第39讲 生物圈的稳态.doc

第五部分 生态学基础第39讲 生物圈的稳态一、考点内容全解观察SO对植物的影响酸雨等环境问题硫循环概念和范围稳态形成条件可持续发展生物圈（一）本讲考什么1.生物圈的形成、概念及范围(1)用进化的观点来理解生物圈的形成过程大气圈底部水圈全部岩石圈全部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；随着营光合作用生物的出现，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。(2)生物圈的概念及范围地球上由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。2.生物圈稳态的自我维持(1)生物圈稳态的原因有三个：能量基础、物质基础和自我调节能力。太阳能是生物圈得以运转的动力，能量基础是绿色植物固定的太阳能。物质基础是大气圈、水圈、岩石圈及生产者、消费者、分解者所构成的三级结构。生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持一种动态平衡，这是长期生态适应的结果。生态系统能够保持平衡是因为生态系统具有一定的自动调节能力，当外来的干扰超过了生态系统的自动调节能力，生态系统就会遭到破坏，甚至崩溃。(2)生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。3.环境污染及保护(1)富营养化 (2)酸雨（硫循环）（如下左图） (3)DDT等农药污染图示DDT污染水源后在食物链中的放大作用。 (4)温室效应加强 减缓温室效应的措施：保护植被、植树造林、防止海洋污染、减少使用含碳燃料、尾气达标排放、开发新能源（风能、水能、太阳能、地热能、氢能、核能、生物能等）(5)热污染 (6)重金属污染 (7)固体废弃物污染 (8)噪声污染(二)考点例析例1下列关于生物圈的说法，正确的是( )A生物圈的出现是生物出现的结果 B大气的屏障作用才使生物得以生存C生物的出现使地球更适于生物生存 D氧气为生物登陆创造了直接条件 解析本题是讨论关于生物圈形成的过程。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。地球的气候变化和地壳变迁对生物的生存和进化有着重要的影响。在生命没有出现以前地球就已经存在，大气的屏障有利于生物的生存，但水同样对生物的生存起到了重要的保护作用，生物的出现改变着地球的环境，特别是绿色植物出现后，地球由无氧的环境变成了有氧的环境，生物的种类更多了，氧气对生物的登陆创造了条件，但不是直接条件。 答案 C 解题警示 本题容易出现的问题是对生物圈形成的过程了解不全面：1认为生物圈一定是有生物以后才存在；2对屏障作用认识片面；3对生物登陆的根本原因认识不清，必须是生物的生存能脱离水的限制。例2 在下列生态系统中，抵抗力稳定性最弱而恢复力稳定性最强的是 （ ）A北极苔原生态系统B热带雨林C海洋生态系统D池塘生态系统 A北极苔原生态系统 解析抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。其强弱与生态系统的成分和营养结构的复杂程度程度呈正相关。生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性也就越弱。反之，抵抗力稳定性也就越强。抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往相反。答案 A例3苔藓植物对空气污染十分敏感。若某地空气中主要污染源是化工厂废气，请设计一个实验，用葫芦藓报告无污染、轻度污染、中度污染和重度污染的污染情况。 材料用具：栽有葫芦藓的生长状况相同的花盆4个、透明塑料袋、50mL注射器、双面胶纸。 方法步骤： 第一步：取一大号塑料袋排尽空气，收集化工厂废气若干升。第二步： 。 预测结果：经过24h，可以得到无污染、轻度污染、中度污染和重度污染的污染情况下的葫芦鲜生存数。并以此作为指标预报污染情况。解析苔藓植物对一些有害气体特别敏感，所以又被称为监测大气污染的“指示植物”。此题是一道设计实验题，在设计实验时要根据题目给出的条件，对整个实验过程有所了解的情况下考虑实验步骤，此题究竟要取几盆植物，可以根据题目最后的预期中可以知道，要测定4种情况下的污染状况，所以要取4盆植物，由于这是对照实验，所以要满足对照实验的一些基本条件，各盆植物的长势应该相同，加入气体的量要一样多，放在同样环境中生长等。设计实验要遵循对照的原则，所以一定要设计对照实验此题用的是相互对照，即不同实验组之间进行对照来说明问题，通过对照说明空气污染程度越大对植物危害越大。 答案 第二步：取4盆葫芦藓，套上相同大小的透明塑料袋，并标上l号、2号、3号和4号盆。 第三步：1号盆注入200mL空气，2号盆注入150mL空气和50mL化工厂废气，3号盆注入100mL。空气和100mL。化工厂废气，4号盆注入50mL空气和150mL化工厂废气；注入气体后密封。第四步：4盆葫芦藓在室温下培养24h。二、能力提升技巧1生物圈的稳态与人类社会的可持续发展来源:Zxxk.Com例4哪一项措施可能与可持续发展的原则不相符合（ ）A森林的采伐量小于生长量 B人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量C农田收获中输出的氮多于补充收的氮 D农田使用无机氮肥多于生物固定的氮肥解析对森林资源的利用应是采伐量小于或等于森林的生长量，至少要做到砍多少种多少，不能光砍不种；在农业生产中，从土壤中收走多少矿质元素就必须补充多少矿质元素，否则土壤就会越来越贫脊，影响到农业生产的可持续发展。人工鱼塘是人工建立的生态系统，高密度养鱼时生产者的能量肯定会少于消费者的能量，但可以人工补充能量来维持(如投放食物等)。在农田中，农作物对氮肥的需要量远远大于农田生态系统中固定生物的固氮能力，必须施用大量的无机氮肥才能保持农业生产的高产稳产，这与可持续发展是不矛盾的。答案 C解题技巧 可持续发展是指在不破坏环境、不影响可再生资源的再生过程，持久性地来发展生产、发展经济的原则。三、基础能力测试1.有利于保护和改善环境的最有效的个人行为是（ ）A玻璃包装用物的回收利用 B积极参与制定并自觉遵守环境保护法C自行车代替汽车作为个人的交通工具 D由肉食者改为素食者城市名称城区面积(km2)城区人口(万人)人口面积(人/km2)年平均热岛强度()沈阳164241146801.5北京88239272542.0西安81130160001.5兰州1619054631.02.下面是四个城市的热岛强度统计表， 上表数据显示与城市热岛效应强度相关的原因是A.城区面积的大小 B.城市所处的纬度的高低 C.城区人口密度的大小D.城区人口的多少 3.人们常用哪种菌类含量来检测水质污染的程度?（ ） A乳酸菌 B大肠杆菌 C根瘤菌 D结核菌4.将一处原始森林开辟成为一个国家森林公园，为了继续维持森林的生态平衡，应当采用的措施是（ ）A在森林里放入一些珍奇的野生动物，增加食物网的复杂性 B在森林中引种一些珍奇野生植物，提高生产者的能量蓄能力 C定期清理森林的枯枝落叶，以利于种子萌发和幼苗生长 D对森林做简单的隔离，避免人类过多的干扰5.调查某湖泊的水质污染状况，在注入湖泊的四个主要水源的入口处采集水样并镜检水样中的动植物的种类和数量，结果如下号水源水样中有单一种类的纤毛虫，如草履虫，且数量极多；号水源水样中单细胞藻类的种类较多，且数量也极大；号水源水样中未见任何动植物，且发出刺鼻的气味；号水源水样中浮游动植物均有发现，但数量不多。根据以上结果分析，该湖泊的污染源中污染的严重性由重到轻的排列顺序是A.B. C. D.6.工业和城市生活污水中含有磷，家用洗涤剂就是污水中磷的一个重要来源（洗涤剂中含有三种聚磷酸钠），处理污水时要不要去除磷，有以下几种观点，你认为正确的是A.磷是生物体的营养元素，不必除去 B.含磷的污水是很好的肥料，不必除去C.过量的含磷污水会导致水体藻类增殖，水质恶化，必须除去D.磷对人体无毒，除去与否无关紧要7.在河流生态系统受生活污水轻度污染后的自净化并恢复原状的过程中，下列选项最后出现增长高峰的是 ( )A.藻类 B.以细菌为食的原生动物 C.细菌 D.水中溶解态有机物8.在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是（ ）A.开展生态旅游 B.发展畜牧业 C.增加木材产量 D.改善生态环境四、潜能挑战测试9.生物地球化学循环的角度,指出降低”温室效应”的措施是 和 10.“牧童经济”是一个生动形象的比喻，使人们想起牧童在放牧时，只顾放牧而不管草原的破坏。它是英国著名的经济学家K.E博尔丁提出的一种现有的对自然界进行掠夺、破坏式的经济模式，其主要特点是指把地球看作是一个取之不尽的资源库，并且进行无限度地索取，使自然生态遭到毁灭性的破坏，同时造成废物大量积累，使环境污染日重。 （1）下列恶果不是由“牧童经济”模式造成的是 （ ）A 土地荒漠化 B大气污染 C破坏性地震 D温室效应 （2）下列经济模式不属于“牧童经济”的是 （ ） A.刀耕火种，毁林开荒 B.南水北调，发展生产 C.围湖造田，开垦荒山 D.发展工业，不管排放 （3）下列关于“牧童经济”的正确叙述是 ( ) A.它是发展中国家经济发展的产物，而发达国家不会产生 B.低投入，高效益的模式 C.体现了传统发展模式的特点 D.体现了人类活动与地理环境之间的矛盾11.目前在我国一些地区引进的大米草,水葫芦等外来种急剧增长,甚至取代了当地的优势物种,这一现象引起各界的关注.请依据生态学原理回答：（1）外来种对侵入地区定居扩张的原因是 和 。（2）外来种对原有生态系统产生的影响是 12.生活污水中含有大量的有机和无机含氮化合物，这些过量的含氮化合物会造成水体污染，危害水生生物生存和人类健康。脱氮是污水处理的重要内容之一。下面是生物脱氮工艺流程示意图。（1）在1级反应池内，有机物在细菌、原生动物等作用下会大量减少。从同化和异化方式看，这些生物的代谢类型主要是 ，这些生物在自然生态系统中属于 者。（2）在2级反应池内， PH值为8.08.4时，硝化细菌大量繁殖，它们能将NH3氧化成NO2和NO3，并利用这一硝化过程所释放的 合成 ，用于自身的生长发育和繁殖。（3）实践发现，当2级反应池中有机物含量过多时，硝化细菌难以大量繁殖起来，原因是 。（4）在3级反应池内加入适量的有机物（如甲醇），并在低氧或无氧条件下，反硝化细菌繁殖起来，通过无氧呼吸把NO2和NO3还原成N2，无氧呼吸除释放能量外，还为还原反应提供了 。13.我国的南水北调工程已经由全国人大审议通过，并将马上付诸实施。请你从生态学可持续发展的角度谈谈对这一大事的看法。五、标答与提示1.B(点拨：自觉遵守法律法规，才是最根本、最有效的行为 )2.C(点拨：从表格中容易看出城市热岛效应强度与人口密度基本上呈正相关)3.B(点拨：大肠杆菌，它存在于动物的粪便里。乳酸菌是有益菌，根瘤菌存在于豆科植物的根部，结核菌是可通过空气传染的呼吸道传染的病原体。)4.D(点拨：破坏森林公园生态平衡的因素主要是人为因素)5.A(点拨：从富营养化的角度去分析。污染越严重，物种越少)6.C(点拨：过多的磷会导致富营养化的因素之一)7.A(点拨：有机物被分解后，水体中含有大量的无机物)8.D(点拨：只有积极改善生态环境，才有可能进一步实现经济、社会的全面振兴和可持续发展)9. 增加绿色植物 减少化石燃料的消耗 10.（1）C （2）B （3）D11.外来种对入侵地区定居扩张的原因可能有：占据空的生态位；环境条件如温度、气候等适宜；没有捕食者(没有天敌)；繁殖能力强大等。外来物种对原有生态系统产生的影响有：破坏原有生态系统的平衡，破坏原有生态系统的稳定性，使原有生态系统的生物多样性遭到破坏等。 （1）环境条件适宜(或非生物因素适宜) 和 没有捕食者(或没有天敌) (2) 破坏原有生态系统的平衡 (或破坏原有生态系统的稳定性)12.该题考查了污水处理过程中不同生物新陈代谢的特点。在1级反应池内由于含丰富的有机物和空气，在细菌、原生动物的有氧呼吸中有机物减少，从生态系统的成分角度分析属于分解者；硝化细菌可以利用在1级池内分解者产生的NH3氧化过程中释放的能量合成有机物；但是，当2级反应池有机物含量过多时，分解者大量繁殖，和硝化细菌形成竞争关系。同时呼吸作用产生二氧化碳等物质使PH值改变，抑制硝化细菌的生长繁殖；生物进行无氧呼吸时，第一阶段产物是丙酮酸和H，因此，反硝化细菌在无氧呼吸过程中为还原反应提供了氢。 （1）异养需氧型、分解（2）能量、有机物 （3）异养生物大量繁殖，抑制硝化细菌生长繁殖（4）氢13.(1)我国水资源分布的现状是南多北少，南方水多时还易发生水灾，而北方严重缺水，有的地方经常出现河流断流，连黄河都成为了季节河，黄河下游的省份的很多地区都成为人年均不到300m3的极度缺水区，因为极度的缺水，黄河流域的生态系统严重退化，环境不断恶化，土地荒漠化，连人畜生活用水都很困难，过量开采地下水也带来