高考生物种群、群落、生态系统.doc

专题10 种群、群落、生态系统
海州高级中学 霍忠培 顾文波
一、高考要求
知识点
等级要求
A
B
C
种群的特征
√

种群的数量变动

√

群落的结构特征
√

群落的演替

√

生态系统的结构
√

生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用

√
生态系统中的信息传递
√

生态系统的稳定性

√

二、知识建构

三、考点分析
1．种群的特征及其相互关系：
种群的各种数量特征与种群数量有着密切的关系，具体情况可概括为右图。
2．种群数量增长及其数学模型（曲线图）：
种群的数量是指在一定面积或体积中某种群的个体总数。一个种群的个体数目多少也叫种群的大小。种群大小决定与三个因素：①起始种群个体数量；②出生率和迁入率；③死亡率和迁出率。种群数量的变动首先决定于②和③的对比关系，在单位时间内，前者与后者的差就是种群数量的增长率。种群数量的变化包括增长、稳定、波动、下降等。其中种群数量的增长曲线有两种情况，见下表：
项目
曲线
曲线
条件
特点
有无最大值
曲线形成原因
“J”型曲线

理想条件
连续增长；增长率不变
无
无种内斗争；缺少天敌
“S”型曲线

有限条件
达到一定数量保持相对稳定；增长率先增大后降至0
有（K值）
种内斗争加剧；捕食者数量增加
注意：⑴两种曲线的起点都不是从0开始；⑵在“S”型曲线中，K/2时种群增长速度最大，资源再生能力最强。
3．探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”
该探究实验是新考纲中新增的实验，等级要求为C级。在复习时要从实验原理、实验步骤、数学模型构建等方面予以关注。特别是培养液的配制、计数方法、记录表的设计、坐标图的绘制及分析等内容。
4．群落的结构特征
一个群落中的各种生物不是随机地聚集，而是存在着复杂的种间关系，并且在群落中占据着不同的空间。复习时要能够学会分析群落中各种生物间的关系，理解相应的坐标图及相关实例。了解群落存在垂直结构和水平结构的原因。学会探究土壤中小动物类群（不是种类）丰富度的研究方法。
5．群落的演替
群落演替是新教材中新增内容，复习时要注意从群落演替的过程去理解群落演替的两种类型，即初生演替和次生演替。并学会从起点、时间、速度、影响因素等方面对这两种演替类型进行比较。理解人类活动对群落演替的影响。
6．生态系统的结构
要点是生态系统的成分、食物链和食物网。无机环境为生物群落的存在和发展提供物质和能量；生产者是生态系统中的主要成分，是生态系统存在和发展的基础。生产者是自养型生物，主要是绿色植物。但是有些植物如莬丝子等一些寄生型植物属于异养型生物属于消费者。一些化能合成作用的细菌如硝化细菌、硫细菌等自养型生物也是生产者；消费者是生态系统中最为活跃的成分，但不是生态系统的必要成分。消费者只是包括异型生物中的捕食者或寄生型，不包括腐生型生物；分解者属于异养型中的腐生型，其中也包括了蚯蚓、蜣螂、秃鹰等生物；食物链和食物网是生态系统的营养结构，物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。食物链总是以生产者开始的，消费者在食物网中可占有多个消费级别和营养级别，两种生物之间有可能在种间关系存在不同概念上的重合，即捕食关系和竞争关系并存。食物网的复杂程度取决于生物的种类而不是生物的数量。
7．能量流动的过程及对能量流动的特点的理解
能量流动是生态系统的主要功能之一，是维持生态系统存在和发展的动力。能量的源头为阳光，进入食物链和食物网中流动的能量为生产者固定的能量，生物之间以有机物的形式传递着能量。能量流动的特点是单向的逐级递减，能量只能从低营养级向高营养级流动，而不能逆转，在向下一营养级流动的过程中由于生物总有一部分不能被下一营养级利用（最终被分解者利用）及自身的呼吸作用消耗，其传递效率只有10%-20%。因而，生物所占的营养级越高，消耗的能量越多，能量最终都以热能的形式散失了。
8．生态系统的物质循环
物质循环具有全球性，物质可以在无机环境与生物群落之间往复运动。物质循环过程中生产者和分解者的作用不容怱视。物质循环和能量流动是同时进行的，能量是动力，物质是载体。学生可以通过碳循环作为典例加深对物质循环的理解。
9．生态系统中的信息传递
生命活动的正常进行离不开信息传递，在调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定起着重要的作用。信息传递与能量流动、物质循环具有密切的关系。
项目
区别
联系
来源
途径
特点
范围
共同把生态系统各组分联系成一个统一的事体；调节生态系统的稳定性。
能量流动
太阳能
食物链或食物网
单向流动，逐级递减
食物链各营养级生物间
物质循环
生态系统
反复出现，循环流动
群落与无机环境之间
信息传递
生物或无机环境
多种途径
信息发生生理或行为的变化
生物与生物之间或生物与环境之间
信息传递在农业生产中有着广泛的应用，可提高农产品和畜产品的产量，并能对有害动物进行控制。
10．生态系统的稳定性
生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段的产物，生态系统之所以能够维持相对稳定是由于生态系统具有自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，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，生态系统的自我调节能力迅速丧失。生态系统的稳定性常与生态系统的营养结构联系起来的，因此，把握食物链，尤其是食物网中各生物之间的变化关系尤为重要。食物链越短，生产者越多，生物种类越多，生物关系越复杂，营养结构越稳定。
四、典例解析
1．（07•理综I）下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（ ）。
A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B．达到K值时种群增长率为零
C．种群增长受自身密度的影响 D．种群的增长速度逐步降低
解析: 由于空间和资源的限制，自然界中的种群增长曲线通常呈“S”型。对于“S”型曲线来说，种群数量的增长速度是先逐渐升高，当种群数量达到K/2时，种群增长速度最大，然后开始降低，达到K值时，增长率降为0。种群增长除受环境因素影响外，还受自身密度的制约，随种群密度的增加，种内斗争会加剧，种群数量增加减少。 答案:D
2．（07•理综Ⅱ）下图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况，曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。下列对此图的分析，错误的是（ ）。
A．海洋中的鱼类具有垂直分层现象
B．此图表明鱼类对食物的竞争状况
C．此图表明海洋中鱼类的捕食状况
D．此图表明海洋中鱼类的共生关系
解析：由图可知，丙主要以浮游生物为食，乙既吃浮游生物，也吃底栖生物，甲主要以底栖生物为食。因而能说明海洋中的鱼类具有垂直分层现象。也能表明鱼类对食物的竞争状况和鱼类的捕食状况，但此图无法表明海洋中鱼类具有共生关系。 答案：D
3．（07•上海）回答下列有关生态的问题。
（1）下图表示在一个湖泊生态系统中，生物与生物，生物与无机环境的相互关系。请据图中所列关系回答。
①湖泊中浮游植物→小鱼→大鱼的食物链，属于______________关系。
②夏天湖水深处光量减少，而湖表层浮游植物因光增强而增加，属于_________关系。
③湖水矿质营养不足，引起浮游植物数量减少，属于_____________关系。
④夏天湖水深处含氧量下降，而湖中分解者活动旺盛，属于______________关系。
（2）右图表示一个草原生态系统的食物网。

①若狼被捕杀，数量首先会减少的是_________。
②若美洲狮的食物2/3来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体重每增加3Kg，至少需要消耗青草_________Kg。
解析：湖泊中浮游植物→小鱼→大鱼的食物链，属于生物间的相互关系；夏天湖水深处光量减少，而湖表层浮游植物因光增强而增加，属于无机环境对生物的作用和生物对无机环境的反作用关系；湖水矿质营养不足，引起浮游植物数量减少，属于无机环境对生物的作用关系；夏天湖水深处含氧量下降，而湖中分解者活动旺盛，属于生物对无机环境的反作用关系生态系统：就是在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。生态系统多层次的自我调节，是通过生物与无机环境、生物与生物的相互联系和作用而实现的。鹿和蝗虫处于同一个营养级是食物的竞争者；能量流动“至少” 的计算，应该按能量流动效率的10%还是20%来计算，需要认真审题。答案：（1）①生物间的相互；②无机环境对生物的作用和生物对无机环境的反作用；③无机环境对生物的作用；④生物对无机环境的反作用；（2）①蝗虫；②175。
五、随堂练习
1．（07•广东）下列选项中，不属于对种群数量特征描述的是（ ）。
Ａ．我国的人口将逐渐步入老龄化阶段　　
Ｂ．2003年，广东省人口的出生率为1.329％
Ｃ．橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群
Ｄ．由于微甘菊入侵，松树种群死亡率较高
2. 为了保护鱼类资源不被破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上（ ）。
A．种群数量相对稳定 B．种群增长量最大
C．种群数量最大 D．环境条件所允许的种群数量最大
3. 有两种植物共同生长在一个盆中，当两种植物被分开种植时，一种死掉，另一种生长要好得多，它们之间的关系是（ ）。
A. 竞争 B. 互利共生 C. 寄生 D. 种内互助
4. 森林里，松鼠、猫头鹰等多在上层活动，大山雀、柳莺等在灌木丛活动，而獐、野猪则在地面活动，这种现象反映了（ ）。
A. 种群密度 B. 适应的普遍性 C. 群落的垂直结构 D. 群落的水平结构
5．（07•山东）下列选项中不能演替为森（树）林的是（ ）。
A．西北干旱地区的典型草原 B.大兴安岭火灾后的林区
C．沂蒙山区的裸露岩地 D.黄河三角洲的弃耕地
6．“稻花乡里说丰年，听取蛙声一片”，该诗句中的青蛙所属生态系统成分应该为（ ）。
A．初级消费者 B．次级消费者 C．第一营养级 D．第二营养级
7．当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙述正确的是（ ）。
A．完成了物质循环 B．蛇破坏了生态平衡
C．青蛙不能适应环境 D．青蛙的能量流向了蛇
8．某草原上长期生活着野兔、狐和狼，形成一个相对平衡的生态系统，经测定，各种生物所含能量如或表（能量单位：kJ·（km2·a）-1）。则该生态系统的食物链（网）可表示为（ ）。
A．草→兔→狐→狼 B．草→兔→狼→狐

C． D．

9．如右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰 体重每增加1kg，至少消耗A约（ ）。
A．100 kg B．44.5kg C．25 kg D．15 kg
10．连接生命世界和无机自然界的两个重要环节是（ ）。
A．生产者和非生物成分 B．生产者和分解者
C．消费者和非生物成分 D．生产者和消费者
11．（多选）下列对生态系统中信息传递作用或应用的描述正确的是（ ）。
A．施放性引诱剂，诱捕害虫 B．调节生物的种间关系
C．影响生物种群的繁衍 D．播放某些猛禽的鸣叫声以驱赶小鸟
12．“离离原上草，一岁一枯荣，野火烧不尽，春风吹又生”，主要说明了草原的（ ）。
A．恢复力稳定性较强 B．抵抗力稳定性较强
C．恢复力稳定性较弱 D．抵抗力稳定性较弱
13. 下图为种群在不同环境条件下的增长曲线，据图回答问题。

（1）A曲线呈“J”型，表示种群在 环境中的增长。
（2）B曲线呈“S”型，表示种群在 环境中的增长，阴影部分表示 。用达尔文进化理论解释，这是 的结果。
（3）若“S”曲线表示某个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线，那么，K点以后，曲线出现平区的原因是 。
（4）根据种群变动的曲线，解释为什么投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥的原因。对此，应采取哪些有效措施? 。
14.右图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。请据图回答：
（1）生态系统的碳循环是指碳元素在________________________之间不断循环的过程。
（2）X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为_________________；
Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是________________。
（3）大气中的CO2在甲中图示的_________处（在a~d中选择）合成有机物；含碳有机物在甲中图示的____________处（在a~d中选择）可以分解为CO2。
（4）化石燃料除燃烧外，还可以通过 _____________________途径产生CO2。
15.近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试，如①构建稻一萍一鱼生态系统，在该系统中，虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草，但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用，红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长；②培育转Bt基因抗虫水稻，减少虫害。此外，一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质，引来天敌消灭害虫，科学家称之为稻田三重营养关系。
根据上述材料，请回答下列问题：
⑴指出在稻一萍一鱼生态系统中存在哪些种间关系。（各举一例）

⑵在稻田三重营养关系中，水稻通过 信息引来天敌，防治害虫。
⑶转Bt基因抗虫水稻不可能一劳永逸地解决虫害问题，因为 。
⑷画出稻一萍一鱼生态系统的能量流动图（不考虑与人的联系）。

六、能力拓展
1．（07•江苏）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。下列不正确的解释是（ ）。
A．更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会B．减少捕捞强度，保持足够的种群基数
C．维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复 D．改变性别比例，提高种群出生率
2. 外来物种侵入到一个新的环境，可能会（ ）。
① 其种群数量在一段时间内呈“J”型增长 ② 其种群数量增长不受天敌制约
③ 其种群可能会威胁到境内物种多样性 ④ 其种群会由于不适应环境而被淘汰
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
3.（07•广东理科基础）群落不断发展变化，按照一定的规律进行着演替。下列关于演替的叙述，正确的是（ ）。
A．初（原）生演替历程短．速度慢
B．在正常情况下，群落演替的最终结果使生物多样性降低
C．在演替早期，群落中的优势种群的基因频率发生显著变化
D．在森林遭受火灾后的地段上重新形成森林，是次生演替的一个例子
4．下图（一）中所示的生物间关系，A、B代表两种生物，C代表生物的生活条件，箭头表示营养流动的方向；图（二）在坐标系中表示两种生物之间的关系。下列图（一）（二）中所表示的生物关系配对正确的一组是（ ）。

A．①—甲 B．②—甲 C．③—丙 D．④—乙
5．下列哪个食物链（网）中鹰的个体数量最多（ ）。
草
小鸟
田鼠
兔
鹰
草
鹰
田鼠
昆虫
食虫鸟
A．草→昆虫→青蛙→蛇→鹰 B．草→昆虫→田螺→食虫鸟→鹰

C． D．

6．某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠吃鱼来增加体重，那么每增加体重1千克，至少该生态系统内的浮游植物的量为（ ）。
A．50千克 B．125千克　　C．625千克 D．1000千克
7．假若某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为m1、m2、m3、m4。下列叙述中，不正确的是（ ）。
A．四种生物中所含的能量归根到底来自于a通过光合作用固定的太阳能
B．在一段时间内，若b种群数量增加，则a种群数量下降，d种群数量增加
C．若m1＜5m2，则生态系统的稳定性就会遭到破坏
D．d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物的质量小
8．设计生态农业时，增加食物链的目的不是（ ）。
A．实现光合产物的分层多级利用 B．实现能量的重复再利用
C．实现废物的资源化 D．减轻环境污染
9．狼依据兔留下的气味进行捕食，兔依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。这说明（ ）。
A．生命活动必须依靠信息的传递
B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．所有生物都有信息传递
D．信息传递具有普遍性和多样性
10．（多选）某硫铁矿废水造成的重金属污染严重危害当地农田、作物和人类健康，当地政府对此展开了综合治理，措施之一是调整作物种植结构，将食用作物改种为（ ）。
A．饲料作物 B．观赏作物 C．能源植物 D．纤维植物
11．稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍（满江红）适生于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长，对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（ ）。
A．该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B．鸭子既是初级消费者，又是次级消费者
C．生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D．水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率
12．（07•江苏）“标志(记)重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体(M)全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数(m)占总捕获数(n)的比例，估计该种群的数量(N)。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm2。(1hm2=10000m2)，随机布设100个鼠笼，放置l夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。

捕获数／只
标记数／只
雌性个体数
雄性个体数
初捕
32
32
14
18
重捕
36
4
18
18

⑴假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数(N)的计算公式 。
⑵该草地布氏田鼠的平均种群密度为 只／hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏 。
⑶综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀／♂)为 。
⑷在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查(假设样方中只有这一种鼠)，平均每100m2有3．6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为 。
13．下面图甲、图乙分别表示稻一鱼一蛙共生农业生态系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。请据图回答：
（1）上图甲、乙中的生产者有哪些？

（2）分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质和能量流动中的积极作用是什么？

（3）分析说明稻一鱼一蛙共生生态系统的生态优势。
专题10 种群、群落、生态系统
随堂练习
1．C 2．B 3．C 4．C 5．A 6．B 7．D 8．D 9．C 10．B 11．ABCD 12．A
13.（1）无环境阻力下的增长；（2）有环境阻力下的增长；生存斗争；由于环境阻力，导致种群个体数实际增长与理论值的差异； （3）由于食物短缺等因素的限制，种群在达到环境负荷量以后在一段时间内不再增加。（4）原因：①老鼠种群的抗药性形成；② 毒杀一部分个体，剩余的个体数目在环境负荷量以下，会以指数式增长，很快会恢复到原来数量。/措施：原则上是降低环境负载能力，无污染，具可行性。
如① 严密封储粮食；② 清除生活垃圾；③ 生物防治，保护老鼠天敌等（其他方法，符合以上原则即可）
14.⑴生物群落与无机环境；化能自养细菌（或硝化细菌等）；有核膜包围的细胞核；（2）c； a和b；（4）微生物的分解。
15.（1)捕食：虫吃水稻（或杂草），或鱼吃虫；竞争：水稻（或红萍）与杂草竞争；寄生：病菌寄生在水稻上；互利共生：红萍与蓝藻共生。（2）化学。（3）昆虫会进化（或产生抗性）。(4）见右图。
能力拓展
1．D 2．A 3．D 4．A 5．C 6．B 7．D 8．B 9．B 10．BCD 11．C
12．⑴N=Mn／m；⑵144 高；⑶8／9(或32／36)；⑷2.5 ：1。
13．（1）水稻、田间杂草、浮游植物等；（2）实现物质和能量的多层次利用；（3）利用了生物防治，增加了生态系统的稳定性，食物链更加完整，物质循环和能量流动的功能更加完善。