专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解

专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解专题九生物与环境知识点一种群的特征1.种群的数量特征1.1种群的概念：生活在一定区域的同种生物的所有个体。1.2种群的数量特征包括：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。概念出生率和死亡率出生率：指在单位时间内新产生的个体数目占原种群个体总数的的比率。死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占原种群个体总数的的比率直接决定种群密度迁入率和出生率种群中在单位时间内迁入或迁出的个体数，占原种群个体总数的比率。直接决定种群密度年龄组成一个种群中各年龄期的个体数目的比例。不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势性别比例指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例通过影响种群的出生率间接影响种群密度应用：用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，使很多雌性个体不能完成交配，使出生率降低，从而使害虫的种群密度明显降低。1.3种群密度概念：种群在单位面积或单位空间中的个体数。是种群最基本的数量特征。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第1页。1.4调查种群密度的方法专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第1页。方法适用范围步骤逐个计数在调查分布范围较小、个体较大的种群时逐个计数样方法一般适用于植物，也适用于昆虫卵及活动范围小、活动能力弱的动物的种群密度的调查，如植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。随机选取若干个样方→计数每个样方内的个体数→求每个样方的种群密度→求所有样方种群密度的平均值。标志重捕法适用于活动范围大、活动能力强的动物的种群密度的调查，如哺乳类、鸟类、鱼类等。捕获一部分个体→做上标记后放回原来的环境→一段时间后重捕→根据重捕到的个体中标记个体数占总个体数的比例估计种群密度。灯光诱捕法对于有趋光性的昆虫，还可以用灯光诱捕的方法调查他们的种群密度。注意事项：1.若标志脱落，标记个体死亡、迁出、很难再次抓到等，将会使估算值比实际值偏大。2.调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。例如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。3.选取样方时，要注意随机取样。例如对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。4.样方法中的计数要准确：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。标志重捕法误差分析：标记物脱落、被标记个体的被重捕机会降低、标记物导致被标记个体容易捕食，会导致密度估算值偏大。1.5种群的空间特征：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。类型均匀分布随机分布集群分布图例1.6构建种群增长模型专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第2页。1.6.1数学模型：专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第2页。曲线种类条件数学公式曲线模型种群增长率模型增长速率模型“J”型曲线理想条件食物和空间条件充裕；气候适宜；没有敌害等条件。“S”型曲线条件有限自然界的资源和空间是有限的；有敌害。1.“J”型曲线的公式Nt＝N0λtN0：该种群的起始数量，t：时间，Nt：t年后该种群的数量，λ：该种群数量是一年前种群数量的倍数。2.λ值的应用分析（注：λ－1表示增长率）①当λ＞1时，出生率＞死亡率，种群数量增加，种群的年龄组成为增长型。②当λ＝1时，出生率＝死亡率，种群数量基本不变，种群的年龄组成为稳定型。③当0＜λ＜1时，出生率＜死亡率，种群数量减少，种群的年龄组成为衰退型。图例：(1)a段——λ＞1且恒定，种群数量呈“J”型增长。(2)b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。(3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。(4)d段——λ＜1，种群数量逐年下降。(5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。3.“S”型曲线中环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。K值不是固定不变的，K值可以随环境条件的变化而变化。4.增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100%＝出生率—死亡率5.增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数量。增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／增长时间×100%5.“S”型曲线在生产中的应用①野生生物资源的保护：应保护生物的生存环境，使K值增大(增大/降低)，如大熊猫的保护。②有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K值降低(增大/降低)，引入天敌措施将种群数量控制较低水平。③资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到K/2值以上时进行，而且剩余种群数量应保持在K/2值左右，因为此时种群增长速率最快，再生能力最强，可保证持续获取高产量。④草场放牧，最大载畜量不能超过K值；鱼的养殖也不能超过K值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值降低(增大/降低)。1.7探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.7.1实验原理：用液体培养培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。理想环境中，酵母菌种群的增长呈J型曲线；有限环境下，酵母菌种群的增长呈S型曲线。1.7.2计数：对培养液中酵母菌种群数量进行计数时，常采用抽样检测法—显微技术法。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第3页。1.7.3操作方法：使酵母菌均匀分布于培养液中，先将盖玻片放在计数室(血球计数板)上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在显微镜载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第3页。1.7.4连续观察数天，统计培养。1.7.5结果分析开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”型曲线增长模型。de段曲线下降的原因可能有营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。1.7.6血细胞计数板及相关计算血细胞计数板(如下图所示)血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格(如图A所示)，每个大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm。因此，每个大方格的容积为0.1mm3。另外，中央大方格(计数室底部)以双线等分为25个中方格(如图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。知识点二群落及其演替1.群落：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，包括所有的动物、植物和微生物。2.群落的物种组成2.1意义：群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。2.2衡量指标：物种丰富度，指群落中物种数目的多少。2.3规律：不同群落的物种数目有差别。一般越靠近热带地区，单位面积内物种越丰富。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第4页。3.种间关系：指不同种(同种/不同种)专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第4页。项目互利共生寄生竞争捕食坐标图口诀“同生共死”“X”型曲线“你死我活”或“势均力敌”“有先有后”关系图常见形式：概念两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利，如果彼此分开，则双方或一方不能独立生存的现象。一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活的现象。两种或两种以上生物生活在一起，相互争夺资源和空间等的现象。一种生物以另一种生物作为食物的现象。举例豆科植物与根瘤菌、地衣中的真菌和单细胞藻类。蛔虫与人、菟丝子与大豆、噬菌体与被侵染的细菌。牛与羊、农作物与杂草、大草履虫与双小核草履虫。羊和草、狼和兔、青蛙与昆虫、雪兔和猞猁4．群落的空间结构概念在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构类型垂直结构水平结构模型表现垂直方向有明显的分层现象水平方向上常呈镶嵌分布决定因素植物：光照、温度等；动物：栖息空间和食物。植物分层决定动物分层环境因素：地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异以及光照强度的不同；生物因素：生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响原因在长期自然选择基础上形成的对环境的适应意义利于群落整体对自然资源的充分利用立体农业是运用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。5.探究土壤中小动物类群丰富度5.1实验原理土壤条件：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。5.2取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，常用取样器取样的方法进行采集、调查。5.3统计方法：记名计算法和目测估计法。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第5页。①记名计算法：专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第5页。②目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。5.4实验流程5.4.1提出问题：如土壤中有哪些小动物，它们的种群密度是多少？5.4.2制订计划：包括三个主要操作环节——取样、观察和分类、统计和分析。5.4.3实施计划：①准备：制作取样器→记录调查地点的地形和环境的主要情况。②取样：去掉表层落叶→取一定土壤样品→注明取样的时间和地点等。③采集小动物：常规方法：诱虫器取虫；简易方法：镊子或吸虫器取虫。④观察和分类：设计表格便于记录，借助动物图鉴查清名称，使用放大镜、实体镜观察。⑤统计和分析：统计丰富度，完成研究报告。5.4.4得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度也是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。5.5采集土壤小动物的方法(1)简易采集法：用解剖针拨找小动物，同时用放大镜或实体镜观察，发现小动物后进行采集。(2)诱虫器采集：诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置，诱虫器利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温、避光的习性，使土壤小动物远离光源、热源。(3)吸虫器采集：吸虫器中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中。6.群落的演替6.1群落演替的概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。是一种优势取代。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第6页。6.2专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第6页。类型项目初生演替次生演替概念指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。起点在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方经历时间较长较短影响因素自然因素主要为人类活动实例在沙丘、火山岩、冰川泥、裸岩上发生的演替森林砍伐地、火灾过后的草原、弃耕的农田上发生的演替过程举例裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段弃耕农田上的演替过程：弃耕农田→杂草阶段→灌木阶段→森林阶段6.3.群落演替的方向及相应过程中生物量的变化类型一类型二方向简单→复杂→稳定复杂→简单→稳定实例大多数自然群落受污染或被破坏的群落能量变化增加并趋向于稳定减少并趋向于稳定物质变化知识点三生态系统1.生态系统概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。2.生态系统类型分类实例自然生态系统海洋生态系统、淡水生态系统等；陆地生态系统：森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统等。人工生态系统人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。3.生态系统的结构：包括生态系统的组成成分和食物链和食物网(营养结构)。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第7页。4专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第7页。项目非生物的物质和能量生产者消费者分解者相互关系营养方式－自养异养异养实例阳光、热能、水、空气、无机盐等光合自养生物：绿色植物和蓝藻等；化能合成生物：硝化细菌等大多数动物、寄生植物、寄生细菌、病毒等营腐生生活的细菌和真菌、腐生动物等作用生物群落中物质和能量的根本来源将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中加速生态系统的物质循环；帮助植物传播花粉和传播种子将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物地位生态系统的基础，必要成分生态系统的基石、主要成分生态系统最活跃的成分、非必要成分生态系统的关键成分、必要成分易错知识点（1）生产者一定是自养型生物，但不一定是绿色植物，如能进行化能合成作用的硝化细菌。（2）消费者一定是异养型生物，但不一定都是动物，如寄生生物菟丝子、病毒等。（3）分解者一定是异养型生物，但不一定都是微生物，如腐生动物蚯蚓、蜣螂等。（4）植物可作为生产者(绿色植物)和消费者(菟丝子)。（5）动物可作为消费者(捕食性动物)和分解者(如腐生动物蚯蚓、蜣螂等)。（6）细菌可作为生产者(化能合成菌，如硝化细菌)、消费者(寄生菌，如结核杆菌、肺炎双球菌、肠道内的大肠杆菌等)和分解者(腐生菌，如枯草杆菌、泥土及粪便中的大肠杆菌等)。5.生态系统相关模型专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第8页。6.生态系统的能量流动专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第8页。能量的输入能量的传递能量的转化能量的散失流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量源头：太阳能食物链和食物网太阳能→有机物中的化学能→热能最终以热能形式散失特点：单向流动逐级递减单向流动原因：能量只能从上一营养级流入下一营养级，不可逆转，也不能循环流动。食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果。逐级递减原因：各营养级生物呼吸作用以热能形式散失大部分能量，无法再利用；各营养级的生物中有一部分能量未被下一营养级的生物利用，即未被利用部分；少部分能量被分解者分解利用。能量传递效率：一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%。公式：相邻两营养级间的能量传递效率＝eq\f(下一营养级同化量,上一营养级同化量)×100%注意：流入人工生态系统的总能量包括：生产者通过光合作用固定的太阳能＋人工投入的能量。意义：帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。6.1．第一营养级及第二营养级的能量流动专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第9页。7.生态系统中能量、数量、生物量金字塔专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第9页。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数量每一营养级生物所含的有机物总量象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减一般情况下，生物体内有机物的总量随营养级升高而逐级递减特点正金字塔形一般为正金字塔形但可能出现“倒置”一般为正金字塔形特殊情况无“树→昆虫→鸟”人工养殖鱼塘生物量，生产者可以小于消费者8.生态系统的物质循环8.1生态系统的物质循环概念：组成生物体的化学元素，不断地在生物群落和无机环境之间循环流动过程。8.2碳循环无机环境中生物群落中碳的存在形式主要以CO2和碳酸盐的形式存在以含碳有机物的形式存在循环过程图解9.生态系统的信息传递9.1生态系统信息的种类种类含义实例物理信息生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物蜘蛛网的振动、动物体温、红外线、萤火虫发光、电磁波、蝙蝠的“回声定位”、昆虫发出的声音、鲜艳的花朵、飞蛾的趋光性等化学信息生物在生命活动过程中产生的一些可以传递信息的化学物质植物的生物碱、有机酸等化学物质，动物的性外激素，狗利用其小便记路，某种动物以尿液来标记领地，淡淡的花香行为信息动物体产生的可以在同种或异种生物间传递某种信息的特殊特征蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”(孔雀开屏)、鸟类的报警行为(如危险时急速煽动翅膀)注意：生态系统中的信息来源于生物和无机环境。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第10页。9.2信息传递在生态系统中的作用专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第10页。层次作用举例个体生命活动的正常进行，离不开信息的作用蝙蝠的“回声定位”；莴苣、茄、烟草种子的必须接受某种波长的光信息才能萌发生长种群生物种群的繁衍，离不开信息的传递自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能够开花(进行生殖生长)；昆虫分泌性外激素，引诱同种异性个体前来交尾生物群落调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定食物链中“食”与“被食”的关系；草原返青时的“绿色”为食草动物提供可采食的信息；狼根据兔留下的气味去猎捕，兔根据狼的气味或行为特征去躲避9.3.信息传递在农业生产中的应用提高农产品或畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的传粉率和结实率；对有害动物进行控制。如利用音响设备发出结群信号吸引鸟类，使其结群捕食害虫；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度；利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降，从而减少有害动物对农作物的破坏。10.能量流动、物质循环和信息传递的关系项目能量流动物质循环信息传递形式光能→化学能→热能太阳能→化学能→热能区别来源太阳能生态系统生物或无机环境途径食物链和食物网多种特点单向流动、逐级递减全球性，循环流动、反复利用往往是双向的范围生态系统各营养级群落与无机环境之间地位生态系统的动力生态系统的基础联系物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。11.生态系统的稳定性11.1生态系统的稳定性概念：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。11.2生态系统自我调节能力的调节基础：负反馈调节。负反馈调节在生态系统中普遍存在，不仅存在于生物群落内部，还存在于生物群落与无机环境之间。专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第11页。11.3抵抗力稳定性和恢复力稳定性专题09-生物与环境-高考生物二轮复习专题知识讲解全文共13页，当前为第11页。抵抗力稳定性生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力。恢复力稳定性生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。特例：极地苔原生态系统，由于物种组分单一，营养结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。12.设计并制作生态缸设计要求相关分析生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为绿色植物光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作，缸内储备一定量的空气生态缸放置于室内通风、光线良好的地方。采光用较强的散射光，避免强光直射光照过强会使生态瓶的温度升高，不利于生物的生存；光照过低，不足以满足瓶中生物的能量需求选择的动物不宜过多，个体不宜太大减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量实验原理：在有限空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建人工微生态系统；要使人工微生态系统正常运转，设计时要注意系统内不同营养级生物之间的合适比例；生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系；观察生态缸中生物的生存状况和存活时间长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。知识点四人与环境1.关注全球性生态环境问题问题原因全球气候变化(温室效应)CO2等温室气体的大量排放水资源短缺人口多；污染严重臭氧层破坏氟利昂等物质的大量排放酸雨化石燃料的燃烧，排放大量SO2、NO2等气体土地荒漠化植被的破坏海洋污染污染物的排放；石油泄漏等生物多样性丧