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高三生物复习学案:专题6生物与环境1

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专题六 生物与环境

小专题一 种群和群落

核心考点整合 考点整合一:种群特征间的关系 1.出生率、死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。 2.预测种群密度的变化趋势,首先依据的应该是年龄组成情况,其次是性别比例,由此推导预测出生率与死亡 率的关系,从而确定种群密度的变化情况。具体图示如下:

特别提示: (1)种群密度是种群的基本特征。 (2)出生率、死亡率、迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。 (3)依据种群的年龄组成推测出种群的出生率、死亡率、确定种群密度的变化情况。 【例 1】 (2009·山东理综)如图曲线 a、b 表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是 A.曲线 a 代表的种群个体一般体型较大,营养级较高 B.依据曲线 b,人工养蜂时种群密度中等最好 C.对大型动物迁地保护,迁移的种群密度不宜过大 D.种群密度为 d 时,曲线 b 代表的种群个体间竞争最剧烈

[解析] 本题通过数学曲线图的形式反映了种群密度和存活率之间的关系,要求学生具备能够从图示中获取相关 信息的能力。依据曲线 b,种群密度中等时存活率最大,故 B 正确;曲线 a 说明种群密度越大存活率越低,故 a 曲线代表的是大型动物,在对大型动物迁地保护时,迁移的种群密度不宜过大,故 A.C 正确;种群密度越大, 种群个体间竞争越强烈,故而图中 d 点不是竞争最剧烈的点 。 [答案] D 【互动探究 1】 下列现象主要体现出生率和死亡率影响种群密度大小的是 A.农业生产中,常用黑光灯进行灯光诱捕的方法减少害虫的危害 B.利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫的性别比例,从而使害虫的种群密度降低 C.为了维持海洋鱼类的种群密度,不捕获年龄较小的鱼 D.我国某沿海经济发达地区外来 人口剧增,造成一定的社会压力 [解析] A 选项体现了死亡率决定种群密度大小;B 选项体现了性别比例对种群密度大小的影响;C 选项体现了年 龄组成对种群密度大小的影响;D 选项体现了迁入率对种群密度大小的影响。 [答案] A 考点整合二:种群数量变化曲线分析 1.种群数量增长曲线比较 图中“J”型曲线是指理想状态下(食物丰富、空间充裕、气候适宜、无敌害、无疾病等条件下)种群数量的增 长曲线。图中“S”型曲线是指在现实状态下种群数量的增长曲线。阴影部分是指生存斗争中淘汰的个体数,即 环境阻力。

2.对曲线中 K 值的理解 (1)K 值是指在一定环境条件下所允许的种群数量的最大值。不同种群在同一环境条件下 K 值是不同的,同一 种群在不同环境条件下 K 值也是不同的。这主要取决于食物、空间和其他生活条件的限制和由此引发的种内斗

争以及捕食者的数量。 (2)图中“J”型曲线无 K 值,且种群增长率始终不变;“S”型曲线有 K 值,种群增长率在各个阶段是不相同 的,在 K/2 时,增长率最大,种群数量也增长最快。 3.种群数量变化规律在生产实践中的应用 (1)在对野生动、植物资源的合理开发和利用方面,一般将种群数量控制在环境容纳量的一半,即 K/2 值左右, 此时种群增长率最大,可提供的资源数量也最多,而且又不影响资源的再生。 (2)在农林害虫的防治方面,降低农林害虫的环境容纳量是防治的根本。 【例 2】 (云南调研)如图是某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图,下列说法不正确的是 A.c 点以后环境阻力明显变大 B.图中表示种群增长率最大的点是 b C.图中 a 点的种群增长率大于 d 点 D.图中第 8 年后,种群数量不可能发生变化

[解析] 某动物迁入一个新的环境,开始需要适应一段时间,然后种群数量会迅速增加,a 点的增长率开始增加, b 点种群的增长率最大,超过 b 点种群的增长率开始下降,到 c 点种群的增长率明显变小,d 点种群的增长率趋 向于 0,种群数量达到 K 值。种群的数量变化是一个动态的过程,d 点之后种群的数量将在一定范围内发生动态 变化。 [答案] D 【互动探究 2】 (济宁模拟)海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,有利于资源的可持续 利用。下列解释不正确的是 A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会 B.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的恢复 C.减少捕捞数量,保持足 够的种群基数 D.改变性别比例,提高种群的出生率 [解析] 人类对生物资源开发利用,应该走可持续发展的道路。对于渔业资源,应该规定禁捕期、禁渔区以及合 理使用网眼尺寸较大的网具等。网眼尺寸较大的网具,只能对捕捞的鱼的大小进行选择,而不能对鱼的性别进 行选择,不会改变其性别比例。 [答案] D

考点整合三:生物种间关系的比较 生物种间关系的比较 关系 名称 互利 共生 两种生物共同生活在一起, 彼此有利,若分开则双方或 至少一方不能独立生存,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 无 一种生物寄居在另一种生物体表或 体内,从那里吸取营养来维持生活 数量坐标图 能量关系图 特征

竞争

两种生物生活在一起,由于争夺资 源、空间等而发生斗争,数量上两 种生物呈现出“你死我活”的同步 性变化

捕食

一种生物以另一种生物为食物, 数 量上两种生物呈现出 “先增加者先 减少,后增加者后减少”的不同步 性变化

【例 3】 (四川卷,30Ⅱ)某石质海滩的潮间带由大小不一的水坑和水坑间的凸出基质两类环境组成,主要生 长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食,其主要天敌是海鸥。 (1)有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A.B) ,把 B 坑中的全部滨螺(233 只)捉出,移入几乎无滨 螺的 A 坑,研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响,结果如图所示。

①图 A 中浒苔数量下降的主要原因是______________。从种间关系角度看,浒苔和角叉苔是________关系。 ②水坑中岸蟹种群密度与________海藻的 种群相对数量呈正相关。研究发现,此种海藻占优势的环境有利于岸 蟹躲避天敌而另一种海藻占优势的环境则相反。请据此解释 B 坑中的滨螺在移出前数量较多的原因 _____________________________________________________________________________________ ___________ _______________________。

被滨螺取食 竞争 浒苔 B 坑中浒苔不占优势,该环境不利 于岸蟹躲避海鸥的捕食,因而数量较少;由于天敌(岸蟹)数量少,滨螺获 得更多的生存机会,所以数量较多 ③本研究涉及的生物构成的最长食物链为________________________。 浒苔→滨螺→岸蟹→海鸥 1 (2)通过对水坑和凸出基质这两类微型生态系统中滨螺密度和海藻物种数的调查,绘制成图 C.

①在滨螺极稀少的情况下,如果要最大限度地保护生物多样性,需要优先保护的是 ________生态系统,这种保 护措施属于________。 ②当滨螺密度长期保持在 100~200 只/m2 时,________生态系统的抵抗力稳定性较高。

凸出基质 就地保护 水坑 [解析] 本题主要考查微型生态系统中的种间关系、生态系统的稳定性及生物多样性保护,意在考查考生的实验 探究能力、获取信息的能力和综合运用能力。 (1)①图 A 中:移入滨螺后,由于滨螺捕食浒苔,导致浒苔数量 下降,角叉苔数量有小幅度上升,因此浒苔与角叉苔构成竞争关系。②观察图 A.B,岸蟹的种群密度与浒苔的 种群相对数量呈正相关。B 坑在移出滨螺前岸蟹很少,是由于角叉苔占优势,浒苔处于劣势,不利于岸蟹躲避海 鸥捕食,从而造成岸蟹数量较少,滨螺数量较多。③该研究涉及的生物构成的最长食物链为:浒苔→滨螺→岸 蟹→海鸥。 (2)①从图 C 可以看出:滨螺极稀少的情况下,需要优先保护凸出基质,才能最大限度地保护生物多样性,该 措施属于就地保护。②由图 C 可知,当滨螺密度在 100 只/m2~200 只/m2 时,水坑中的海藻物种数比较丰富, 营养结构相对复杂,抵抗力稳定性较高。

[知识总结] 在种间关系中,捕食关系表现为“先增先减,后增后减”的变化趋势,最初时被捕食者的数量要多 于捕食者的数量,这也是判断捕食者和被捕食者的一个方法。竞争关系体现了“强者更强,弱者更弱”的变化 趋势,甚至会导致弱者灭亡。共生表现为“同生共死,荣辱与共”的关系,二者始终是同步的。 【互动探究 3】 (金丽衢联考)在某一生态保护区中,捕食者与被捕食者的种群数量变化如图。依据图中的数 据推论,下列叙述正确的是

A.捕食者与被捕食者两种群不相互影响,种群变化无规则性 B.捕食者与被捕食者两种群相互影响,使种群数量呈现波动现象 C.捕食者种群数量受被捕食者控制,但被捕食者的种群变化不受捕食者种群数量的影响 D.被捕食者种群数量受捕食者控制,但捕食者的种群变化不受被捕食者种群数量的影响 [解析] 捕食关系是生物界常见的种间关系之一,捕食者和被捕食者相互影响,当被捕食者增加时,捕食者由于 食物增加而增加;当捕食者增加时,被捕食者由于被大量捕食而减少,这又使捕食者减少。 [答案] B

考点整合四:群落的演替 1.群落演替的原因 (1)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。 (2)内部环境变化。 (3)种内和种间关系的改变。 (4)外界环境条件的变化。 (5)人类的活动影响演替的速度和方向。 2.初生演替和次生演替的比较 比较 项目 概念 在一个从来没有植被覆盖的地面, 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 实例 演替 过程 发生在裸岩上的演替 裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物 阶段→灌木阶段→森林阶段 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 (如能发芽的地下茎)的地方发生的演替 弃耕农田上的演替 弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木 →乔木(注意:气候条件适宜时,弃耕农田可 演替出树林, 而在干旱的荒漠地区只演替到草 本植物阶段或稀疏灌木阶段) 初生演替 次生演替

特点

演替缓慢

演替快速

3.群落演替的特征 (1)方向:一定的方向性; (2) 能量:总生产量增加,净生产量逐渐降低,群落有机物总量增加; (3)结构: 营养结构复杂,物种多样性增加,稳定性增强; (4)生活史:生物个体增大,生活周期变长,生态位变窄; (5) 物质循环:开放转为封闭,交换速度变慢。 【例 4】 (清苑模拟)下列有关群落演替的叙述中,正确的是 A.群落的演替是不同种生物之间、生物与无机环境之间相互影响的结果 B.在群落演替过程中,不同时期群落中的优势种群在发生更替 C.发生在裸岩上的演替经过:裸岩→地衣→苔藓→灌木→草本→森林五个阶段 D.人类活动对群落演替的影响与自然演替的方向、速度基本相同 [解析] 群落的演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。群落是一个动态系统,它是不断 发展变化的,当群落结构受到干扰或破坏,一些生物的种群消失后,就会有其他生物的种群来占据它们的空间, 最后群落会达到一个相对稳定的阶段。发生在裸岩上的群落的演替过程为裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森 林。人类活动常常使群落按照不同于自然演替的方向和速度进行演替。不同种生物之间、生物与无机环境之间 相互影响的结果是共同进化。 [答案] B 【互动探究 4】 (广州模拟)下列有关群落演替的说法中,正确的是 A.初生演替形成的群落内无竞争现象,次生演替形成的群落内竞争现象明显 B.“远芳侵古道,晴翠接荒城”描述的也是一种群落演替现象 C.在草本阶段,各种昆虫进入不会影响群落对环境变化的抵抗力 D.群落演替的根本原因在于群落内部,不受外部环境的影响 [解析] 无论是初生演替还是次生演替形成的群落内都存在竞争现象;在草本阶段,各种昆虫进入会改变群落对 环境变化的抵抗力;群落演替是群落内部和外界环境共同作用的结果。 [答案] B

高考链接 1.(浙江卷,3)某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若 不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是

A.若 a 点时环境因素发生变化,但食物量不变,则 a 点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长 B.若该种群出生率提高,个体数量的增加也不会大幅超过 b 点 C.天敌的大量捕食会导致该种群个 体数量下降,下降趋势与 b~c 段相似 D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波动趋势与 c~d 段相似 答案:A 解析:本题考查种群数量变动的逻辑斯谛增长曲线即“S”型曲线及种群的数量波动和调节,意在考查考生识图 能力及应用知识能力。从图示分析,该坐标图为某种群的季相图,纵坐标为种群个体数量变化。从图中个体数 量在 K 值附近波动可以看出,该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统。若该种群出生率提高,数量将增加, 但应该也在 K 值附近波动,不会大幅超过 b 点, B 正确;种群数量下降的原因与食物、天敌等因素相关,所以下降趋势与 b~c 段相似,C 正确;年龄结构变动 导致该种群数量波动,但也应该在 K 值附近波动,D 正确;若 a 点时环境因素变化,食物量不变,增长的过程可 能会有所波动,但仍按“S”型增长,只是增长速率有所增加或减少而已。

2. (上海卷,24)某草原上啮齿类以植物为食,如图表示啮齿类的密度与植物种类数的关系,据图判断下列叙 述中错误的是

A.啮齿类的存在影响植物 多样性 B.植物的多 样性取决于啮齿类的密度 C.啮齿类能对植物进行选择 D.啮齿类的密度依赖于植物的多样性 答案:D 解析:本题考查啮齿类动物与植物种类数的关系,意在考查考生的理解分析能力。分析图示曲线可知,啮齿类 密度低时,不同种的植物之间竞争较激烈,部分物种在竞争中被淘汰;啮齿类密度适宜时,不同种的植物之间 竞争较弱,物种在 竞争中被淘汰的少,所以植物种类数多;而啮齿类密度过高时,大量植物被捕食,导致植物 种类减少,可见 A.B.C 项正确。D 项应是植物的多样性依赖于啮齿类 的密度。

3. (新课标全国卷,31)假设 a、b、c、d 是一个简单生态系统中最初仅有的四个种群,其 a、c、d 的营养关系 为 a→c→d,a 与 b 的关系如图,a 是该生态系统主要的自养生物,请回答:

(1)该生态系统中 a 和 b 的种间关系是________。 (2)若 d 大量死亡,则一定时间内种群密度增加的种群是________,种群密度减少的种群是________。

(3)若持续干旱使 a 大量死亡,c 和 d 种群密度将会________。 ( 4 )当受到外界的轻微干扰后,经过一段时间,该生态系统可以恢复到原来的状态,说明该系统具有 _______________。与热带雨林相比,该生态系统的抵抗力稳定性________ (低、高) 。 竞争 c a 降低 恢复力稳定性 低 (5)为了调查该系统 c 种群的密度,捕获了 50 个个体,将这些个体标记后放掉,一段时间后重新捕获了 40 个 个体,其中有 5 个带有标记,c 种群的数量约为________个。 400 解析:本题考查种群密度、群落中生物的种间关系及生态系统的结构与稳定性,意在考查考生对曲线的分析能 力。 (1)分析图示可知:a、b 为竞争关系。 (2)依据食物链 a→c→d,若 d 大量死亡,则 c 因天敌减少而增多, c 增多了则更多的 a 被捕食。 (3)a 是生态系统中的生产者,若其大量死亡,则 c 和 d 的数量都会减少。 (4)生态系统具有一定的自我调节能力,轻微干扰后,该生态系统可能恢复到原来的状态,说明该生态系统具 有一定的恢复力稳定性。该生态系统中生物种类比热带雨林少,故其抵抗力稳定性比热带雨林生态系统低。 (5) 按照标志重捕法,设 c 种群的数量为 N,则 50/N=5/40,则 N=400(个) 。

4. (江苏卷,30)单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华,受到广泛关注。下面是有关铜绿微囊藻的研究,请 回答问题: (1)利用配制的 X 培养液培养铜绿微囊藻 8 d,每天定时测定其细胞数量,发现铜绿微囊藻数量呈指数增长, 短时间内产生大量个体,这是因为铜绿微囊藻具有_______________________________等特性。 (2)某同学用 X 培养液培养铜绿微囊藻时,加入粉绿狐尾藻(一种高等水生植物) ,结果铜绿微囊藻生长受到 明显抑制,重要的原因是这两种生物在利用________________________等资源时存在显著的竞争关系。 个体小、世代周期短、无性生殖 光照、无机营养、二氧化碳 (3)也有人提出假设:粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长。请利用下列实验材料用具,完成实 验设计,探究该假设是否成立。 材料用具:铜绿微囊藻,粉绿狐尾藻,用于配制 X 培养液的各种无机盐,500 mL 锥形瓶,蒸馏水,显微镜,血 球计数板,盖玻片,玻璃缸,微孔滤膜(可以除菌)等。 实验步骤:

①材料准备:在装有 7000 mL 蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻,在适宜条件下培养 8 d。 准备接种用的铜绿微囊藻。 ②培养液配制:___________________________________ _______________________________________。 ③实验分组:取锥形瓶 6 只,分为两组。 _________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________________________。 ④接种与培养:_____________________________ ___________________________________________。 用蒸馏水配制 X 培养液;用微孔滤膜过滤玻璃缸中的水,用滤液代替蒸馏水配制 X 培养液 在对照组的 3 只锥形瓶中分别加入 150 mL 用蒸馏水配制的 X 培养液,在实验组的 3 只锥形瓶中分别加入 150 mL 用滤液配制的 X 培养液 在 6 只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻,并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养 8 d ⑤观察与统计:每天定时用血球计数板对 6 只锥形瓶内的铜绿微囊藻细胞进行计数,计算平均值,比较两组间 的差异。 (4)若(3)中假设成立,则实验结果是__________________________________________________ 对照组铜 绿微囊藻呈指数增长,实验组受 抑制 解析:本题主要考查单细胞生物的特殊性及考生的实验与探究能力。对于单细胞生物来说,都具有体积小,生 殖周期短的特点;影响水生植物生长的重要限制因素有光照、二氧化碳和水中的无机盐离子;在进行实验设计 时要注意认真审题,研究对象是粉绿狐尾藻产生的化学物质而不是粉绿狐尾藻,本实验的单一变量是粉绿狐尾 藻产生的化学物质,所以可以用其培养液来替代粉绿狐尾藻。




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