【培优导学案】浙教版科学九年级全册：22、种群、群落和生态系统 学案（含解析）

 种群、群落和生态系统

【回顾】

1．生物对环境的适应

(1)适应：现在生存的每一种生物，都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式。

(2)适应实例

保护色：某些动物为适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色。

警戒色：某些具有恶臭或毒刺的动物具有的鲜艳色彩和斑纹，具有警示作用。

拟态：某些生物的外表形态、色泽或斑纹，与其他生物或非生物非常相似的状态。

2．生态系统的功能

(1)能量流动：流经生态系统的总能量是生产者所固定的全部太阳能。能量流动的特点是单向流动且逐级递减。

(2)物质循环：物质是指组成生物体的一些基本化学元素，其不同于能量特点的是反复出现和循环。

3．生物富集现象：一些有害物质通过食物链其浓度随消费者级别升高而逐步增加，所以有害物质的浓度总是在最高级别的消费者体内积累最多。

4．种群数量的波动和下降

(1)种群数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。

图22－1

(2)原因：气候、食物、天敌、传染病、空间、人类影响等多种生态因素共同作用的结果。因此，大多数种群的数量总是在波动中。

(3)常见种群数量与时间关系曲线

(续表)

图22－2

5．怎么取样调查

(1)随机取样，保证样本有代表性。为保证取样的代表性。在大田调查中，常用的取样方法如图22－3所示：

图22－3　几种大田调查中的取样方法

(2)样本大小要合适，以减小误差。一般来说，样本越大，调查的结果越准确。样本越小，越容易产生误差。但调查样本太大，则抽样付出的代价也就越大。

(3)标志重捕法(适用于移动性强的生物)

在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。

标志重捕法是种群密度的常用调查方法之一。适用于活动能力强，活动范围较大的动物种群。

例1　江西中考鄱阳湖生态系统中生物种类丰富，长期处于比较稳定状态。近年来，由于周围农田大量使用农药以及附近居民生活污水的排入，水质污染严重，湖内的动植物种类和数量急剧减少。下表是科研人员对湖内一条食物链中四种生物体内DDT含量的检测结果。请分析回答：

(1)写出A、B、C、D四种生物之间的食物联系______________。该食物链中，若次级消费者要获得100 kJ的能量，最少需消耗第一营养级的能量为________。

(2)除表中生物外，该生态系统至少还应有____________________等成分。

(3)人工建造的鱼塘生态系统稳定性往往比天然的湖泊生态系统弱，这是因为鱼塘生态系统________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)污染使湖泊中动植物种类和数量急剧减少，这说明生态系统的____________________是有一定限度的，因此威胁该生态系统生物多样性的主要原因是____________________。

[答案] (1)A→C→B→D　2500 kJ　(2)分解者和非生物部分　(3)生物种类少，营养结构简单(自动调节能力小)　(4)自动调节能力　环境的污染

 (1)由于生物的富集现象，一些有害物质通过食物链其浓度随消费者级别的升高而逐步增加，所以有害物质的浓度总是在最高级别的消费者体内积累最多。食物链应为A→C→B→D，而有毒物质通过食物链不断积累。在该食物链中，若次级消费者要获得100 kJ能量，最少需消耗第一营养级的能量为100 kJ÷20%÷20%＝2500 kJ。(2)一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，其中生物部分又包括生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(细菌、真菌)；表中有生产者和消费者，该生态系统至少还应有分解者和非生物部分等成分。(3)人工建造的鱼塘生态系统稳定性往往比天然的湖泊生态系统弱，这是因为鱼塘生态系统生物种类少，营养结构简单。(4)在生态系统中，各种生物的数量和所占的比例总是维持相对稳定的状态，这种现象就叫生态平衡。生态平衡是一种动态的、相对的平衡，不是生物数量的恒定不变，如动物有迁入、有迁出、有死亡、有出生，各种生物的数量是变化的，又是相对稳定的，总会因生态系统中某一部分先发生改变，引起不平衡，然后依靠生态系统的自动调节能力使其又进入新的平衡状态。正是这种从平衡到不平衡到又建立新的平衡的反复过程，推动了生态系统整体和各组成部分的发展与进化。生态系统的自动调节能力是有限的；威胁该生态系统生物多样性的主要原因是环境的污染。

例2　某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如图22－4。若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼(丙)，一段时间后，该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述，正确的是(　　)

图22－4

A．甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群

B．甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群

C．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群

D．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群

[答案] C

 从曲线上可以看出甲、乙应该为捕食关系，则甲种群为藻类，乙种群为浮游动物。而丙为后期向水池投放的大量专食浮游动物的某种鱼。建立的食物链应该是：藻类→浮游动物→鱼。丙捕食乙，并与乙竞争水中的氧气，故丙和乙既有捕食关系，又有竞争关系。由于鱼是大量的，所以短时间内它们的食物——浮游动物急剧减少，直至灭绝。此时，鱼由于食物缺乏，其数量也随之大量减少，直至灭绝，唯一剩下的种群应为甲种群。

1．宁波创新模拟如图22－5，为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)

图22－5

A．Ⅰ是初级消费者 

B．Ⅳ为分解者

C．E1主要为太阳能，E2为热能 

D．能量可在食物链中循环利用

2．如图22－6是某生态系统中碳循环和能量流动示意图，有关分析不正确的是(　　)

图22－6

A．该生态系统中最基本、最关键的生物成分是甲

B．戊代表的生物成分是分解者

C．该生态系统中能量损失较少的食物链是甲→丁

D．该生态系统中共有4条食物链，最长的一条是甲→乙→丙→戊

3．2017·白银 在小麦→老鼠→蛇这条食物链中，若蛇的体重增加100 g，则至少要消耗小麦(　　)

A．500 g         B．1250 g

C．2500 g         D．5000 g

4．温州中考 图22－7反映某生理过程或现象正确的是(　　)

图22－7

A．在图A中，若Ⅱ所示结构为小肠绒毛毛细血管，则Y是血液中营养物质和氧气

B．在图A中，若Ⅱ为肾小体，则Y是血液大分子蛋白质和血细胞

C．在图B中，Y表示有机物总量，由甲、乙、丙、丁四种生物及其环境构成的生态系统中，若环境被污染，含有毒物质最多的是生物甲

D．在图B中，甲、乙、丙、丁表示四种组织，Y表示氧气与血红蛋白的结合情况，呼吸作用最旺盛的是甲组织

5．图22－8中B表示的是一种麻雀在一个群落中的变化情况，那么A可能代表的种群应该是(　　)

图22－8

A．该种麻雀的天敌的种群

B．与麻雀有互利关系的一个种群

C．群落中生产者数量变化的情况

D．被麻雀捕食的一个种群

6．温州中考 某山区坡地生态环境破坏严重，人们根据不同坡度，分别采取保护性耕作、经济林种植和封山育林对其进行了治理。

图22－9

(1)陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本植物、多年生草本植物和灌木三个阶段，其典型物种的种群密度变化如图22－9所示。图中O →a，物种①密度上升，原因是在适宜条件下，物种①的__________________；b→c，物种①逐渐消失，物种②密度逐渐降低到相对稳定水平，原因是物种②能耐受________；c点之后，在适宜气候条件下群落中最终占主导地位的植被类型将是________。

(2)该坡地经治理后，既扩大了植被覆盖面积、增加了对大气中________的固定，又提高了经济产出，初步实现了生态效益和经济效益的同步发展。

7．为了探究水质对生物生活的影响，某小组同学设计了以下实验。请回答：

请回答：

(1)步骤③中放入10条小鱼而不是1条，目的是________________________。每个鱼缸加入大小相同、活力相近的同种小鱼是为了______________________________________________。

(2)要探究水质对小鱼生活的影响，应选用C缸和________缸作为对照。

(3)该实验中影响小鱼生活的非生物因素除了水质，还有______________________________。　　　　　　

(4)D缸中能量的最终来源是______________，能量流动的特点是_______________________。

(5)若将B缸和D缸都置于黑暗环境中，D缸的小鱼先死亡，请说明理由。________________________________________________________________________。

8．调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32只，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30只，其中有上次标记过的个体10只。请回答下列问题。

(1)若该地区田鼠种群个体总数为N，则 N＝________只(计算公式是：N∶a＝b∶c)。

A．30      B．32      C．64      D．96

(2)要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的两条件是________。

A．有较多个体迁出调查区

B．调查区内没有较多个体死亡

C．调查区内没有较多个体出生

D．有较多个体迁入调查区

(3)调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄，它们的月龄构成如图22－10。据图分析：________草原的田鼠种群属于________型；________草原的田鼠种群属于________型，可以预测，该草原鼠害将会严重，必须作好防治准备工作。

图22－10

(4)若某种群有成鼠a只(计算时作为亲代)，每只雌鼠一生产仔16只，各代雌雄性别比例均为1∶1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为________。

A．a×8n－1        B．a×8n＋1

C．a×8n        D．a×8n－2

(5)若将雌雄成鼠各若干只，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饵料和水，则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系，应为图中的曲线________。

答案

1．C　 能量金字塔，从下到上依次为第一营养级、第二营养级、第三营养级、第四营养级，能量在生态系统中不能循环利用。Ⅰ是生产者，生产者的能量主要来自太阳能，E1为太阳能，E2为自身呼吸消耗的热能；Ⅳ位于第四营养级，属于消费者。

2．D

3．C　 能量在沿食物链流动过程中是逐级递减的，一般地说，输入的一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量流入下一营养级。若蛇的体重增加100 g，则至少要消耗小麦100 g÷20%÷20%＝2500(g)。

4．B　 图A中，若Ⅱ为小肠绒毛毛细血管，则Y能表示血液中的营养物质而不能表示氧气，因为氧气是在肺循环过程中增加的；图A中，若Ⅱ为肾小体，则由于肾小体的滤过作用可使血液中大量的水被滤过进入肾小囊腔，使蛋白质和血细胞浓度升高；在图B中，Y表示有机物总量，有机物总量越多，说明生物个体越多，处于食物链的底端，而有毒物质随着食物链积累，越高级消费者体内有毒物质越多；在图B中，Y表示氧气与血红蛋白的结合情况，说明甲组织血液中氧含量高，氧气利用率低，呼吸作用不旺盛。

5．A　 由图可知：图中B的数量大于A，两种群中一种数量的增加导致另一种数量的下降，而后者数量的下降又导致前者数量的增加，A的变化随B的变化而变化，它们之间是一种捕食关系，则A是该种麻雀的天敌的种群。

6. (1)出生率大于死亡率　弱光　乔木

(2)碳元素(CO2)

  (1)结合题中材料，图中①表示一年生草本植物，②表示多年生草本植物，③表示灌木。决定种群密度最直接的因素是出生率和死亡率，图中O→a，物种①的密度上升，数量增多，说明该时间段内种群的出生率大于死亡率；b→c段，群落由多年生草本阶段向灌木阶段过渡，灌木取代了多年生草本植物，多年生草本植物②逐渐降低到相对稳定的水平，说明②能耐受灌木丛导致的弱光环境，并在该环境下保持种群数量的相对稳定；c点后，若气候条件适宜，高大的乔木能获得充足的光照取代灌木的优势，成为该地区占主导地位的植被类型。(2)该地区经过治理，增大了植被覆盖面积，同时增加的植被可以通过光合作用固定更多的碳元素(CO2)，增加了农林产品的产出，实现了生态效益和经济效益的同步发展。

7．(1)避免偶然性、减小实验误差　控制只有一个变量

(2)D　(3)光照、氧气

(4)太阳能　单向流动，逐渐递减、能量的传递效率是10%～20%

(5)黑暗环境中金鱼藻不能进行光合作用产生氧气，而金鱼藻的呼吸作用又要消耗水中的氧气。导致D缸水中的氧气更早耗尽，因此D缸中的小鱼先死亡

 (1)用1条小鱼做实验具有很大的偶然性，若采集的小鱼生病或受处于特殊生长时期等，不足以说明问题，用10条小鱼可以避免偶然性、减小实验误差。对照实验是单一变量实验，除变量不同外，其他条件都相同且适宜，因此每个鱼缸加入大小相同、活力相近的同种小鱼是为了控制只有一个变量。(2)“要探究水质对小鱼生活的影响”，唯一不同的变量是：水是否受到污染，因此应选用C缸和D缸作为对照。(3)分析表中数据可知，该实验中影响小鱼生活的非生物因素除了水质，还有光照、氧气。(4)在生态系统中只有绿色植物才能进行光合作用固定太阳能。绿色植物通过光合作用制造有机物，有机物中储存着来自阳光的能量。所以D缸中能量的最终来源是太阳能；能量在沿着食物链流动的过程中一部分通过呼吸作用散失，还有一部分流向分解者，因此能量流动的特点是单向流动、逐渐递减，能量的传递效率是10%～20%。(5)“若将B缸和D缸都置于黑暗环境中”，由于黑暗环境中金鱼藻不能进行光合作用产生氧气，而金鱼藻的呼吸作用又要消耗水中的氧气。所以D缸水中的氧气更早耗尽，D缸中的小鱼先死亡。

8．(1)D　(2)BC　(3)乙　稳定　甲　增长

(4)C　(5)C

 (1)标志重捕法是指在调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获量的比例，来估计该种群的数量。根据计算公式N∶32＝30∶10，解得N＝96只/公顷。

(2)因为出生率、死亡率和迁入、迁出对种群的个体数量具有决定作用，所以要使调查的结果更接近实际数，理论上在调查期必须满足出生率、死亡率和迁入、迁出没有明显变化。

(3)图示坐标图显示，甲有众多的幼年个体，乙的各个月龄个体数量相当，所以甲草原的田鼠属于增长型，乙草原的田鼠属于稳定型。

(4)该种群有成鼠a只(计算时作为亲代)，其中雌鼠有只，由于每只雌鼠一生产仔16只，各代雌雄性别比例均为1∶1，因此亲代产生的子代数为×16＝8a，则第二代产生的子代数为82a，因此第n代产生的子代数为a×8n。

(5)由于笼子的大小是一定的，这就限制了种群的K值，因此该种群将呈现为“S”型曲线。