(新教材)部编人教版高中生物选择性必修2《生物与环境》课后“练习与应用+复习与提
高”汇总(附答案) 第1章种群及其动态. 第1节种群的数量特征
练习与应用 一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1) 一块草地中所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。(×) (2)调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。(√) (3)年龄结构为增长型的种群,种群数量一定会越来越多。(×) 2.下列关于样方法的表述,错误的是( D) A.样方要有代表性 B.样方数量不宜过少 C.可以任意设置样方 D.样方面积大小应适当
3.2003年,我国颁布法律,禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,请简要说明这一规定的意义。
答案提示:在自然情况下,新生儿的男女性别比例大致为1 : 1。禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,有利于维系性别比例均衡,进而有利于维持社会的和谐稳定。 二、拓展应用
1.在某池塘中,第一次捕获鲫鱼106条,做上标记后放回,第二次捕获鲫鱼91条,其中有标记的25条。请估算这个池塘中共有鲫鱼多少条。 答案提示:约386条。
2.假如要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度,你将分别采用什么方法?说说你的理由。 答案提示:调查蚯蚓的种群密度,采用样方法。因为这种小动物的活动能力弱,活动范围小,采用样方法调查正适合。
调查鼠的种群密度采用标记重捕法。因为这种动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。
3.下图A、B分别为两个国家人口的年龄结构图,纵轴示年龄,横轴示各年龄段人口占总人口的百分比。请根据此图回答,哪一个国家未来的人口增长率高? 答案提示:B
第2节种群数量的变化
练习与应用 一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)将一种生物引人一个新环境中,在一定时期内,这个生物种群就会出现“J”形增长。(×) (2)种群的“s\" 形增长只适用于草履虫等单细胞生物。(×)
(3)由于环境容纳量是有限的,种群增长到一定数量就会保持稳定。(×) 2.关于环境容纳量,下列表述正确的是( B)
A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说,环境容纳量是相同的 B.对生活在冻原的旅鼠来说,不同年份的环境容纳量是不同的 C.当种群数量接近环境容纳量时,死亡率会升高,出生率不变 D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说,环境容纳量是相同的 二、拓展应用
1.种群的“J” 形增长和“S\"形增长,分别会在什么条件下出现?你能举出教材以外的例子加以说明吗?
答案提示:在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下,种群可能会呈“J”形增长。例如,澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究,发现在环境条件较好的年份,它们的种群数量增长迅速,表现出季节性的“J” 形增长。在有限的环境中,如果种群的初始密度很低,种群数量可能会出现迅速增长,随着种群密度的增加,种内竞争就会加剧,因此,种群数量增加到一定程度就会停止增长,这就是“S” 形增长。例如,栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长,常常具有“S” 形增长的特点。
2.假设你承包了一个鱼塘,正在因投放多少鱼苗而困惑:投放后密度过大,鱼竞争加剧,死亡率会升高;投放后密度过小,水体的资源和空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢?请查阅有关的书籍或网站。
答案提示:同样大小的池塘,对不同种类的鱼来说,环境容纳量是不同的。可以根据欲养殖的鱼的种类,查阅相关资料或请教有经验的人,了解单位面积水面应放养的鱼的数量。
第3节影响种群数量变化的因素
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降。(×)
(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。(×) 2.下列关于捕食者和猎物种群数量变化的表述,正确的是(D) A.与种内竞争无关 B.二者总是此消彼长 C.与当地植物种群无关 D.二者相互制约,互为因果
二、拓展应用
1. 20世纪初,人们将驼鹿引入一个孤岛。该种群1915-1960 年的数量变化情况如右表(见教材)。
(1)用曲线图表示该种群1915-1943年的消长情况。
答案提示:以年份为横坐标,种群数量为纵坐标,根据表中数字画曲线图。 (2)1915--1930年,该种群数量不断增加,可能的原因有哪些? 答案提示:食物充足,没有天敌,气候适宜等。 (3)该种群的数量后来急剧下降,可能的原因有哪些?
答案提示:作为食物的植物被大量取食,导致食物匮乏;自然灾害等。
2. 一本生态学专著上写道:“当能预报未来来时,生态学就变成一门预测性科学;当能决定未来时,生态学就变成了一门管理科学。””结合本章所学知识,谈谈你对这句话的理解。有兴趣的话,还可以查阅更多资料,了解生态学的研究进展及其在实践中的应用。
答案提示:从本章内容来看, 这句话是很有道理的。例如,根据种群数量变化模型,可以预测种群数量变化的趋势;根据种群数量变化规律及其影响因素,可以在物种保护、渔业管理、有害生物防治等方面制订相应对策。
复习与提高
一、选择题
1.下列叙述符合有关种关种群密度概念的是(C) A.一公顷水稻的年产量 B.每平方米草地中杂草的数量 C.某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量 D.某地区灰仓鼠每年新增的个体数
2.某地区由于秋天过早降温,许多蝗虫在产卵前死亡。第二年,该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是(A) A.出生率下降 B.死亡率上升 C.迁入率下降 D.迁出率上升
3.关于出生率、死亡率与年龄结构的关系,下列表述正确的是(B) A.年龄结构为稳定型的,出生率大于死亡率 B.年龄结构为增长型的,出生率大于死亡率 C.年龄结构为衰退型的,出生率大于死亡率 D.年龄结构为稳定型的,出生率小于死亡率 4.关于种群的增长,下列表述正确的是(C)
A.引入到新环境的种群,一定时间内都能呈“J\"形增长
B.在环境条件变化的情况下,种群数量都会在K值附近上下波动 C.在环境条件不变的情况下,种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势 D.自然界的种群增长到一定程度都会在K值保持稳定,因此,都呈“S\" 形增长
5.用酵母菌酿酒的主要阶段为:加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段,酵母菌种群数量变化的曲线图(见教材)为(C) 二、非选择题
1.在下面的空白框和括号中填写适当的词语。(见教材) 答案:略。
2.研究发现,鹰对不同种群数量的鸽群发起攻击的成功率是不同的(下表,见教材),请回答下列问题。
(1)鹰攻击的成功率与鸽的种群密度有什么关系?如何解释这一现象?
答案提示:鸽子种群越大,鹰攻击鸽子的成功率越低。解释是鸽子的种内互助增强了鸽群的的实力。
(2)如果鹰的数量下降,鸽的种群数量可能会出现什么变化? 答案提示:起初出现数量增加,以后可能趋于稳定。
3.大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木。它的分布范围很小,很难引种到其他地方,是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚,种子难以散布到土壤基质层,因此在白然环境中发芽率很低;幼苗生长缓慢,要生长很长时间才能开花;植株耐寒能力弱,在-2 °C环境下会死亡,幼树死亡率高。请回答下列问题。 (1)哪些环境因素影响了大树杜鹃的种群数量? 答案提示:枯枝落叶层、阳光、温度。
(2)有人建议,人工清除林下的凋落物可以提高大树杜鹃的种子发芽率,促进种群数量增长。你如何看待这一建议?
答案提示:这一问题需要避免从线性因果关系的角度去回答。仅仅从提高大树杜鹃发芽率的角度看,这一建议有道理;但是,凋落物分解后会增加土壤中的营养物质,如果人工除去,可能会造成土壤贫瘠。
(3)由于大树杜鹃植株高大、花大而艳丽,很有观赏价值,因此存在人为破坏的风险。你对保护大树杜鹃有哪些建议?
答案提示:此题有一定开放性。可参考的建议有加强宣传教育;禁止买卖;在大树杜鹃分布范围内,建立自然保护地等。
第2章 群落及其演替 第1节 群落的结构
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)长白山北坡从山麓到山顶依次出现阔叶林、针叶林、岳桦林和高山冻原等,这是群落的垂直结构。(√)
(2)两种生物生活在一起,对一方有利但对另一方无害,这也属于种间关系。(×) (3)生态位就是种群在群落中所处的空间位置。(×)
2.某弃耕农田中的植物种类40年间的变化情况见下表(见教材)。下列有关该地群落变化的叙述,错误的是(C) A.物种丰富度趋于增加 B.群落对光能的利用能力提高 C.物种丰富度呈现“S\"形增长
D.群落的垂直结构和水平结构发生了变化
3.河蟹是杂食性动物,以鱼、虾、螺、蚌、水生昆虫和水草等为食,它们喜欢潜伏在水草或底泥中。在生产实践中,人们不会将河蟹与食性和它相似的青鱼混养。为什么?
答案提示:青鱼与河蟹的食性相似,生态位有所重叠,如果放在-起混养,在食物和空间资源有限的情况下,二者的种间竞争关系强烈,不利于各自种群数量的增加。 二、拓展应用
1.《诗经.小雅●小宛》写道:“螟蛉有子,蜾赢负之。”古人以为蜾赢不产子,因此捕捉“螟龄”当作“义子”来养育。南北朝时期,医学家陶弘景发现,蜾赢把螟蛉衔回窝中,用尾上的毒针刺入螟蛉体内,并在其身上产卵。所以,他认为螟蛉不是“义子”,而是蜾贏幼虫的食物。你认为这两种生物之间存在怎样的种间关系?
答案提示:捕食。广义的捕食包括植食、肉食、拟寄生等。拟寄生的特点为总是导致寄主死亡,这与寄生有本质区别。
2.在群落形成的过程中,如果两个物种的生态位相似,你认为这两个物种的发展将是什么结果?
答案提示:提示本题具有一定开放性。两个物种发展的结果可能有多种,只要符合逻辑和科学性即可。
两个物种的生态位相似,在空间和资源有限的情况下,它们必然存在种间竞争。种间竞争可能会使二者的生态位发生分化,结果为它们仍然共存于同一个群落中;也可能为一方消失,另一方留存下来。
3.捕食者在猎杀猎物时,场面比较血腥,这往往会让人认为捕食者很残忍。有的地方曾经为了保护某些食草动物而人为消灭捕食者,但结果却事与愿违。请从群落中物种之间的相互关系,以及这种关系是如何形成的等角度,分析群落中存在捕食者的生态意义。
答案提示:捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生
态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,因此,捕食者有利于保持群落内物种的丰富度,并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。
同时,捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进被捕食者种群发展的作用;捕食者与被捕食者还表现出协同进化。
第2节群落的主要类型
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)生活在草原的动物不能生活在森林里。(× )
(2)森林、草原、荒漠生物群落中的生物分别与它们各自生活的环境相适应。( √) 2.完成下面的表格,比较森林生物群落和草原生物群落。 答案:略。 二、拓展应用
农田中的生物形成人工生物群落。为什么说它是群落?它与森林、草原等自然生物群落有哪些不同?如果没有人工干预,农田生物群落能长期保持农田的特征吗?
答案提示:农田中生活着多个生物种群,它们不是孤立的,而是直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,即农田生物群落。农田生物群落属于人工生物群落,与自然群落相比,人工生物.群落的物种丰富度较低,群落结构简单,易受外界影响,需要人工干预才能维持群落的物种组成和结构。如果没有人工干预,农田生物群落不能长期保持农田的特征。
第3节群落的演替 练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)群落演替就是群落内原有物种逐渐恢复到原有状态。(×) (2)演替早期的种群可能在新形成的群落里出现。(√)
2.演替过程中乔木逐渐取代了灌木的优势地位,其主要原因是(D) A.灌木寿命较短 B.乔木繁殖能力较强 C.灌木生长极为缓慢
D.乔木较为高大,能获得更多的阳光
3.下列有关人类活动对群落演替影响的表述,正确的是(B) A.人类活动对群落的影响往往是破坏性的
B.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制
C.人类活动对群落演替的影响要远远超过其他所有自然因素的影响
D.人类活动往往使群落按照不同于自然演替的方向和速度进行演替 4.对一处弃耕农田的演替过程的记录如下表所示,请据表回答下列问题。 (1)该地草本植物的演替速度快 (填“快”或“慢”),木本植物的演替速度慢。
(2) 一般来讲,与草原相比,针叶林中的动物分层现象较为_复杂__(填“简单\"或“复杂”),原因是针叶林的植物分层为动物分层创造了条件。
(3)如果一块弃耕农田位于半干旱地区,群落演替最可能发展到哪个阶段? 答案提示:可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 二、拓展应用
1.一个湖泊经历了一系列演替阶段以后,可以演变为一片森林。演替过程大体经历从湖泊到沼泽、到草原,最后到森林这几个阶段。请参照从裸岩演替到森林的过程,描述从湖泊演替到森林的大致过程。
答案提示:湖泊发生的演替属于次生演替,即湖泊→沼泽→湿地→草原→森林。
2.收集你所在地区不同年代的地图,比较湖泊、沼泽或林地的今昔面积,试分析变化的原因。 答案提示:影响群落演替的因素,有群落外界环境的变化,生物的迁人、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,以及人类的活动,等等。这些因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰,因此,群落就不断地演替。 在某一地区,群落演替的结果往往是由环境和群落内的生物共同作用而决定的,但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。
3.外来物种入侵会对当地群落的演替产生严重的影响。水葫芦(凤眼蓝)疯长是大家所熟知的实例(如下图,见教材)。你还知道我国有哪些外来物种入侵的实例?请结合当地实际情况,进行调查或收集有关资料,以“警惕外来物种入侵”为题,写一篇科普文章。
答案提示:初步统计,目前中国已知的外来入侵物种至少包括300种入侵植物,40种入侵动物,11种入侵微生物。其中水葫芦、水花生、紫茎泽兰、大米草、薇甘菊等8种入侵植物给农林业带来了严重危害,而危害最严重的害虫则有14种,包括美国白蛾、松材线虫、马铃薯甲虫等。国家环保总局公布的16种有害外来物种分别为:紫茎泽兰,薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲(水葫芦)、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。
复习与提高
一、选择题
1.下列关于生物群落的叙述,错误的是(D ) A.植物群落的垂直分层现象与光照有关 B.动物群落的垂直分层现象与植物有关 C.植物群落的水平分布现象与地形有关 D.动物群落的水平分布一般都是均匀的
2.甲地因森林火灾使原有植被消失,乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖,之后两地均发生了群落演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述,错误的是(A) A.甲地和乙地发生的演替类型相同 B.若没有外力干扰,甲地可重现森林 C.地衣会比苔藓更早地出现在乙地火山岩上 D.甲、乙两地随着时间延长,物种丰富度逐渐增加
3.甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪,三者之间无捕食关系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1 200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者,一段时间后,各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表(见教材)所示。下列推测不合理的是(D) A.捕食者主要捕食甲和丙
B.蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响 C.无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失 D.随着捕食者数量增加,乙可获得的资源减少 二、非选择题
1.种植过大片草莓的农田,闲置多年后被木木植物覆盖,成片的草莓不见了。请解释其中的原因。为什么草莓不能和木本植物共同繁盛呢?
答案提示:这是群落演替的结果。因为木本植物较为高大,能占据更多空间,获得更多的阳光,与草莓相比,它们处于优势地位,所以能繁盛起来,而草莓得不到生长所需的阳光,难以成片生长。
2.我国南方某地的一个稻田群落,近30年来发生了显著的变化:原来种群密度较高的青蛙,现在已经很少;原来有大量的泥鳅、鳝鱼、田螺等动物,现在几乎绝迹。 (1)试分析该稻田群落的物种组成发生变化的原因。
答案提示:主要是人类活动的影响,如化肥、 农药对环境造成污染,人类的捕捉等。 (2)上述变化对农业生产有什么影响?对农民的收入会有影响吗?
答案提示:害虫数量会增多,土壤生态环境会被破坏,土质变差;农民对化肥、农药的依赖性增强,生产成本较高,因而影响农民增加收入。
(3)按此趋势发展下去,再过30年,稻田群落还会发生什么变化?
答案提示:按此趋势,30年后,稻田对化肥、农药的依赖性将越来越强,稻田群落变得更为单一、脆弱。
(4)现在有些地区发展稻田养鱼,建设“稻一萍一鱼\"等立体农业。你认为这是人类的创造还是对大自然本来面貌的回归?
答案提示:这是人类按照自然规律进行的创造,其目的是借助自然群落中生物之间的关系,使人类的活动在满足人类需求的同时,也有益于环境。这种做法体现了尊重自然的理念,因而在某种意义上也可以视作对大自然本来面貌的回归。
3.我国南方很多的村落背后都有一片充当绿色屏障的防护林。防护林保留了部分原始植被的特征,但同时由于深受人类活动的干扰而与自然群落有一-定差异。研究表明,在华南某地,随着十扰(主要是砍伐成树)强度的增加,防护林林下的植物丰富度增加,阳生植物增多。在人工干扰强度不同的防护林中,占优势的树种也有差异。受到重度干扰的防护林,比自然林更容易遭受外来物种的人侵。
(1)砍伐成树有助于林下植物的生长,主要是影响了哪一类种间关系?干扰后林下的阳生植物为什么会增多?
答案提示:种间竞争。人工干扰后,林下阳生植物能够获得更多的光照、水肥,有利于其生长繁殖。
(2) 一定程度的人工干扰可能会增加防护林群落的物种丰富度,这给我们什么启示? 答案提示:适度砍伐成树,既可以增加防护林物种的丰富度而提高其稳定性,又可以获得一定的经济效益。
(3)为什么重度人工干扰的防护林比自然林更容易遭受外来物种入侵?这给我们什么启示? 答案提示:重度人工干扰,导致防护林物种丰富度降低,群落结构简单,抵抗外界干扰的能力弱,就更容易遭受外来物种入侵。这提示我们要尊重自然规律,保护好绿水青山,走可持续发展之路。
第3章 生态系统及其稳定 第1节生态系统的结构
练习与应用 一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)植食性动物一定是初级消费者。( √)
(2)每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上。(×)
(3)在草→蝗虫→蜘蛛→蛙→蛇→鹰这条食物链中,鹰是第五营养级。(√) 2.食物网具有的特征是(A) A.有很多互有联系的食物链 B.每种动物可以吃多种植物 C.每种生物都被多种生物捕食 D.每种生物都只位于一条食物链上
3.在生态系统中,以植食性动物为食的动物称为(C) A.第二营养级 B.三级消费者 C.次级消费者 D.初级消费者
4.动物园里饲养着各种动物,也栽培了多种植物。它们构成一个群落吗?动物园是个生态系统吗?
答案提示:动物园中的全部生物不能说是一个群落 ,如不同种动物是分开饲养的,彼此之间没有内在联系和相互影响,不是-一个有机的整体。同理,动物园中的全部动物和植物也没有相互依存、相互影响的关系,因此,动物园不是一个生态系统。 二、拓展应用
下图是某海洋生态系统中,生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。请据图回答以下问题。
(1)在远洋水域,从水深30m处开始,随着水深增加,固定太阳能的数量逐渐减少,影响这一变化的主要非生物因素是什么? 答案提示:光、热。
(2)近海水城水深为多少时,生产者的数量最多? 答案提示:10 m。
(3)生活在水深100 m以下的生物,从生态系统的组成成分看,主要是什么成分? 答案提示:分解者。
第2节 生态系统的能量流动
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)太阳能只有通过生产者才能输人到生态系统中。(√)
(2)生态系统中初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少。(×) (3)生态系统的能量流动是指能量的输人、传递和散失。(×) (4)能量沿食物链流动是单向的。(√) 2.流经某一生态系统的总能量是(C) A.该生态系统中生产者体内的能量 B.照射到该生态系统中的全部太阳能 C.该生态系统中生产者所固定的太阳能
D.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
3.在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,则a、b、c之间的关系是(B) A. a=b+c B. a>b+c C. a1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料,都与图b相同。
(1)分析这两幅图,完成这两个生态系统的能量流动图解。 答案提示:略。
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?为什么?
答案提示:图b所示生态系统中流向分解者的能量,还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量的多级、充分利用,提高了能量的利用率。
2.将一块方糖放入水中,方糖很快就会溶解,消失得无影无踪。溶解在水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗?为什么?
生活在水中的硅藻,它们能利用溶解在水中的硅化物制造白已绚丽精致的外壳,而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少,仅有百万分之儿,这远比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢?
通过以上事例,你对能量在生态系统中的作用是否有了进-步的认识?
答案提示:不能。 在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无序(熵增加)的方向发展。硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
第3节生态系统的物质循环
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)物质循环发生在生物群落与非生物环境之间。(√) (2)能量流动和物质循环是两个相对独立的过程。(×) (3)所有的物质都能够在生物与非生物环境中循环。(√) (4)生物富集都是依赖食物链而进行的。(√ )
2.在生态系统中,碳元素参与物质循环的主要形式是(A) A. CO₂ B.碳酸盐 C.碳酸 D.碳水化合物
3.在生态系统中,使CO₂进入生物群落的生物主要是(D) A.细菌 B.真菌 C.动物 D.绿色植物 二、拓展应用
1.生物圈是不是一个在物质上自给自足的系统?为什么?
答案提示:是。生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和,它们通过物质循环构成-一个物质上自给自足的系统。
2. 同碳元素一样,氮在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢?
答案提示:农田是人工生态系统,是以提高农作物的产量,使能量更多地流向人类,满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
3.下表(见教材)为生活在某库区水域中层的几种鱼体内重金属的含量。请据表推测,这几种鱼中,草食性、杂食性和肉食性的鱼分别有哪些?为什么? 答案提示:草食性:A ;杂食性:B和C ;肉食性:D和E
这三种重金属(Hg、Pb、Cd)会富集在鱼体内,并沿食物链逐渐在鱼体内聚集,营养级越高,它们的相对含量越高。A鱼体内三种重金属的含量都是最低的,因此A为草食性鱼;B和C鱼体内,三种重金属的含量都高于A,但低于D和E,因此B和C可能是杂食性鱼;D和E鱼体内,三种重金属的含量都远高于A、B和C,因此D和E可能是肉食性鱼。
第4节 生态系统的信息传递
练习与应用
一、概念辨析
1. 黄鼬(俗称“黄鼠狼”)主要捕食鼠类,它们体内有臭腺,在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人,鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下说法错误的是(B) A.释放的臭气是一种化学信息 B.这种气味信息只对黄鼬有利 C.释放臭气有利于黄鼬躲避危险 D.臭气作为信息可调节种间关系
2. “燕燕于飞,差池其羽”“燕燕于飞,上下其音”(《诗经,国风》),燕子表达的是哪一类信息?
答案提示:行为信息和物理信息。 二、拓展应用
1.请列表比较能量流动、物质循环与信息传递的特点,并闸述三者之间的关系。 答案提示: 比较项目 特点 范围 能量流动 单向的、逐级递减 食物链和食物网 物质循环 全球性、反复循环 生物圈 信息传递 双向性 生物与生物、生物与环境之间
联系 动力 载体、基础 决定着能量流动和物质循环的方向和状态 关系:三者都是生态系统各组分必不可少的一部分,互相依存,使生态系统形成一个有机的整体。生命有物质性,即生命体都是物质实体,因此物质是生命的基础。在生态系统中,生物体都是由物质组成的,其生命活动所需要的物质都来自环境,没有物质,什么都不存在。生命活动会消耗能量,能量驱动生命活动的有序进行,因此能量流动是生态系统的动力,没有能量,生命活动都不能正常进行,因此可以说什么都不会发生。信息调节保证了生命活动的有序进行,没有信息,生命系统难以维系和运转。
在细胞、个体、种群、群落、生态系统等各个层次,物质、能量、信息都发挥着作用,尽管有细微差别,但大体上是一致的,不论在哪个层次,生命都是物质、能量、信息的统一体。 2.如果你是一个农场经营者,种植了一些粮食作物,栽培了多种果树,还饲养着优质的家禽、家畜等。你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农产品的产量(至少答出三项) ? 答案提示:(1)利用信息传递对有害动物进行控制二①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田;②利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度;③利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,使有害动物的繁殖力下降,从而减缓有害动物对农作物的破坏。(2)利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物,就可以提高果树的传粉效率和结实率。(3)在鸡的饲养生产过程中,在增加营养的基础上,延长光照时间,这会刺激鸡卵巢的发育和雌激素的分泌,这样就可以大大提高产蛋率。
第5节生态系统的稳定性
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低。(√)
(2)同等强度的干扰下,草原生态系统比荒漠生态系统恢复的速度慢。(√) (3)不同的生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同。(√) 2.具有下列特征的生态系统,最稳定的是(D) A.食物链较长 B.生物种类较少 C.食物链中消费者较多 D.生物种类多,营养结构复杂
3.天然森林很少发生的松毛虫虫害,却经常发生在人工马尾松林中,合理的解释是(D) A.马尾松对松毛虫抵抗力差 B.人工林内松毛虫繁殖能力强 C.气候适于松毛虫的生长和繁殖
D.人工林成分单一,营养结构简单 二、拓展应用
在右图所示的生态箱中,底部铺有少量土壤,土壤表层种上苔藓和矮小的草本植物,再在生态箱里放入一些果蝇、面包虫和一只螳螂。在一年内,只要定期补充水分,生态箱中的植物生长良好,但如果不及时补充面包虫或果蝇,螳螂不久就会死亡。 (1)这个生态箱和本节“探究.实践”中制作的生态缸有什么不同?
答案提示:“探究.实践”中制作的生态缸考虑到系统内组分及营养级之间的合适比例。不需要定期补充水分。
(2)这个生态箱里有食物链吗?有食物网吗? 答案提示:有。
(3)运用生态缸和生态箱的例子,结合其他生态系统,论证能量输人、物质循环,以及生态系统各组分之间的有机联系与生态系统稳定性的关系。
答案提示:通过比较,可以得出,生态缸考虑到系统内组分及营养级之间的合适比例,有稳定的能量输入,能实现物质循环,构成一个比较稳定的生态系统。生态箱则不同,没考虑到系统内组分及营养级之间的合适比例,即使有稳定的能量输入,也不能实现物质循环(需要定期补充水分),生态系统的稳定性很差。
能量输人、物质循环,以及生态系统各组分之间的有机联系决定着生态系统稳定性。
复习与提高
一、选择题
1.下图(见教材)是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是(C) A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者 B.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
2.在自然生态系统中,物质是能量的载体,下列叙述正确的是(A) A.能量可驱动物质循环 B.物质和能量可循环利用 C.能量只能在食物链中流动
D.能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
3.下列关于生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的叙述,正确的是(B) A.物质循环往复意味着任何生态系统物质上都是自给自足的 B.能量流动是指生态系统中能量的输人、传递、转化和散失的过程 C.只有生物才会对信息有反应,因此信息传递只发生在生物群落内部 D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都是沿食物链进行的
4.与生态系统自我调节能力大小有关的主要因素是(D) A.生态系统的成分 B.生态系统的气候环境 C.生态系统的地理位置 D.生态系统的非生物环境 二、非选择题
1. 将以下概念之间的关系分别用概念图的形式表示出来。
生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级。
答案提示:由生态系统包括非生物环境和生物群落。生物群落包括生产者、消费者、分解者。然后依次划分下去。(具体答案略)
2.下图是河流生态系统受到生活污水(含大量有机物)轻度污染后的净化作用示意图。请据图回答下列问题。
(1)在该河流的AB段上,溶解氧大量减少的主要原因是什么?
答案提示:藻类数量减少;需氧型细菌大量繁殖,溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。 (2)在该河流的BC段上,藻类大量繁殖的主要原因是什么?
答案提示:有机物分解后形成的大量的NH₄⁺等无机盐离子,有利于藻类的大量繁殖。 (3)水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么?
答案提示:藻类通过光合作用释放氧气;有机物减少,需氧型细菌数量下降,因而对溶解氧的消耗量减少。
(4)若酿造厂或味精厂将大量含有有机物的废水排人该河流,对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么?
答案提示:河流中生物大量死亡,该生态系统的稳定性遭到破坏。
3.某地农业部门在防治棉铃虫问题上,提出了两种方案:一种是喷洒高效农药;另一种是放养棉铃虫的天敌一赤眼蜂。 前者可以比较迅速地杀死棉铃虫,但会同时杀死其他动物,包括赤眼蜂,还可能造成环境污染;后者不能彻底消灭棉铃虫,但是能将棉铃虫的种群数量控制在较低的水平,也不会造成环境污染。请评价哪种方案有利于提高农田生态系统的稳定性?为什么?
答案提示:放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药,在消灭棉铃虫的同时,也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制,就容易再度爆发。在棉田中放养赤眼蜂,由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系,因此能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看,这种做法有利于提高农田生态系统的稳定性。
4.有科学家指出:“没有物质,什么都不存在;没有能量,什么都不会发生;没有信息,任何事物都没有意义。”在生态系统中,物质、能量和信息是这样起作用的吗?在细胞、个体、种群、
群落等层次,它们所起的作用也是这样的吗?试举例谈谈对这句话的理解。
答案提示:生命有物质性,即生命体都是物质实体,因此物质是生命的基础。在生态系统中,生物体都是由物质组成的,其生命活动所需要的物质都来自环境,没有物质,什么都不存在。生命活动会消耗能量,能量驱动生命活动的有序进行,因此能量流动是生态系统的动力,没有能量,生命活动都不能正常进行,因此可以说什么都不会发生。信息调节保证了生命活动的有序进行,没有信息,生命系统难以维系和运转。例如,如果没有视觉、听觉或嗅觉等方面的信息,捕食者就无法捕获猎物,猎物即使近在咫尺也毫无意义。从这个角度看,没有信息,任何事物都没有意义了。
第4章 人与环境
第1节人类活动对生态环境的影响
练习与应用
一、概念辨析
1.将下列人口增长过快或停止增长带来的问题连线。 劳动力不足 资源短缺 人口增长过快 人口老龄化 人口停止增长 交通拥挤 或负增长 环境恶化
2.我国南极科学考察队员发现,南极地区的部分海冰正在逐年融化,使企鹅的栖息地越来越少,导致这一现象的原因是(B) A.水土流失 B.温室效应 C.大气污染 D.海洋污染
3.下列处理措施,会造成环境污染的是( C) A.节约用水 B.利用地热 C.任意施用化肥 D.使用太阳能热水器 二、拓展应用
1.低碳生活是指生活中尽量少地消耗能量,减少二氧化碳的排放,减少大气污染,保护环境。作为中学生,我们应该怎样做自己力所能及的事情以响应低碳生活的号召?请举两个例子说明。
答案提示:(1)绿色出行∶骑自行车或步行出行。(2)节约用电∶使用节能灯泡照明,随手
关灯,休息时关闭电脑,夏天空调温度不要调太低,根据能耗标识选用能耗低的电器。(3)避免浪费∶纸张双面使用,尽量少用一次性用具(如塑料袋、纸杯、木筷等)。
2.“国家节水标志”由水滴、人手和地球的图案组成。绿色的圆形代表地球,象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水。手是拼音字母“JS\"的变形,寓意“节水”,表示节水需要公众参与,鼓励人们从自己做起,人人动手节约每一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。手接着水珠,寓意“接水”,与“节水”音似。举例说明,作为中学生,我们能做哪些力所能及的事情来节约用水?
答案提示:(1)生活中一水多用∶用洗菜水浇花,用洗衣水拖地,用洗碗水冲厕所,等等。(2)洗手时随时关闭水龙头。
3.有些企业的生产造成严重的环境污染,但企业缺乏资金进行技术改造,停产又将影响职工的收人和产品的供应。这样的两难处境,是现实生活中常见的。请你查阅资料,找一找摆脱这类困境的办法。
答案提示:地方政府可以适当集中财力、智力和技术力量,建设功能性园区,按照标准搞好基础设施以及污染治理设施的建设,引导企业入园实行标准化生产;通过宣传教育使各级行政负责人、企业负责人、全体职工以及当地居民树立起人口与经济、社会、环境、资源协调发展的新思维以及走可持续发展之路的观念。
4.亚洲象是我国一级保护动物,在我国主要分布于云南省南部。据2017年的一项研究显示,西双版纳地区共有228~279头亚洲象,但它们分布于5个互不连通的地区。请回答下列问题。 (1)目前亚洲象的栖息地处于隔离状态,请你分析导致隔离的原因。
答案提示:人类活动,如开垦农田、修建公路和住房等,破坏了原有的自然环境,使亚洲象的栖息地处于隔离状态。
(2)我国已经启动了亚洲象生态保护走廊的调查规划和建设项目,请你谈谈这项措施的意义。 答案提示:亚洲象生态保护走廊可以打破亚洲象种群之间的隔离,促进种群间的基因交流,有利于亚洲象的繁衍和生物多样性的保护。
第2节生物多样性及其保护
练习与应用
一、概念辨析
1.下列保护生物多样性的措施,最为有效的是(A) A.建立自然保护区 B.建立濒危动植物繁育中心 C.加强立法、执法和宣传教育
D.利用生物技术对濒危物种的基因进行保护 2.关于保护生物多样性,下列说法正确的是(C) A.鼓励人们进入保护区,给鸟类喂食、建巢等
B.将各地濒危野生物种都迁移到自然保护区并加以保护 C.对于珍稀濒危的物种,应该禁止一切形式的猎采和买卖
D.易地保护就是将各种野生动物迁人动物园、水族馆、自然保护区等进行保护 3.将左、右两侧的词句,按对应关系画线连接起来。 芦苇是一种重要的造纸原料
每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能 直接价值 海洋和森林等生态系统能陶冶情操、激发创作的灵感 间接价值 鲁班通过观察某种叶片的叶缘得到启示,研制出木工用的锯 潜在价值 蝉蜕是一种动物性药物 某种不知名昆虫 二、拓展应用
1.阅读下列资料,回答相应问题。
资料1:当今大多数重要的农作物都是从野生物种中选择和培育而成的。科学家通过转基因技术等生物技术,利用野生物种的优良基因,选育出具有高产、抗病、抗虫、适应性强等特点的优良作物,使生产力大大提高。例如,转基因耐储藏番茄等就是这样选育的。 资料2:推广杂交水稻的同时,地方特有的水稻品种被取代,一些地方品种的基因就此流失。由于地方品种的一再缩小,推广品种往往因近亲繁殖等原因,使基因发生随机固定或丧失,导致基因多样性下降。农业生态系统因此变得结构简单、功能削弱、易受病虫等自然因素的危害,同时,种群内个体之间遗传物质的交换和进化也受到阻碍。 (1)转基因技术所转的基因来自哪里?
答案提示:转基因技术所转的基因来自其他生物具有特殊功能的基因片断。 (2)你觉得生物技术的应用对生物多样性有利还是有害?为什么?
答案提示:科学技术是一把双刃剑。转基因技术作为一门比较高端的技术,也是一把双刃剑。如果正确的使用它,它完全可以造福全人类;如果将它过度使用甚至是滥用,它也许会破坏生物多样性,例如可能会出现影响环境中非目标性生物生态结构,改变物种的竞争关系,出现转基因植物杂草化和部分产品的毒性、致病性和过敏性等一系列问题。因此,生物技术的潜在危险应当引起重视,采取预防手段是必要的。
2.在有些地方,某些人喜欢通过“放生”来表示自己有爱心,他们从市场上买来动物,放归自然环境。放生的动物中,有些不是本地物种。你如何看待这样的做法?
答案提示:(1)有些放生的动物可能会破坏当地的生态环境,甚至成为人侵物种;(2)放生的动物不适合当地环境,或者放生的方式不当,都会导致放生的动物死亡;(3)将购买的动物放生,只是形式上的彰显爱心,并不能从根本上起到保护动物的作用,还可能助长对该动物的猎捕。
第3节生态工程
一 生态工程的基本原理
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)依据生态工程的循环原理,应该对垃圾进行焚烧处理。(×)
(2)园林既能改善生态环境,又能提高社会和经济效益,体现了生态工程的整体原理。(√ ) 2.建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上,主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述,不合理的是(C) A.合理搭配植物以提高系统的生物多样性 B.尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵 C.为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量 D.选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用 二、拓展应用
1953年朝鲜战争停战后,南北双方以北纬38°为停火线。沿线两侧大约500 km2为非军事区,这里的地表经过战争浩劫,几乎没有生物存在。几十年米,由于基本没有人类活动,这里恢复了完全的自然状态。河水清澈、森林茂盛、物种繁多,还出现了多种被认为早已在朝鲜半岛灭绝的动物,如棕熊。有科学家评论说:“全世界只有在这个地方,由于3 000年以来的农讲文明突然终止,原始物种可在没有人类干扰的情况下自由发展,这个地区的生态恢复情况大大超过了人类所有生态建设所能达到的水平。”说说这个案例给你的启示。
答案提示:我们在认识到生态工程在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时,不能忘记大自然固有的强大的生态恢复力量,更不能误认为只要有了生态工程,就可以先污染,后治理;在生态工程建设中,我们应充分利用自然生态系统的恢复能力,结合当地生态环境有针对性地进行生态工程建设,以达到更好的效果,并节约成本。
二 生态工程的实例和发展前景
练习与应用
一、概念辨析
1.判断下列表述是否正确。
(1)建更高更大的烟肉,将污染物排放到高空,可以缓解污染。(×)
(2)根据不同农作物的需肥特点施加肥料,是减少污染,降低农业成本的做法。(√) (3)对某废弃采石场的生态环境进行公园化建设时,该废弃地的物种数量将逐年增加。(√) 2.“下列对农作物秸秆处理不当的是(C) A.过腹还田 B.青贮、氨化处理 C.田间焚烧,留灰做底肥
D.利用作物秸秆培养蚯蚓 3.下列对垃圾处理不当的是(A) A.简单深埋 B.卫生填埋 C.焚烧发电 D.高温堆肥 二、拓展应用
莱茵河是欧洲大陆的一条大河,流经多个国家,曾是流域内几千万人的饮用水水源,也是鲑鱼等洄游型鱼的洄游河流。第二次世界大战以后,伴随经济的快速发展,过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动导致莱茵河的水质严重恶化,因河道裁弯取直,鱼类洄游受阻等问题日趋严重。
(1)针对上述问题,列举莱茵河的治理要解决哪些方面的问题。
答案提示:要解决过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动带来的水质严重恶化等问题。要协调经济和社会发展与生态环境保护之间的关系。严格控制流域内的污水排放并对污水进行净化处理;拆除不合理的航道、灌溉和防洪工程;保护植被、加强绿化、恢复生态;保护洄游鱼类、保护鱼类产卵场、控制鱼类捕捞量;等等。
(2)莱茵河流域管理委员会和沿河国家于1987年提出了重塑莱茵河的生态修复计划,查阅资料,了解该计划的设计思路。 答案提示:查阅资料后进行讨论交流。 (3)查阅最新进展,了解莱茵河的生态现状。 答案提示:查阅资料后进行讨论交流。 (4)谈谈菜茵河治理给你的启发。
答案提示:答案合理即可。一方面可以从人们对污染治理的观念转变,制订科学的治理方案,加强国际合作与公众参与等角度来谈;另一方面可以将莱茵河的治理与我国在河流治理方面的典型案例进行对比分析,并提出合理化建议等。
(5)你家乡附近的河流是否也出现20世纪莱茵河遇到的问题?能否借鉴莱茵河治理的经验和教训,提出你的想法。
答案提示:可查阅资料,走访当地居民,咨询相关部门,了解情况后进行交流。
复习与提高
一、选择题
1.“杂交水稻之父”袁隆平成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生水稻中发现了雄性不育植株,这是利用了生物多样性中的(D) A.生物种类多样性 B.生态环境多样性
C.生态系统多样性 D.遗传(基因)多样性
2.下列措施,不符合城市生态工程建设基本原理的是(D) A.采用浮床工艺法等手段治理水污染
B.大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺 C.城市规划,分区建设工业区、居住区、生态绿地等
D.用法律手段禁止汽车上路,严禁造纸厂、酒厂生产,以断绝污染的源头
3.本章章首页所示的云南省红河州哈尼梯田,被盛赞为江河——森林——村寨——梯田四位一体的人与自然高度协调、可持续发展的生态系统,是我国劳动人民创造的农耕文明奇观。在这里,山顶是森林,可以涵养水源;山坡上是层层梯田;半山腰上建有村寨;山脚下有江河。近些年来,哈尼梯田部分地区试行稻——鱼——鸭生态种养模式,将种稻、养鱼、养鸭相结合,取得显著经济效益。
(1)维持哈尼梯田这一生态系统可持续发展的关键是(B) A.层层的梯田 B.山顶的森林 C.半山腰的村寨 D.山脚下的江河
(2)稻——鱼——鸭生态种养模式能提高经济效益的原因是(C) A.当地日照充足 B.当地土壤条件好 C.物质分层分级利用 D.物质和能量循环利用 二、非选择题
1.有的科学家说,人类总是如下图所示(见教材),依靠科技的进步,使自身更加适应环境。然而,人口也会随之明显增长,并使生态环境进步遭到破坏,如消耗更多的资源、生物多样性锐减以及产生更多的废弃物和污染物,从而形成一种恶性循环。
你认同这种观点吗?你认为人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种什么样的关系? 答案提示:不认同。世界近几百年来人口过快增长与科技进步有一定关系,人口过快增长造成资源大量消耗、生态遭到严重破坏的情况是比较普遍的。但是,在许多人口增长控制得比较好、生态治理和环境保护做得比较好的国家和地区,资源和环境状况正在朝着好的方向转化,因此不能笼统地认同这种观点。
人口、科技进步、资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。科技进步特别是农业科技进步可以使地球养活更多的人口,但科技进步并不一定导致人口猛增,有些科技发达的国家甚至出现人口下降的趋势;应用先进科技可以提高资源和能源的利用效率,开发绿色能源和防
治污染。因此,人类不仅要大力推动科技进步,还要大力加强人口、资源和环境教育。此外,各国还要加强有关的法制建设和国际合作,使全球人口增长得到合理的控制,使资源得到合理的利用,使生态环境不再遭到破坏并且朝着好的方向发展。总之,人类应当坚持走一条自然、经济、社会相协调的可持续发展之路。
2.下表显示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的各主要原因及其比例。 原因 哺乳动物 鸟类 偷猎 31% 20% 丧失栖息地 32% 60% 生物入侵 17% 12% 其他原因 20% 8%
(1)请根据这些数据绘制柱形图,横轴表示每类动物受威胁的原因,纵轴表示数值。 答案提示:略。
(2)分析这两类动物生存受到威胁的主要原因是什么。
答案提示:哺乳动物受到威胁的主要原因是丧失栖息地和偷猎;鸟类受到威胁的主要原因是丧失栖息地。
3.学完“生物与环境\"模块,你对生物与环境的关系、人与环境的关系有哪些体会和见解? 答案提示:开放性题目。学生结合自身体会来谈。
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