高三生物第一轮复习：生物圈的稳态人教版知识精讲.doc

高三生物第一轮复习：生物圈的稳态人教版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
生物圈的稳态

二. 学习内容：
本周复习生物圈及生态系统的稳定性

三. 学习重点：
生物圈的自我调节功能
生态系统的稳定性

四. 学习难点：
生态系统的稳定性

五. 学习过程：
（一）生物圈概念
生物圈：地球上由各种生物和它们的生活环境所组成的环绕地球表面的圈层，也就是指地球上的全部生物和它们的无机环境的总和，地球上最大的生态系统
物质基础和空间条件：

生物圈的形成：地球的理化环境与生物长期相互作用的结果，是地球上生物与环境共同进化的产物，是生物与无机环境相互作用而形成的统一整体
（二）生物圈稳态的自我维持
生物圈稳态：生物圈的结构和功能能够长期维持相对稳定的状态
内在原因：
a. 能量角度
b. 物质方面：在物质上是一个自给自足的生态系统，是生物圈存在的物质基础
大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质
生产者、消费者和分解者所形成的三极结构构成了物质循环的回路
c. 生物圈具有多层次的自我调节能力
二氧化碳含量增加，植物加强光合作用，增加对二氧化碳的吸收
一种生物绝灭后，生物圈中起相同作用的其他生物就会取代它的位置
植食性动物数量增加时，有关植物种群和天敌种群的数量也随之变化
稳态特点：生物多样性是生物圈自动调节能力的基础
生物圈自我维持稳态的能力是有限度的
（三）生物圈的保护
全球性环境问题：
原因：人类向生物圈索取资源的数量和速度急剧增加
向环境中排放的废物也远远超过生物圈的自动净化能力
生物圈的稳态受到破坏
现象：土地沙漠化、森林植被遭到破坏、生物多样性锐减、全球气温上升、臭氧层损耗、酸雨等
影响：对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类社会的可持续发展
酸雨：大气中SO2过多，是形成酸雨的主要原因
SO2来源：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用
危害：使水体酸化，从而使鱼类的生殖和发育受到严重影响
直接伤害植物的芽和叶，影响植物的生长
腐蚀建筑物和金属材料等
硫循环：
a. 大气SO2一部分被绿色植物吸收，一部分则与大气中的水结合成H2SO4
b. 硫酸盐被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，被各级消费者所利用
c. 动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中
人类社会的可持续发展：
a. 生物圈的稳态是人类社会和经济持续发展的基础
b. 地球和生物圈的危机，实际上就是人类的危机
c. 保护生物圈的稳态，实现可持续发展
措施：
能源方面：一方面要节约能源，实现能源的清洁生产
另一方面，要努力开发新的能源
物质生产：努力建立无废料生产体系
转变传统的“原料——产品——废料”生产模式
建立“原料——产品——原料——产品”生产模式
建立生态农业，实现物质的循环利用
野生生物资源：应当在合理利用的同时加强保护
对濒危物种，禁止采伐或捕杀，人工繁育和建立自然保护区
处理好经济发展与环境保护的关系，人与生物圈的关系会朝更加和谐的方向发展。

（四）生态系统的稳定性
1. 概念：
（1）生态系统稳定性：生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
（2）抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状能力
（3）恢复力的稳定性：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
2. 内容：
抵抗力稳定性：
成因：生态系统内部具有一定的自动调节能力
影响因素：

特点：生态系统的自动调节能力总有一定的限度，超过限度，稳定性就会被破坏
例如：

生态系统稳定性
森林生态系统＞草原生态系统＞农田生态系统＞苔原生态系统
恢复力稳定性：

两者的相互关系：
对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反关系。
如：森林生态系统，抵抗力稳定性高，恢复力稳定性低
草原生态系统，抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高
3. 提高生态系统的稳定性
根据各生态系统的稳定性特点，采取相应的对策。保持生态系统的稳定性。
如：种植防护林、避免过量砍伐、控制污染排放
生态农业：运用生态学原理、在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起的多层次、多功能的综合农业生产体系
优点：（1）通过延长食物链，科学地利用了农业生态系统中的各种成分
（2）能量最大限度地得到利用，使能量朝着有利于人类的方向流动
（3）能够减少化肥的施用，从而减少环境污染
【典型例题】
1. 生态系统的稳定性与生态平衡之间有何区别？
答：生态系统的稳定性是指生态系统的一种能力或特性，与生态系统稳定性密切相关的概念是生态平衡。生态平衡是指生态系统处于成熟期的相对稳定状态，在这种状态下，系统中能量和物质的输入和输出接近于相等，即系统中的生产过程与消费和分解过程处于平衡状态。因此，这时生态系统的外貌、结构、动植物组成等都保持着相对稳定的状态。当生态系统受到外来干扰时，这种平衡状态就会被打破，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统就能通过自动调节恢复平衡。
2. 硫循环与碳、氮循环有何异同？
答：通过比较，它们的不同如下表：
名师点拨：

3. 下列生态系统中自动调节能力最强的是（ ）
A. 温带阔叶林 B. 热带雨林 C. 寒带针叶林 D. 温带草原
答案B：生态系统具有抵抗力稳定性主要是由于其内部具有一定的自动调节能力，生态系统的自动调节能力有大有小。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小。题中的四个生态系统中生物成分最复杂的是热带雨林，在热带雨林生态系统中，动植物种类繁多，营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物代替，整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态，其自动调节能力最强。
4. 在某个池塘生态系统中，因污染导致水生植物大量死亡后，池塘中首先减少的物质是（ ）
A. CO2 B. O2 C. 硝酸盐 D. 磷酸盐
答案B： 生态系统发展到一定阶段，都具有一定的自动调节能力。在一个池塘生态系统中，各种成分都保持在一个相对稳定的状态，如水生植物通过光合作用消耗水中的CO2释放氧气；水中动物的呼吸则消耗水中的O2，呼出CO2；这样在水中的O2和CO2基本保持一种动态的平衡。如果水生植物大量死亡（不能产生O2），而其他动物及大量增加的微生物却不断地消耗O2，故池塘中首先减少的物质是O2。
5. 关于生物圈稳态的自我维持的原因中，不正确的是（ ）
A. 源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力
B. 大气圈、水圈、岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质
C. 生物圈具有多层次的自我调节能力
D. 二氧化碳的增加必定破坏生物圈稳态、
答案D： 太阳能是维持生物圈正常运转的动力，大气圈、水圈、岩石圈提供物质，而且生物圈具有多层次的自我调节能力。如大气中CO2增加→植物光合作用加强→CO2的吸收加强。可见，CO2增加未必导致温室效应，只有当CO2释放量骤增超过了生物圈的自动调节能力时才会导致温室效应。
6. 环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上，植物在污染环境中也有继续保住正常生命活动的特性，这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。
（1）一项研究表明，植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关。所得数据如下表
被测植物
平均受害面积（％）
气孔
气孔密度（个／mm2）
每个气孔面积（mm2）
甲植物
13.5
218
272
乙植物
33.4
162
426
丙植物
57.7
136
556
① 该研究说明，植物对SO2的抗性与气孔的密度呈______________关系，和每个气孔的面积呈_____________关系。
② 在SO2污染严重的地区，最好选择表中________________植物为行道树种。
（2）工业生产中产生的SO2是酸雨（PH<5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如图所示（除图中特别说明的外，其他条件甲、乙均相同）：

实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。
参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验，探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。
① 探究的问题：不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。
② 作出的假设：___________________。
③ 实验步骤（简要叙述）：
④ 实验预期结果与分析（实验预期结果多种多样，写出其中3种并加以分析）：
植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关，对题目表中的数据进行分析和推理可以看出，植物的平均受害面积与气孔密度成反比，与每个气孔的面积成正比。选作行道树的植物应有较多的气孔吸收空气中的SO2，减轻污染，而自身又不易受伤害，在三种植物中甲植物最理想。实验设计时，应根据实验目的探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响来作出假设。参照题中图示中的实验方法、步骤和试剂设计实验步骤。设计时注意遵循对照、等量、单因子变量等原则。按照题目的要求对实验结果从三个方面进行推导分析。本题正确答案是（1）① 正相关 反相关 ② 甲（2）③ 不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同（或相同）。③用上述实验装置和试剂，采用两种pH<5.6的“酸雨”进行实验，设置清水对照；在三个花盆中播种同样数量（例如50粒）的小麦种子；在相同而适宜的环境中培养；一段时间（7天）后，分别统计3个装置中的种子萌发率。④ a. 如果三个装置中种子萌发率没有差异，那么说明酸雨对种子萌发率没有影响b. 如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越低，说明酸雨对种子萌发有抑制作用，且随着pH的减小，抑制作用增大。c. 如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越高，说明酸雨对种子萌发有促进作用，且随着pH的减小，促进作用增大。

【模拟试题】
一. 选择题
1. 生物群落的特点有（ ）
① 有一定的分层结构
② 植物之间有复杂的相互关系
③ 有相当数量的植物种类
④ 最底层是草本植物
⑤ 高层是木本植物
A. ①④⑤ B. ①②③ C. ③④⑤ D. ②③⑤
2. 在一个多变的生态系统中，生存机会最多的种群是（ ）
A. 个体最大的种群 B. 个体最小的种群
C. 个体差异最少的种群 D. 个体差异最多的种群
3. 图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间
资源的限制使种内竞争增加（ ）

A. CD段（增长速度慢） B. DE段（速度加快）
C. EF段（变化速率加快） D. FG段（速度逐渐变慢）
4. 某鼠种群被高速公路分隔成A、B两个种群，A区因建化工厂而环境巨变，污水横流；B区地势较高无变化，经数十年后，种群A的进化速率很可能是（ ）
A. 比B慢 B. 比B快
C. 与B相同 D. 开始比B慢后来比B快
5. 如果在一个种群中，某一性状出现的频率增高，从根本上说，很可能是（ ）
A. 该性状对环境有很大的适应性
B. 该种群的全部生物都是那个性状的纯合体
C. 该变异性状是由环境条件引起的
D. 控制该性状的基因是显性的
6. 倒置的生物种群数量金字塔适于描述（ ）
① 放牧牛羊的草原 ② 放牧家鱼的池塘
③ 松毛虫成灾的松树 ④ 鼠害泛滥的草地
⑤ 蚜虫聚集的果树
A. ①②③ B. ④⑤ C. ①③④ D. ③⑤
7. 有一阴湿山洼的草丛中，有堆长满苔藓的腐本，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠
等动物，它们共同构成（ ）
A. 生态系统 B. 种群 C. 生物群落 D. 食物网
8. 在两个邻近的生态系统(如草原和森林)的交界处，有一个过渡区（生态交错区），生活
在这个过渡区中的动物的特点是（ ）
A. 与两邻近生态系统相比动物多样性较小
B. 与两邻近生态系统相比动物多样性较大
C. 与两邻近生态系统相比植食性动物较多
D. 与两邻近生态系统相比捕食动物和寄生动物较多
9. 下列哪一类脊椎动物在草原生态系统中几乎没有分布（ ）
A. 鸟类 B. 哺乳类 C. 爬行类 D. 两栖类
10. 在生态系统中，以朽木和粪便为生营养的草类、粪金龟子、蚯蚓等生物为（ ）
A. 次级消费者 B. 生产者 C. 分解者 D. 初级消费者
11. 有人把水葫芦引入了一个热带国家，现已阻塞了航道，成了在河流和湖泊中行船的主
要障碍。一株水葫芦可以在50天产生1000个后代，其原因可能是（ ）
A. 没有天敌
B. 气候适宜
C. 生殖率高和占据的是空生态位
D. 以上答案全正确
12. 下列哪一项不会造成食物链缩短（ ）
A. 稻田养鱼 B. 围湖造田和开垦草原
C. 砍伐森林 D. 造单纯林
13. 生态系统中能量流动逐级递减的原因是（ ）
A. 各营养级的生物因呼吸而消耗相当大的一部分能量
B. 各营养级的生物中总有一部分未被下一个营养级的生物所利用
C. 下一营养级的生物比上一营养级的生物少
D. A和B的叙述都正确
14. 图中食物网所代表的生态系统中，施用了杀虫剂林丹，这种杀虫剂自然降解的速度极
慢。试问这种杀虫剂在下列何种生物体内的浓度最高（ ）

A. A B. B C. G D. F
15. 在某养分充足的湖泊中，绿藻数量较多，已不适合人们的消遣、娱乐。使用下列哪种
方法可在短期内大量减少绿藻的数量（ ）
A. 减少草食性鱼类
B. 增加以浮游动物为食的鱼类
C. 减少或清除以浮游动物为食的鱼类
D. 消灭肉食性鱼类
16. 把一个生态系统的食物关系用图解表示时，往往得到一个复杂的网状结构，这是因为
（ ）
A. 许多消费者不只以一种生物为食
B. 生产者个体数目总是要超过消费者个体数目
C. 在所有食物链上都有进行互相捕食的个体
D. 生态系统的物质流失
17. 组成食物链的环节一般不超过6个，其原因是（ ）
A. 环境资源有限
B. 捕食者不能以捕食者为食
C. 每一个环节上都有大量的能量散失
D. 以上答案全正确
18. 一条食物链中，兔子不会吃狼，但狼可以吃兔子，该食物链的不可逆性说明在一个生
态系统中（ ）
A. 水循环是单向的 B. 氧循环是单向的
C. 碳循环是单向的 D. 能量流动是单向的
19. 在自然生态系统的氮循环过程中，空气中的N2要进入生态系统的食物链，必须先
（ ）
A. 由固氮生物固定 B. 由光合作用固定
C. 由草食动物采食 D. 由肉食动物捕食
20. 假设在一定时间内某个生态系统的全部生产者所固定的太阳能总值为a，全部消费者
所利用的能量值为b，全部分解者所利用的能量总值为c，则a、b、c三者的关系是（ ）A. a＞b＝C B. a＝b＋C C. a＞b＋C D. a＜b＋C
21. 能提高一个生态系统稳定性的方法是（ ）
A. 减少捕食者和寄生者的数量 B. 控制生产者的数量
C. 增加食物链和扩大食物网 D. 保持现有物种数目不变
22. 在一个处于平衡状态的生态系统内，要使其中的动物能长时间存活，必须提供（ ）
A. 太阳能 B. 足够的有机物 C. 氧气 D. 水分
23. 在珠江三角洲某产粮区，近几年来人们大量捕杀青蛙赚钱，致使该地区的水稻产量大幅度下降。造成减产的原因是（ ）
A. 造成了环境污染 B. 食物链遭到破坏
C. 植被受到了破坏 D. 造成了自然灾害
24. 达到生态平衡的生态系统具备的特征是（ ）
① 该系统处于幼年到成年的过渡阶段
② 生态系统内生物的种类和数量比例相对稳定
③ 物质和能量的输入和输出相对平衡
④ 有完整的食物链和食物网
⑤ 能量的收支随气候周期性变化
⑥ 有一定的自我调节能力
A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤⑥
C. ①②③④⑥ D. ①②④⑤⑥
25. 在生物实验室里有一个生态球，已经存在了一年多时间，后因实验室装修，搬到了走
廊里，不久生态球里的生物就全部死亡了。据此你推测这个生态球原来最可能是放在（ ）
A. 冰箱上 B. 办公桌上 C. 窗台上 D. 柜子里
26. [2000年高考理科综合（江苏、浙江）试题]图是一个陆地生态食物网的结构模式图，
下列叙述中不正确的是（ ）

A. 在该食物网中，共有5条食物链存在
B. 在该食物网中，H处于3个不同的营养级
C. 若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变
大
D. 在该食物网中，如果C种群的数量下降10％，则H的数量不会发生明显变化
27. （2000年广东高考题）某河流生态系统的营养结构共有4个营养级，分别以a、b、c、
d表示。一年内输入这4个营养级的能量数值如下表。
表
营养级
a
b
c
D
能量（J·m－2）
141.10×105
15.91×105
0.88×105
871.27×105
该生态系统中初级消费者所属于营养级为（ ）
A. a B. b C. c D. D
28. （2000年广东高考题）下列生态系统中自动调节能力最弱的是（ ）
A. 天然落叶林 B. 天然常绿林
C. 人工纯种林 D. 人工混交林
29.（1999年广东高考题）在生态系统中，下列各组生物属于生产者的是（ ）
A. 光合细菌、酵母菌 B. 光合细菌、硝化细菌
C. 乳酸菌、酵母菌 D. 硝化细菌乳酸菌
30.（1999年上海高考题）（多选题）下列有关生态系统功能的叙述中，正确的是（ ）
A. 能量只能由较低营养级流向较高营养级
B. 食物链中的营养级可以是无限的
C. 能量流动和物质循环可以长时期地保持动态平衡
D. 生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中

二. 非选择题
1. 在某麦田中，存在着小麦→黏虫→蟾蜍的食物链，如果蟾蜍变化不大，则黏虫数量与小麦数量保持相对稳定。假设蟾蜍总量为A，若用农药将黏虫杀死，则小麦当年产量增加的幅度为_________。第二年如果不再使用农药，小麦产量将会___________。
2. 图表示生态系统内各种成分相互作用的关系。据图回答：（方括号内写字母）
（1）该生态系统的能量流动是从[ ]___________开始。
（2）G代表______，它是_______所产生的。
（3）F的作用是_________。
（4）如果初级肉食兽发生瘟疫，大量死亡，C将发生的变化是___________。
（5）如果C的总能量为5000千焦，D的总能量最多是________千焦。

3. 图是测定某湖泊的能量流动的情况图解（单位：J/cm2／年），据图回答问题：

（1）流经该生态系统的总能量是_________。
（2）从第一到第二，从第二到第三营养级，能量传递率依次是________，其余的能量最终通过生物的______散失。由于生物不能在代谢中利用_______，因此，能量流动具有_____的特点。
（3）从生态系统的成分看，D属于________，其分解方式是__________。
（4）假如A为一片草原，那么最好使能量流向下列4种动物中的________。
A. 狼 B. 羊 C. 黄鼬 D. 虎
4. 图是一个简化的食物网。据图分析回答下列问题：

（1）该食物网由________条食物链组成。
（2）其中的初级消费者是________。
（3）处于第三营养级的生物有_________种。
（4）对图中蜘蛛与青蛙的种间关系的描述应包括________。
（5）生态系统的4种成分中，该图上只体现了两种成分，未体现的另两种成分是________。
5. （2001年上海高考题）调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30头，其中有上次标记过的个体10头。请回答下列问题：
（1）若该地区田鼠种群个体总数为N，则N=_______头（计算公式是：N∶[a]=[b]∶[c]）。
A. 30 B. 32 C. 64 D. 96
（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的条件是（ ）
A. 有较多个体迁出调查区 B. 调查区内没有较多个体死亡
C. 调查区内没有较多个体出生 D. 有较多个体迁人调查区
（3）调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄，它们的月龄构成如下图。据图分析：___草原的田鼠种群属于_______型；_________草原的田鼠种群属于_______型，可以预测，该草原鼠害将会严重，必须作好防治准备工作。

（4）若某种群有成鼠a头（计算时作为亲代），每头雌鼠一生产仔16头，各代雌、雄性别比例均为1∶1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为__________。
A. a×8n-1 B. a×8n+1 C. a×8n D. a×8n-2
（5）若将雌、雄成鼠各若干头，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饵料和水，则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系，应为图中的曲线_________。

6.（1999年上海高考题）据报道：1952年，某城市雾大无风，家庭和工厂的烟雾经久不散，每立方米大气中SO2的含量高达3.8mg，烟尘达4.5mg，居民健康普遍受到危害，4天之内死亡约4000人。请回答：
（1）流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡，这与此种类型大气污染能形成_________有关。
（2）这种大气污染对人体________系统的危害最大，将会造成_______和______等病症（举2种主要病症）。
（3）大气中SO2将直接危害陆生高等植物的__________组织。
（4）要防止类似悲剧的出现，应采取的措施是___________。
7. （1998年上海高考题）图表示某生态系统发展过程中生物总数量（A）和生产者所固定的太阳能（B）的变化，请据图分析回答：

（1）第10～20年是该生态系统向_________、________和_________发展的时期。从第40年开始进入_________时期，此生态系统具有较强的__________。
（2）根据曲线A，分析曲线B下降的主要原因是_______________。
（3）若该生态系统为海洋生态系统，在一年中影响曲线B变化的最主要限制因素是_____。

【试题答案】
一. 选择题
1. B 2. D 3. D 4. B 5. A 6. D 7. A 8. B 9. D 10. C
11. D 12. A 13. D 14. C 15. C 16. A 17. C 18. D 19. A 20. C
21. C 22. A 23. B 24. B 25. C 26. C 27. A 28. C 29. B 30. ACD

二. 非选择题
1. 25A—100A；锐减
2. （1）[B]生产者固定太阳能以后 （2）CO2；生物的呼吸作用 （3）分解残渣尸体为无机物 （4）先上升，后下降，最后稳定 （5）1000
3.（1）所固定的全部太阳能即464.6 （2）13.5%、20%；呼吸作用；热能；逐级递减的、单向的和不循环的 （3）分解者；有氧呼吸和发酵 （4）B
4.（1）5 （2）植食性鸟和食草昆虫 （3）4种 （4）竟争和捕食 （5）非生物物质和能量和分解者
5.（1）D （2）B、C （3）乙；稳定；甲；增长 （4）C （5）C
6.（1）酸雨 （2）呼吸；呼吸困难、咳嗽、喉痛 支气管炎、肺气肿 （3）叶 （4）严格控制污染源
7.（1）生物种类多样化，营养构复杂化；功能完善化；生态平衡 自动调节能力 （2）消费者数量不断增加 （3）光照强度