2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题8生物与环境命题新情境8

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命题新情境八　限制因子、边缘效应与竞争排斥
1．限制因子与限制因子定律英国科学家布莱克曼()研究发现：生态因子低于最小量时会影响生物的生存，但生态因子过量时同样也会影响生物的生存。因此，他于1905年发展了利比希的最小因子定律，并提出生态因子的最大状态也具有限制性影响，这种生态因子最小状态和最大状态的限制作用就是限制因子定律(law f limiting factrs)。生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，只有在耐受范围内，生物才能存活。若一种生态因子接近或超过生物的耐受极限，则会阻止其生存、生长、繁殖或扩散，这种因素称为限制因子。
2．边缘效应由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得相邻群落中的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些物种的活动强度和生产力，这一现象称为边缘效应。我国大兴安岭森林边缘具有呈狭带状分布的林缘草甸，每平方米的植物种数达30种以上，明显高于其两侧的森林群落和草原群落。群落交错区往往包含两个重叠群落中的一些物种以及交错区本身所特有的边缘物种。水生和陆生的交错区，两栖动物是最典型的边缘物种，它们能够沿着边缘地带完成每天的大部分活动。
3．生态位重叠与竞争排斥生态位重叠是指两个或更多生态位相似的物种生活在同一空间时出现分享或竞争共同资源的现象。高斯将双小核草履虫与大草履虫混合培养时，发现只有双小核草履虫能够存活。
高斯提出竞争排斥原理：如果两个竞争物种共存于一个稳定环境中，生态位重叠，那么会有一个竞争物种将其他物种消灭或者排斥掉，即两个物种不能利用同一有限资源而实现长期共存。在植物生态学家坦斯利()的研究中，两种拉拉藤同样也发生了竞争排斥。两个物种基础生态位都包含酸性和钙质土壤，当单独生长时，它们在两类土壤中都能正常生长；但当两个物种在一起生长时，一种拉拉藤在酸性土壤中被排斥，而另一种拉拉藤却在钙质土壤中被排斥。生态位重叠的两个物种，当资源不足时，竞争优势较大的物种会占有生态位重叠部分而把另一物种完全排除，即竞争排斥。当资源丰富时，有竞争关系的两个物种，尽管生态位有部分重叠，也可以共存。
1．(2025·扬州检测)边缘效应是指在两个或多个不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化。沿着生态系统的边缘产生了有差异的环境条件，形成边缘效应带，此处群落结构复杂，各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络。下列说法错误的是(　　)
A．人类活动增强，导致自然生境片段化，增加了边缘效应带的数量B．处于边缘效应带的鸟类可能比生活在森林深处的鸟类更警觉C．研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义D．边缘效应会改变生态系统的群落结构但不会影响其物种丰富度【答案】　D
【解析】　人类活动增强，打破原有生态系统，导致自然生境片段化，使得靠近的两个或多个不同性质的生态系统交互作用，增加了边缘效应带的数量，A正确；根据题意，处于边缘效应带的生物竞争激烈，可能比生活在森林深处的鸟类更警觉，B正确；边缘效应带上群落结构复杂，各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络，研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义，C正确；由题干信息边缘效应“群落结构复杂”，可知物种丰富度会增大，D错误。
2. (2025·襄樊模拟)一种生物的生态位通常包括多个维度，如食物、活动空间、水分需求等。A、B、C、D、E、F 6个种群的生态位情况如图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．在第一生态位维度上，与C重叠最大的是DB．在第二生态位维度上，A与F，B与E，C与D完全重叠C．F与B没有生态位重叠，所以不存在竞争关系D．图示情况说明生态位完全重叠的2种生物可以长期共存【答案】　B
【解析】　由题图可知，在第一生态位维度上，C与A完全重叠，与C重叠最大的是A，A错误；由题图可知，在第二生态位维度上，A与F，B与E，C与D完全重叠，B正确；生态位通常包括多个维度，题图中只包含三个维度，但是并不能确定F与B其他维度有没有重叠，C错误；题图中的生态位重叠只在某一维度，并没有生态位完全重叠的2种生物，故题图示情况不能说明生态位完全重叠的2种生物可以长期共存，D错误。
3．(2025·梧州模拟)生活史对策指生物在生存斗争中获得的生存对策，分为r对策和K对策。r对策生物通常个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，K对策生物通常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高。如右图所示，K对策生物种群数量变化曲线有两个平衡点，即稳定平衡点S和不稳定平衡点X(又称灭绝点)，r对策生物只有一个稳定平衡点而没有灭绝点。回答下列问题：
(1)据题推测，小鼠和大熊猫分别属于________和________。在用标记重捕法调查小鼠的种群密度时，若标记物脱落，种群密度的估算值会偏________(填“大”或“小”)。
(2)K对策生物的种群数量高于或低于________(填“S”或“X”)点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为______________。(3)大熊猫数量一旦低于X点，就会逐渐走向灭绝，对此可采取的保护措施有：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(写出两点)
【答案】　(1)r对策　K对策　大(2)S　环境容纳量(3)①保护其栖息环境，包括提供充足的食物和空间资源，控制其天敌的数量等。②建立动物园或人工繁殖中心，以提高该濒危动物的生殖力和幼崽的存活率。③在两个种群之间建立绿色通道，便于两地种群之间进行基因交流，以保护该濒危动物种群的基因库。④建立大熊猫精子库、基因库等
【解析】　(1)小鼠个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，属于r对策生物。大熊猫通常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，属于K对策生物。设种群总数是N，第一次捕获n个个体并作标记，那么标记的个体数占总数的比例为n÷N，第二次捕获M个个体，其中有标记的个体数为m，则理论上m∶M＝n∶N，即种群总数N＝(n×M)÷m，如果标记物容易脱落，则m的值会减小，计算出来的值就会偏大。(2)由题图可知，K对策生物的种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，即环境所能容纳的该种群的最大值，称为环境容纳量(或K值)。
(3)大熊猫属于珍稀濒危物种，对于珍稀濒危动物，可以采取的措施有：①就地保护，保护其栖息环境，包括提供充足的食物和空间资源，控制其天敌的数量等；②建立动物园或人工繁殖中心，以提高该濒危动物的生殖力和幼崽的存活率；③在两个种群之间建立绿色通道，便于两地种群之间进行基因交流，以保护该濒危动物种群的基因库；④建立大熊猫精子库、基因库等。
4．(2025·自贡模拟)美国生物学家谢尔福德和奥德姆提出了生物的耐受性定律，指出每种生物对任何一种环境因子都有一个耐受性范围，超出这个范围生物就会死亡。对主要环境因子耐受性范围广的生物其适应性也广。调查草原生态系统A和B两种生物对食物条件的耐受性范围，结果如图所示。回答下列问题：
(1)不同种生物对同种环境因子的耐受性范围不同，这是长期____________的结果，A、B两种生物之间存在____________关系，________生物的适应性更强。(2)A、B两种生物与该地区的其他生物通过________关系形成该生态系统的营养结构，该结构是____________________________________的渠道。(3)生态系统中各种生物对环境因子的耐受性范围越________(填“宽”或“窄”)生态系统越稳定，理由是__________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)自然选择　种间竞争　B(2)捕食　物质循环和能量流动(3)宽　生物耐受性范围越宽，环境因子变化对生物的影响越小，生物适应性越广，生态系统越稳定【解析】　(1)不同种生物对同种环境因子的耐受性范围不同，是长期自然选择的结果，A、B两个种群在食物条件上有重叠，所以他们之间存在种间竞争关系，由于B的食物条件更广泛，所以其适应能力更强。(2)生态系统的营养结构是食物链和食物网，是通过捕食关系形成的，食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道。(3)生物耐受性范围越宽，环境因子变化对生物的影响越小，生物适应性越广，生态系统越稳定。
5．(2024·汉中模拟)生态交错区又称群落交错区，是两个或多个生态地带之间(或群落之间)的过渡区域。生态交错区物种的数目及一些物种的密度增大的趋势称为“边缘效应”。现对某森林草原交错区进行调查，回答下列有关问题：(1)研究发现，“边缘效应”的出现是因为群落交错区的物种数目及某些物种的种群密度有增大的趋势，其原因是群落交错区的结构比较复杂，适合不同生态类型的植物生长，从而为多种动物提供__________________________。由此可知，交错区的生态系统的抵抗力稳定性____________。
(2)群落交错区的植被变化，可作为气候变化的预警，比如在森林草原交错区，当草原植被越来越占优势时，说明气候越趋于________(填“干旱”或“湿润”)。群落交错区的这种变化过程叫作群落的________。(3)调查发现群落交错区某种树木受卷叶蛾幼虫的危害症状很轻。为研究该植物抵抗卷叶蛾幼虫虫害的机制，研究人员用异丁原醇溶剂分别提取了该植物的挥发物质A和易被卷叶蛾幼虫危害的树木的挥发物质B。随机选取300只赤眼蜂(赤眼蜂是卷叶蛾幼虫的天敌)平均分组，进行相关实验，观察赤眼蜂对实验中物质的选择情况，结果如表。
第一组和第二组实验中的对照物质是____________________。分析三组实验结果得出的结论是______________________________________________________________________________。
【答案】　(1)自然环境、食物条件和栖息空间　较高(2)干旱　演替(3)异丁原醇溶剂　物质A和物质B均能吸引赤眼蜂，且该植物分泌的挥发物质A吸引赤眼蜂的作用更强
【解析】　(1)研究发现，“边缘效应”的出现是因为群落交错区的物种数目及某些物种的种群密度有增大的趋势，其原因是群落交错区的自然环境比较复杂，适合不同生态类型的植物生长，从而为多种动物提供更多的环境类型、食物和栖息空间。交错区物种繁多，具有较高的自我调节能力，使该生态系统抵抗力稳定性较高。(2)群落交错区的植被变化，可作为气候变化的预警，比如在森林草原交错区，当草原植被越来越占优势时，说明气候越趋于干旱；群落交错区的这种变化可以叫作群落的演替。(3)研究人员用异丁原醇溶剂分别提取了该植物的挥发物质A和易被卷叶蛾幼虫危害的树木的挥发物质B，实验中设计第一组和第二组实验的目的是作为对照，以排除实验过程中作为溶剂的物质对实验结果的干扰，因而作为对照的物质是异丁原醇溶剂。三组实验结果说明物质A和物质B均能吸引赤眼蜂，且物质A对赤眼蜂的吸引作用更强。