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高考综合复习 生物与环境
[内容概述]
　　生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学，与人类生活密切相关。本部分内容主要包括：生态因素、种群与群落、生态系统、生物圈的稳态、生物多样性及其保护。通过学习要树立生物与环境相适应的生态学观点和保护环境的意识。
　　[重点难点]
　　一、知识系统

　　二、重要知识点辨析：
　　1．生态因素：
　　指环境中影响生物形态、生理和分布等的因素。并不是所有环境因素，例如：海拔高度对生物没有直接影响，而是通过温度来影响生物的形态、生理和分布，所以海拔不属于生态因素。各种生态因素对生物产生综合影响，分辨主要生态因素是要分析哪一种因素是限制生物生存的因素。
　　所谓主导作用是指某种因素对整个环境有重要影响，它的变化能引起部分或全部生态因素的变化。或由于主导因素的存在与否和强度的变化，而使生物的生长发育、种群的数量和分布发生明显的变化。例如：冬季食物供给是影响鹿群存活的关键因素。
　　陆地生态系统中最主要的限制因子有两个：
　　（1）水分：在中低纬度地区，水分较多的地区分布的是森林，较少的地区则是草原或荒漠，严重缺水的地区便是沙漠。
　　（2）温度：水分充沛的地区，年平均温度较高，是常绿阔叶林，雨水特别多的地区形成热带雨林；温度稍低一些的地区则是落叶阔叶林，温度再低一些的地区是阔叶针叶混交林，温度再低一些的北方是针叶林。高山植物的垂直分布特点是：森林→灌木林→高山草甸。
阳光主要影响水域生态系统中生物的垂直分布。

2．物种：
　　判断种内关系和种间关系、种群和群落，都需要掌握物种的概念。同种生物指交配能产生可育后代的生物。例如：杂草和小麦不属于同种生物，他们之间的关系属于种间关系（竞争）；小麦之间属于种内关系（种内斗争）。一片森林中的所有蛇不是同一种，所以不能构成同一种群。
　　3. 种群数量变化规律
　　（1）指数式增长——“J”型曲线

　　在食物(养料)和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N0，年增长率为λ，该种群每年的增长速率都保持不变，那么：
　　一年后该种群的数量应为：N1=N0·λ
　　二年后该种群的数量为：N2=N1·λ=N0·λ2
　　t年后该种群的数量应为：Nt=N0·λt
　　如用坐标表示，横坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如上图所示。
　　种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的。
　　（2）逻辑斯蒂增长——“S” 型曲线

　　在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不可能按指数式增长模式增长。
　　当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。
　　当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。
　　K为环境的容纳量；
　　N为某一时间的种群数量。
　　在N=（1/2）K时，“S”形曲线有一个拐点A。
　　在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即（1/2）K值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。
　　当种群数量大于（1/2）K 时，种群增长的速度将开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于（1/2）K时就可以猎取一定数量的该生物资源，不影响资源的再生，而且获得的量最大。
　　当过度猎取导致种群数量小于（1/2）K时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。
　　4. 能量流动的特点是：单向流动和逐级递减。
　　单向流动是指生态系统的能量流动只能从第—营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级、一般不能逆向流动。这是由于动物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后—个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在沿食物链传递的平均效率为l0%～20%，所以，在食物链中营养级一般不超过5个。
　　一个营养级的生物所同化的能量一般用于4个方面：
　　一是呼吸消耗；
　　二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中；
　　三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉；
　　四是流入下—个营养级的生物体内。
　　5. 生物圈的形成和稳态的自我维持
　　生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果，通过自然选择，地球上的生物与环境一起和谐发展进化。地球上生物代谢类型的进化顺序是：异养厌氧型→ 自养厌氧型(早期进行光合作用的植物) →自养(或异养)需氧型。
　　生物圈稳态的原因有三个：能量基础、物质基础和自我调节能力。太阳能是生物圈得以运转的动力，能量基础是绿色植物固定的太阳能。物质基础是大气圈、水圈、岩石圈及生产者、消费者、分解者所构成的三级结构。生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持一种动态平衡。生态系统能够保持平衡是因为生态系统具有一定的自动调节能力，当外来的干扰超过了生态系统的自动调节能力，生态系统就会遭到破坏，甚至崩溃。
　　[知识链接]
　　1．碳循环与光合作用和呼吸作用。
　　CO2进人生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。
　　2．碳循环与硫循环；温室效应与酸雨。
　　碳循环与硫循环要结合课本上的图解对比记忆。
　　温室效应主要是CO2引起，温室效应引起极地冰雪融化，海水膨胀，导致海平面上升，一些岛屿被淹没，沿海城市、岛屿更易遭受台风、风暴潮的袭击。
　　引起酸雨的主要原因是空气中SO2过多，酸雨使土壤和河流、湖泊酸化，导致水生、湿生植物的死亡，威胁水生动物(如鱼、虾、贝类等)的生存，破坏水域生态系统中的食物链；还能直接危害陆生植物的叶和芽，使作物和树木死亡。
　　3．富营养化和富集作用。
　　富营养化是指水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多时而使藻类植物大量繁殖导致水质恶化的现象。藻类死亡后，遗体被细菌分解时消耗水体中的大量氧气，使水体中溶解氧含量下降，影响水生生物的生命活动；这些生物遗体被厌氧型微生物分解时，产生出H2S、CH4等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。富营养化发生在池塘和湖泊中叫做“水华”；发生在海水中叫做“赤潮”。
　　生物富集作用是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)，通过食物链在生物体内大量积聚的过程，因为这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。