专题13__生命系统与生态环境的保护.doc

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专题十三 生命系统与生态环境的保护
探究点一　生态系统的结构及具体应用
1．（1）生态系统各成分的作用

(2)生态系统各成分的地位
①非生物的物质和能量是生态系统存在的基础。
②生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，生产者处于主导地位。
(3)关于生态系统成分的误区提醒
①生产者除绿色植物外，还包括能进行化能合成作用的微生物，如硝化细菌。
②消费者除动物外，还包括营寄生生活的细菌、菟丝子、病毒等生物。
③分解者除腐生生活的细菌、真菌外，还包括少数的动物，如蟑螂、蚯蚓等。
④非生物的物质和能量不包括温度，因为温度既非物质又非能量，但动植物的遗体、残枝败叶等腐殖质属于该成分。
(4)生态系统的结构归纳

2．生态系统平衡的调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力和恢复力实现的。
反馈机制：反馈可分为正反馈和负反馈，两者的作用是相反的。正反馈可使系统更加偏离动态平衡点，因此它不能维持系统的稳态。生物的生长、种群数量的增加等均属正反馈。要使系统维持稳态，只有通过负反馈机制。这种反馈就是系统的输出变成了决定系统未来功能的输入。种群数量调节中，密度制约作用是负反馈机制的体现。负反馈调节作用的意义就在于通过自身的功能减缓系统内的压力以维持系统的稳定。
抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。生态系统的自动调节能力有大有小，因此，抵抗力稳定性有高有低。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，抵抗力稳定性就越低。
恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。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的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。
下图是我国北方某农场生态农业的结构简图，请根据图回答。

(1)要利用该生态系统供养更多的人，应怎样调节人的食物结构？____________。
(2)流经该生态系统的总能量是来自________所固定的________，无机环境中的碳主要以________形式进入该人工生态系统。
(3)适当增加该生态系统中农作物、家禽和家畜等生物种类，有利于提高该生态系统的________稳定性。
(4)沼气池中的主要微生物的代谢类型为________。
(5)请绘制出生态系统中由生产者与消费者构成的食物网。

探究点二　分析生态系统的三大功能
1.三大功能比较

2.特别强调
(1)能量流动和物质循环的关系图例

(2)信息传递调节生态系统的稳定性，如下图

(3)能量的利用和能量流动的区别
“能量的利用”是特指ATP等直接能源物质分解所释放的能量被各类生命活动(例如，肌肉收缩等)所利用，而利用有机物中的能量合成ATP的过程，叫“能量的转移”。可见，新陈代谢中的“能量的利用”中的“能量”是有特定含义的，利用的是“直接能源中的能量”。
能量流动的渠道是食物链(网)；“能量流动”过程中，从第二个营养级开始的某个营养级的生物，能直接对上个营养级的生物身体有机物中能量的摄取和利用。或者说，能量流动时所涉及的能量利用是指能被机体所同化的能量。
(4)能量在食物链的传递过程中，从上一营养级到下一营养级的传递效率一般为10%～20%。当食物链中低营养级生物有M克，向高营养级生物传递时，高营养级生物获得的最多的能量可用(20%)nM来计算(n为食物链中相应营养级总数减1)；最少则为(10%)nM。当食物链中由高营养级生物的增重求低营养级生物的物质重量时，应该用除法。如高营养级生物要增重M克，至少需要低营养级生物的物质重量应该按最高传递效率来计算，即M/(20%)n＝5nM；而最多需要低营养级生物的物质重量应按最低传递效率10%计算，即M/(10%)n＝10nM。
例2 下图是某生态系统有关功能的示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器
B．X2过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X2过程的能量值约为X3过程的能量值的1%～4%
D．图中箭头也可表示该生态系统的信息传递方向
例3 下图是生态系统中碳循环示意图，图中箭头表示碳的流动方向，请回答：

(1)写出图中含有四个营养级的食物链(用字母和箭头表示)__________________。
(2)在物质循环中同时伴随着__________________，若生产者有10 000 kg，按能量最大的传递效率，位于第四营养级的生物可增重________________kg。
(3)据测定，生产者在黑暗中每小时释放出44 mg的CO2，而在光照充足的条件下，每小时产生出64 mg的O2，则经过10小时光照可积累葡萄糖________________mg。
(4)分析A→D和E→B过程中碳流动的不同点______________________。
(5)如果由于某种原因，E种群数量大量减少，则食物链中其他消费者的种群数量随即发生的变化是__________，从而说明生态系统具有________________________能力。
(6)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是______________________
探究点三　有关生态环境的保护
1.环境问题可分为原生环境问题和次生环境问题。原生环境问题又称第一环境问题，是由于各种自然过程或自然灾害，如地震、火山喷发、海洋异常等造成的环境破坏。次生环境问题又称第二环境问题，其可分两类：一是由于人类不合理的开发和利用自然环境和资源，使环境受到破坏，称为生态破坏或环境破坏，如过度放牧引起草原退化、毁林开荒造成水土流失和沙漠化等；另一是城市化和工农业高速发展而引起的环境污染。
各种环境问题是环境危机的表现形式和直接后果。环境危机或生态危机是指由于人类盲目活动导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁到人类的生存。环境危机包括有人口的快速增长；环境污染；资源的过度消耗；“土地观”的退化这四个主要方面。
2．外来物种入侵
外来物种入侵是指在一个特定地域的生态系统中，不是本地自然发生和进化的植物，而是后来通过不同的途径从其他地区传播过来的，并可以在自然状态下能够生长和繁殖的物种。可以通过以下的标准定义入侵物种：(1)通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域；(2)在当地的自然或人为生态系统中形成了自我再生能力；(3)给当地的生态系统或地理结构造成了明显的损害或影响；(4)中国国内被引出其本源地的物种和来自其他国家的非本地物种。
3．生物多样性的三个层次
主题
每层次相关的内容
基因

基因携带着遗传信息，基因控制性状，基因突变和染色体变异等是遗传多样性之源
物种
种群是进化的单位，突变、基因重组和自然选择使种群的基因库在代代相传过程中保持和发展，物种多样性是生物进化的结果
生态系统
生态系统的结构、成分的多样性，由物种的多样性组成。保护生态系统是对生物多样性最有效的保护
例4 保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列叙述正确的是(　　)
A．种群的多样性是生物多样性的最基本内容
B．群落演替过程中生物多样性逐渐降低
C．物种多样性比较高的生态系统相对稳定
D．遗传多样性较低的种群适应环境能力强
例5 水体富营养化可形成水华现象，蓝藻是水华中常见的藻类之一，请回答下列问题：
(1)从细胞结构上分析，蓝藻属于________(原核、真核)生物，蓝藻可以进行光合作用是因为含有叶绿素和________。
(2)水体中导致蓝藻爆发的主要原因是过量的N、P等无机盐。不久，蓝藻也大量死亡，使水体发臭，从生物因素的角度分析，导致水体发臭的原因是________________。
(3)某小组分别于早晨和下午在该水体的同一地点，同一水层取得两次样本，测得甲组pH为7.3，乙组pH为6.0，则取自早晨的水样是________组，理由是________________________。
(4)近年来，研究者发现采用投放以浮游植物为食的鱼类和种植荷花构建生物修复系统的方法，收到较好的效果。在该修复生态系统中，主要的生产者是________，鱼类属于该生态系统中的________。生物修复系统构建后，藻类与荷花存在________关系，藻类与鱼存在________关系。经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于________演替。
(5)控制蓝藻疯长的同时“变废为宝”是减轻绿色灾害的有效途径，从蓝藻中提取的能发出紫色荧光的藻蓝蛋白，可作为生物实验研究中的________。
备用习题
备选理由：主要考查了生态系统的结构与功能，与例6补充使用。
1．农田中存在水稻、螟虫、青蛙三种生物，其生物量的变化如图。下列说法不正确的是(　　)

A．甲是水稻，乙是螟虫，丙是青蛙
B．从第一年到第五年，生态系统处于相对平衡状态
C．第六年，由于大量捕捉青蛙，三种生物量都发生了剧烈的变化
D．假如第七年适量喷洒农药，将在一定程度上避免水稻减产
备选理由：主要考查了生态系统的能量流动，可以与例2补充使用。
2．一块玉米地在一个生长季节中的能量流动情况：收获的玉米所含全部能量折合成葡萄糖质量为A kg；玉米细胞呼吸消耗葡萄糖质量为B kg，每1 kg葡萄糖储存 C kJ能量；在整个生长季节中，入射到这块玉米田的太阳能总量为D kJ。下列各项叙述中不正确的是(　　)
A．这些玉米储存的能量是AC kJ
B．这些玉米在整个生长季节固定的太阳能总量是(A＋B)C kJ
C．该农田生态系统的能量传递效率是(A＋B)C/D
D．将玉米秸秆作饲料或发酵制成酒精燃料，可以提高对能量的利用率