高三生物生物与环境.ppt

生物与环境 专题要略 （3） 主干线索 （4） 要点剖析 （11） 真题体验 （23） 返回目录 本专题主要包括生物与环境、人与生物圈等生态学方面的问题 。 生态与环境的问题是当今备受全球关注的问题，近几年高考一 直把这部分内容作为命题的重点，如生态学基本概念和基本原理， 涉及生态学问题的图、表的识别和分析，实验及实验设计等方面， 内容较多，命题点也较多。 专题要略 返回目录 主干线索 1.生态系统组成成分 返回目录 主干线索 返回目录 主干线索 A、B代表两种不同生物，C代表相同的环境条件 返回目录 主干线索 返回目录 主干线索 2.生态系统的物质循环 （1）碳循环的主要过程： 返回目录 主干线索 （2）氮循环的主要过程： 返回目录 主干线索 3.人与生物圈 种间关系数量关系图特点实例 互利共生 两种生物在数量上同时增 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 寄生数量关系不典型 寄生生物的生存离不开寄 主，寄生生物的存在对寄 主有害，并且在一定程度 上会影响寄主的数量 蛔虫与人 ；噬菌体 与细菌 1.几种生物种间关系的比较 要点剖析 返回目录 要点剖析 返回目录 续上表 种间关系数量关系图特点实例 竞争 不同物种间生态需求越接 近竞争越激烈。在两种生 物生存能力不同时，数量 上呈现出“你死我活”的同步 性变化 牛与羊； 水稻与稗 草 捕食 两种生物在数量上呈现出“ 先增加者先减少，后增加 者后减少”的不同步性变化 牛与草； 狼与兔 要点剖析 返回目录 区分共生、竞争和捕食关系的图像： （1）共生图像：特点是两种生物个体数量为同步变化，二者同 生共死。 （2）捕食图像：特点是两种生物个体数量变化不同步，先增者 先减少，为被捕食者；后增者后减少，为捕食者。被捕食者图像的 最高点高于捕食者。 （3）竞争图像：特点是两种生物开始时个体数量为同步变化， 以后则你死我活。 要点剖析 返回目录 2.种群数量的变化 （1）种群密度的测定 对于动物采用标志重捕法，其公式为： 种群数量N（标志个体数重捕个体数）/重捕标志数 种群密度的特点： 相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。 不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。 要点剖析 返回目录 （2）种群数量变化曲线比较 “J”型曲线与“S”型曲线的比较表： 项目“J”型曲线“S”型曲线 前提条件环境资源无限（理想条件）环境资源有限 种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降 K值的有无无K值有K值 要点剖析 返回目录 （3）影响种群数量变化的因素 种群内部存在着一系列的种群特征，如一定的年龄组成、性别 比例、自然的出生率与死亡率以及迁入和迁出等。上述各项发生变 化，都将导致种群个体数量的变动。从年龄组成看，年轻个体较多 时，预示着将来密度增大，而年老个体较多时，密度将会减小。从 性别比例看，长期的自然选择已确定各种群的适当的性别比例，假 如因某种原因造成性别比例失调，必将导致生殖上的混乱，从而引 起种群个体数目的变动。如利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄 性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，就会使许多雌性个体不 能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。 要点剖析 返回目录 出生率及死亡率、迁入和迁出是决定种群大小的最直接因素， 任何影响出生率及死亡率、迁入和迁出的因素都会影响种群数量的 变化，如气候、食物、被捕食、传染病等。值得注意的是，在现代 社会，人类活动对自然界中种群数量变化的影响越来越大。 3.生态系统的能量流动和物质循环 （1）能量流动过程 起点：从生产者固定太阳能开始。 数量：生产者固定的全部太阳能是流经生态系统的总能量。 渠道：沿食物链和食物网，逐级流动。 要点剖析 返回目录 （2）能量流动特点 单向流动、逐级递减 （传递效率：约10%20%）、质量提高 、速率不同。严格遵守热力学第一、第二定律。 （3）生态金字塔（生态锥体）：包括能量、数量和生物量金字 塔几种。其中，生物量金字塔（g/m2）有时呈倒置（如一棵树上停 着多只鸟）。 （4）研究能量流动的意义：调整生态系统中能量流动的方向， 使能量更多地流向对人类有益的部分。 要点剖析 返回目录 （5）物质循环 碳循环 特点：通过光合作用合成有机物构成全球的基础生产；CO2和 CH4是最重要的温室气体；不同的生态系统固定CO2的速率差别很大 ；大气中CO2的浓度有日变化和年变化。 氮循环（四种基本的生物化学过程：硝化、反硝化、氨化和 固氮作用） 特点：大气含N为3.91021 g，是最大的氮库；固氮途径有生物 固氮、高能固氮和工业固氮；氮肥排入水中易形成富营养化。 要点剖析 返回目录 磷循环 特点：磷的主要贮存库是沉积岩；几乎没有气体成分参与循环 ，主要以固态进行。 汞（重金属）循环 特点：通过生物富集作用导致很大危害；在细菌作用下生成甲 基汞，毒性大，易溶于脂类，易被人体吸收。 4.用进化的观点来理解生物圈的形成过程 生物圈是由地球上的各种生物和它们的生活环境所组成的环绕 地球表面的圈层。生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互 作用的结果，通过自然选择，地球上的生物与环境一起和谐发展进 要点剖析 返回目录 化。如早期地球上没有氧气，所以原始生命的代谢类型是厌氧型， 又由于原始生命没有复杂结构的细胞器，所以还不能制造有机物， 因此又是异养型的；随着营光合自养生物的出现，使大气中积累了 氧气，此时需氧型生物出现才有可能。所以地球上生物代谢类型的 进化顺序是：异养厌氧型自养厌氧型（早期进行光合作用的植物 ）自养（或异养）需氧型。 5.有关环境污染的几种现象 （1）生物的富集作用 指一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体 内大量积聚的过程。这些污染物一般的特点是化学性质稳定而不易 要点剖析 返回目录 分解，在生物体内积累不易排出。因此生物的富集作用会随着食物 链的延长而不断加强。 （2）富营养化 由于水体中氮、磷等植物必需元素含量过多，导致藻类等大量 繁殖，藻类的呼吸作用及死亡藻类被分解者分解消耗大量的氧，并 分解出有毒物质，致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质恶化和 鱼群死亡的现象。 （3）水华 在淡水湖泊中发生的富营养化现象。 （4）赤潮 在海洋中发生的富营养化现象。 例1 （2008全国）某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种 群密度随时间变化的趋势如图。若向水池中投放大量专食浮游动物 的某种鱼（丙），一段时间后，该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩 一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述，正 确的是（ ） 真题体验 返回目录 A.甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群 B.甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群 C.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群 D.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群 真题体验 返回目录 解析 水池中原有的两个物种甲与乙之间符合捕食关系的曲 线，其中甲先增先减，是被捕食者（藻类），乙后增后减，是捕食 者（浮游动物）。当在水池中加入物种丙后，改变了原来的种间关 系。其中丙专食浮游动物，当三个物种仅剩余一个物种时，乙会因 为丙对它的捕食而消失，而丙也因为乙的消失而缺乏食物也消失， 真题体验 返回目录 甲会因为失去天敌乙而在一段时间内会有所增加，因此最终水池中 仅剩下种群甲。丙和乙可竞争空间和氧气等资源。 例2 （2007全国）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.种群的增长速度逐步降低 答案 C 真题体验 返回目录 解析 该题要求具备图形分析和图文转换的能力。自然界中 的种群增长曲线在开始时具有J型曲线的特点，但最终会呈S型。这 反映了自然界的种群增长往往受自身密度的影响，在种群密度较低 时，种群的增长速度是逐步增加的，随着种群密度的增加，种群的 增长速度才逐步降低。分析图形时，往往应该关注一些关键点（如 起始点、最高点、转折点），K值是图形的最高点，达到K值时种群 增长率为零。由于题目中并未提供图形，所以，分析该题时，还需 要有图文转换的能力。 答案 D 真题体验 返回目录 例3 （2007全国）下图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物 分布状况，曲线甲、乙、丙分别表 示三种鱼的数量变化。下列对此图 的分析，错误的是（ ） A.海洋中的鱼类具有垂直分层 现象 B.此图表明鱼类对食物的竞争 状况 C.此图表明海洋中鱼类的捕食 状况 D.此图表明海洋中鱼类的共生关系 真题体验 返回目录 解析 该题考查了生态学中群落分层结构及竞争、捕食、共 生几个重要概念，同时也考查了对图形的分析能力。图形中显见的 是海洋中的鱼类具有垂直分层现象，分层就是生态位分化的一种表 现，分化的原因主要是对食物等因素的竞争，分化的结果是它们在 不同层次上捕食不同的食物。可以肯定这不是一种共生的关系，共 生是两种生物生活在一起，相互有利，彼此依赖，不能分开。 答案 D 真题体验 返回目录 例4 （2007广东）下列选项中，不属于对种群数量特征描述的 是（ ） A.我国的人口将逐渐步入老龄化阶段 B.2003年，广东省人口的出生率为1.329% C.橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群 D.由于微甘菊人侵，松树种群死亡率较高 解析 种群的概念实质上有两种情况：一是广义的种群，即 是指一切可能交配并繁育后代的同种个体的集群（该物种的全部个 体）。例如世界上总人口。另一种狭义的种群，即为进行交配繁育 真题体验 返回目录 的局部集群。A、B、D中涉及的年龄结构、出生率、死亡率都属于 种群数量特征。C项不属于对种群数量特征描述，而是一种种群的 分布格局。集群型种群内各个体在空间上的分布极不均匀，常成群 、成簇或呈斑点状密集分布，各群的大小、群间距离及群内个体的 密度都不相等，是一种广泛分布格局。 例5 （2007北京）根据下表中甲、乙两个国家各年龄段的人口 数量统计数据，判断下列叙述正确的是 （ ） 答案 C 真题体验 返回目录 年龄（岁）甲（百万）乙（百万） 701.917.8 60692.715.4 50593.821.6 40496.538.4 30399.739.6 202913.836.2 101917.437.6 0929.738.4 真题体验 返回目录 A.甲属于人口稳定型国家，乙属于人口衰退型国家 B.甲属于人口增长型国家，乙属于人口稳定型国家 C.甲属于人口增长型国家，乙属于人口衰退型国家 D.甲属于人口衰退型国家，乙属于人口稳定型国家 解析 一个地区的人口研究可依据种群的特征，表中甲、乙 两个国家各年龄段的人口数量统计数据，反映了该种群的年龄组成 。主要有三种情况：一是增长型，出生率大于死亡率，其年龄金字 塔基部宽、顶部狭窄；二是稳定型，出生率与死亡率相近，其年 真题体验 返回目录 龄金字塔呈钟形，各部相近；三是衰退型，死亡率大于出生率，数 量趋于下降，其年龄金字塔呈壶形，基部窄，中上部宽。 例6 （2007广东）为了解决粮食生产和环境保护问题，实现农 业可持续发展，当前科学、有效的途径是（ ） 合理开发海洋，寻找新的粮食资源 控制人口增长，协调人 与自然和谐发展 增加化肥和农药的使用，提高作物产量 开荒 辟地，围湖造田，扩大粮食种植面积 利用现代生物技术，培育具 有较高光合效率的作物品种 A. B. C. D. 答案 B 真题体验 返回目录 解析 生态农业可以实现对物质和能量的多级利用，减少对 资源和能源的消耗，减少污染。生态农业提倡生物防治，能减少农 药污染。围湖造田是一种短期行为，早期的目的有扩大耕地面积和 防治血吸虫病，后来主要是为了扩大耕地面积，增产粮食，安置不 断增长的人口，在一定程度上达到了目的。但是，以长远看是不利 于可持续发展的。 例7 （2007广东）群落不断发展变化，按照一定的规律进行着 演替。下列关于演替的叙述，正确的是（ ） 答案 B 真题体验 返回目录 A.初（原）生演替历程短、速度慢 B.在正常情况下，群落演替的最终结果是生物多样性降低 C.在演替早期，群落中的优势种群的基因频率发生显著变化 D.在森林遭受火灾后的地段上重新形成森林，是次生演替的一 个例子 解析 群落不断发展变化，按照一定的规律进行着演替。按 演替发生的起始条件划分，可以分为原生演替和次生演替两类。原 生演替是开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任 何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。次生演替是开始于 真题体验 返回目录 次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物 繁殖体的裸地）上的群落演替。在正常情况下，群落演替的最终结 果是生物多样性增加。在演替早期，群落中的优势种群具有较强的 生存和繁殖能力，但其相关的基因频率不一定会显著增加。 例8 （2006全国）锄足蟾蝌蚪、雨蛙蝌蚪和蟾蜍蝌蚪均以浮 游生物为食。在条件相同的四个池塘中，每池放养等量的三种蝌蚪 ，各池蝌蚪总数相同。再分别在四个池塘中放入不同数量的捕食者 水螈。一段时间后，三种蝌蚪数量变化结果如图。下列分析，错误 的是（ ） 答案 D 真题体验 返回目录 A.无水螈的池塘中，锄足蟾蝌蚪数量为J型增长 B.三种蝌蚪之间为竞争关系 真题体验 返回目录 C.水螈更喜捕食锄足蟾蝌蚪 D.水螈改变了三种蝌蚪间相互作用的结果 例9 下列有关干旱区域的生物与环境之间关系的叙述，正确的 是（ ） 解析 三种蝌蚪有共同的食物和生活空间，所以种间关系应 是竞争。环境资源有限的条件下某一种生物的增长曲线不可能为J型 。随水螈数量的增多，锄足蟾蝌蚪所占的比例越来越小，可推知水 螈更爱捕食它。 答案 A 真题体验 返回目录 A.干旱区域的生态系统食物链少，抵抗力稳定性强 B.干旱区域的生态系统自动调节能力弱，恢复力稳定性强 C.经干旱环境长期诱导，生物体往往发生耐旱突变 D.种群密度是限制干旱区域生物种群数量增长的关键生态因素 解析 A考查决定抵抗力稳定性强弱的因素：生态系统的结 构越复杂，抵抗力稳定性越强，食物链少，结构就简单，抵抗力稳 定性就弱。B考查抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系，自动调节 能力是生态系统具有抵抗力稳定性的原因，自动调节能力弱，抵抗 力稳定性弱，恢复力稳定性就强（抵抗力稳定性与恢复力稳定性反 真题体验 返回目录 相关）。C考查突变的特点，突变是不定向的，题目中的“发生耐旱 突变”与它矛盾。D考查生态因素的综合作用，生物总是同时受多种 生态因素的综合作用，但各生态因素的作用又有差异，决定干旱区 域生物种群数量的关键因素是水。所以正确的是B。 例10 关于生物多样性的保护，正确的是（ ） A.自然保护区的功能是接纳各地迁移和捕来的野生动物并加以 保护 答案 B 真题体验 返回目录 B.鼓励人们进入保护区，给鸟类建巢、喂食 C.迁地保护就是把大批野生动物迁入动物园、水族馆等进行保 护 D.对于珍稀濒危物种，禁止一切形式的猎采并买卖 解析 自然保护区的功能是：自然保护区能提供天然生态系 统，是动物、植物和微生物物种及其群体的天然贮存库，科学研究 的天然实验室，活的自然博物馆。可划出自然保护区中的一定的地 域开展旅游活动，但其活动范围和强度要有严格的限制，应以不破 坏和污染保护对象为原则，有助于改善环境，保持地区生态平衡。 真题体验 返回目录 就地保护是保护生物多样性最有效的措施，迁地保护是对前者的补 充。迁地保护就是把生存和繁衍受到严重威胁的物种迁出原地，移 入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心进行特殊的保护和 管理。中国自然保护纲要规定：对于珍稀濒危物种，禁止一切形式 的猎采并买卖。 例11 土壤动物能够促进农田生态系统物质循环并改良土壤结构 ，其类群组成和数量是评价农田生态环境的重要指标。下表是某农 田使用两种肥料后4类土壤动物物种数和密度 （个m2）调查数据。 答案 D 真题体验 返回目录 根据表中数据可以得到的正确结论是（ ） A.化肥田土壤动物的物种多样性减少，营养结构简单 B.有机肥田的土壤动物数量大大增加，有机质减少 C.化肥田土壤动物个体总数减少，但是生物多样性提高 D.有机肥田的各类土壤动物密度总是大于化肥田 动物类