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高中生物生態(tài)環(huán)境和生物圈
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1．舉例說明生態(tài)系統(tǒng)的范圍。
2．舉例說明生態(tài)系統(tǒng)的類型。
3．解釋生態(tài)系統(tǒng)的整體性。
4．舉例說出生態(tài)系統(tǒng)的成分
5．舉例說明生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)
6．認(rèn)同生物與環(huán)境是一個(gè)統(tǒng)一的整體
二、知識(shí)結(jié)構(gòu)：
一、生態(tài)系統(tǒng)的概念
1．概念：在一定的空間和時(shí)間內(nèi)， 與 相互作用而形成的統(tǒng)一整體。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是 。
2．類型：
�。�1） 生態(tài)系統(tǒng)
主要特點(diǎn)：動(dòng)植物種類 ， 復(fù)雜， 和 能長(zhǎng)時(shí)期處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。
主要物種：植物： 為主；動(dòng)物：營(yíng)樹棲攀援生活的種類較多。
保護(hù)與管理：實(shí)行限額采伐，確保森林資源的 低于年生產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源的可持續(xù)利用。
�。�2） 生態(tài)系統(tǒng)
主要特點(diǎn)：動(dòng)植物種類 ， 群落結(jié)構(gòu) ，種群密度和群落結(jié)構(gòu)常發(fā)生 。
主要物種：植物： 為主；動(dòng)物：大都具有挖洞或快速奔跑的行為特點(diǎn)。
利用與保護(hù)：以發(fā)展 業(yè)為主，合理確定 量，發(fā)展 放牧和 放牧，并進(jìn)行科學(xué)管理。
�。�3） 生態(tài)系統(tǒng)
主要特點(diǎn)：占地球表面積的71%，可看作一個(gè)巨大的生態(tài)系統(tǒng)。
主要物種：植物：微小的 植物；動(dòng)物：種類很多。
利用與保護(hù)：頒布法律，規(guī)定禁漁期、禁漁區(qū)、捕撈工具等。
�。�4） 生態(tài)系統(tǒng)
定義：指沼澤地、泥炭地、河流、湖泊、紅樹林、沿海灘涂、淺海水域等。
作用：水源，調(diào)節(jié)流量、控制洪水，補(bǔ)充缺水，緩解旱情，儲(chǔ)藏豐富的動(dòng)植物資源。
�。�5） 生態(tài)系統(tǒng)
主要特點(diǎn)： 的作用突出，群落結(jié)構(gòu)單一，動(dòng)植物種類較少。
主要物種：人工種植的各種農(nóng)作物。
�。�6） 生態(tài)系統(tǒng)
主要特點(diǎn)： 起主導(dǎo)作用，物質(zhì)和能量的 大，運(yùn)轉(zhuǎn)快，高度 ，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力弱，易出現(xiàn)環(huán)境污染。
組成：自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)。
二、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
物質(zhì)： 非生物的物質(zhì)和能量
能量： 生產(chǎn)者：屬 生物，主要是 ，是生態(tài)系統(tǒng)的 成分。
消費(fèi)者：屬 生物，主要是 。
分解者：屬 生物，主要是 ，作用是
食物鏈：在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物之間由于 關(guān)系而形成的一種聯(lián)系。
捕食食物鏈的基本模式：
食物網(wǎng)：在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，許多 彼此交錯(cuò)連接的復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。
特點(diǎn)：食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都是沿著這種渠道進(jìn)行的。
⊙基本知識(shí)
一、環(huán)境、環(huán)境因子與生態(tài)因子的概念及關(guān)系
環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。生物的環(huán)境因子是指生物體周圍直接或間接地影響生物生存的全部因素。生態(tài)因子是指環(huán)境中影響生物的形態(tài)、生理、行為和分布的因素，如光、溫度、水分、空氣等。而海拔高度、水域深度等因素則只屬于環(huán)境因子，因?yàn)樗鼈兊淖饔檬峭ㄟ^溫度、光照、氣壓等生態(tài)因子間接地體現(xiàn)出來的，它們本身對(duì)生物沒有直接影響。
二、謝爾福德耐受性定律
謝爾福德耐受性定律表明，每一種生物對(duì)每一個(gè)生態(tài)因子都有一個(gè)耐受的上限和下限，上、下限之間的范圍被稱為能耐受范圍（這個(gè)范圍又稱為生態(tài)幅），而能耐受范圍中又存在著一個(gè)最適范圍（又稱最適區(qū)），耐受范圍的兩端（即除去最適范圍后所剩的部分）為生理受抑區(qū)，若再往外延伸超出能耐受范圍后，則為不能耐受區(qū)。
三、限制因子
任何一種生態(tài)因子在低于或超過生物體的耐受極限時(shí)它就會(huì)成為這種生物的限制因子。
四、知識(shí)梳理
概念 非生物因子
類型 含生態(tài)因子
環(huán)境因子 生物因子
對(duì)生物影響的規(guī)律（謝爾福德耐受性定律）、作用特點(diǎn)
與生態(tài)因子和限制因子的關(guān)系
⊙要點(diǎn)解析
1、生態(tài)因子的作用特點(diǎn)與限制因子
生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用，但是其中必有一種和少數(shù)幾種因子是限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子，這些關(guān)鍵因子就是所謂的限制因子。任何一種生態(tài)因子在接近或超過生物的耐受范圍時(shí)，它就會(huì)成為這種生物的限制因子。
此時(shí)，即使其他生態(tài)因子都給予充足的供應(yīng)，生物的生長(zhǎng)發(fā)育繁殖仍受到限制因子的限制，甚至導(dǎo)致生物死亡。例如在光強(qiáng)不夠大的黑暗條件下，即使二氧化碳與水都供應(yīng)充足，溫度也適宜，但植物的光合作用也不能進(jìn)行，那么此時(shí)光強(qiáng)就是植物進(jìn)行光合作用的限制因子。
如果一種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍很廣，而且這種因子又非常穩(wěn)定，那么這種因子就不太可能成為限制因子；相反，如果一種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍很窄，而且這種因子又易于變化，那么這種因子很可能就是一種限制因子。例如，氧氣對(duì)陸生動(dòng)物來說，數(shù)量多、含量穩(wěn)定而且容易得到，因此一般不會(huì)成為限制因子（寄生生物、土壤生物和高山生物除外），但是氧氣在水體中的含量是有限的，而且經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，因此常常成為水生生物的限制因子。再如，陰性植物和陽性植物的分布就是由于受到光照強(qiáng)度的限制；在干旱環(huán)境中，水對(duì)植物的生存起著主要的限制作用；在海洋中，綠色植物的分布主要受光的限制，故在海水200米以下的水域中無綠色植物生存。
三、例題分析：
例1、對(duì)于一只生活在田野的蝗蟲來說，它的環(huán)境是指 （ ）
A、田野中的植物和蛇、蛙等動(dòng)物
B、陽光、空氣、水分、溫度、土壤等非生物因子
C、A與B的總和
D、A與B的總和再加上田野里的其他蝗蟲
析與解：本題考查對(duì)生物的環(huán)境的理解。環(huán)境一般指生物體周圍一切因素的總和，包括非生物因子和生物因子。A項(xiàng)只涉及其周圍的生物因子中不同種生物間的關(guān)系；B項(xiàng)只表示了其周圍的非生物因子；C項(xiàng)包括了A和B項(xiàng)，但沒有考慮種群內(nèi)同種的其他個(gè)體對(duì)這只蝗蟲的影響關(guān)系。所以D項(xiàng)才是完整的答案。
答案：D
例2：如下圖所示，曲線1和曲線2分別代表物種甲和物種乙的耐熱范圍，在什么條件下物種乙能競(jìng)爭(zhēng)過物種甲（ ）
A、溫度在t1~t2范圍內(nèi)
B、溫度在t2~t3范圍內(nèi)
C、溫度在t2以下
D、溫度在t3以下
析與解：生物在適宜的環(huán)境條件中，其種群中出生率大于死亡率，種群數(shù)量增加。從圖中可知，溫度在t2以下時(shí)，更有利于物種甲的生存，物種甲占優(yōu)勢(shì)；溫度在t3以上時(shí)，也是物種甲占優(yōu)勢(shì)。而溫度在t2~t3范圍內(nèi)，更有利于物種乙的生存，所以溫度在t2~t3范圍內(nèi)物種乙能競(jìng)爭(zhēng)過物種甲。
答案：B
例3：下圖為某地食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖，據(jù)此圖回答下列各問題：
�。�1）此食物網(wǎng)中有_______條食物鏈。
（2）圖中最短的食物鏈?zhǔn)莀_________，該食物鏈有_____
個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鷹在此食物鏈中是______級(jí)消費(fèi)者。
�。�3）此食物網(wǎng)中主要成分是
（4）該食物網(wǎng)中占有兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是____________。
（5）從上述簡(jiǎn)圖可知鷹與蛇的關(guān)系是_______________。
析與解：在分析食物鏈和食物網(wǎng)時(shí)，首先應(yīng)找出生產(chǎn)者，根據(jù)箭頭所示食物關(guān)系，依次確定各生物所屬營(yíng)養(yǎng)級(jí)的級(jí)別，找出最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，回答相關(guān)問題。
�。�1）每條食物鏈從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)開始，依據(jù)捕食關(guān)系到最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)結(jié)束，這樣的一組生物就是一條食物鏈：從圖中可以看出，此食物網(wǎng)共有3條食物鏈。
�。�2）“草→鼠→鷹”這條食物鏈最短，其共有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鷹在此食物鏈中為二級(jí)消費(fèi)者。
�。�3）生產(chǎn)者是各種生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，對(duì)于題中的食物網(wǎng)來說草是其主要成分。
�。�4）該食物網(wǎng)中占有兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是鷹（分別占有第三、第四兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)）。（5）鷹以蛇
為食，故兩者關(guān)系為捕食關(guān)系；又因?yàn)辁�、蛇又都以鼠為食，所以兩者存在�?jìng)爭(zhēng)關(guān)系。答案：（1）3 （2）草→鼠→鷹 三 二 （3）草 （4）鷹 （5）捕食和競(jìng)爭(zhēng)
例4：生態(tài)系統(tǒng)的分解者主要是指（ ）
A、細(xì)菌、真菌等腐生微生物
B、所有微生物
C、細(xì)菌、真菌等寄生微生物
D、以動(dòng)植物殘?bào)w為生的生物
析與解：生態(tài)系統(tǒng)的成分從營(yíng)養(yǎng)功能上分為非生物的物質(zhì)和能量（即非生物成分）、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。分解者的功能是把動(dòng)植物的尸體、排泄物和殘落物等所含有的復(fù)雜有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單無機(jī)物、歸還到無機(jī)環(huán)境中。而微生物并非都是營(yíng)腐生生活，如寄生食物鏈中：牧草→黃鼠→跳蚤→鼠疫桿菌，其中的鼠疫桿菌進(jìn)行寄生生活，就不足分解者。而禿鷲、蚯蚓等以動(dòng)植物殘?bào)w為生的生物也屬于分解者，但相對(duì)腐生微生物而言分解數(shù)量較少。答案：A
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