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专题七 生物与环境
课前预习学案
命题人：薛军 时间：2011-4-22
【预习目标】 1、种群的数量变化
　　 2、生态系统的物质循环和能量流动、信息传递、稳定性
　　 3、人口增长对环境的影响
【预习内容】
一、种群的特征
1．种群的数量特征
种群的数量特征主要包括 、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、 和 。
2．种群数量特征间的相互关系
注：（1）“+”“-”分别表示增加、减少
（2）“→” “﹎ ”分别表示直接因素和间接因素
3.种群密度的调查方法
比较项目 样方法 标志重捕法
适用范围（举例） ___________________植物；___________________动物
注意事项 ___________取样；计算种群密度的方法 __________ 调查期没有大规模迁入迁出，没有强烈的外界干扰；标记物和标记方法不会对动物身体产生影响。
二、种群数量变化
(1）种群数量的增长
种群增长的“J”型曲线：Nt=__________
条件：在________________、__________和___________等理想条件下
特点：种群内个体数量_________增长；增长率________
种群增长的“S”型曲线：
条件： _________________，__________________
特点：种群内个体数量达到______________________（K值）时，种群个体数量将不再增加；种群增长率________，________时增速最快，K时为______
（2）种群数量的波动和下降（外因）
自然因素：________、_________、________、__________等。
人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。
三、群落的结构特征和演替
1．生物之间的关系包括 关系和 关系，其中前者又包括 和
而后者又包括 、 、 、 等。
2．各物种间的关系的比较
种间关系 概 念 举 例 图形
捕食
两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。 略
互利共生
3. 群落的空间结构
（1）垂直结构：指群落在___________上的分层现象。植物因群落中的生态因子—_____的分布不均，由高到低分为乔木层、灌木层、草本层；动物分层主要是因群落的不同层次的_______和__________不同。
（2）水平结构：指群落中的各个种群在____________上的镶嵌分布。影响因素：地形、光照、湿度、人与动物影响等。
（3）意义：提高了生物_____________________的能力，是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的。
4. 群落的演替
类 型 初生演替 次生演替
起 点
时间长短
实 例
人类活动往往使群落演替_______________________________________进行。
四、生态系统的结构
1.生态系统的组成成分
________________：阳光、热能、水、空气、无机盐等
________________：自养生物，主要是__________，此外还有______________________
________________：动物，包括__________、__________、___________ 和_________
________________：主要是______________
2.生态系统的营养结构
（1）包括
（2）营养结构特点：
①每条食物链的起点总是 ，最高点是不被其他动物所食的动物。
②同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。
③食物网的复杂程度主要取决于 。
五、生态系统的功能
1. 生态系统的能量流动
(1)概念：生态系统中能量的_________、_________、___________和__________的过程
(2)分析：
能量的输入：源头：__________________________总值：_____________________________
能量的传递：途径：_________________________形式：_______________________________
能量的转化：太阳能→_______________________→______________
能量的散失：形式：_______________过程：生产者、消费者和分解者的__________________
(3)能量流经生态系统时的输入、传递、转化和散失过程（绘制能量流动示意图）
完成课本P98二拓展题1（1）
(4)能量流动的特点
_________________：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动
________________：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是____________。
2．生态系统的物质循环
（1）物质循环中的物质是指 ，循环的范围是 ，其特点是 。
（2）构建碳循环模型
①碳在无机环境中的存在形式：__________________
②碳在生物群落中的存在形式：__________________
③碳在无机环境与生物群落之间循环形式：________
3.生态系统的信息传递
（1）种类：
（2）作用：
六、生态系统的稳定性及环境保护
（1）分类： ，其关系通常为
（2）原因：生态系统具有 ，其基础是
（3）全球性环境问题的表现：
（4）生物多样性
层次：
价值：
保护措施：
【自测练习】
1、下列组合中，依次属于种群、群落、生态系统的一组是 （ ）
①一块稻田中所有三化螟幼虫、蛹和成虫 ②崇明岛东滩的全部生物
③东方绿舟的全部生物及无机环境 ④九段沙湿地的全部动物及绿色植物
A．①②③ B．②③④ C．③④① D．①②④
2、调查昆虫卵和跳蝻的密度常用的方法是（ ）
A．样方法　　　B．灯光诱捕法　　　C．标志重捕法　　　D．样方法或标志重捕法
3、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．种群的增长速率逐步降低
4、假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中（ ）
A．水稻害虫密度将下降 B．能量流动的营养级数减少
C．水稻固定的太阳能增加 D．物种多样性上升
5、右图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是（ ）
A．①代表生产者，5可以代表化能合成作用
B．碳元素在①、②、③、④间以含碳有机物的形式传递
C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是①
D．①、②、③中的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环
6、下列哪项措施能提高一个生态系统的稳定性 （ ）
A．减少捕食者和寄生物的数量 B．使生产者和消费者的数量保持平衡
C．适当增加物种的数目 D．限制一个演替过程
专题七 生物与环境
课内探究学案
考点一、 种群的特征及数量变化
【例题1】（2010山东）右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是 （ ）
A．在K/2时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D．在K/2时捕捞鱼类最容易得到日最大捕获量
【归纳总结】
1、区分λ、增长率、增长速率
（1）λ：表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数。在公式Nt＝N0λt中，N0表示起始数量，λ表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数，t表示年数或生物的繁殖代数。λ＝N1／N0；增长率＝（N1－N0）／N0×100%＝（λ－1）×100%。
（2）增长率：增长率是指单位时间种群增长数量，[增长率＝出生率—死亡率＝出生数－死亡数）/（单位时间×单位数量）]。在“J”型曲线增长的种群中，增长率保持不变；而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。
（3）增长速率：增长速率是指单位时间内种群数量变化率，[增长速率＝（出生数－死亡数）/单位时间]。种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率，不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。在“J”型曲线增长的种群中，增长速率是逐渐增大。在“S”型曲线增长的种群中，“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率，斜率越大，增长速率就越大，且斜率最大时在“ 1/2K”。之后增长变慢，增长速率是逐渐减小。在“S”曲线到达K值时，增长速率就为0。
（4）在“J”型增长曲线中，每年的增长率不变（如图A）；由于“J”型增长曲线的斜率是在不断变化的，逐渐增大，直至无穷，所以其增长速率也就不断增大（如图B）。
（5）在“S”型增长曲线中，每年的增长率由最初的最大值，在环境阻力（空间压力、食物不足等）的作用下，导致出生率下降、死亡率上升，种群数量到达最大值（K值），其增长率不断下降至0，故在“K”时，其增长率为0（如图C）；而增长速率会有先升后降的变化过程，呈现钟罩形变化曲线，即在“S”型曲线中，开始时斜率为0，斜率逐渐增大，增长速率也就越大，且斜率在 1/2K时最大，即在“ 1/2K”时增长速率最大，过后，斜率下降，在K值时降至为0，故在“K”时，其增长速率为0（如图D）。
2、种群数量增长规律在实践中的应用
项目 野生资源的开发和保护、人工养殖鱼或放牧牛羊 有害生物的防治
K/2 捕捞或砍伐后使种群数量控制在K/2 防治后防止种群数量在K/2
K 保护K值，保证生存的环境条件，尽量提升K值 降低K值，改变环境
[变式训练1] （10浙江）某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是 （ ）
A．若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B．若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅走过b点
C．天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与b-c段相似
D．年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与c-d段相似
考点二、 生态系统的结构和功能
【例题2】右图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．B是生态系统的主要成分
B．③⑤⑧均属于细胞呼吸
C．A和B属于捕食关系
D．温室效应主要是由⑦过程造成的
【例题3】（10山东）以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是 （ ）
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
【归纳总结】
1．生态系统中的微生物的身份有哪些？
2．分析能量流动的去向
3.能量传递效率及相关计算注意的问题
4.能量的多级利用：多级利用是使生态系统中的物质和能量分层次多级别利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为另一种产品的投入，使废物资源化，从而提高了能量的转化效率。根据生态系统的能量流动规律，要提高对能量的利用率，我们可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：①尽量缩短食物链；②充分地利用生产者；③充分利用分解者，如利用秸秆培育使用菌；利用植物残体生产沼气等。
[变式训练2]（10江苏）有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是（ ）
A.多吃肉食会增加心血管病的发病率
B.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C.多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D.节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
[变式训练3] 某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物1/2来自浮游植物乙,1/4来自草食性鱼类丙,1/4来自以草食性鱼类为食的小型肉食性鱼类丁。下列叙述中错误的是
A.甲和丁存在着竞争关系
B.从理论上计算，甲每增加1kg体重，最少需要乙提供360kg的物质
C.若湖泊中受到DDT污染，则DDT浓度最低的生物是乙
D.此食物网中占有三个营养级的生物是甲
考点三、生态系统的稳定性及环境保护
【例题4】(10北京)保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是 （ ）
A．生物多样性的丰富程度与自然选择无关
B．群落演替过程中的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
【例题5】每年的7月11日被定位“世界人口日”，人口问题越来越受到国际社会的重视，下图表示三种可能的人口增长曲线，请回答：
（1）16世纪以来世界人口增长表现为图中a曲线，
人口剧增带来的严重后果有
。如果这种现状
不能得到有效改善，人口增长趋势终将表现
为图中 曲线。
（2）按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中的 曲线，该曲线与a曲线产生差别的原因是 。若地球环境对人类种群的容纳量（K）为110亿，则全球人口的最适数量为 。
（3）为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构，若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1：1调整为1：4，地球可供养的人口数量是原来的
倍。（能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
(4)我国现阶段实行计划生育政策,提倡晚婚晚育,一对夫妇只生一个孩子。这一政策能有效的控制人口增长过快的趋势,原因是
【归纳总结】
1、基础：生态系统的__________能力。其能力大小与生态系统结构的关系：
生态系统成分 食物网 自我调节能力
越 多
越 少
2、表现：_________稳定性和_____________稳定性。两者之间的区别与联系：
3、生态系统稳态的维持：生态系统稳态的维持存在着反馈。反馈分为负反馈和正反馈两种（如图所示）。
4、人口增长对环境的影响
（1）我国人口现状：
新中国成立以来我国（不包括香港、澳门和台湾地区）人口发展的基本特征如下：①人口增长速度快；②人口增长规模大；③人口老龄化速度快；④城镇人口比重增大。
（2）我国的人口增长的情况
①我国人口急剧增长的主要原因是：生育率和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的“落差”，从而使人口增长加快；人口基数过大也是原因之一。
②影响一个地区人口数量变化的主要原因：包括人口的自然增长和人口的迁移引起的。
（3）协调人口增长与环境的关系，促进人与自然和谐发展。
①控制人口增长。
②加大保护环境和资源的力度。如植树种草，退耕还林、还草、还湖，防止沙漠化；监控、治理江河湖泊及海域的污染；加强生物多样性的保护和自然保护区建设，以及推进生态农业等。
[变式训练4]（09天津）下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析，下列叙述正确的是 （ ）
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂
③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生
④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【变式训练5】下图分别表示A、B两国人口的女性年龄组成图（设性别比例=1.0）。横轴示年龄，纵轴示各年龄段女性人口占总人口的百分比。下列叙述能反映人口数量变化规律的是( )
A．图中涂成黑色的部分表示幼年个体，预计A国的人口增长率一定更快
B．设A国人口平均年增长率为a，人口基数为x，则y年后的人口总数为x+ay
C．若B国的平均寿命增加，出生率不变，则在和平年代，人口增长率将会增加
D．若A国实施晚婚政策，但每个育龄妇女出生人口数不变，则出生率也不变
【当堂达标】
1. （2010山东临沂一模）下图为某种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出，下列有关叙述正确的是
①改善空间和资源条件有望使K值提高
②bc段种群增长速率逐渐上升
③bc段出生率小于死亡率
④比较曲线Y与曲线X表明，自然状态下种群无法超出理想
A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
2.（2010安徽合肥一模）在一块方形的样地中，调查蒲公英的种群密度时，下列哪项不会影响调查结果的准确性？
A、从样地中选限样方的多少；从样地中选取的样方里蒲公英数目的多少
B、从样地中选取的样方里蒲公英数目的多少；样地中群落的丰富度
C、所选样地是长方形还是正方形；从样地中选取样方的多少
D、样地中群落的丰富度；从样地中选取样方的方法是否具有随机性
3.（2010安徽巢湖一次质检）以下关于群落及其演替的表达，不正确的是
A. 任何一个群落都是动态系统，都在不断地发展变化
B．初生演替能形成森林，次生演替很难形成森林
C. 群落演替的动力来自群落内部，外因会引发演替进行
D. 人类活动主要是改变自然界群落演替的速度和方向
4.下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109 kJ，B生物种群总能量为2.3×108 kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为　（　　）
A．7.1×108 kJ　　 B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ　　D．2.3×107 kJ
专题七 生物与环境
课后拓展学案
1. (2010·广东理综)谚语“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是 （ ）
A．竞争 B．共生 C．寄生 D．捕食
2.（10天津）下表为三个稳定草原生态系统中植物调查的统计数据。
草原类型 草甸草原 典型草原 荒漠草原
植物总种数 160 100 80
平均种数（种数/米2） 20 18 10
平均产量（千克干重/公顷） 2000 900 200
旱生植物的种数比例（%） 25.0 49.1 78.0
据表可以确认的是（ ）
A.在植物丰富的区域采用样方法获得数据
B.典型草原中各种群密度均大于荒漠草原
C.流经草甸草原的总能量大于典型草原
D.表中荒漠草原旱生植物的丰富度最高
3. （2009·重庆理综）如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物（j是未利用部分），方框大小表示使用量。下列叙述正确的是（ ）
A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等
B．生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量
C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用
D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用
4．（09广东）下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是（ ）
A．斑马在草原上成群活动
B．每毫升河水中有9个大肠杆菌
C．稗草在稻田中随机分布
D．木棉树在路旁每隔5米种植
5．关于下图中生态农业的叙述，不正确的是 （ ）
A．实现了对能量的充分利用和物质的良性循环
B．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染，提高了生态效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
D．有效地促进了生态系统物质循环、能量流动和信息传递
6. （2010·聊城模拟）研究人员最近人工合成了雌蟑螂吸引雄蟑螂的性外激素成分。研究人员把这种人工合成的性外激素浸入纸中，放在距雄蟑螂55 cm的位置，在1 min内有60%的雄蟑螂被这种激素所吸引。以上材料不能说明 （ ）
A．蟑螂的性外激素具有挥发性
B．蟑螂的性外激素是一种信息素
C．信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．信息传递能在种群的繁衍过程中起作用
7．（10江苏高考预测）生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。下列关于生物多样性的说法错误的是（ ）
A．模拟苍蝇后翅平衡棒的原理，研制出的新型导航仪是利用生物多样性的直接价值
B．建立自然保护区是保护生物多样性最为有效的措施
C．保护生物多样性就是在物种和生态系统二个层次上采取保护战略和保护措施
D．引进物种不慎或对引进物种管理、监测不到位可能破坏生物多样性
8．在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。下列有关叙述不正确的是 （ ）
A．该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B．该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分
C．该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率
D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定
9.（10安徽）生物兴趣小组为了调查两个河口水域的水母类动物类群（甲、乙）的种类组成及其数量特征，使用浮游生物捕捞网（网口内径50cm，网身长145cm，网目孔径0.169mm）各随机取样3次，调查结果如表（单位：个）（ ）
下列关于甲、乙两个类群之间物种丰富度和种群密度的比较，正确的是 （ ）
A．甲类群的丰富度大，物种2的种群密度小
B．甲类群的丰富度小，物种4的种群密度大
C．乙类群丰富度大，物种7的种群密度小
D．乙类群丰富度小，物种10的种群密度大
10.（2010年北京延庆一模生物试题）（16分）近年来，妫河的部分流域水体富营养化严重，水体发绿发臭时有发生，对旅游业和居民生活造成影响。请回答：
（1）妫河水质恶化可能主要是由蓝藻等生物引起的。从生态系统的营养结构看，蓝藻属于 。为解决妫河水发绿问题，有人建议在水体发绿时投放一定量的鱼苗。常见鱼类的食性如下：
类别 青鱼 鲢鱼 鳙鱼 鲤鱼
食性 螺狮 浮游植物 浮游动物 杂食
你认为最适宜投放的鱼类是 。
（2）从生物防治的角度看，还应该在妫河中放养其他有经济价值的水生生物（如虾、蟹等），你认为这样做的生态学意义是 。
（3）下表是对某河流生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者，单位：（102千焦/ m2/年）。
A B C D E
生物同化作用固定的总能量 15.9 870.7 0.9 141.0 211.5
生物体贮存的能量 2.8 369.4 0.3 61.9 20.1
生物呼吸消耗的能量 13.1 501.3 0.6 79.1 191.4
该生态系统中能量从第二营养级传递到第三营养级的效率是 。
（4）有人认为妫河流域水体富营养化的原因与水质中富含N、P等矿质元素有关。为了证明该假设，从泛着绿色的河流中取水，设计了以下实验。
A．将水样静置4小时，倒去液体，留下藻类，加清水。如此重复3次；
B．再加水至1000mL，混匀后平均分装于甲、乙、丙、丁四个烧杯中；
C．对上述四个烧杯如下处理：
甲烧杯：加0.3g洗衣粉（含P）
乙烧杯：加0.3g尿素
丙烧杯：加0.15g洗衣粉（含P）和0.15g尿素
丁烧杯：不加任何物质
D．将甲、乙、丙、丁四个烧杯置于向阳的窗台上培养5天，观察记录。
请回答：
① A处理的目的是 ；设置丁烧杯的目的是 。
②你预计甲、乙、丙、丁四个烧杯中藻类密度最大的是 ，理由是 。
专题七 生物与环境
答案
【自测练习】AADCCC
【例题1】C 【例题2】C例题3】C【例题4】C
【例题5】
（1）环境污染（环境破坏、生态破坏）、资源短缺（生物多样性降低、可耕地减少） c
（2）b 环境阻力（资源或空间有限） 55亿（3）1.96
（4）延长时代长度（延长繁衍一代的时间），减少新生儿个体数，降低人口出生率
【变式训练1】A 【变式训练2】C 【变式训练3】 B
【变式训练4】B 【变式训练5】C
[当堂达标] ABBB
课后拓展学案
1-5、ADBBC 6-9、CCCC
10、（1）第一营养级 鲢鱼
（2）增强生态系统的自我调节能力（或提高生态系统抵抗力稳定性）
（3）11．3％
（4）①除去样品中原有的矿质元素 对照
②丙 洗衣粉中含磷，尿素中含氮，营养充分，藻类生长繁殖快
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