2018版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 微講座種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)熱點理解與應(yīng)用學(xué)案 新人教版
《2018版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 微講座種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)熱點理解與應(yīng)用學(xué)案 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 微講座種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)熱點理解與應(yīng)用學(xué)案 新人教版(25頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)熱點理解與應(yīng)用 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第235頁 一、對種群增長曲線的理解與應(yīng)用 1.從概念上區(qū)分種群增長率與增長速率 種群增長率是指種群在單位時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)占原個體數(shù)的比率,即增長率=出生率-死亡率,是一個百分比,無單位;而種群增長速率則是指在單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù),有單位(如個/年等)。 例如,某一種群的數(shù)量在某一單位時間t(如1年)內(nèi),由初數(shù)量N0(個)增長到末數(shù)量Nt(個),則這一單位時間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計算分別如下: 增長率=(末數(shù)-初數(shù))/初數(shù)×100%=(Nt-N0)/N0×100%(無單位); 增長速率=(末數(shù)-初數(shù))/單
2、位時間=(Nt-N0)/t(有單位,如個/年)。 2.從具體的曲線圖中區(qū)分種群增長率和增長速率 (1)“J”型曲線中的種群增長率和增長速率 種群的“J”型增長曲線中,每年的增長率都保持不變,但由于每年的基數(shù)不同,故種群每年增長的個體數(shù)是不同的,呈逐年增長的趨勢,故種群增長速率(相當(dāng)于“J”型曲線的曲線斜率)逐漸增大。 (2)“S”型曲線中的種群增長率和增長速率 “S”型曲線的增長率是逐漸下降的,增長速率是先上升后下降。其中種群數(shù)量為K/2時,種群的增長速率最大,種群數(shù)量為K時,種群的增長速率為0。 [題組突破演練] 1.如圖甲為種群數(shù)量增長的“J”型、“S”型曲線,圖乙是
3、幾種預(yù)想的“J”型與“S”型曲線種群增長率與增長速率隨時間的變化趨勢曲線,下列判斷正確的是( ) A.②代表的是“J”型曲線的增長率,④代表的是“S”型曲線的增長速率 B.①代表的是“J”型曲線的增長率,③代表的是“S”型曲線的增長速率 C.②代表的是“J”型曲線的增長率,③代表的是“S”型曲線的增長速率 D.①代表的是“J”型曲線的增長率,④代表的是“S”型曲線的增長速率 解析:依圖分析可知:理想狀態(tài)下種群增長曲線呈“J”型,其增長速率曲線如圖③,增長率曲線如圖①;自然條件下種群數(shù)量呈“S”型增長,由于環(huán)境阻力的增大,單位時間內(nèi)增加的個體數(shù)減少,因此“S”型曲線增長速率在種群
4、數(shù)量為K/2時最大,種群數(shù)量在K/2前,增長速率逐漸增大,種群數(shù)量達到K/2后增長速率逐漸減小,種群數(shù)量為K值時增長速率為0,如圖④,其增長率曲線如圖②。 答案:D 2.如圖表示一個生物群落中甲、乙兩個種群的增長速率隨時間變化的曲線,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.t2~t3時間內(nèi)甲種群出生率小于死亡率 B.t3~t5時間內(nèi)甲、乙兩種群的年齡組成不同 C.t3時甲的種群密度最小,t4時乙的種群密度最大 D.若乙種群為某種害蟲,則在t4時防治的效果最佳 解析:在t2~t3時間內(nèi)甲種群的增長速率大于0,甲種群的出生率大于死亡率,A項錯誤。t3~t5時間內(nèi)乙種群數(shù)量一直在增多,年
5、齡組成為增長型,與甲種群的年齡組成不同,B項正確。t3時甲種群密度最大,t5時乙種群密度最大,C項錯誤。若乙種群為某種害蟲,則在t4之前就應(yīng)防治,D項錯誤。 答案:B 3.圖1所示為將某地烏鴉引入某生態(tài)系統(tǒng)后,研究人員連續(xù)20年調(diào)查其種群數(shù)量的變化,繪制成的λ值變化曲線。圖2為某草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)簡圖,請據(jù)圖回答: (1)圖1中,該種群在前5年種群數(shù)量的變化類型是________型,第5年至第20年種群的數(shù)量變化是__________________。第10年、第15年和第20年的種群數(shù)量相比,最多的是____________,最少的是____________。若調(diào)查烏鴉的種群密
6、度,用__________________法。 (2)圖2中的食物網(wǎng)有________條食物鏈,其中次級消費者是________________。植物的“綠色”為兔子和老鼠提供了采食的信息,這表明信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是________________________________________________________________________。 (3)在生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者屬于第一營養(yǎng)級,它的能量除了未利用的一部分和被分解者利用外,其他的流向是________________。 (4)生長在該生態(tài)系統(tǒng)中的蘑菇體內(nèi)儲存的能量________(填“能”或“不能”)傳遞給
7、植物。 解析:(1)由圖可知,在前5年λ值不變,且都大于1,說明種群數(shù)量的增長率不變,種群數(shù)量呈“J”型增長;第5年至第10年,λ值大于1,種群數(shù)量持續(xù)增加;第10年至第20年,λ值小于1,種群數(shù)量減少,故第5年至第20年,種群數(shù)量先增加后減少。由上述分析可知,種群數(shù)量最多的是第10年,最少的是第20年。烏鴉個體較大、活動能力強,可用標志重捕法調(diào)查其種群密度。(2)從圖2中可以看出,該食物網(wǎng)中共有4條食物鏈,分別是:植物→兔→鷹,植物→兔→狐,植物→鼠→狐,植物→鼠→蛇→鷹。處于次級消費者(第三營養(yǎng)級)地位的是狐、蛇和鷹。植物的“綠色”為兔子和老鼠提供了采食的信息,這表明信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中
8、的作用是調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。(3)在生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者屬于第一營養(yǎng)級,它的能量流向有4條,分別是:未利用的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸作用消耗的能量以及被下一營養(yǎng)級所同化的能量。(4)蘑菇是分解者,由于能量流動是單向的,分解者體內(nèi)的能量不能傳遞給植物。 答案:(1)“J” 先增加后減少 第10年 第20年 標志重捕 (2)4 狐、蛇和鷹 調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 (3)自身的呼吸作用和被下一營養(yǎng)級所同化 (4)不能 二、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程分析和相關(guān)計算 1.能量流動過程圖分析 (1)本圖涉及三個營養(yǎng)級(第一、第二、第三營養(yǎng)級),從能量
9、的去向角度看,每個營養(yǎng)級的能量由四個部分組成:流向下一個營養(yǎng)級的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸消耗的能量和未被利用的能量。 (2)從能量的來源看,本圖中的能量有兩個來源:一是生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能,二是人為投入的有機物中的能量,其中生產(chǎn)者的光合作用是能量的根本來源,但在一些人工生態(tài)系統(tǒng)中,有機物的投入可能是能量的主要來源。 (3)未被利用的能量主要是用來維持某營養(yǎng)級存在的能量,如果這部分能量被下一個營養(yǎng)級或其他方面所利用,則該營養(yǎng)級的個體數(shù)量就會明顯下降,從而破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2.能量傳遞效率的計算 (1)第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞效率的計算:能量傳遞效率指的是相
10、鄰兩個營養(yǎng)級的同化量之比,本圖中第一營養(yǎng)級的總同化量=3+14+70+23=110,由第一營養(yǎng)級傳給第二營養(yǎng)級的能量為14,所以第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率=14/110×100%≈12.7%。 (2)第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級能量傳遞效率的計算:第二營養(yǎng)級的同化量=14+2=16,第三營養(yǎng)級的同化量=0.25+0.05+2.1+5.1=7.5,減去有機物輸入量5,所以第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率=2.5/16×100%≈15.6%。 [題組突破演練] 4.以下表示動物利用食物的過程。 正確的分析是( ) A.恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物 B.哺乳動物的
11、③/①值一般為10%~20% C.提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值 D.食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物 解析:恒溫動物相對于變溫動物來說,代謝強,所以呼吸代謝消耗量相對多,有機物積累少,④/③值一般低于變溫動物;相鄰兩個營養(yǎng)級的能量傳遞效率是10%~20%,哺乳動物與其上一個營養(yǎng)級(食物)之間的傳遞效率應(yīng)表示為③/(①+未獲取量);提高圈養(yǎng)動物的生長量應(yīng)該提高③/②值,這樣才能促使有機物積累;食肉動物與食草動物的③/②值無法比較。 答案:C 5.如圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解,據(jù)圖回答下列問題: (1)寫出圖中A~E所代表的名稱:A.________;B.____
12、____;C.________;D.________;E.________。 (2)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是_______________________________。 (3)在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解中,箭頭依次變細,意味著_____________。 (4)圖中F表示______________________,E的主要作用是__________________。 (5)生態(tài)系統(tǒng)中能量在逐級流動中傳遞效率為________。假若“A”的總能量為100%,按最高傳遞效率計算,第三營養(yǎng)級所獲得的能量應(yīng)是________。 (6)人們研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的主要目的,就是設(shè)法調(diào)整生態(tài)系
13、統(tǒng)的能量流動關(guān)系,使能量流向________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:由箭頭的指向和粗細可看出能量流動的方向是A→B→C→D,A、B、C、D依次應(yīng)是生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者、三級消費者。流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能的總量,能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點。一個營養(yǎng)級中的能量只有10%~20%,能夠傳遞給下一個營養(yǎng)級
14、。人們研究能量流動的目的是使能量能持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧? 答案:(1)生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級) 初級消費者(第二營養(yǎng)級) 次級消費者(第三營養(yǎng)級) 三級消費者(第四營養(yǎng)級) 分解者 (2)生產(chǎn)者(A)所固定的太陽能的總量 (3)能量流動是單向的、逐級遞減的 (4)各類生物呼吸作用消耗的能量 分解有機物 (5)10%~20% 4% (6)對人類最有益的部分 6.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖,其中甲、乙、丙、丁為生態(tài)系統(tǒng)的組成成分;A、B、C、D是丙中關(guān)系密切的四種生物,其生物量所占比例如圖所示;如表為該生態(tài)系統(tǒng)能量流動數(shù)據(jù)表(不考慮未利用的能量),請回答下列問題: 營養(yǎng)級
15、Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 分解者 從上一營養(yǎng)級固定的能量(kJ) / 141.0 15.9 0.9 221.7 呼吸消耗的能量(kJ) 501.2 79.1 13.2 0.5 192.6 (1)生態(tài)系統(tǒng)具有一定的結(jié)構(gòu),除了甲、乙、丙、丁所示的組成成分,還包括________。表中的Ⅰ和分解者分別對應(yīng)圖中________、________。 (2)圖中A生物為第________營養(yǎng)級,其下一營養(yǎng)級生物為________(填字母);據(jù)表分析,A與下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為________(保留小數(shù)點后一位)。 (3)圖中②③過程中碳的傳遞形式分別是__________、
16、__________。 (4)假設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)受到DDT的污染,圖中________生物體內(nèi)濃度最大。 (5)該生態(tài)系統(tǒng)在蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候等方面有重要作用,這屬于生物多樣性的________價值。 解析:根據(jù)甲、乙之間為雙向箭頭,可知兩者為生產(chǎn)者和大氣中的CO2庫,又因乙、丙、丁都有箭頭指向甲,可以確定甲為大氣中的CO2庫,乙為生產(chǎn)者;又根據(jù)乙、丙都有箭頭指向丁,可知丁為分解者,丙為消費者。(1)據(jù)上述分析可知,甲為大氣中的CO2庫,乙為生產(chǎn)者,丙為消費者,丁為分解者,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分,還包括食物鏈和食物網(wǎng)(營養(yǎng)結(jié)構(gòu))。表中的Ⅰ,沒有從上一營養(yǎng)級固定的能量,據(jù)此可
17、判斷Ⅰ為生產(chǎn)者,與圖中的乙相對應(yīng)。表中分解者與圖中的丁相對應(yīng)。(2)在丙所示的消費者群體中,生物量所占比例由大到小的順序為A>B≈C>D,依據(jù)能量流動在各營養(yǎng)級之間逐級遞減的特點,可判斷圖中A生物為第二營養(yǎng)級,對應(yīng)表中的Ⅱ,其下一營養(yǎng)級生物為B、C,與表中的Ⅲ相對應(yīng)。A與下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率=(下一營養(yǎng)級生物的同化量/A生物的同化量)×100%=(15.9/141.0)×100%≈11.3%。(3)碳在生物群落中的傳遞形式為含碳有機物,在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是CO2。圖中②過程表示分解者分解生產(chǎn)者的遺體、殘骸等,③過程表示分解者的呼吸作用,因此②③過程中碳的傳遞形式分別是含
18、碳有機物、CO2。(4)DDT在生物體內(nèi)既不能被分解,也不能被排出體外,會隨著食物鏈在生物體內(nèi)富集,營養(yǎng)級越高該有毒物質(zhì)在其體內(nèi)含量越大,因此D生物體內(nèi)濃度最大。(5)生態(tài)系統(tǒng)在蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候等方面的重要作用屬于生物多樣性的間接價值,也叫生態(tài)功能。 答案:(1)食物鏈和食物網(wǎng)(營養(yǎng)結(jié)構(gòu)) 乙 丁 (2)二 B、C 11.3% (3)含碳有機物 CO2 (4)D (5)間接 專題培優(yōu)|生物與環(huán)境 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第237頁 一、種群和群落 1.種群密度調(diào)查中的幾點提醒 (1)樣方法:①該方法用于植物、昆蟲卵或一些活動范圍小、活動能力弱的動物(如蚯蚓等)種群密度的調(diào)查;
19、②隨機取樣,排除人為因素對調(diào)查結(jié)果的影響;③非條形調(diào)查區(qū)域采用五點取樣法,條形調(diào)查區(qū)域采用等距取樣法;④樣方的大小要根據(jù)調(diào)查對象的個體大小確定。 (2)標志重捕法:①適用于活動范圍大、活動能力強的生物,主要是一些動物種群密度的調(diào)查;②注意標記物不能影響調(diào)查對象的生存、不要太醒目、要牢固。 (3)熟悉解題規(guī)律,如標志重捕法調(diào)查種群密度時,重捕的標記動物多了(如更容易被捕獲),估計數(shù)目偏小,反之偏大;判斷碳循環(huán)各成分時先找雙向箭頭;能量的傳遞效率不會改變,能量利用率可以提高等。這些規(guī)律會幫助你在考場上快速、順利解題。 2.生存斗爭、競爭與種內(nèi)斗爭的辨析 種內(nèi)斗爭為種內(nèi)關(guān)系,競爭為種間關(guān)系,
20、種間斗爭包括競爭,而生存斗爭既包括生物與生物之間的關(guān)系,又包括生物與無機環(huán)境之間的關(guān)系,如圖中A代表生存斗爭、B代表種內(nèi)斗爭,C代表種間斗爭、D代表競爭。 3.種群數(shù)量增長中的兩大誤區(qū) (1)誤認為“λ”就是增長率。λ指種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)(λ=Nt/Nt-1)。根據(jù)Nt=N0λt可得t年后的種群數(shù)量。而增長率指一段時間結(jié)束時種群數(shù)量相對于初始種群數(shù)量的增加部分占初始種群數(shù)量的比例,一年的種群增長率=(Nt-Nt-1)/Nt-1=Nt/Nt-1-Nt-1/Nt-1=λ-1。 (2)誤以為增長率就是增長速率。增長速率指的是單位時間內(nèi)種群數(shù)量增長的數(shù)目,增長率是一個比值。 [
21、題組突破演練] 1.圖1是種群數(shù)量特征的概念圖,圖2是某地人口出生率和死亡率的變化曲線。下列相關(guān)敘述中,錯誤的是( ) 圖1 圖2 A.圖1中的c是種群密度,指的是某種群的總數(shù)量 B.圖1中的a和b分別是性別比例和年齡組成 C.圖2所示種群的年齡組成由穩(wěn)定型變成增長型 D.并非全部的生物種群都具有圖1中的a特征 解析:種群最基本的數(shù)量特征是種群密度,其大小取決于遷入率和遷出率、出生率和死亡率,所以圖1中的c表示的是種群密度,它指的是某種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)量,而不是種群的總數(shù)量,A錯誤;性別比例只影響出生率,而年齡組成既影響出生率又影響死亡率,所以圖1中的
22、a和b分別是性別比例和年齡組成,B正確。圖2中曲線開始階段出生率等于死亡率,年齡組成為穩(wěn)定型,之后出生率大于死亡率,其年齡組成變成了增長型,C正確。某些生物無性別之分所以也就沒有性別比例這一特征,D正確。 答案:A 2.某種食用螺被引進河流人工養(yǎng)殖,結(jié)果迅速蔓延至稻田,瘋狂吞噬水稻,現(xiàn)用一種能捕食該螺的鱉進行生物防治,結(jié)果如圖,下列說法正確的是( ) A.調(diào)查螺和鱉的種群密度一般不采取相同的方法 B.7~8月份螺的種群密度下降最明顯 C.從種群特征分析,8~9月份螺種群密度低的原因最可能是鱉的大量捕食 D.螺與鱉構(gòu)成了一條食物鏈 解析:調(diào)查種群密度時,由于螺的活動能力較弱,一般
23、采用樣方法,鱉的個體大且活動能力強,一般采用標志重捕法,A正確;由圖中曲線斜率可知,6月份前后種群密度下降最明顯,B錯誤;從種群特征分析,8~9月份螺種群數(shù)量幾乎沒有增加,原因最可能是出生率非常低,C錯誤;食物鏈包括生產(chǎn)者和消費者,而螺與鱉都屬于消費者,因此不能構(gòu)成食物鏈,D錯誤。 答案:A 3.資源的合理使用是使產(chǎn)量最大化,但又不影響資源的持久利用。自然種群數(shù)量增長呈“S”型曲線,假設(shè)種群的環(huán)境容納量為K,N表示種群數(shù)量,據(jù)表分析正確的是( ) 曲線上的點 N (K-N)/K S1 20 0.90 S2 50 0.75 S3 100 0.50 S4 150
24、 0.25 S5 180 0.10 A.環(huán)境阻力對種群增長的影響出現(xiàn)在S4點之后 B.防治蝗蟲應(yīng)在蝗蟲數(shù)量達到S3點時進行 C.漁業(yè)捕撈后需控制魚群剩余量在S3點 D.(K-N)/K為0.90時,種群增長速率最大 解析:在種群數(shù)量變化的“S”型曲線中,環(huán)境阻力始終存在,A錯誤;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,在S3點時該種群(K-N)/K為0.50,即N=K/2,此時種群增長速率最大,對蝗蟲等害蟲的防治,需將其數(shù)量控制在K/2(S3點)以下,最好是S1點,B錯誤;為了獲得最大利潤,漁業(yè)捕撈時,應(yīng)使捕撈后的剩余量維持在K/2左右,C正確;(K-N)/K為0.50時,種群增長速率最大,D錯誤。
25、 答案:C 4.黃土丘陵溝壑區(qū)位于黃土高原北部,已成為黃土高原水土流失最嚴重的地區(qū),同時也是我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一。目前通過恢復(fù)植被改善生態(tài)環(huán)境已成為該地區(qū)治理水土流失的最重要措施之一。 (1)通過人為因素恢復(fù)植被、改善生態(tài)環(huán)境,會影響該地區(qū)群落演替的________。 (2)封禁能使黃土丘陵溝壑區(qū)的植被逐步恢復(fù)。植被的恢復(fù)是________演替的過程。短期封禁就能使草本群落得到明顯恢復(fù),主要表現(xiàn)在植物種類的增加、植被覆蓋度和生物量的提高、植被保持水土功能增強上。若實施中期封禁,請預(yù)測植被的恢復(fù)狀況:___________。 (3)中期封禁后,物種的豐富度________(填“
26、增加”“減少”或“不變”)。 (4)封禁后群落垂直結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化,人工喬木林的垂直結(jié)構(gòu)逐漸明顯,這種垂直結(jié)構(gòu)顯著提高了____________________________,還為動物創(chuàng)造了________________。 解析:(1)人類活動會影響群落演替的方向和速度。(2)封禁能使黃土丘陵溝壑區(qū)的植被逐步恢復(fù),黃土丘陵溝壑區(qū)屬于次生裸地,在次生裸地上進行的演替屬于次生演替。群落演替過程中,生物的種類不斷增加,生物量不斷提高,最終趨于穩(wěn)定。因此,短期封禁就能使草本群落得到明顯恢復(fù),主要表現(xiàn)在植物種類的增加、植被覆蓋度和生物量的提高、植被保持水土功能增強上,若實施中期封禁,則植被覆蓋
27、度、生物量繼續(xù)增加,水土保持功能進一步提高,與短期封禁恢復(fù)相比,提高幅度較小。(3)中期封禁后,隨著演替的進行,物種的豐富度還在增加。(4)封禁后群落垂直結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化,人工喬木林的垂直結(jié)構(gòu)逐漸明顯,這種垂直結(jié)構(gòu)顯著提高了群落利用陽光等環(huán)境資源的能力,還為動物創(chuàng)造了多種多樣的棲息空間和食物條件。 答案:(1)方向和速度 (2)次生 植被覆蓋度、生物量繼續(xù)增加,水土保持功能進一步提高,與短期封禁恢復(fù)相比,提高幅度較小 (3)增加 (4)群落利用陽光等環(huán)境資源的能力 多種多樣的棲息空間和食物條件 二、生態(tài)系統(tǒng) 1.能量流動中的兩個“不同” (1)生態(tài)系統(tǒng)中同化量和攝入量不同。同化量為消
28、費者通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機物的能量,攝入量是消費者攝入的能量,同化量=攝入量-糞便量。 (2)能量傳遞效率與能量利用效率不同:能量傳遞效率是指“相鄰兩個營養(yǎng)級”間的傳遞效率,即(某一營養(yǎng)級全部生物同化量/上一營養(yǎng)級全部生物同化量)×100%,而不是相鄰營養(yǎng)級中個體間的傳遞效率,如“一只狼”捕獲“一只狐”時,應(yīng)獲得了狐的“大部分能量”而不是只獲得了“10%~20%”的能量。 2.生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的幾個誤區(qū) (1)誤以為碳循環(huán)就是CO2在生物群落之間的循環(huán)。碳循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)中的其他循環(huán)一樣,指的都是某種元素的循環(huán)而不是具體某種物質(zhì)的循環(huán)。 (2)誤以為碳進入生物群落的途徑只有植物的
29、光合作用。光合作用是主要的途徑,除此之外,化能合成作用也是途徑之一。 (3)誤以為分解者的分解作用和呼吸作用不同。分解者的分解作用其實質(zhì)也是呼吸作用,因為只有分解者進行呼吸作用才能將糞便、遺體或殘枝敗葉中的有機物分解成無機物。 (4)誤以為能量流動和物質(zhì)循環(huán)的特點不同,所以二者可以彼此分離。能量流動和物質(zhì)循環(huán)是不可分割的,二者相互依存,物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體,能量流動為物質(zhì)循環(huán)提供動力。 [題組突破演練] 5.如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),其中A、B、C、D、E、F各代表一個種群。下列對該圖分析合理的是( ) A.該圖若要表示完整的生態(tài)系統(tǒng)的成分,則還缺少分解者和非生物的物質(zhì)和能
30、量 B.圖中C和F數(shù)量大量減少,長時間內(nèi)B的數(shù)量會增加 C.D和E之間只具有捕食關(guān)系 D.B和D之間的能量流動和信息傳遞都是雙向的 解析:題圖中表示的生態(tài)系統(tǒng)的成分只有生產(chǎn)者和消費者,生態(tài)系統(tǒng)的成分除生產(chǎn)者和消費者外還包括分解者和非生物的物質(zhì)和能量,A正確。由于B、C和F都是第二營養(yǎng)級,所以當(dāng)C和F數(shù)量大量減少時,B的數(shù)量短時間內(nèi)會增加,但較長時間內(nèi)是先增加后減少最后趨于相對穩(wěn)定,B錯誤。D和E之間除具有捕食關(guān)系外,還具有競爭關(guān)系,因為它們具有相同的食物,C錯誤。營養(yǎng)級之間的能量流動是單向的,信息傳遞是雙向的,D錯誤。 答案:A 6.如表所示是某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群攝食植物后能量
31、流動情況,下列有關(guān)敘述錯誤的是( ) 項目 攝食量 糞便量 呼吸作 用散失量能量[J/ (hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109 A.田鼠同化的能量中約有35%用于其生長、發(fā)育和繁殖 B.田鼠糞便量不屬于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C.以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為1.4×109J/(hm2·a) D.田鼠的上一營養(yǎng)級同化的能量至少為7.0×1010J/(hm2·a) 解析:田鼠用于其生長、發(fā)育和繁殖的能量占其同化能量的比例為(1.05×1010-3.50×109-4.55×109)÷(1.05×1010-3.50×109
32、)×100%=35%,A正確;田鼠糞便量屬于生產(chǎn)者同化能量中流向分解者能量的一部分,B正確;以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為(1.05×1010-3.50×109)×20%=1.4×109 J/(hm2·a),C正確;田鼠種群只是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的第二營養(yǎng)級的一部分,其上一營養(yǎng)級同化的能量至少為(1.05×1010-3.50×109)÷20%=3.50×1010J/(hm2·a),D錯誤。 答案:D 7.如圖1中A、B、C及對應(yīng)面積代表某草原生態(tài)系統(tǒng)中的三種生物成分及其在某一年同化的能量;圖2表示該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),E表示牧草一年固定的太陽能總量,E1、E2、E3分別表示流入牲畜、昆蟲、
33、鼠的能量,請回答以下問題: (1)圖1中A、B、C構(gòu)成一個________,若是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),還缺少________成分。對應(yīng)于圖1,圖2中沒有的生物成分是[ ]________。 (2)圖1中B的面積遠遠大于A與C的面積之和,是由于其所固定的能量大部分________________________________________________________________________。 (3)草原上的牧草在生長發(fā)育過程中不斷地與牲畜、昆蟲、鼠等生物進行著信息交流,其作用在于__________________,若牲畜、昆蟲、鼠等生物全部遷走,則牧草的多樣性會__
34、______,圖乙中鷹和狐貍雖有捕食關(guān)系,但二者卻在草原上長期共存,不斷發(fā)展,這種現(xiàn)象叫作________。 (4)若圖2中鷹食物有3/5來自鼠,1/5來自食蟲鳥,1/5來自狐貍,則從理論上講,鷹增加1 kJ能量,至少消耗牧草________kJ。 解析:(1)圖1表示的是生態(tài)系統(tǒng)的三種成分(生產(chǎn)者、消費者和分解者),其中B同化的能量最多,所以B為生產(chǎn)者;C中又有多個營養(yǎng)級,所以C為消費者;A為分解者,三種成分可構(gòu)成一個生物群落。生態(tài)系統(tǒng)的成分除包括三種生物成分外,還包括非生物的物質(zhì)和能量。圖2所示的食物網(wǎng)中只有生產(chǎn)者和消費者,缺乏A(分解者)。(2)由于生產(chǎn)者固定的能量有很大比例以熱能形
35、式散失,所以圖1中B的面積遠遠大于A與C的面積之和。(3)不同生物之間進行的信息交流有利于調(diào)節(jié)種間關(guān)系,維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。如果牲畜、昆蟲、鼠等生物全部遷走,則牧草之間的競爭會異常激烈,最終導(dǎo)致牧草的多樣性降低。從進化的角度分析,捕食者和被捕食者之間共同進化。(4)有1/5的能量來自牧草→昆蟲→食蟲鳥→鷹,沿著這條食物鏈至少消耗牧草的能量=1/5÷(20%)3=25 kJ;有3/5的能量來自牧草→鼠→鷹,沿著這條食物鏈至少消耗牧草的能量=3/5÷(20%)2=15 kJ;有1/5的能量來自牧草→鼠→狐貍→鷹,沿著這條食物鏈至少消耗牧草的能量=1/5÷(20%)3=25 kJ,三部分相加等于
36、65 kJ。 答案:(1)生物群落 非生物的物質(zhì)和能量 A 分解者 (2)以熱能形式散失(通過呼吸作用消耗散失) (3)調(diào)節(jié)種間關(guān)系,維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定 下降 共同進化 (4)65 三、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境易混易錯點整合 《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》概念繁多且很相似,如何理解掌握這些概念的外延和內(nèi)涵呢?下面對《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中概念的復(fù)習(xí)與理解方面進行分析和總結(jié)。 (一)概念復(fù)習(xí)需要咬文嚼字 在必修3中,概念的掌握是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。有些概念很相似,如與免疫有關(guān)的“素”就有抗生素、外毒素、內(nèi)毒素、類毒素等。有些概念僅相差了一個字,如腎上腺素與腎上腺激素、生長素與生長激素。有的概念僅有一字不同,如骨髓與脊髓
37、、向性運動與感性運動、細胞內(nèi)液與細胞外液等。有些相似的概念則只是文字顛倒從而使概念內(nèi)涵發(fā)生了變化,如中樞神經(jīng)系統(tǒng)與神經(jīng)中樞(中樞神經(jīng)系統(tǒng)是神經(jīng)系統(tǒng)分類中的概念。神經(jīng)系統(tǒng)分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng),中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓,周圍神經(jīng)系統(tǒng)是指腦和脊髓之外的所有神經(jīng)結(jié)構(gòu)。而神經(jīng)中樞則可理解為一個功能上的概念。具體到某個反射弧中,神經(jīng)中樞是一個反射弧的具體結(jié)構(gòu)與組成部分。在灰質(zhì)里,功能相同的神經(jīng)元細胞體匯集在一起,調(diào)節(jié)人體的某一項相應(yīng)的生理活動,這些調(diào)節(jié)某一特定生理功能的神經(jīng)元群就叫神經(jīng)中樞)。 (二)把握概念學(xué)習(xí)中的“一定”與“不一定” 1.神經(jīng)調(diào)節(jié)中的“一定”與“不一定” (1)感覺一定
38、是在大腦皮層產(chǎn)生的。大腦皮層一定是人的最高級神經(jīng)中樞。 (2)反射弧不一定都由三種神經(jīng)元構(gòu)成。簡單的反射弧如膝跳反射只由傳入神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元構(gòu)成,無中間神經(jīng)元。 2.內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與激素調(diào)節(jié)中的“一定”與“不一定” (1)人脫水不一定引起口渴。只有細胞外液滲透壓升高時才會出現(xiàn)口渴。 (2)激素調(diào)節(jié)一定屬于體液調(diào)節(jié),但體液調(diào)節(jié)不一定都靠激素來進行調(diào)節(jié)。體液調(diào)節(jié)包括激素調(diào)節(jié)和其他物質(zhì)(如二氧化碳)調(diào)節(jié)。 (3)激素作用的靶器官不一定是特定的器官,如甲狀腺激素、生長激素、胰島素等幾乎作用于全身細胞。一種內(nèi)分泌腺分泌的激素不一定是唯一的,如垂體和下丘腦就分泌多種激素。 (4)激素調(diào)節(jié)中激素的
39、受體不一定都在靶細胞膜上,也有細胞內(nèi)受體,如性激素、甲狀腺激素的受體就位于細胞內(nèi)。 3.免疫調(diào)節(jié)中的“一定”與“不一定” (1)能夠產(chǎn)生免疫活性物質(zhì)的細胞不一定就是漿細胞,如T細胞也可以產(chǎn)生淋巴因子等免疫活性物質(zhì)。 (2)漿細胞或效應(yīng)T細胞不一定是由B細胞或T細胞受抗原刺激產(chǎn)生的,也可能是由相應(yīng)的記憶細胞產(chǎn)生的。 (3)溶菌酶殺菌一定是非特異性免疫。 4.生態(tài)與環(huán)境中的“一定”與“不一定” (1)同一物種因分布區(qū)域不同可形成多個種群,但一個種群內(nèi)的所有個體一定屬于同一物種。 (2)自養(yǎng)生物一定是生產(chǎn)者;生產(chǎn)者一定是自養(yǎng)型生物;消費者一定是異養(yǎng)型生物;分解者一定是異養(yǎng)型生物;腐生生
40、活的細菌一定是分解者。 (3)在一條食物鏈中,由低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級推算,前一營養(yǎng)級比后一營養(yǎng)級一定多的指標是“能量”,而“數(shù)量”和“生物量”均不一定多。 (4)年齡組成為穩(wěn)定型的種群,種群數(shù)量不一定保持穩(wěn)定,還與氣候、食物、天敵等有關(guān)。 (5)兩種生物都以綠色植物為食時,它們之間不一定是競爭關(guān)系。甚至兩種生物都以同一種植物為食,也不一定是競爭關(guān)系,如當(dāng)兩種生物以同一種植物的不同器官為食,則不構(gòu)成競爭。 (三)注意區(qū)分一些易混易錯的知識 1.植物激素調(diào)節(jié)及動物神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)中的易混易錯知識 (1)反射弧中的神經(jīng)中樞并非都位于脊髓。人體的神經(jīng)中樞包括大腦皮層、下丘腦、小腦、腦干和脊髓。
41、 (2)雖然興奮在神經(jīng)纖維上可以雙向傳導(dǎo),但在正常的生物體內(nèi),興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)往往是單向的。因為在正常情況下,興奮是在感受器接受刺激后沿著反射弧進行傳導(dǎo)的。 (3)寒冷環(huán)境中的體溫調(diào)節(jié)是由神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)共同完成的,炎熱條件下的體溫調(diào)節(jié)為神經(jīng)調(diào)節(jié)。 (4)下丘腦能分泌的激素主要有促甲狀腺激素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素和抗利尿激素等。其中抗利尿激素由下丘腦產(chǎn)生并由垂體釋放。垂體能分泌的激素有促甲狀腺激素、促性腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素和生長激素等。 (5)不要認為只有頂芽才能產(chǎn)生生長素,其實側(cè)芽也能產(chǎn)生生長素。 (6)激素間的正反饋調(diào)節(jié)或負反饋調(diào)節(jié)僅涉及
42、激素之間的分泌調(diào)節(jié),不涉及對第三方的作用效果,而激素間的協(xié)同作用或拮抗作用僅涉及激素對第三方(某一生理效應(yīng))的作用效果。所以具有正反饋(或負反饋)調(diào)節(jié)的激素不能認為是具有協(xié)同作用(或拮抗作用)的激素,反過來,具有協(xié)同作用(或拮抗作用)的激素也不能認為是具有正反饋(或負反饋)調(diào)節(jié)的激素。 (7)在血糖調(diào)節(jié)中胰島素與胰高血糖素間具有拮抗作用,胰高血糖素與腎上腺素屬于協(xié)同作用。在體溫調(diào)節(jié)中腎上腺素與甲狀腺激素屬于協(xié)同作用。在生長發(fā)育過程中生長激素與甲狀腺激素屬于協(xié)同作用。 (8)各種激素都可隨血液運輸?shù)饺砀魈?,只是不同激素的靶器官、靶細胞不完全相同。如促甲狀腺激素釋放激素的靶器官是垂體,促甲狀
43、腺激素的靶器官是甲狀腺,甲狀腺激素的靶細胞是幾乎全身各處的組織細胞,包括垂體與下丘腦細胞。 (9)一個突觸前膜可以與一個或多個突觸后膜構(gòu)成突觸結(jié)構(gòu),一個突觸后膜也可以與一個或多個突觸前膜構(gòu)成突觸結(jié)構(gòu)。 2.免疫調(diào)節(jié)中的易混易錯知識 (1)注意結(jié)核桿菌、麻風(fēng)桿菌侵入人體后先經(jīng)細胞免疫再經(jīng)體液免疫才可消滅。不能認為淋巴因子只參與細胞免疫。淋巴因子由T淋巴細胞產(chǎn)生,在體液免疫中也可發(fā)揮作用,能促進B淋巴細胞的增殖、分化。 (2)不能認為抗原經(jīng)細胞免疫后一定需要經(jīng)過體液免疫才能被徹底消滅掉。如腫瘤細胞只需要經(jīng)細胞免疫將其裂解即可被徹底消滅掉。 (3)淋巴細胞不僅可以存在于淋巴中,也可存在于血
44、漿中。 3.生態(tài)與環(huán)境中的易混易錯知識 (1)注意“S”型曲線中的K/2。捕撈魚、蝦或森林砍伐等應(yīng)該在種群數(shù)量為K/2到K之間進行,從而使剩余的相應(yīng)的種群數(shù)量維持在K/2。而消滅害蟲等則應(yīng)在K/2之前進行。 (2)怎樣理解從生態(tài)角度回答問題? 從生態(tài)角度回答問題,一般是指從生物和環(huán)境的關(guān)系(適應(yīng)性、適應(yīng)的相對性等)及生物和生物的關(guān)系(種內(nèi)斗爭、種內(nèi)互助、捕食、寄生、競爭、共生等)等方面來回答。 (3)一座高山從山腳向山頂依次分布著闊葉林、針葉林、灌木林、草甸等群落,這是群落的水平結(jié)構(gòu)而非垂直結(jié)構(gòu)。 (4)不要認為能量傳遞效率就是能量利用效率,前者以“營養(yǎng)級”為研究對象,后者以“最高
45、營養(yǎng)級”或“人”為研究對象;前者不能提高,后者可以提高。根據(jù)人的需要可以通過縮短或延長食物鏈提高能量利用效率。對于一個生態(tài)系統(tǒng)來說,生物種類越多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性越強,能量利用效率越高。 (5)不要認為一個相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)是可以自給自足的。它需要從外界輸入能量如光能等。 (6)注意糞便量、攝入量與同化量的關(guān)系。對一個營養(yǎng)級來說,攝入量-糞便量=同化量。糞便量屬于上一營養(yǎng)級同化量中流入分解者的那一部分能量。 (7)調(diào)查土壤中小動物類群的豐富度常用取樣器取樣的方法,而不用樣方法或標志重捕法,因為許多土壤小動物有較強的活動能力,而且身體微小。物種豐富度的統(tǒng)計方法通常有兩種:記名計
46、算法和目測估計法。 (8)不要認為標志重捕法適用于所有動物。對活動范圍極小的動物如蚜蟲常采用樣方法。對于稀有瀕危的動物如野生東北虎也不能用標志重捕法。 高考大題加固練(四) 種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)綜合題 授課提示:對應(yīng)學(xué)生用書第367頁 1.如圖表示的是某草原生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群在不同條件下數(shù)量變化情況的數(shù)學(xué)模型,請據(jù)圖回答以下問題: (1)如果要調(diào)查該草原生態(tài)系統(tǒng)中田鼠的種群密度,常用的方法是標志重捕法,該方法常用于調(diào)查________強、活動范圍廣的動物的種群密度;若標記個體更易于被捕食,則種群密度的估計值________________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
47、(2)圖中a段種群數(shù)量增長曲線近似于“________”型曲線,其增長快速的原因是________________________________________________________________________, 該種群的環(huán)境容納量是________(填“K1”或“K2”)。 (3)影響種群數(shù)量變化的因素很多,分析圖中曲線,與d段相比,影響c段的因素最可能是________(填“食物和天敵”或“氣候和傳染病”)。 (4)在d段,若該田鼠的棲息地遭到破壞,由于食物的減少和活動范圍的縮小,其________會變小。 解析:(1)調(diào)查活動能力強、活動范圍大的動物的種群密度常用
48、標志重捕法;用標志重捕法調(diào)查田鼠的種群密度時,根據(jù)公式:個體總數(shù)N/初次捕獲個體數(shù)M=重捕個體總數(shù)n/重捕中被標記的個體數(shù)m,可推出種群個體總數(shù)N=M×n/m,若標記個體更易于被捕食,則等式中M、n不變,m減小,故N增大,即種群密度的估計值偏高。(2)限制種群數(shù)量增長的主要因素是生存條件,如食物和空間有限、天敵對種群的限制等,圖中a段種群數(shù)量迅速增加,接近“J”型曲線,原因是食物和空間充足、氣候適宜、沒有敵害等。由圖可知,田鼠的種群數(shù)量在K1值附近上下波動,故該種群的環(huán)境容納量是K1。(3)d段表示種群數(shù)量相對穩(wěn)定,c段表示種群數(shù)量迅速下降,與d段相比,影響c段的因素最可能是氣候和傳染病。(4
49、)在d段,若該田鼠的棲息地遭到破壞,由于食物的減少和活動范圍的縮小,田鼠種群的增長會受到限制,其K值(或環(huán)境容納量)會變小。 答案:(1)活動能力 偏高 (2)J 食物和空間充足、氣候適宜、沒有敵害等 K1 (3)氣候和傳染病 (4)K值(或環(huán)境容納量) 2.如表所示為科研人員對鳥類資源的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果,請分析回答下列問題: 鳥類豐富度(種) 平均種群密度(只/km2) 次生雜木林 55 11.506 3 灌叢 51 16.358 1 農(nóng)田 21 3.941 7 人工馬尾松林 23 14.385 7 (1)在生態(tài)系統(tǒng)組成成分中,鳥類一般屬于___
50、_______________。次生雜木林中的生物分布具有鑲嵌現(xiàn)象,這屬于群落的________結(jié)構(gòu)。 (2)表中數(shù)據(jù)表明,4種生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度差別較大,其中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度最低,原因是________________________;灌叢的鳥類平均種群密度最大,說明灌叢為鳥類的生存提供了更多的________。 (3)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)甲、乙兩種鳥類存在捕食關(guān)系,二者的種群數(shù)量變化如圖所示。分析可知,________是捕食者。甲、乙種群數(shù)量的變化,體現(xiàn)了群落內(nèi)部的________。 解析:(1)鳥類一般以植物或動物為食,屬于消費者。群落水平結(jié)構(gòu)的特征是鑲嵌性,次生雜木林中的
51、生物分布具有鑲嵌現(xiàn)象,這屬于群落的水平結(jié)構(gòu)。(2)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng),其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單,物種數(shù)量少,故表中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度最低。灌叢為鳥類的生存提供了更多的食物和棲息空間,故表中灌叢的鳥類平均種群密度最大。(3)分析題圖可知,甲種群的數(shù)量較多,乙種群的數(shù)量隨甲種群數(shù)量的變化而變化,所以甲為被捕食者,乙為捕食者。甲種群的數(shù)量增加,進而使乙種群的數(shù)量增加,乙種群的數(shù)量增加又使甲種群的數(shù)量降低,體現(xiàn)了群落內(nèi)部的負反饋調(diào)節(jié)。 答案:(1)消費者 水平 (2)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)最簡單 食物和棲息空間(答案合理即可) (3)乙 負反饋調(diào)節(jié) 3.如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng),據(jù)圖回答下列問題:
52、 (1)圖中共有________條食物鏈,其中最長的食物鏈是________。 (2)在植物→鼠→鷹這條食物鏈中,鼠的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)鷹的能量。 (3)圖中鷹同時占有第________營養(yǎng)級,蛇與鷹之間的關(guān)系是________,該生態(tài)系統(tǒng)未體現(xiàn)的成分有________________。 (4)若鷹增加1 kg至少需要消耗植物________kg。食蟲昆蟲糞便中的能量屬于________的同化量。 (5)如果環(huán)境中的某種重金屬在生物體內(nèi)不能分解,也不能排出體外,則該物質(zhì)經(jīng)________的傳遞后,便可在不同的生物體內(nèi)積累。因此,通常生物所在的_____
53、___越高,該重金屬在其體內(nèi)的積累量越大。 解析:(1)本食物網(wǎng)中的生產(chǎn)者是植物,從生產(chǎn)者→最高營養(yǎng)級,共有8條食物鏈,分別是①植物→食植昆蟲→食蟲鳥→鷹;②植物→食植昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹;③植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→鷹;④植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹;⑤植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹;⑥植物→食植昆蟲→蛙→蛇→鷹;⑦植物→鼠→鷹;⑧植物→鼠→蛇→鷹,其中最長的食物鏈有六個營養(yǎng)級,即④與⑤。(2)在植物→鼠→鷹這條食物鏈中,鼠屬于第二營養(yǎng)級,鷹屬于第三營養(yǎng)級。由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有逐級遞減的特點,故鼠同化的能量大于鷹同化的能量。(3)鷹在不同的食物鏈中占據(jù)不同的
54、營養(yǎng)級,根據(jù)圖示可知,鷹同時占有第三、四、五、六營養(yǎng)級(如⑦①②④所示);由食物鏈(網(wǎng))可知,鷹可以捕食蛇,而鷹和蛇都可以以食蟲鳥和鼠為食,故蛇與鷹之間既有競爭關(guān)系又有捕食關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生產(chǎn)者、消費者、分解者和非生物的物質(zhì)和能量,食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費者,未體現(xiàn)的成分有非生物的物質(zhì)和能量、分解者。(4)鷹可以以食蟲鳥、蛇、鼠為食,若計算鷹增加1 kg至少需要消耗植物的量(知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級),應(yīng)選最短食物鏈按最大能量傳遞效率20%計算,即選擇⑦植物→鼠→鷹這條食物鏈,至少需要消耗植物的量為1÷20%÷20%=25 kg。食蟲昆蟲糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級的同化量即食植昆蟲的同化量
55、。(5)難降解的化合物和重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中具有生物富集現(xiàn)象,即隨著食物鏈的延長,營養(yǎng)級越高,重金屬含量就越高。 答案:(1)8 植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹、植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹 (2)大于 (3)三、四、五、六 競爭和捕食 非生物的物質(zhì)和能量、分解者 (4)25 食植昆蟲 (5)食物鏈 營養(yǎng)級 4.如圖1表示某草原自然保護區(qū)中碳循環(huán)的部分過程,其中甲、乙、丙、丁構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落,箭頭表示物質(zhì)循環(huán)的方向。圖2所示為某生態(tài)系統(tǒng)的部分食物網(wǎng)。請分析回答: (1)碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)形式主要是________。 (2)圖1中碳循環(huán)的平衡
56、是由于____________與____________的速率相同(用圖1中數(shù)字序號表示),而導(dǎo)致這一平衡被打破的主要原因是_________________________。 (3)圖2所示食物網(wǎng)中有________條食物鏈,若去除昆蟲,且草的數(shù)量不變,則該草原容納鷹的數(shù)量會________。 (4)生物群落中物種數(shù)目的多少稱為________。若使用藥物毒殺高原鼠兔,一段時間后高原鼠兔的數(shù)量反而會爆發(fā)性增長,請簡述理由:________________________________________________________________________ __________
57、______________________________________________________________。 解析:(1)碳在無機環(huán)境中是以CO2和碳酸鹽形式存在的,碳在無機環(huán)境和生物群落之間是以CO2形式進行循環(huán)的,碳在生物群落之間的循環(huán)以含碳有機物的形式進行。(2)圖中碳循環(huán)的平衡是由于生產(chǎn)者的光合作用(①)和消費者、生產(chǎn)者的呼吸作用(②)及分解者的分解作用(⑥)速率相當(dāng),而導(dǎo)致這一平衡被打破的主要原因是化石燃料的大量燃燒。(3)根據(jù)圖2可知,該食物網(wǎng)中共有5條食物鏈,分別是草→高原鼠兔→鷹,草→昆蟲→鼬→鷹,草→昆蟲→高原鼠兔→鼬→鷹,草→昆蟲→高原鼠兔→鷹,草→高原
58、鼠兔→鼬→鷹。去除昆蟲后,鷹由原來的第三、第四和第五營養(yǎng)級變成第三、第四營養(yǎng)級,又因草的數(shù)量不變,所以該草原容納鷹的數(shù)量會增加。(4)生物群落是指一定時間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合,生物群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度。由于毒殺高原鼠兔后,會導(dǎo)致其天敵鼬、鷹等的數(shù)量減少,使得高原鼠兔的數(shù)量增加,所以使用藥物毒殺高原鼠兔,一段時間后高原鼠兔的數(shù)量反而會暴發(fā)性增長。 答案:(1)CO2 (2)①?、冖蕖』剂系拇罅咳紵?3)5 增加 (4)豐富度 毒殺高原鼠兔后,會導(dǎo)致其天敵鼬、鷹等的數(shù)量減少,進而使得高原鼠兔的數(shù)量增加 5.薇甘菊原產(chǎn)于中南美洲,后來入侵我國,它生性喜光,善于攀緣
59、,生長迅速,致使許多植物被其覆蓋后因缺少陽光而死亡。薇甘菊入侵某生態(tài)系統(tǒng)后植物種類數(shù)及碳儲量變化如表所示: 未被侵入時期 輕微入侵時期 重度入侵時期 種類(種) 150 121 69 碳儲量(噸/公頃) 植被 56.2 50.9 43.5 凋落物 2.0 3.5 5.4 土壤 161.9 143.2 117.7 (1)薇甘菊入侵后導(dǎo)致植物群落的豐富度________(填“上升”或“下降”),生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性將逐漸________(填“升高”或“降低”)。土壤中分解者的分解作用逐漸________(填“增強”或“減弱”)。 (2)田野菟絲子的
60、莖纏繞在薇甘菊植株上,莖上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的營養(yǎng)物質(zhì)。田野菟絲子與薇甘菊之間存在________關(guān)系,可利用田野菟絲子控制薇甘菊數(shù)量。 (3)關(guān)于薇甘菊的成功入侵,研究者認為,這是由于入侵種群在遷入新環(huán)境后發(fā)生適應(yīng)性變化,把原來用于防御原產(chǎn)地天敵的能量投入到生長和繁殖中。為驗證該假設(shè),研究者將薇甘菊入侵種群和對照種群種植在與入侵地氣候、土壤等條件相同的環(huán)境中,除草、治蟲,測定株高、分枝數(shù)和生物量。 ①實驗中,對照種群應(yīng)從________獲取。 ②若測定結(jié)果為薇甘菊入侵種群____________________,則該結(jié)果支持上述假設(shè)。 解析:(1)薇甘菊入侵,導(dǎo)致植物種類減
61、少,故植物群落的豐富度下降,該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性將逐漸降低。比較從未被入侵到重度入侵的三個階段,隨著凋落物的增加,土壤中的碳儲量在下降,說明土壤中分解者的分解作用逐漸增強。(2)根據(jù)題干信息:菟絲子的莖纏繞在薇甘菊植株上,莖上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的營養(yǎng)物質(zhì),故田野菟絲子與薇甘菊之間為寄生關(guān)系,可利用田野菟絲子控制薇甘菊數(shù)量。(3)根據(jù)題意,研究者做出了假設(shè)“由于入侵種群在遷入新環(huán)境后發(fā)生適應(yīng)性變化,把原來用于防御原產(chǎn)地天敵的能量投入到生長和繁殖中”。如果該假設(shè)正確,我們可以推知:在相同的入侵地環(huán)境條件下,如果比較發(fā)生適應(yīng)性變化之后的入侵種群和未發(fā)生適應(yīng)性變化的入侵種群,前者的生長狀
62、況應(yīng)該優(yōu)于后者。所以可以據(jù)此設(shè)計對照實驗: 對照組:生長于原產(chǎn)地的薇甘菊種群+入侵地的環(huán)境條件→測定生長情況。 實驗組:已適應(yīng)入侵地環(huán)境的薇甘菊種群+相同的入侵地環(huán)境條件→測定生長情況。 如果實驗組的薇甘菊種群的株高、分枝數(shù)、生物量都高于對照組,則就可以支持上述假設(shè)。 答案:(1)下降 降低 增強 (2)寄生 (3)①原產(chǎn)地?、谥旮?、分枝數(shù)、生物量都大于對照組 6.科學(xué)家根據(jù)外來植物入侵程度對棄耕地入侵區(qū)(分為輕度、中度、重度入侵區(qū))的群落植物多樣性進行調(diào)查,結(jié)果如圖1所示;同時對輕度入侵區(qū)的能量流動進行了研究,結(jié)果如圖2所示。請分析回答: 圖2 能量流動示意圖[單位:J/
63、(hm2·a)] (1)由圖1可知,隨入侵程度的加大,棄耕地原有植物群落豐富度________;棄耕地群落的形成是________演替的結(jié)果;調(diào)查說明外來物種的入侵能改變?nèi)郝溲萏娴腳_______。 (2)該入侵物種能分泌化學(xué)物質(zhì)抑制其他植物生長發(fā)育,同時能引起昆蟲和動物拒食。入侵物種與本地植物之間構(gòu)成________關(guān)系,這說明信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物的________。 (3)圖2中A表示的能量是________;初級消費者到次級消費者的能量傳遞效率是________。若有一種昆蟲專以某動物的糞便為食,設(shè)該動物在某段時間內(nèi)所同化的能量為107 kJ,則這部分能量中可流入昆蟲體內(nèi)的大約為_
64、_______ kJ。 (4)右圖所示為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x,已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a,則至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為y,那么x與y的關(guān)系可表示為________。 解析:(1)群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度,根據(jù)題圖可知,棄耕地群落豐富度隨入侵程度的增加而減小。該群落的形成是次生演替的結(jié)果,調(diào)查說明外來物種的入侵能改變?nèi)郝溲萏娴乃俣群头较颉?2)由題意可知,入侵物種與本地植物之間構(gòu)成競爭關(guān)系,這說明信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系。(3)圖2中A表示的能量是初級消費者的同化量;初級消費者到次級消費者的能量傳遞效率是[(2.44×107-1.9×106)/(1.0
65、5×109-3×108)]×100%=[(2.25×107)/(0.75×109)]×100%=3%。某動物的同化量不包括該動物的糞便中的能量,所以該動物同化的能量流向昆蟲體內(nèi)的為0 kJ。(4)由題干中的“至少”可知,應(yīng)該按最大傳遞效率20%計算,a表示丙食用的動物性食物(乙)所占比例,則1-a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例,故有(1-a)x÷20%+ax÷20%÷20%=y(tǒng),即y=20ax+5x。 答案:(1)減小(或降低) 次生 速度和方向 (2)競爭 種間關(guān)系 (3)(初級消費者的)同化量 3% 0 (4)y=20ax+5x 7.下列圖表表示東亞飛蝗種群的數(shù)量變化和攝食植
66、物后能量流動的情況,請分析并回答相關(guān)問題。 項目 東亞飛蝗攝食量 東亞飛蝗糞便量 東亞飛蝗呼吸消耗量 儲存在東亞飛蝗有機物中的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 (1)圖中種群數(shù)量增長速率最大的點是________,從d點開始利用性引誘劑誘殺雄蟲,可通過引起種群的________失調(diào),從而使種群的出生率降低,最終降低種群數(shù)量。 (2)東亞飛蝗在生態(tài)系統(tǒng)中的成分屬于________,東亞飛蝗同化的能量中有________%的能量用于生長、發(fā)育和繁殖,表中儲存在東亞飛蝗有機物中的能量的去向有:①________、②________。 解析:(1)“S”型曲線中種群數(shù)量在K/2時,種群數(shù)量增長速率最大,故圖中種群數(shù)量增長速率最大的點是a。從d點開始利用性引誘劑誘殺雄蟲,會引起種群的性別比例失調(diào),從而使種群的出生率降低,最終降低種群數(shù)量。(2)東亞飛蝗捕食農(nóng)作物,為消費者。東亞飛蝗同化的能量=攝食量-糞便量=410-210=200(kJ),除去呼吸消耗量130 kJ,剩余70 kJ用于東亞飛蝗自身的生長、發(fā)育和繁殖,即東亞飛蝗同化的能量中有(70/2
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