《生物与环境》全册知识点梳理2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

人教版选择性必修2《生物与环境》全册知识点梳理 单元框架总览 本书共4章。 第一条主线：种群与群落（第1—2章）——种群的数量特征与变化规律→群落的结构与演替 第二条主线：生态系统（第3章）——生态系统的结构→生态系统的功能（物质循环、能量流动、信息传递）→生态系统的稳定性 第三条主线：人与环境（第4章）——人类活动对生态环境的影响→全球性生态环境问题→生物多样性与生态工程 核心逻辑：全书以“生物与环境相互作用的规律”为主线，从最基础的个体→种群→群落→生态系统的层级结构出发，依次回答：种群有哪些数量特征？种群数量如何变化？群落中不同物种如何共存？群落如何演替？生态系统的结构和功能是怎样的？维持生态平衡的机制是什么？人类活动如何影响生态环境？如何实现可持续发展？ 第1章 种群及其动态 核心线索：从种群的数量特征入手，探索种群数量的变化规律及其影响因素，了解种群在生态系统中的动态规律。 第1节 种群的数量特征 一、种群的概念与核心特征 1. 种群的概念：在一定的自然区域内，同种生物所有个体的总和。种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位。 2. 种群的数量特征： 种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例。 种群密度是种群最基本的数量特征。出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度；年龄结构影响出生率和死亡率，间接影响种群密度；性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。 二、种群密度的调查方法（常考） 1. 逐个计数法：适用于分布范围小、个体较大的种群，统计结果完全符合实际，是精准的方法。 2. 估算法： 样方法：适用范围最广——适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物（如蚯蚓、昆虫卵、土壤小动物等）。步骤：确定调查对象→选取样方（随机取样、根据地形选择五点取样法或等距取样法）→计数→计算种群密度。 标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物（如鸟类、哺乳类、鱼类等）。计算公式：种群数量/总数 =（初次捕获并标记数 × 重捕总数）/ 重捕中被标记个体数。关键前提：调查期间没有大量迁入迁出和出生死亡；标志物不能过于醒目、不能影响正常生理活动、不易脱落。 3. 去除取样法：可估算某些动物的种群数量。 三、出生率和死亡率 出生率：单位时间内种群新产生（出生）的个体数目占该种群个体总数的比值。 死亡率：单位时间内种群死亡个体数目占该种群个体总数的比值。 意义：直接决定种群密度，是影响种群动态的重要因素。 四、迁入率和迁出率 迁入率：单位时间内迁入的个体数占该种群个体总数的比值。 迁出率：单位时间内迁出的个体数占该种群个体总数的比值。 意义：直接决定种群密度，种群在单位时间内净增加或减少的数量通常由出生率、死亡率、迁入率、迁出率共同决定。 五、年龄结构 定义：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 类型：增长型（幼年个体多，老年个体少→种群扩大）；稳定型（各年龄期比例适中→种群稳定）；衰退型（幼年个体少，老年个体多→种群缩小）。 意义：通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度，可预测种群数量的变化趋势。 六、性别比例 定义：种群中雌雄个体数目的比例。 意义：通过影响出生率间接影响种群密度，合理的性别比例有利于提高种群出生率。 应用：利用性引诱剂破坏性别比例，可降低害虫种群密度。 第2节 种群数量的变化 一、种群增长的“J”形曲线（理想条件） ： 适用条件：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理想条件下。 增长率：保持稳定，种群数量每年以倍数增长。 二、种群增长的“S”形曲线（现实条件） ： 适用条件：资源和空间有限，存在天敌和种内竞争等环境阻力。 环境容纳量（K值）：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，即K值。种群数量达到K值时，增长速率为0；种群数量在K/2时，增长速率最大。 K值的应用：对濒危动物，应提高K值（建立自然保护区）；对有害生物，应降低K值（减少食物来源、引入天敌等）。 三、种群数量的波动与下降 大多数种群的数量总是在波动中，在不利条件下还会急剧下降，甚至消亡。 四、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 在有限的空间和资源中，酵母菌种群数量呈“S”形增长。在实验过程中，随酵母菌种群数量增加，种内竞争对环境条件的压力越来越大，种群增长速率下降，最终稳定在K值。此时种群增长速率为0，出生率等于死亡率。 第3节 影响种群数量变化的因素 一、非生物因素：如阳光、温度、水等。例如森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度（光照强度）。 二、生物因素： 种内竞争：种群内部个体间的竞争，包括对食物、空间、配偶等的竞争。 种间关系：包括竞争、捕食、寄生、互利共生等，都会影响种群数量变化。例如，捕食关系会使捕食者和被捕食者的种群数量相互制约、互为负相关波动。 三、种群研究的应用： 濒危物种保护：了解种群数量变化规律，提高K值。 渔业管理：在K/2左右捕捞，可使种群数量迅速恢复。 有害生物防治：降低K值，采取生物防治或化学防治措施。 第2章 群落及其演替 核心线索：群落是比种群更高层次的生命系统。聚焦群落的物种组成、种间关系、空间结构和演替过程。 第1节 群落的结构 一、群落的物种组成——区分不同群落的重要特征 1. 丰富度：群落中物种数目的多少称为丰富度。 二、种间关系（不同物种之间的关系——高频考点） 群落中的种间关系主要有以下几种： 互利共生：两种生物长期共同生活，相互依存，彼此有利。如豆科植物与根瘤菌、地衣（真菌与藻类的共生体）。 竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥现象。表现为“你死我活”或相互抑制。 捕食：一种生物以另一种生物为食的现象，包括植食、肉食和寄生性捕食。 寄生：一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（宿主）的体内或体表，从宿主身上摄取养料以维持生活，对宿主造成危害。 三、群落的空间结构 1. 垂直结构：在垂直方向上的分层现象，大多具有明显的分层现象。例如森林群落中乔木层、灌木层、草本层和地被层的垂直分层。影响垂直结构的主要因素是光照强度；动物的垂直分层主要取决于食物和栖息空间。 2. 水平结构：在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等因素，不同地段分布着不同的种群，常呈镶嵌分布。 四、生态位 1. 生态位的含义：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。生态位重叠越多，种间竞争越激烈。 2. 生态位的分化：不同物种在群落中通过错开利用资源（错位生存）实现长期共存，这是群落稳定的重要机制。 五、土壤小动物类群丰富度的调查 取样方法：取样器取样法（常用诱虫器或吸虫器采集）。 统计方法：记名计算法（用于物种数量较少、物种丰富度高的群落）和目测估计法（用于物种数量较多、物种丰富度不高的群落）。 第2节 群落的主要类型 根据群落的外貌和物种组成等方面的差异，可以将陆地生物群落大致分为荒漠、草原、森林三种类型。不同群落类型是在长期的自然选择中形成的，与当地的气候条件相适应。 第3节 群落的演替 一、演替的概念与类型 定义：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程叫作演替。 初生演替：在一个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发生的演替。如裸岩、沙丘、火山岩上开始的演替。过程：裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林。 次生演替：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。如弃耕农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林上开始的演替。过程：弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木丛→森林。次生演替速度一般快于初生演替。 二、人类活动对群落演替的影响 人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。封山育林、治理沙漠、管理草原等人类活动可使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替；砍伐森林、过度放牧、围湖造田等则会导致群落逆向演替。 第3章 生态系统及其稳定性 核心线索：从生态系统的结构入手，探索能量流动、物质循环和信息传递三大功能，理解生态系统维持相对稳定的内在机制。 第1节 生态系统的结构 一、生态系统的范围 生态系统：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。 生态系统范围有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。 二、生态系统的组成成分——必备考点（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者） 1. 非生物的物质和能量：阳光、水、空气、无机盐等。物质和能量是生态系统的基石，为生物群落提供物质和能量来源。 2. 生产者：主要是绿色植物（光合作用），也包括光合细菌和化能合成细菌（如硝化细菌）。生产者的作用是：将无机物合成有机物，将光能（或化学能）转化为化学能，是生态系统的基石。 3. 消费者：包括大多数动物、寄生植物、寄生细菌等。消费者能加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播具有重要作用。 4. 分解者：主要是细菌和真菌，也包括蚯蚓、蜣螂等腐食性动物。分解者的作用是将动植物遗体残骸和动物的排遗物中的有机物分解成无机物，归还到无机环境中，是生态系统的必需成分。 判断某生物在生态系统中的成分的关键：看其代谢类型——自养型生物是生产者；异养型生物中，能将有机物分解为无机物的是分解者，不能直接分解有机物的是消费者。 三、食物链和食物网 营养结构：生态系统的营养结构。 食物链：在生态系统中，不同生物之间由于食物关系而形成的一种链状结构。生态系统中食物链的数量很多，彼此交错连接形成食物网。 营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。生产者是第一营养级，初级消费者（植食动物）是第二营养级，以此类推。 功能：物质循环和能量流动的渠道。 食物网复杂的意义：食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强（抵抗力稳定性越高）。 第2节 生态系统的能量流动 一、能量流动的概念与过程 概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，是生态系统的重要功能之一。 能量输入：地球上几乎所有的生态系统所需能量都来自太阳能（极少数特殊生态系统如深海热泉利用化学能）。太阳能主要通过生产者的光合作用（和化能合成作用）输入生态系统。 能量传递：能量沿食物链和食物网从第一营养级向第二、第三……营养级传递。 能量转化：太阳能→化学能（光合作用）→热能（呼吸作用散失）。 能量散失：各营养级生物通过呼吸作用以热能的形式散失到环境中。 二、能量流动的特点（核心必背） 1. 单向流动：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向第三营养级……不可逆转，也不能循环利用。原因：能量在流动中大部分以热的形式散失，而热能不能再被生物体利用。 2. 逐级递减：能量在沿食物链传递的过程中，每一营养级的能量大部分通过呼吸作用以热的形式散失，并被分解者利用，只有约10%—20% 流到下一营养级。 能量在相邻营养级间的传递效率＝下一营养级同化量／上一营养级同化量×100%。 能量金字塔：将单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形——能量金字塔通常都是正立的，一般情况下不会倒置。 三、研究能量流动的实践意义 帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 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（如稻田除草、治虫）。 第3节 生态系统的物质循环 一、物质循环的概念 定义：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，在生物群落与无机环境之间的循环过程。 范围：全球性，因此又称生物地球化学循环。 特点：全球性、循环性（在生物群落和无机环境之间循环往复）。 二、碳循环（典型物质循环案例——高频考点） 1. 碳的存在形式： 无机环境：CO₂和碳酸盐。 生物群落：含碳有机物（糖类、脂质、蛋白质等）。 2. 碳循环的主要途径： 进入生物群落：绿色植物通过光合作用将CO₂转化为有机物；化能合成细菌通过化能合成作用合成有机物。 返回无机环境：①生物的呼吸作用（生产者、消费者、分解者）；②分解者的分解作用；③化石燃料的燃烧。 3. 大气中CO₂含量升高的主要原因（产生与去路失衡） ：化石燃料的大量燃烧导致CO₂的排放量超过固定量；森林砍伐减少了CO₂的吸收量。可导致温室效应。 三、生物富集 生物体从周围环境吸收、积累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，沿食物链逐级放大，最终在顶级捕食者体内富集到很高的浓度。 第4节 生态系统的信息传递 一、信息的种类 物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。如蜘蛛网的振动频率、萤火虫的闪光。 化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质。如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素。 行为信息：动物通过特殊行为传递的信息，大多在种内传递。 二、信息传递在生态系统中的作用 生命活动的正常进行，离不开信息的作用。 生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 信息传递还能调节生态系统的能量流动方向和物质循环速率。 三、信息传递在农业生产中的应用 提高农产品或畜产品的产量（如模拟动物信息吸引授粉；延长光照提高产蛋率）。 对有害动物进行控制（如利用性引诱剂诱杀雄性害虫）。 第5节 生态系统的稳定性 一、生态平衡 定义：生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。 特征：结构平衡、功能平衡、收支平衡。 调节机制：负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 二、生态系统的稳定性——种类与相互关系： 抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。 恢复力稳定性：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复原状的能力。 二者关系：呈负相关关系——抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性往往较低，反之亦然。热带雨林抵抗力稳定性高，恢复力稳定性低；苔原生态系统抵抗力稳定性低，恢复力稳定性也低（环境恶劣，任何稳定性都差）。 三、提高生态系统的稳定性 控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。 对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。 第4章 人与环境 核心线索：人类活动对生态环境产生了深远影响，面临着全球性生态环境问题，保护生物多样性和建设生态工程是可持续发展的必由之路。 第1节 人类活动对生态环境的影响 一、人口增长与生态足迹 1. 生态足迹：又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。 2. 生态赤字：当生态足迹大于生态承载力时，就会出现生态赤字。 二、全球性生态环境问题：全球气候变化、臭氧层破坏、水资源短缺、土地荒漠化、生物多样性丧失、环境污染等。 第2节 生物多样性及其保护 一、生物多样性的价值 直接价值：食用、药用、工业原料、科研、文学艺术创作、旅游观赏等。 间接价值：调节气候、水土保持、涵养水源、净化环境等生态功能。间接价值远大于直接价值。 潜在价值：目前人类尚不清楚的价值。 二、生物多样性丧失的原因：生存环境（栖息地）的破坏和丧失；掠夺式开发利用；环境污染；外来物种入侵。 三、保护措施：就地保护（最有效的措施，如建立自然保护区、风景名胜区）；迁地保护（动物园、植物园、濒危物种繁育中心）；建立种子库、基因库；加强立法、执法和宣传教育。 第3节 生态工程 一、生态工程的基本原理 自生：生态工程需要遵循自生原理，通过合理设计使生态系统通过自我调节实现良性循环。 循环：促进物质在系统内的循环利用。 协调：生物与环境的协调、生物与生物的协调。 整体：考虑自然、经济、社会的整体影响。 二、生态工程的实例与发展前景 实例：湿地生态恢复工程、矿区废弃地生态恢复工程、农村综合发展型生态工程等。 发展前景：我国生态工程取得了巨大成就，但仍需解决“前面造林，后面砍林”的现象。生态工程需要因地制宜，与当地的实际情况相结合。 全书总结 核心思维导图（宏观环节）： 个体（种群基本单位）→ 种群（数量特征、数量变化、影响因素）→ 群落（物种组成、种间关系、空间结构、演替）→ 生态系统（结构、功能、稳定性）→ 生物圈（人与环境） 生态学研究遵循从简单到复杂、从微观到宏观的层级：个体层面研究生命活动与环境的关系；种群层面研究同种生物集体的数量变化规律；群落层面研究不同种群的集合体及其相互关系；生态系统层面研究生物群落与非生物环境之间的相互作用；生物圈是地球上最大的生态系统。 附录：全书核心概念速查 第1章核心概念：种群、种群密度（样方法/标志重捕法）、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构（增长型/稳定型/衰退型）、性别比例、“J”形增长、环境容纳量（K值）、种内竞争、种群研究的应用（渔业管理K/2捕捞、有害生物防治降低K值）。 第2章核心概念：群落、丰富度、种间关系（互利共生/竞争/捕食/寄生）、垂直结构（分层现象）、水平结构（镶嵌分布）、生态位、初生演替、次生演替、人类活动对演替的影响。 第3章核心概念：生态系统、非生物的物质和能量（基石）、生产者（基石）、消费者、分解者（必需成分）、食物链和食物网（营养结构）、营养级、能量流动（单向流动、逐级递减、10%—20%传递效率）、能量金字塔、物质循环（生物地球化学循环、碳循环、生物富集）、物理信息/化学信息/行为信息、信息传递的作用、生态平衡、负反馈调节、抵抗力稳定性与恢复力稳定性（负相关）。 第4章核心概念：生态足迹、全球性生态环境问题、生物多样性的价值（直接价值/间接价值/潜在价值）、生物多样性丧失的原因（栖息地破坏、掠夺式开发利用、环境污染、外来物种入侵）、保护措施（就地保护/迁地保护）、生态工程的基本原理（自生/循环/协调/整体）。 学科网（北京）股份有限公司 $