内容正文:
抢分清单09 生物与环境 12大考点+7大易错抢分清单
考点一 种群的数量特征及相互关系
1、 种群的数量特征
1.种群指在一定区域内同种生物所有个体的集合。
2.种群密度指种群在单位面积或单位体积中的个体数,是种群最基本的数量特征。
3.单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值指出生率,单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值指死亡率。二者直接决定种群密度。
4.单位时间内迁入的个体占该种群个体总数的比值指迁入率,单位时间内迁出的个体占该种群个体总数的比值指迁出率。二者直接决定种群密度。
5.一个种群中各年龄期的个体数目的比例叫做年龄结构,包括增长型、稳定型、衰退型三种类型,其通过影响出生率和死亡率影响种群密度,可以预测种群数量的变化趋势。
6.种群中雌雄个体数目的比例称为性别比例,其通过影响出生率间接影响种群密度。如利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫中的雄性个体,改变其比例,降低出生率,从而使种群密度减小 。
二、种群的数量特征的相互关系
1.直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
2.年龄结构和性别比例不直接决定种群密度,年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率,从而预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的出生率,间接影响种群密度。
3.年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期不一定(填“一定”或“不一定”)能保持稳定。理由:出生率和死亡率不完全决定于年龄结构,还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外,种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
4.利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度,其原理是性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,改变了害虫种群正常的性别比例,就会使更多雌性个体不能完成交配,从而降低种群的出生率,使该害虫的种群密度明显降低。
特别提醒:
1.种群是生物繁殖和进化的基本单位。
2.一个池塘的所有蝌蚪不是一个种群,因为蝌蚪只包含幼体,且不一定是同种蛙的幼体,不符合“同种生物”“所有个体”的要求。
3.种群数量多,种群密度不一定大。
考点二 种群密度的调查方法(样方法、标记重捕法、黑光灯诱捕法)
一、种群密度的调查方法
1.种群密度的计算方法包括逐个计数法和估算法。
2.估算法又包括黑光灯诱捕法(适用于趋光性昆虫)、标记重捕法(适用于活动范围大、活动能力强的动物)、样方法(适用于植物和活动范围小、活动能力弱的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻)。
2、 样方法、标记重捕法
1.标记重捕法的公式:个体总数(N)/初次捕获并标记个体数(M)=重捕到的个体总数(n)/重捕到的个体中带标记的个体数(m) ,利用该公式计算的结果是否是种群密度否(是/否)。
2.样方法调查种群密度时,实验材料应尽量选择双子叶植物(单子叶植物/双子叶植物),样方的大小一般以1m2 的正方形为宜,如果该种群的个体数目较少,样方面积可适当的进行扩大。取样的原则为随机取样。取样的方法包括五点取样法(适合正方形和不规则的地块)和等距取样法(适合长方形地块)。计数的原则①样方内的个体全部计数②压线个体遵循计上不计下,计左不计右原则。
3.黑光灯诱捕法:对于趋光性的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕调查相对种群密度。
4.抽样检测:可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。
特别提醒:标记重捕法的误差分析
估算值偏小(m偏大):
①被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获;
②在被标记个体密集处捕获。
估算值偏大(m偏小):
①标记物脱落;
②被标记个体的被捕机会降低;
③标记物导致被标记个体易于被天敌发现;
④在被标记个体稀少处捕获
考点三 种群数量增长的“J”形曲线与“S”形曲线的条件、特点及应用
一、种群数量增长的“J”形曲线与“S”形曲线的条件、特点
1.描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型,其包曲线图 (可以直观反映种群的增长趋势)和数学公式(更加准确)。
2.J形增长发生在理想条件下,该条件具体指食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种。
3.若用N0表示该种群的初始数量,t为时间,Nt为t年后该种群的数量,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,可建立J形增长数学模型Nt=N0λt。
4.J形增长无(有/无K值),增长率不变且为λ-1 ,增长速率增长。
5.S形增长有(有/无K值),增长率减小,增长速率先增大后减小,在K/2时增长速率最大,在K时为0。
6.K值又称环境容纳量,指一定的环境条件下所能维持的种群最大数量。
7.同一种群的K值否(是/否)固定不变,受环境因素的影响。
二、种群数量增长曲线的应用
1.在保护濒危动物时,应提高其环境容纳量,如建立自然保护区。
2.在防治鼠害时,应降低其环境容纳量,如器械捕杀、药物防治等,此外应在种群数量为K/2以前时防治,严防种群数量达到K/2。
3.在捕捞鱼类时,要获得最大日捕获量,应在种群数量在K时捕获,要获得最大持续捕获量,应在种群数量在K/2以后时捕获。
技巧方法:种群数量变化曲线的分析
1.用“数量稳定法”快速识别不同数学模型中的K值
K值为图甲t2、图乙t2、图丙t2、图丁t2时对应的种群数量;此外,K/2为图甲t1、图乙t1、图丙t1时对应的种群数量。
[总结] K值时——出生率等于死亡率,增长率为0,种群增长速率为0,但不一定是种群所达到的最大数量;K/2时——种群增长速率达到最大值。
2.用“作辅助线法”快速解决有关“λ”问题
(1)a段:λ>1,且恒定,种群数量呈“J”形增长。
(2)b段:λ>1,在变化,种群数量呈“S”形增长。
(3)c段:λ=1,种群数量维持相对稳定,年龄结构为稳定型。
(4)d段:λ<1,种群数量逐年下降,年龄结构为衰退型。
(5)e段:种群数量仍在下降。
(6)λ<1时,曲线的最低点,并不是种群数量的最小值。
考点四 群落的概念、物种组成(丰富度)及种间关系(原始合作、互利共生、竞争、捕食、寄生)
一、群落的概念、物种组成(丰富度)
1.生物群落,简称群落,指在相同时间聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
2.物种组成是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。
3.一个群落中的物种数目,称为物种丰富度。
4.优势种指在群落中有些物种的数量多,它们对群落中其他物种的影响大,往往占据优势。常见种指在群落中有些物种比较常见,但对其他物种的影响不大。
5.群落的物种组成不是固定不变的。
二、群落的种间关系
1.互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利
2.寄生:一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象
3.捕食:一种生物以另一种生物为食
4.种间竞争: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的现象
5.原始合作:两种生物共同生物生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活
特别提醒:几种种间关系的辨析
项目
数量坐标图
特点
互利共生
相互依存,彼此有利。如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。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
寄生
对宿主有害,对寄生生物有利。如果分开,则寄生生物难以单独生存,而宿主会生活得更好
种间竞争
数量上可呈现出“你死我活”的同步性变化。若两种生物生存能力不同,则如图a所示;若生存能力相同,则如图b所示
捕食
数量上呈现出“先增加者先减少”的不同步性变化
考点五 群落的空间结构(垂直结构、水平结构)及季节性
一、群落的空间结构及季节性
1.群落的空间结构包括垂直结构(群落在垂直方向上有明显的分层现象)和水平结构(群落中的不同种群呈镶嵌分布)两种。
2.植物的垂直分层主要与对光的利用有关。这种分层的意义有利于提高群落利用阳光等环境资源的能力。
除了这种因素外,决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件;决定植物地下分层的环境因素则是水、无机盐等。
3.群落中植物的垂直分层为动物创造栖息空间和食物条件,因此动物也有分层现象。
4.群落的季节性指由于阳光、温度和水分随着季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
5.物种的生态位主要指一个物种在群落中的地位或作用,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。
6.研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系。
7.研究某种植物的生态位,通常要研究它的出现频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系。
8.群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
9.四大家鱼的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位。
二、研究土壤小动物的丰富度
1.取样方法为取样器取样法
2.统计物种相对数量的方法有记名计算法(个体较大、种群数量有限的物种)和目测估计法 (个体较小、种群数量较多的物种)。
3.利用诱虫器采集土壤小动物主要是利用其趋暗、趋湿、避高温的特点。
4.对于体型较小的土壤小动物可以用吸虫器采集,采集的小动物放入酒精溶液中,目的是杀死并保存(固定)土壤小动物。
5.对于无法知道的小动物名称,记为待鉴定xx,不能丢弃。
特别提醒:
(1)垂直结构是指群落中“不同物种”在垂直方向上呈现的“分层”现象,切不可将“同一物种”的高矮差异视作垂直结构。比如,“竹林中的箭竹高低错落有致”不属于群落的垂直结构。高山植被的垂直分布指随海拔升高,温度下降明显,导致不同海拔植被(群落)分布不同,比如,高山从低到高植被分布依次为阔叶林、针叶林、高原草甸、苔原,这属于四个不同群落的垂直分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
(2)农田生物群落中即使农作物长得很整齐,但是该群落仍然有垂直结构。在垂直方向上仍然有苔藓、小草和农作物等分层现象。
(3)不同潮间带,其所处区域的条件(如光照、海水浸入程度、植物或动物分布等)差异较大,不同地段分布的物种类型不同,这应属于群落的水平结构而不属于垂直结构。
(4)近岸区和湖心区生物分布的差异构成群落的水平结构。
考点六 群落演替的概念、类型(初生演替、次生演替)及过程
一、群落演替的概念、类型(初生演替、次生演替)及过程
1.群落演替指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。(注:此处的代替不是取而代之,而是优势种的替换)
2.初生演替指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。如在沙丘、火山岩、冰川泥、裸岩上发生的演替。
3.次生演替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。如在火灾后的草原、过度砍伐的森林、弃耕的农田上发生的演替。
4.裸岩发展到森林的过程:裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。该过程中,土壤中的有机物越来越丰富,群落中物种丰富度逐渐增加,食物网越来越复杂,群落的结构也越来越复杂。
二、人类活动对群落演替的影响
(2)人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
特别提醒:群落演替的原因、影响因素及结果
考点七 生态系统的概念、组成成分及营养结构
一、生态系统的概念、组成成分
1.生态系统指在一定空间内,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。
2.地球上最大的生态系统是生物圈。
3.生态系统的结构包括组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)。
4.生产者是生态系统的基石,消费者是生态系统的最活跃成分,分解者是生态系统必需的关键成分,非生物的物质和能量是生态系统的必需成分。
5.消费者的作用①加快生态系统的物质循环②对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用。
6.分解者的作用将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物。
7.生产者的作用:通过光合作用(主要)和化能合成作用制造有机物供其他生物利用。
二、生态系统的营养结构
1.在“草→兔→狼→狮”的食物链中,草属于第一营养级,生产者;兔属于第二营养级,初级消费者;狼属于第三营养级,次级消费者 ;狮属于第四营养级,三级消费者。(注:食物链中只有生产者和消费者,没有分解者和非生物的物质和能量)
2.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。同种生物在食物网中所处的营养级级别和消费者级别不是一成不变的。食物网中的两种生物之间,除了捕食关系外,还可能存在种间竞争。
技巧方法:生态系统组成成分的判断及食物链(网)的分析
稻田养蟹是生态农业的重要养殖方式,引种的中华绒螯蟹(河蟹)主要以浮萍、杂草等植物和有机碎屑为食,同时也能有效控制稻田病虫草害的发生。如图表示北方某蟹-稻复合养殖体系主要营养关系。请回答下列问题:
(1)中华绒螯蟹在该生态系统中属于消费者和分解者,其作用分别是可以加快生态系统的物质循环、将有机碎屑中的有机物分解为无机物。
(2)该生态系统的营养结构由食物链和食物网组成,图中经过中华绒螯蟹的食物链有6条。
(3)中华绒螯蟹与鸟的种间关系是捕食和种间竞争,沙塘鳢所处的营养级是第三、四营养级。
(4)引入中华绒螯蟹后稗草生态位有什么变化?(答出两条即可)
提示 出现频率降低、种群密度减小、植株高度减小等。
(5)稻蟹养殖系统还可以减少农田间杂草的数量,减少病虫害的发生,使水稻增产。请从种间关系的角度,结合能量流动分析水稻增产的具体原因。
提示 水稻的捕食者减少,流向下一个营养级的能量减少,能量更多地积累在水稻中;水稻的竞争者减少,水稻获得的空间与资源增多,有利于水稻固定更多的太阳能。
考点八 生态系统的功能(能量流动、物质循环、信息传递)
一、生态系统的能量流动
1.生态系统的三大功能:能量流动、物质循环、信息传递。
2.生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化、散失过程。
3.流入自然生态系统的总能量=流入第一营养级的能量=生产者通过光合作用固定的太阳能=生产者的同化量。流入人工生态系统的总能量还需要考虑人工输入的有机物中的能量。
4.按同化量的来源考虑:某一营养级的同化量=摄入量-粪便量。
5.按同化量的去向考虑:
①若有两个去向,某一营养级同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长发育繁殖的能量。
②若有三个去向,某一营养级同化量=呼吸作用散失的能量+流向分解者的能量+流入下一营养级的能量。
③若有四个去向,还需要在三个去向的基础上加上=未利用的能量。
6.某一营养级粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分。
7.生态系统能量流动的特点:
①生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中,能量流动只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不能逆转,不能循环流动。
②能量在流动过程中逐级递减。相邻两个营养级间的能量传递效率为10%—20%,计算公式为某一营养级的同化量/上一营养级的同化量x100% 。
8.将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成金字塔图形,称为能量金字塔。如果用相同方法表示各个营养级生物量之间的关系,就形成生物量金字塔。如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系,就形成数量金字塔。它们统称为生态金字塔。
9.自然生态系统中,能量金字塔是上窄下宽的,生物量金字塔和数量金字塔可以是上窄下宽的,也可以是上宽下窄的。人工生态系统中的能量金字塔也可以是上宽下窄的。
10.研究能量流动的意义:
①可以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。
②可以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。
③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。
11.能量利用率能提高,能量传递效率一般不能提高。
二、生态系统的物质循环
1. 生态系统的物质循环指组成生物体的碳氢氧氮磷硫等元素都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程。
2.物质循环具有全球性和物质循环往复运动的特点。
3.碳循环中,碳元素在生物群落中以含碳有机物形式存在,在非生物环境中以CO2形式存在,在生物群落和非生物环境之间循环时主要以CO2形式存在。
4.碳从非生物环境进入生物群落的途径:生产者的光合作用(主要)和化能合成作用。
5.碳从生物群落进入非生物环境的途径:①生产者和消费者的呼吸作用②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)③化石燃料的燃烧④水圈释放CO2。
6.生物富集指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。营养级级别越高,富集的浓度越高。
7.生物富集也具有全球性的特点。
8.能量流动和物质循环的联系:二者同时进行,彼此相互依存,不可分割;物质作为能量的载体,能量作为物质循环的动力。能量流动和物质循环的区别:物质循环中,非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用;而能量流动是单向流动的,逐级递减的。
三、生态系统的信息传递
1.生态系统的信息传递类型包括物理信息、化学信息和行为信息三种。
2.物理信息指自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息;物理信息的来源可以是非生物环境,也可以是生物个体或群体。
3.化学信息指生物产生的可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸等,以及动物的性外激素等。昆虫、鱼类以及哺乳动物体内都存在传递信息的化学物质—信息素。
4.行为信息指动物的特殊行为,主要指各种动作,能够向同种或异种生物传递某种信息。
5.信息传递具备的三个条件①信息源②信道③信息受体。
6.信息传递的三个特点:①生物可以通过一种或多种信息类型进行交流②信息传递往往是双向的,也可是是单向的③信息传递既可以存在于同种生物之间,也发生在不同生物之间,还发生在生物与非生物环境之间。
7.信息传递的三个作用:①生命活动的正常进行,离不开信息的作用②生物种群的繁衍,离不开信息的传递③信息能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡和稳定。
8.目前控制动物危害技术大致分为化学防治、生物防治和机械防治。生物防治具有防治效果好,对环境无污染的优点。
9.利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀雄虫防治害虫,属于化学信息,但属于生物防治。利用农药消灭害虫的防治属于化学防治。
技巧方法:能量流动相关计算技巧(最值计算、传递效率计算)
(1)“拼图法”分析能量流动过程
(2)能量流动的相关“最值”计算
①在食物网中
②具有人工能量输入的能量传递效率计算
人工输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级到第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。
考点九 生态系统的稳定性(抵抗力稳定性、恢复力稳定性)及调节机制(负反馈调节)
一、生态系统的稳定性
1.概念:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。生态系统的稳定性强调的是生态系统维持生态平衡的能力。
2.原因:生态系统具有自我调节能力。
3.生态系统的自我调节能力
①基础:负反馈调节。
②特点:生态系统的自我调节能力是有限的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。
二、生态系统稳定性的类型
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区别
实质
保持自身结构与功能相对稳定
恢复自身结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰,保持原状
遭到破坏,恢复原状
影响因素
生态系统中组分越多,食物网越复杂,抵抗力稳定性越强
生态系统中组分越少,食物网越简单,恢复力稳定性越强
二者联系
①相反关系:一般来说,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定,如图所示:
注意:冻原、沙漠等生态系统的两种稳定性都比较低。
三、提高生态系统稳定性的措施
1.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。
2.对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
技巧方法:
(1)抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
(2)生态系统稳定性的3个易混点
①生态系统的稳定性主要与生物种类有关,还要考虑生物的个体数量。食物网复杂程度相似,生产者多的稳定程度高。
②生态系统的稳定性不是恒定不变的,因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。
③强调“生态系统稳定性高低”时,必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性,因为二者一般呈负相关。
考点十 全球性生态环境问题及生物多样性的内涵、价值与保护措施
一、人类活动对生态环境的影响
1.生态足迹,又叫生物占用,指现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
2.生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。生活方式不同,生态足迹的大小可能不同。
3.全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。
二、生物多样性及其保护
1.生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
2.生物多样性的价值包括直接价值(对人类直接有用的价值)、间接价值(调节生态系统的功能)和潜在价值(尚不明确)。
3.保护生物多样性的措施:
①就地保护:在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园。就地保护是最有效的保护措施。
②易地保护:把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护,如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等。
③其他保护措施:建立精子库、种子库、基因库,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。
技巧方法:水体富营养化分析
1、种群密度与种群数量
易错点:混淆种群密度与种群数量
易错提醒:种群密度是单位面积/体积的个体数
2、标记重捕法的计算公式
易错点:误将标记重捕法的计算公式记反
易错提醒:正确公式:种群数量=第一次捕获标记数×第二次捕获数÷第二次捕获中的标记数
3、K值
易错点:认为“S”形曲线的K值是固定不变的
易错提醒:实际会随环境变化而改变
4、互利共生与原始合作
易错点:混淆互利共生与原始合作
易错提醒:互利共生不能独立生活,原始合作可以独立生活
5、分解者
易错点:误将分解者视为生态系统的非必需成分
易错提醒:实际分解者是关键成分,不可缺少
6、相邻营养级传递效率
易错点:忽略能量流动中“相邻营养级传递效率为10%-20%”是指同化量之比
易错提醒:能量流动中“相邻营养级传递效率为10%-20%”是指同化量之比
7、抵抗力稳定性与恢复力稳定性
易错点:混淆抵抗力稳定性与恢复力稳定性
易错提醒:抵抗力稳定性是“抵抗干扰、保持原状”,恢复力稳定性是“遭到破坏、恢复原状”
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