【总结】生物与环境

【高考展望】

生物与环境为必修3“稳态与环境”的第二部分，主要包括以下内容：种群与群落、生态系统的结构和功能、生态系统的稳定性及生态环境的保护。

对于种群和群落，考点主要集中在种群的数量特征、种群数量的增长规律、种间关系、群落演替等，对种群特征及数量变化的考查常以曲线和表格为主，“群落演替”属课标中新增的内容，考查的比例较高。

生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构（食物链、食物网），其中对其营养结构的考查较为突出。

生态系统的功能包括能量流动、物质循环及信息传递。近年来对能量流动和物质循环的考查比较突出，多与食物网或食物链结合起来进行命题。能量流动的相关运算是考试的一个难点，能量流动图解的分析、计算方法需多加关注。

生态系统的稳定性要搞清抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系，生态环境的保护包括人口对生态环境的影响、全球性的环境问题、生物多样性的保护三个考点。它们是高考经常考到的内容，但难度不大，理解识记即可。

【知识升华】

一、知识网络

注意：

种群   ： 一定区域内同种生物所有个体之和

群落   ： 一定区域内各生物种群之和

生态系统  ：群落+无机环境

二、种群和群落

1.种群的数量特征

2.种群数量的增长曲线

曲线图像
曲线类型		“J”型曲线		“S”型曲线
适用范围		实验室中及种群新迁入较适宜的环境最初一段时间内的增长。		一般自然种群的增长
产生条件		理想状态： ①食物空间条件充裕 ②气候适宜 ③没有敌害疾病		现实状态： ①食物、空间有限 ②各种生态因素综合作用
特点		不存在环境阻力的状态， 几乎不存在生存斗争 种群密度不断增大， 种群数量以一定的倍数不断上升。		有限的环境中，个体间为了争夺有限的资源和空间而使生存斗争加剧，一部分个体被淘汰 种群密度不能无限增长，种群数量达到环境容纳量K值后，将在K值上下保持相对定。
环 境 容 纳 量 ︵K 值 ︶	有无K值	无K值		有K值
	K值含义	K值即环境容纳量：表示一定的环境条件和空间中所能维持的种群最大数量 S型增长曲线的种群数量为K/2时，种群增长速率最快
	决定因素	某一种群的K值不是固定不变的，它取决于环境中的食物、生活空间和其他生活条件的限制及捕食者的数量。
	应用	K值或K/2值的应用： （1）保护野生生物：改善环境，增大K值 （2）有害生物的防治： ①减小K值，如对于鼠害，可通过封储粮食、硬化地面、保护天敌等措施来增大环境阻力，减少其K值。 ②及时控制种群数量，严防达到K/2值处（K/2值处种群增长速率最快，若达K/2值处，有害生物可能成灾） （3）养殖或捕捞作业：种群数量为K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强，把握K/2值处黄金开发点，维持种群数量在K/2值处时，可达到“既有较大收获量又可保持种群高速增长”的效果，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
种 群 增 长 率	计算方法	（现有个体数－原有个体数）／原有个体数×100% ＝出生率－死亡率			有些资料中不区分增长率和增长速率， 将增长率的含义也定为增长速率。
		增长率是个百分率，没有“单位”
	变化趋势	保持稳定	不断减小
	某时期种群数量的计算公式	（ λ为种群增长率、Nt为t年后的种群数量、N0为开始时的种群数量 ）
种 群 增 长 速 率	计算方法	（现有个体数－原有个体数）／增长时间
		增长速率有单位，如：个/年
	变化趋势	不断上升	先增大后减小

3.群落中的种间关系

互利共生：相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。

如：大豆与根瘤菌

寄生：对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好

如：蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌；

竞争：生态需求接近不同物种间存在此关系，需求越接近竞争越激烈。

如：牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫；

捕食:一种生物以另一种生物为食

如：羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫；

注意：群落中的物种经过上百年，上千年的竞争，排斥，适应和互利互助，形成了相互依赖又互相制约的密切关系。

一个外来物种引入后，极有可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外，必须要有人的帮助才能勉强生存；但有可能因新的环境中没有可通过竞争或捕食关系来抗衡或制约它的生物，这个引进种便可能成为外来入侵种，侵占别的生物的生存空间与营养等，打破生态平衡，改变或破坏当地的生态环境。

4.群落的演替

	初生演替	次生演替
概念	在一个从来没有被植物覆盖的地方，或者在原来存在过植被但被彻底消灭且其生活环境也彻底被破坏了的地方发生的演替。	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发生的演替。
所需时间 及速度	时间长、速度慢	时间短、速度快
影响因素	主要为自然因素	一般人类活动较为关键
实例	裸岩上的演替、冰川泥上的演替、水生演替	弃耕农田上的演替、火灾后的草原上的演替、被过量砍伐的森林上的演替
过程	以裸岩上的演替为例： 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	以弃耕农田上的演替为例： 弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→森林
	在群落演替过程中，群落中的优势种逐渐发生改变。
结果	（1）演替方向： ①它是群落组成向着一定方向、具有一定规律的随时间而变化有序过程，是生物和环境反复相互作用，使群落在时间和空间上发生的不可逆变化。 ②群落演替不会无休止地进行下去，顶级群落是演替达到的最终稳定状态。一般均可演替到森林这一最高阶段，但如果大环境为干旱的荒漠地区则很难形成树林，很可能只能发展到草本植物阶段或灌木阶段。 （2）群落的结构及稳定性变化： 演替过程中，生物的种类越来越多，群落结构越来越复杂，群落的有机物也越来越多，群落也越来越稳定。

三、生态系统的结构

生态系统的结构包括生态系统的组成结构与生态系统的营养结构两个方面。

1.生态系统的组成成分

2.生态系统的营养结构：食物链和食物网

（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，如下：植物→植食性动物→小型动物→中型动物→大型肉食动物

（2）同一消费者在不同食物链中可占有不同的营养级。

（3）食物网中，两种生物的种间关系可能不只一种，如蟾蜍与蜘蛛既有竞争关系又有捕食关系。

（4）食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类。

（5）食物链和食物网是能量流动、物质循环实现的途径。

四、生态系统的功能：能量流动、物质循环、信息传递

1. 能量流动

（1）各营养级的能量来源与去路分析：

①所同化能量的来源：

*生产者的能量来自太阳能；

*各级消费者的能量来自上一个营养级，其同化量＝摄入量－粪便中所含能量。

注意：生物粪便中的能量仍属上一营养级，未被其同化。

②能量去路：

以初级消费者为例

*部分能量以呼吸作用的方式散失，这部分能量是无法再被生物循环利用的。

*部分能量流入下一营养级

*部分能量（如遗体、粪便、落叶中的能量）被分解者利用

*部分能量属未被利用部分，这部分能量既未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用，而是留在本营养级中。

（2）能量流动的特点

①传递方向：单向流动——生态系统中的能量既不能循环流动，也不能逆向流动。

②传递效率：逐级递减——生态系统中能量在相邻营养级间的传递效率一般为10％－20％。【答题时注意审题，如一只狼吃掉一只兔子，同化量不是10％－20％】

2. 物质循环（碳循环过程）

（1）碳的循环形式：

碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式循环（通过光合和呼吸作用）。

碳元素在生物群落中的传递形式为含碳有机物（通过食物链和食物网）

（2）生态系统中各成分的判断：

①可先根据A、B之间的双向箭头判断：A、B为非生物的物质能量（无机环境）或生产者。

②再根据箭头指向判断：A有3个指出，应为生产者。B有3个指入，应为非生物的物质和能量（无机环境）。

③剩余的C、D一个为消费者，一个为分解者：C指向D，C为消费者，D为分解者。

④图中①为光合作用，②③④分别是生产者、消费者、分解者的呼吸作用。其中④有的题中也称其为分解作用。

3.信息传递

类别	概念	传递形式	实例	信息来源	传递方向
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	物理过程	萤火虫的闪光、植物的五颜六色的花	可来自于环境，也可来自于生物	双向传递
化学 信息	生物通过其在生命活动过程中产生的一些化学物质传递的信息	信息素 等化学物质	昆虫的性外激素、狗利用其小便记路
行为 信息	生物在生长发育、生命活动的过程中，通过其特殊行为，对于同种或异种生物传递的信息	生物的 行为特征	昆虫的舞蹈、孔雀开屏、动物的拟态

五、生态系统的稳定性及生态环境的保护

　1.生态系统的稳定性

	抵抗力稳定性	恢复力稳定性
概念	指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。即“抵抗干扰，保持原状”的能力	指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能。即“遭到破坏，恢复原状”的能力
影响因素	与生态系统营养结构的复杂程度呈正比，生态系统的营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强	与生态系统营养结构的复杂程度呈反比，生态系统的营养结构越简单，越容易恢复，恢复力稳定性越高
联系	（1）二者呈相反关系，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然。 （2）二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。

生物多样性及其保护

①生物多样性的层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。

②保护生物多样性的措施

就地保护：在原地对被保护的生态系统或物种进行保护，如建立自然保护区及风景明胜区等。是保生物多样性的最有效措施。

易地保护：把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护，如建立植物园、动物园及濒危动植物繁中心等。为栖息地严重被破坏，行将灭绝的物种提供最后的生存机会。

其他措施：建立精子库或种子库、利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等。