資源簡介

種群、群落和生態系統
【回顧】
1．生物對環境的適應
(1)適應：現在生存的每一種生物，都具有與其生活環境相適應的形態結構和生活方式。
(2)適應實例
保護色：某些動物為適應棲息環境而具有的與環境色彩相似的體色。
警戒色：某些具有惡臭或毒刺的動物具有的鮮艷色彩和斑紋，具有警示作用。
擬態：某些生物的外表形態、色澤或斑紋，與其他生物或非生物非常相似的狀態。
2．生態系統的功能
(1)能量流動：流經生態系統的總能量是生產者所固定的全部太陽能。能量流動的特點是單向流動且逐級遞減。
(2)物質循環：物質是指組成生物體的一些基本化學元素，其不同于能量特點的是反復出現和循環。
3．生物富集現象：一些有害物質通過食物鏈其濃度隨消費者級別升高而逐步增加，所以有害物質的濃度總是在最高級別的消費者體內積累最多。
4．種群數量的波動和下降
(1)種群數量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的。
圖22－1
(2)原因：氣候、食物、天敵、傳染病、空間、人類影響等多種生態因素共同作用的結果。因此，大多數種群的數量總是在波動中。
(3)常見種群數量與時間關系曲線
特點 圖示 舉例
互利 共生 兩種生物在數量上同時增加，同時減少，呈現出“同生共死”的同步性變化 甲 根瘤菌與豆科植物；白蟻與鞭毛蟲；人體中的某些細菌與人
(續表)
特點 圖示 舉例
競爭 不同物種間生態需求越接近，競爭越激烈。在兩種生物生存能力不同時，數量上呈現出“你死我活”的同步性變化 乙 水稻與稗草爭奪陽光；牛與羊爭奪食物
寄生 寄生生物的生存離不開寄主，但寄生生物的存在對寄主有害，在一定程度上又會影響宿主的數量 丙 血吸蟲寄生在其他動物體內；蚤寄生在其他動物體表；菟絲子寄生在豆科植物上；噬菌體寄生在細菌內部
捕食 兩種生物在數量上呈現出“先增加先減少者為被捕食者，后增加后減少者為捕食者”的不同步性變化 丁 昆蟲吃草，青蛙吃昆蟲，蛇吃青蛙，貓頭鷹吃蛇
圖22－2
5．怎么取樣調查
(1)隨機取樣，保證樣本有代表性。為保證取樣的代表性。在大田調查中，常用的取樣方法如圖22－3所示：
圖22－3　幾種大田調查中的取樣方法
(2)樣本大小要合適，以減小誤差。一般來說，樣本越大，調查的結果越準確。樣本越小，越容易產生誤差。但調查樣本太大，則抽樣付出的代價也就越大。
(3)標志重捕法(適用于移動性強的生物)
在被調查種群的生存環境中，捕獲一部分個體，將這些個體進行標志后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕中標志個體占總捕獲數的比例來估計該種群的數量。
標志重捕法是種群密度的常用調查方法之一。適用于活動能力強，活動范圍較大的動物種群。
例1　江西中考鄱陽湖生態系統中生物種類豐富，長期處于比較穩定狀態。近年來，由于周圍農田大量使用農藥以及附近居民生活污水的排入，水質污染嚴重，湖內的動植物種類和數量急劇減少。下表是科研人員對湖內一條食物鏈中四種生物體內DDT含量的檢測結果。請分析回答：
生物類別 A B C D
DDT含量(ppm) 0.008 0.39 0.03 3.27
(1)寫出A、B、C、D四種生物之間的食物聯系______________。該食物鏈中，若次級消費者要獲得100 kJ的能量，最少需消耗第一營養級的能量為________。
(2)除表中生物外，該生態系統至少還應有____________________等成分。
(3)人工建造的魚塘生態系統穩定性往往比天然的湖泊生態系統弱，這是因為魚塘生態系統________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)污染使湖泊中動植物種類和數量急劇減少，這說明生態系統的____________________是有一定限度的，因此威脅該生態系統生物多樣性的主要原因是____________________。
[答案] (1)A→C→B→D　2500 kJ　(2)分解者和非生物部分　(3)生物種類少，營養結構簡單(自動調節能力小)　(4)自動調節能力　環境的污染
(1)由于生物的富集現象，一些有害物質通過食物鏈其濃度隨消費者級別的升高而逐步增加，所以有害物質的濃度總是在最高級別的消費者體內積累最多。食物鏈應為A→C→B→D，而有毒物質通過食物鏈不斷積累。在該食物鏈中，若次級消費者要獲得100 kJ能量，最少需消耗第一營養級的能量為100 kJ÷20%÷20%＝2500 kJ。(2)一個完整的生態系統包括生物部分和非生物部分，其中生物部分又包括生產者(植物)、消費者(動物)和分解者(細菌、真菌)；表中有生產者和消費者，該生態系統至少還應有分解者和非生物部分等成分。(3)人工建造的魚塘生態系統穩定性往往比天然的湖泊生態系統弱，這是因為魚塘生態系統生物種類少，營養結構簡單。(4)在生態系統中，各種生物的數量和所占的比例總是維持相對穩定的狀態，這種現象就叫生態平衡。生態平衡是一種動態的、相對的平衡，不是生物數量的恒定不變，如動物有遷入、有遷出、有死亡、有出生，各種生物的數量是變化的，又是相對穩定的，總會因生態系統中某一部分先發生改變，引起不平衡，然后依靠生態系統的自動調節能力使其又進入新的平衡狀態。正是這種從平衡到不平衡到又建立新的平衡的反復過程，推動了生態系統整體和各組成部分的發展與進化。生態系統的自動調節能力是有限的；威脅該生態系統生物多樣性的主要原因是環境的污染。
例2　某水池有浮游動物和藻類兩個種群，其種群密度隨時間變化的趨勢如圖22－4。若向水池中投放大量專食浮游動物的某種魚(丙)，一段時間后，該水池甲、乙、丙三個種群中僅剩一個種群。下列關于該水池中上述三個種群關系及變化的敘述，正確的是(　　)
圖22－4
A．甲和丙既有競爭關系又有捕食關系，最終僅剩下甲種群
B．甲和乙既有競爭關系又有捕食關系，最終僅剩下丙種群
C．丙和乙既有競爭關系又有捕食關系，最終僅剩下甲種群
D．丙和乙既有競爭關系又有捕食關系，最終僅剩下丙種群
[答案] C
從曲線上可以看出甲、乙應該為捕食關系，則甲種群為藻類，乙種群為浮游動物。而丙為后期向水池投放的大量專食浮游動物的某種魚。建立的食物鏈應該是：藻類→浮游動物→魚。丙捕食乙，并與乙競爭水中的氧氣，故丙和乙既有捕食關系，又有競爭關系。由于魚是大量的，所以短時間內它們的食物——浮游動物急劇減少，直至滅絕。此時，魚由于食物缺乏，其數量也隨之大量減少，直至滅絕，唯一剩下的種群應為甲種群。
1．寧波創新模擬如圖22－5，為某一生態系統的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是(　　)
圖22－5
A．Ⅰ是初級消費者
B．Ⅳ為分解者
C．E1主要為太陽能，E2為熱能
D．能量可在食物鏈中循環利用
2．如圖22－6是某生態系統中碳循環和能量流動示意圖，有關分析不正確的是(　　)
圖22－6
A．該生態系統中最基本、最關鍵的生物成分是甲
B．戊代表的生物成分是分解者
C．該生態系統中能量損失較少的食物鏈是甲→丁
D．該生態系統中共有4條食物鏈，最長的一條是甲→乙→丙→戊
3．2017·白銀 在小麥→老鼠→蛇這條食物鏈中，若蛇的體重增加100 g，則至少要消耗小麥(　　)
A．500 g B．1250 g
C．2500 g D．5000 g
4．溫州中考 圖22－7反映某生理過程或現象正確的是(　　)
圖22－7
A．在圖A中，若Ⅱ所示結構為小腸絨毛毛細血管，則Y是血液中營養物質和氧氣
B．在圖A中，若Ⅱ為腎小體，則Y是血液大分子蛋白質和血細胞
C．在圖B中，Y表示有機物總量，由甲、乙、丙、丁四種生物及其環境構成的生態系統中，若環境被污染，含有毒物質最多的是生物甲
D．在圖B中，甲、乙、丙、丁表示四種組織，Y表示氧氣與血紅蛋白的結合情況，呼吸作用最旺盛的是甲組織
5．圖22－8中B表示的是一種麻雀在一個群落中的變化情況，那么A可能代表的種群應該是(　　)
圖22－8
A．該種麻雀的天敵的種群
B．與麻雀有互利關系的一個種群
C．群落中生產者數量變化的情況
D．被麻雀捕食的一個種群
6．溫州中考 某山區坡地生態環境破壞嚴重，人們根據不同坡度，分別采取保護性耕作、經濟林種植和封山育林對其進行了治理。
圖22－9
(1)陡坡在封山育林后若干年內，經歷了一年生草本植物、多年生草本植物和灌木三個階段，其典型物種的種群密度變化如圖22－9所示。圖中O →a，物種①密度上升，原因是在適宜條件下，物種①的__________________；b→c，物種①逐漸消失，物種②密度逐漸降低到相對穩定水平，原因是物種②能耐受________；c點之后，在適宜氣候條件下群落中最終占主導地位的植被類型將是________。
(2)該坡地經治理后，既擴大了植被覆蓋面積、增加了對大氣中________的固定，又提高了經濟產出，初步實現了生態效益和經濟效益的同步發展。
7．為了探究水質對生物生活的影響，某小組同學設計了以下實驗。請回答：
魚缸 A缸 B缸 C缸 D缸
實 驗 步 驟 ① 加入污染的河水 加入未污染的河水 加入污染的河水 加入未污染的河水
② 不放金魚藻 放入同樣數量的金魚藻
③ 分別放入10條品種、大小相同的小魚，喂養等量相同的飼料
④ 用透明玻璃蓋密封魚缸，置于光照下
實驗 結果 小魚平均存活時間：D缸＞B缸＞C缸＞A缸
請回答：
(1)步驟③中放入10條小魚而不是1條，目的是________________________。每個魚缸加入大小相同、活力相近的同種小魚是為了______________________________________________。
(2)要探究水質對小魚生活的影響，應選用C缸和________缸作為對照。
(3)該實驗中影響小魚生活的非生物因素除了水質，還有______________________________。　　　　　　
(4)D缸中能量的最終來源是______________，能量流動的特點是_______________________。
(5)若將B缸和D缸都置于黑暗環境中，D缸的小魚先死亡，請說明理由。________________________________________________________________________。
8．調查某草原田鼠數量時，在設置1公頃的調查區內，放置100個捕鼠籠，一夜間捕獲鼠32只，將捕獲的鼠經標記后在原地釋放。數日后，在同一地方再放置同樣數量的捕鼠籠，這次共捕獲30只，其中有上次標記過的個體10只。請回答下列問題。
(1)若該地區田鼠種群個體總數為N，則 N＝________只(計算公式是：N∶a＝b∶c)。
A．30 B．32 C．64 D．96
(2)要使上面所計算的種群個體總數和實際相符，理論上在調查期必須滿足的兩條件是________。
A．有較多個體遷出調查區
B．調查區內沒有較多個體死亡
C．調查區內沒有較多個體出生
D．有較多個體遷入調查區
(3)調查甲、乙兩草原所捕獲鼠的月齡，它們的月齡構成如圖22－10。據圖分析：________草原的田鼠種群屬于________型；________草原的田鼠種群屬于________型，可以預測，該草原鼠害將會嚴重，必須作好防治準備工作。
圖22－10
(4)若某種群有成鼠a只(計算時作為親代)，每只雌鼠一生產仔16只，各代雌雄性別比例均為1∶1，子代幼鼠均發育為成鼠，所有個體的繁殖力均相等，則從理論上計算，第n代產生的子代數為________。
A．a×8n－1 B．a×8n＋1
C．a×8n D．a×8n－2
(5)若將雌雄成鼠各若干只，放在大小一定的籠內飼養，讓它們交配繁殖，且供給足夠的餌料和水，則籠內鼠數變化和飼養時間之間的關系，應為圖中的曲線________。
答案
1．C　 能量金字塔，從下到上依次為第一營養級、第二營養級、第三營養級、第四營養級，能量在生態系統中不能循環利用。Ⅰ是生產者，生產者的能量主要來自太陽能，E1為太陽能，E2為自身呼吸消耗的熱能；Ⅳ位于第四營養級，屬于消費者。
2．D
3．C　 能量在沿食物鏈流動過程中是逐級遞減的，一般地說，輸入的一個營養級的能量中，只有10%～20%的能量流入下一營養級。若蛇的體重增加100 g，則至少要消耗小麥100 g÷20%÷20%＝2500(g)。
4．B　 圖A中，若Ⅱ為小腸絨毛毛細血管，則Y能表示血液中的營養物質而不能表示氧氣，因為氧氣是在肺循環過程中增加的；圖A中，若Ⅱ為腎小體，則由于腎小體的濾過作用可使血液中大量的水被濾過進入腎小囊腔，使蛋白質和血細胞濃度升高；在圖B中，Y表示有機物總量，有機物總量越多，說明生物個體越多，處于食物鏈的底端，而有毒物質隨著食物鏈積累，越高級消費者體內有毒物質越多；在圖B中，Y表示氧氣與血紅蛋白的結合情況，說明甲組織血液中氧含量高，氧氣利用率低，呼吸作用不旺盛。
5．A　 由圖可知：圖中B的數量大于A，兩種群中一種數量的增加導致另一種數量的下降，而后者數量的下降又導致前者數量的增加，A的變化隨B的變化而變化，它們之間是一種捕食關系，則A是該種麻雀的天敵的種群。
6. (1)出生率大于死亡率　弱光　喬木
(2)碳元素(CO2)
(1)結合題中材料，圖中①表示一年生草本植物，②表示多年生草本植物，③表示灌木。決定種群密度最直接的因素是出生率和死亡率，圖中O→a，物種①的密度上升，數量增多，說明該時間段內種群的出生率大于死亡率；b→c段，群落由多年生草本階段向灌木階段過渡，灌木取代了多年生草本植物，多年生草本植物②逐漸降低到相對穩定的水平，說明②能耐受灌木叢導致的弱光環境，并在該環境下保持種群數量的相對穩定；c點后，若氣候條件適宜，高大的喬木能獲得充足的光照取代灌木的優勢，成為該地區占主導地位的植被類型。(2)該地區經過治理，增大了植被覆蓋面積，同時增加的植被可以通過光合作用固定更多的碳元素(CO2)，增加了農林產品的產出，實現了生態效益和經濟效益的同步發展。
7．(1)避免偶然性、減小實驗誤差　控制只有一個變量
(2)D　(3)光照、氧氣
(4)太陽能　單向流動，逐漸遞減、能量的傳遞效率是10%～20%
(5)黑暗環境中金魚藻不能進行光合作用產生氧氣，而金魚藻的呼吸作用又要消耗水中的氧氣。導致D缸水中的氧氣更早耗盡，因此D缸中的小魚先死亡
(1)用1條小魚做實驗具有很大的偶然性，若采集的小魚生病或受處于特殊生長時期等，不足以說明問題，用10條小魚可以避免偶然性、減小實驗誤差。對照實驗是單一變量實驗，除變量不同外，其他條件都相同且適宜，因此每個魚缸加入大小相同、活力相近的同種小魚是為了控制只有一個變量。(2)“要探究水質對小魚生活的影響”，唯一不同的變量是：水是否受到污染，因此應選用C缸和D缸作為對照。(3)分析表中數據可知，該實驗中影響小魚生活的非生物因素除了水質，還有光照、氧氣。(4)在生態系統中只有綠色植物才能進行光合作用固定太陽能。綠色植物通過光合作用制造有機物，有機物中儲存著來自陽光的能量。所以D缸中能量的最終來源是太陽能；能量在沿著食物鏈流動的過程中一部分通過呼吸作用散失，還有一部分流向分解者，因此能量流動的特點是單向流動、逐漸遞減，能量的傳遞效率是10%～20%。(5)“若將B缸和D缸都置于黑暗環境中”，由于黑暗環境中金魚藻不能進行光合作用產生氧氣，而金魚藻的呼吸作用又要消耗水中的氧氣。所以D缸水中的氧氣更早耗盡，D缸中的小魚先死亡。
8．(1)D　(2)BC　(3)乙　穩定　甲　增長
(4)C　(5)C
(1)標志重捕法是指在調查種群的生存環境中，捕獲一部分個體，將這些個體進行標志后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕中標志個體占總捕獲量的比例，來估計該種群的數量。根據計算公式N∶32＝30∶10，解得N＝96只/公頃。
(2)因為出生率、死亡率和遷入、遷出對種群的個體數量具有決定作用，所以要使調查的結果更接近實際數，理論上在調查期必須滿足出生率、死亡率和遷入、遷出沒有明顯變化。
(3)圖示坐標圖顯示，甲有眾多的幼年個體，乙的各個月齡個體數量相當，所以甲草原的田鼠屬于增長型，乙草原的田鼠屬于穩定型。
(4)該種群有成鼠a只(計算時作為親代)，其中雌鼠有只，由于每只雌鼠一生產仔16只，各代雌雄性別比例均為1∶1，因此親代產生的子代數為×16＝8a，則第二代產生的子代數為82a，因此第n代產生的子代數為a×8n。
(5)由于籠子的大小是一定的，這就限制了種群的K值，因此該種群將呈現為“S”型曲線。

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