1、- 1 -种群、群落与生态系统热点理解与应用授课提示：对应学生用书第 235 页一、对种群增长曲线的理解与应用1从概念上区分种群增长率与增长速率种群增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体数的比率，即增长率出生率死亡率，是一个百分比，无单位；而种群增长速率则是指在单位时间内新增加的个体数，有单位(如个/年等)。例如，某一种群的数量在某一单位时间 t(如 1 年)内，由初数量 N0(个)增长到末数量Nt(个)，则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别如下：增长率(末数初数)/初数100%( Nt N0)/N0100%(无单位)；增长速率(末数初数)/单位时间( Nt N0)/t(
2、有单位，如个/年)。2从具体的曲线图中区分种群增长率和增长速率(1)“J”型曲线中的种群增长率和增长速率种群的“J”型增长曲线中，每年的增长率都保持不变，但由于每年的基数不同，故种群每年增长的个体数是不同的，呈逐年增长的趋势，故种群增长速率(相当于“J”型曲线的曲线斜率)逐渐增大。(2)“S”型曲线中的种群增长率和增长速率“S”型曲线的增长率是逐渐下降的，增长速率是先上升后下降。其中种群数量为 K/2时，种群的增长速率最大，种群数量为 K 时，种群的增长速率为 0。题组突破演练1如图甲为种群数量增长的“J”型、 “S”型曲线，图乙是几种预想的“J”型与“S”- 2 -型曲线种群增长率与增长速率
3、随时间的变化趋势曲线，下列判断正确的是( )A代表的是“J”型曲线的增长率，代表的是“S”型曲线的增长速率B代表的是“J”型曲线的增长率，代表的是“S”型曲线的增长速率C代表的是“J”型曲线的增长率，代表的是“S”型曲线的增长速率D代表的是“J”型曲线的增长率，代表的是“S”型曲线的增长速率解析：依图分析可知：理想状态下种群增长曲线呈“J”型，其增长速率曲线如图，增长率曲线如图；自然条件下种群数量呈“S”型增长，由于环境阻力的增大，单位时间内增加的个体数减少，因此“S”型曲线增长速率在种群数量为 K/2 时最大，种群数量在 K/2前，增长速率逐渐增大，种群数量达到 K/2 后增长速率逐渐减小，
4、种群数量为 K 值时增长速率为 0，如图，其增长率曲线如图。答案：D2如图表示一个生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列有关叙述正确的是( )A t2 t3时间内甲种群出生率小于死亡率B t3 t5时间内甲、乙两种群的年龄组成不同C t3时甲的种群密度最小， t4时乙的种群密度最大D若乙种群为某种害虫，则在 t4时防治的效果最佳解析：在 t2 t3时间内甲种群的增长速率大于 0，甲种群的出生率大于死亡率，A 项错误。 t3 t5时间内乙种群数量一直在增多，年龄组成为增长型，与甲种群的年龄组成不同，B 项正确。 t3时甲种群密度最大， t5时乙种群密度最大，C 项错误。若乙种群
5、为某种害虫，则在 t4之前就应防治，D 项错误。答案：B- 3 -3图 1 所示为将某地乌鸦引入某生态系统后，研究人员连续 20 年调查其种群数量的变化，绘制成的 值变化曲线。图 2 为某草原生态系统的食物网简图，请据图回答：(1)图 1 中，该种群在前 5 年种群数量的变化类型是_型，第 5 年至第 20 年种群的数量变化是_。第 10 年、第 15 年和第 20 年的种群数量相比，最多的是_，最少的是_。若调查乌鸦的种群密度，用_法。(2)图 2 中的食物网有_条食物链，其中次级消费者是_。植物的“绿色”为兔子和老鼠提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是_。(3)在生态系统中
6、，生产者属于第一营养级，它的能量除了未利用的一部分和被分解者利用外，其他的流向是_。(4)生长在该生态系统中的蘑菇体内储存的能量_(填“能”或“不能”)传递给植物。解析：(1)由图可知，在前 5 年 值不变，且都大于 1，说明种群数量的增长率不变，种群数量呈“J”型增长；第 5 年至第 10 年， 值大于 1，种群数量持续增加；第 10 年至第 20 年， 值小于 1，种群数量减少，故第 5 年至第 20 年，种群数量先增加后减少。由上述分析可知，种群数量最多的是第 10 年，最少的是第 20 年。乌鸦个体较大、活动能力强，可用标志重捕法调查其种群密度。(2)从图 2 中可以看出，该食物网中共
7、有 4 条食物链，分别是：植物兔鹰，植物兔狐，植物鼠狐，植物鼠蛇鹰。处于次级消费者(第三营养级)地位的是狐、蛇和鹰。植物的“绿色”为兔子和老鼠提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。(3)在生态系统中，生产者属于第一营养级，它的能量流向有 4 条，分别是：未利用的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸作用消耗的能量以及被下一营养级所同化的能量。(4)蘑菇是分解者，由于能量流动是单向的，分解者体内的能量不能传递给植物。答案：(1)“J” 先增加后减少 第 10 年 第 20 年 标志重捕 (2)4 狐、蛇和鹰 调节生物的种间关系，以维持生态系统的
8、稳定 (3)自身的呼吸作用和被下一营养级所同化 - 4 -(4)不能二、生态系统能量流动的过程分析和相关计算1能量流动过程图分析(1)本图涉及三个营养级(第一、第二、第三营养级)，从能量的去向角度看，每个营养级的能量由四个部分组成：流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸消耗的能量和未被利用的能量。(2)从能量的来源看，本图中的能量有两个来源：一是生产者通过光合作用固定的太阳能，二是人为投入的有机物中的能量，其中生产者的光合作用是能量的根本来源，但在一些人工生态系统中，有机物的投入可能是能量的主要来源。(3)未被利用的能量主要是用来维持某营养级存在的能量，如果这部分能量被下一个营养
9、级或其他方面所利用，则该营养级的个体数量就会明显下降，从而破坏生态系统的稳定性。2能量传递效率的计算(1)第一营养级到第二营养级能量传递效率的计算：能量传递效率指的是相邻两个营养级的同化量之比，本图中第一营养级的总同化量3147023110，由第一营养级传给第二营养级的能量为 14，所以第一营养级到第二营养级的能量传递效率14/110100%12.7%。(2)第二营养级到第三营养级能量传递效率的计算：第二营养级的同化量14216，第三营养级的同化量0.250.052.15.17.5，减去有机物输入量 5，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率2.5/16100%15.6%。题组突破演练4以下
10、表示动物利用食物的过程。- 5 -正确的分析是( )A恒温动物的/值一般高于变温动物B哺乳动物的/值一般为 10%20%C提高圈养动物生长量一般需提高/值D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物解析：恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，/值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是 10%20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率应表示为/(未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高/值，这样才能促使有机物积累；食肉动物与食草动物的/值无法比较。答案：C5如图是生态系统的能量流动图解，据图回答下列问题：(1)写出图中 AE 所代表的名称：
11、A._；B._；C._；D._；E._。(2)流经生态系统的总能量是_。(3)在生态系统的能量流动图解中，箭头依次变细，意味着_。(4)图中 F 表示_，E 的主要作用是_。(5)生态系统中能量在逐级流动中传递效率为_。假若“A”的总能量为 100%，按最高传递效率计算，第三营养级所获得的能量应是_。(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的能量流动关系，使能量流向_。解析：由箭头的指向和粗细可看出能量流动的方向是 ABCD，A、B、C、D 依次应是生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，能量流动具有单向流动、逐级递减
12、的特点。一个营养级中的能量只有- 6 -10%20%，能够传递给下一个营养级。人们研究能量流动的目的是使能量能持续高效地流向对人类最有益的部分。答案：(1)生产者(第一营养级) 初级消费者(第二营养级) 次级消费者(第三营养级) 三级消费者(第四营养级) 分解者 (2)生产者(A)所固定的太阳能的总量 (3)能量流动是单向的、逐级递减的 (4)各类生物呼吸作用消耗的能量 分解有机物 (5)10%20% 4% (6)对人类最有益的部分6如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D 是丙中关系密切的四种生物，其生物量所占比例如图所示；如表为该生态系统能量流
13、动数据表(不考虑未利用的能量)，请回答下列问题：营养级 分解者从上一营养级固定的能量(kJ)/141.015.90.9221.7呼吸消耗的能量(kJ)501.279.113.20.5192.6(1)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分，还包括_。表中的和分解者分别对应图中_、_。(2)图中 A 生物为第_营养级，其下一营养级生物为_(填字母)；据表分析，A 与下一营养级的能量传递效率为_(保留小数点后一位)。(3)图中过程中碳的传递形式分别是_、_。(4)假设该生态系统受到 DDT 的污染，图中_生物体内浓度最大。(5)该生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用，这属于
14、生物多样性的_价值。解析：根据甲、乙之间为双向箭头，可知两者为生产者和大气中的 CO2库，又因乙、丙、丁都有箭头指向甲，可以确定甲为大气中的 CO2库，乙为生产者；又根据乙、丙都有箭头指- 7 -向丁，可知丁为分解者，丙为消费者。(1)据上述分析可知，甲为大气中的 CO2库，乙为生产者，丙为消费者，丁为分解者，生态系统的结构除了包括生态系统的组成成分，还包括食物链和食物网(营养结构)。表中的，没有从上一营养级固定的能量，据此可判断为生产者，与图中的乙相对应。表中分解者与图中的丁相对应。(2)在丙所示的消费者群体中，生物量所占比例由大到小的顺序为 ABCD，依据能量流动在各营养级之间逐级递减的特
15、点，可判断图中 A 生物为第二营养级，对应表中的，其下一营养级生物为 B、C，与表中的相对应。A 与下一营养级的能量传递效率(下一营养级生物的同化量/A 生物的同化量)100%(15.9/141.0)100%11.3%。(3)碳在生物群落中的传递形式为含碳有机物，在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是 CO2。图中过程表示分解者分解生产者的遗体、残骸等，过程表示分解者的呼吸作用，因此过程中碳的传递形式分别是含碳有机物、CO2。(4)DDT 在生物体内既不能被分解，也不能被排出体外，会随着食物链在生物体内富集，营养级越高该有毒物质在其体内含量越大，因此 D 生物体内浓度最大。(5)生态系统在蓄
16、洪防旱、调节气候等方面的重要作用属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。答案：(1)食物链和食物网(营养结构) 乙 丁 (2)二B、C 11.3% (3)含碳有机物 CO 2 (4)D (5)间接专题培优|生物与环境授课提示：对应学生用书第 237 页一、种群和群落1种群密度调查中的几点提醒(1)样方法：该方法用于植物、昆虫卵或一些活动范围小、活动能力弱的动物(如蚯蚓等)种群密度的调查；随机取样，排除人为因素对调查结果的影响；非条形调查区域采用五点取样法，条形调查区域采用等距取样法；样方的大小要根据调查对象的个体大小确定。(2)标志重捕法：适用于活动范围大、活动能力强的生物，主要是一些动物种群
17、密度的调查；注意标记物不能影响调查对象的生存、不要太醒目、要牢固。(3)熟悉解题规律，如标志重捕法调查种群密度时，重捕的标记动物多了(如更容易被捕获)，估计数目偏小，反之偏大；判断碳循环各成分时先找双向箭头；能量的传递效率不会改变，能量利用率可以提高等。这些规律会帮助你在考场上快速、顺利解题。2生存斗争、竞争与种内斗争的辨析- 8 -种内斗争为种内关系，竞争为种间关系，种间斗争包括竞争，而生存斗争既包括生物与生物之间的关系，又包括生物与无机环境之间的关系，如图中 A 代表生存斗争、B 代表种内斗争，C 代表种间斗争、D 代表竞争。3种群数量增长中的两大误区(1)误认为“”就是增长率。 指种群数
18、量是一年前种群数量的倍数( Nt/Nt1 )。根据 Nt N0 t可得 t 年后的种群数量。而增长率指一段时间结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始种群数量的比例，一年的种群增长率( Nt Nt1 )/Nt1 Nt/Nt1 Nt1 /Nt1 1。(2)误以为增长率就是增长速率。增长速率指的是单位时间内种群数量增长的数目，增长率是一个比值。题组突破演练1图 1 是种群数量特征的概念图，图 2 是某地人口出生率和死亡率的变化曲线。下列相关叙述中，错误的是( )图 1图 2A图 1 中的 c 是种群密度，指的是某种群的总数量B图 1 中的 a 和 b 分别是性别比例和年龄组成C图 2 所示
19、种群的年龄组成由稳定型变成增长型D并非全部的生物种群都具有图 1 中的 a 特征解析：种群最基本的数量特征是种群密度，其大小取决于迁入率和迁出率、出生率和死亡率，所以图 1 中的 c 表示的是种群密度，它指的是某种群在单位面积或单位体积中的个体数量，而不是种群的总数量，A 错误；性别比例只影响出生率，而年龄组成既影响出生率又影响死亡率，所以图 1 中的 a 和 b 分别是性别比例和年龄组成，B 正确。图 2 中曲线开始阶- 9 -段出生率等于死亡率，年龄组成为稳定型，之后出生率大于死亡率，其年龄组成变成了增长型，C 正确。某些生物无性别之分所以也就没有性别比例这一特征，D 正确。答案：A2.某
20、种食用螺被引进河流人工养殖，结果迅速蔓延至稻田，疯狂吞噬水稻，现用一种能捕食该螺的鳖进行生物防治，结果如图，下列说法正确的是( )A调查螺和鳖的种群密度一般不采取相同的方法B78 月份螺的种群密度下降最明显C从种群特征分析，89 月份螺种群密度低的原因最可能是鳖的大量捕食D螺与鳖构成了一条食物链解析：调查种群密度时，由于螺的活动能力较弱，一般采用样方法，鳖的个体大且活动能力强，一般采用标志重捕法，A 正确；由图中曲线斜率可知，6 月份前后种群密度下降最明显，B 错误；从种群特征分析，89 月份螺种群数量几乎没有增加，原因最可能是出生率非常低，C 错误；食物链包括生产者和消费者，而螺与鳖都属于消
21、费者，因此不能构成食物链，D 错误。答案：A3资源的合理使用是使产量最大化，但又不影响资源的持久利用。自然种群数量增长呈“S”型曲线，假设种群的环境容纳量为 K， N 表示种群数量，据表分析正确的是( )曲线上的点N (K N)/KS1200.90S2500.75S31000.50S41500.25S5 1 0.10- 10 -80A.环境阻力对种群增长的影响出现在 S4点之后B防治蝗虫应在蝗虫数量达到 S3点时进行C渔业捕捞后需控制鱼群剩余量在 S3点D( K N)/K 为 0.90 时，种群增长速率最大解析：在种群数量变化的“S”型曲线中，环境阻力始终存在，A 错误；根据表中数据可知，在
22、S3点时该种群( K N)/K 为 0.50，即 N K/2，此时种群增长速率最大，对蝗虫等害虫的防治，需将其数量控制在 K/2(S3点)以下，最好是 S1点，B 错误；为了获得最大利润，渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在 K/2 左右，C 正确；( K N)/K 为 0.50 时，种群增长速率最大，D 错误。答案：C4黄土丘陵沟壑区位于黄土高原北部，已成为黄土高原水土流失最严重的地区，同时也是我国生态环境最为脆弱的地区之一。目前通过恢复植被改善生态环境已成为该地区治理水土流失的最重要措施之一。(1)通过人为因素恢复植被、改善生态环境，会影响该地区群落演替的_。(2)封禁能使黄土丘陵沟壑区的
23、植被逐步恢复。植被的恢复是_演替的过程。短期封禁就能使草本群落得到明显恢复，主要表现在植物种类的增加、植被覆盖度和生物量的提高、植被保持水土功能增强上。若实施中期封禁，请预测植被的恢复状况：_。(3)中期封禁后，物种的丰富度_(填“增加” “减少”或“不变”)。(4)封禁后群落垂直结构发生较大的变化，人工乔木林的垂直结构逐渐明显，这种垂直结构显著提高了_，还为动物创造了_。解析：(1)人类活动会影响群落演替的方向和速度。(2)封禁能使黄土丘陵沟壑区的植被逐步恢复，黄土丘陵沟壑区属于次生裸地，在次生裸地上进行的演替属于次生演替。群落演替过程中，生物的种类不断增加，生物量不断提高，最终趋于稳定。因此，短期封禁就能使草本群落得到明显恢复，主要表现在植物种类的增加、植被覆盖度和生物量的提高、植被保持水土功能增强上，若实施中期封禁，则植被覆盖度、生物量继续增加，水土保持功能进一步提高，与短期封禁恢复相比，提高幅度较小。(3)中期封禁后，随着演替的进行，物种的丰富度还在增加。(4)封禁后群落垂直结构发生较大的变化，人工乔木林的垂直结构逐渐明
