【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）

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 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 特点图示举例互利共生两种生物在数量上同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化甲根瘤菌与豆科植物；白蚁与鞭毛虫；人体中的某些细菌与人(续表) 特点图示举例竞争不同物种间生态需求越接近，竞争越激烈。在两种生物生存能力不同时，数量上呈现出“你死我活”的同步性变化乙水稻与稗草争夺阳光；牛与羊争夺食物寄生寄生生物的生存离不开寄主，但寄生生物的存在对寄主有害，在一定程度上又会影响宿主的数量丙血吸虫寄生在其他动物体内；蚤寄生在其他动物体表；菟丝子寄生在豆科植物上；噬菌体寄生在细菌内部捕食两种生物在数量上呈现出“先增加先减少者为被捕食者，后增加后减少者为捕食者”的不同步性变化丁昆虫吃草，青蛙吃昆虫，蛇吃青蛙，猫头鹰吃蛇 图22－25．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： 生物类别ABCDDDT含量(ppm)0.0080.390.033.27(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22－4A．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22－5A．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22－6A．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 gC．2500 g         D．5000 g4．温州中考 图22－7反映某生理过程或现象正确的是(　　)图22－7A．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22－8A．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： 鱼缸A缸B缸C缸D缸实验步骤①加入污染的河水加入未污染的河水加入污染的河水加入未污染的河水②不放金鱼藻放入同样数量的金鱼藻③分别放入10条品种、大小相同的小鱼，喂养等量相同的饲料④用透明玻璃盖密封鱼缸，置于光照下实验结果小鱼平均存活时间：D缸＞B缸＞C缸＞A缸 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＋1C．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．D3．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。