知识纵横 专题突破.

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1 知识纵横 专题突破

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3 　　一、种群数量增长和数学曲线 1.种群数量的变化规律和种群增长的两种曲 线 自然种群的增长一般遵循“S”型曲线变化 规律,而当种群迁入一个新环境以后,

4 常在一定时间内大致呈现“J”型增长。两 种增长方式的差异主要在于环境阻力对种群 数量增长的影响。其比较见右图及下表:

5 　　 项目 曲线　　     条件 特点 有无最 大值 曲线的形 成原因 “J”型曲线 理想 连续增长;增 长率不变 无 无生存 斗争 “S”型曲线 有限 增长到一定 数量并保持 相对稳定;增 长率先增大 后减小再降 至0 有 生存斗争加 剧;捕食者数 量增加

6 　　2.种群增长曲线、我国人口增长曲线分 析

7 (1)曲线解读:

8 ①图A:“J”型曲线,理想状态下的种群增长 曲线。“J”型曲线无K值,且增长率保持一定 的数值不变。“J”型曲线的数学模型为Nt= N0λt,λ代表的是增长倍数,不是增长率。λ>1时, 种群密度增大;λ=1时,种群密度保持稳定;λ<1 时,种群密度减小。 ②图B:“S”型曲线,现实状态下的种群增长 曲线,K值的含义是在环境条件不受破坏的情

9 况下,一定空间所能维持的种群最大数量。不 同种群在同一环境条件下的K值不同,同一种 群在不同环境条件下的K值也不相同。要想 既保证鱼类资源的更新能力不受到破坏,又能 获得最大捕获量,应使鱼类的数量保持在K/2 值,此时种群的增长量最大。 ③图C:我国的人口数量呈现“J”型增长。我 国人口急剧增长的主要原因是较高的生育率

10 和逐渐下降的死亡率形成了巨大的“落差”, 从而使人口增长加快;人口基数过大也是原因 之一。
(2)A、B两曲线所示种群增长率分析

11 (3)种群的消长规律与我国人口增长情况的关 系
人是生物界中的一员,所以种群消长规律有适 用于人口增长情况的一面。但是人又不同于 一般的生物:人具有特别发达和善于思考的大 脑;具有制造工具和能动地调控人口增长以及 能动地改造和保护自然的本领等等。所以,生 物种群的消长规律不完全适用于人口增长的

12 情况。 　         生产实践中,若某种群数 量增长大大超过了环境容纳量,致使环境中某 些资源要素受到破坏,就会造成环境容纳量的 下降,这对控制人口增长、害虫防治、环境的 治理保护等方面具有指导意义。 　　◆例1    (2011·江苏高考)在野外试验站,

13 研究棉蚜发生期开放和封闭条件下、不同初 始密度(1和20头/叶)的棉蚜种群密度变化,各 实验组均放置规格、数量相同的棉叶,结果如 下图。有关叙述正确的是(多选) (　    )

14 A.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭 条件下衰退,可能与迁出有关
B.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭 条件下达到密度峰值,可能与迁入有关 C.开放和封闭条件下种群数量均在达到K值 时开始衰退 D.开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退

15 时开始减弱 【解析】开放条件下,棉蚜种群在初始密度为 1头/叶时,数量在达到K值时维持了几天后才 开始衰退;由于培养过程中营养的消耗等导致 环境条件的恶化,在种群衰退时,尽管数量在 减少,但种内斗争并不意味着就会减弱。 【答案】AB

16 二、人类活动对群落演替的影响 人类活动对群落演替的影响远远超过其他自 然因素,会使群落演替按照不同于自然演替的 速度和方向进行。我们要正确看待人类生存 和发展与群落演替的良性发展之间的关系。 1.人类活动往往是有目的、有意识地进行,可 以对生物之间以及生物与环境之间的相互关

17 系加以控制,甚至可以改造或重建新的关系, 这有利于群落演替的良性发展,实现人与自然 的和谐相处。例如:我国政府为处理好经济发 展同人口、资源、环境的关系,走可持续发展 的道路,推出了退耕还林、还草、还湖以及退 牧还草的生态工程。 2.人类活动有时也会有意或无意地将一种新 的物种引入到某一群落之中。外源物种在缺

18 乏天敌和适宜的环境中会大肆扩散和蔓延,破 坏原有群落的稳定性,危及原有物种的生存或 导致本地物种的灭绝,改变了原有群落演替的 方向和速度。
3.人类还可以经营、抚育森林,管理草原,治理 沙漠,使群落演替按照不同于自然发展的道路 进行,甚至还可以建立人工群落,将演替的方 向和速度置于人为控制之下。

19 　　◆例2    (2011·安徽理综)某岛屿由海底 火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被 茂盛,风景优美。下列叙述不正确的是 (    
    ) A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落 水平结构的体现

20 B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次 生演替
C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自 然演替的速度进行 D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程 【解析】考查群落演替以及人类活动对群落 演替的影响。B选项不正确,发生于火山、冰

21 川泥以及沙丘的演替是初生演替,此演替已到 了森林阶段,所以一定经历了很长时间。人类 的活动会使演替不同于自然演替的方向和速 度,不同地段上的差异属于水平结构,空间上 的垂直分布属于垂直结构。
【答案】B

22 三、生态系统的信息传递 1.生态系统信息传递的种类、作用及应用,归 纳整合如下图所示: 2.信息传递存在于生态系统的各种成分之间,

23 把生态系统的各个组成部分联系成一个整体, 而且具有调节生态系统稳定性的作用。
3.信息传递不像物质流那样是循环的,也不像 能量流那样是单向的,信息流往往是双向的。

24 在信息传递的过程中同时伴随着一定的物质 和能量的消耗。生物间的信息传递是长期进 化的结果。
4.信息传递在农业生产中的应用 (1)提高农产品和畜产品的产量 例如:①在增加营养的基础上延长光照时间, 可以提高母鸡产蛋率;②用一定频率的声波处

25 理蔬菜、谷类作物及树木等的种子,可以提高 发芽率,获得增产;③模拟动物信息吸引大量 传粉动物,可以提高果树的传粉率和结实率。
(2)对有害动物进行控制 有害动物的防治方法有多种,如化学防治、生 物防治、机械防治等。这些方法各有优点,但 是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环

26 境无污染的生物防治,其中有些利用了信息传 递,例如:①黏虫成虫具有趋光性,对蜡味特别 敏感,生产上就利用这一点,在杀菌剂中调加 蜡类物质以诱杀之;②人们利用性引诱剂“迷 向法”防治害虫。具体方法:在田间释放过量 的人工合成性引诱剂,使雄虫无法辨认雌虫的 方位,或者使它的气味感受器变得不适应或疲 劳,不再对雌虫有反应,从而干扰害虫的正常 交尾。

27 　　◆例3    (2011·安徽理综)大熊猫和华南 虎都是我国的珍稀保护动物,它们体型相近, 曾经同域分布,一度都有较大的种群数量。由 于栖息地破坏导致它们的数量锐减,目前野生 大熊猫仅有1600只左右,而华南虎在野外已基 本绝迹。

28 (1)从生态系统能量流动的特点分析,大熊猫 比华南虎有一定生存优势的原因是　　　     　　    。
(2)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在 岩石或树干上进行标记,这种行为传递的信息 类型属于　　　　　　　　　　　　　　         。

29 (3)目前,野生大熊猫分布在六个彼此隔离的 种群中,通过建立生态廊道沟通各种群,可以 使种群间发生　　　　　    。
(4)建立自然保护区,改善栖息环境,以提高     　　　    ,是提高大熊猫种群密度的根本措施 。 【解析】考查生态系统功能。(1)根据能量流

30 动逐级递减的特点,由于华南虎是肉食性动 物,而大熊猫是植食性动物,营养级低,所以生 存优势强。(2)大熊猫尿液和肛腺的分泌物是 化学信息。(3)野生大熊猫分布在六个彼此隔 离的种群中,属于同一物种,可以基因交流。 (4)建立自然保护区,改善栖息环境,减小环境 阻力,从而提高环境容纳量,提高种群密度。 【答案】(1)所处的营养级低,属于第二营养

31 级    (2)化学信息    (3)基因交流    (4)环境容 纳量    
四、生物多样性与生物入侵 1.生物多样性 (1)生物性状表现为多样性的直接原因是蛋白 质的多样性;从分子水平上看,生物多样性的 根本原因是DNA分子中基因的多样性,具体

32 ①基因层次:这是一种分子水平上的保护。任 何一个个体或物种的消失或绝迹都意味着地 球上会丧失一部分基因。
可表示为:  多样性   生物性状 的多样性 ①基因层次:这是一种分子水平上的保护。任 何一个个体或物种的消失或绝迹都意味着地 球上会丧失一部分基因。 ②物种层次:同一区域的同种个体组成种群,

33 种群是物种存在的具体形式,个体生存与繁殖 意味着物种存在与繁衍。
③生态系统层次:从生物与环境的关系角度来 认识保护生物多样性,应该为生物提供优良的 生态环境,防止环境污染。 2.生物入侵 (1)基本概念:是指某种生物从外地自然传入

34 或人为引种后成为野生状态,并对本地生态系 统造成一定危害的现象。这些生物叫做外来 物种。
(2)外来入侵物种的特点:生态适应能力强,缺 乏天敌而失去控制,繁殖能力强,传播能力强 等。 (3)严重后果:

35 第一,外来物种入侵会严重破坏生物的多样 性,并加速物种的灭绝。
第二,外来物种入侵会严重破坏生态平衡。 第三,外来物种入侵会因其可能携带的病原微 生物而对其他生物的生存甚至对人类健康构 成直接威胁。 第四,外来物种入侵还会给受害国造成巨大的 经济损失。

36 　　◆例4    在纪念“5·12汶川大地震”周年 之际,某生态工作者为了加速当地生态资源的 恢复,在过去的一年中大量引进外来物种并造 成外来物种入侵。下列说法正确的是 (    
    ) A.大量引进外来物种,可大量增加本地生态系

37 统的种群数量 B.外来物种与本地物种不可能存在竞争关系 C.外来物种入侵该地区后可能会导致该生态 系统抵抗力稳定性降低 D.外来物种入侵将丰富本地物种基因库 【解析】外来物种入侵,会对植物土壤的水分 及其他营养成分、群落的结构稳定性及遗传

38 多样性等方面造成影响,从而破坏当地的生态 平衡。
【答案】C 五、害虫防治的常见方法 1.天敌防治法 (1)天敌防治法是目前广泛使用的生物防治方 法之一,如在松树林中放养灰喜鹊来防治松毛

39 虫,在蝗灾区饲养鸡、鸭来控制蝗虫的数量等 。
(2)优点　能将害虫控制在较低的水平,效果 好,控效持久,防治成本低廉,且有的还因天敌 而获得良好的经济效益,对环境无污染。 (3)缺点　天敌的数量不确定。 2.寄生虫防治法

40 (1)寄生虫防治法是目前广泛使用的生物防治 方法之一,如利用施放白僵菌来防治松毛虫等 。
(2)优点　效果好,控效持久,防治成本低廉,对 环境无污染。 (3)缺点　不同的害虫须确定相应的寄生虫, 专一性强。

41 3.激素防治法 (1)激素防治法是目前广泛使用的生物防治方 法之一。可使用蜕皮激素、性外激素防治。 如对菜青虫用蜕皮激素(或类似物)处理,促使 其加速变成成虫,缩短危害作物的幼虫期,以 达到防治害虫的目的。 (2)优点　见效快,效果明显,无污染。

42 (3)缺点　蜕皮激素(或类似物)只是促使幼虫 变成成虫,而并未杀死害虫,故治标不治本;性 外激素(或类似物)只能干扰当代雌雄个体交 配,降低出生率,减少下一代虫害的发生。
4.黑光灯防治法 (1)黑光灯防治法在农业生产上被广泛应用。 利用的是昆虫的趋光性对害虫进行防治。

43 (2)优点　成本低,无污染,易操作。 (3)缺点　主要对鳞翅目害虫的成虫有防治作 用。 5.运用基因工程,培育抗虫植物 (1)此法正逐步被大面积推广应用,如将苏云 金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花中培育出抗 虫棉。

44 (2)优点　防治效果好,不反弹,无污染,所培育 的抗虫性状短时间内就能稳定下来。
(3)缺点　首先是环境安全问题,如转基因生 物是否会影响到生物的多样性,是否会改变与 之相关的物种;其次是抗虫食物安全性的问 题,如是否会对食用者造成伤害,是否会造成 肠道微生物的菌群失调等尚不清楚。

45 　         化学农药的长期持续使 用,对农作物病虫害防治本身及环境带来一系 列严重问题,主要表现为害虫的抗药能力增 强,药效降低、农药残留超标、自然控制力减 弱及环境污染严重。 　　◆例5    马来西亚彭亨州金马仑地区部 分菜农近年来逐渐弃用农药,转而引入姬蜂来

46 防治蔬菜害虫吊丝虫,取得了一定效果。吊丝 虫专吃农作物的叶子。由于一些农药目前无 法消灭吊丝虫,菜农便引入吊丝虫的天敌—— 姬蜂。姬蜂能将卵产在害虫体内,它们内部的 营养液就成了姬蜂幼虫的食物,害虫也就无法 存活了,这称之为生物防治。据此,以下说法 不正确的是 (　    ) A.姬蜂的引入降低了吊丝虫的种群密度

47 B.农药对吊丝虫进行了自然选择,生存下来的 害虫抗药性较强
C.生物防治方法的优点之一是不会造成环境 污染 D.如果长期使用姬蜂治虫也可能使吊丝虫产 生“抗蜂性”,最好进行“多蜂轮治” 【解析】吊丝虫的变异是不定向的,农药可对

48 它进行选择,生存下来的都是对该农药抗性较 强的个体。姬蜂可使吊丝虫死亡,长期使用姬 蜂治虫可控制害虫的数量,不会使吊丝虫产生 “抗蜂性”。
【答案】D 六、有关环境保护的热点问题 1.生物富集

49 生物个体或处于同一营养级的种群从周围环 境中吸收某些元素或不易分解的化合物,这些 污染物在体内积累,使生物体内某些元素或化 合物的浓度超过了环境中的浓度的现象,叫做 生物富集作用。生物富集作用可以分为水生 生物富集作用和陆生生物富集作用。 水生生物富集作用:水生生物主要通过食物链 富集污染物质。例如:有机氯农药在水中的溶

50 解度虽然很低,但是经过“浮游植物→浮游动 物→小鱼→肉食性鱼”这样一条食物链,可以 成千上万倍地富集起来。
陆生生物富集作用:陆生生物体内富集的有毒 污染物主要是重金属和化学农药。陆生植物 体内的重金属,主要是通过根系从土壤中吸收 的。重金属进入动物体或人体后,除了随粪便 排出一部分外,其余的则在动物或人体内富集

51 起来并逐渐造成危害。例如,湖南浏阳镉中毒 事件。
2.水体富营养化 富营养化是指水体中N、P等植物所必需的矿 质元素含量过多,导致藻类等植物大量繁殖, 并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。其危害 原理如下图所示:

52   　　3.温室效应

53 温室效应主要是指现代化工业社会过多燃烧 煤炭、石油和天然气,大量排放CO2等温室气 体,导致全球气候变暖的现象。
(1)主要危害:地球上的病虫害和传染疾病增 加;全球变暖,冰川融化,海平面上升;气候反常, 海洋风暴增多;土地干旱,沙漠化面积增大。 (2)预防与治理:发展低碳经济,开发洁净新能

54 源,减少资源消耗;大力植树种草。 4.酸雨 酸雨又被称为“空中死神”,是当前全球主要 环境问题之一。它是工业高度发展而出现的 副产物。我国是继欧洲、北美洲之后的世界 第三大重酸雨区。 (1)概念:酸雨是指pH值小于5.6的酸性降水。

55 (2)成因:主要是硫循环不平衡导致的(由于我 国多燃煤,所以主要降硫酸型酸雨,而多燃石 油的国家则降硝酸型酸雨)。
大气中SO2的三个来源:矿石燃料的燃烧、火 山爆发和微生物的分解作用。 SO2进入生物群落的途径:以SO2的形式被绿色 植物吸收;SO2与水结合成硫酸,随降雨落入土

56 壤和水体中,再以硫酸盐的形式被植物的根系 吸收。
如果硫由生物群落到大气的量超过由大气到 生物群落的量,则造成酸雨的发生。 (3)危害:植物种子发芽率和幼苗成熟率降低 , 影响光合作用效率;鱼卵不能正常孵化;危害 建筑物及工业设备;引起人的呼吸道疾病等。

57 　         环境污染治理主要方法思 路:利用微生物氧化分解作用,建立氧化塘,净 化污水;利用生态系统中的营养关系,建立新 型食物链或调整食物链,构建生物修复系统; 利用基因工程构建可利用污染物的工程菌或 转基因植物。 　　◆例6    酸雨已成为一个全球性环境问

58 题,它使生态平衡遭到破坏的原因是破坏了植 被。酸雨的危害不包括 (　    )
A.伤害陆地植物的叶和芽 B.延缓森林中有机物质的分解 C.硫酸沿食物链富集并危害人体 D.杀死水生生物,破坏营养结构 【解析】生物富集作用是指环境中的一些污

59 染物(如重金属、化学农药),通过食物链在生 物体内大量积聚的过程。
【答案】C 七、食物网中的物种变动情况的分析与判断 1.处于食物链中第一营养级的生物减少,对该 食物链中的其他生物的影响。

60 在某食物链中,若处于第一营养级的生物减 少,其他生物都将减少。这是因为第一营养级 是其他各种生物赖以生存的直接或间接食物 来源,这一营养级生物的减少必会引起连锁反 应,致使以下营养级依次减少。所以图中a的 减少,必会引起b、c、d、e、f、g的数量都减 少。 2.“天敌”一方减少,对被捕食者数量变动的

61 影响。 若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数 量减少,则被捕食者数量会因此而迅速增加, 但这种增加并不是无限的。而是随着数量的 增加,种群密度加大,种内斗争势必加剧,再加 上没有了天敌的“压力”,被捕食者自身素质 (如奔跑速度、警惕灵敏性等)必然会下降,导 致流行病蔓延,老弱病残者增多。最终造成密

62 度减小,直至相对稳定,即天敌减少,造成被捕 食者先增后减,最后趋向稳定。所以若f减少, 图中e的数量变化将是先增加,后减少,再趋向 稳定。
3.若处于“中间”营养级的生物减少,另一种 生物的变化情况应视具体食物链确定。在本 图所示的食物网中,d突然减少,则以它为食的 e减少,以e为食的f也减少,f减少则g就更多地

63 吃b和c,从而导致b和c减少。在这里必须明确 f并非g的唯一食物,所以f减少并不会造成g的 减少,它可依靠其他食物(如c、b等生物)来源 而维持数量基本不变。
◆例7    (2011·全国新课标理综)某岛屿栖息 着狐和野兔,生态系统相对稳定。后来有人登 岛牧羊、捕食野兔和狐,狐也捕食羊羔。第5

64 年,岛上狐濒临灭绝,但野兔数量大大超过人 登岛前的数量。第6年,野兔种群暴发了由兔 瘟热病毒引起的瘟疫,其数量骤减。回答问 题:
(1)人与狐的种间关系是　　    ,兔瘟热病毒 与野兔的种间关系是　　　    。 (2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食

65 物网。 (3)人登岛后的第5年,与登岛前相比,野兔种内 竞争强度　　　    (增加、减小、不变)。 (4)一般情况下,被捕食者传染病的流行程度 将随捕食者种群密度的增加而　　　    (增强 、减弱、不变)。 【解析】原来岛屿上的狐捕食野兔。人登岛

66 牧羊后,人捕食羊、野兔和狐,狐捕食羊羔,据 此可画出食物网,并看出人与狐的种间关系是 竞争和捕食。兔瘟热病毒寄生在兔的活细胞 中。(3)人登岛后捕食狐,

67 第5年由于狐的大量减少,野兔失去天敌的制 约,大量增加,种内竞争加剧。(4)捕食者种群 密度的增加会使被捕食者种群密度降低,减弱 传染病流行程度。
【答案】(1)竞争和捕食　寄生    (2)见上图     (3)增加    (4)减弱

68 八、与生态系统中能量流动有关的计算题 (1)生态系统中能量流动计算的类型 ①能量流动中传递效率的计算 ②能量流动中相关营养级能量值的计算 (2)方法与技巧 ①求最值问题 已知最高营养级生物的量

69   已知第一营养级(生产者)生物的量   ②能量流动中“成比例”的计算

70 若能量流动的比例是高营养级向各低营养级 摄取的比例,则从高营养级开始计算;反之,则 从低营养级开始计算。
　         ①要注意某一级消费者的 同化量=摄入能量-粪便能量。②若某生态系 统被某种在生物体内有积累作用的有毒物质 污染,则要注意该有毒物质会沿食物链富集, 即越往食物链的高端,其含量越高。

71   　　◆例8    (2011·山东理综)6月5日是世界 环境日,今年我国的世界环境日主题是“共建 生态文明,共享绿色未来”。草原是绿色生态 环境的重要组成部分。某草原生态系统的食 物网如图所示。

72   (1)图中食物网较简单,因此,该草原生态系统 的　　　　　    能力较差,其　　　　　　    

73 稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群 外,该生态系统的生物组成成分还应有　　     　　　　　    才能保证其物质循环的正常进 行。
(2)如果图中草能提供10000 kJ的能量,营养级 间的能量传递效率为10%~20%,那么鹰占据 的营养级能够得到的最低和最高能量值分别 是　　    kJ和　　　    kJ。若去除蛇,且狐的

74 数量不变,则草原容纳鹰的数量会　　　    。 若外来生物入侵该区,则会导致该草原的　     　    锐减或丧失。
(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是     　　    和竞争。若某年兔种群的K值为1000 只,且1只兔和4只鼠消耗的草量相等,其他条 件不变的情况下,次年鼠的数量增加400只,则 兔种群的K值变为　　　    只。用标志重捕

75 法调查该区鼠的种群数量时,若部分标记个体 迁出,则导致调查结果　　　    (填“偏高” 或“偏低”)。
(4)草原干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外 液渗透压　　　    ,引起　　　    渗透压感受 器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起     　　    对水的重吸收增加,减少排尿量,以保 持体内水平衡。

76 【解析】(1)营养结构(食物链、食物网)越简 单,生态系统的自我调节能力越差,抵抗力稳 定性越低。要保证生态系统中物质的循环,一 定要有生产者和分解者。(2)要使鹰获得的能 量最低,应该按最长食物链、能量传递效率最 低进行计算,此时鹰获得的能量为10000×10% ×10%×10%=10 kJ。要使鹰获得的能量最高, 应该按最短食物链、能量传递效率最高进行

77 计算,此时鹰获得的能量为10000×20%×20%= 400 kJ。若去除蛇,整个生态系统中以热量形 式散失的能量减少,同时由于狐的数量不变, 因此鹰的数量将增多。若外来生物入侵,该草 原的生物多样性将下降。(3)从图中可知,影 响兔种群数量的两个重要种间关系是捕食和 竞争。鼠的数量增400只,鼠消耗的草量将增 加,兔所能获得的草量将减少,所对应的兔的

78 数量将减少100只,此时兔种群的K值为900。 用标志重捕法调查该地区的种群数量后,若部 分标记个体迁出,标记个体重捕获概率下降, 导致调查结果偏高。(4)兔摄取水分减少时, 将导致体内细胞外液渗透压增加,引起下丘脑 渗透压感受器兴奋,抗利尿激素分泌增多,进 而引起肾小管和集合管对水的重吸收增加,排 尿量减少,保持体内水分的平衡。

79 【答案】(1)自我调节(或反馈调节,负反馈调 节)　抵抗力
分解者    (2)10　400　增加　生物多样性(或 物种多样性)    (3)捕食　900　偏高    (4)升高 　下丘脑　肾小管、集合管