高考生物一轮复习 第38课时 生态系统的稳定性和生态环境的保护精品学案

第38课时生态系统的稳定性和生态环境的保护
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基础梳理
一、生态系统的稳定性
1、生态系统所具有的____________或____________结构和_________相对稳定能力，叫做生态系统的稳定性。

2、___________是生态系统自我调节能力的基础。

3、抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使_________ ___________________________的能力，恢复力稳定性是生态系统在_________________________________________恢复原状的能力。

4、生态系统的组分越多，食物网越__________，自我调节能力就_________，抵抗力稳定性就越_______。

5、提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的____ _______程度，对生态系统的利用应该__________，不应超过______________________，另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的_______________投入，保证生态系统内部_______________的协调。

二、人口增长对环境的影响
1、我国经过30年的努力，人口出生率和自然增长率均明显下降，目前已进入________________国家的行列，但由于___ ____________，在较长的时间内，仍会_____________。

2、人口增长对耕地和燃料的需要增加，导致植被_______，这一过程会随着人口的增长、社会发展和进步不断加剧，同时工业发展还会造成水资源的过度利用，还会造成________。

3、为了保护生态环境，我国在控制人口增长的同时。

还加大了__________________的力度。

三、保护我们共同的家园
1、全球性的环境问题与人类活动关系密切，如_________的排放引起温室效应，引进全球变暖；氟里昂等物质的排放可导致__________被破坏；二氧化硫等物质的排放会导致_____________。

土地荒漠化的主要原因是____________。

2、生物多样性包括____________、____________和_______ _______________。

3、生物多样性的价值有____________、___________和____ ___________三个方面。

4、生物多样性的保护，可以概括为_______________和____ ___________两大方面，其中最有效的措施是____________。

5、保护生物多样性，关键是要协调好_______与__________的关系。

6、保护生物多样性并不是禁止开发利用，而是反对_______、_________地开发利用。

因此，有句总结：______________就是最好的保护。

考点突破
考点一、生态系统的稳定性
生态系统的稳定性是指生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能保持相对稳定的能力。

原因是生态系统具有自我调节能力。

对生态系统的稳定性的理解注意以下几点：
1、自我调节能力是是生态系统发展到一定阶段之后才具有的，要求生态系统有一定的营养结构，生态系统的结构越复杂，自我调节能力越大。

2、生态系统的稳定首先是结构的稳定，即生态系统中各营养级的数量保持相对稳定，各种生物之间的关系保持相对稳定。

当某一营养级的生物数量发生明显变化，或生态系统中引入新的生物类型都可能导致生态系统的结构改变，进而引起生态系统功能的改变。

如农田中害虫数量的变化会导致生态系统的结构和功能发生改变，外来物种入侵会导致原有的生态系统发生改变。

3、生态系统的稳定还要有功能的稳定，稳定的生态系统要求有稳定的能量流动、物质循环和信息传递。

生态系统结构的改变会引起功能的改变，反之，当生态系统的能量流动和物质循环出现问题时，或信息传递受到影响时，生态系统的功能发生变化，也会导致功能发生改变。

4、生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。

抵抗力稳定性是指使生态系统抵抗外界干扰使生态系统的结构和功能保持原状的能力，恢复力稳定性是指在生态系统受到干扰破坏后，恢复原状的能力。

抵抗力稳定性体现了生态系统的自我调节能力，一般来说，生态系统的组分越多、营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定力越高。

在一定范围内，营养关系越复杂的生态系统，当一种生物的数量发生变化时，它的的地位很快被其它的生物替代，生态系统不致于受到严重的影响和破坏，这种生物也就可以在比较有利的条件下恢复，因此很快就能恢对稳定的状态。

但当生态系统受到严重破坏时，营养关系比较复杂的生态系统想要恢复原状是很困难的，如
热带雨林一旦崩溃，很难复原，海洋生态系统也是很稳定的，但一旦被破坏，也难以恢复。

5、提高生态系统的稳定性，一要减少干扰，如对生态系统资源的利用要有限度，不能超过生态系统的自我调节能力；二要提高生态系统的抵抗力稳定性，如增加物种的种类，向生态系统中补充物质等。

例1、下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是
A.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强
【解析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性，生态系统的自我调节能力，是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统稳定性；生物多样性间接价值是对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强。

所以D 不正确。

【答案】D
变式1、下图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。

y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间；曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标（TS）。

下列说法正确的是：
A．在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量一直保持不变
B．对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈正相关
C．在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类有关，与数量无关
D．TS值越小，这个生态系统的总稳定性越小
【解析】由于群落在不断演替，因此生物的种类会发生改变，数量也会因为各种因素的影响而改变，受干扰的强度和恢复所需的时间受很多因素影响，不但与生物种类有关，还与数量、无机环境因素有关。

TS值小，说明生态系统的恢复力稳定性越大，总稳定性也相对较大。

【答案】B
考点二、设计并制作生态瓶
1、生态瓶应是一个密闭的系统，不与外界发生物质交换，即物质上是一个自已自足的系统。

但和其它生态系统一样，能量上必须要依靠外界供给，即生态瓶在放在有阳光的地方，但为了避免强光影响生物的生存，不应放在阳光直射的地方。

2、设计生态瓶，要合理安排其中的生物成分和非生物成分。

非生物成分中需要充足的氧气，因此，内部要留有一定的空间，需要放一些土壤，利用分解者或动植物在相应的生活条件。

生物成分中必须有生产者和分解者，但一般生态系统中也都有消费者。

除了种类上要考虑，数量上也需要考虑，使它们的比例比较适合。

例2、为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。

经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。

请回答以下问题：
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为_________，原因是_______________________。

（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_____________ ________________________。

（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量____，原因是_____________ _______________________。

（4）根据观测结果，得出结论：
①_______________________________________________________________________。

②_______________________________________________________________________。

【解析】此题主要考查对生态瓶的稳定性分析。

生态瓶的稳定性，取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。

在光照条件下，水草、藻类作为生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者——浮游动物和小鱼提供氧气和食物，泥沙中含有微生物——分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。

乙瓶缺少光、丙瓶缺少分解者，两者都不能长久地维持稳定，丁瓶与甲瓶的条件相比唯一区别是丁瓶中含有小鱼，因为小鱼进行呼吸要消耗部分氧气，所以丁瓶中氧气含量较低。

但丁瓶不如甲瓶稳定，其原因是，生态瓶中生产者数量较少，其合成的有机物和氧气能维持的消费者的数量是很有限的，所以小鱼的存在引起生物间的竞争加剧，打破原有的平衡。

【答案】（1）减少缺乏光照，无法进行光合作用（2）没有微生物的分解作用（3）少，小鱼呼吸要消耗部分氧气（4）生产者和分解者是生态系统的重要组成成分光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件
变式2、下图是一个密封的养鱼缸,它是一个自我平衡的生态系统。

请分析养鱼缸在定时间内能够保持动态平衡的原因。

(1)有稳定______________ 来源。

(2)各类生物数量________________
(3)植物的光合作用能为__________________
(4)动物生命活动过程中产生的__________能___________。

【答案】（1）能量
（2）相对稳定
（3）其它生物提供物质和能量
（4）二氧化碳，作为光合作用合成有机物的原料
考点三、人口增长对生态环境的影响
（1）人口对耕地的依赖性很大，耕地要来源于自然生态系统的森林、草原等，自然界中，天然的植被对农田有保护作用，植被破坏，使农田失去保护从而导致耕地退化，另一方面，人类对耕地的种植改变了自然生态系统自给自足的物质供应方式，人们从农田中收获了粮食，就是农业生态系统向外大量输出物质，但物质的输入很少，不能满足生态系统自身发展的需要，另一方面，人类的耕作活动改变了土壤的结构，加剧了土壤的退化，这样人口增长、植被破坏、耕地退化就形成了恶性循环，如果人口继续增长，就会对生态环境造成不可挽回的破坏。

（2）人口对其它资源也有明显的需求，如人类为了获得燃料、果实以及药材等其它生活或生产资料，造成了植被的进一步破坏。

植被的破坏导致更严重的后果，如土地荒漠化。

（3）人类活动产生了环境污染，随着人口的增长，污染越严重。

污染涉及大气、淡水水域、海水水域、土壤各个层次。

例3、每年的7月11日被定为“世界人口日”。

人口问题越来越受到国际社会的重视。

下图表示三种可能的人口增长曲线。

请回答：
（1）16世纪以来，世界人口增长表现为图中a曲线，人口剧增带来的严重后果有____ ______________，如果这种现状不能得到有效改善，人口增长趋势将表现为图中_____ 曲线。

（2）按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中____曲线，该曲线与a曲线产生差别的原因是___________________ ______________________，若地球环境对人类种群的容纳量（K）为110亿，则全球人口的最适数量为_________。

（3）为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。

若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1：1调整为1：4，地球可供养的人口数量是原来的_____倍。

（能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字）
（4）我国现阶段实行计划生育政策，提倡晚婚晚育，一对夫妇只生一个孩子。

这一政策能有效控制人口增长过快的趋势，原因是 ____________________________________。

【解析】本题考查人口增长对环境的影响以及解决有关问题的方法。

第（2）小题考查种群数量变化的S型曲线及K值的应用。

第3小题关于能量的计算，按原来的膳食结构，人获得的能量为x，则消耗的生产者为：50x+500x=550x，按调整后的膳食结构，人获得的能量为y，则消耗的生产者为80y+200y=280y，由于生产者的量是一定的，550x=280y，y=1.96x，即改变膳食结构后，人获得的能量是原来的1.96倍，即养活的人是原来的1.96倍。

【答案】⑴环境污染（环境破坏、生态破坏）、资源短缺（生物多样性降低、可耕地减少）
c
⑵ b 环境阻力（资源或空间有限） 55亿
⑶ 1.96
⑷延长世代长度（延长繁殖一代的时间），减少新生儿个体数，降低人口出生率
变式3、某湖泊由于大量排入污水，连续多次发生蓝藻爆发，引起水草死亡，周边居民也有出现某种有毒物质中毒现象的。

请回答：
（1）湖泊中导致蓝藻爆发的主要非生物因素是过量的____________。

导致水草死亡的主要原因是水草生长的环境中缺少____________和____________这两种非生物因素。

（2）某小组分别于造成和下午在该湖泊的同一地点、同一水层取得两组水样，测得甲组pH 为7.3，乙组pH为 6.0，那么取自早晨的水样是____________组，理由是_____________________________________，甲组水样中的O2含量____________于乙组的，理由是________________ _________________。

（3）如果居民中毒是由于蓝藻中的某种有毒物质经事物链的传递引起的，这类食物链中含有的四个营养级的食物链是____________→____________→____________→人。

【解析】蓝藻是自养型生物，它的爆发主要是因为水中含有大量的N和P等无机盐，水草死
亡的原因是蓝藻大量繁殖，使生活在底层的水草无法获得充足的阳光，由于自身不能进行光合作用，需要消耗水中的氧气，若水中缺氧，将导致死亡。

晚上生物的呼吸作用产生大量的二氧化碳，使水的pH降低。

食物链开始为生产者，即蓝藻，人的直接食物为鱼，中间一环应是浮游动物。

【答案】（1）无机盐。

光氧
（2）乙，由于藻类等夜晚呼吸产生大量的二氧化碳，二氧化碳与水结合产生碳酸后使水的PH值下降
大藻类等白天进行光合作用释放大量氧气，使水中氧气上升
（3）藻类浮游动物鱼
考点四、生物多样性及保护
1、生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次。

2、生物多样性的价值有潜在价值、间接价值和直接价值三个方面。

注意三个方面的顺序，过去人们一直未认识潜在价值的重要性，只强调直接使用价值。

潜在使用价值的存在是保护生物多样性显得更为重要。

3、保护生物多样性的措施可分为就地保护和易地保护两类，就地保护即建立自然保护区是最有效的办法。

而对濒危动物的保护，一般则采取易地保护。

但要注意建立自然保护区并不是唯一办法，保护生物多样性关键是要协调人与自然的关系。

如控制人口增长、合理利用资源，防治环境污染等。

同时还要加强立法、执法和宣传，全方位的保护生物多样性。

4、保护并不是禁止，而是要合理的利用。

即“合理利用是最好的保护”。

例4、某生态学家以“保护和利用草原生态系统生物多样性”为课题，对某草原进行了几项专题研究，并绘制了单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系图，如图所示，图中的横虚线代表未放牧时，草原中生产者的净生产量。

请据图分析并回答下列问题：
（1）放牧量应控制在图中b点和c点之间，为什么？________________________。

（2）如果该草原生态系统的放牧量长期在图中c点以上，会对生物多样性造成什么样的影响？________________________________________________。

（3）生态学家建议在此草原中引入鼠类的天敌和草食性昆虫的天敌，从能量流动的角度看，
其目的是______________ ______________________________________________。

（4）草原生态系统如果发生大火后，随着时间推移，该地方的群落结构重新趋于稳定，这个变化过程称为_________；其需要的时间相对森林生态系统____________，说明草原生态系统在稳定性方面的特点是________________________ ____。

【解析】放牧量不能超过c，否则会导致生产者净生产量降低，从而导致草场逐渐退化，破坏生物多样性。

最适放牧量为b，最大放牧量为c，能量流动的角度看引入天敌，是能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。

火灾后的演替属于次生演替，草原生态系统可以较快恢复，说明草原生态系统的恢复力稳定性比森林高。

【答案】（1）既能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较多的畜产量
（2）草原退化、沙化，生物多样性降低
（3）使能量尽可能地流向对人类最有益的部分
（4）次生演替；短；恢复力稳定性高
变式4、生物多样性是生态系统自动调节能力的基础，有关说法合理的是
A 引入外来物种，对于营养结构简单的生态系统来说一定能提高稳定性
B 生态系统中物种丰富度高，其自动调节能力强，抵抗力稳定性低
C 要从遗传、物种和生态系统三个层面上考虑保护生物多样性措施
D 对于濒危物种，易地保护是主要的措施
【解析】引入外来物种，对生态系统往往会造成严重的破坏而降低了稳定性；生态系统中物种丰富度高，营养结构复杂，自动调节能力强，抵抗力稳定性强；对于濒危物种，主要的措施是建立自然保护区，即就地保护。

【答案】C
课时作业
1.下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。

据图分析，下列叙述正确的是 ( )
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂
③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生
④乙生态系统在S点后一定经历过进化
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【解析】据图可知，在S点气候发生了很大变化，但对甲生态系统影响不大，说明甲生态系
统的抵抗外界干扰能力较强，而乙生态系统变化较大，说明对外界干扰的抵抗能力较弱。

乙生态系统在S点时，种群类型及数量几乎接近于零，而后又逐渐恢复到原来状态，所以可确定乙生态系统在S点后经历过进化。

【答案】B
2．下列关于生态系统稳定性的正确叙述是(多选)( )
A．负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
B．生态系统“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性
C．人们对自然生态系统的干扰不应超过其抵抗力稳定性
D．热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强
【解析】生态系统“遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性；热带雨林营养结构复杂，其抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱。

【答案】AC
3．下列有关生物学原理在生产中应用的叙述，正确的是( )
A．农业生态系统中人们不断施肥、灌溉、播种等，目的是提高其抵抗力稳定性
B．烟草释放挥发性物质驱除夜间活动的雌蛾，它们的关系是竞争
C．控制鼠害的有效措施是降低环境容纳量
D．抗虫棉由于导入的是生物毒素基因，所以棉铃虫不会产生针对抗虫棉的抗性
【解析】本题综合考查了生态学原理在生产实践中的应用。

生态系统的稳定性与该生态系统中物种的丰富度有关，抵抗力稳定性与物种丰富度成正相关，恢复力稳定性与物种丰富度成负相关，人们对农业生态系统的管理目的是调整生态系统能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，故A错误；烟草与雌蛾的生存条件具有太大的差异性，而竞争发生在不同生物之间，表现为对生存条件的争夺，故B错误；棉铃虫抗性的产生是其基因突变的结果，而基因突变是随机产生的，且具有不定向性，故D错误；任何生物种群数量均受所处环境的限制，人为控制鼠的生存环境条件将对鼠的种群数量起到控制作用，故C正确。

【答案】 C
4．设计生态瓶时，不合理的是( )
A．各种生物保持营养联系 B．按比例搭配各种生物
C．及时供氧，确保有氧呼吸 D．获得充足的能量供应
【解析】设计生态瓶时，要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，整个过程中必须要有充足的能量供应，以维持生态瓶中生物的正常生命活动。

生态瓶要放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射，此生态瓶不需要从外界通入氧，生态瓶中的氧来自生产者光合作用制造的。

【答案】 C
5.下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是 ( )
A.在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高
B.在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高
C.在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降
D.一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高
【解析】生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

抵抗力稳定性与恢复力稳定性成反比，即抵抗力稳定性越高，则恢复力稳定性就越低，反之亦然。

抵抗力稳定性与自动调节能力相关，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。

而在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量，则需对该草地进行除虫、除草等，使该草地的成分变得单纯，故其抵抗力稳定性降低。

【答案】B
6.某同学做了如下的三个实验装置，在适宜的温度、光照条件下放置一段时间，可得到的结论是( )
①甲、乙对照可验证水体富营养化与水体中大量的N、P等矿质元素有关②甲、丙对照可验证生活污水可导致水体富营养化③乙、丙对照可验证生活污水中的有机物被微生物降解后，可产生大量的N、P等矿质元素④甲、乙、丙对照可知，生活污水的排放是水体富营养化的惟一因素
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
【解析】化肥厂等排放的污水中含大量的N、P等矿质元素，也会引起水体富营养化。

【答案】A
7.某硫铁矿废水造成的重金属污染严重危害当地农田作物和人类健康，当地政府对此展开了综合治理，措施之一是调整作物种植结构，将食用作物改种为 ( )
①饲料作物②观赏作物③能源植物④纤维植物
A.①②③
B.①
C.②③④
D.①③④
【解析】饲料作物会通过食物链危害人类健康。

【答案】C
8.根据图示判断，下列说法错误的是 ( )
A.若a、c、d、b四个生态系统营养结构的复杂程度依次递增，则M可以表示生态系统的自动调节能力
B.若M表示木本植物的丰富度，我国从南向北木本植物的丰富度变化的趋势是b→d→c→a
C. 若a→c→d→b是森林生态系统中的一条食物链，则M表示生物个体的数量
D.若M表示基因多样性，a～d表示四种不同的植物，则在剧烈变化的环境中最不容易被淘汰的可能是b
【解析】生态系统中生物营养级别越低能量越多，呈金字塔形状，故一般情况下，食物链中营养级较低的生物，数量也较多。

答案C
9.如图是可持续发展战略中对森林的两种开发模式Ⅰ、Ⅱ，其中叙述不正确的是 ( )
A.完全砍伐后再种植的树通常具有一样的树龄
B.选择性砍伐使森林变得更有层次和多样性
C.选择Ⅱ模式更有利于森林的可持续发展
D.进行大面积砍伐，让其自身恢复
【解析】对生物多样性进行保护，并不意味着不开发不利用，而是合理的开发利用，使森林更有层次和多样性，这样更有利于生态系统的稳定，有利于森林可持续发展，完全砍伐后再种植的树通常具有一样的树龄。

【答案】D
10.生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是人类及其子孙后代共有的宝贵财富，下列说法错误的是( )
A.外来物种的入侵是我国生物多样性减少的主要原因
B.基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
C.就地保护的主要措施是建立自然保护区和国家公园
D.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
【解析】导致我国生物多样性减少的主要原因是生存环境的改变和破坏。

【答案】A
11．生物个体的稳态和生态系统的稳态都是通过反馈调节来实现的，据此回答下列问题。

(1)生命系统普遍存在着反馈现象，其稳定性的维持主要是通过________(正、负)反馈来实现的。

请以文字、箭头分别构建一个个体稳态和生态系统稳态反馈调节的概念模型。

①个体稳态反馈调节的概念模型：(以血糖调节为例)。