵母菌计数时,由于酵母菌是单细胞生物,因此必须在显微镜下计数,且不能准确计数,只能估算。③血细胞计数板必须保持干燥,否则培养液将不能渗入计数室。④清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗,不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干,应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。方法技巧(1)计数方法:血细胞计数板有两种方格网,对于16X25的方格网,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25X16的方格网,计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。如图所示。知识网络构建种群数量的波动和下降探究培知识网络构建种群数量的波动和下降探究培养液中薛母菌种群数[量而菱化一数增线群的曲种量长建构种群增长〔模型的方法J(2)计算方法:大方格长度为1mm,高度为0.1mm(即规格为1mmX1mmXO.1mm),则每个大方格的体积为0.1mm1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下,种群数量呈“J”型增长,数学模型为儿=及,。2.正常情况下,自然界的资源和空间是有限的,种群数量会呈“S”型增长。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称《值。1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下,种群数量呈“J”型增长,数学模型为儿=及,。2.正常情况下,自然界的资源和空间是有限的,种群数量会呈“S”型增长。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称《值。4.种群的延续需要有一定的个体
数量为基础。核心语句背诵第二节影响种群特征的生态因子必备知识一、生态因子.概念:环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接影响的因素,称为生态因子。.分类:「非生物因素:阳光、温度和水等牛木闵孑《 ——I生物因素:生物之间的各种相互关系二、非生物因素.水对种群特征的影响(1)水是生物不可缺少的重要组成成分,生物的生命活动离不开水。(2)植物的种群密度受水的影响很大。(3)水对动物的生长发育、空间分布及种群数量也有影响。.阳光对种群特征的影响(1)光的波长、光照强度和日照长度等都是重要的生态因子。(2)不同波长的光对生物有不同的影响,如昆虫对紫外光的趋光性。(3)光照强度对植物生长及形态结构的构成有重要作用,光照强度也影响很多动物的行为。(4)日照长短可影响植物的五花。如长日照植物和短日照植物。日照长短会影响动物的繁殖、迁徙。.温度对种群特征的影响(1)任何生物都生活在具有一定温度的环境中,并受温度变化的影响。(2)长期生活在高温环境中的生物与长期生活在低温环境中的生物表现出丕回的适应环境的方式。.土壤对种群特征的影响(1)土壤是陆生生物生活的基质,它提供生物生活所必需的无机盐和水分。(2)植物对于长期生活的土壤会产生一定的适应性,并因此形成各种以土壤为主导因素的植物生态类型。.生物与环境是相互依存的统一体,对某一特定生物种群,在特定时期,某种生态因子会成为影响该种群的差键性因壬。核心突破国屿名影响种群数量特征的因素种群数量的变化受多种生态因素的影响。生态因素包括生物因素与非生物因素。生物因素包括种内关系(如种内互助和种内竞争)与种间关系(如竞争、捕食、寄生、共栖和互利共生等)。非生物因素包括水、光照、温度和土壤的理化性质等。环境中的各种生态因素,对生物体是同时共同起作用,而不是单独地、孤立地起作用。即生物的生存和繁衍,是受各种生态因素的综合影响。强调生态因素的综合影响,并不是把各种生态因素的作用等量齐观。在任何具体的生态关系中,在某种情况下某个生态因素可能起的作用最大,这时,生物体的生存和发展主要受这一关键因素的限制。例如,在干旱地区,水是关键因素;在寒冷地区,温度是关键因素;在海洋的深处,光是关键因素,但在光能到达的海洋部分,矿质养分是关键因素等。1.非生物因素的种类因素作用方式举例光照强度光照强度会影响植物的正常生长,进而对出生率和死亡率产生影响森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度温度温度会影响酶的活性,进而影响生物的生存较寒冷地区,种子在冬季不能萌发;蚊类等昆虫在冬季一般全部死亡水水参与细胞代谢,生命活动离不开水干旱会使动植物缺水而死亡;干旱会使东亚飞蝗爆发式增长氧气氧气是需氧生物进行有氧呼吸的反应物;氧气是厌氧生物代谢的抑制条件酸菜坛中必须无氧才能使乳酸菌大量繁殖;水体中必须有足够的溶解氧才能保证鱼、虾不会死亡2.非生物因素的影响非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。如春夏时节动植物种群数量普遍迅速增长,这是气温升高、日照时间延长、降水增多等众多因素综合作用的结果。易错提醒生物种类是多样的,其赖以生存的环境条件也是多样的,我们在分析影响种群数量变化的非生物因素时,可以分两种情况:(1)非生物因素主要通过影响生物的细胞代谢而影响其生长发育,进而影响其死亡率。(2)非生物因素通过影响其生殖(如长日照植物,干旱条件下蝗虫受精卵容易孵化等)进而影响其出生率。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵生物之I人- 生物 影响种群特征 非生物L水,p4& 因亲 的生态因子 因素下温度互关系 二上策.凡是影响种群重要特征的因素都会影响种群的数量变化。.种群特征的变化受到温度、阳光、水、土壤等非生物因素的影响。.阳光对种群特征的影响,包括光的波长、光照强度、日照长短等生态因子。.生物与环境是相互依存的统一体。第三节种间关系必备知识一、种间关系.概念:不同物种的生物种群之间的关系称为种间关系。.分类:%种间的负相互作用:竞争、捕食、寄生种间关系〈 I种间的正相互作用:互利共生、偏利共生二、种间的负相互作用.竞争(1)概念:指生活在同一区域的两种或两种以上的生物争夺同一资源而产生的直接或间接抑制对方的关系。竞争的资源可能是食物、水分、无机盐,也可能是阳光、空间等。(2)意义:竞争对种群的生存有重要影响。.捕食(1)概念:指一种生物取食另一种生物的种间关系。(2)意义:捕食者种群和被捕食者种群之间相互制约,调节着捕食者和被捕食者的种群数量。.寄生(1)概念:一种生物(寄生物)寄居于另一种生物(宿主)的体内或体表,从而摄取
宿主养分以维持生活的现象。(2)寄生物的形态结构和生理功能等方面都会有适应宿主环境的特征。三、种间的正相互作用.互利共生:两个生物种群生活在一起,相互依赖、相互得益的关系。.偏利共生:共生的两种生物的相互作用对其中一方有利,并对另一方无害的关系。核心突破建, 种间关系的比较关系名称数量坐标图能量关系图特点举例捕食数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后羊与草;狼与兔;青蛙与昆虫0时向图甲减少”的不同步性变化个体数X:数量上呈现出“你死我活”的同步性变化。两种生物生存能力不同,如图乙;生存能力相同,如图丙牛与羊;农作物种间竞争个体数时M图乙©C论与杂草;大草履虫与小0时向图丙草履虫寄生个体数;;一(E如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主蛔虫与人;菟丝子与大豆;噬菌ab时间图丁A寄生生物B宿主会生活得更好体与被侵染的细菌互利共个体数〜3数量上两种生物同时增力口,同时减少,呈现出大豆与生0 时间图戊“同生共死”的同步性变化根瘤菌
偏利共生0时回图己©O利两者生活在一起,对一方有利,对另一方无害。二者分开,都能独立生存攀缘植物与高大树木辨析比较与种间关系有关的几组概念辨析原始合作与互利共生共同点:共同在一起时对双方都有利区别:原始合作的双方分开后均能独立生活,而互利共生的双方分开后出现两方或其中一方不能正常生活的现象种内竞争与种间竞争种内竞争:同种生物之间存在的对于空间和资源的竞争。如绵羊和绵羊、棉花与棉花种间竞争:不同种生物之间的竞争,如棉花与杂草捕食与竞争捕食是一种生物以另一种生物为食,目的是获得食物与能量,用以维持自身的生存竞争是生物为了争夺食物、空间等资源而发生的相互排斥的现象寄生与捕食寄生是寄生者从宿主身上获取养分,宿主的结构仍然是完整的,如蛇虫从植物的叶片上吸取汁液捕食是一种生物以另一种生物为食,发生捕食关系后,被捕食者的结构已经不完整,如羊吃草后,草已不完整寄生与腐生寄生是从活的生物体获得营养物质腐生是从死的生物体获得营养物质寄生与互利共生寄生:对寄生者有利,对宿主有害互利共生:两者相互依存、彼此有利(1)上述种间关系都有利于种群的进化。(2)竞争关系可使处于劣势的种群趋于灭亡,以利于优势种得到更多的资源和空间。(3)捕食者与被捕食者通过捕食关系在数量上相互制约。一般情况下,捕食者不会将被捕食者全部捕获;寄生生物一般会给宿主造成一定伤害,但不立即导致宿主死亡。巧辨三种种间关系曲线(1)互利共生曲线:数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化。(2)捕食关系曲线:数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同
步性变化(不会导致某种生物灭绝)。坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定:①从最高点判断,捕食者数量少,被捕食者数量多;②从变化趋势看,先达到波峰的为被捕食者,后达到波峰的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。(3)竞争关系曲线:数量上呈现出“你死我活”的同步性变化,一种生物数量增加,另一种生物数量下降,甚至降为零。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵-♦种间的负相互作用一f捕食种间关系一L互利共生l种间的正相互作用t」■偏利共生.不同物种的生物种群之间的关系称为种间关系。种间关系分为种间的正相互作用与负相互作用。.种间的负相互作用包括竞争、捕食、寄生等,种间的正相互作用包括互利共生、偏利共生等。.竞争可能使两个不同种群达到协调的平衡状态,而激烈的种间竞争也有可能使竞争中处于劣势的一方消失。.捕食者种群和被捕食者种群相互制约,调节着捕食者和被捕食者的种群数量。.生物种间关系的多样化是生物进化的结果,也是生物与环境相互作用的结果。第2章群落第一节生物群落的结构必备知识一、生物群落具有水平结构和垂直结构.群落:是特定空间或生境中各种生物种群所构成的集合。.水平结构(1)概念:群落中的各个种群在水平方向上的配置状况或水平格局。(2)现象:镶嵌分布。(3)决定因素:光照强度、地形差异、湿度的不同和动物的活动等。.垂直结构(1)概念:是指群落垂直分化形成的群落分层现象。(2)现象:分层。(3)决定因素:植物分层:阳光等。动物分层:食物、特定的栖息环境等。.影响群落结构的因素(1)竞争和捕食等关系在群落结构形成中具有重要作用。(2)生物群落的空间异质性也对群落的结构产生影响。二、群落随时间而改变.群落的结构不是静止不变的,会随着时间的推移而发生变化。.群落的外貌是区分不同群落结构及类型的主要标志。群落的外貌随时间的推移而发生周期性的变化,是群落结构的重要特征。.季相:随着气候季节性交替,群落呈现不同的外貌。核心突破国3重 群落的空间结构和生态位阔叶林J苴愿」高版《向阔叶林J苴愿」高版《向乔木层-•灌木层一草本层f绿藻&无向工一4200~3800m的海拔内,三个不1谭4同的自然区域内植物的分布状况(1)垂直结构①表现一一分层现象。②B处的结构分析:'上乔木层……接受全光照 '植物j 草本层……仅利用全光照的i%~5%r光照强度决〔下苔辟地衣层……仅利用微弱的光照,定,(上猫头鹰 森林上层 ,I大山雀 灌木层 [影响/食物条件动物]鹿、野猪 地面活动 j因素j栖息空间、下蚯蚓及部分微生物……落叶层和土壤.③c处的结构分析:由于不同光质其波长不同所含有的能量不同,导致穿透力不同,其中紫光的穿透力最强,而红光的穿透力最弱,导致了不同藻类的垂直分布。影响动物分布的是栖息空间和食物条件。(2)水平结构①表现镶嵌分布。②A处影响因素分析:地形的变化是影响植物水平分布的主要因素,原因是不同高度的温度不同。除上述影响水平结构的因素外,还有光照强度的不同、土壤湿度和盐碱度的差异、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等。(3)群落结构的形成及意义①群落的垂直结构与水平结构都与环境中的生态因素有关,垂直结构和水平结构的具体表现都是在长期的自然选择基础上形成的对环境的适应性。②生物在垂直方向及水平方向上的位置关系,有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。2.对生态位的理解
(1)生态位不只是具体的栖息地,它除了说明栖息地以外,还说明这一物种在群落中处于什么地位和起什么作用。(2)生态位的内容:包括该物种觅食的地点、食物的种类和大小,还有其每日的和季节性的生物节律,以及所需要的物理(如温度、湿度、pH等)和生物条件以及与其他生物之间的关系等。(3)群落中生态位相似的物种要通过竞争相互夺取生态位。①生态位越近似的物种,竞争越激烈,选择压力越强。②举例:如图为3个共存物种对资源利用曲线。图A和图B中3个物种的资源利用状况不同。图A中3个物种的生态位狭窄,种内竞争激烈;图B中3个物种的生态位重叠程度大,种间竞争激烈。H-dH-d-*+*—</—►!物种1物种2物种3(注:"为曲线峰值间的距离;”为曲线与中间标准线间距。)③结果a.其中一个物种趋于灭绝。b.生态位发生分化,减少或排除了相互竞争,共存下来。c.出现优势物种。(4)生态位分化的意义:提高了生物利用环境资源的能力。生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。创新应用*如图为山坡m、海洋n两个不同的自然区域内植物的分布状况。据图分析以下问题:-绿藻n-绿藻n(1)山坡m内植物的分布状况是不是一个群落中的垂直结构?请说明理由。提示:不是。高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高,温度下降明显,从而导致不同海拔高度植被分布不同,依次为:阔叶林一针叶林一高原草甸一苔原。这种状况与地球南(北)半球随纬度升高植被分布的原理相同,属于植物的地带性分布,不是群落垂直结构中的分层现象。(2)海洋n中各种藻类植物的分布是不是属于群落的垂直结构?说明理由。提示:属于。在海洋水域的不同水层中,分布着不同的藻类植物,这种在垂直方向上的分层现象显然属于垂直结构。易错提醒认识群落结构的两个误区(1)不能误认为同种生物内的个体因外界环境的影响而产生的高度差异属于垂直结构。(2)不能误认为恶劣环境中的生物类群的进化程度就低,生物的进化程度与环境之间没有必然的联系。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵水平结构1•—群落的结构T季相垂直结构」 一影响因素.群落是特定空间或生境中各种生物种群所构成的集合。.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。影响植物分层现象的主要因素是阳光,影响动物分层现象的主要因素是栖息空间和食物条件。.生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系称为生态位。.随着气候季节性交替,群落呈现不同的外貌,这就是季相。第二节生物群落的类型必备知识一、多种多样的生物群落1.群落多样性的影响因素:地理位置、气候、地形和土壤等。2.分类陆地生物群落一—荒漠生物群落2.分类陆地生物群落一—荒漠生物群落—草原生物群落—森林生物群落苔原生物群落I水生生物群落.森林生物群落(1)热带雨林:分布在赤道附近低海拔、高温、多雨地区,热带雨林结构复杂,其中的动物类群十分丰富。(2)亚热带常绿阔叶林:在我国分布虹,主要植物为终年常绿阔叶林,分层现象显著,动物种类较为丰富。(3)温带落叶阔叶林:四季分明,主要植物在春夏季长叶,秋冬季落叶,其群落的垂直结构分层明显。(4)北方针叶林:群落结构简单,主要由耐寒的针叶乔木组成。.草原生物群落(1)热带草原:分布于热带干燥地区,以喜高温、旱生的基生植物为主,异稀疏散布有耐旱,矮生的乔木等。(2)温带草原:分布于中等程度干燥且较寒冷的地区,植被分层简单,以耐寒的草本类占优势。.荒漠生物群落:分布在亚热带和温带的气候干燥、降水量极少、蒸发强烈、风力作用强劲的地区。散生着一些特别耐旱的植物,动物多数耐旱。.苔原生物群落:主要分布在高纬度和高海拔的寒冷地区,优势植物有苔辞和地衣等,动物种类贫乏。二、物种丰富度.概念:主要是指一定空间范围内物种种类的数量,可以表示生物群落中物种种类的丰富程度。.测定物种丰富度的方法(1)记名计算法:适于研究分布范围较小,而生物个体较大的生物群类。(2)目测估计法:适于植物个体数量较多而植物体型较小的样地。(3)样方法:也是测定种群密度的方法。三、不同群落中的生物与环境相适应.针叶林生物群落与环境相适应植物主要由云杉、冷杉和落叶松等裸壬植物组成。动物一般都具有耐寒性,且能适应林中生活。.荒漠生物群落与环境相适应植物大多耐旱、耐盐。如有些植物的叶面角质层厚,气孔下陷且密度小:有些植物叶面具有细密的绒毛,可减少蒸腾作用;有些植物叶面积很小,甚至呈细针状;有些植物近乎无叶,以绿色的茎进行光合作用。.草原生物群落与环境相适宜耐干旱的草本植物特别茂盛。以草本植物绿色部分为食的喳齿类动物相对繁盛。核心突破国g医 生物群落中生物与环境的适应.陆地生物群落中生物与环境的适应群落类型荒漠生物群落草原生物群落森林生物群落环境条件干旱,年降水量稀少且分布不均匀半干旱,不同年份或季节雨量不均匀湿润或较湿润植物的适应①提高吸水能力,如骆驼刺属植物植株才几厘米高,但根可长达15m;②减少水分散失,如仙人掌属植物有肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在夜晚才开放耐寒的旱生多年生草本植物占优势,有的草原上有少量灌木丛,乔木非常少见;植物往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱阳生植物多居上层,能吸收比较强的阳光;阴生植物的茎细长,叶薄,细胞壁薄,机械组织不发达,但叶绿体颗粒大、呈深绿色,适应在弱光条件下生存动物的适应减少水分散失。①表皮外有角质鳞片;②蛋壳坚硬;③以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物;④天热时退到地下等阴凉处大多具有挖洞或快速奔跑的特点营树栖和攀缘生活的动物种类特别多2.热带雨林和落叶阔叶林中植物对环境的适应群落类型热带雨林落叶阔叶林
气候特点全年高温、湿润夏季凉爽、冬季较为寒冷、雨量比较丰富影响因素阳光、通风阳光、温度植被特点物种丰富,垂直分层复杂;一年四季都有开花、结果的植物夏季枝叶茂密,冬季树叶枯落;在春季或秋季,林下草本植物迅速生长、开花、结果乔木及藤本植物特点乔木分几个层次,往往有板状根,只在树顶形成树冠;藤本植物非常发达,交错攀缘,甚至直达树冠(争夺阳光)树冠发达,林冠往往整齐;芽具有鳞片,树皮厚(以利于度过严冬)植物的繁殖风媒花很少,通过艳丽的花朵和鲜艳多汁的果实吸引动物传播花粉和种子(动物传播)多在春季树叶没有展开前开花,且多数为风媒花;不少种类的果实有翅(风传播)思维拓展阳生植物阳生植物要求全日照并且水分、温度等条件适宜,不存在光照过强的问题,多生长在旷野、路边,如蒲公英、刺范等,树种中的松、杉、柳、杨、桦、槐等都是阳生植物,草原和沙漠植物、先叶开花植物、一般的农作物也都是阳生植物。方法技巧:荒漠生物群落中的生物以“保水”为生存关键代表生物防止水分散失的措施仙人掌属植物、骆驼刺属植物(1)仙人掌具有针状叶和肥厚的肉质茎,夜晚气孔开放等均利于防止水分散失。(2)骆驼刺的根可达15m,有利于吸收地下深处的水分爬行动物(1)蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片,有助于减少水分蒸发;天太热的时候退到阴凉处。(2)有些爬行动物以固态尿酸盐的形式排出含氮废物从而减少体内水分的流失探究实践测定土壤动物的物种丰富度.实验原理:尝试采用样方法测定动物类群的丰富度。.常用于统计物种丰富度的方法:记名计算法、目测估计法、样方法.探究步骤小七f(1)制作取样口准备 <I(2)记录调查地点的地形和环境的主要情况确定样方与取样(1)随机选取3〜5个样方(2)采集样方内的落叶和土壤(3)注明取样的时间和地点等采集小动物——,(1)常规方法:吸虫器取虫(2)简易方法:镜子取虫观察和分类f(1)设计表格便于记录<(2)借助动物图鉴查清名称、(3)使用放大镜、体视显微镜观察统计和分析(1).(2)统计丰富度完成研究报告[实验关键•探究学习]1.头验汪意事项(1)取样时应注意随机取样,以免结果偏差较大。(2)小动物类群因取样地段不同,可能差异较大。从不同的环境中采集的土壤样本要分开统计,并尽可能多地收集小动物。(3)在装样的塑料袋上要标明取样的地点和时间。(4)用体积分数为70%的酒精杀死并保存标本,若要保存活体通常用含有湿棉花的试管收集。(5)体型较大的小动物可用包着纱布的镜子直接取出来,体型较小的小动物则需用吸虫器采集。(6)仅仅统计群落中的物种数,不足以全面了解群落的结构,因此,在统计群落中物种数目的同时,还可统计物种在群落中的相对数量。.用具分析采集小动物的两种方法所用到的仪器如下图:(1)诱虫器(A图):诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置,诱虫器利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,使土壤动物远离光源、热源。(2)吸虫器(B图):吸虫器中的纱布作用是防止吸气时将土壤小动物吸走。思维拓展注意区分丰富度的两种统计方法(1)记名计算法是指在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目。一般用于个体较大、种群数量有限的群落。(2)目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有:“非常多、多、较多、较少、少、很少”等。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵森林生物群善一1草原生物群落—陆地生物荒漠生物辞落群落 不同舞落中生苔虏生物孤薄」 一生物聚落的类型白扉生物时■瘠 水生生物 ] 物与环境相连应3". 」 物再丰富度群落.根据群落的外貌和物种组成等方面的差异,可以将陆地的群落大致分为荒漠、草原、森林等类型。.不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点,不同群落中的生物也都有其适应其环境的特征。群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。.物种丰富度是指一定空间范围内物种种类的数量,可以表示生物群落中物种种类的丰富程度。.统计物种丰富度常用的方法有记名计算法、目测估计法和样方法。第三节生物群落的演替必备知识一、群落的初生演替和次生演替.演替的概念:在生物群落发展过程中,随着时间的推移和空间分布的变化,一个群落替代另一个群落的演替过程。.类型(1)初生演替①概念:在从未有过植物生长或虽有过植物生长但已被彻底消灭了的裸地发生的演替。②过程(以火山裸地上发生的演替为例)火山裸地f地衣群落阶段f苔薛群落阶段f草本群落阶段f灌木群落阶段f乔左群落阶段。(2)次生演替①概念:一个群落在演替过程中,若受到突发的自然事件(如火灾)或人为事件(如弃耕)的干扰,群落中的植被就会遭受严重破坏,甚至消失,但原有的土壤条件基本保留,原有植物的繁殖体仍有可能存在,进而进行新的演替。②过程(某群落在火灾后发生的演替为例)遭火灾的群落一一年生植物一草本植物和多年生植物一草本植物、灌木、乔木—“森林。二、影响群落演替的因素.群落内部因素的变化是群落演替的根本原因。.群落外部环境因素的不断变化也常常引发群落的演替。.此对群落演替的影响很大。核心突破店群落的演替.群落演替两种类型的比较类型内给、初生演替次生演替起点从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方原来有群落环境,只是失去了原有植被时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃耕农田上的演替2.群落演替的方向及变化方向简单f复杂f稳定复杂f简单f稳定实例大多数自然群落(环境条件适宜)受污染或破坏的群落能量变化增加并趋向于稳定减少并趋向于稳定物质变化二书机物的量。有机物的量。一时间3.影响群落演替的因素群落外界环境因素、群落内部因素、人类的活动等常常处于变化过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰,因此,群落就不断地演替。(1)群落外界环境因素环境的不断变化为群落中某些物种提供了有利的繁殖条件,而对另一些物种的生存产生了不利影响。(2)群落内部因素①生物本身不断进行繁殖、迁徙;②群落内部种群相互关系的发展变化。(3)人类活动的影响在某一地区,群落演替的结果往往是由环境和群落内的生物共同作用而决定的,但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。注意(D并不是每个地区的群落演替中都是人类活动的影响最大。(2)人类活动通常是有意识、有目的地进行的。人类活动可以对生物之间以及生物与环境之间的相互关系产生影响并加以控制,甚至可以建立新的关系。人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。易错提醒有关群落演替的两点提醒(1)能否演替成森林阶段与演替的类型无关,不管是初生演替还是次生演替,都可能演替到相对稳定的阶段。(2)初生演替与次生演替的本质区别在于演替的起点不同,即是否具备土壤条件。
初生演替是在不具备土壤条件的地方进行的演替,而次生演替则是在具备土壤条件的地方进行的演替。知识网络构建核心语句背诵知识网络构建核心语句背诵1反K进行||方极群落|(和一个个蒋第理|、"""1反K进行||方极群落|(和一个个蒋第理|、"""J H।|被优势取代],VV,y另一些物种另一个科落类型I类型科益演#I初生演林II次生演替I群落种间关系动态变化科落的主要类].型和解落演善JrU群落的主要类型0 5.群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。.初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。.次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。.人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。第3章生态系统第一节生态系统的结构必备知识一、生物与环境构成生态系统.生态系统的概念:在一定空间中的生物群落与非生物的环境因素相互作用而形成的统一体。|组成成分①非生物的物质和能量②生产者|组成成分①非生物的物质和能量②生产者③消费者④分解者提小:①一c②一a实例b.腐生细菌、真菌c.光、热、水、空气、无机盐d.动物(大多数)③一d b二、生物圈是最大的生态系统.生物圈的概念:地球上的全部生物及其无机环境的总和,包括岩石圈上层、水圈和大气圈下层。.生态系统的类型:将序号所示生态系统的类型进行归类:①海洋生态系统②草原生态系统③森林生态系统④农田生态系统⑤果园生态系统⑥冻原生态系统⑦淡水生态系统⑧人工林生态系统⑨荒漠生态系统⑩城市生态系统自然生态系统人自然生态系统人工生态系统三、生态系统的营养结构一一食物链、食物网.食物链(1)概念:在生态系统中,生物之间由于营养关系而形成的营养结构。(2)实例
食物链营养级—t——第二营养级—成分生产者食物链营养级—t——第二营养级—初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者.食物网(1)概念食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。(2)形成的原因①一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。②一种植食性动物既可能吃多独植物,也可能被多独肉食性动物所食。(3)功能食物链和食物网是生态系统的营养结构,物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。四、特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构一个特定生态系统的营养结构是由构成该生态系统的生物因素与非生物因素共同决定的。核心突破谊g世二生态系统的组成成分.生态系统四种成分组成内容、作用、地位的比较比较项目组成内容作用地位非生物的物质和能量光、热、空气、水、无机盐等为生物提供物质和能量,是生物群落赖以生存和发展的基础必备成分生产者主要是绿色植物,也包括化能自养型微生物(如硝化细菌)无机物f有机物;光能、无机化学能f有机化学能;为消费者提供食物和栖息场所主要成分(基石)消费者包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子)加快生态系统的物质循环,有利于植物的传粉和种子的传播最活跃的成分分解者营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜕螂)通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物,被生产者重新利用物质循环中的关键成分2.生态系统各组成成分的相互关系据图可知:(D非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。(2)生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其贮存的化学能)的成分,因此,可以说生产者是生态系统的基石。(3)从理论上讲,消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质,所以消费者不是生态系统必要的基础成分,但在自然生态系统中,生产者、消费者和分解者都是紧密联系,缺一不可的。(4)分解者在生态系统中占有重要地位。如果一个生态系统中没有分解者,动植物的遗体残骸就会堆积如山,生态系统就会崩溃。因此,从物质循环角度看,分解者在生态系统中占有重要地位。(5)生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”;生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。易错提醒生态系统成分中的三个“不等于”(1)生产者#植物:生产者不一定都是植物,某些细菌也可以是生产者,如硝化细菌等;植物也不一定都是生产者,如菟丝子是消费者。(2)消费者W动物:消费者不一定都是动物,如某些营寄生生活的微生物;动物也不一定都是消费者,如营腐生生活的蚯蚓是分解者。(3)分解者W微生物:分解者不一定都是微生物,还有某些营腐生生活的动物如蚯蚓;微生物也不一定都是分解者,如硝化细菌是生产者。巡屿金三食物链和食物网1.食物链的分析食物链草 __^ 蛇-*鹰*X匕所属绿色植食性小型肉食大型肉食类型植物动物动物动物成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者营养级第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级(1)每条食物链的起点总是生产者,最末是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,中间为多种动物,有任何间断都不算完整的食物链。(2)在食物链中,当某种生物大量增加时,一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少,作为其天敌的下一营养级数量增多。(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约的,使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自种间,也可能来自种内。(4)食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的,不会倒转,因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。(5)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是某种群。.食物网的分析(1)营养位置:同一种消费者在不同的食物链中,可以占有不同的营养级,如猫头鹰在食物网中分别占有第三、第四、第五营养级,即猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。(2)种间关系:在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合,如蛇与猫头鹰,二者之间既有捕食关系,又有竞争关系。(3)生物种类与食物网的复杂程度:食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而并非取决于生物数量。.食物链和食物网的功能(1)生态系统保持相对稳定的重要条件:一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。(2)生态系统的营养结构:食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。思维拓展食物链(网)的三个注意点(D食物网中某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,既不是单个个体,也不是某个种群。(2)种间关系:在食物网中,两种生物之间可能有多种种间关系。如蛇与猫头鹰,二者之间既有捕食关系,又有种间竞争关系。(3)生物种类与食物网的复杂程度的关系:食物网的复杂程度主要取决于存在捕食关系的生物种类,并非取决于生物数量。方法技巧:食物网中生物数量的变化分析(D食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定。“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:免 -蛇一青蛙\tf\食草鸟 食草昆虫\t'绿色植物/若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。[课堂小结]知识网络构建I生杰系统[课堂小结]知识网络构建I生杰系统I
I核心语句背诵.在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,叫作生态系统。.生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。.生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。.生产者都是自养生物,主要是绿色植物。.分解者主要是细菌和真菌,也包括一些腐生动物,比如蚯蚓、蜕螂等。.食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。第二节生态系统的能量流动必备知识一、能量流动的概念和过程.概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。.能量流经第一营养级的过程(1)输入:生产者通过光合作用将太阳光能转化为化学能,固定在有机物中。⑵能量去向①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。②随着残枝败叶等被继者分解而释放出来。③被初级消费者摄入体内,流入第二营养级。.能量流经第二营养级的过程(1)输入:通过摄食生产者获得。(2)去向①通过呼吸作用以热能形式散失。②以遗体残骸的形式被会解者利用。③被次级消费者捕食,流入下一营养级。.能量流动过程图解光能用—>T"^(1)补充图中标号代表的内容甲:生产者;乙:初级消费者;丙:次级消费者;T:呼吸作用;戊:分解者。(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向①通过自身呼吸作用以热能形式散失。②被下一营养级同化。③被分解者分解利用。二、能量流动的特点.特点(1)单向流动:沿食物链由低营养级流向高营养级,不可逆转,也不能循环流动。(2)逐级递减:①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。②营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,生态系统中的能量流动一般不超过1个营养级。.能量传递效率(1)一般来说,在输入到某一个营养级的能量中,只有10%〜20%的能量能够流到下一个营养级,也就是说,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%〜20%。(2)计算公式下一营养级同化量相邻两个营养级间的能量传递效率=;一募器;矍X100%o三、生态金字塔.能量金字塔将单位时间内各宜养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成一个金字塔图形。.生物量金字塔用能量金字塔的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系。.数量金字塔用能量金字塔的方法表示各个营养级的生物个体的数目比值关系。.生态金字塔能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔统称为生态金字塔。四、研究能量流动的实践意义.研究生态系统的能量流动,可以帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑能量的有效利用。.研究生态系统的能量流动,合理地优化生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对生产有益的部分,可以使农业生产获得更大的效益。核心突破国g(«^-能量流动过程.能量流动概念的理解f源头:太阳能团J[流经生态系统总能量:生产者固定的太阳能总量I厂二祠途径:食物链和食物网我邂一f形式:有机物中的化学能转化一太阳能一有机物中的化学能一热能(――.f形式:最终以热能形式散失史但[过程:呼吸作用.流入某一营养级的能量的来源和去路也自 [a.生产者的能量主要来自太阳能(1)能量来源(b.消费者的能量来自上一营养级同化的能量(2)能量去向:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析:(a.自身呼吸消耗①不定时(能量的最终去路乂b.流入下一营养级1c.被分解者分解利用
'a.自身呼吸消耗②定时(某段时间内的能量去路)〈b.②定时(某段时间内的能量去路)〈c.被分解者分解利用、d.未被利用
方法技巧:“拼图法”分析能量流动过程输入第一营养级的能量(W1),被分为两部分:一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1),一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括现存植物体的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1),如图所示:自身呼吸作用消耗 自身呼吸作用消耗, /A],当Bl~~……——:流向下一营养级流向下一营养籁C2流向分解者 流向分解者馈g建它能量流动的特点和实践意义i.能量流动的特点及原因单向流动能量只能沿着食物链由低营养级流向高单向流动能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级生物之间的捕食关系不可逆转类型项4^能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状高—低A低,Z高能量南营养级低食少累多高2低富少--05多生物量特点正金字塔形一般为正金字塔形,一般为正金字塔形2.生态金字塔的比较A.各营养级生物的呼吸消耗;B.各营养级同化的能量都会有一部分流入分解者,包括未被下一营养级利用部分相邻两个营养级间能量传递效率为1相邻两个营养级间能量传递效率为10%-20%逐级递减有时会出现倒金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般情况下,生物个体数量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量)沿食物链流动逐级递减每一级含义食物链中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量每一营养级生物的总生物量3.研究能量流动的实践意义(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量,如农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻一萍一蛙等立体农业生产方式。(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。在实际生活中,设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用,常采用以下措施:①尽量缩短食物链,以减少能量消耗。②充分利用分解者,如利用秸秆培养食用菌,利用牲畜的粪便生产沼气。(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,如合理放养牲畜、农田捉虫、除草等。易错提醒能量传递效率与能量利用效率的比较(1)能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%〜20%(2)能量利用效率:流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,因此食物链越短,能量利用效率越高。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵।输入1嬴念b八,,单向流动।|传递卜 回叫1散失p J.生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。.生态系统的能量流动从生产者固定太阳能开始。.生态系统中能量流动是单向的、逐级递
减的。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%〜20%。.研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。.研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。第三节生态系统的物质循环必备知识一、生态系统的物质是不断循环的.物质循环的概念及特点(1)概念组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素,在生态系统中不断地进行着从无机环境到生物群落,再回到无机环境的循环过程,又叫生物地球化学循环。(2)特点①全球性 生物地球化学循环。②循环性一一物质可被生物群落反复利用。.碳循环(1)过程图解
I.图中①〜⑥表示的过程分别是:①光合作用,②呼吸作用,③呼吸作用,④捕食,⑤分解作用,⑥燃烧。II.A、B、C、D表示的生物类群是:A.生产者,B.分解者,C.次级消费者,D.初级消费者。(2)循环形式①在生物群落与无机环境间:主要以二氧化碳的形式进行。②在生物群落内:以含碳有机物的形式进行。.物质循环的类型:水循环、氮循环、磁循环、硫循环、碳循环。.能量流动和物质循环的关系(1)区别①物质循环具有全球性和循环性的特点。②能量流动是逐级递减的,是单方向不循环的。⑵联系①二者同时进行,彼此相互依存,不可分割。②物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。二、有害物质通过食物链呈现富集现象.有害物质流动的特点(1)具有生物富集现象;(2)具有全球性。2.有害物质循环的实例:(DDDT的富集;(2)2.有害物质循环的实例:核心突破1.碳循环分析1.碳循环分析(1)碳存在形式,'无机环境:.生物群落:C02(1)碳存在形式,'无机环境:.生物群落:(2)碳循环形式进入生物群落生物群落内部返回无机环境形式co2含碳有机物co2方式光合作用和化能合成作用通过食物链或食物网a.生产者和消费者的呼吸作用b.分解者的分解作用C.化石燃料的燃烧方向在群落内部单向,群落与无机环境之间双向
(3)碳元素的传递规律:碳元素在无机环境与生物群落之间传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他成分之间的传递都是单向的(判断生态系统各成分的依据)。.温室效应(形成原因)(对应措施)匚二>1大力推进—I植树造林化石燃料的大量燃烧,排放过量(对应措施)匚二>1大力推进—I植树造林化石燃料的大量燃烧,排放过量一“(1)植被破坏,降低了植物
对C02含量的调节能力改善能源结构,减少化石燃料燃烧,开发新能源根据碳循环过程判断各组成成分根据图中“箭头”判断碳循环中各成分基本思路:(1)根据双向箭头C与D确定两者肯定是大气中的C02库、生产者。(2)根据箭头指向判断各成分:①D有三个指出,应为生产者。②C有三个指入,应为大气中的C02库。③A和B中,一个为消费者,另一个为分解者,D(生产者)和A(消费者)均指向B,则B为分解者。国屿建任能量流动、物质循环和生物富集的关系1.能量流动、物质循环与生物富集的关系项目能量流动物质循环生物富集区别形式无机物一►有机物无机物一有机物不易分解的重金属化合物或有机化合物等范国生态系统的各营养级生物圈生态系统的各营养级
过程沿食物链(网)单向流动在生物群落与非生物环境间往复循环沿食物链(网)单向流动特点单向流动、逐级递减全球性、循环性单向流动、逐级积累、全球性①在生物群落中它们流动的渠道都是食物链和食物网,目[相互联系,同时进联系行,不可分割;②能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解;③某些物质在沿食物链和食物网流动时会发生生物富集;④物质是能量沿食物链(网)流动的载体,能量是物质循环和生物富集的动力►C02H20光能’初级光合作用、।:.一卜00►C02H20光能’初级光合作用、।:.一卜00、 生产希三力消费者消费者一吸破大,K举吸收/:/吸收:、、吸收水体作用C02、能量散失图例:一代表物质循环----代表能量流动-…♦代表生物富集.生物富集(1)发生生物富集的条件①富集物质在环境中的存在形式必须是比较稳定的。②富集物质必须是生物体能够吸收的。③富集物质在生物代谢过程中是不易被分解的。(2)常见存在生物富集现象的污染物重金属如铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)等,人工合成的有机物如DDT、六六六等,以及一些放射性物质。(3)富集的过程①途径:食物链。②实例一一铅的富集过程注:人是生物富集的最大受害者。思维拓展生物富集的原因(1)重金属物质如铅、镉、汞等进入生物体后,形成稳定的化合物,分布于多种组织细胞中,不易被排出。(2)人工合成的一些有机化合物如DDT、六六六等,不易被分解,易积累在组织细胞中。易错提醒生物富集虽然是通过大气、水和生物的迁移而进行的,但这三种途径最终都要通过食物链富集。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵知识网络构建核心语句背诵生态系统的物质循环.生态系统的物质循环.生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。.物质循环具有全球性和循环性组成生物体的元素生物圈|过程全球性,反K利用,循组成生物体的元素生物圈|过程全球性,反K利用,循环流动_±-生物富集一无机环境(co2形式)光合作用、化能合成作用呼吸作用生物群落用机物形式)的特点。.生物体从周围环境中吸收、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。.物质作为能量的载体,使能量沿食物链(网)流动;能量作为动力,使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。第四节生态系统的信息传递必备知识一、生态系统的信息种类(1)物理信息①概念:通过物理过程传递的信息。②举例:光、声、温度、湿度和磁场等。③来源:可以是无机环境,也可以是生物个体或群体。(2)化学信息①概念:生态系统中以植物的生物碱、有机酸等代谢产物和动物的性外激素等化学物质传递的信息。②举例:植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等。(3)行为信息①概念:生态系统中以生物的表现或动物等特殊行为特征传递的信息。②举例:蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”。(4)营养信息①概念:环境中的食物及营养状况。②举例:食物的短缺会引起生物迁徙,植物吐鱼是植食性动物取食的信息。二、生态系统的信息传递作用.信息流的概念:生态系统中的信息来自植物、动物、微生物、人和非生物环境,这些信息在各成员之间或成员内部的交换、传递称为信息流。.信息传递的特点:往往是双向的。.信息传递的三要素(1)信源:信息产生的部位。(2)信道:信息传播的媒介。(3)信宿:信息接收的生物或其部位。.信息传递在生态系统中的作用(1)个体水平:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。(2)种群水平:生物种群的繁衍,也离不开信息的传递。(3)群落和生态系统水平:信息能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。核心突破国3建仁生态系统中信息的种类
1.信息的种类比较项目物理信息化学信息行为信息营养信息信息源无机环境和生物无机环境和生物动物上一营养级信道物理过程信息素动物的特殊行为食物链、食物网信息受体动物的眼、耳、皮肤等器官,植物的叶、芽或细胞中的光敏色素等物质动物同种或异种动物个体下一营养级2.信息传递的模式(1)形式:可分为物理信息、化学信息、行为信息、营养信息。(2)来源:可来自环境,也可来自生物。(3)方向:信息传递一般是双向的。(4)信息传递的功能:信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各种成分联系成一个整体,决定能量流动和物质循环的方向和状态。(5)具体过程过程:生态系统的信息传递一般包括5个环节,可以表示为:[宿菽; 厂后宿一:发送消息. 接收信息:'发信百幕前玩画':传递信息.―道:传递信号、接收器言:方法技巧:判断信息种类的两种方法判断信息种类涉及声音、顽色依靠“声音”等物白钟触对工唔菽根据文字表述的着重点以‘肢体语盲”判断信息种类涉及声音、顽色依靠“声音”等物白钟触对工唔菽根据文字表述的着重点以‘肢体语盲”等行为传递给对方行为信息国屿建怎信息传递在生态系统中的作用和生产中的应用.信息传递在生态系统中的作用(1)作用层次作用举例个体生命活动的正常进行,离不开信息的作用(1)蝙蝠的回声定位(2)葛苣种子必须接受某种波长的光才萌发种群生物种群的繁衍,离不开信息的传递(1)植物开花需要光信息刺激(2)昆虫分泌性外激素,引诱异性个体群落和生态系统调节生物种间关系,以维持生态系统的稳定食物链上相邻物种的某些个体行为或种群特征为对方提供大量的有用信息(2)生态系统中信息传递的作用特点①生态系统中各种信息的作用不是孤立的,而是相互制约,互为因果。②信息最终要通过基因表达,借助激素和神经系统在生物体中体现出来。(3)信息传递的范围①生态系统的信息传递存在于生态系统的各组成成分之间,将生态系统的各个组成成分联系成一个整体。…信息传递人在个体- ►个体 )V种群串息传递种群串息传递-种群k. )7生物群落声息传迎•非生物环境生态系统②生态系统中信息传递的范围不包括细胞之间的传递,而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与非生物环境之间的传递。③生物可以通过一种或多种信息类型进行交流,例如孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶,也可以通过鸣叫等物理信息与同类交流。.信息传递在农业生产中的应用(1)提高农畜产品的产量措施目的养鸡场延长光照时间提高产蛋率用一定波长的光照处理蔬菜种子,各类作物的种子提高发芽率利用模拟的动物信息吸引传粉动物提高果树的传粉效率和结实率
(2)对有害动物进行控制措施目的利用音响设备模拟动物的声音诱捕或驱赶某些动物施用昆虫信息素诱捕或警示有害动物3.有害动物三种防治方法的比较名称化学防治机械防治生物防治措施化学药剂喷施等人工捕捉等引入天敌或寄生生物优点作用迅速;短期效果明显无污染;见效快,效果好效果好且持久;成本低,无污染缺点引起害虫抗药性增强;杀灭害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境费时费力;对体型很小的害虫无法实施天敌数量不确定;寄生生物专一性强4.生态系统三大功能的区别与联系项目能量
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