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1、专题十三种群和群落&生态系统及其稳定性第一节种群和群落一、 种群1定义：一定时间占据一定空间的同种生物的所有个体2种群与进化的关系种群是生物进化的基本单位，自然选择决定生物进化的方向，突变、选择和隔离室物种形成和生物进化的机制。种群进化的实质：种群内基因频率的改变基因频率：群体内某一等位基因在该点上可能出现的频率基因型频率：群体内某种基因型可能出现的频率基因库:一个生物群体中全部个体所有基因的总和【例1】欧洲极品海水鱼类地中海鳎鱼,目前在威海市人工育苗成功。该种鱼个大肉厚,体形修长、优美,肉质具有特殊微妙的甜味,十分适合在我国南北方大面积推广养殖。在威海市水产研究所有8个池塘,其中6个池塘养的
2、是鲫鱼,另外2个池塘养的是地中海鳎鱼,那么,这8个池塘里的鱼是（）A.一个群落B.一个物种 C.两个种群D.八个种群二、种群特征 1数量特征（种群数量的变化是种群研究的核心问题）（1） 种群密度：单位面积或体积内某一种群全部个体的数量。是种群结构最基本的参数调查方法a样方法（随机取样）：五点取样法、等距取样法；适用范围：植物和运动性弱的动物 B标记重捕法：N=n/m*M（N：种群内的个体数目 n：重捕个体数 m ：重捕中标记个数 M：标记个体数） 适用范围：运动性较强的动物（2） 出生率和死亡率：单位时间内出生或死亡的个体数占总数的比率意义：决定了种群密度（3） 迁入率和迁出率：单位时间内迁入
3、或迁出某种群的个体数占总数的比率意义：直接影响种群密度的大小（4） 年龄结构：增长型、稳定型、衰退型意义：预测种群数量变化趋势（5） 性别比例：种群中雌雄个体数量的比例A雌雄相当：高等哺乳动物B雌多雄少：养鸡场的鸡C雄多雌少：营社会性生活的种群如蚂蚁蜜蜂等意义：影响种群数量的变动2空间特征（1） 均匀分布：水稻（2） 随机分布：杂草（3） 集群分布：蜜蜂3遗传特征【例题】下列结合种群特征的概念图所作的分析，错误的是（）A利用性引诱剂诱杀害虫会影响B种群密度是种群最基本的数量特征C预测种群数量变化的主要依据是D春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的【例题】在一块方圆的农田里，放置100个捕鼠
4、笼，一夜捕了42只田鼠，将这些田鼠标记后放回原地，数日后，在同一地点放置同样数量的捕鼠笼，捕获了38只，其中有上次标记的12只，则该农田中田鼠的种群数量最接近（）A38 B64 C82 D130三、 种群数量的增长规律1种群数量变化的J型曲线 在假定增长是无界的（食物、空间充足，气候适宜，没有敌害）；世代不相重叠；没有迁入和迁出；不具年龄结构等条件下，最简单的单种种群增长的数学模型，通常是把世代t+1的种群Nt+1与世代t的种群Nt联系起来的方程：Nt+1=Nt或Nt=N0t其中N为种群大小，t为时间，为种群的周限增长率。2 种群数量变化的“S”型曲线 种群数量增长的“S”曲线反映的是种群数量
5、在一个有限环境中随时间变化而变化的规律的曲线如图。（1）关于种群数量变化规律的探讨：由图中看出，种群数量在不同时期或期间的数量有多少之别，种群增长率也有快慢之分。（2）关于制约因素的探讨：在02期间，食物、生存空间充裕，种内斗争、天敌等因素的制约强度小。在13期间，环境中各制约因素的作用强度逐渐增大，在3时期及以后达到最大。（3）关于“S”型曲线与“J”型曲线，波动曲线的包含与被包含关系：在图中，03期间，近似于“J”型曲线，可以说“S”型曲线包含了“J”型曲线，但这一段不等于“J”型曲线。（在“J”型曲线中瞬时增长率是不变的，而在“S”型曲线中该值是不断变化的。）（4）“S”型曲线在生产实践
6、中的指导意义根据“S”曲线的特点，由于在1/2K时增长率最大，因此若为了持续获得较多的生物资源，一方面应该设法增大环境满载量K，如加强生物生存环境的管理，另一方面，捕捞、采伐应该在种群数量在达到1/2K以上时进行，而且剩余种群数量保持在1/2K左右。若要对有害生物进行防治，一方面应该设法减下环境满载量（环境负荷量）K，另一方面通过引入天敌等措施，将种群数量尽量控制在较低水平。【例题】右图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系，在t1时经调查该种群数量为N，下列有关叙述正确的是（ ）A在t2时种群个体的数量与在t0时种群个体的数量相等B在t0t2时间内，种群数量呈“S”型增长C该种
7、群在此环境中的环境负荷量约为ND在t1一t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势【例题】种群数量变化受许多因素的影响。来源:学科网某种昆虫在不同温度和湿度条件下种群数量的变化如图。据图回答：种群数量80859095100相对湿度/%在温度偏离最适温度或湿度偏离最适湿度条件下，昆虫种群数量会_。一个生态因子的变化会影响_的作用。昆虫种群数量变化是温度和湿度_的结果。昆虫种群的大小由种群的_决定。经调查，第一年此种昆虫种群数量为N0，如果在理想条件下，每年增长率保持不变，且=1.3，第三年该种群数量为_。来源:学科网【实验】探究培养液中酵母菌数量的动态变化1实验目的（1）通过探究培养液中酵母菌种群数量的变
8、化，尝试构建种群增长的数学模型。（2）用数学模型解释种群数量的变化。（3）学会使用血球计数板进行计数。2实验原理（1）在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。（2）养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。3方法步骤：提出问题作出假设讨论探究思路制定计划实施计划按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录分析结果，得出结论将记录的数据用曲线图表示出来4注意：（1）提出的问题可以是：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？也可以提出其他的探究问题，例如，在不同温度
9、（或通氧、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等等。（2）本实验时间较长（7天），因此事前一定要做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。（3）酵母菌计数方法：抽样检测法先将盖玻片放在计数室上，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，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。（4）从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次。5.实验讨论本实验无需对照试验，因为自身前后对照；无需重复做实验，
10、但要重复计数求平均值第二节生物群落一群落结构群落是同一时间内，占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合。由一定的动物、植物和微生物种群组成。物种丰富度：一个群落或生态系统中物种数目的多少D=S/A（S：物种数目 A：样地面积 D：物种丰富度指数）群落结构的形成是自然选择的结果1 垂直结构：空间结构明显地表现在垂直分层上，森林群落分为林冠、下木、灌木、草本和地被等层次，各种动物也在森林的不同高度中占据一定的位置。出现原因：植物与对光的利用有关，动物与不同层次的食物和微环境有关植物垂直分布意义：植物提高了对光能的利用率2水平结构：森林群落的水平结构表现在镶嵌性上，即组成群落的植物
11、在水平方向的分布不均匀和斑块性。影响因素：地形、光照、湿度、人和动物的影响等一般来说，群落垂直分层越多，动物种类也越丰富。群落结构亦随时间而改变。夏天，温带落叶阔叶林中林木茂盛，动物种类和数量也多；冬季，树叶脱落，草被枯黄，某些鸟迁飞，一些动物则冬眠，这就是群落时间结构的表现。物种多样性结构在不同群落中也有差异：热带雨林中物种十分丰富，没有明显的优势种。北方针叶林中冷杉和云杉等占优势，动物种类相对贫乏。群落结构还表现在生活型组成上，根据休眠或复苏芽位置的高低和保护方式，将高等植物分为高芽位植物、地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物和一年生植物五种生活型。3生态位：一个种群在自然生态系统中，在时间
12、、空间上所占据的空间及其与相关种群之间的功能关系和作用。群落中生态位相似的物种通过竞争相互夺取生态位生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础群落结构的形成是自然选择的结果，生态位的分化是群落垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的能力。【例题】在一片生长良好的森林里，从树冠到地面可划分为乔木层、灌木丛、草本层、地被层，同时树冠下透光度不同的地方，植物种类组成也有区别。这表明群落（）A有物种组成和数量比例等特征B有对自身产生重大影响的优势种C有垂直结构和水平结构D内部有间接或直接的营养关系二种间关系的比较来源:Zxxk.Com1互利共生：强调的是两种生物生活在一起，互惠互利，若彼此分开一
13、方或双方都不能独立生活。如地衣中的真菌和藻类；白蚁和它肠道中的鞭毛虫等的关系2寄生：也是两种生物生活在一起，但一方受益，另一方受害，受益的一方称为寄生生物，受害的一方称为宿主。寄生的情况有两种，一种是一种生物寄居在另一种生物的体表，代谢类型是异养需氧型，如虱和蚤等；另一种是一种生物寄居在另一种生物的体内，代谢类型是异养厌氧型，如蛔虫、绦虫、血吸虫等。3捕食：强调了两种生物生活在一起，一种生物以另一种生物为食的现象。捕食关系的两种生物之间没有排斥现象，捕食者选择被捕食者，被捕食者也选择捕食者，具有捕食关系的两种生物之间，在长期的进化过程中进行着相互选择，保持着动态的平衡。4竞争：强调的是两种生物
14、生活在一起由于在生态系统中的生态位重叠而发生争夺生态资源而进行斗争的现象。如果生态位完全重叠，又没有制约其种群发展的其他生物因素和非生物因素的存在，就会发生竞争排斥现象。如培养在一起的大小草履虫，16天后，大草履虫全部死亡，小草履虫仍能继续正常生长。但在池塘内，大小草履虫是共生在一个生态系统中的，原因是在池塘中还存在着草履虫的天敌，通过天敌制约着小革履虫种群的发展，所以还有大草履虫的生存空间 注：用数量-时间曲线表示 【例题 1】 生活在一个生物群落中的两个种群（a、b）的数量变化如图所示，下列判断正确的是A. a种群与 b种群为竞争关系，a种群依赖b种群B. a种群与 b种群为竞争关系，竞争
15、程度由强到弱C. a种群为 S型增长，其增长受本身密度制约D. b种群为 J型增长，始终受到 a种群的制约【例题2】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下图，若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼（丙），一段时期后，该水池甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群。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（）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，最终仅剩下丙种群四群落的演替1.概念:指群落随时间的推移，一定区域内一个群落被另
16、一个群落所替代的过程。2.演替原因（1）植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。（2）群落内部环境变化。（3）种内和种间关系的改变。（4）外界环境条件的变化。（5）人类的活动。3.初生演替(1)概念：在一个从来没有植被覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。(2)过程：旱生演替：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； 水生演替：沉水植物浮水植物挺水植物湿生草本植物灌丛、疏林植物乔木。 （3）特点：演替缓慢。4.次生演替(1)概念：在次生裸地（原群落被破坏、有植物繁殖体）上发生的演替。(2)过程:弃耕农田一年生杂草多年生杂草灌木乔木。 （3）特点：演替快速
17、。 （4）人类活动对群落演替的影响使群落演替按照不同自然的演替速度和方向进行。5.群落演替特征（1）方向：一定的方向性。（2）能量：总生产量增加，群落有机总量增加。（3）结构：营养结构复杂，物种多样性增高，稳定性增强。6群落演替的影响因素（1）外因：种内关系（种内斗争和种内互助）种间关系（2）内因：外界环境因素（3）人为因素【例题】关于群落演替的叙述，错误的是（）A群落自然演替是一个群落替代另一个群落的过程B群落的原（初）生演替在海洋和陆地均可以发生C群落的原（初）生演替速度通常非常慢D动物群落的演替与光照条件无关【跟踪训练3】下图是一温带地区在初生演替过程中两种量值的变化曲线,这两条曲线分别
18、表示（）A. A表示草本植物的种类数量,B表示整个植被的生物量B.A表示整个种群的生物量,B表示草本植物的种类数量C.A表示土壤中腐殖质总量,B表示整个植被的种类数量D.A表示食肉类的种类数量,B表示食肉类的生物量第三节生态系统及其稳定性一、生态系统1生态系统定义：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统。实质是环境+生物群落地球上最大的生态系统是生物圈2生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等直接或间接影响的因子。分为生物因子（光、温度、水等）和非生物因子（种内关系、种间关系）二生态系统结构5生态系统的营养结构：食物链（生物之间由于食物关系而形成的一种联系。生
19、产者+消费者）、食物网（许多食物链相互交错连结的复杂营养关系）注意：1.每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物。2.每一环节即为一个营养级,处在第几位即为第几营养级。生产者总是第一营养级。3.各种生物所处营养级的级别并不是一成不变的。4.同种生物,所属消费者级别和所处的营养级级别一定是不同的。（消费者级别+1=营养级别）*生产者、消费者、分解者三者关系：紧密联系，缺一不可。其中生产者是主要成分，分解者是必备成分。 【例题】在“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条成语所描叙的食物链中,次级消费者是（ ）A.鹰B.黄雀C.螳螂 D.蝉【例题】一个生态系统若长期维持下去，除了非生物的物质和能量
20、外，不可缺少的是（ ）A、生产者、消费者 B、消费者、分解者 C、生产者、分解者 D、所有生物成分三、生态系统中能量流动生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。1、能量的最终源头： 太阳能2、流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量3、能量流动的主渠道：食物链和食物网4、能量流动中能量形式的变化： 太阳能生物体中的化学能热能5、能量沿营养级逐级传递，每级都会有散失、遗弃。6、能量散失的主要途径：细胞呼吸7、能量散失的主要形式：热能8能力流动特点第一、能量流动不是循环的而是单向的 从生产者初级消费者次级消费者三级消费者。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营
21、养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、能量流动是逐级递减的：传递率为1020 一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为1020，即构成了能量金字塔。所以，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。【例题】假定某生态系统中有绿色植物、蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量
22、分别是多少？【例题】 在图中，海鸟获得能量最多的食物链是 。若海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是_千克。四、生态系统的物质循环1概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程， 这就是生态系统的物质循环。又叫生物地球化学循环 。2碳循环过程（C02一去四来）3特点：具全球性、反复出现、循环流动。五、 能量流动和物质循环的相互关系【例题】.识图作答（1）写出的生理过程及产生CO2的方式。 _ _ _ _ _（2）碳在无机环境与生物群落之间以_形式进行循环。（3）碳循环中最简单的循环途径是在_和大气之间的循环。【
23、例题】右图为碳元素在生态系统循环的模式图，图中“圆圈”表示生态系统的生物成分，“箭头”表示过程。请据图回答：(1)为_，4为_。(2)6为_，7为_。(3)碳元素在生物群落内部传递是沿_实现的。(4)陆地生态系统的食物链中占有碳元素最多的营养级是_。六生物系统中的信息传递1生态系统中信息的种类物理信息：生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息。这些信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。 化学信息：生物代谢过程中分泌出来的一些物质，如酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂和激素等，经外分泌或挥发作用散发出来被其他生物所接受和传递。行为信息：是动物为了表达识
24、别、威吓、挑战和传递情况，采用特有的动作行为表达的信息。2信息传递在生态系统中的作用生命活动的正常进行，离不开信息的作用。通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。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对有害动物进行控制【例题】森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是（ ）A、可以保证生命活动正常进行B、可以维持生物种群的繁衍C、能够促进生态系统的物质循环D、能够调节生物的种间关系七、生态系统的稳定性1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
25、能力，叫做生态系统的稳定性生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节（self-regulating）能力。2 生态系统的稳定性包括：抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。与生态系统物质丰富度呈正比恢复力稳定性：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力。于抵抗力稳定性呈反比，还与受干扰成都有关一般来说，同一个生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。【课后练习】1下列关于种群的叙述,正确的是（）内蒙古草原上全部的牛是一个种群池塘中所有的鱼是一个种群稻田中所有的三化螟是一个种群种群密度的决定因素是年龄组成、性别比例种群密度的大小主要决定于出生
26、率和死亡率A.B.C.D.2大多数生物群落在空间上有垂直分层现象，称为群落的垂直结构。引起森林群落中植物和动物垂直分层现象的主要因素分别是（）A温度、食物B温度、光照 C湿度、温度D光照、食物3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4 某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏？（） AW110W2BW15W2CW110W2DW15W25下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：6假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（ ）A、绿色植物蝗虫蜘蛛蜥蜴蛇猫头鹰B、绿色植物鼠猫头鹰C、绿色植物蝗虫青蛙蛇猫头鹰 D、绿色植物鼠蛇猫头鹰7假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（ ）A.和 B.和. C.和. D.和8据图判断，下面叙述不符合生态学原理的是( )A 物质经过多级利用，实现了良性循环B 每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益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 - 9 -由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染9