专题六 生物与环境专题

专题六生物与环境专题一、知识网络构建该网络为内核，构建与其关系密切的包括代谢等主要专题在内的“外延”知识网络（学科内综合――将关系密切的细胞的物质与结构、光合作用、细胞呼吸、能量代谢、代谢类型、生物固氮微生物与发酵等其它专题与生物与环境专题相互联系）。

目的是强化知识的融会贯通，奠定能力培养的基础。

二、主要内容解释（一）生态因素1、生态因素的综合作用、主导作用每一生态因素都是在与其他的因素的相互影响、相互制约中起作用的，任何一个因素的变化都会在不同程度上引起其他因素的变化。

如光强度的变化必然会引起大气和土壤温度的改变。

同时，每一生物每时每刻又都同时受多种生态因素的影响，这些就是生态因素的综合作用。

事物的另一方面，对生物起作用的各种生态因素是非等价的，其中必有1～2个是起主导作用的。

如对陆生植物来说，水分影响其分布，而对水生植物分布起主要作用的则是光照。

2、注意与相关知识的具体联系进行与前面学过的相关内容“外交式”的罗列，明确跨章节联系，目的是温故的基础上而知新。

（１）光影响植物：与第三章的《光合作用》的联系有①光照时间长短及强度影响光合作用；②光的不同波长影响色素吸收光；③知道光合作用的应用（提高农作物产量的管理措施）等等。

（２）光影响动物：光影响动物的行为体现了生物的应激性；光影响动物繁殖（行为）与第四章的《动物行为与调节》中的反射调节知识有联系。

（３）温度影响生物：这个方面可以联系到温度对酶的影响。

（４）水对生物的影响：联系植物水分吸收、细胞中的水的作用等知识。

土壤中水分过多导致氧气减少，进而影响呼吸，这也同样联系到了新陈代谢内容。

（５）生物因素中涉及了与代谢类型有关的内容。

（６）实验及能力方面：通过课文中的小字银灰狐和黑鼬实验内容，介绍了生态学实验研究方法与思想。

通过课外科技活动强化了分组对照实验方法。

可以说这些都是前面实验思想与方法的延续和提高。

（二）种群和生物群落１、如何正确理解和判断种群种群是物种存在的基本单位、是生物繁殖的基本单位、是生物进化的基本单位，也是生态学研究的重要单位。

种群是指一定空间和时间内，同种生物个体的总和。

同一种群内的个体具有传粉、交配和繁殖的机会，也就是说种群是物种存在和繁殖的基本单位。

种群内的基因频率改变导致了生物的进化，所以种群是进化的基本单位。

种群的个体相互不是孤立存在的，而是通过种内关系（既有互助也有斗争，但都利于种群延续）组成了一个有机的整体，所以种群也是生态学研究的重要单位。

种群具有个体不具备的特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等，种群与个体的关系就是一个整体与部分的关系。

由个体到种群是一个质的飞跃，种群即是视野的宏观化，更是一个客观存在。

种群是建立在种内关系上的。

缺乏种内关系的生物群体不构成种群。

一个湖泊中的全部雄鲤鱼这个群体，因为是个体的简单相加而不叫种群，它所缺乏的就是建立在种内关系上的密度、出生率等种群特征。

２、“Ｊ”型曲线中的λ、增长率和数量增长速率三个单位分析公式N t=N0λt。

N0表示起始数量，λ表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数，t 表示年数或生物的繁殖代数。

λ＝N1/N0；增长率＝(N1-N0)/N0*100%＝(λ-1)*100%。

所以可以看出，λ与增长率是即有联系又有区别的两个单位，同学们注意区分。

另外，同学们可能会从横轴为时间、纵轴为种群数量的坐标系中的“Ｊ”型曲线中来寻找上面的两个值，这时就要注意与上述两个单位有区别的第三个单位――种群增长速率（单位时间内种群数量变化率），种群增长速率就是“Ｊ”型曲线上通过每一点的切线斜率，斜率是变化着的。

“Ｓ”型曲线中种群数量为K／2时斜率最大，所以在开发动植物资源时，种群数量大于K/2时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得的量最大。

当过度猎取导致种群数量小于K/2时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。

３、种群数量变化的分析（１）种群特征与数量：出生率、死亡率、迁入和迁出是影响种群密度的直接因素，决定种群的数量变化；性别比例和年龄组成是影响种群密度的间接因素，为种群数量变动提供信息。

性别比例在一定程度上影响种群密度，年龄组成决定与预测种群数量的变化趋势（如上图）。

（２）生态因素与数量：种群数量也受非生物因素和生物因素的影响（联系前面内容了）。

其中有的作用强度与种群密度无关，我们叫它们为非密度制约因素。

例如，风、雨、雪、气温都会对种群数量的变化产生影响，但是影响的大小是与种群密度无关的。

而另一些因素的作用是随种群密度而变化的，这种因素称为密度制约因素。

例如，传染病在密度大的种群中更容易传播，因而对种群数量的影响就大。

又如，种内斗争在密度大的种群中更加剧烈，对种群数量的影响也就更大。

４、种群密度的取样调查（１）种群密度取样调查中的两个概念样方：从研究对象的总体中,抽取出来的部分个体的集合,就叫做样方。

样方也叫做样本。

随机取样：在抽样时,如果总体中每一个个体被抽选的机会均等,且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连,这样就满足了随机性, 叫做随机取样。

随机取样不允许掺入任何主观性。

（２）植物种群密度的取样调查实施步骤①确定调查对象→②选择调查地段→③符合随机取样原则确定样方→④设计计数记录表→⑤实地计数记录→⑥计算密度。

（３）动物种群密度调查方法(主要是采用标志重捕法)在标志重捕法中,操作中应注意以下几点：①标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。

②标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。

③标志不能过分醒目，以防可能改变与捕食者之间的关系。

④标志符号必须能够维持一定的时间,在调查研究期间不能消失。

⑤调查期间没有大规模迁出和迁入，没有外界因素的强烈干扰。

⑥相关计算５、本节知识与其它相关知识的联系（１）理解种群概念与涉及进化的内容统一起来。

前面学习过“种群是生物进化的基本单位”，“种群是生物繁殖的基本单位”，从生态学角度讲种群也是生态学研究中的一个单位。

（２）理解种群数量的变化规律与生态因素内容统一起来。

“Ｊ型曲线”、“Ｓ型曲线”变化原因的分析涉及到了许多生态因素的作用，如气候因素、食物因素均属于生态因素。

这样将本章的第一节、第二节知识有机整合。

（３）理解种群通过直接或间接关系形成群落与生物因素、新陈代谢等知识统一起来。

群落中，属于种群间直接关系的具体内容其实就是前面所学习的种间关系（共生、寄生、竞争和捕食）。

而群落中种群间间接关系的认识需要通过代谢来理解，如乔木对灌木的光的影响、动植物的枯枝、尸体对土壤中各种微生物的营养的影响等等。

（４）该节内容涉及到数学等相关学科的有以下方面：Ａ许多种不同的单位：①密度，②出生率、死亡率，③倍数，④增长率。

Ｂ该节中还出现了许多曲线。

Ｃ生物种群密度调查中的计算。

Ｄ指数函数等等。

这就要求加强与相关学科的联系。

（５）联系“微生物的增长曲线规律”。

（三）生态系统1、生物群落中的“三大功能类群”作用及范围的认识生产者、消费者和分解者是生态系统中三大功能类群，分别担负着生产、消费和分解作用。

（１）生产者：生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量的成分。

生产者是是生态系统存在的前提，生态系统中的主要成分是生产者。

生产者全是自养型生物，能将无机物制造成有机物，包括绿色植物和自养的微生物。

（２）消费者：消费者直接或间接以绿色植物为食，这也是它对生产者的依赖的一面；同时，消费者也会在生态系统中作出它应有的贡献：①消费者利于生产者的传粉受精、种子传播；②消费者在由生产者到分解者的分解过程中，起到了促进分解的作用。

没有消费者的摄食、消化，也不利于分解者的分解作用，增加了分解者的负担。

所以消费者也是生态系统中不可缺少的成分之一。

消费者与分解者一样都是异养型生物。

但消费者主要指动物，还包括非光合作用的植物，如菟丝子这种寄生物（萌发后幼苗暂时能进行光合作用，合成少量的有机营养物）。

消费者与分解者的区分还表现在消费者可区分为初级消费者、次级消费者和三级消费者。

某些寄生微生物从活的机体中吸取营养，在生态系统中扮演着“小型消费者”的角色。

（３）分解者：理解分解者，重点落在它的作用方面，它把复杂的动植物残体分解为简单的化合物，并再归还到无机环境中去，以利于生产者的再利用。

从这一点看，如果没有分解者，动植物的残体将堆积如山。

分解者是指营腐生的生物。

主要包括营腐生的细菌或真菌，不过，分解者还包括一些腐食动物，如蚯蚓、蜣螂、原生动物等，它们也能将土壤中的有机物分解。

2、食物链（网）中各营养级生物数量变动某一营养级生物的数量变动因营养关系的原因，也就导致其它生物的数量的变动。

（１）处于食物链的第一营养级生物减少的情况：第一营养级生物数量减少会导致其它生物都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其它生物直接或间接的食物来源。

（２）“天敌”减少的情况：“天敌”减少，则被食者数量增加。

但随着增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定，但结果比原来数量要增加。

（３）“中间”营养级生物减少的情况：举例说明这种情况，如下图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇将也减少，鹰就要过多地吃兔和鸟，从而导致兔、鸟减少。

但因为鹰不只吃蛇一种生物，它可依靠其它食物来源来维持数量基本不变。

3、能量流动过程剖析（１）能量的输入：生产者通过光合作用（也包括化能合成作用）固定太阳能的过程。

（２）能量的传递方向：每一营养级中能量传递去向如下图所示（最高营养级的个别方向除外）：（３）传递效率：约为10％～20％。

在解决涉及有关能量计算问题时，具体规律如下：（４）最终以热能形式散失。

光能→生物体（生产者、消费者和分解者）内的化学能→热能（５）能量多级利用：多级利用是使生态系统中的物质和能量分层次多级别利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为另一种产品的投入，使废物资源化，从而提高了能量的转化效率。

根据生态系统的能量流动规律，要提高对能量的利用率，我们可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：①尽量缩短食物链；②充分地利用生产者；③充分利用分解者，如利用秸秆培育使用菌；利用植物残体生产沼气等。

4、碳循环内容包括（１）碳循环形式（二氧化碳）；（２）碳在自然界中的存在形式（二氧化碳和碳酸盐等）；（３）碳在生物体内的存在形式（含碳有机物）；（４）碳进入生物群落的途径（光合作用、化能合成作用）；（５）碳在生物群落中的传递途径；（６）碳从生物群落回到大气的途径；（７）碳循环的动力（能量的驱动）（８）特点（具有全球性、反复循环利用）；（９）全球性的环境问题（温室效应等）（10）碳、硫、氮循环过程图解比较：5、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系两者是同时存在的，共同构成了生态系统的总稳定性。

两者之间往往存在着相反的关系（如图所示）。