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生物专题  思维导图    保护濒危物种 一、生物在地理环境中的作用 生物是地理环境的产物，又对地理环境的形成和发展起着非常重要的作用。 主要表现在： （一）常见的新陈代谢过程影响大气及土壤的成分结构 生物常见的新陈代谢过程包括有光合作用、呼吸作用和分解作用等，这些过程对地理环境要素的影响如下： (1) 光合作用改造大气成分  光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有机物，同时释放氧的过程。 其意义有： 一是完成了自然界规模巨大的物质转变，它把无机物转变成有机物； 二是完成了自然界规模巨大的能量转变，把太阳投射到地球表面上的一部分光能，转变为贮存在有机物中的化学能； 三是从根本上改变了地面上的生活环境，每年从光合作用中可以放出大约4700亿吨的游离态氧，这就把原先没有氧的地面改变成为有氧的环境，改变了大气成分。 原始大气主要成分有二氧化碳、甲烷、氢和氨，而不是氮和氧，后因生物生命活动的参与，氮和氧浓度大增，二氧化碳含量大减，逐渐变成现今空气的化学组成状况。 （2）呼吸作用保持二氧化碳和氧气的含量平衡 呼吸作用指细胞内的有机物在一系列酶的作用下逐步氧化分解，同时释放能量的过程。 其意义有： 一是能为生物体的生命活动提供能量，促进生物的生长； 二是能为体内其他化合物的合成提供原料，保持大气中二氧化碳和氧气的含量平衡。 （3）分解作用补充土壤肥力 分解作用是有机物质的逐步降解过程，它由多种生物共同完成。 分解过程比较复杂，大致分为三个阶段： 一是机械作用阶段：由于物理的和生物的作用，动植物遗体被分解成为颗粒和碎屑，即碎裂。  二是生物异化作用阶段：腐生生物在酶的作用下，把有机物碎屑转变成为腐殖酸和其他可溶性有机物，即从聚合体变成单体，然后腐殖酸和其它可溶性有机物缓慢分解，逐步变成生产者可以重新利用的无机物。 三是淋溶过程：可溶性物质被水淋洗出来，进入土壤，为土壤有机质的重要来源，补充土壤肥力。  ▲淋溶过程 在自然界中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。 一般认为，氧因绿色植物光合作用而富集；氮一部分是由于细菌分解各种氮化物而被释出来的。 （二)其他新陈代谢过程影响水体化学成分 新陈代谢是指生物体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程。 生物对地表水、地下水化学成分起制约作用，表现在有机体在新陈代谢过程中，从水中吸收某些化学元素和化合物，而释放出另一些化学元素和化合物，进而影响了水体的化学成分。 （三）生物对地理环境具有指示作用 生物的指示作用是指自然地理要素之间存在相互联系、相互依赖的关系，掌握了它们之间有规律的联系，就有可能利用一个要素的特征去认识另一个要素的存在，或者反映出所在环境的主要特征。 一是植物对环境的指示作用，如：水生植物——莲(荷花)的生长环境。 ▲荷花 由于在生长过程中有充足的水源，所以它长得叶大柔嫩，但根扎的很浅；而骆驼刺生活在沙漠地区，属旱生植物。 由于沙漠中缺水，所以骆驼刺的叶子变成细刺，并且根扎的很深，有的深达十几米，根系十分发达。  ▲骆驼刺 二是动物对环境的指示作用，动物有以下的身体特征来适应环境，如：寒冷地方居住的会长出厚厚的毛皮 ，以防热量散失；  ▲蓝狐（北极狐） 与环境相似的颜色，即保护色，如变色龙；装成与栖息环境相似的形态，或模仿另一种昆虫，即拟态，如枯叶蝶；以鲜艳的颜色来警示其他动物，即警戒色，如鲜艳的蘑菇是有毒的。  ▲变色龙 二、地理环境对生物的影响 （1)气候 ① 温度 任何一种生物，都有它的最低温度、最适温度和最高温度，相应形成生物生长的“三基点”。例如，水稻种子发芽的最适温度是25°C-35°C，最低温度是8°C，46.5C就要死亡。 在一定的温度范围内，生物的生长速率与温度成正比，在多年生木本植物茎的横断面上大多可以看到明显的年轮，这就是植物生长快慢与温度高低关系的真实写照。过高或过低的环境温度，对生物都会造成危害。  ▲数木年轮 在一定范围内，生物对高温或低温都会产生一定的适应能力。 高温危害植物首先是破坏代谢的协调，使呼吸作用剧烈，不少植物通过很强的蒸腾作用来降低植物体的温度使之免受过热的伤害。 动物对高、低温的适应与植物不同，当环境温度条件改变，不适合其生存的时候许多动物则会本能地采取各种措施，比如迁移、休眠和其他一些适应方式。 昼夜温差影响植物生长的速度及品质，昼夜温差大有利于农作物的营养成分、糖分的积累。 ▲砂田种西瓜 ② 光照 光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光。 光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加有重要影响。光照强度会促使动物组织和器官的分化，制约着器官的正常发育速度，影响着动物的活动和热能代谢。 不同生物物对光强有不同的反应，因而可分为喜光植物、喜阴植物及喜光性动物、避光性动物。 喜光性动物往往具有正趋光性，避光性动物常有负趋光性。土壤无脊椎动物几乎全是避光性的，如蚯蚓。 ▲蚯蚓 不同光质对植物色素形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同的。 红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作用，红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。 ▲光和植物的关系 ③ 降水 雨水是植物生长发育期间的主要水分来源。 降雨的生态作用： 随着不同的降雨强度、降雨时间的长短、土壤内水分状况，以及地表植被的覆盖情形而变化。 一般来说，强度较小、分布均匀的细雨对植物有利，而骤雨降落后，大量成为地表径流而流走，渗到土壤中的很少。 雾和露在干燥地区可被浅根系植物所利用，以补充土壤和空气中水分的不足。 同一纬度，降水从沿海到内陆减少，植被呈现出从沿海向内陆的地域分异规律； ▲从沿海到内陆的地域分异规律 同一地点，降水多的年份树木生长好，年轮宽。 ④ 风 风对生物的作用，既有有利的一面，也有有害的一面。 风是植物花粉、种子和果实传播的动力。 ▲蒲公英种子 风力还能促使环境中氧气、二氧化碳和水汽均匀分布，并加速它们的循环，形成有利于植物正常生活的环境。 风对植物的有害影响，主要表现在使植物变形，特别在干风作用下，可以使植物体的向风侧蒸腾大量水分，使体内水分平衡受到破坏，叶片菱蔫，枝条枯死，形成不对称的“旗形树冠”，这种现象在海滨、山区森林的上限和北方森林的北界都很普遍。 其次，大风携带的砂粒打击树木，损伤树皮，还能使树根暴露，强风可使树干弯曲，造成“风倒”、“风折”等灾害。 ▲柽（cheng）柳 风主要对陆生动物起作用，它可以直接或间接地影响动物的生活方式、迁移和地理分布风对于飞行动物，如昆虫、鸟类和蝙蝠等的生物学特性和地理分布影响较大。 ▲北美帝王蝶迁徙 （2）地形 ① 阳坡、阴坡 山地的坡向对生物的生长与活动具有很大的影响，尤其是南北坡之间常常表现出鲜明的对比。 ▲不同坡向植被差异 就北半球广大的中高纬度地区而言 南坡较北坡 日照条件好、温度高 湿度小、蒸发量大、土壤风化强 因而一般土壊有机质较少 也较为干燥和弃薄 是喜光、耐早的阳生植物的适生环境 北坡则多时寒、时阴、喜湿的植物 但是，在低纬度地区 南北坡生境的差异随着纬度的降低而减少 以至消失 ② 垂直差异 南北坡综合环境条件的差异，还明显地反映在植物的垂直分布上。 一般来说 北半球同一树种或植被类型的垂直分布 北坡常低于南坡 ▲珠穆朗玛峰垂直地带性分异 而在同一海拔高度 南坡植物成分中常有较南(喜暖)的植物种类 北坡植物成分中则常有较北(耐寒)的植物种分布 ③ 迎风坡、背风坡 受地形的阻挡 山脉两侧植被截然不同 如安第斯山脉南部 大陆西岸迎风坡为温带落叶阔叶林 东岸背风坡为温带荒漠和草原 ▲迎风坡、背风坡 天山北坡为西风迎风坡有森林 南坡背风坡则没有 ▲天山山脉北坡水汽来源 （3）土壤 土壤是植物生长发育的基质，陆栖动物都以土壤为立脚点，它们在土壤上行走、活动和觅食，土壤是土壤动物的生存环境。 “万物土中生”，说明生物与土壤之间的密切关系。 ① 土壤质地 根据土壤的机械组成，通常将土壤质地分为沙土、壤土和粘土三大类。 土壤质地直接影响土壤水分、温度、空气和养分状况，因而间接地影响动、植物的生活。 壤土是土壤中质地最好的一类，多具有团粒结构，既利水通气，又能涵养水分，保持肥力，有利于好气微生物将有机物分解、转化成能被植物吸收利用的无机养分，壤土是肥力较高的土壤，它为植物生命活动提供了良好的生活条件，适于绝大多数植物生存。 粘土矿物质粒径小，土壤结构紧实、粘重，保水保肥能力强，但透水透气性能差。土壤里常常缺乏氧气，植物根系发育不良，因此，只适于浅根性植物生长。 ② 土壤空气 土壤通气条件好，则好气性细菌和真菌活跃，有机物质分解迅速，并可完全矿质化，成为能被植物吸收利用的养分，但形成的腐殖质较少，不利于养分的积累，而且养分的有效率也不高。 所以土壤通气不良和过分通气都不利于生物生存，最好是具有一定的通气性，使好气分解与嫌气分解能同时并存，既有利于腐殖质的形成，又使植物有效养分得到充分利用。 ③ 土壤温度 土壤温度一方面直接影响植物种方发和扎根出苗。 ▲植物出苗 另一方面，也制约着各种盐类的溶解速度、土壤气体交换和水分蒸发、土壤中各种微生物的活动以及土壤有机物质分解的速度和养分的转化等。 因而问接地影响植物的生长，土壤温度还影响植物根系的生长和呼吸，以及根系的吸收能力，一般来说，根系的呼吸强度和吸收能力是随土温的降低而减弱的。 ④ 土壤水分 土壤水分是不可缺少的生态因素，水分在土壤的组成要素中，给与生物的生命活动以最大的影响，许多植物和土壤动物的分布，是受土壤水分的多少和存在的形态所制约的，植物所需要的养分，只有溶于水中才能被植物所吸收。 土壤中所进行的许多物质转化过程，如矿物养分的溶解与转化，有机物的分解与合成等，也只有在水分存在并直接参与下才能进行土中水分过多或过少都不利于植物生长发育。 土壤中水分多了，空气就要减少，植物根呼吸就要减弱，长期下去会造成息，导致植物体死亡。 水分过少，土壤出现严重干早时，土壤中的重力水和毛管水完全消失，只剩对植物生理无效的吸附水，使其生长变慢甚至停止，量后导致植物体死亡。 三、生物对地理环境的影响 （1）气候 森林具有涵养水源的作用，森林茂密的地区，空气湿度大，气温日较差小林具有涵养水源的作用，森林茂密的地区，空气湿度大，气温日较差小。 ▲森林 （2）地貌 一方面加快岩石的风化过程，改变地貌形态； ▲生物风化过程 另一方面又具有保持水土的作用，保护了原始地表形态。 ▲水土保持（山西） 地面有植被覆盖，可使雨水一部分阻止于枝叶之间，逐渐蒸发，同时增加了地表的糙度，使降至地面的雨水流速减缓，流径加长，有利于雨水入渗，增加土壤含水量，减少地表径流。 （3）土壤 生物因素是影响土壤发生发展的最活跃因素由于生物的作用，才把太阳能引入成土过程，才使分散在岩石圈、水圈和大气圈中的营养元素有了向土壤聚集的可能，才产生了腐殖质，形成了良好的土壤结构改造了原始土壤的物理性质，从而产生仅为士壤所固有的肥力特征。 ▲腐殖质 所以，在一定意义上说没有生物的作用，就没有土壤的形成过程。 四、生物多样性 （1）概念及类型 生物多样性是指所有来源的活的生物体的变异性，这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。 它包括多个层次或水平，目前国际上公认生物多样性通常包括三层含义，即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 （2）影响因素 ①水分和热量 高温多雨，水热条件优越的地区 生物种类丰富 ②自然环境 气候复杂的地区，生物种类丰富 水域环境复杂，水生生物丰富 地形复杂，起伏大的地区，生物种类丰富 ③环境变迁与突发事件 如地质时期的冰期导致多样性减少 陨石撞击地球导致恐龙灭绝 全球变暖、臭氧层破坏导致 生物多样性减少 环境变化导致食物缺乏等 ④天敌与外来物种的干扰 导致生物多样性减少 ⑤人类活动的破坏与干扰 最主要原因是 人类的滥捕滥猎 人类的生产和活动及污染排放破坏生态环境 如食物链的破坏 对动物栖息地的破坏 动物食用被污染的食物等 导致生物多样性减少 ⑥饵料 饵料与生物数量、种类呈正相关 ⑦生存空间 面积大小影响数量 空间的复杂性影响种类 封闭程度影响独特性 ⑧生态系统 生态系统越全面 越多层次 生物量越多 生物多样性越多 （3）保护措施 ① 就地保护 为了保护生物多样性，把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理。比如，建立自然保护区实行就地保护。 ▲新疆自然保护区 自然保护区是有代表性的自然系统、珍稀濒危野生动植物种的天然分布区，包括自然遗迹、陆地、陆地水体、海域等不同类型的生态系统。 自然保护区还具备科学研究、科普宣传、生态旅游的重要功能。 ▲青藏地区自然保护区 ② 迁地保护 迁地保护是在生物多样性分布的异地，通过建立动物园、植物园、树木园、野生动物园、种子库、基因库、水族馆等不同形式的保护设施，对那些比较珍贵的物种、具有观赏价值的物种或其基因实施由人工辅助的保护。 ▲种子库 迁地保护目的只是使即将灭绝的物种找到一个暂时生存的空间，待其元气得到恢复、具备自然生存能力的时候，还是要让被保护者重新回到生态系统中。 ③ 建立基因库 人们已经开始建立基因库，来实现保存物种的愿望。 比如，为了保护作物的栽培种及其会灭绝的野生亲缘种，建立全球性的基因库网。 大多数基因库贮藏着谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子。 ▲国家基因库 ④ 构建法律体系 人们还必须运用法律手段，完善相关法律制度，来保护生物多样性。 比如，加强对外来物种引入的评估和审批，实现统一监督管理。 建立基金制度，保证国家专门拨款，争取个人、社会和国际组织的捐款和援助，为实践工作的开展提供强有力的经济支持等。 真题演练 2016年全国卷1 37.某科考队于8月考察堪察加半岛。考察中发现，堪察加半岛北部发育苔原，南部生长森林；东西向气候区域差异显著；大型植食性和肉食性野生动物数量较少，但冬眠、杂食性且善捕鱼的熊的数量较多；大量来自海洋的鲑鱼溯河流而上，成为熊的重要食物。图6示意堪察加半岛的地形。 37题为原试卷题号 （1）说明堪察加半岛地形对气候区域差异的影响。（6分） 【参考答案】 山脉大致呈南北向，阻挡季风，形成多雨区和雨影区；地形高差大，形成气候垂直差异。 【解析】 根据图中等高线特征，可以推断勘察加半岛地区地形特征为中间高，四周低，有一条东北-西南走向的山脉，气候区域差异可以从区域间的气温、降水、光照等方面考虑。该地区受东亚季风影响，夏季吹东南风，冬季吹西北风，东南部为夏季风的迎风坡，西北部为冬季风的迎风坡，从而形成多雨区和雨影区。同时该地最高处可达4750米，地形高差大，形成山地气候垂直差异。 （2）分析堪察加半岛大型植食性和肉食性野生动物数量较少的原因。（10分） 【参考答案】 纬度高，植物生长缓慢，食物供应量少；环境空间差别大，适宜生存的空间小；冬季寒冷漫长，生存条件恶劣。 【解析】 动物数量多少可以从自然条件的优劣（温度、水源、光照等方面）、生存空间、食物来源、天敌、种群联系通道、人类活动等方面考虑。该地位于纬度较高地区，气候低，冬季寒冷，生存环境恶劣，同时植物量少，生长缓慢，食物少；地形起伏大，环境差别大，适宜生存空间小。 （3）某科考队员欲近距离拍摄熊，推测他在甲地选择拍摄点的理由。（6分） 【参考答案】 河流附近，熊出没的机率大；山地地形，且有森林，便于隐蔽；降水较少，晴天较多，利于拍摄。 【解析】 熊善捕鱼，甲地有河流，鲑鱼可以溯流而上成为熊的食物；8月份，甲地位于夏季风的背风坡，多晴天，利于拍摄；南部大量森林分布，便于隐蔽。 图解 写在最后： 勘察加半岛地区为寒温带与寒带的过渡地区，又是东亚季风的边缘地区，加上地形的影响，内部差异较大，是考察学生区域认知，综合分析能力非常有价值的区域。本题要求学生在分析自然区位条件基础上，确定区域差异产生的原因，进而明晰区域差异的地理意义。 写在最后 本期思维导图（PDF）获取方式： 对本公众号后台发送关键词“生物”即可获取！ 下期见！ 图片来源 | 百度搜索 文稿编辑 | 陈铭斌 试题解析 | 曾庆阳 排版 | 李双有 审核 | 椰子皮 |
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