生物与环境正式14.docx
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生物与环境正式14
第14课时：
种群、群落与生态系统
一、真题回顾
1、（2015北京）大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域，研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区。
各处理区均设7个10m×10m的观测点，每个观测点设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。
在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率进行比较，结果见表。
处理区
小蚂蚁出现率的变化（﹪）
定时灌溉
不驱走大蚂蚁
增加35
驱走大蚂蚁
增加70
不灌溉
不驱走大蚂蚁
减少10
驱走大蚂蚁
减少2
对本研究的试验方法和结果分析，表述错误的是（ ）
A、小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长B、采集实验数据的方法是样方法
C、大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围D、土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围
2、湿地是地球上重要的生态系统，具有稳定环境、物种保护及资源供应等功能。
（1）某湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等，这体现了群落的_______结构。
调查湿地中芦苇的种群密度常用________法。
（2）图中甲、乙两条曲线分别表示湿地中两种生物当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt+1）之间的关系，直线p表示Nt+1=Nt。
甲曲线上A、B、C三点中，表示种群数量增长的是______点；乙曲线上D、E、F三点中，表示种群数量相对稳定的是_______点；Nt小于a时，甲、乙两条曲线中_______曲线所代表的生物更易消亡。
（3）湿地生态系统被破坏后，生物种类贫乏。
要恢复其生物多样性，在无机环境得到改善的基础上，生态系统组成成分中首先应增加_________的种类及数量。
随着生物多样性和食物网的恢复，湿地生态系统的____________稳定性增强。
为保护湿地的生物多样性，我国已建立多个湿地自然保护区，这属于_______保护。
【答案】
（1）水平样方
（2）BF甲（3）生产者抵抗力就地
二、核心概念
种群、种群密度、群落、丰富度、生态系统、同化量
二、知识点巩固
知识点1:
种群的概念及其数量特征
1．各数量特征之间的关系
①年龄组成
种群密度
②对于增长型的种群，一般还有如下的关系：
性别比例
种群密度
注意：
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，由此推测出生率与死亡率的关系，从而确定种群密度的变化情况。
2．种群密度的调查方法
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小的动物
活动范围大、活动能力强的动物
调查程序
确定调查对象
计数
确定调查对象
计算种群密度
注意事项
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不易太少
④易选用双子叶植物
①调查时没有迁入和迁出、出生和死亡
②标志物不能过于醒目，不能影响标志对象正常的生命活动
练习：
1、下列有关调查种群密度的说法错误的是（ ）。
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式，遵循了随机取样的原则
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法
C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的实际值
D．将M只鹿标记，在捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有（M×n÷m）只
2、下列调查活动或实验中，计算所得数值与实际数值相比，可能偏小的是（ ）
A．标志重捕法调查灰喜鹊种群密度时标志物脱落
B．显微镜下计数酵母菌数量时只统计计数室方格内的菌体
C．样方法调查蒲公英种群密度时在分布较密的地区取样
D．调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象
3、将10ml酵母菌放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和PH，结果如下表所示：
根据此表分析，下列判断正确的有：
（ ）
样品
酵母菌数量（个/mm3）
PH
1
1210
4.8
2
820
5.4
3
1210
3.7
4
1000
5.0
①培养过程中酵母菌始终出生率＞死亡率
②样品的取样先后次序为2、4、1、3
③对酵母菌而言，10mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个
④若进行第5次均匀取样,10mL样品中的酵母数量有可能低于1.21×107个
A．一项 B．二项 C．三项 D．四项
知识点2：
种群数量的变化及其增长曲线分析
1．种群数量变化的内容及影响因素
（1）种群数量变化内容：
包括增长、波动、稳定和下降等。
（2）种群数量变动的影响因素：
影响种群密度的因素有很多，主要有气候、食物、天敌、传染病等。
2．种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
无种内斗争，缺少天敌
种内斗争加剧，天敌数量增多
增长模型
增长率或增长速率（斜率）
增长速率：
随种群密度上升逐渐增大（上图）
增长率：
随种群密度上升逐渐下降（上图）
K值有无
无K值，种群数量连续增长
有K值
联系
两种增长曲线的差异主要是由于环境阻力的有无造成的
3.种群增长的“S”型曲线分析
（1）K值及其变动示意图
①同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
②环境遭受破坏，K值会下降；生物生存的环境改善，K值会上升。
（2）封闭环境中的种群数量变化模型
在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群数量达到最大值后随资源的消耗和有害物质的积累，最终K值不断降低，种群数量减少甚至消亡。
如恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线（如图所示）。
注意1、种群“S”型曲线辨析
种群“S”型增长曲线分析：
（1）潜伏期（对环境的适应期）：
个体数量很少，增长速率很慢，害虫防治最好应在此期进行。
（2）加速期（对数期）：
个体数量快速增加，
时，增长速率达到最高，资源利用黄金点，害虫防治严防达此期。
（3）减速期和饱和期：
随着种群密度增加，个体因食物、空间和其他生活条件的斗争加剧，同时天敌数量也增加，种群增长速率下降。
当数量达到环境条件允许的最大值（K）时，种群停止生长，种群增长速率为零，即出生率＝死亡率，但种群数量达到最大。
到达K值后，有的种群的数量呈锯齿状波动。
注意2：
①在自然环境中，种群一般呈“S”型增长，生物迁入一个新的适宜环境后，一定时期内的增长可看作“J”型增长，但绝不能认为“S”型曲线
前的部分是“J”型曲线。
②“J”型曲线增长率＝
＝λ－1（定值）。
若λ>1，则种群密度增大，为增长型种群；λ<1，则种群密度减小，为衰退型种群；λ＝1，则种群密度不变，为稳定型种群。
练习：
1、（2012·重庆理综，4）
图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是（ ）。
A．为有效防治蝗灾，应在A点之前及时控制种群密度
B．A～B段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
C．利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止C点出现
D．控制种群数量在D～E水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性
2、下图是某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线。
根据该曲线可以得出（ ）。
A．t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型
B．t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失
C．该种小型淡水鱼在新环境中呈“J”型增长
D．该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该种鱼数量的两倍
3．如图甲表示某一经济鱼类的种群特征，图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。
下列分析正确的是（ ）。
A．图乙为C点后该经济鱼类年龄组成曲线
B．在B点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
C．估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小
D．D点时种群数量达到最大值
4、
（1）当罗非鱼由淡水进入咸水，机体会大量脱水，细胞外液渗透压____________，渗透压感受器产生兴奋，并将兴奋传给_____________，促使其释放_____________，该物质促进肾小管和集合管重吸收水，使尿量减少以适应咸水环境。
（2）某实验基地水库中放养了一批罗非鱼。
其监测数据显示，a～e段这种罗非鱼的种群数量发生了明显波动，调查发现有人在该水库中放生了大型肉食性鱼（FNE）；一段时间后，罗非鱼种群数量达到了相对稳定状态（见上图）。
图中显示，罗非鱼种群在a～b段呈______型增长。
据图推测，FNE最可能是在___________对应的时间点进入水库；在捕食压力下，罗非鱼种群的环境容纳量接近_______________。
（3）富营养化导致藻类大量繁殖，该水库出现水华现象，浮游动物和鱼类均受到影响。
请用文字和箭头描述藻毒素从产毒藻逐级积累到FNE体内的途径。
知识点3：
种群数量变化的实验探究（以培养液中酵母菌为例）
基本技术要求
（1）显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。
（2）从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
（3）结果的记录最好用记录表。
（4）每天计数酵母菌数量的时间要固定。
（5）溶液要进行定量稀释。
（6）计算1mL菌液的数量。
例题：
为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某研究性学习小组完成了A、B、C三组实验。
定期对不同培养液中的酵母菌进行计数，分别绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c，见右上图。
下列关于此图的分析，不正确的是…（ ）
A．三组的环境容纳量可能不同，B组的环境容纳量大
B．探究的课题可能是影响种群数量动态变化的外界因素
C．三组的培养温度可能不同，A组的培养温度最适宜
D．三组的营养初始供给可能不同，C组营养初始供给最少
练习：
酵母菌生长的最适宜温度在20～30℃之间，能在pH为3～7.5的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖。
大约每1.5～2小时增殖一代。
某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了如下实验，实验操作步骤如下：
第一步：
配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。
第二步：
利用相同多套装置，按下表步骤操作。
装置编号
A
B
C
D
装置容器
内的溶液
无菌马铃薯葡萄糖
培养液/mL
10
10
5
5
无菌水/mL
－
－
5
5
活化酵母菌液/mL
0.1
0.1
0.1
0.1
温度（℃）
5
25
5
25
第三步：
用血球计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。
第四步：
将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。
第五步：
连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。
回答下列问题：
（1）改正实验操作步骤中的一处错误______________________________________。
（2）某同学第5天在使用血球计数板计数时做法如下：
①振荡摇匀试管，取1mL培养液并适当稀释（稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液）。
②先将____________放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液________，制作好临时装片。
③显微镜下观察计数：
在观察计数时只记______（填“被”或“不被”）染成蓝色的酵母菌。
（3）如所使用的血球计数板有16个中方格，每1中方格中有25个小方格，每1个小方格容积为0.1mm2（1mL＝1000mm3）。
请推导出1毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式：
酵母细胞个数/mL＝____________。
【解析】
（1）实验中要注意遵循单一变量和对照原则，该实验中要注意在每天同一时间取样，否则由于时间不同而影响结果准确性。
（2）计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。
但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25＝400个小方格。
每一个大方格边长为1mm，则每一大方格的面积为1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm，所以计数室的容积为0.1mm3。
在计数时，通常数五个中方格的总菌数，然后求得每个中方格的平均值，再乘上16或25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。
（3）计数时，如果使用16格×25格规格的计数室，要按对角线位，取左上、右上、左下、右下4个中格（即100个小格）的酵母菌数。
如果规格为25格×16格的计数板，除了取其4个对角方位外，还需再数中央的一个中格（即80个小方格）的酵母菌数。
对每个样品计数三次，取其平均值，按下列公式计算每1毫升菌液中所含的酵母菌个数。
①16倍×25倍的血球计数板计算公式：
酵母细胞数/mL＝（100个小格内酵母细胞个数/100）×400×104×稀释倍数。
②25倍×16倍的血球计数板计算公式：
酵母细胞数/mL＝（80小格内酵母细胞个数/80）×400×104×稀释倍数。
知识点4：
群落的结构与演替
练习：
1、下列有关生物群落演替的叙述，正确的是（ ）
A．砍伐森林与封山育林都会发生群落演替
B．条件适宜时弃耕农田会演替为树林
C．丘陵地带地震后会发生初生演替
D．冰川泥、火山岩上进行的演替属于次生演替
2、生活在一个生物群落中的两个种群（a、b）的数量变化如右图所示。
下列判断正确的是（ ）
A．a种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群
B．a种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱
C．a种群为“S”型增长，其增长受本身密度制约
D．b种群为“J”型增长，始终受到a种群的制约
3、某生物兴趣小组准备对所处地区的花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度进行研
究。
假定你是其中的一员，请回答：
（1）提出你们小组要探究的问题：
____________________________________。
（2）许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志
重捕法进行调查。
在进行这类研究时，常用________进行采集、调查的方法。
（3）丰富度的统计方法通常有记名计算法和________，前者一般适用于__________
的群落。
（4）对土样中的小动物进行采集时，在诱虫器上方通常要放置并打开40～60W的电
灯，这样做是利用了土壤动物具有__________的特性，使土壤动物从土样进入诱
虫器下部的试管中，达到采集目的。
采集到的小动物可以放入__________溶液中
保存，也可以放入试管中。
（5）除了进行上述问题的探究外，你还可以从另外的角度进行土壤中小动物丰富度
的调查，请你再提出一个要探究的问题：
__________________________________。
知识点5：
生态系统结构
1、生态系统的成分
2、食物链和食物网
练习：
1、如图表示某湖泊生态系统的营养结构，a～e代表各营养级的生物，下列叙述不正确的是（）
A.共有三条食物链
B.各营养级中，能量最多的是c，生物个体数量最多的是a
C.若水体受有机磷农药轻微污染，则受害最严重的是a
D.若c所含能量为5.08×109kJ，d含1.3×108kJ，则a至少约含4.5×107kJ
2.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20g体重，最少需要消费植物
A.600gB.900g
C.1600gD.5600g
知识点6：
生态系统的能量流动、物质循环、信息传递
1．生态系统的能量流动是指生态系统中能量的___________、___________、___________和____________的过程。
2．地球上几乎所有的生态系统所需要的能量来自__________。
3．能量流动的特点是______________、______________。
例题：
如图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为a，其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是（ ）
A．从麻风树注入下一营养级的能量传递效率为a'/a
B．c是第二营养级用于生长发育和生殖的能量
C．d是指呼吸作用消耗的能量
D．该图中不包括非生命的物质和能量
练习：
1、下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）化学燃料除燃烧外，还可以通过途径产生CO2。
2、生态系统多种多样，但在结构上有许多共同点，这可以用下图所示模型来表示。
请据图分析回答相关问题：
（1）该生态系统中，由（填字母）构成生物群落。
（2）图中的各个组成成分相互联系成为一个统一的整体，具有、和信息传递的作用，这三者是生态系统的基本功能。
（3）在该生态系统中，碳元素主要通过作用进入［］中，并以形式沿着（用图中的字母和箭头写出食物链）这条食物链进行传递。
（4）在某一段时间内，假如生产者固定的太阳能总量为M，消费者获得的总能量为m1，分解者获得的总能量为m2，则M的能量除提供给m1、m2外，还有的去向是。
若图中B2增加能量为a时，生产者需提供的能量最少为。
3、（2014山东卷）27.（12分）6月8日是世界海洋日。
海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。
（1）根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于__________点。
用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值__________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
（2）海洋鱼类生活在不同的水层，这体现了生物群落的________结构。
新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为_____________。
（3）图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分。
图中________和_________（填字母）在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为___________。
（4）海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。
如果污染超过海洋生态系统的________________，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。
4、下图甲表示某湖泊生态系统能量流动部分简图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表该生态系统的三个营养级，括号中数值表示一年内的能量转化值（单位：
百万千焦/平方米）。
图乙表示某生态系统碳循环模式图，A～F表示该生态系统的相关成分。
请回答下列问题。
（1）若要正确表示图甲所示的湖泊生态系统能量流动情况，图甲中应该补充的能量流动情况是________________（用图甲中相应的符号和箭头表示）。
（2）若图甲所示的湖泊生态系统的总面积为10000m2，则每年流经该生态系统的总能量值是________百万千焦。
第一、二营养级之间的能量传递效率为________%（精确到小数点后两位）。
（3）湖泊在受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过________反馈调节机制来实现的。
（4）图乙表示某生态系统中碳循环示意图，在生物群落和无机环境间，碳元素以________形式进行循环。
请以字母和箭头表示该生态系统中的食物链：
________________________________________________________________________。
（5）图乙中的农作物被重金属污染，图中________字母代表的生物体内重金属浓度最高。
5、2010年夏，四川某地区福寿螺再现稻田。
由于福寿螺属于外来物种，并能通过各种渠道蔓延扩散，它们啮食水稻等水生植物，造成粮食大幅减产，其生存环境的营养结构如图。
以下相关叙述错误的是（ ）
A．福寿螺属于第二营养级，它急剧增多的原因之一是缺乏天敌
B．外来入侵物种会破坏当地生态系统的生物多样性
C．图中共有4条食物链，占2个营养级的生物只有蛇和青蛙
D．图中若每只幼螺从5克长到150克，则至少要消耗水稻725克
6、蟑螂喜好在夜间出来活动。
科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动（尽管实际上是白天）。
这个实验说明（ ）
A．蟑螂能感受物理信息的改变
B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．行为信息可以影响蟑螂的行为
D．蟑螂可以感受一切信息刺激
知识点7：
生态系统的稳定性
例题:
图A为小岛生态系统食物网简图。
有人向小岛引入一定数量的卷尾鬣蜥（主要以沙氏变色蜥和较大的地面节肢动物为食）,跟踪调查该生态系统及其对照组的变化,发现沙氏变色蜥和网蜘蛛的数量变化较大（见图B）,而其他生物数量变化相对较小。
请回答下列问题。
图A小岛生态系统食物网简图图B沙氏变色蜥和网蜘蛛的种群密度变化
（1）沙氏变色蜥处于第 营养级,其与卷尾鬣蜥的种间关系是 。
（2）引入卷尾鬣蜥后,沙氏变色蜥的主要活动范围从树基部向上转移,而网蜘蛛的织网位置略有下降。
此现象表明生态因素的改变,可使生物群落的 发生改变。
（3）引入卷尾鬣蜥后,网蜘蛛的数量变化趋势是 。
结合其他生物的数量变化信息可以看出,小岛生态系统的结构和功能能够保持相对稳定,表明生态系统内部具有 能力。
四、课后作业：
1、（2014江苏）机场飞行跑道及场内小路多是大片草地，有多种动物栖息。
右图是某机场生态系统食物网的主要部分。
请回答问题：
（1）此食物网中，小型猛禽分别处于营养级。
（2）机场内的小鸟初遇稻草人十分惊恐，这种反应属于反射。
（3）工作人员根据生态系统中信息传递的特点，释放训练过的猎鹰来驱赶小鸟。
（4）为了进一步驱鸟，某机场先铲除原有杂草，而后引种了虫和鸟都不爱吃的“驱鸟草”，机场内小鸟大为减少。
以后“驱鸟草”逐渐被杂草“扼杀”，这种生物群落的变化过程
属于演替。
（5）为了解机场内蜗牛密度，三个调查人员各自随机布设样方如下图所示（图中阴影带为水泥小路，其他处为草地），其中最合理的是（填序号）。
调查中某个样方内蜗牛分布示意图如下，改样方的蜗牛数应记为。
2、研究人员在不同季节对一小型湖泊水体进行采样,调查浮游藻类的数量和种类,结果如下图所示。
下列叙述符合生态学原理的是（）
A.温度是影响该水体中藻类种群变化的重要因素
B.如果该水体发生富营养化,藻的种类会有所增加
C.夏季可能是该湖泊中浮游动物种类最多的季节
D.浮游藻类中的氧元素会有10%~20%进入浮游动物
3、
某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。
生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如
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