专题08 生物与环境（15大考点+24大技巧）（知识清单）（浙江专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习知识清单聚焦“生物与环境”专题，系统涵盖种群特征与数量变化、群落结构与演替、生态系统的物质循环及能量流动、人类活动与环境问题等核心内容，通过知识脑图搭建脉络，分层梳理基础速记、重难考点和能力突破要点。 清单采用“基础-重难-能力”三级进阶设计，含93条核心速记、15大考点深研及24大能力突破，融入科学思维（如构建种群增长模型）和生命观念（生态系统物质能量观），特设标志重捕法误差分析、S形曲线K值应用等方法指导，搭配教材深挖和易错警示，助力学生自主夯实基础，教师可据此精准规划复习，提升备考效率。

专题08 生物与环境 目录导航 01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，总结速记易错 · 基础梳理·自主夯基：93条核心速记 · 重难突破·考点深研：15大考点深研+教材深挖 · 能力进阶·方法提炼：24大能力突破 知识体系·核心脉络搭建 考点深研·知能分层突破 基础梳理・自主夯基——课前5分钟核心背默 1．种群是指占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体。 2．种群密度是指某个物种在单位面积或单位体积内的个体数量，是反映种群大小的最常用指标。 3．出生率一般用单位时间内出生个体数占种群总个体数的百分比或千分比表示。 4．不同种类动物由于性成熟的时间、每次产仔(卵)数和每年生殖次数不同，因而出生率会存在差异，通常高等动物的出生率要低于低等动物。 5．生物个体的生理寿命是决定死亡率的内在因素，疾病、饥饿、寒冷、干旱、被捕食和意外死亡等是造成死亡率升高的外在因素。当种群密度过大时，其死亡率也会升高。 6．迁入率或迁出率用单位时间内迁入或迁出的个体数占种群总个体数的百分比或千分比表示。 7．年龄结构是指各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系，可用年龄金字塔来表示。 8．样方法是调查种群密度的常用方法。在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过对每个样方内的个体计数，求得其种群密度。以所调查样方的平均值作为该种群密度的估算值。取样方法常采用“五点取样法”或“等距取样法”。 9．数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。建立数学模型是解释生物种群数量动态变化的重要方法。 10．逻辑斯谛增长是指在空间有限、资源有限和受到其他生物制约条件下的种群增长方式。其增长曲线很像英文字母S，因而又称“S”形增长。 11．对于濒危野生动物的保护，则可通过改善生存环境来增大环境容纳量以促进其增长。相反，对于有害生物的防治，则应通过限制环境因素来降低环境容纳量以抑制其增长。 12．种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随着时间而变化的，这就是种群的数量波动，包括周期性波动和非周期性波动。 13．季节性波动主要由环境的周期性季节变化所决定，种群数量随季节变化而改变，年年如此。年间波动则是指种群数量的变动是以多年为一个周期的重复波动。 14．种群数量的周期性年间波动主要发生在成分比较简单的高纬度环境中，如北方针叶林和苔原地带。 15．大多数种群的年间数量动态变化表现为非周期性波动，例如，东亚飞蝗种群的数量波动。 16．捕食者种群数量会随着被捕食者数量的增加而增加，也会因自身受到天敌的捕食而减少。生产上常利用这种关系进行生物防治。 17．当种群数量上升时，种群内个体经受的社群压力增加，会增强对中枢神经系统的刺激，进而引发内分泌失调，使种群数量增长停止或被抑制，继而又降低了社群压力。 18．种群密度的调查方法有很多，对于小型哺乳类、鸟类、鱼类等动物，常采用标志重捕法。这一方法是根据重捕取样中标志个体比例与样地个体总数中标志个体比例相等的假设来估算样地中被调查动物总数的。 19．年龄结构能影响种群的出生率和死亡率等。 20．环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，用字母K表示。K值只代表种群数量的一个平均值。 21．严格地说，任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动，反之为非周期性波动。 22．群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体。 23．物种丰富度是指群落中不同物种的总数。 24．优势种往往具有高度的生态适应性，并且在环境条件相对稳定的群落中，这种竞争优势常常是持久不变的。 25．优势种通常是群落中个体数量多、生活力较强的物种。 26．当两个物种的生态位重叠时会发生竞争，且生态位重叠越多，竞争就越激烈，以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种完全排除掉，这就是竞争排斥原理。 27．动物在生态位上的分化方式主要有改变食物的种类，形成不同食性；划分分布区域和活动范围；错开活动时间等。 28．依据植物的外貌和形态结构的不同，一般把陆生植物分成下面六种生长型：乔木、灌木、藤本植物、草本植物、附生植物和地表植物。 29．导致群落具有水平结构的原因主要有三个方面：一是不同生物繁殖体的扩散能力有差异；二是生物种间相互作用的影响；三是群落内部环境的不同。另外，动物活动以及人类活动也会影响群落的内部环境。 30．森林群落的分布与经度、纬度及海拔密切相关。森林群落是地球上最重要的陆地群落。 31．温带落叶阔叶林群落具有明显的季相变化。优势植物有山毛榉、栎、栗、杨、柳等落叶乔木。乔木的叶片一般无革质和茸毛。 32．北方针叶林群落中，动物种类较少，代表动物有驼鹿、雪兔、黑熊、雷鸟、灰鼠、松鸡和榛鸡等。多数动物营定居生活。 33．水分蒸发量高于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落。荒漠群落植被极度稀疏，植物主要是灌木和半灌木。动物种类比较稀少，以小型啮齿类和爬行类占优势。 34．气候严寒、降雨量少的地区形成苔原群落。植物种类稀少，优势种有苔藓、地衣、灌木和少数种类的草本植物，植物多为矮生，甚至紧贴地面匍匐生长。动物种类贫乏，多数动物体毛长且绒密，皮下脂肪厚。 35．次生演替是指在被毁灭群落基质上所进行的演替。在伐林地、火烧地、放牧地和弃耕地上所发生的演替都属于次生演替。 36．地球上现存的群落大都处于顶极状态。 37．人类可以使群落演替按照不同于自然的方向进行，甚至还可以建立人工群落。 38．对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种称为优势种。 39．成层结构是物种自然选择的结果，它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，而且植物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了植物的光能利用率。 40．群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势种取代的过程，也是群落中各种群与无机环境相适应的过程。 41．从湖底的原生裸地到森林群落的演替一般需要经历五个演替阶段：裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段。 42．生态系统是指一定空间和一定时间内，由群落和非生物环境所构成的一个生态学功能系统。 43．生产者是指能利用太阳能等能量，将无机物合成有机物的自养生物，主要指各种绿色植物，也包括藻类和自养细菌。 44．分解者也是异养生物，能将动、植物的残体、粪便和各种复杂的有机物分解为生产者能重新利用的无机物，主要包括细菌和真菌，也包括腐食动物和某些原生动物。 45．生态系统中的非生物成分是指生态系统中的自然环境，包括阳光、空气、水等环境因素。 46．生物圈是指地球上有生物存在的部分，包括所有生物及其生存环境，它是地球表面一个不连续的薄层。生物圈是地球上最大的生态系统。 47．在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，我们把这种单向的营养关系称为食物链。 48．食物链的类型较多，其中以生产者为起点的食物链称为捕食食物链，以死亡生物或现成有机物为起点的食物链称为腐食食物链。 49．在任何生态系统中，都存在着捕食食物链和腐食食物链。大多数陆地生态系统和浅水生态系统常以腐食食物链为主。海洋生态系统则以捕食食物链为主。 50．由许多食物链彼此交错形成的复杂的单向的营养关系称为食物网。 51．处于食物链某一环节上的全部生物的总和称为营养级。 52．生物富集，又称生物浓缩，是指生物体由于对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。 53．生物量是指生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质(包括生物体内所存的食物)的鲜重或干重总量，常以干重表示。 54．一般来说，在陆地和浅水生态系统中，生物量金字塔呈现下宽上窄的正金字塔形；在湖泊和开阔海洋的生态系统中，生物量金字塔会呈现下窄上宽的倒金字塔形。 55．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质，单位为J/(m2·a)或g/(m2·a)。 56．初级生产量是生态系统的基石。 57．在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸(R)所消耗，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量(NP)，而把包括呼吸消耗在内的全部初级生产量称为总初级生产量(GP)，即总初级生产量＝净初级生产量＋呼吸消耗量。 58．动物靠取食植物、其他动物和一切现成有机物而进行的有机物生产，在生态系统中属于第二次的有机物生产，其生产的有机物或固定的能量就称为次级生产量。凡是异养生物都属于次级生产者。 59．动物摄入的食物并不能全部被同化和利用，其中有相当一部分是以粪、尿的方式排出体外而未被利用。 60．与初级生产量一样，被消费者所同化的总能量称为总次级生产量。总次级生产量中的一部分用于动物的呼吸，最终将以热能的形式散失掉；剩下的一部分即为净次级生产量，用于动物的生长和繁殖。 61．能量流动包括太阳能进入生态系统的输入过程、食物链和食物网的能量传递过程和能量通过生物体的呼吸以热能的形式散失的过程。 62．能量的传递效率是指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比，一般可通过林德曼效率计算而获得，计算公式为： 林德曼效率＝×100%。 63．水循环是由太阳能推动的。地球表面的蒸发量和降水量基本持平，但陆地的降水量大于蒸发量，海洋的降水量小于蒸发量。生物在全球水循环过程中所起的作用很小。 65．氮最重要的储存库是大气圈。但是，大多数生物不能直接利用氮气。大气中的氮只有被固定为无机氮化合物(主要是硝酸盐和氨)以后，才能被生物所利用。 66．固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。生物固氮是通过固氮菌和蓝藻等自养或异养微生物进行固氮，生物固氮是最重要的固氮途径。 67．运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。 68．各种信息在生态系统的组成成分之间和组成成分内部的交换与流动称为生态系统的信息传递。 69．生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与传递信息，协调各种功能，这些化学物质传递的信息称为化学信息。 70．许多植物的异常表现和动物的异常行为传递了某种信息，这种异常表现和异常行为传递的信息通称为行为信息。 71．生态系统的稳态是生态系统内部各成分彼此相互协调，保持相对稳定的状态，是生态系统的一个很重要的特点。 72．正反馈调节的作用刚好与负反馈调节相反，即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，不是抑制而是加速最初发生的变化，所以正反馈调节的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。 73．生态系统具有抵抗外界干扰，使自身的结构和功能保持原状的能力。这种能力被称为生态系统的自我调节能力，而负反馈调节是自我调节的基础。 74．生态系统中生物的种类和数量越多，食物网越复杂，自我调节能力就越强，抵抗外界干扰保持稳态的能力就越强，反之则越弱。 75．生态系统的自我调节功能是有一定限度的。 76．我们对生态系统的利用或干预需要严格加以控制，不能超出生态系统的自我调节能力。 77．对于利用和干预强度较大的生态系统，应有相应物质和能量的补充输入，以保证系统内部结构和功能的协调稳定。 78．重金属以及DDT、有机氯杀虫剂和多氯联苯等物质都会在生物体中富集，并对生物造成危害，特别是对处于高位营养级的生物危害更严重。 79．各营养级的生物个体数量也往往呈现正金字塔形。但是，在生产者数量少而个体非常巨大的情况下也会呈现倒金字塔形。 80．海洋的年净初级生产总量虽然只有陆地的年净初级生产总量的一半，但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的3倍多，原因是：在海洋生态系统中，植食动物利用藻类的效率大大高于陆地动物利用植物的效率。 81．生态系统中以物理过程为传递形式的信息，称为物理信息。光、声、温度、湿度、磁力等都是物理信息。物理信息可以来源于无机环境，也可以来源于生物。 82．负反馈调节是生态系统中普遍存在的一种调节方式，它的作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生的变化。 83．太阳光穿过大气层到达地球表面后，一部分光线经过反射回到太空，其余的则被大气层中的气体捕获。大气层这种能捕获热能的特性称为温室效应。 84．全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。目前全球变暖的理论解释是“温室效应”假说，该假说认为大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增大，使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。 85．人类排放到大气中的氟利昂、哈龙(含溴卤代烷烃的商品名称)等含氯氟烃 类气体是引起平流层中臭氧减少的主要原因。 86．酸雨是指pH小于5.6的降水。人类向大气中排放过多的硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要原因。此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。 87．荒漠化是指干旱、半干旱和亚湿润干旱地区(年降水量与土壤蒸发和植物蒸腾的总耗水量之比在0.05至0.65的地区)的土地退化，它是由气候变异和人类活动在内的种种因素造成的。 88．造成荒漠化的自然因素包括干旱、地表松散物质、大风吹扬等。人为因素主要是由于人口激增导致的对各种自然资源的过度开发和利用，如滥牧、滥垦、滥樵、滥采、滥用水资源、滥开矿等。 89．土壤污染具有隐蔽性和滞后性。综合治理工业“三废”，控制劣质农药、化肥的使用，对垃圾进行分类处理等是控制土壤污染的主要措施。 90．水体污染是指排入水体的污染物使该物质在水体中的含量超过了水体的原有含量和水体的自净能力，从而破坏了水体原有的用途。 91．生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。 92．人类活动导致的栖息地消失、退化、片段化是物种绝灭和生物多样性丧失的主要原因，外来物种入侵和人类对生物资源的过度开发利用，也是生物多样性减少的原因。 93．生物多样性对人类的价值包括直接使用价值和间接使用价值。直接使用价值是指为人类提供食物、药物和建材等。间接使用价值是指对环境和生命维持系统的调节功能，如水土保持、净化环境等，也包括为后人提供选择机会的价值。 重难突破・考点深研——要点提炼 第01讲 种群的特征 考点一种群的特征 1.种群 概念 种群是指占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体 组成 种群通常由不同性别和不同年龄的个体组成 作用 种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位，也是群落的基本组成单位 特点 ①一个种群不是个体的简单累加，而是具有一定的种群特征，是一个能够自我调节、动态变化和发展的有机整体 ②种群的最基本特征是种群数量特征。包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例，其中最基本的数量特征是种群密度。 【名师点拨】种群的边界 种群的边界可以是自然的，也可以是由人为划定的。 2.种群的数量特征 （1）种群密度 ①概念：某个物种在单位面积或单位体积内的个体数量，是反映种群大小的最常用指标。 ②意义：种群密度的变化是研究种群动态的基础。种群密度的大小可作为人类判断生物有益或有害、保护或防治的依据，也可作为评价保护和防治效果的指标。 【特别提醒】种群数量多，种群密度不一定大。 （2）出生率和死亡率 出生率 定义 一般用单位时间内出生个体数占种群总个体数的百分比或千分比表示 特点 不同种类动物由于性成熟的时间，每次产仔（卵）数和每年生殖次数不同，出生率会存在差异，通常高等动物的出生率要低于低等动物 死亡率 定义 单位时间内死亡个体数占种群总个体数的百分比或千分比 意义 保持物种的延续和遗传的多样性，使种群不断适应变化着的环境 影响因素 ①内在因素：生物个体的生理寿命 ②外在因素：疾病、饥饿、寒冷、干旱、被捕食和意外死亡等 自然增长率 含义 表示种群数量变化 计算公式 自然增长率=出生率-死亡率 与种群密度的关系 出生率死亡率 【特别提醒】 个体死亡对该种群来说未必不利：只有衰老的个体不断死去，新的个体不断产生，才能保持物种的延续和遗传的多样性，使种群不断适应变化着的环境。 （3）迁入率和迁出率 ①概念：单位时间内迁入或迁出的个体数占种群总个体数的百分比或千分比。 ②与种群密度的关系： 迁入率迁出率 （4）年龄结构 ①概念：指各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系，可用年龄金字塔来表示。种群分为生殖前期、生殖期和生殖后期三个年龄组。 ②年龄金字塔： 图例 种群特征 未来的出生率与死亡率 种群数量变化趋势 类型 有大量处于生殖前期的个体，处于生殖后期的个体数较少 出生率>死亡率 增长 增长型 处于生殖前期的个体与生殖后期的个体数大致相等 出生率≈死亡率 稳定 稳定型 处于生殖前期的个体数少，而生殖后期的个体数多 出生率<死亡率 减少 衰退型 ③意义：通过分析年龄结构可预测种群数量的变化趋势。 【特别提醒】特殊的年龄结构 有些昆虫（如蜉蝣和蝉等），生殖前期特别长，生殖期极短，生殖后期等于零。 （5）性别比例 概念 种群内两性个体数量的相对比例 比例关系 大多数高等动物的种群（如人类），其性别比例基本保持1∶1 意义 通过影响种群的出生率影响种群密度 实践应用 在生产实践中，人们常采用干扰和破坏害虫自然性别比例的方法来降低害虫的数量 （6）种群数量特征的相互关系 ①种群密度是种群最基本的数量特征。 ②出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。 ③年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响种群密度。 【特别提醒】关于种群数量变化的四点提醒 （1）城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。 （2）中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。 （3）利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。 （4）将性外激素释放到田里，干扰雌、雄蛾正常交尾——降低出生率。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P5“图1－3”）年龄结构为稳定型的种群，种群数量近期一定能保持稳定吗？ 不一定，因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受食物、天敌、气候等多种因素的影响，且种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 2.（选修2 P5）影响死亡率大小的因素有哪些？ ①内因：生物个体的生理寿命；②外因：疾病、饥饿、寒冷、干旱、被捕食和意外死亡等；③种群密度。 3.（选修2 P4-6）如图是表示种群各种数量特征之间关系的概念模型，根据该模型回答下列问题： （1）种群最基本的数量特征是什么？ 种群密度。 （2）直接决定种群密度大小的数量特征有哪些？ 出生率、死亡率、迁入率和迁出率。 （3）间接影响种群密度的数量特征有哪些？ 年龄结构和性别比例。 （4）年龄结构是通过哪些因素（数量特征）影响种群密度的？性别比例呢？ 出生率和死亡率；出生率。 考点二 种群密度的调查方法 1．标志重捕法 （1）适用范围：活动能力强，活动范围大的动物如小型哺乳类、鸟类、鱼类等动物。 （2）计算公式：N＝M·n/m（N表示动物总个体数，M表示总数中被标志的个体数，n表示重捕个体数，m表示重捕中被标志的个体数）。 （3）活动：模拟用标志重捕法进行种群数量的调查。 原理 在被调查种群的生存环境中，随机捕获一部分个体，将这些个体进行标志后在原捕获地放回，一段时间后再进行重捕；并根据公式N=M·n/m，估算该种群的总数量 目的要求 ①初步学会标志重捕法 ②体验运用该方法调查种群数量的过程 步骤 注意事项 ①第2步标记黄豆后放回纸袋并摇动均匀的目的是模拟动物的随机运动。 ②为使实际调查数据更加准确的方法：第2步摇动纸袋使已经标记的黄豆与未标记的黄豆混合均匀；第3步再次抓取黄豆时要做到随机抓取。 【特别提醒】关于标志重捕法操作过程中的五点提醒 （1）操作过程中要确保标志物和标志方法对被调查动物的寿命和行为不会产生影响。 （2）标志物不能过分醒目，且在调查期间不易脱落消失。 （3）调查期间，被调查动物没有大量迁入和迁出、出生和死亡的个体。 （4）操作过程中要确保被标志个体与未被标志个体在重捕时被捕获概率相同。 （5）操作过程中要确保两次捕获的间隔时间不能太长。 2．样方法 （1）适用范围：主要是双子叶植物，还有活动能力弱，活动范围小的动物。 （2）调查程序： 随机选取若干个样方 ↓ 计数每个样方内的个体数 ↓ 求每个样方的种群密度 ↓ 求所有样方种群密度的平均值 （3）取样方法：五点取样法、等距取样法。 【特别提醒】 （1）取样面积大小一般为1 m2。 （2）样方的数量一般为5个，统计样方个数越多，调查结果就越接近真实情况。 （3）个体数量统计时，对于压线的植物个体要遵照“计上不计下、计左不计右”的原则。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P6）使用标志重捕法调查种群密度期间，若初次捕获并标志放回后，被调查动物死亡过高会对调查结果产生什么影响？ 使用标志重捕法调查种群密度期间，若被调查个体大量死亡，会导致第二次捕获个体总数比原来少，其中被标志的个体数也比原来少，但标志数与总数比例不变，而第一次捕捉并标志数M确定不变，所以明显调查结果偏大了。 2．（选修2 P6）标志重捕法两次捕捉间若有大量的迁入和迁出、出生和死亡的现象，会影响结果吗？并说明理由。 会；标志重捕法中两次捕获间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。 3.（选修2 P7）样方法调查时要强调“随机”取样，原因是为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方法统计的结果（估算值）能更接近真实的情况。 4．（选修2 P7）某兴趣小组调查某种双子叶草本植物种群密度的结果如表所示。其中，第四个样方中该植物的分布情况如图所示，则该植物种群密度是8 株/m2。 样方 N1 N2 N3 N4 N5 种群密度（株/m2） 8 7 8 x 9 5．（选修2 P8）浙江省的人口分布情况属于什么类型的分布型？ 集群分布。 考点三 种群的增长方式 1.种群指数增长和逻辑斯谛增长 （1）建立数学模型 ①数学模型：用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。 ②建立数学模型的意义：是解释生物种群数量动态变化的重要方法。 【名师点拨】 常见的模型形式除了数学模型以外，还包括物理模型、概念模型等。例如： （1）酶活性受温度或pH影响曲线图、细胞周期中核DNA含量、染色体数量变化曲线等都属于数学模型。 （2）DNA双螺旋结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型等都属于物理模型。 （3）对光合作用过程中物质和能量变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等都属于概念模型。 （2）种群的指数增长 ①条件：在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下。 ②数学模型：种群“J”形增长的数学表达式为：Nt＝N0λt 其增长曲线很像英文字母J，又称“J”形增长。如下图（细菌的指数增长曲线） （3）特点：起始增长很慢，但随着种群基数的增大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长。 【名师点拨】准确分析“λ”曲线 （1）a段——λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。 （2）b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。 （3）c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。 （4）d段——λ<1，种群数量逐年下降。 （5）e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。 2．种群的逻辑斯谛增长 （1）条件：空间有限、资源有限和受到其他生物制约。 （2）数学模型：其增长曲线很像英文字母S，又称“S”形增长（如图）。 （3）特点：五个时期（见上图）。 开始期（a） 种群个体数很少，种群密度增长缓慢 加速期（b） 随着种群个体数的增加，种群密度增长逐渐加快 转折期（c） 种群个体数达到K/2时，种群密度增长最快 减速期（d） 种群个体数超过K/2以后，种群密度增长逐渐变慢 饱和期（e） 种群个体数接近或达到K时，种群密度不再继续增长或在K值上下波动 （4）环境容纳量：在长时期内环境所能维持的种群最大数量，又称K值。由于种群数量高于K时可能下降，低于K时可能上升，所以K值只代表种群数量的一个平均值。 （5）应用： ①利用和保护生物资源： a．预知草原放牧量：根据逻辑斯谛增长曲线在转折期增长最快的特点。 b．保护濒危野生动物：通过改善生存环境来增大环境容纳量，以促进其增长。 ②防治有害生物：通过限制环境因素来降低环境容纳量，以抑制其增长。 2.探究果蝇种群的增长 （1）选择果蝇作为实验材料的原因： ①体型较小，繁殖力强。 ②生活史短，饲养管理简单。 ③容易计数和保存。 （2）原理：在实验条件下，用水果培养果蝇，其种群数量会增加。用数学方法分析果蝇数量的增长规律，可得出其种群增长的数学模型。 （3）目的要求： ①学会培养果蝇的方法与技能。 ②分析果蝇的数量变化，绘制果蝇增长的曲线图，学会数学建模的方法。 （4）探究问题：20～25 ℃条件下，果蝇以什么方式增长？ （5）方法步骤： ①取500 mL广口瓶3个，先在每个广口瓶底部铺一层厚约2 cm的棉花，然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉，2只雌果蝇和2只雄果蝇，最后用双层纱布盖住瓶口，并用橡皮筋扎紧，作为果蝇培养瓶。 ②将培养瓶置于温度适宜（20～25 ℃）的环境中培养。 ③每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数，持续3周。若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，另取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶，放入滴有1～2滴乙醚的棉花团，并将其与培养瓶的瓶口对接，轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶。待果蝇麻醉后，将其全部倒在白纸上，用毛笔进行计数。计数结束后再将这些果蝇放回培养瓶中培养。 【特别提醒】 每天计数结束后应再将全部果蝇放回各培养瓶中继续培养。 （6）实验结果： ①结果记录表格： 果蝇种群增长情况记录表 时间 数量/只 瓶1 瓶2 瓶3 平均值 第1天 第2天 第3天 第4天 …… 第21天 ②绘制坐标曲线： （7）实验结论：根据实验数据可得到上图所示曲线，果蝇种群数量的变化趋势是先上升再下降。 （8）结果分析： ①上升原因：初始阶段培养环境资源充足：营养、生存空间充裕，环境条件适宜。果蝇出生率远大于死亡率，种群数量快速增长。 ②下降原因：随着个体数量持续增加，瓶内资源不断消耗，生存空间紧张、代谢废物积累，生存环境恶化；死亡率＞出生率，种群数量开始下降。 【名师点拨】 （1）该曲线不属于标准 “S” 型增长：S 型增长存在环境容纳量K，数量维持相对稳定；（2）密闭容器无持续资源补给，资源耗尽后数量必然下降。 （3）影响种群数量的直接因素：出生率和死亡率；空间、食物属于环境制约因素。 实验启示：封闭体系中种群无法长期维持稳定，资源有限是限制种群持续增长的根本因素。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P12）某物种被引入一个理想环境条件中，其种群数量呈现“J”形增长。假设N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示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。 （1）该种群“J”形增长的数学表达式是什么？ Nt＝N0λt。 （2）第t年种群数量是多少？第t＋1年呢？ N0λt；N0λt＋1。 （3）假设这一年中新出生个体数为m个，死亡个体数为n个，没有迁入、迁出。则种群的出生率和死亡率分别为多少？ m/（N0λt）；n/（N0λt）。 2.（选修2 P13）从种群增长速率和环境容纳量两个方面考虑，治理鼠害的有效措施是什么？ 灭鼠应在鼠害刚发生时就进行；应该采取断绝食物、水源、地面硬化等措施降低种群的环境容纳量。 3.（选修2 P13）养鱼要获得最大日捕获量，则需要将鱼群的个体数量控制在哪个数值上？如果要长期内获得较大的捕获量，则需要将鱼群控制在哪个数量上？ 获得最大日捕获量需要将鱼群的个体数量控制在K值上；如果要长期获得较大的捕获量，则需要将鱼群数量控制在K/2上。 考点四 生态因素影响种群数量波动 1.种群的数量总是在波动中 （1）生态因素：环境中影响生物形态、生理和分布等的因素，一般可分为非生物因素和生物因素。 （2）种群的数量波动：种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随着时间而变化的，这就是种群的数量波动。 （3）原因：环境条件的改变引起种群出生率、死亡率、迁入率和迁出率的改变，使其种群个体数量不断发生变化。 （4）类型 ①非周期性波动：两个相邻波峰之间相隔的时间不相等称为非周期性波动，大多数种群的年间数量动态变化表现为非周期性波动，例如，东亚飞蝗种群的数量波动。 ②周期性波动：任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动。主要表现为季节性波动和年间波动： a．季节性波动：主要由环境的周期性季节变化所决定，种群数量随季节变化而改变，年年如此。 b．年间波动：指种群数量的变动是以多年为一个周期的重复波动，这种波动的周期常常是几年，甚至更长。种群数量的周期性年间波动主要发生在成分比较简单的高纬度环境中，如北方针叶林和苔原地带。 2.调节种群数量波动的因素 （1）外源性因素调节种群数量波动 ①外源性因素是指影响种群密度的外部因素，主要包括气候、食物、捕食、疾病、寄生等。 因素 内容 气候 影响种群密度的变化。昆虫的早期死亡80%~90%是由气候变化引起的，因为气候因素会影响昆虫的发育与存活 食物 调节种群数量的重要因素。食物不足时，种群内部必然会发生激烈的竞争，使很多个体不能生殖或不能存活 捕食 将被捕食者的种群密度制约在一定水平。捕食者种群数量会随着被捕食者数量的增加而增加，也会因自身受到天敌的捕食而减少，应用：生物防治。 疾病和寄生 病原体和寄生生物的致病力和传播速率是随着种群密度的增加而增加的，种群密度越大，抑制增长的作用力也就越强 ②关系：在大多数情况下，每种外源性因素并不是单独起调节作用，而是多种因素综合在一起共同影响种群数量波动。如幼鸟死亡率高是由于食物短缺、捕食、疾病等多种因素共同调节的结果，其中食物是决定性的。 （2）内源性因素调节种群数量波动 ①领域行为：指动物有选择地占据、保卫一定的空间，不允许同类其他个体进入这一空间的行为。 ②内分泌因素：当种群数量上升时，种群内个体经受的社群压力增加，会增强对中枢神经系统的刺激，进而引发内分泌失调，使种群数量增长停止或被抑制，继而又降低了社群压力。 【特别提醒】 外源性因素和内源性因素对种群数量的波动起的是调节作用，起决定性作用的是出生率和死亡率。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P18）气候因素调节种群数量有何特点？ 气候因素对种群的影响不受种群密度的制约。 2.（选修2 P18）捕食、寄生、流行病等因素调节种群数量有何特点？ 这些因素的调节强度随种群密度的加大而增强，而且种群受影响个体的百分比也与种群密度的大小有关。 3.（选修2 P17）。 分析图甲、图乙中种群的数量波动分别是非周期性波动还是周期性波动，说明原因并说出影响各自种群数量波动的因素是什么。 图甲：非周期性波动；原因：两个相邻波峰之间相隔的时间不相等；影响因素：主要是气候变化。图乙：周期性波动（每3～4年为一个周期）；原因：两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等；影响因素：食料植物因旅鼠取食而发生周期性短缺。 4.（选修2 P17）为了防治鼠害，某地开展了对田鼠种群数量变化的调查，绘制成如下曲线图。 （1）哪些因素会影响田鼠种群数量波动的调节作用？ 气候、食物、捕食、疾病、寄生等外源性因素和领域行为、内分泌因素等内源性因素。 （2）防治鼠害的主要方法有B、C、D、E（填字母）。 A．灯光诱杀 B．利用天敌、寄生生物等进行生物防治 C．化学药物灭鼠 D．器械灭鼠 E．环境治理 第02讲 群落的结构与演替 考点一 不同种群组成群落 1.活动：不同群土壤动物类落中群落丰富度的研究 （1）实验原理：在森林、草原等不同的群落中，土壤动物的种类、数量和分布都有所不同。通过土壤动物类群丰富度的调查，可以反映不同群落中土壤动物物种数目的多寡。 （2）方法步骤： 实验步骤 具体操作细节 使用工具/方法 样地选择和土样采集 ①选定不同群落样地，记录地理位置、植被、土壤相关信息②各样地随机取3-5个样方，采集 0-25 cm 表层土壤 土壤取样器 土壤动物的分离 体型大的个体直接拾取；小型个体利用土壤避光、避热、避湿特性分离 镊子、干漏斗分离法（诱虫器） 土壤动物的种类鉴定 大体型肉眼辨别；微小型个体借助放大设备观察分类 肉眼、放大镜、体视显微镜 【特别提醒】实验成功关键点 （1）从不同群落中采集土壤样本要分别统计。 （2）每个样地随机取样 （3）从同样营养土壤中采集的样本，多组进行统计比较。 （4）命名要准确，并进行分类。 （5）远离危险地带，不要破坏当地环境。 （6）采集到的小动物使用干漏斗分离装置进行烘烤的目的是为了杀死和保存小动物。 2.群落的物种组成和优势种 （1）群落：在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体。 （2）物种丰富度 ①概念：群落中不同物种的总数。 ②研究方法：识别组成群落的各种生物，并统计物种的数量。 ③意义：反映不同群落中物种数目的多寡。 （3）优势种 ①概念：对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。 ②特点： a.优势种具备高度生态适应性，环境稳定时，其竞争优势可长期维持； b.个体数量多、生命力强，会显著影响群落内其他物种的生存与生长。 【特别提醒】关于优势种的两点提醒 （1）群落中个体数量最多的种群不一定是优势种。 （2）在探究竞争排斥原理的实验研究中，高斯选用的大草履虫和双小核草履虫是两种草履虫，它们之间属于种间竞争。 3.物种在群落中占据一定的生态位 （1）生态位： ①概念：群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系，它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性。一个物种的生态位取决于物种栖息的场所，以及与食物、天敌和其他生物之间的关系。 ②意义：不同的物种占据不同的生态位，有利于充分利用整个群落的自然资源。 （2）生态位重叠： ①竞争排斥原理： a.概念：当两个物种的生态位重叠时会发生竞争，且生态位重叠越多，竞争就越激烈，以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种完全排除掉。 b.实验证据：俄罗斯生态学家高斯的两种草履虫单独和混合培养实验。 【特别提醒】关于生态位的两点提醒 （1）大自然中，凡存在者都有自己的生态位，没有两个物种的生态位是完全重叠的。 （2）生态位的形成减少了不同物种间的竞争，有效地利用了自然资源，使不同物种都能获得一定的生存优势。 ②生态位分化 模块 具体内容 前提 两物种生态位发生重叠 原因 ① 生物对环境的长期适应； ② 自然选择驱动 分化方式 ① 食物分化：改换食物种类，产生食性差异； ② 空间分化：分隔分布区域、活动范围； ③ 时间分化：错开昼夜等活动时段。 最终意义 减弱/消除种间竞争，实现物种共存 典型实例 森林中不同鸟类分层栖息取食、夜行性鼠类与昼行性松鼠错开活动时间。 【名师点拨】生态位分化的实质 生态位分化是生物对环境的长期适应以及自然选择的结果，是群落中多物种稳定共存的核心机制。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P28）群落中个体数量最多的种群一定是优势种吗？为什么？ 不一定；只有个体数量很多同时又对其他物种有很大影响的物种，才能称为优势种。 2.（选修2 P29）自然群落中生态位为何出现生态位分化？ 减少或排除竞争达到共存，是生物对环境的适应以及自然选择的结果。 3.（选修2 P29 ）两个物种利用同一资源就会发生生态位重叠吗？就会发生竞争吗？ 如果资源很丰富，共同利用同一种资源也不给对方造成损伤；资源短缺生态位重叠的物种才会发生竞争。 4.（选修2 P29 ）同种鲈鱼中的大鲈鱼以小鲈鱼为食，这属于捕食关系还是种间竞争关系？ 二者皆不是。 5.（选修2 P30）分析教材P30“阅读资料”回答下列问题： （1）表2－1中数据显示煤山雀与旋木雀在林中的分布大致相同，二者生态位是否完全相同？否（填“是”或“否”）。 （2）在这个栎树林中，生态位差异最大的两种鸟是林鸽和鹪鹩。 （3）长尾山雀与旋木雀的生态位不完全重叠的原因是什么？ 二者生活习性不同：长尾山雀善于在树枝间、叶间跳跃或来回飞翔，旋木雀飞行能力不佳；二者觅食范围有区别：长尾山雀觅食鞘翅目和鳞翅目等昆虫，旋木雀觅食昆虫、蜘蛛和其他节肢动物，冬天食物短缺时，也吃植物种子。 （4）栎树林中每种鸟类占据着相对稳定的生态位，有利于各种鸟类充分利用整个群落的栖息空间和食物资源，又能减少相互之间因为生态位的重叠而导致的竞争，这是生物与生物之间和生物与环境之间协同进化的结果。 考点二 群落的结构与类型 1．植物的生长型 （1）依据：植物的外貌和形态结构。 （2）分类（六种）：乔木、灌木、藤本植物、草本植物、附生植物、地表植物。 （3）意义：可以反映植物生活的环境条件。 2.群落的垂直、水平和时间结构 垂直结构 形成 群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上 分层现象 群落的垂直结构主要指群落的分层现象。陆地群落中，温带落叶阔叶林群落的垂直结构最为明显，从树冠到地面可以分为树冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层 决定因素 ①植物分层：主要与植物对光的利用有关 ②动物分层：主要与食物有关 意义 成层结构是物种自然选择的结果，它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，而且植物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了植物的光能利用率 应用 （立体农业） ①定义：是指依据生物的生活特性以及对环境的要求，进行合理搭配而建立的一个空间上多层次、时间上多序列的种植和养殖结构 ②类型：立体种植类、立体养殖类、立体种养结合类 ③优点：能充分利用太阳能、水分和矿质营养，从而获得较高的经济效益和生态效益 水平结构 形成 群落中的生物在水平方向上的配置状况形成了群落的水平结构 特点 大多数群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性，表现为斑块状和镶嵌性 形成原因 ①不同生物繁殖体的扩散能力有差异 ②生物种间相互作用的影响 ③群落内部环境的不同 ④动物活动及人类活动的影响 时间结构 概念 群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化 特点 群落的季节性变化明显 【特别提醒】 （1）群落的垂直结构是指群落中的不同种群在垂直方向上的分层现象，而非同一物种不同个体高低有别、错落有致。 （2）群落的分层现象不仅表现在地面上，也表现在地下，但地下群落分层现象主要与水分和矿质元素有关。水生群落也有分层现象，影响因素主要有光的穿透性、温度和氧气的垂直分布。 （3）关于群落斑块状和镶嵌性形成的原因的提醒： 由于小地形和微地形的变化而发生环境的改变形成镶嵌，这是环境因素的不均匀性引起镶嵌性的例子。由于土壤中动物的活动，像因田鼠活动而在田鼠穴附近经常形成不同于周围植被的斑块，这是动物影响镶嵌性的例子。 3.群落的主要类型 （1）森林群落 项目 热带雨林群落 温带落叶阔叶林群落 北方针叶林群落 分布 赤道及其两侧的湿润区域 四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，年降雨量在500～1 000 mm的区域 北半球高纬度地区，年降雨量在400～500 mm的区域 植被特征 绝大部分是木本，藤本植物和附生植物发达 有明显的季相变化，优势植物有山毛榉、栎、栗、杨、柳等落叶乔木 优势种主要有红松、云杉和冷杉等，植物的叶呈针状，表面有增厚的角质膜和内陷的气孔，以减少蒸腾并有助于保持水分 动物特点 树栖攀缘生活种类占优势 地栖动物种类和数量较多，生活节律有明显季节变化 种类少，多数营定居生活，通过储食和冬眠的方式过冬 （2）草原、荒漠和苔原群落的分布及特征： 群落类型 草原群落 荒漠群落 苔原群落 分布 年降雨量在250～800 mm的地区 亚热带干旱区，年降雨量不足200 mm的地区 欧亚大陆北部和北美洲北部 植被特征 以草本植物占优势，植物的叶面积缩小、叶片边缘内卷、气孔下陷等以适应干旱环境 主要是灌木和半灌木，往往具有发达的根系、小而厚的叶片；还有仙人掌科和百合科植物，往往具有肉质茎或肉质叶 优势种有苔藓、地衣、灌木和少数种类的草本植物。植物通常是常绿、多年生的，生长季节短且生长缓慢，几乎完全依靠营养繁殖 动物特点 以营洞穴和集群生活的啮齿类为主，昆虫的种类和数量非常多 种类稀少，多数有穴居、善跑、昼伏夜出、夏眠等习性，生理活动适应缺水环境 种类贫乏，多数体毛长且绒密，皮下脂肪厚 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P40）如图a、b、c分别代表在－200 m～3 800 m的海拔内，山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。回答下列问题： （1）a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，影响它们分布的主要因素是什么？这是群落的垂直结构吗？为什么？ 温度。这不是群落的垂直结构，因为高山植被从低到高分布不同是由于随海拔升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同。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）b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，影响它们分布的主要因素是什么？这是群落的垂直结构吗？ b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的，c处藻类植物的分层现象是受光质（波长）影响形成的。这是群落的垂直结构。 （3）b处动物在群落中也有垂直分层现象，这种分布与植物的分层有何关系？ 群落中植物的垂直结构为动物创造了栖息空间和食物条件。 2.（选修2 P41）不同群落中动、植物的适应性特征。 （1）在荒漠群落中生活的动物，具有哪些适应群落环境的共同特征？ 大多数动物是夜行性的，在白天炎热时不活动；一些动物的排泄方式可以减少水分的丢失。 （2）在草原群落中生活的动、植物又有哪些适应群落环境的共同特征呢？ 草原上植物的叶面积缩小、叶片边缘内卷、气孔下陷；动物大都具有挖洞或迅速奔跑的特点。 （3）假如将森林中攀缘生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群对调，对这些种群来说有什么影响？ 对调的种群因为不能适应新的环境，可能会迅速衰退，并最终消失。 考点三 群落的演替 1．群落演替的概念、实质和意义 项目 具体内容 概念 群落内一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程 实质 不同种群与环境变化相互作用，发生优势种取代的过程 意义 更充分地利用自然条件，高效利用环境中一切可利用的能量 【名师点拨】 ①演替过程中不是原有物种彻底消失，只是优势地位发生更替。 ②演替总趋势：生物种类变多、群落结构更复杂、对光能等能量的利用率逐步提升。 ③自然状态下群落演替一般向着顶极群落（森林群落）的方向进行。 2．群落演替的实例 （1）从裸岩到森林群落的演替：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段。 （2）从湖泊到森林群落的演替：裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段。 【名师点拨】群落演替的原因 ①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种的生存产生不利的影响； ②生物本身在不断进行繁殖、迁徙； ③群落由于生命活动造成内部环境改变； ④种内或种间关系不断发生变化； ⑤人类活动的影响。 3．群落演替的两种类型 （1）初生演替：从完全没有植被，并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地上开始的演替，如裸岩和湖底开始的演替。 （2）次生演替：在被毁灭群落基质上所进行的演替，如伐林地、火烧地、放牧地和弃耕地上所发生的演替。 【特别提醒】关于次生演替特点的提醒： 一般地，次生演替中，原有群落毁灭后，会留下含有大量有机质的土壤、有生存力的孢子和种子等繁殖体。因此，与初生演替相比较，次生演替的土壤基质和环境条件比较好，次生演替经历的时间也相对比较短。 4．顶极群落 概念 当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态时，演替不再进行，此时的群落称为顶极群落 决定因素 平均温度和年降雨量 特点 群落结构最复杂也最稳定，只要没有外力干扰，它将永远保持原状 干扰因子 有自然的和人为的，特别是人为干扰对群落演替的影响较大，往往会使群落按照不同于自然发生的进程演替 气候条件及群落类型 高温高湿 热带雨林 低温高湿 北方针叶林 中温中湿 温带草原 低温低湿 苔原 极端缺水 荒漠 5．活动：观察记录鱼缸中群落的变化 （1）目的要求 ①观察鱼缸中浮游生物种类随时间的变化。 ②通过连续的数据记录和分析，建立群落演替的模型。 （2）方法步骤 实验步骤 具体操作内容 操作目的 制备群落 1. 鱼缸添加池塘水、熟米饭、塘泥； 2. 避光放置鱼缸。 塘泥、池塘水引入原生生物、微生物；米饭提供有机物营养；避光防止藻类暴发性增殖，模拟自然水生群落环境。 取样观测 1. 每日分层（上/中/下层）取水样制作临时装片； 2. 显微镜观察浮游生物种类并记录； 3. 连续观察 2 周以上。 研究水体不同垂直分层的生物分布，追踪群落物种组成随时间发生的演替变化规律。 【名师点拨】 ①塘泥作用：携带细菌、原生动物、小型底栖生物，是构建人工群落的生物来源；米饭作为有机物，为分解者、浮游生物供给碳源与营养。 ②避光放置原因：直射强光会造成藻类大量爆发，打破群落自然演替进程。 ③分层取样意义：水体存在垂直结构，不同水层溶解氧、食物分布不同，浮游生物分布具有分层现象。 ④长期观察目的：观测人工水生群落随时间推移发生的物种更替（群落演替）现象。 （3）实验结果记录表 鱼缸中浮游生物种类变化情况记录表 时间 种类 上层 中层 下层 总种类 第1天 第2天 第3天 …… 第14天 【深挖教材・长句特训】 （选修2 P46～47）根据教材内容，思考下列问题： （1）裸露的岩石上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？ 苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸加速岩石风化形成土壤的过程，从裸岩中获取养分。 （2）在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？为什么？ 能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指“优势取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。 第03讲 生态系统 考点一 生态系统的概念和成分 1.生态系统的概念和生物成分 （1）生态系统 模块 详细内容 概念 一定时间与空间中，群落 + 非生物环境共同组成的生态学功能系统 范围 范围大小不一；生物圈为全球最大的生态系统 类型 ①自然生态系统（森林、草原、湖泊等）； ②人工生态系统（农田、果园、城市等） 核心功能 物质循环、能量流动、信息传递（生态系统三大支柱功能） 组成成分 生物成分：生产者、消费者、分解者； 非生物成分：阳光、水分、空气、无机盐等无机环境 【名师点拨】 1.群落只包含全部生物，生态系统 = 群落 + 无机环境。 2.能量流动是动力，物质循环是载体，信息传递调节生命活动、维持稳态。 3.生产者是生态系统的基石，分解者保障物质循环正常闭环进行。 （2）生态系统的生物成分 项目 生产者 消费者 分解者 概念 指能利用太阳能等能量，将无机物合成有机物的自养生物 指不能将无机物直接合成有机物，只能直接或间接地依赖于生产者所合成的有机物，借以维持自身生命活动的异养生物 指能将动、植物的残体、粪便和各种复杂的有机物分解为生产者能重新利用的无机物的异养生物 地位 生态系统中最主要的生物成分 生态系统中最活跃的成分 生态系统中不可缺少的组成成分 作用 生产者合成的有机物为地球上其他生物提供了食物来源。没有生产者，消费者和分解者就会缺少有机物供应而无法生存 消费者在生态系统中通过食物关系促进了物质循环和能量流动 如果一个生态系统中没有分解者，将会影响物质的再循环过程，最终会导致生态系统的瓦解和崩溃 生物 种类 主要指各种绿色植物，也包括藻类和自养细菌 绝大多数动物都属于消费者，其中直接以植物为食的植食动物属于初级消费者，以植食动物为食的肉食动物属于次级消费者，以次级消费者为食的大型肉食动物属于三级消费者 主要包括细菌和真菌，也包括腐食动物和某些原生动物 关系 ①非生物成分是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源，是生态系统的 基础。 ②生产者通过光合作用（或化能合成作用）把非生物的物质和能量转变成可以被 生物体利用的物质和能量，架起了从非生物环境到生物群落的“桥梁”，是生态系统不可缺少的成分。 ③消费者是生态系统中最活跃的成分。消费者能加快生态系统的物质循环和能量流动。 ④分解者是生态系统中物质循环的关键环节。如果一个生态系统中没有分解者，生态系统的物质循环受阻，生态系统就会瓦解和崩溃 【易错提醒】生态系统生物成分中的三个“不等于”、三个“等于” （1）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≠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≠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。 （2）三个“等于”： ①自养生物=生产者，生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。 ②生活方式为捕食或寄生的异养生物=消费者。 ③营腐生生活的异养生物=分解者，营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。 2.生态系统的非生物成分和生物圈 （1）非生物成分的概念：是指生态系统中的自然环境，包括阳光、空气、水等环境因素。 （2）各种非生物成分的作用： ①太阳能：是地球上几乎所有生物的能量来源。阳光不仅对生物的生长发育和地理分布产生深刻的影响，而且太阳的辐射也使地表受热，产生温度的变化，进而影响生物的生存。 ②空气： a.二氧化碳是生产者进行光合作用的必需原料。 b.氧气是所有生物需氧呼吸的必需原料。 ③水：地球上所有生物生存所必需的物质，对生物的生长发育、数量和分布有重要的影响。 （3）生物成分和非生物成分的关系：两者是相互依存的。 （4）生物圈： ①概念：生物圈是指地球上有生物存在的部分，包括所有生物及其生存环境，它是地球上一个不连续的薄层。 ②范围：生物圈的分布高度最高点可达到海平面以上10 km处或更高，在陆地上最低点可达到地下植物最深的根际处，在水域可达到海平面以下10 km处。 ③地位：生物圈是地球上最大的生态系统，是所有生物共同的家园。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P59“图3-2”）下图为生态系统组成成分相互关系示意图，据图思考回答 （1）图中①②分别为生态系统中的成分提供了哪些物质？ ①为生产者（进行光合作用的生物）的光合作用提供太阳能、二氧化碳、水等非生物成分，②为生产者释放的氧气。 （2）③体现了分解者的哪种功能？ 分解者是生态系统中不可缺少的组成成分，能够分解动植物的遗体，粪便，加速生态系统的物质循环。 （3）图中体现了生态系统生物成分和非生物成分的关系是怎样的？ 二者是相互依存的。 考点二 食物链和食物网形成生态系统的营养结构 1.食物链和食物网 食物链 概念 在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单向的营养关系被称为食物链 类型 捕食食物链 以生产者为起点的食物链，主要存在于海洋生态系统 腐食食物链 以死亡生物或现成有机物为起点的食物链，主要存在于大多数陆地生态系统、浅水生态系统 食物网 概念 在生态系统中，由许多食物链彼此交错形成的复杂的单向的营养关系称为食物网 成因 ①一种绿色植物可能是多种植食动物的食物 ②一种植食动物既可能食多种植物，也可能被多种肉食动物所食 意义 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的一个重要条件。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。地球上最稳定的生态系统是热带雨林，最脆弱的和对外力干扰最敏感的生态系统是苔原生态系统 营养级 概念 处于食物链某一环节上的全部生物的总和 特点 通常情况下，营养级的位置越高，处于这个营养级的生物种类、个体数量和能量就越少。当某个营养级的生物种类、个体数量和能量少到一定程度的时候，就不可能再维持下一个营养级的存在。所以，一个生态系统中的营养级一般不超过5个 【特别提醒】关于食物链（网）的两点提醒 （1）捕食食物链的起点是生产者，终点是最高营养级。 （2）捕食食物链（网）中只含有生态系统成分中的生产者和消费者，没有分解者。 （3）消费者的营养级别=消费者级别+1。 （4）在食物网中，两种生物间可能既有捕食关系又有种间竞争关系。 2.生物富集和生态金字塔 （1）生物富集 生物富集 概念 生物富集又称生物浓缩，是指生物体由于对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象 富集物的化学性质 稳定、不易分解，在生物体内易积累而不易排出，如铅、汞、镉、钴等重金属、DDT、有机氯杀虫剂、多氯联苯等 吸收方式 直接从环境中摄取 ①靠体表直接吸收，如藻类植物、原生动物和多种微生物等 ②靠根系吸收，如高等植物 通过食物链进行摄取，即从食物中进行吸收，如大多数动物 富集过程 随着食物链的延长和营养级的增加，物质逐级积累和浓缩，使处于高位营养级的生物体内浓度高于处于低位营养级的生物，对位于高位营养级的生物危害更严重。 2．生态金字塔 （1）概念：把生态系统中各个营养级有机体的生物量、个体数量或能量，按营养级的顺序由低至高排列起来，所绘制的图形称为生态金字塔。 （2）种类及特点： 种类 每一阶层的含义 塔形 能量金字塔 每一营养生物所含能量的多少 上窄下宽的正金字塔形 生物量金字塔 每一营养级生物所含有的有机物的总量 通常，陆地和浅水生态系统呈正金字塔形，在湖泊和开阔海洋的生态系统中呈倒金字塔形 数量金字塔 每一营养级中生物个体的数量 各营养级的生物个体数量也往往呈现正金字塔形，但是如果生产者数量少而个体大，那么就会呈现倒金字塔形 【深挖教材・长句特训】 （选修2 P62）下图为几种生物的营养关系。请据图回答问题： （1）图中缺少了生态系统中的非生物环境和生产者。 （2）甲虫和弹尾虫之间的关系是竞争。 （3）若蛇的种群数量减少，蜈蚣的种群密度将减少。 （4）若真菌被农药污染，图中最严重的受害者是蛇，原因是有害物质沿食物链流动逐级积累，营养级越高有毒物质积累越多，图中蛇的营养级最高，受害最严重。 考点三 生态系统的能量流动 1.初级生产量是生态系统的基石 （1）初级生产量： 概念 绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质。所有的消费者和分解者都直接或间接地利用初级生产量为生，因此初级生产量是生态系统的基石 单位 J/（m2·a）或g/（m2·a） 来源 太阳能 总初级生产量 把包括呼吸消耗在内的全部初级生产量称为总初级生产量（GP） 净初级生产量 概念 在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸（R）消耗，剩下的才用于植物的生长和繁殖，即净初级生产量（NP） 计算 总初级生产量（GP）=净初级生产量（NP）+呼吸消耗量（R）：当GP>R时，生物量（干重）增加；当GP<R时，生物量减少；当GP=R时，生物量不变 比较 ①陆地生态系统：热带雨林的净初级生产量最高，温带常绿林、落叶阔叶林、北方针叶林、草原和荒漠的净初级生产量依次减少 ②海洋生态系统：净初级生产量（NP）约为陆地生态系统的一半 影响因素 ①群落的垂直结构：陆地生态系统的初级生产量具有垂直变化特征，森林中，乔木的初级生产量最高，灌木次之，草本植物更低 ②群落演替：初级生产量随群落的演替而逐渐增加，当群落演替到顶极时，群落的能量输入与输出、生产量和呼吸消耗量达到平衡，c此时总初级生产量接近最大 （2）次级生产量： 概念 异养生物利用取食植物、其他动物和一切现成有机物而生产出来的有机物或固定的能量 单位 J/（m2·a）或g/（m2·a） 次级生产者 凡是异养生物都属于次级生产者 总次级生产量 被次级生产者所同化的总能量称为总次级生产量（即同化量） 净次级生产量 总次级生产量中的一部分用于次级生产者的呼吸，最终将以热能的形式散失；剩下的一部分即为净次级生产量，用于次级生产者的生长和繁殖 比较 海洋的年净初级生产总量虽然只有陆地的年净初级生产总量的一半，但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的3倍多 生产过程 消费者摄入的食物不能全部被同化或转化为总次级生产量 动物的同化量（总次级生产量）＝摄入量－粪尿量 【名师点拨】列表比较初级生产量和次级生产量 项目 初级生产量 次级生产量 能量来源 太阳能 现成有机物 生产生物 生产者 消费者、分解者 二者关系 ①次级生产量直接或间接来自初级生产量； ②都有一部分被呼吸消耗，剩下的一部分用于生长和繁殖 （3）生物量 概念 生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质（包括生物体内所存的食物）的鲜重或干重总量，常以干重表示 单位 g/m2或J/m2 计算公式 NP=GP-R 应用 通过动物生物量的计算，可以推测各类动物在生态系统中的相对重要性 2.生态系统能量流动的过程 （1）能量流动的含义：在生态系统中，能量不断地沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。 （2）能量流动的过程： 输入 源头 太阳能（大多数生态系统） 总能量 总初级生产量 传递 渠道 食物链和食物网，即能量不断地沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动 形式 有机物中的化学能 转化 太阳能→有机物中的化学能→热能。 散失 形式 最终以热能的形式散失 途径 呼吸作用 流入各营养级（最高营养级除外）的能量的去路 通过自身呼吸以热能形式散失 流入下一个营养级 被分解者分解利用 【特别提醒】关于粪便量与遗体残骸（或枯枝败叶）量的比较 （1）不同点：某一营养级的粪便量，不属于该营养级的同化量，而是属于其上一个营养级的同化量；某一营养级的遗体残骸（枯枝败叶）量，属于该营养级的同化量。 （2）相同点：粪便和遗体残骸（枯枝败叶）中的能量，最终都流向分解者。 3.能量流的特点及应用 特点 单向流动 表现 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 原因 ①通过生物体的呼吸而散失的热能不能重新转化为化学能和太阳能 ②高一级营养级获得的能量也不能回流到原来的营养级 逐级递减 规律 相邻两个营养级间能量传递效率一般只有约10% 原因 ①各营养级生物的呼吸消耗 ②各营养级同化的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一个营养级利用的部分 应用 ①帮助人类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有益的方向 ②在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用，提高生产者所固定能量的利用效率 【特别提醒】任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 4.能量的传递效率 （1）含义：营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比。 （2）计算公式：林德曼效率＝×100%。 5.能量金字塔 （1）特点：呈现下宽上窄的金字塔形，不会出现倒金字塔形。 （2）不同生态系统的能量传递效率：陆地生态系统大约只有10%，而海洋生态系统会大于10%。 【特别提醒】 （1）可以实现能量的多级利用，但不能实现能量的循环利用。 （2）可以人为提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P67图3－9）下图为次级生产量的生产过程，请据图分析回答： （1）图中表示净次级生产量的是⑨（填序号），图中⑦和⑩分别是指总次级生产量和呼吸（量）。 （2）从生态系统成分来看，次级生产者指的是消费者和分解者，它们的次级生产量归根结底是要依靠植物在光合作用过程中产生的有机物质。植物的总初级生产量除转化为次级生产量外，其他部分用于自身呼吸消耗（或呼吸）和自身生物量的积累。 （3）在生产实践中要提高圈养牲畜的生产量可通过提高⑦/⑤（或⑨/⑦或⑦/⑧或⑨/⑩）（用图中序号以比例形式表示）来实现。 2.（选修2 P69）如图表示能量流经第二个营养级的示意图，请据图思考下列问题： （1）摄入量（a）和粪便中的能量（c）、初级消费者的同化量（b）之间具有怎样的等量关系？ 摄入量（a）＝粪便中的能量（c）＋同化量（b）。 （2）初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三个营养级粪便中的能量呢？ 初级消费者粪便中的能量属于第一个营养级的能量；第三个营养级粪便中的能量属于第二个营养级的能量。 （3）初级消费者同化的能量有几个流向？ 三个：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一个营养级。 3.（选修2 P69）一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量？为什么？ 0；因为大象摄入量＝大象同化量＋大象粪便量上一营养级同化量。 考点四 生态系统中的物质循环 1.生态系统中的物质能被循环利用 （1）水循环： ① a蒸发和b降水是水循环的两种方式。 ②海洋亏损的水分通过陆地江河的汇集流入海洋而得以弥补。 ③生物在全球水循环过程中起的作用很小。 【特别提醒】 （1）降水和蒸发是水循环的两种方式。 （2）水循环是由太阳能推动的。 （3）地球表面的蒸发量与降水量基本持平。 （4）陆地的降水量＞蒸发量，海洋的降水量＜蒸发量，海洋亏损的水分通过陆地江河的汇集流入海洋而得以弥补。 （5）生物在全球水循环过程中所起的作用很小。 （2）碳循环： ①大气圈中的CO2经生产者的①光合作用进入生物群落。部分碳通过生物的②呼吸作用回归大气圈。 ②动、植物残体内的碳和动物的排泄物等通过分解者的③分解作用回到大气圈，也可能慢慢形成泥炭、煤和石油等。人类通过④化石燃料使用将这些碳释放到大气中。 ③海洋的碳含量约为大气圈的50倍，海洋对于调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用。二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而互相交换着，大气中如果发生局部的二氧化碳短缺，水圈中的二氧化碳会更多地进入大气圈。同样，如果水圈中的碳酸氢根离子在光合作用中被植物过量利用，也可以通过其他途径或从大气圈中得到补偿，从而维持碳循环的平衡。 【特别提醒】关于碳循环相关知识点的四点提醒 （1）存在形式：①非生物环境中：CO2、化石燃料和碳酸盐。②生物群落内部：CO2、有机物。 （2）流动形式：①生物群落与非生物环境之间：CO2。②生物群落内部：有机物。 （3）进入生物群落的途径：①光合作用。②化能合成作用。 （4）返回非生物环境的方式：①生产者、消费者的呼吸作用。②分解者的分解作用。③化石燃料的燃烧。 （3）氮循环：氮循环包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。 ①固氮作用生成的氨或铵盐，通过ab硝化作用才能被生物利用。 ②动、植物死体和动物的排泄物中的含氮有机物通过c氨化作用转变为无机化合物（氨）。 ③硝酸盐等含氮化合物通过d反硝化作用重返大气。 【特别提醒】 （1）固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮，其中生物固氮还可以形成硝酸盐； （2）在生物体内，氮元素主要以含氮有机物的形式存在； （3）与氮循环相关的几种微生物和生理过程： 相关生物 生理过程 氮循环中的物质转化作用 硝化细菌 硝化作用 反硝化细菌 反硝化作用 异养细菌、放线菌、真菌 氨化作用 含氮有机物→NH3​ 固氮菌、蓝细菌 生物固氮 注：①硝化作用 硝化细菌（自养需氧型）把氨先后氧化为亚硝酸盐、硝酸盐，硝酸盐可被植物根系吸收利用，是植物获取氮素的主要形式。 ②反硝化作用 厌氧条件下，反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气、一氧化氮等气态氮，返回大气库，完成氮循环闭环。 2.人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源多层次利用 （1）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。 （2）人们根据生态学的原理，用系统工程的方法和技术指导生产实践，就可以实现资源的多层次利用或循环利用，使人和自然环境共同受益。 （3）举例： ①农作物秸秆“过腹还田”：通过秸秆喂养牛、羊等家畜，再将家畜粪便作为肥料投放到农田。同时，将禽畜粪便与秸秆一同来培养食用菌，然后再培养蚯蚓，最后将蚯蚓残渣作为肥料施用于农作物。 ②“蔬菜⁃鸡、猪⁃沼气”系统及“桑基鱼塘”生态工程都属于物质循环利用的农业生态工程。 ③城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理，将生活垃圾中有机部分、人畜的粪便转化为优质生态复合肥等物质循环利用的生态工程也得到了极大的发展。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P75）下图是水循环示意图，请分析回答： （1）水循环过程中的主要方式是什么？ 降水和蒸发。 （2）水循环的动力是什么？ 太阳能。 （3）生物在水循环中的作用很小，水循环对生态系统的意义是什么？ ①在水循环中，各种营养物质会随水的流动而从一个生态系统到另一个新的生态系统，这对补充某些生态系统的营养物质非常有利。 ②同时，因水从高处往低处流动，往往造成高处营养物质流失而土壤贫瘠，低处营养物质汇集而土壤肥沃。 2.（选修2 P78）连作是指在同一土地上一年内或连年种植相同作物的种植方式。轮作是指在同一土地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。 （1）与连作相比，轮作具有什么主要优点？（至少答出两点） ①有利于合理利用土壤中各种矿物质；②一定程度上减少病虫害的发生等。 （2）早稻根系能分泌对羟基肉桂酸，对早稻的幼苗生长起强烈的抑制作用。这属于生态系统中的何种信息？你认为采用上述何种种植方式，可使水稻的产量不受影响？ 化学信息；轮作。 当今提倡的“低碳生活”有何生态学意义？ 减少化石燃料燃烧，缓解温室效应，有利于碳循环的平衡。 3.（选修2 P77）有人说：“把有害物质排放到远离人群的地方就安全了。”你如何理解？ 有些有害物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，最终对人类造成危害。 考点五 生态系统中存在信息传递 1．信息传递的种类和作用 板块 具体内容 信息概念 可引发生物生理、生化、行为改变的信号，形式包含情报、指令、数据、图像等 信息传递概念 信息在生态系统组分之间、组分内部进行交换、流动 信息三大类型 物理信息、化学信息、行为信息 生态功能 ① 保障生物个体存活； ② 维系种群正常繁殖； ③ 调控群落演替过程。 生产应用 ① 增产：延长光照时间提高家禽产蛋量； ② 虫害防治：性引诱剂诱杀雄虫，降低害虫出生率 （1）信息传递可发生在生物与生物之间，以及生物与环境之间。 （2）生态系统的信息传递往往是双向（填“单向”或“双向”）传递。 （3）生态系统中信息的种类 项目 物理信息 化学信息 行为信息 概念 以物理过程为传递形式的信息 由生物代谢产生的化学物质传递的信息 许多植物的异常表现和动物的异常行为传递的信息 实例 光、声、温度、湿度、磁力等 激素、种内信息素、种间信息素 雄果蝇的求偶行为、雄招潮蟹的求偶行为 来源 无机环境、生物 生物代谢产生 植物的异常表现或动物的异常行为 【特别提醒】关于信息传递的三点提醒 （1）生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。 （2）施用人工合成的化学物质——性引诱剂诱捕农田害虫，属于生物防治而不是化学防治。 （3）生态系统中信息的来源可以是非生物环境也可以是生物个体或群体，但化学信息和行为信息一般不可能来自非生物环境。 【深挖教材・长句特训】 1.（选修2 P81）生态系统的信息传递只发生在同种生物之间吗？试举例说明。 生态系统的信息传递既存在于同种生物之间，也发生在不同生物之间。如蜜蜂跳舞、鸟类的求偶炫耀等可以向同类传递信息；牛椋鸟的鸣叫可以提醒犀牛附近有危险情况等。 2.（选修2 P82）生物只能通过一种信息类型进行交流吗？试举例说明。 生物可以通过一种或多种信息类型进行交流，如草原返青时，食草动物先通过识别植物的绿色（物理信息）搜寻食物，再通过植物的气味（化学信息）来辨别和摄取食物。 3.（选修2 P82）施用人工合成的化学物质——性引诱剂诱捕农田害虫，属于化学防治还是生物防治？为什么？ 生物防治；因为化学防治是利用药物直接杀死有害生物，而性引诱剂诱捕害虫是利用了生态系统信息传递的原理进行的，所以属于生物防治而非化学防治。 4.（选修2 P82）下面展示了10种信息，请分析回答下列问题： ①花椒树上的刺 ②昆虫的性外激素 ③孔雀开屏 ④鸟类鸣叫声所发出的信息 ⑤猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息 ⑥蜜蜂的舞蹈行为 ⑦某些植物花朵的颜色、形状等给传粉昆虫的信息 ⑧花香引蝶和老马识途 ⑨萤火虫的闪光 ⑩鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈恶臭味的气体，起到报警和防御的功能 属于物理信息的有 ；属于化学信息的有 ；属于行为信息的有 。 ①④⑦⑨ ②⑤⑧⑩ ③⑥ 考点六 生态系统通过自我调节维持稳态 1．生态系统主要通过反馈调节维持稳态 （1）稳态：生态系统内部各成分彼此相互协调，保持相对稳定的状态。 （2）反馈调节 ①负反馈调节 作用：使生态系统达到和保持平衡或稳态。 结果：抑制和减弱最初发生的变化。 ②正反馈调节 作用：使生态系统远离平衡状态或稳态。 结果：加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。 2．生态系统的自我调节能力 （1）含义：生态系统具有抵抗外界干扰，使自身的结构和功能保持原状的能力。 （2）基础：负反馈调节。 （3）规律：生态系统中生物的种类和数量越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗外界干扰保持稳态的能力就越强，反之则越弱。 3．生态系统稳态的失调 （1）原因：生态系统的自我调节功能有一定限度。当外界干扰因素超过这一限度时，生态系统自我调节功能本身就会受到损害，从而引起生态系统稳态的失调，甚至导致生态危机。 （2）预防措施： ①我们对生态系统的利用或干预需要严格加以控制，不能超出生态系统的自我调节能力。 ②对于利用和干预强度较大的生态系统，应有相应物质和能量的补充输入，以保证系统内部结构和功能的协调稳定。 4.设计并制作生态瓶，观察其稳定性 （1）设计原理：只有生态系统的成分彼此协调，生态系统的物质循环和能量流动才能正常进行，从而维持其稳定性。 （2）目的要求： ①设计并制作生态瓶。 ②观察生态瓶中动、植物数量的变化，分析其变化的原因，概述影响生态瓶稳定性的因素。 （3）方法步骤： ①设计生态瓶中各种成分及其比例的方案。 ②制作生态瓶，并将其放置在温度适宜和光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。 ③定期观察、记录生态瓶中动、植物种类和数量的变化。 【易错提醒】 由于生态瓶中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，即抵抗外界干扰保持稳态的能力弱，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。 【深挖教材・长句特训】 1.（必修2 P85）生态平衡的调节机制是什么？它通常是保持生态平衡的还是打破生态平衡的？ 负反馈调节；保持生态平衡。 2.（必修2P86）湖泊受到污染后，引起鱼虾大量死亡，鱼虾尸体导致好氧型微生物的增殖，引起污染进一步加剧，导致鱼虾死亡数量锐增。这一过程属于正反馈调节，还是负反馈调节？ 正反馈调节。 3.（必修2P86）为什么增加生态系统中生物的种类和数量可以增强生态系统的自我调节能力？ 增加生态系统物种的多样性，可以增强内部结构与功能的协调性，提高生态系统的稳定性。 4.（必修2P87）在制作生态瓶时，选择的瓶必须是透明的，其主要原因是什么？ ①为光合作用提供光能；②保持生态瓶内温度；③便于观察。 5.（必修2P87）在制作生态瓶时，瓶内生物的种类和数量是否越多越好？为什么？ 并非越多越好；要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例和数量。 第04讲 人类与环境 考点一 人口增长带来全球性生态环境问题 1．世界人口激增 （1）18世纪的工业革命使地球上的人口开始激增，截至2014年，世界人口已超过72亿。 （2）特点：人口变化因地域不同而有较大差异。 （3）原因：工业化、农业生产技术和医学科技的进步是世界人口激增的主要原因。此外，人口基数大也是人口激增的原因之一。 2．人口激增引起全球性环境问题 （1）人口激增对自然资源的过度利用，也加剧了水污染、大气污染等全球性环境问题。 （2）在地球资源有限的条件下，控制人口是关系人类存亡和发展的大事。 3．全球性生态环境问题 问题 原因 危害 措施 全球变暖 煤、石油和天然气的大量燃烧，使大气中CO2浓度升高 使极地和高山冰川开始融化，气候带北移；湿润区与干旱区重新配置；海平面上升 ①大力植树种草； ②减少化石燃料燃烧； ③开发清洁能源 臭氧减少 人类使用的氟利昂、哈龙，和臭氧发生化学反应 到达地球表面的紫外线辐射强度增加，增加人类皮肤癌发病率；抑制植物生长；影响水域生态系统的稳态 限制氟利昂、哈龙等的生产和使用，保护臭氧层 酸雨蔓延 人类向大气排放过多的硫和氮的氧化物与大气中的水蒸气形成酸性物质 对生态系统有重要影响，伤害陆地植物；导致土壤酸化；铝汞等有毒金属进入人体；加快建筑物、金属等的腐蚀速度 减少煤炭和石油的消耗量、开发无污染新能源、减少二氧化硫的排放量等措施 荒漠化扩大 自然因素（干旱、地表松散物质、大风吹扬等）和人为因素（对自然资源的过度开发和利用） 全世界每年因荒漠化带来直接经济损失近430亿美元 合理地开发和利用自然资源 土壤污染 人为活动产生的污染物（主要有重金属、农药和化肥等）通过各种途径进入土壤，并积累到一定程度 通过生物富集作用，对生物造成危害 综合治理工业“三废”，控制劣质农药、化肥的使用，对垃圾进行分类处理等措施 水体污染 人类向水体中排放大量污染物 全球河流受到普遍污染 严格控制污染源、发展生产工艺无害化、工业用水封闭化、采用无水造纸法、无水印染法和建立污水处理厂等 生物多样性下降 人类活动 包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性在内的全球生物多样性下降 保护生物多样性，保护生物的生存环境 【特别提醒】关于人口激增对环境的影响分析的四点提醒 （1）大部分的环境问题归根结底是由人口快速增长引起的。 （2）随着人口增加，大量的工农业废弃物和生活垃圾被排放到环境中，加剧了环境污染。 （3）人类活动超出了环境的承受能力，破坏了生态系统的结构和功能。 （4）解决人口增长对环境产生的影响问题的措施： ①控制人口增长，保持人口、经济、环境协调发展，走可持续发展道路。 ②开发多种可利用资源，满足人类对资源的需求。 【深挖教材・长句特训】 1．（选修2 P94）分析教材P94图4－1，回答下列问题： （1）从种群的数量特征分析近一个世纪世界人口激增的原因。 生育率较高和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的“落差”。 （2）生物种群消长的规律完全适用于人口增长的情况吗？ 人是生物界中的一员，因此生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。但人不同于一般生物，人具有特别发达和善于思考的大脑；具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等等。所以，生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。 2．（选修2 P94）全球性环境问题有哪些主要表现？ ①全球气候变化；②臭氧层破坏；③水资源短缺；④土地荒漠化；⑤环境污染；⑥生物多样性丧失。 3．（选修2 P100）全球气候变化可能会带来哪些危害？ ①极端天气频发；②全球气温变暖，可能会造成冰山融化、海平面上升、陆地减小等。 考点二生物多样性保护与可持续发展 1．生物多样性的重要作用 （1）生物多样性对大自然有极其重要的作用。大自然中的生物都是相互依存、相互作用的，一种生物可以为另一种生物提供小生境。生物多样性使生态系统的结构更稳定。 （2）生物多样性对人类的生存也具有极其重要的意义： 生物多样性对人类的价值 2．生物多样性保护的四个方面 保护方式 具体含义 主要意义 对应实施措施 就地保护 对有代表性的自然生态系统和野生生物及其栖息地、珍稀濒危物种及其重要栖息地和繁殖地予以就地保护 生物多样性保护最有效的手段 设立自然保护区、国家公园 迁地保护 将严重濒危的野生物种迁出原栖息地进行保护 进行人工驯养、培养和繁殖，扩大其种群，最终达到受保护的物种再迁入原栖息地，恢复其野生种群的目的 植建立苗圃、植物园、动物园、水族馆、畜牧场或专门保护中心 建立种子库和基因资源库 对物种的遗传资源 (植物种子、动物精液、胚胎和真菌菌株等) 进行长期保存 永久保存物种基因库，防止物种彻底灭绝 种子库、基因库，储存种子、胚胎、精液、菌种等 修复退化生态系统 通过改造、修复等各种方法改良和重建已经退化和被破坏的生态系统 改善生物生存环境，从生境层面维系生物多样性 生态修复、受损群落重建与改良工程 3．活动：收集生物多样性保护的实例 （1）通过互联网、当地环保和林业部门、生物学期刊和专业书籍等途径收集实例。 （2）可收集针对某一特定濒危动、植物或某一特定生态系统的保护实例，也可收集针对本地需保护的动、植物或生态系统的相关实例。 【深挖教材・长句特训】 （选修2 P6）互花米草原产美洲，引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，被称为侵入种，据此回答下列问题： （1）盲目引入外来物种可能会导致物种的灭绝，使生物多样性丧失。 （2）由于迁入地环境条件适宜，侵入种由于缺少天敌的控制，传播能力特别强，短时间内种群呈“J”形增长。 （3）侵入种使原生态系统的生物多样性受到严重威胁，引发生态危机，原因是其占据生态位，与当地生物争夺资源和空间。 能力进阶·方法专项提炼 第01讲 种群的特征 【专项突破01】种群及其数量特征 1.种群概念的理解 （1）两个要素：“同一物种”和“集合体”，即同种生物的所有个体。 （2）两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。 （3）两个方面： ①从生态学的观点看：种群是物种的具体存在单位，又是生物群落的基本组成单位。 ②从进化的观点看：种群既是繁殖单位和进化单位，也是基因库的最小单位。生物进化的本质是种群基因频率的改变。 2.种群的数量特征之间的关系 （1）种群密度是反映种群大小的最常用指标，是种群最基本的数量特征，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）预测种群密度变化趋势的主要依据是年龄结构：年龄结构出生率和死亡率种群密度种群数量变化趋势。 （4）性别比例只影响出生率：性别比例出生率种群密度。 （5）在生产实践中，人们常采用干扰和破坏害虫自然性别比例的方法来降低害虫的数量。 【专项突破02】种群年龄结构的类型及判断 1.年龄金字塔模式图 2.统计图 3.曲线图 4.柱形图 【名师点拨】各图示共性及判断技巧 无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例： （1）增长型中处于生殖前期的个体多、生殖后期的个体少。 （2）稳定型中处于各年龄段的个体比例适中。 （3）衰退型中处于生殖前期的个体少、生殖后期的个体多。 【专项突破03】有关标志重捕法的误差分析 结果偏差 原因 估计值 偏大 ①标志物脱落 ②被标记个体的被捕机会降低 ③标志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 估计值 偏小 ①被标记个体放回后未充分融入该种群就被再次捕获 ②在被标记个体密集处捕获 原因 标志重捕法计算公式：N= M×n/m N：种群总数量；M：初次捕获标记数；n：重捕总数；m：重捕中标记个体数 原理：m减小 → N偏大；m增大 → N偏小。 【专项突破04】 用样方法调查某草地中双子叶植物的种群密度 大模块 细分项目 具体内容说明 调查 对象 适用生 物类群 ①植物；活动范围小、活动能力弱的动物（昆虫卵、蚜虫、跳蝻）； ②优先选用个体易分辨的双子叶草本植物，不推荐丛生/蔓生单子叶草本植物 取样 环节 取样 原则 ①随机取样（避免主观偏差）；②样方面积适配物种：乔木100m2、灌木16m2、草本1m2 ；③样方数量随调查总面积合理设置 取样 方法 ①五点取样法：适用于方形地块； ②等距取样法：适用于狭长形地块 计数 环节 计数 原则 ①样方内部所有个体全部统计；② 边界个体遵循：计上不计下、计左不计右，只统计相邻两条边线 + 顶点上的个体。 方形样方 (甲)：统计相邻两边及顶点个体； 圆形样方 (乙)：统计单侧虚线上压线个体（实心圆点为计数个体） 计算 环节 计算 公式 种群密度=样方个数各样方密度总和/样方数​=N1+N2+⋯+Nn/n 注：这里的N1、N2等指的是样方的种群密度，而不是指样方的个体数量。 【名师点拨】“两看法”选择合适的种群密度调查方法 一看：个体数量 少 → 逐个计数法（例子：调查大熊猫、东北虎、东北豹的种群密度） 多 → 估算法 二看：是否是植物？动物活动能力是否强？ ①植物和活动范围小、活动能力弱的动物 (或昆虫卵) → 样方法 ②活动范围大、活动能力强的动物 → 标记重捕法 【专项突破05】 “S”形增长曲线 1. 对“S”形增长曲线的解读 2.种群数量“S”形增长曲线的变式： 项目 “S”形曲线K/2和K值的不同表示方法 变式 图示 分析 ①t1之前，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值 ②t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0 3. K值的4种表示方法及K值的变化 （1）K值的4种不同表示方法 图中A、B、C、D点对应的种群数量为K值，A′、C′、D′点所对应的种群数量为K/2。 （2）K值的特点： ①K值只代表种群数量的一个平均值。即使在环境未遭受破坏的情况下，种群数量会在平均值（K值）附近上下波动，故K值并非任一时刻种群的最大值。当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。 ②K值不是一成不变的 K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件改善时，K值会上升。 4.“S”形曲线中K值和K/2的应用 应用 措施 目的 野生资源保护 保护野生生物的生存环境，减少环境阻力 增大K值 有害生物 增大环境阻力 降低K值 在种群数量达到K/2以前采取相应措施 防止害虫数量快速增长 资源开发与利用 捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2 保证持续获取高产量 【专项突破06】种群两种增长方式的比较 项目 指数增长 逻辑斯谛增长 曲线形状 “J”形 “S”形 增长模型 前提条件 理想状态：资源无限、空间无限和不受其他生物制约 现实状态：资源有限、空间有限和受到其他生物制约 K值有无 无K值 有K值 种群增长率的变化 种群增长速率的变化 适用范围 实验条件下或种群迁入新环境最初一段时间 自然种群 联系 【特别提醒】种群增长率和增长速率的公式比较 （1）增长率＝×100%。 （2）增长速率＝。 【名师点拨】数学模型数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。建立数学模型是解释生物种群数量动态变化的重要方法。常见的模型形式除了数学模型以外，还包括物理模型、概念模型等。 （1）酶活性受温度或pH影响曲线图、细胞周期中核DNA含量、染色体数量变化曲线等都属于数学模型。 （2）DNA双螺旋结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型等都属于物理模型。 （3）对光合作用过程中物质和能量变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等都属于概念模型。 【专项突破07】调节种群数量波动的因素 1.种群数量波动的类型比较 类型 概念 实例 周期性波动 两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等 ①季节性波动：一年生草本植物北点地梅5年间种群数量波动； ②年间波动：北美地区雪兔和猞猁的种群数量波动 非周期性波动 两个相邻波峰之间相隔的时间不相等 东亚飞蝗种群的数量波动 2.调节种群数量波动的外源性因素 调节因素 原因 实例 气候 许多生物不适应极端的气候变化而引起种群数量急剧下降，如极端的温度和湿度变化 连续高温，常可引起蚜虫种群数量急剧下降 食物 在食物不足时，种群内部必然会发生激烈的竞争，使很多个体不能生殖或不能存活 长耳鸮以雪兔为食，在雪兔数量很少的年份，长耳鸮只有20%的孵窝率 捕食 许多生物均存在着天敌，天敌对其大量捕食会明显影响种群数量 在生物防治上用七星瓢虫防治蚜虫、用灰喜鹊防治松毛虫等 病原体、寄生生物 病原体和寄生生物的致病力和传播速率是随着种群密度的增加而增加的 禽流感病毒的大量增殖和快速蔓延会导致候鸟大量死亡 3.调节种群数量波动的内源性因素 （1）领域行为：动物的领域行为对种群密度具有明显的调节作用。 （2）内分泌因素：由于社群压力增加，会增强中枢神经系统的刺激，进而引发内分泌失调，影响动物的生殖，从而使其种群的数量发生改变。 4.影响种群波动的因素 （1）决定因素：出生率和死亡率，还有迁入率和迁出率。 （2）外源性因素和内源性因素通过影响决定因素起作用。 （3）密度制约因素和非密度制约因素：影响种群波动的因素的作用大小与种群密度有关，即密度制约因素，否则是非密度制约因素。气候是非密度制约因素，而食物、疾病、寄生和捕食等是密度制约因素。 （4）种群数量的波动受外源性调节和内源性调节的双重影响，但是环境容纳量与内源性调节无关。 第02讲 群落的结构与演替 【专项突破01】 不同种群组成群落 1.群落、种群、物种的关系 （1）群落与种群的关系： 项目 群落 种群 概念 在一定时间内聚集在一定空间内所有生物种群的集合体 占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体 组成的 物种 不同物种组成 同一物种组成 研究范围 种间关系，如竞争、捕食等 种内关系（包括种内斗争和种内互助） 组成单位 种群 个体 基本特征 群落的丰富度、优势种、生态位、群落结构等 种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄结构及分布型等 联系 种群是群落的基本组成单位 （2）群落与物种的关系：群落是指在一定时间内聚集在一定空间内所有生物种群的集合体，不同群落的物种丰富度有差别。同一物种的个体以种群形式分布在不同的群落中。 2.生态位理论及其意义 （1）生态位： ①指物种在生物群落中的作用和地位，以及与栖息地、食物、天敌等多种环境因子的关系。 ②指物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种间的功能关系。 （2）生态位重叠（两个物种）： ①两条资源利用曲线完全分隔，表示必定有某些资源没有被利用。 ②部分重叠，表示两个物种都能从相同的资源中获得利益。 ③重叠度很大，表示两个物种取食同样的食物，竞争非常激烈，有可能导致一个物种灭绝。 （3）生态位分化：如果许多物种占据一个特定的环境，他们要共同生活下去，必然要具有不同的生态位，否则它们不能在相同的生态位内永久地共存。 （4）意义和应用：生态位的形成减少了不同物种间的竞争，有效地利用了自然资源，使不同物种都能获得一定的生存优势。在实际农业生产中人类通过高效合理地利用现存生态位、开发潜能生态位、引进外部生态因子增加生态位的可利用性等途径，最大限度地开发组合利用各种形式的生态位。 【专项突破02】 比较四种常见种间关系：捕食、竞争、寄生和互利共生 【名师点拨】 （1）种内斗争与竞争。简记为：“同斗争”“异竞争”。 同种生物以同种的幼体为食，或同种生物之间对资源和空间的争夺都为种内斗争，不同种生物之间对资源和空间的争夺就是竞争。另外两种生物以同一植物为食，但取食的部位不同并不构成竞争关系，例如：人吃玉米籽粒，而牛吃秸秆。 （2）快速判断捕食曲线中的被捕食者： 【专项突破03】 环境因素通过影响相关生态因素进而影响群落的空间结构 （1）海拔气温高山植被的垂直地带性分布并非垂直结构 （2）纬度气温南北半球植被的带状分布 （3）海水深度透光波长藻类植物的垂直水层 （4）植株高度光照强度森林植物的垂直分层 【特别提醒】群落结构的三个易错点 （1）“竹林中的竹子高低错落有致”≠群落的垂直结构，这里的竹子属于种群范畴。海岸不同潮间带物种的分布差异≠群落的垂直结构。 （2）水体中植物的垂直分布主要是光照引起的分层现象，属于群落的垂直结构。 （3）垂直分布≠垂直结构 ①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（群落）分布不同。例如阔叶林-针叶林-高原草甸-苔原就是四个不同的群落的垂直分布。 ②群落的垂直结构的分层现象是指同一个群落内不同物种的配置情况，包括植物的分层现象（决定因素：主要是光照）和动物的分层现象（决定因素：主要是食物）。 （4）群落的时间结构≠群落的季节性变化 群落的时间结构描述的范围比群落的季节性变化要大一些，包括组成和外貌，从时间上来说不一定是以季节作单位。如果是以季节为单位来看，这样的外貌变化就是群落的季节性变化。 【专项突破04】群落演替 1.群落演替的判断标准与两大特点 （1）群落演替的判断标准：演替并不是“取而代之”： 演替过程中一些种群取代另一些种群，往往是一种“优势取代”而非“取而代之”，比如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物和苔藓等。 （2）群落演替的特点： ①不可逆性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。 ②有终点性：群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程 当群落演替到与环境处于动态平衡时，就达到相对稳定的状态，演替不再进行。 2.群落演替按方向的不同分为：顺行演替与逆行演替 项目 顺行演替 逆行演替 方向 简单→复杂→稳定 复杂→简单→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 【特别提醒】演替终点不一定是最高的森林阶段 演替的最高阶段受无机环境的限制。恶劣的条件下，群落的演替不一定能达到最高的森林阶段。 3.初生演替与次生演替比较 项目 初生演替 次生演替 不同点 起点 没有植被、也没有任何植物繁殖体存在的裸地上 被毁灭群落的基质上 速度 缓慢 相对较快 时间 漫长 相对较短 经历阶段 多 少 实例 从裸岩、湖泊裸底到森林群落的演替 弃耕农田的演替 相同点 ①群落结构从简单→复杂； ②物种数量和群落层次增多； ③土壤、光能得到更充分的利用； ④最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态 【名师点拨】“三看法”区分初生演替和次生演替 判断角度 初生演替 次生演替 一看： 起始条件 从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被但被彻底消灭（无土壤、无植物繁殖体） 原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体 二看： 时间与速度 经历时间长，演替速度慢 经历时间短，演替速度快 三看： 影响因素 以自然因素为主 人类活动往往较为关键 典型实例 裸岩、火山岩、冰川泥、沙丘上的演替 火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上的演替 第03讲 生态系统 【专项突破01】生态系统的生物成分 1.生态系统的生物成分比较 组成成分 作用 地位 生物种类 生产者 物质：无机物→有机物 能量：太阳能等→化学能 最主要的生物成分 主要是绿色植物 消费者 通过食物关系促进物质循环和能量流动 最活跃的成分 绝大多数动物 分解者 将动、植物残体、粪便和各种复杂的有机物分解为生产者能重新利用的无机物 不可缺少的组成成分 主要是细菌和真菌 【名师点拨】据图中箭头判断生态系统中成分的基本思路 （1）根据CD间的双向箭头确定两者肯定是非生物成分、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，为非生物成分。 ③A和B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。 2.生态系统成分的认识误区和特例 误区 特例 细菌都是分解者 光合细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者 动物都是消费者 秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动、植物残体为食的腐生动物属于分解者 生产者都是绿色植物 蓝藻、硝化细菌等自养型原核生物也是生产者，应该说生产者主要指绿色植物 植物都是生产者 菟丝子营寄生生活，属于消费者 【专项突破02】食物链和食物网 1.“找岔相加法”计算食物链的条数 （1）原理：找出食物网中同时被两种或两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数（生产者后面直接写出它的捕食者数，其他的营养级生物则减去1），所有数字相加得到的总和即为该食物网中食物链的条数。在较为复杂的食物网中时常会有这样的结构（如下图所示），图中所示食物网中的某生物A可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在生物A后面要标注“+1×2”。 （2）举例：如图所示，该食物网中的食物链条数为1+4+1+1+1×2=9（条）。 2.食物链和食物网中生物数量的变化分析 （1）第一个营养级的生物减少对其他物种的影响；第一个营养级的生物（生产者）减少时，将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各级生物赖以生存的直接或间接的食物来源。 （2）天敌一方减少时被捕食者数量的变化；若天敌减少，则被捕食者数量增加，种内斗争加剧，种群数量又会下降，最后趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。 （3）若处于“中间”营养级的生物减少，则其他生物的变化情况应视具体食物链（网）而定。 如图所示的食物网中，蚱蜢突然减少，则以它为食的蜥蜴减少，蛇也减少，蛇减少则鹰就更多地捕食兔和食草籽鸟，从而导致兔及食草籽鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物，所以蛇减少并不一定造成鹰的大量减少，鹰可依靠其他食物来源维持数量基本不变。 【专项突破03】生物富集和生态金字塔 1.生物富集 （1）富集物的特点：化学性质稳定不易分解，在生物体内积累而不易排出。 （2）富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。 ①途径：食物链。 ②实例——铅的富集过程。 （3）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。 注意：人是生物富集的最大受害者。 2.三种生态金字塔的比较 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特点 呈正金字塔形 一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形，如树与昆虫的数量关系 呈正金字塔形，也有特殊的 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 生物个体数量在食物链中随营养级的升高而逐级递减 生物量（现存生物有机物的总量）沿食物链流动过程中逐级递减 每一阶含义 食物链中每一个营养级生物所含的总能量 每一个营养级生物个体的总数量 每一个营养级生物的总生物量 【特别提醒】 在人工生态系统中，可能出现能量金字塔倒置现象，因为消费者所需能量可来自人工补给，未必完全由上一个营养级供给，如人工鱼塘中生产者所含能量可能低于消费者所需能量。 【专项突破04】生态系统中的生产量和生物量 1.比较初级生产量、生物量和次级生产量 项目 (总)初级生产量 生物量 次级生产量 定义 　指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量 　指净生产量在某一调查时刻前的积累量 　指在生态系统中第二次的有机物质生产量 能量来源 太阳能 　太阳能或有机物 　初级生产量 能量去向 　绿色植物和动物 　绿色植物和动物 　次级生产者 描述单位 　g/(m2·a) 或J/(m2·a) g/m2或J/m2 　g/(m2·a) 或J/(m2·a) 能量大小 最大 较大 较小 联系 　①总初级生产量(GP)=净初级生产量(NP)+植物呼吸量(R) 　②生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量 　③次级生产量的能量来源是初级生产量 　④初级生产量、生物量和次级生产量均直接或间接来源于太阳能 2.生产量与生物量 (1)生产量和生物量是两个完全不同的概念，生产量含有速率的概念，是指单位时间单位面积上的有机物质生产量；而生物量是指在某一特定时刻调查单位面积或体积内积存的有机物的量。 (2)生物量和生产量之间存在着一定的关系，生物量的大小对生产量有某种影响，当生态系统发展到成熟阶段时，虽然生物量最大，但人的潜在收获量却最小(即净生产量最小)。当生物量很小时，如树木稀疏的森林和鱼数量不多的池塘，就不能充分利用可利用的资源和能量进行生产，生产量当然不会高。 (3)在自然生态系统中，流经生产者的能量等于生态系统的总能量。 (4)在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时刻调查时浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。 【专项突破05】各营养级能量流动过程分析 1.第一个营养级能量流动 【特别提醒】 图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长和繁殖，即净初级生产量。 2.第二个营养级及其后营养级能量流动 （1）消费者摄入能量（a）＝消费者同化能量（b）＋粪便中能量（c），即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。 （2）初级消费者同化能量（b）＝呼吸消耗能量（d）＋该营养级用于生长、发育和繁殖的能量（e）。 （3）用于生长、发育和繁殖的能量（e）＝分解者分解利用的能量（f）＋下一营养级同化能量（i）＋未被利用能量（j）。 （4）消费者同化能量为b＝d＋e＝d＋（f＋i＋j）。 （5）总结： ①摄入量＝同化量＋粪便量。 【特别提醒】关于能量流动的五点提醒 （1）流经整个自然生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射到所有植物体上的太阳能，因为有相当一部分的太阳能没有被生产者捕捉和固定。 （2）流经人工生态系统的总能量等于人工投放的饵料中的能量和生产者固定的太阳能两者的总和。 （3）用于生长和繁殖的能量=同化量-呼吸散失的能量=分解者分解利用量+下一个营养级同化量。 （4）某些自养细菌（生产者）可以利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，即通过化能合成作用固定能量。 （5）最高营养级的消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。 【专项突破06】理解常考的两种能量流动模型 1. 第二个营养级的能量流动过程模型： ①图中a指的是摄入量。 ②若没有c所示部分，则a代表的是同化量。 2. “拼图法”分析能量流动过程： ①W1、D1、D2指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量； ②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。 ③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的能量传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，陆生生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10%。 ④利用“拼图法”可得关系式： 3.能量流动过程中相关“最值”计算 在食物链(网)中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 【专项突破06】 碳循环 1.“箭头分析法”分析常见物质循环模型 （1）“三看法”快速判断： 判断步骤 判断依据 判定结论 一看（双箭头） 存在一组双向箭头 双向箭头两端，一个为“生产者”，另一个为“大气中的CO2库” 二看（多箭头） 图示所有组分均有箭头指向该结构 被各方箭头指向的是“大气中的CO2库” 三看（生产者、消费者箭头指向关系） 生产者指向消费者；生产者、消费者都指向分解者 顺着箭头流向区分生产者、消费者、分解者 （2）模式图常见变式分析： ①图1中，a为生产者，b为大气中的CO2库，c为消费者，d为分解者。 ②图2中，a为生产者，b为大气中的CO2库，c为初级消费者，d为次级消费者，e为分解者。 ③图3中，e为生产者，a为大气中的CO2库，b、d、f为消费者，c为分解者。 2.能量流动与物质循环（碳循环）的关系 项目 能量流动 物质循环（碳循环） 形式 有机物中的化学 能 CO2 过程 沿食物链（网）单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环 范围 生物群落的各营养级之间 生物圈（全球性） 特点 单向流动、逐级递减 全球性、循环流动 联系 ①两者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 ②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。 ③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量是推动物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复 图示 【专项突破08】生态农业两大经典实例分析 （1）桑基鱼塘模式：人工建立的高产稳产的农业生态系统，做到桑叶养蚕、蚕粪养鱼、鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。 （2）沼气农田立体养殖模式 通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。 【专项突破09】 生态系统中存在信息传递 1.正确判断物理信息、化学信息与行为信息的两种方法 判断依据大类 具体判定描述 对应信息类型 依据信息传播途径 涉及声音、颜色、形状、磁场、温度等物理因素 物理信息 涉及的信息载体为化学物质，如性外激素 化学信息 涉及特殊行为，如肢体语言等 行为信息 依据文字表述侧重点 孔雀开屏，强调通过羽毛颜色等传递给对方 物理信息 孔雀开屏，强调通过行为传递给对方 行为信息 2.信息传递在农业生产中的应用 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、各类作物的种子 提高萌发率 利用人工合成的化学信息吸引传粉动物 提高作物的传粉效率和结实率 利用音响设备模拟动物声音 诱捕或驱赶动物 施加昆虫信息素 诱捕或警示有害动物 3.有害动物三种防治方法的比较 项目 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等 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 【专项突破10】 能量流动、物质循环和信息传递的比较 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 循环流动、反复利用 单向或双向（大多数） 途径 食物链和食物网 多种 地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 范围 食物链各营养级生物间 生物群落与非生物环境之间 生物与生物之间或生物与非生物环境之间 模式图 联系 能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体，信息传递决定着能量流动和物质循环的方向和状态，三者共同把生态系统各组分联系成一个统一的整体 【专项突破11】生态系统通过自我调节维持稳态 1.生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较 项目 正反馈调节 负反馈调节 作用 使生态系统远离平衡状态或稳态 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统保持平衡或稳态 结果 加速最初发生的变化，从而使生态系统远离平衡状态或稳态 抑制和减弱最初发生的变化，从而使生态系统保持平衡或稳态 实例 若一个湖泊受到的污染超过其自我调节能力，则污染会越来越严重 例如草原上食草动物和植物的数量变化 2.生态系统保持稳态和恢复稳态的能力 （1）生态系统保持稳态和恢复稳态能力的比较： 项目 保持稳态的能力 恢复稳态的能力 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 联系 一般情况下二者呈负相关，a为保持稳态的能力，b为恢复稳态的能力 （2）通过曲线图辨析保持稳态的能力、恢复稳态的能力和总稳定性的关系： 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。 ②y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为保持稳态的能力的定量指标，偏离大说明保持稳态的能力弱，反之，保持稳态的能力强。 ③x可以表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复稳态的能力越弱，反之，恢复稳态的能力越强。 ④S表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。 【专项突破12】生态瓶制作的设计要求及原理分析 设计要求 相关分析 生态瓶必须是封闭的 防止外界生物或非生物因素的干扰 生态瓶中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（具有生产者、消费者和分解者） 生态瓶中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定 生态瓶的材料必须透明 太阳光能够透过，为光合作用提供光能，便于观察 生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；瓶内储备一定量的空气 第04讲 人类与环境 【专项突破01】人口增长带来全球性生态环境问题 1.人口增长对环境影响的模型分析 （1）模型： （2）分析： ①大部分的环境问题归根结底是由人口快速增长引起的，人类的生存资源、土地资源、森林资源、能源都是有限的，过度利用使其大量减少。 ②人口增加，人类需求也不断增加，为了满足衣、食、住、行的要求和经济发展，使污染物的总量增大，大量工农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，影响了环境的纳污量以及对有毒、有害物质的降解能力，加剧了环境污染。 （3）人口增长引发环境问题的实质：人类活动超出了环境的承受能力，破坏了人类自身赖以生存的生态系统的结构和功能。 2.主要污染及防治措施 项目 主要污染物 危害 防治措施 大气污染 化学污染物（如灰尘、硫氧化物、氮氧化物等）等 酸雨、急慢性呼吸系统疾病、致癌作用 减少化石燃料的燃烧、减少汽车尾气的排放量 水体污染 重金属、农药、粪便、垃圾等 毒害、富营养化、传染病 生物防治害虫、微生物的净化 固体废弃物污染 废渣、废塑料、垃圾等 污染土壤及水体 填埋、回收利用 土壤污染 化肥、农药、污水灌溉、酸雨等 农作物减产、间接危害人畜健康 生物防治害虫、施用农家肥、污水净化 3.水体富营养化产生机制 阶段 具体过程 带来的影响 污染源汇入 工业废水、生活污水、农田排水汇集进入池塘、湖泊、海湾，水体 N、P 等矿质元素含量升高 水体富营养化起始条件形成 生物暴发性增殖 藻类植物、浮游植物、浮游动物大量繁殖并进行有氧呼吸；大批生物死亡 生物呼吸作用消耗水体溶解氧 微生物分解耗氧 + 产毒 死亡生物遗体被需氧微生物分解，持续大量耗氧；水体缺氧后厌氧微生物分解有机物，产生硫化氢、甲烷等有毒物质 水体溶氧量大幅下降，同时生成有毒物质 水生生物消亡 低溶氧环境 + 有毒物质共同作用，造成鱼类及其他水生生物大量死亡 水域生态系统崩溃，最终爆发水华（淡水）或赤潮（海水） 【特别提醒】 （1）富营养化发生在海洋和湖泊中的具体表现不同，发生在海洋中称为赤潮，发生在湖泊等淡水流域中称为水华。 （2）解决水污染最有效的办法就是减少排放。对不可避免产生的污水，要集中到处理厂进行净化。常用的方法有物理沉降过滤、化学反应分解等，最符合生态学原理的是利用生物分解的办法降解。 【专项突破02】生物多样性保护与可持续发展 1．生物多样性的层次分析 （1）遗传多样性 ①分子水平：DNA 的多样性，由基因突变产生 ②细胞水平：染色体的多样性，由染色体畸变产生 ③个体水平：表型的多样性，由基因重组产生 遗传多样性经过隔离、选择，形成物种多样性 （2）物种多样性：是生物多样性最直观的表现，物种多样性进一步组成生态系统多样性 （3）生态系统多样性：是生物多样性的宏观表现 2．生物多样性的价值 类型 含义 直接使用价值 对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值 间接使用价值 对环境和生命维持系统起到重要调节作用的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、净化水质、调节气候等方面的作用；也包括为后人提供选择机会的价值 3.外来物种入侵 （1）外来物种入侵就是某物种从它的原产地，通过自然或人为的途径迁移到新的生态环境的过程。 （2）外来物种入侵的危害 ①破坏原生态系统的稳定性或生态平衡。 ②使原生态系统的生物多样性受到严重威胁，即引发生态危机。 ③侵入物种引发生态危机的原因：占据生态位。如果迁入地环境条件适宜，侵入物种由于缺少天敌的控制，一旦传入，便能迅速传播蔓延开来，在短时间内呈现种群的“J”形增长。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $