生物进化与环境.docx
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生物进化与环境
专题六生物进化与环境
（生物的进化、生物与环境、人与生物圈）
一、命题研究
（一）考点研究
1．知识点
进化
自然选择学说的主要内容、现代生物进化理论简介。
生态因素
非生物因素、生物因素、生态因素的综合作用。
种群和
生物群落
种群的特征、种群数量的变化、研究种群数量变化的意义、生物群落的概念、生物群落的结构。
生态系统
生态系统的概念和类型、生态系统的成分、食物链和食物网、能量流动和物质循环、能量流动和物质循环的关系、生态系统的稳定性。
人与
生物圈
生物圈的概念、生物圈稳态和人类社会的可持续发展、生物圈稳态的自我维持、全球性环境问题、生物多样性的概念和价值、我国生物多样性的特点、生物多样性的保护。
2．能力点
（1）理解能力要求：
能把握本专题所学知识的要点和知识之间的内在联系，能用文字、图表、曲线等形式准确描述新陈代谢方面的内容。
从环境对生物的影响到生物对环境的适应，从适应的普遍性到适应的相对性，从种群到群落，再到生态系统、生物圈，从生态系统的相对稳定性到生物圈的稳态，从环境污染到人类社会的可持续发展，层层深入，多方位、多角度的理解生物与环境、人与生物圈的关系。
同时能将细胞亚显微结构基础、光合作用、呼吸作用、能量代谢、代谢类型等与生态系统的结构和功能揉为一体。
（2）实验与探究能力：
在能独立完成“观察二氧化硫对植物的影响”实验，掌握“种群密度的取样调查”“调查环境污染对生物的影响”两个实习内容的基本要点。
综合题中还可以给出题目进行实验设计、实验分析。
（3）获取信息的能力：
本部分涉及教材中的三章内容，即“生物的进化”、“生物与环境”和“人与生物圈”。
这些内容正是当今世界共同关注的热点问题。
当然也是高考中的热点问题。
因为该部分涉及到许多社会热点、焦点问题，如生态农业、生物多样性、可持续发展、沙尘暴、温室效应、西部大开发的环境问题、森林在环境保护中的作用及酸雨的形成等全球性环境污染问题。
因此，在考题中给予相关信息，在信息中获取有用信息，并能运用相应原理解决问题的能力在本专题中得到突出体现。
（4）综合运用能力：
理论联系实际，综合运用所学生物的进化、生物与环境和人与生物圈等知识解决自然界和社会生活中的有关生物学问题。
3．高考热点
本专题中的高考热点主要有：
现代生物进化理论与达尔文自然选择学说、生态因素及实例判断、种间关系的经典研究案例、种群与生物群落、物质循环与能量流动及两者关系、营养级、食物链与食物网、生态系统稳定性的分类、生态平衡的原理及应用（如破坏生态平衡的因素、西部大开发等）、环境污染、水体污染及自净化原理、森林在环境保护中的作用。
（二）命题方向、应试策略和方法规律研究
1．命题方向
本部分主要考查学生的综合能力、分析解决问题的能力、实验能力及创造性思维等多种能力，能够体现出高考的能力要求，是考查能力的重点内容之一。
预测2009年高考，该部分的命题趋势是：
（1）强调对图、表的识别和分析能力的考查：
要求学生正确描述和理解图表所给出的信息，并能运用相关的概念和原理来分析和解决问题。
（2）重视实验和设计实验能力的考查：
如设计种群密度的取样调查方案、设计某一稳定的生态系统等。
（3）重视考查理论在生产、生活中的运用：
该部分高考题命题素材看，均来源于各种生产、生活实际，要求考生关注现实问题、关注生命科学在人类生存和社会发展中所起的作用和产生的影响，关注生命科学发展的热点问题。
高考题中的考点分布主要有：
生态因素及实例判断、种间关系的经典研究案例、种群与生物群落、物质循环与能量流动及两者关系、营养级、食物链与食物网、生态系统稳定性的分类、生态平衡的原理及应用（如破坏生态平衡的因素、西部大开发等）、环境污染、水体污染及自净化原理、森林在环境保护中的作用等。
（4）重视学科内综合的考查：
最近几年生态学部分的高考题中，往往是将有关知识综合在一起进行考查，考查单一知识点的题目已不存在。
在综合题中，常将细胞亚显微结构基础、光合作用、细胞呼吸、能量代谢、代谢类型等与生态系统的结构、功能揉为一体进行考查。
2．应试策略
（1）一是自然选择学说；二是现代生物进化理论，如种群基因频率的计算、物种的形成过程及其原因分析。
（2）生物与环境、人与自然的关系，是当今社会、全人类共同关心的问题，也是当代自然科学共同研究的重大课题。
在宏观上是联系整个生物学各章节内容的纽带，在高考中以及其他综合考试中占有举足轻重的地位，是高考命题的重点内容。
如种群特征及其相互关系、生态因素在高考试题中多次出现；生态系统的结构和功能是高考试题命题的重点和热点，一般可与生态系统稳定性、环境保护一起构成综合题。
森林生态系统、农业生态系统等在高考试题中曾多次出现，一般以选择题、简答题为主。
保护生物圈、发展生态农业、合理利用各种资源等方面，是世界所关注的焦点，需要引起足够的重视和注意。
随着社会的发展，人类面临的几大问题日益突出，将理论知识应用于解决实际问题的题目频繁出现，如生态农业等。
另外，与自然保护、人与生物圈综合考查的题型也是高考热点之一。
（3）生物多样性的保护、生物圈稳态等在高考试题中曾多次出现，一般以选择题、简答题为主。
由于当今世界范围内生态环境的破坏，人与生物圈协调发展等问题受到各个国家的重视，并且被许多新闻媒体报道，这些内容与人类社会生活密切联系，与当今世界人口问题、自然资源问题、粮食问题直接相关，是高考命题的热点内容，也是易于考查学生综合分析、解决实际问题能力的内容。
3．方法规律
（1）对达尔文自然选择学说的理解和应用
自然
选择
原始物种
新物种
微小、有利的变异积
累成显著有利的变异
①正确理解自然选择的含义，简单地讲就是优胜劣汰。
在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫自然选择。
其主要内容是：
过度繁殖（生存条件有限）
生存斗争（在种内、种间、无机环境）
遗传变异（内因、基础）
适者生存（斗争结果）
②认识自然选择是一个缓慢渐进的长期的历史过程，要经过很长时间的自然选择才形成生物新类型（新物种）。
③理解正是优胜劣汰的自然选择才有了多种不同的新类型，即生物的多样性。
同样，不同地域不同环境中不同生物在自然选择过程中保留的种群是适应该环境的。
因此该学说不仅科学地解释了生物进化的原因，而且说明多样性和适应性是自然选择的结果。
（2）对自然选择决定生物进化方向的理解
①现代进化理论肯定达尔文的自然选择学说的科学性，尤其是自然选择决定生物进化的方向，已得到一致公认。
②选择的材料是可遗传的变异。
在漫长的进化过程中，适应环境的变异逐渐被生存下来的个体传递给后代并不断积累，当大量的微利变异被积累成大利的变异时，选择的结果就出来了，这就是新物种的产生。
③但要明确变异是不定向的，只有自然（环境）选择才能决定生物进化的方向。
（3）对隔离导致新物种形成的理解
①理解什么叫隔离，地理隔离和生殖隔离的含义。
②地理隔离的作用是因地理的障碍使不同种群之间的个体不能进行基因的交流，即不能进行有性生殖或交配，因为同一物种不同种群在隔离后不能相遇。
③生殖隔离是长期地理隔离后的结果。
当不同种群在长期地理隔离过程中，不同环境的自然选择效果不一样，使同一物种的不同种群基因库发生不同基因频率的改变。
当这两个种群的个体相遇时也不能自由交配或交配后不能产生可育后代。
这时这两个种群已不是同一物种的两个种群，而是两个不同的物种。
因此说隔离是物种形成的必要条件。
但只有生殖隔离出现时才标志新物种的形成。
（4）基因频率的计算
①这里所指的频率包括基因频率和基因型频率。
②计算方法：
基因频率=（某基因的总数÷该基因与其等位基因之和）×100％。
③在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有两个（A和a）时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则有：
（p+q）2=p2+2pq+q2=1。
其中p2是AA基因型的频率，2pq是Aa（杂合子）基因型的频率，q2是aa基因型频率。
（5）现代生物进化理论
种群是
生物进
化的
单位
⑴一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库。
基因库代代相传，得到保持和发展
⑵种群中每个个体所含有的基因，只有基因库中的一个组成部分
⑶不同的基因在基因库中的基因频率是不同的
⑷生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程
突变和
基因重组
是产生
进化的
原材料
⑴可遗传的变异是生物进化的原材料
⑵可遗传的变异包括基因突变、染色体变异和基因重组
⑶突变的有害或有利取决于生物生存的环境
⑷有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型
⑸变异的不定向性，确定了突变和基因重组是产生进化的原材料
自然选择
决定生物
进化方向
⑴种群中产生的变异是不定向的
⑵自然选择淘汰不利变异，保留有利变异
⑶自然选择使种群基因频率发生定向改变，即导致生物朝一个方向缓慢进化。
隔离导致
物种形成
⑴物种：
分布在一定自然区域，具有一定形态结构和生理功能，而且在自然状态下能相互交配、繁殖产生可育后代的一群生物个体
⑵隔离：
将一个种群分成若干个小种群，使彼此间不能交配，从而形成新的物种。
⑶物种形式：
同一个物种间产生变异和基因重组，经过长期的自然选择，使种群基因频率发生定向改变，再经过隔离作用产生新的物种。
（6）各种非生物因素的特点以及在不同情境中的区分
依据非生物因素，如光、温度、水等的特点，以及其对生物的影响，区别在不同情境中影响生物的主要非生物因素。
阳光的有无、强弱都会决定或影响植物的分布，植物的垂直分布可联系光和色素的关系，另外光对动物的影响可联系保护色、应激性的有关内容。
温度对生物的影响可联系酶的知识，从而解释温度对生物分布和习性的影响。
水对生物分布的影响可联系水的生理作用来说明。
（7）各种生物因素的特性、实例以及图像的比较
在掌握课本知识的基础上，对各种生物因素进行比较分析，在具体的情境中可结合其特点来思考，如共生是对双方都有利，彼此分开后一方或双方不能独立生存；寄生是对寄生生物有利，对宿主有害；竞争是对胜者有利，对败者不利，甚至消亡；捕食是对被捕食者致死或致残。
根据不同生物因素可做出其图像解析，更有助于理解和解题。
（8）对种群的概念、实例、特征、数量变化、生物群落及实例与结构等的理解
A．在理解种群和群落的概念、实例的基础上比较两者的关系和特点。
对种群从三个角度理解：
①种群是由许多同种的个体组成，但不是许多同种个体的简单相加，种群具有个体所没有的特征；
②种群中各个体间有互助也有斗争关系，但对种群的生存和延续都是有利的；
③种群概念中的空间和时间范围主要取决于环境条件。
这部分知识还要求理解种群增长曲线及发生条件。
B．群落的理解也可从三方面人手：
①任何一种生物的生存，都离不开同一环境中的其他生物；
②群落中的各种生物既有种间互助，又有种间竞争，还存在种内关系；
③群落的结构分为垂直结构和水平结构。
在掌握这些知识的基础上，能灵活运用就不难解答这类题目。
（9）对生态系统稳定性的理解和掌握
对生态系统的稳定性，可侧重其概念，再从抵抗力稳定性、恢复力稳定性两个方面来把握。
生态系统的稳定性是指生态系统发展到成熟阶段，它的成分和营养结构以及物质循环和能量流动能保持相对稳定，这样的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，而抵抗力稳定性可理解为抗外界干扰，并使自身的结构和功能保持原状的能力，恢复力稳定性可理解为生态系统遭到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。
（10）结合生态系统的成分、结{构和功能（能量流动和物质循环）的综合（方法规律）
复习生态系统的结构时要弄清生态系统各成分的作用、地位及相互关系，以及食物链、食物网、营养级、消费者之间的区别和联系。
这些知识与新陈代谢、生物的进化、生命活动的调节等联系紧密，要注意将各种成分的营养功能与光合作用、呼吸作用、化能合成作用结合，将消费者的营养功能与动物代谢方式相结合。
理解生态系统中流动的能量来自于该生态系统中植物通过光合作用转化成的体内有机物中的化学能，熟悉这些能量的去向（一部分用于自身生命活动和呼吸消耗，一部分流向下一营养级，另一部分被分解者分解）。
能量与物质在生物与生物之间、生物与无机环境之间的流动和循环，也体现了生态系统中生物与生物、生物与无机环境之间存在的必然联系。
（11）对生物的多样性及其保护的理解
①生物多样性的价值主要考查它们的使用价值，特别是在保护生物多样性方面的作用。
直接使用价值指它们被人类直接利用、作原料等，另外它们还在科研、改良动植物品种及仿生学方面有重要作用；间接使用价值主要表现在维护、组成生态系统方面的作用；潜在使用价值指目前还未发现但将来可能有重要作用的使用价值。
生物多样性可从遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性来理解。
②我国野生生物资源方面主要应掌握野生生物资源的特点、面临的威胁及减少的原因分析。
威胁主要来自人为因素，包括环境的改变、掠夺式开发、环境污染和外来物种的入侵等方面。
③野生生物资源的保护主要是依法保护，因此要建立完善的法律体系，另外建立自然保护区，并自觉参与到保护环境的行动中去。
（12）对各种环境污染类型危害的理解
对环境污染危害的理解，主要从两方面考虑：
①环境污染的类型，按污染物类型分为固体废物污染、噪声污染、电磁污染、放射性污染，而按污染场所分为大气污染、水污染、土壤污染。
②环境污染的危害，主要从大气污染的危害、水污染的危害、土壤污染的危害、固体废弃物污染的危害、噪声污染的危害这几方面来理解。
（13）对生物圈稳态的理解与应用
理解生物圈稳态的自我维持的基础：
①源源不断的太阳能（能量基础）；
②生物圈的物质循环（物质基础）；
③生物圈具有多层次的自我调节。
20090318
在掌握这些知识的基础上，理解可持续发展，并能应用生物圈稳态的相关知识解决实际问题。
可持续发展强调发展只能在可再生资源的基础上，按照其可再生的频率来利用开发，以使废弃物的排放能够为自然所分解和消化。
要实现可持续发展要求理解以下几点：
第一，提高经济增长速度，解决贫穷，满足人们就业、粮食、能源、住房、卫生、保健等方面的需要，而这些问题的解决，在于制止资源的退化，以及保护和加强资源基础。
第二是改善经济增长质量，改变以破坏生态环境和资源的现状为代价的发展状况，使技术发展与生态环境保护相适应。
第三是放慢人口增长速度，以便减轻人口对自然资源的压力，要把人口控制在可持续发展的水平。
第四是环境的成本内在化，以便减少有害排放物的流出和危险废物的影响，使得人类的生活方式在资源破坏和污染两方面都发生变化。
（14）对森林生态系统的作用、利用和保护的理解
对生态系统的作用主要从下列两方面来理解：
森林是生物圈中能量流动和物质循环的主体，生物圈中源源不断的能量来源能维持生态系统的存在，与森林生态系统面积广阔、结构复杂、光合效率高是相关的，它是地球上生产力最高的生态系统，是生物圈的能量基地。
地球大气中二氧化碳和氧含量之所以能保持平衡，以及其他如碳、氮等元素能维持平衡，也是与森林生态系统的作用分不开的。
森林的合理利用和保护主要是识记和了解几个知识点，如植树造林、“退耕还林”、对森林资源实行采伐限额管理、大力进行防护林体系工程建设、建立以森林为主要保护对象的自然保护区等内容。
（15）对农业生态系统的特点、生态农业的概念和原理的理解
A．通过农业生态系统与自然生态系统的比较，理解农业生态系统的特点：
①人的作用突出；
②其主要组成部分是人工种养的生物；
③农业生态系统生产的农副产品，往往被大量地输出到农业生态系统以外，因而必须经常输人大量的物质。
理解生态农业是指运用生态学原理，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来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
B．掌握生态农业的主要理论基础是生态学的基本原理，要求理解以下两点：
①生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理；
②食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上是一条价值增值链。
C．另外，在农业生态系统中，人们可以利用生物种群之间的关系，对生物种群进行人为调节，在生态系统中增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。
（16）生命的结构层次
（17）生物种间关系的比较分析
关系名称
数量坐标图
能量关系图
特点
举例
互利共生
相互依赖，彼此有利；如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。
数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化
地衣；大豆与根瘤菌
寄生
无
对宿主有害，对寄生生物有利；如果分开，则寄生物难以单独生存，而宿主会生活得更好
蛔虫与人；噬菌体与被侵染的细菌
竞争
数量上呈现出“你死我活”的同步性变化，两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，则如图b，AB起点相同，为同一营养级
牛与羊；农作物与杂草
捕食
一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步变化。
AB起点不相同，两种生物数量（能量）存在差异，分别位于不同的营养级
狼与兔；青蛙与昆虫
（18）生态系统类型的比较
生态系统类型
无机环境特点
群落结构特点
生物类群特点
森林生态系统
较湿润地区
群落结构复杂，自动调节力强
以乔木和攀缘树栖动物为主
草原生态系统
较干旱地区
群落结构简单
以草本植物和穴居、奔跑动物为主
农田生态系统
人类提供水肥等条件
群落结构单一，调节能力最弱
以各种农作物为主
城市生态系统
（以人为核心的自然、
经济、社会系统）
食物、水供应以及工业、生活废弃物的排放要依赖周围自然系统
是人口高度集中、物质能量高度密集的高度开放的系统，调节力弱
以人类为主，间有老鼠、蚊子等动物及园林植物
湿地生态系统
（沼泽和沿海滩涂）
水分丰富，无机盐丰富
物种丰富，结构较复杂对水土有调节净化作用
以挺水、浮水、沉水植物和各类水禽、涉禽鱼类等水生动物
（19）生态系统的三大生物成分
生物类型
代谢类型
作用
地位
生产者
绿色植物（含捕虫草）、光能和化能自养细菌
自养型
是消费者、分解者获得能量的源泉，是生态系统存在和发展的基础
主要地位（基本成分）
消费者
以活体为食的动物、寄生生物（含菟丝予）
异养型
保证能量流动和物质循环的畅通；有效地控制生产者数量，有助于生产者传粉、受精和传种
非必需成分（非基本成分）
分解者
腐生生物（含蚯蚓等）
异养型
90％的有机物都依赖其分解，归还给无机环境
重要地位（必需成分）
（20）能量流动和物质循环的关系
20090318
（21）生产者、消费者、分解者和无机环境的关系
从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。
生产者主要是指绿色植物，是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发展的基础，因此，生产者是生态系统的主要成分。
绿色植物同化的二氧化碳等物质，大约90％需经分解者的分解作用归还给无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。
从理论上讲，无机环境、生产者和分解者是任何一个自我调节的生态系统必要的基本成分，消费者的功能活动，不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统必要的基本成分。
（三）网络构建
三、考点预测
本专题包括生物的进化、生物与环境、人与生物圈的关系，几乎涉及到宏观生物学的所有内容。
在高考命题中占有很大分量。
随着高考模式的多样化，有关生物学内容考试模式也呈现多样化且不同模式考查范围、考查目的、考查侧重点等差别较大。
本单元知识在各类高考试题中均占有重要地位。
用图解、图像和图表来表达生物与环境内容的考点逐年增多。
复习本专题时应特别关注一下几个问题：
①现代生物进化理论与达尔文自然选择学说；②生态因素的生态效应及其综合作用和主导作用的分析、判断，并联系实际问题具体分析运用；③种群的特征，影响种群数量变化的因素分析及种群增长在实际生产中的应用；④生物群落的结构基形成因素的分析；⑤各类生态系统得特点、生物种类、营养结构复杂程度与生态系统得稳定性判断；⑥生态系统得能量流动和物质循环的理解应用；⑦生物多样性以及价值、现状和保护；⑧生态系统得结构（生态系统的成分、食物链和食物网）；⑨生物富集作用和富营养化。
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