【新教材】人教版（2019）高中生物选择性必修2 生物与环境 教材答案与详解（实用，必备！）

人教版（2019）高中生物选择性必修2生物与环境教材答案与详解第一章　种群及其动态第1节　种群的数量特征教材第2页问题探讨1.通过调查东北豹的种群数量，可以了解东北豹的生存状态和濒危程度，从而采取一系列有效的保护措施，如全面禁猎、禁止商业性采伐林木、建立自然保护区和国家公园等，对于濒危动物的拯救和种群恢复有重要意义。2.东北豹种群中雌雄个体的比例直接影响出生率，间接影响种群密度。教材第3页旁栏思考东北豹一年只生一胎，每胎2～3仔，鼠一年可生数胎，每胎产多只小鼠。繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。教材第4页思考·讨论1.种群年龄结构的分析(1)A为增长型，幼年个体多，老年个体少，种群数量会越来越大。(2)C为衰退型，幼年个体少，老年个体多，种群数量会越来越小。(3)B为稳定型，各年龄期个体数目比例相当，种群数量会在一段时间内保持相对稳定。2.年龄结构为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还会受食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越少，但是也不排除由食物充足、缺乏天敌、迁入率提高等而使种群数量增长的情况。3.24年间我国老龄人口比例增加，少年儿童人口比例减少，这说明我们应该关注我国的老龄化问题。教材第5页探究·实践1.随机取样不会掺入任何主观因素，可以减少误差，使通过样方统计的结果更接近真实情况。2.样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大。一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。3.不同小组对同一种群的种群密度的调查结果可能是不同的。种群密度的调查结果应当允许在一定范围内波动，如5%以内。如果超出了正常波动范围，在其他条件相同的情况下，结果不一样的原因应当首先考虑取样方法是否存在问题(可根据调查过程中所发现的具体问题进行讨论分析)。教材第6页练习与应用一、概念检测第29页共29页 1.(1)×　[种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。](2)√　[调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度用样方法。](3)×　[种群密度的影响因素除出生率外，还有死亡率、迁入率和迁出率等，种群密度与出生率不成正比。]2.D　[每个处理随机取5个样方，根据五点取样法，样方数量适当，草本植物样方的面积一般为1m2，样方面积适当，A、B错误；样方法是计数每个样方内的个体数目，然后再取平均值，故种群密度可以为整数，也可以为非整数，C错误；实验组中的杂草株数少于对照组，说明除草剂效果明显，D错误。]二、拓展应用1.386　提示：根据标记重捕法计算公式，即初次捕获并标记个体数/个体总数＝重捕到的标记个体数/重捕到的个体总数，得个体总数＝(106×91)/25＝386(条)。2.B　[据题图可判断，A国家人口的年龄结构为稳定型，B国家人口的年龄结构为增长型，所以B国家未来人口增长率高。]3.提示：[避免因性别比例失调出现严重的社会问题。]第2节　种群数量的变化教材第7页问题探讨1.Nn＝2n，N代表细菌数量，n代表“第n代”。2.N＝2216。3.在一个培养瓶中，细菌数量不会永远按照这个公式描述的趋势增长。可以用实验计数法来验证。教材第8页旁栏思考同数学公式相比，曲线图表示的模型不够精确。教材第8页思考·讨论1.这两个资料中，种群数量增长曲线都大致呈“J”形。2.种群呈“J”形曲线增长的原因是食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。3.在自然生态系统中，这种种群增长趋势不能一直持续下去。因为食物等资源和空间不可能是无限的。教材第9页旁栏思考近代以来，世界人口呈现“J”形增长；我国人口在20世纪大部分时间呈现出“J”形增长，在1979年之后则基本稳定在较低的增长率水平上。教材第10页思考·讨论1.从人类与环境可持续发展角度作答。2.从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储存在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。教材第11页探究·实践1.根据实际情况回答。第29页共29页 2.酵母菌开始一段时间内，在培养液中数量不断增加，经过一段时间后，数量开始减少。开始时，培养液中营养充足，生存空间足够大，环境条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，使生存条件恶化，酵母菌的死亡率高于出生率，种群数量下降。曲线如下图所示。3.影响酵母菌种群增长的因素可能有养料、温度、pH、生存空间及有害代谢废物等。教材第12页练习与应用一、概念检测1.(1)×　[将一种生物引入一个新环境中，在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，这个生物种群才会出现“J”形增长。](2)×　[在自然界，大多数种群的数量呈“S”形增长。](3)×　[种群增长到一定数量不一定会保持稳定。如观察培养液中酵母菌种群数量的变化时，由于培养液中营养物质、氧气含量等有限，酵母菌种群数量呈“S”形增长，达到K值后，由于营养物质减少、氧气含量降低、代谢废物积累等，酵母菌种群数量逐渐下降。]2.B　[同一种群的K值不是固定不变的，其大小会受环境的影响，因此对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量不一定相同，A错误；当种群数量接近环境容纳量时，出生率与死亡率的差值接近0，死亡率升高时，出生率也升高，C错误；对生活在同一环境中的不同种群来说，环境容纳量不一定相同，D错误。]二、拓展应用1.提示：在没有天敌、食物充足、气候适宜等理想条件下，种群数量可呈“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，发现在环境条件好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”形增长。在资源和空间有限的环境中，如果种群的初始密度降低，种群的数量一般会出现较快增长，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，有时会稳定在一定的水平，种群呈“S”形增长，例如，自然条件下，小球藻等低等植物的数量常常呈“S”形增长。2.提示：这是个涉及最大持续捕捞量的问题。关于最大持续捕捞量，可以查阅生态学专著，还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应投放的鱼苗数量。一般认为，要获得最大持续捕捞量，可使渔业捕捞后的种群数量维持在K/2左右，此时种群增长较快。第3节　影响种群数量变化的因素教材第13页问题探讨1.导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素有阳光、温度、湿度等。第29页共29页 2.春夏时节植物种群密度越来越高，当地动物有了更多的食物来源，出生率升高，死亡率降低，同时食物来源丰富，动物间的竞争程度减小也降低了死亡率。秋冬时节则相反，植物种群密度降低，动物食物匮乏，动物种群会出现出生率降低，死亡率升高的现象。教材第14页思考·讨论1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素主要为林下植物受到的光照强度。2.刺儿菜较一年蓬、加拿大一枝黄花，更适于在低光照强度下生长。3.种群数量变化还受温度和湿度的影响。例如，鹿种群对严寒的冬季气候极为敏感，如果连续出现几个严冬天气，鹿种群数量就会急剧下降。在沙漠地区，某些啮齿动物和鸟类的种群数量与降雨量有着直接关系。更格卢鼠栖居在沙漠的低地处，虽然它们具有贮存水分和长期忍受干旱的生理适应能力，但它们栖居的环境中必须保持一定的湿度。如果雨量不足，食料植物的生长发育就会受到影响，更格卢鼠的生殖力就会很低。教材第14页旁栏思考例如，种群的数量变化除受阳光、温度、水等因素影响外，还受哪些非生物因素影响？教材第15页思考·讨论1.在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性(尤其是都能以同一种杆菌为食)，当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物(杆菌)数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫种群数量的增加，对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫因失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果源于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。2.猞猁以雪兔为食，当雪兔数量增加时，猞猁食物充足，数量也就不断增加；但当猞猁数量过多时，雪兔数量急剧下降，猞猁会因食物缺乏而饥饿或病死，造成数量下降；同时，这也给雪兔提供了一个繁衍恢复的机会。雪兔的数量增多了，猞猁又随之增多，通过这种捕食关系，使雪兔和猞猁的数量出现了同步周期性的波动。3.猞猁数量的周期性变化是在雪兔周期性变化之后。但二者相互制约，互为因果。4.除猞猁对雪兔有影响外，雪兔还受到许多其他因素的影响，如雪兔所吃的植物也影响这个周期。当雪兔数量增加时，植物数量降低，当降低到不足以养活雪兔时，雪兔与其食物之间的相互关系就会成为决定种群动态的关键因素。教材第16页旁栏思考利用网目过大的渔网捕鱼时，年龄较大、个头较大的个体易被捕捉到，使之数量减少，而个体小、年龄小的个体不易被捕捉到，使幼龄个体比例上升，年龄结构变为增长型，反之，网目过小，幼龄个体都被捕捉，鱼出生率降低，年龄结构改变，鱼产量降低。第29页共29页 教材第17页思维训练1.2.3.教材第17页练习与应用一、概念检测1.(1)×　[林下光照较弱会使喜阳植物的种群数量下降，喜阴植物的种群数量升高。](2)×　[除出生率和死亡率外，迁入率和迁出率等也会影响种群数量。]2.(1)D　[分析题图可知，二者的种群数量在一定时间内的变化趋势保持一致，说明二者相互制约、互为因果。](2)C　[猎物与捕食者是共同进化的，猎物逃避捕食者能力提高，捕食者的捕食能力也会提高，符合该模型。]二、拓展应用1.提示：研究种群的数量特征、影响种群数量变化的因素等生态学问题，可以预测种群数量的变化趋势，进而有效指导野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等。2.提示：(1)以年份为横轴，驼鹿种群数量为纵轴，根据表中数据绘制曲线图。(2)食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。(3)作为食物的植物被大量吃掉，导致食物短缺；气温和干旱等气候教材第20页复习与提高一、选择题第29页共29页 1.C　[种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。]2.A　[分析题干信息“某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡”，可知蝗虫种群密度下降的合理解释是出生率下降。]3.B　[年龄结构为稳定型的种群，出生率基本等于死亡率；年龄结构为增长型的种群，出生率大于死亡率；年龄结构为衰退型的种群，出生率小于死亡率。]4.C　[引入到新环境的种群，在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，这个生物种群才会出现“J”形增长，A错误；在环境条件变化的情况下，种群数量不一定会在K值附近波动，B错误；受环境条件变化的影响，自然界的种群增长到一定程度不一定会在K值保持稳定，D错误。]5.C　[从接种后到密封前这一段时间，酵母菌进行有氧呼吸，个体大量繁殖，但由于资源和空间有限，种群数量呈“S”形增长。]二、非选择题1.(1)提示：林下凋落物厚度、温度、林木郁闭度(或光照强度)等环境因素影响了大树杜鹃的种群数量。(2)提示：影响大树杜鹃种群数量增长的因素有多种，人工清除林下的凋落物能促进种子萌发，但是大树杜鹃为高大乔木，密度过大会导致种内竞争加剧，死亡率也随之升高，故仅仅靠清除林下的凋落物提高发芽率很难达到增加种群数量的目的。(3)提示：可以建立自然保护区、制定相关法律法规等进行保护。2.(1)提示：普氏原羚种群被隔离后，不利于各种群间的基因交流，对种群基因的多样性产生影响，从而不利于该物种的延续与发展。(2)提示：不赞同，大量捕杀狼等天敌会使该地区物种丰富度降低，不利于生态系统稳定性的维持。另外，普氏原羚的天敌大都捕食老弱病残个体，捕食者的存在有利于普氏原羚种群的发展。(3)提示：可以通过政府补贴、转变放牧或经营模式等增加牧民收入。第二章　群落及其演替第1节　群落的结构教材第22页问题探讨1.河蟹以底栖动物为食，二者为捕食关系；河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物，二者为种间竞争关系。2.提高稻田中河蟹的种群密度，稻田中的底栖动物因天敌增加，种群数量会减少。教材第23页旁栏思考调查当地实际情况后作答。教材第25页思考·讨论1.两个种群竞争食物和栖息空间，造成两种群逐渐分别占据不同的空间，以提高对资源、空间的利用能力。第29页共29页 2.由于去除了海星，捕食者数量减少，被捕食者藤壶、贻贝、帽贝、石鳖的数量会增多，这四种动物对食物和空间的竞争愈发激烈。可以看出，捕食与种间竞争在群落中不是两个独立的过程，而是相互影响、相互联系的。3.阳光、温度、水分等都会对群落的特征产生影响。教材第26页想象空间提示：首先，要明白自然选择是什么，其次要明白森林群落经垂直分层后，其中的植物种群在资源和空间的分配上有什么变化，由此想象出通过自然选择，不同森林植物在森林群落的空间分布上呈垂直分层的过程。教材第28页思考·讨论1.这4种鸟的觅食生境表现出多样化。不同鸟类在不同觅食生境出现的概率不同。青脚鹬在三种觅食生境中出现的频率都较高，觅食生境的范围更宽。2.不一定。判断二者生态位是否一样不仅要看它们的栖息地，也要看它们主要的食物种类等。3.以绿翅鸭为例，绿翅鸭为杂食鸟类，主要以小坚果、茎类、螺类、贝类等为食。绿头鸭、鹤鹬、青脚鹬均与之有种间竞争关系。4.绿头鸭主要生活在崇明东滩低潮盐沼—光滩带，主要以植物为食，也食用部分螺类、贝类等，与当地的绿翅鸭、鹤鹬、青脚鹬等鸟类有种间竞争关系。教材第29页思维训练以上四种解释都有道理。最可能的原因是B。可以进一步调查该湖泊是否存在以鲈鱼为食的短吻鳄捕食的另一种鱼。教材第29页练习与应用一、概念检测1.(1)√(2)×　[从山麓到山顶依次出现不同的森林类型，不属于群落的垂直结构。](3)×　[生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。]2.C　[物种丰富度是指一个群落中的物种数目，仅根据题干信息，无法判断出该物种丰富度呈现“S”形增长。]3.提示：河蟹喜欢潜伏在水草或底泥中，而青鱼也栖息在水体的中下层；二者的食性又相似，都以螺、蚌和水生昆虫等为食。河蟹和青鱼的生态位相似，一起混养，二者竞争激烈，不利于充分利用环境资源，在生产实践中，不利于增加二者的产量。二、拓展应用1.捕食2.提示：第29页共29页 若两个物种生态位完全重叠，资源短缺时发生竞争，竞争优势大的物种就会把另一物种完全排除掉(即竞争排除原理)；资源丰富时，共同利用资源而彼此不给对方造成伤害。若生态位部分重叠，两个物种在无竞争的生态空间实现共存，重叠的生态位空间被具有竞争优势的物种占有。生态位相似的两个物种，由于长期的自然选择，会通过多种方式来减少生态位的重叠和避免竞争。例如，由生物的形态和行为特化引起的空间分离，可使每一个物种都限定于生态环境的一定部位活动，并利用特定部位的资源，从而减少了生态位重叠并减弱了物种间的竞争。3.提示：捕食现象是在长期进化过程中形成的。捕食者往往捕食数量多的物种，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，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性，维持了生态系统的稳定性。捕食者的存在也促进了不同种生物的共同进化。教材第31页探究·实践1.各组提交各组的研究报告，然后对研究的方法、过程及结论进行讨论，对涉及的问题进行解答。2.主要是取样和采集方式要进行改进。根据所调查的水中小动物种类的不同，取样设备也不同，如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样，定量就是每次取样的数量(如一瓶、一网等)要相同。第2节　群落的主要类型教材第33页问题探讨1.森林群落中树木繁茂，动植物多样性高，群落结构非常复杂且相对稳定，垂直分层明显。草原群落中草本植物数量多，动植物种类比森林群落少，群落结构相对简单，垂直结构不明显但水平结构很明显。2.退化的草地环境适合耐旱的植物生长，不能耐旱的高大乔木难以生长。教材第35页思考·讨论1.荒漠群落中生活的生物能适应缺乏水分的环境。例如：植物多有肥厚的肉质茎或发达的根系。动物往往具有角质鳞片，有助于减少水分蒸发，它们体温是变化的，它们在干旱季节不是进入夏眠就是进入冬眠来避开干旱。草原群落中生活的生物耐寒、耐旱。例如，植物叶片往往狭窄，表面有茸毛或蜡质层抵抗干旱；动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点。2.对调后这些种群均难以适应新环境，草原植物不能给攀缘生活的动物提供适宜的庇护和食物，森林中的高大乔木等也不适宜善于奔跑的动物生活。3.不同物种占据不同的生态位，利用不同的食物和其他资源来减少生态位的重叠，减少和避免种间竞争。这样会使自然资源得到充分利用，使一个群落能够容纳尽可能多的物种，物种之间达到相对平衡的状态，和谐共存。4.不同海拔分布着不同的群落类型，可能受温度、水分、地形等因素影响。这两种形式的分布都是有规律的，无论哪种形式的分布，不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点，不同群落中的生物也都有适应其环境的特征。教材第36页思考·讨论第29页共29页 1.在物种组成上，与落叶阔叶林相比，热带雨林生物种类多，多样性高。由于气候、环境不同，两类群落的动植物种类及优势物种不同。落叶阔叶林树冠发达，林冠往往整齐，致使林下植物发育较弱，森林层次性及生物多样性均较热带雨林低，导致垂直结构较热带雨林简单。落叶阔叶林的物种组成和垂直结构随季节变化明显。2.热带雨林中乔木的分支不发达，只在树顶形成树冠，以争夺阳光，芽无鳞片；一年四季都有开花、结果的植物，适应全年高温、湿润的环境.落叶阔叶林夏季枝繁叶茂，冬季树叶枯落，芽有鳞片，树皮厚，以利于度过严冬；林下植物在春秋季节迅速开花结果，适应夏季凉爽、冬季寒冷的气候。3.热带雨林全年光照充足，树下长期缺少阳光，林中空气流通不畅；林下植物有的长有巨大叶片，充分利用有限阳光。风媒花很少，虫媒花很多，一年四季都有开花、结果的植物。落叶阔叶林阳光、通风等条件随季节变化明显。夏季林下缺少阳光，空气流通不畅，冬季林下阳光、通风较好，但较为寒冷；林下很多植物在春季树叶未展开前开花，且多为风媒花，在春秋开花、结果。教材第37页练习与应用一、概念检测1.(1)×　[某些生活在草原的动物也能生活在森林里，如兔子、狼。](2)√2.B　[狼和貂熊之间是种间竞争关系，A错误；貂熊主要分布在寒温带针叶林中，耳小、尾短、毛长有利于适应环境，C错误；仅根据题干信息，无法判断貂熊、猞猁和狼占有的生态位是否相同，D错误。]二、拓展应用提示：农田中除农作物外还有田间杂草等植物、昆虫和土壤小动物等多种动物以及细菌、真菌等微生物，所以它是群落。农田属于人工生态系统，最大的特点是离不开人的管理，如果没有人工干预，农田生物群落就不能长期保持农田的特征，将会演变为草原或森林等生物群落。第3节　群落的演替教材第38页问题探讨1.一般情况下，经历裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。2.火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会绝灭；在恢复过程中，外来新物种可能会侵入。群落结构因此发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。教材第40页思考·讨论1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。2.地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程，并积累有机物，这为苔藓的生长提供了条件。苔藓生长，由于其植株高于地衣，能获得更多的阳光，逐渐取代了地衣的优势地位。苔藓取代了地衣的优势地位，而不是“取而代之”。3.能找到。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指“优势取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。教材第41页思考·讨论第29页共29页 1.发生在裸岩上的演替起点是从来没有被植被覆盖的裸岩，发生在弃耕农田上的演替起点是原有土壤条件基本保留，有植物的种子或其他繁殖体的地方。发生在裸岩上的演替速度慢，经历的阶段多、时间长；发生在弃耕农田上的演替速度快，经历的阶段少、时间短。2.这两种演替，都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用。3.不一定。主要由演替地的气候条件决定，如水、温度等。教材第41页旁栏思考演替并不是一个无休止的过程，任何环境下的演替最终都要达到一个成熟阶段，这时群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时，物种和环境之间高度协调，能量和物质利用率高。教材第42页思考·讨论1.资料中，人类活动使群落朝着物种丰富度减少、结构简单的方向演替。2.由于移民屯垦和大量砍伐森林，大片森林和草原消失；大规模围湖造田，造成湖水面积大面积缩减，水生生物丰富度下降。人类活动加快了群落演替的速度。3.如果外界环境条件适宜，这些群落会向森林群落的方向演替。教材第44页练习与应用一、概念检测1.(1)×　[群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。](2)√2.D　[乔木较为高大，获得阳光等资源较多，而灌木相对来说获得的光照不足，光合作用较弱，在种间竞争中失去优势而逐渐被取代。]3.B4.(1)快　慢(2)复杂与草原相比，针叶林中植物的垂直分层比较明显，可为动物创造多种多样的栖息空间和食物条件。(3)草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。二、拓展应用1.提示：一个湖泊形成后，在浅水区域，有无根的水生植物，近岸处有挺水植物，岸边也有一些喜湿植物，渐渐地湖泊由深变浅，由大变小，最终淤塞成沼泽、湿地，进而完全干涸，成为真正的陆地。此时水生动物消失，而蝗虫、蚯蚓、啮齿动物及鸟类在这里繁衍，构成草原生物群落，最后灌木、乔木繁盛，最终演变为森林生物群落。这就是从湖泊演替到森林的大致过程，这一演变过程可总结为水生生物阶段→沼泽生物阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。2.提示：通过对收集地图分析，从当地人口变化情况及当地人在毁林开荒、围湖造田等方面的行为来分析湖泊、沼泽或林地的今昔面积变化的原因。3.提示：第29页共29页 可以实地考查或调查当地物种的变化情况，比较是否有外来物种入侵现象。如果有，分析入侵物种对当地造成的危害及危害程度；如果没有，可以上网查阅、搜集相关资料，综合分析外来物种入侵的危害，写成一篇科普文章即可。教材第46页复习与提高一、选择题1.D　[动物群落的水平分布一般是不均匀的，常呈镶嵌分布，D项错误。]2.A　[甲地发生的演替为次生演替，乙地发生的演替为初生演替，A项错误。]3.D　[由表中数据可知，随着捕食者数量增加，乙的数量逐渐增多，而甲和丙的数量逐渐减少，说明捕食者主要捕食甲和丙；随着捕食者数量的增多，乙可获得的资源增多，A项正确，D项错误；无捕食者时，乙在竞争中处于劣势，甚至会消失；有捕食者时，乙在竞争中处于优势，B、C项正确。]二、非选择题1.提示：这是群落演替的结果。因为木本植物较高大，占据更多的空间和阳光。与草莓相比，木本植物具有生长优势，所以能迅速繁殖起来，而草莓得不到生长所需的阳光，难以成片生长。]2.提示：(1)人类活动的影响，例如农药对环境造成污染、人们的捕捉等。(2)害虫数量会增多，生态环境破坏，土质变差；农民对化肥、农药的依赖性增强，生产成本较高，收入降低。(3)按此趋势，30年后，稻田对人类活动的依赖性(尤其是化肥、农药等)越来越强，稻田群落将变得更为单一、脆弱。(4)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。3.提示：(1)种间竞争。干扰前，林下光照相对较弱，多为阴生植物；干扰后，林下植物可接受更多、更强的阳光照射，阳生植物会增多。(2)人类的活动可以对生物之间以及生物与环境之间的相互关系产生影响，可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。(3)砍伐成树的强度过大，会使防护林群落的物种丰富度降低，防护林稳定性差，更易遭受外来物种入侵。人类活动不可以任意对生物与环境的相互关系加以控制，应该遵循群落演替的客观规律，使之朝着对人类有益的方向发展。第3章　生态系统及其稳定性第1节　生态系统的结构教材第48页问题探讨1.提示：大豆根系的根瘤菌把空气中的N2固定，进而转化成NH、NO，可增加土壤含氮量，同时，大豆根系的生长疏松了土壤。2.提示：大豆与根瘤菌之间是互利共生关系，大豆与稗草、苘麻、鸭跖草等之间是种间竞争关系，大豆与七星瓢虫、大豆蚜之间是捕食关系。3.提示：生物能适应环境并能影响环境。第29页共29页 教材第49页思考·讨论1.提示：根据生态系统中生物之间的食物关系，画出食物链。注意食物链的起点是生产者，终点是最高级的消费者。2.可以分为生产者，如地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿、水草、栅藻、团藻等；消费者，如蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂、姬蜂、步甲、园蛛、蜈蚣、鱼、虾、草履虫等；分解者，如细菌、真菌、放线菌等。3.还有非生物的物质和能量、分解者。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。分解者能将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物，是生态系统的必需成分。4.绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。微生物通过呼吸作用将有机物分解成无机物，将有机物中的化学能转变成热能。5.生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图这样的简化模型。教材第51页旁栏思考具体内容将在本章第2节讲解。教材第52页练习与应用一、概念检测1.(1)√　解析：植食性动物都是初级消费者。(2)×　解析：食物链的起点是生产者，卷叶蛾是植食性动物，属于第二营养级，螳螂属于第三营养级。(3)×　解析：中性昆虫在果园生态系统中也具有调节作用。(4)√　解析：种草后，果园中生物的种类更多，食物网更复杂，抵抗外界干扰的能力更强。2.D　[在食物网中只有某些植食性动物可能吃多种植物，肉食性动物不吃植物，A错误；在食物网中有些生物可被多种生物捕食(如草)，而位于较高营养级的生物可能只被一种生物捕食，位于最高营养级的生物不被捕食，B错误；在食物网中，一些生物往往不只位于一条食物链上，C错误。]3.它们不能构成一个群落，动物园也不是一个生态系统。解析：动物园中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，所以，动物园里饲养的各种动物和栽培的植物不能构成群落。同理，动物园也不是一个生态系统。二、拓展应用(1)阳光第29页共29页 解析：在海洋生态系统中，随着海水深度的增加，光照强度减弱，生产者可利用的光能减少，阳光是影响这一变化的主要非生物因素。(2)10～15m(3)消费者、分解者提示：(1)在海洋生态系统中，随着海水深度的增加，光照强度减弱，生产者固定的太阳能逐渐减少。(2)从图中近海水域的曲线变化看，在水深10～15m处，生产者的数量最多。(3)在100m深的水域中，生产者固定太阳能的数量为0，因而此处以及水深100m以下的生物以消费者和分解者为主。第2节　生态系统的能量流动教材第54页问题探讨应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量在流动过程中逐级递减，最后人获得的能量较少。教材第55页思考·讨论1.遵循。生态系统是一个开放的能量耗散系统，太阳能必须不断地输入生态系统中才能满足各营养级生物对能量的需求。但生态系统从属于“物理系统”，其能量流动和转化遵循能量守恒定律。2.不能。当能量沿食物链流动时，每个营养级的生物都要进行呼吸作用，释放一部分热能，这部分热能一旦散失，就不可恢复，因此能量不能循环流动。教材第56页思考·讨论1、2答案见下表：营养级流入能量[J/(cm2·a)]流出能量[J/(cm2·a)](输入下一个营养级)出入比生产者464.662.813.52%植食性动物62.812.620.06%肉食性动物12.6－－分解者14.6－－3.流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而被分解者所利用；还有一部分未被利用。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。4.生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。教材第56页旁栏思考1不矛盾。因为能量在生态系统中流动转化后，一部分储存在生态系统中，而另一部分被利用，散失到非生物环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等，所以能量在沿食物链流动的过程中，既遵循逐级递减的规律，又遵循能量守恒定律。第29页共29页 教材第57页旁栏思考2从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量的日益增长，对资源的消耗越来越大，地球的生态环境会越来越恶化，甚至会崩溃。教材第58页旁栏思考3在海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量，这时就出现了上宽下窄的倒金字塔形。教材第59页探究·实践参考调查点：稻田生态系统。组成成分：(1)非生物的物质和能量。(2)生产者：水稻、杂草、浮游植物等。(3)消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼类、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等。(4)分解者：多种微生物。1.生产者的主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方法抑制杂草的生长。2.初级消费者：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼类、青蛙、鸟类等。一般而言，如青蛙可捕食害虫，对稻田增产有益；而植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼类数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。3.次级消费者：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼类、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕或适量放养等措施，实现生态农业的目标。4.养殖动物的饲料来源于农田的秸秆等和饲料企业的成品饲料。5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，如秸秆可作为工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用等。教材第59页思维训练(1)这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kJ，计算公式为×180，这些葡萄糖储存的能量是1.07×108kJ(计算公式为EG＝MG×1.6×104)。(2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107kJ(计算公式为ΔE呼＝ΔMG×1.6×104)。(3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×108kJ(计算公式为E固＝EG＋E呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能总量的比例是23.4%。(4)这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%，计算公式为η＝[(1.3972×108)/(8.5×109)]×100%。能量利用情况如下图所示：第29页共29页 教材第60页练习与应用一、概念检测1.(1)√　解析：生产者通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，太阳能才输入生态系统中。(2)×　解析：生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多。(3)√　解析：由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，故能量沿食物链流动是单向的。2.C　[流经某一生态系统的总能量是生产者通过光合作用所固定的太阳能。]3.B　[流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能(a)，生态系统中生产者所固定能量的去向包括呼吸作用、流向消费者的能量(b)，流向分解者的能量(c)等，B项正确。]二、拓展应用1.(1)如下图所示。图a：图b：(2)图b所示生态系统的能量能够更多地被人类所利用。因为图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.不能。在一个封闭的系统中，物质总是朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。第3节　生态系统的物质循环教材第61页问题探讨1.荒漠地区相对干燥，极度炎热的环境很难滋生各种微生物，所以胡杨死亡后，很长时间都没有腐烂。第29页共29页 2.荒漠与草原相比，首先气候干燥，土壤中不容易滋生微生物，其次，胡杨代谢会产生一种叫“胡桃醌”的产物，进入土壤后对其他植物有很强的杀灭作用，致使胡杨周围没有其他植物生长，由于土壤中没有植物的残枝败叶和微生物的活动，长有胡杨的荒漠土壤一般比草原贫瘠。教材第62页思考·讨论1.碳在非生物环境中以CO2、碳酸盐等形式存在；在生物体内主要以含碳有机物形式存在。2.如下图所示：3.随着社会的发展，人类活动对碳循环的影响越来越大。大量化石燃料的燃烧增加了CO2的排放量，森林砍伐、草原开垦等活动减少了CO2的吸收，再加上大气CO2增加导致的气候变化反馈过程，进一步影响了碳循环，碳循环的平衡很难维持。为维持碳循环的平衡，要控制人类活动，使人类减少碳的排放，增加碳的吸收，具体措施：大力植树造林，增加植被覆盖率，加大对大气中CO2的吸收，同时，改进能源结构，开发新能源，减少化石燃料的使用量，减少CO2的排放量，从而得到大气中CO2平衡。教材第65页探究·实践(1)一般思路：提出问题→作出假设→设计实验方案→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流(2)设计实验时应注意以下几点：①找准自变量，确立好实验组和对照组，实验组是接受自变量处理的组别，对照组是未接受自变量处理的组别。②控制好无关变量，无关变量的控制应该注意取材的统一性，分组的随机性，编号的规范性，培养条件的一致性等。③确定好因变量(或观测指标)，观测指标的确定要具有可行性、可操作性。教材第67页练习与应用一、概念检测1.(1)√(2)×　提示　物质循环和能量流动同时进行，相互依存，不可分割。2.(1)C　[大熊猫依赖肠道中多种纤维素分解菌分解纤维素；大熊猫肠道中的纤维素是纤维素分解菌的能源物质和碳源，所以两者的种间关系为互利共生。](2)D　[纤维素分解菌以纤维素作为碳源和能源物质，不是从大熊猫体内获得能量。]3.D　[二氧化碳进入生物群落主要是通过绿色植物的光合作用。]二、拓展应用1.是。因为生物圈是指地球上所有生物与其非生物环境的总和，通过物质循环构成一个在物质上自给自足的系统。2.农田是人工生态系统，以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为第29页共29页 目的。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.A　B、C　D、E　[因为Hg、Pb、Cd都属于重金属物质，随营养级升高，重金属物质的含量也会增多。]第4节　生态系统的信息传递教材第68页问题探讨1.蜜蜂通过跳圆圈舞来传递这一信息。2.可参照教材中的实例进行举例，如蝙蝠通过“回声定位”捕食；鸟通过叫声报警；狗用小便标记自己的领地。教材第69页旁栏思考信息传递与物质循环、能量流动存在的差异主要体现在以下3个方面：(1)途径不同。物质循环与能量流动通过食物链(网)进行，信息传递通过多种途径进行。(2)特点不同。物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，信息传递住往是双向的。(3)范围不同。物质循环的范围是生物圈内，能量流动的范围是食物链的各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与无机环境之间。信息传递过程包括信息源、信道、信息受体三个环节。教材第70页思考·讨论(1)物理信息。①光信息。夏夜中雌、雄萤火虫通过光信息能相互识别，这有助于种群的繁衍；烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长，这有利于生命活动的正常进行。②声信息。在生态系统中，声信息的作用更大一些，尤其是对动物而言。动物更多是靠声信息来确定食物的位置或发现敌害的存在的。鸟类通过声信息发出报警信号，使其同类躲避天敌，这有助于生命活动的正常进行。植物同样可以接收声信息，含羞草在强烈的声音的刺激下，就会有小叶合拢，叶柄下垂等反应，这也有助于其生命活动的正常进行。③电信息。鱼群在洄游过程中的定位，就是利用鱼群本身的生物电场与地球磁场间的相互作用而完成的，由于植物中的组织与细胞间存在着放电现象，因此植物同样可以感受电信息，这都有助于生物生命活动的正常进行。④磁信息。候鸟的长途迁徙、信鸽的千里传书，这些行为都是依赖于自己身上的电磁场与地球磁场的作用，从而确定方向和方位，这有助于生命活动的正常进行。植物对磁信息也有一定的反应，若在磁场异常的地方播种，产量就会降低。不同生物对磁信息的感受力是不同的，这有助于种群的繁衍。(2)化学信息第29页共29页 在动物群落中，可以利用化学信息进行种间、个体间的识别，还可以刺激性成熟和调节出生率。例如，猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息，它们总是仔细观察前兽留下的痕迹，并由此传达时间信息，避免与栖居在此的对手相遇；雄鼠的气味可使幼鼠的性成熟大大提前。(3)行为信息动物的许多特殊行为都可以传递某种信息，这种行为通常被称为行为信息，教材中所述，蜜蜂的舞蹈行为就是一种行为信息，蜜蜂跳舞告诉同伴蜜源；雄孔雀开屏吸引雌孔雀交尾，完成交配；鸟类遇到危险突然起飞向同伴传递危险信号等。教材第71页思考·讨论1.如果没有信息传递，海豚进行捕食、探路、定位、躲避等行为以及莴苣、茄、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。2.通过信息传递，资料3中植物可正常开花，昆虫的雌、雄个体间能相互识别、交配，保证种群的繁衍。3.将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来，有利于调节种间关系。4.是。因为烟草释放的化学物质白天能吸引蛾幼虫的天敌——寄生虫或捕食者，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾。5.信息传递有利于生物个体生命活动的正常进行，有利于种群的繁衍，还可以调节种间关系。教材第72页练习与应用一、概念检测1.B　[根据题干信息可知，黄鼬在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时选择逃离，说明臭气是一种化学信息，A正确；臭气有利于黄鼬躲避危险，也有利于鼠类逃避黄鼬的捕食，从而调节了鼠类、黄鼬及其天敌的种间关系，故B错误，C、D正确。]2.燕子表达的是行为信息和物理信息。解析：这两句诗意为：“燕子飞翔天上，参差舒展翅膀；燕子飞翔天上，鸣音呢喃低昂。”燕子通过舒展翅膀和声音传递信息，分别属于行为信息和物理信息。二、拓展应用①③④⑤⑥⑦⑧　②　⑧　[生物通过一定器官对光、声、磁场、温度、湿度等信息的感知属于物理信息，①③通过声音传递信息，④通过光传递信息，⑤⑦通过声音和光传递信息，⑥通过形状或颜色传递信息，都属于物理信息。②驱鸟剂属于挥发性的化学物质，属于化学信息。⑧遥控航模模拟天敌的行为属于行为信息模拟天敌的形状属于物理信息。]教材第72页课外实践1.实验原理昆虫能通过特殊的腺体分泌信息素，这些信息素可以通过空气传播。通常是雌性分泌信息素引诱雄性，只有极少数的昆虫种类是雄性引诱雌性。2.材料用具雌性昆虫(如棉铃虫、玉米螟、松毛虫的雌性成熟个体)，铁丝笼3个(大小约为0.5m×第29页共29页 0.5m×0.5m)，窗纱(大约5m2)，遮光布(大约3m2)。3.方法步骤(1)根据生活经验，选择能捕到雌蛾的场所，就地捕获雌蛾，放在通气良好的容器中，留做实验用。(2)将窗纱裁成3块，每一块包裹一个笼子，再将其中一个笼子用遮光布包裹，分别编号为A、B、C。(3)在夜幕降临后，将上述3个笼子等距放在农田或林地附近的空地上，或者放在其他适宜的场所，距离30～50m，再将捕获的雌蛾分别放入B、C两个笼子中，每个笼子2～3只雌蛾。A笼子什么也不放。等待2～3h，观察每一个笼子的情况，记录观察到的现象。4.结果和结论描述观察结果并进行讨论，得出探究结论。第5节　生态系统的稳定性教材第73页问题探讨1.首先，入侵地的气候适宜紫茎泽兰的生长；其次，入侵地缺乏天敌，紫茎泽兰种群数量增长不受天敌制约；再次，脱离原产地后，紫茎泽兰失去与其竞争关系的物种的制约，使得种群数量持续增加，疯长蔓延。2.引入泽兰实蝇，通过天敌的制约可以达到平衡控制紫茎泽兰疯长蔓延的效果。但泽兰实蝇也是一种外来生物，也有可能在引入地造成生物入侵，破坏当地生态系统，所以引入泽兰实蝇应该做到谨慎引入，严密监控、适时防治等工作。教材第74页思考·讨论1.2.答案叙述合理即可，如当蛙数量减少时，昆虫、蜘蛛等因天敌减少而数量增加，而这一变化又会影响蛙的数量，使其增多。该过程中，负反馈调节发挥了作用。教材第75页旁栏思考1第29页共29页 有，比如通过免疫系统抵抗外界病原体的入侵，使自身的结构与功能保持稳定，就是个体水平的抵抗力稳定性；人体受到大量病原体的入侵患病后，内环境稳态被破坏，一段时间后，通过自身的免疫功能痊愈后，内环境稳态重建，这就是个体水平的恢复力稳定性。教材第76页旁栏思考2研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别，可以指导我们在合理利用自然生态系统的同时，根据各生态系统稳定性的特点，采取相应的保护措施，以维持生态系统的稳定，促进人与自然的协调发展。教材第77页思考·讨论1.人工桉树林是一种经济林，种植时，既要发挥人工林的优势，确保经济利益的最大化，又要确保人工林的稳定性，具体措施是：(l)造林前进行整地，改善土壤条件，促进林木生长，可以适当施肥。(2)造林后采取除草抚育措施，改善林木的生长环境，加快桉树林生长速度，同时在林下增加植被数量和种类，确保林中生物多样性，增加营养结构的复杂性，从而提高生态系统的稳定性。2.退耕还林形成森林的方案：首先考虑树种与环境协调问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑树种多样性，保证林地体系的稳定性，不同地区还应根据当地情况采取不同的策略。教材第77页练习与应用一、概念检测1.(1)√　解析：生态系统的抵抗力稳定性与营养结构的复杂程度有关。热带雨林的营养结构比较复杂，抵抗力稳定性较高。(2)√　解析：不同的生态系统其营养结构的复杂程度不同，所处的环境条件不同，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度也不同。2.D　[封山育林后，生态系统的营养结构的复杂性会增加，稳定性会提高。]3.C　[与天然森林相比，人工林生物成分单一，营养结构简单，抵抗外界干扰的能力弱，更容易发生松毛虫虫害。]二、拓展应用1.因为生态系统具有一定的自我调节能力。河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解来净化污水，从而使生态系统保持原状。2.生态系统的自我调节能力是有一定限度的，当外界干扰超过这个限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统的稳定就会遭到破坏，引起水质急剧下降。虽然当地采取措施但仍没有明显效果，可能的原因是生态系统遭到破坏后，生物成分大幅度减少，营养结构变得越来越简单，生态系统的恢复力稳定性丧失。3.该地河流水质恶化，生态系统的恢复力稳定性遭到破坏，要改善该地河流水质，应该积极推行清洁生产；建立污水处理体系，污水处理达标后排放；加大政府管理和监测力度，采取扩大水上森林、恢复湿地生态等措施。教材第78页探究·实践1.生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。第29页共29页 2.大约在一个星期以后，缸内各生物相互适应与依存，生态缸才能达到比较稳定的状态。3.有变化。以浮游植物为食的小型水生动物将最先死亡。4.生产者能将非生物环境中的无机物通过光合作用合成有机物进入生物群落；分解者能将各种生物的遗体、残骸中的有机物分解成无机物返回非生物环境。教材第80页复习与提高一、选择题1.C　[农作物秸秆、人、家畜粪便进入沼气池，被沼气池中的微生物分解，微生物属于该生态系统中的分解者，分解农作物秸秆的过程是把农作物通过光合作用储存的化学能释放出来，A、B正确；沼渣、沼液作为肥料还田，实现了物质的循环利用，能量不能循环利用，C错误；农作物秸秆、人、家畜粪便进入沼气池生产沼气，提高了该生态系统的能量利用效率，D正确。]2.A　[能量作为动力，驱动物质在生物群落与无机环境之间循环，A正确；物质是循环的，能量是单向流动的，B错误；能量沿食物链流动，但也可流向分解者，C错误；生物数量金字塔可倒置，能量金字塔不可倒置，D错误。]3.B　[物质循环的范围是生物圈内，并不是任何生态系统在物质上都是自给自足的，A错误；信息传递可发生在生物群落内部，也可发生在生物群落与无机环境之间，C错误；生态系统中的物质循环和能量流动可沿食物链(网)进行，信息传递在生物群落内部及生物群落与无机环境之间往往双向传递，D错误。]4.D　[混交林与毛竹纯林相比，物种多样性高，食物网复杂，不易发生病虫害，A、B、C正确；能量流动是单向的，任何生态系统都不能实现能量的循环利用，D项错误。]二、非选择题1.提示2.提示：(1)藻类数量减少，需氧细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。(2)有机物分解后形成大量的NH等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。(3)藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。(4)河流中的生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。3.提示：放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量棉铃虫的天敌。棉铃虫由于失去了天敌的控制，就容易再度大量繁殖。在农田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在着相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低的水平。从这个角度看，这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。]第29页共29页 4.提示：是的。在生态系统中，能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体，使能量沿食物链(网)流动，能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起的，而信息传递决定着物质循环和能量流动的方向。在细胞、个体、种群等层次，它们所起的作用也是这样的，例如细胞与细胞之间，没有物质，不能构成生命，物质的合成与分解伴随着能量的储存和释放，而信息传递使物质的合成与分解、能量的储存和释放正常进行。第4章　人与环境第1节　人类活动对生态环境的影响教材第82页问题探讨1.不一定。人类活动对生态环境会产生一定的影响，有些人类活动会破坏生态环境，如乱砍滥伐、乱捕滥杀、填湖造地、生物入侵等活动；有些人类活动会改善生态环境，如封山育林、治理沙漠、管理草原、建立自然保护区等活动。2.协调好资源和经济发展的关系，在发展经济的同时，不能把保护环境孤立起来，要把保护环境放在首要位置，使经济、社会和生态协调发展。教材第83页旁栏思考牛所处的营养级比蔬菜高，牛生存所需的资源占有一定的草地面积，牛生命活动产生的CO2的消耗也占有一定的森林、草地或农田面积，所以食用牛肉会比食用蔬菜产生的生态足迹要大。教材第84页思考·讨论11.不是，因为人均生态足迹的大小取决于人口规模、物质生活水平、技术条件、生态生产力等因素，发达国家虽然人口增长慢，但经济发展快，物质生活水平较高，技术条件高，而这些方面都会增大他们的人均生态足迹。2.生态足迹大大超过了生态承载力，出现了生态赤字现象，人类正在耗尽全球的自然资源存量，加剧环境恶化，全球发展问题严峻。3.未来可采取增加农业的发展，增加林业自然的发展，保护野生动植物，推广生态农业等措施提高生态承载力。4.我们应该控制人口增长，加大资源与环境保护的力度，增大具有二氧化碳吸收能力的土地面积，提高生态承载力。教材第87页思考·讨论21.大气中二氧化碳浓度升高，导致温室效应加剧，全球变暖，使海平面上升，旱涝灾害可能增加，对人类的生存造成威胁；水资源短缺，将对经济发展和粮食生产造成影响，从而使人类的生存受到威胁；臭氧层的破坏，使紫外线照射增强，皮肤癌和白内障的患病率升高；土地荒漠化导致耕地减少，气候恶化，沙尘暴肆虐；生物多样性丧失，物种绝灭，人类生存环境恶化；环境污染，自然灾害频繁发生，影响人类第29页共29页 生存。我们个人的行为习惯会影响环境，导致上述环境问题的产生，环境恶化又会影响我们的生活。2.少用或不用一次性塑料袋、一次性木筷、一次性牙刷、一次性拖鞋等；旧衣服送人重新利用，旧衣服改造成其他用品；垃圾进行分类，可再利用物品重新利用，不乱扔垃圾；多喝白开水，少喝饮料制品等都可以缩小生态足迹，减少环境污染。教材第87页旁栏思考提示：可从在发展经济的同时保护好环境，才能更好地“创造”物质财富等方面思考。教材第87页探究·实践略。教材第88页思维训练金属冶炼厂排出的废气中有金属颗粒物、二氧化硫等，这些物质溶于水中，随水降落到土壤或水体中，引起酸雨，损害水稻的叶和芽，影响水稻的生长发育，从而降低水稻的产量。教材第88页练习与应用一、概念检测1.2.B　[温室效应会导致全球气温升高，极地冰川融化，使企鹅的栖息地变得越来越少。]3.D二、拓展题1.作为中学生，我们可以从日常生活开始，响应低碳生活号召，比如随手关灯、关开关、拔插头，节约能源，减少能量消耗；尽量不用一次性牙刷、一次性塑料袋、一次性饭盒、一次性木筷，因为制造它们需要消耗大量的资源；上下学尽量步行，或骑自行车，不让家人开车接送，从而减少二氧化碳的排放，降低对环境的污染等。2.作为中学生，节约用水的方式很多，如洗脸、洗手时可以控制水的流量，随时关闭水龙头，减少水的使用量；生活中可以一水多用，用泡米水浇花，用洗衣水、洗菜水冲厕所，用洗衣水拖地；清洗碗具时可以控制水龙头流量，改不间断冲洗为间断冲洗。3.企业生产造成严重的环境污染，企业缺乏资金改造又不能停产时，可以向政府提出申请，请求政府出资帮助，也可以向银行提出贷款申请进行技术改造。4.(1)环境的变化和人类活动的影响是导致亚洲象处于隔离状态的主要原因。人类大量砍伐森林或开垦土地，大量修建高速公路、高速铁路和水利设施，大力开发房地产工程项目，这些都会造成亚洲象栖息地的隔离。(2)启动亚洲象生态保护走廊，可以消除亚洲象的地理隔离，有利于亚洲象的正常生活和繁殖，有利于保护物种的多样性，从而保护生物多样性，保护生态环境。第29页共29页 第2节　生物多样性及其保护教材第90页问题探讨1.中华蛩蠊虽然看上去毫不起眼，但它携带着许多的基因，也是食物链上重要的一员，对于维持生态系统的稳定性具有重要作用。中华蛩蠊可能在人类的生产、生活、科研等方面有重要的利用价值。2.可能会灭绝。随着人类活动范围和影响程度的不断增大，中华蛩蠊的生存环境可能遭到破坏或被掠夺式地利用，从而使中华蛩蠊面临灭绝。教材第91页思考·讨论1.红树林能维持沿海陆地生态系统的稳定性，具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此，红树林的消失将直接影响附近的农田、养殖场、森林和城市等多种生态系统的稳定性，对人类生活和生产会产生很大影响。红树林的消失，还会使潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法生存和繁衍，且会影响附近多种生态系统的稳定性，最终使大量的物种无法生存和发展。2.可以利用基因工程技术把栽培作物野生种基因库中的某些优良基因(如抗旱基因、抗病基因、抗盐碱基因等)，转移到栽培作物体内，使栽培作物具有这些优良性状。任何一个物种都携带着许多基因，有些基因是它特有的，而这些基因可能控制着某些优良性状，一旦物种灭绝，其携带的基因也会消失，优良性状也将消失，从而降低遗传多样性、物种多种性，生态系统多样性也会受到影响。3.这三例能够说明生物多样性具有潜在价值(红树、水稻、家蝇等生物很可能具有目前人类尚不清楚的功能)、间接价值(红树林对海岸的防护作用)和直接价值(潮间带的鱼类、贝类、甲壳类等可供人类食用、药用、作为工业原料、栽培作物野生种基因科学研究、模仿家蝇眼制成蝇眼照相机等)。其他实例：生物的种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的价值目前还不清楚；与农田生态系统相比，森林生态系统具有更加丰富的生物多样性，自我调节能力更强大，因而具有更好的稳定性，这属于生物多样性的间接价值；芦苇是一种重要的造纸原料，从金鸡纳树中可以提取治疗疟疾的药物——奎宁，这些都属于生物多样性的直接价值。教材第93页批判性思维人类进行生产建设活动时，要有意识地考虑对野生物种生存环境的保护，如可以通过建立野生动物专用通道、建立野生动物研究中心等措施防止野生物种栖息地碎片化。教材第94页探究·实践3.(1)如果人类的活动是建设性的，对生物的生存环境没有破坏性的影响，环境治理方面严格，农业和林业品种多样化等，生物多样性不会出现下降趋势；如果人类的活动是破坏性的，生物生存环境遭到破坏，对野生物种乱捕滥杀，生态环境污染严重，农业和林业品种单一化严重，生物多样性会出现明显下降趋势。生物多样性下降，生态系统稳定性也会下降，将导致人们生活环境恶劣，对人们的生活和身心健康产生严重影响，当地生态环境恶化，生态平衡失调。(2)生物多样性下降对人类产生的影响：①生态环境恶化；②水体污染严重；③农作物单产下降，粮食供应的能力下降；④环境污染，人类居住环境恶化；⑤环境污染，水土流失严重；⑥耕地面积减少等。第29页共29页 (3)保护生物多样性的措施有：就地保护、易地保护、利用生物技术对濒危物种的基因进行保护，同时加强立法、执法、宣传教育工作，使每个人树立保护生物多样性的意识，自觉形成保护生物多样性的行为和习惯。对生物多样性的保护还要杜绝盲目地掠夺式地开发和利用，大力开展还林、还草、还湖措施，这些措施对生物多样性的保护都能起到显著作用。教材第96页练习与应用一、概念检测1.B　[保护生物多样性最为有效的措施就是就地保护，就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等。]2.C　[应尽量减少人们对保护区的干扰，A错误；将濒危野生物种迁移到动物园、植物园以及濒危动植物繁育中心加以保护，B错误；对于珍稀濒危的物种。国家立法禁止一切形式的猎采和买卖，C正确；易地保护是将濒危野生物种迁入动物园、植物园、水族馆等进行保护，D错误。]3.直接价值：芦苇是一种重要的造纸原料；海洋和森林等生态系统能陶冶情操、激发创作的灵感；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；蝉蜕是一种动物性药物。间接价值：每个物种都维系着它们所在的生态系统的结构和功能。潜在价值：某种不知名昆虫。二、拓展应用1.(1)建立大熊猫繁育研究基地是通过人工的方法，将部分大熊猫种群迁移到适当地方，施以人工管理和繁殖，使其种群繁衍扩大。利用这种方式保护的大熊猫物种延续和复壮需要生物技术手段，且生存能力比较差，不适应环境，要完成大熊猫种群延续及复壮还应在原生环境。建立自然保护区就是在原地对大熊猫及其生存环境进行保护，可以使大熊猫在原生环境中正常生活，保留其在原生的自然环境中的生存能力。(2)将大熊猫分布区连接起来，消除了大熊猫的地理隔离，种群数量变多，更有利于大熊猫相互交配而繁衍后代。将分割的区域连接成片可以通过在道路路基下修建专供大熊猫行走的涵洞、农田周围留出一定区带专供大熊猫行走、禁止村民在大熊猫栖息地砍柴等措施。(3)国家公园建设存在的管理体制的复杂性目标的偏移，公益化的弱化，利益冲突是这一切的根源，需要国家从整体上调度，建立国家公园体制，统一管理，纠正公园建立目标的偏转，增强公园的公益化程度，就能缓解这一矛盾，维持公园生态平衡，也有利于公园之间的协调。2.放生的动物如果不是本地物种，有可能因缺乏天敌而快速繁殖，造成生物入侵，不仅会破坏原有生态系统的稳定性或生态平衡，还会使原生态系统的生物多样性受到严重威胁，引发生态危机。所以放生的生物应是当地已有的物种，且需适当放生。第3节　生态工程教材第98页问题探讨1.人类活动可以改变群落演替的速度，通过人工造林，可以加快弃耕农田演替到森林阶段的速度。2.对森林公园先进行整体设计利用了生态工程的基本原理，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循生态系统自生、循环、协调和整体的基本原理，充分发挥资源的生产潜力，既防止了环境的污染，又达到了经济效益和生态效益的同步发展。第29页共29页 3.公园建设充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统是利用了生态工程的自生原理和协调原理，充分考虑原有生物组分布局和它们生长、发育、繁殖，及形成互利共存关系的条件，通过系统的自组织、自我优化、自我调节、自我更新维持系统的稳定。同时，利用了生物与生物、生物与环境长期作用形成的协调原理。一　生态工程的基本原理教材第100页旁栏思考1我国农业发展利用了物质循环的原理，促进了系统的物质迁移与转化，所以能够数千年延续不断，而有些国家过度的从农田中获得产物，农作物秸秆和人、畜粪便等没有返田，物质循环中断，久而久之，农业发展倒退，甚至使古文明中断。教材第101页旁栏思考2我国西北地区降雨较少，进行防护林建设时，选择的树种应耐干旱，如沙棘、山杏、刺槐、柠条、杜梨、沙枣、合欢、臭椿等。西北地区发展畜牧养殖业应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。教材第103页思考·讨论1.2.桑基鱼塘应用了生态工程的自生、协调、循环、整体的原理。3.还要关注经济和社会的实际状况。教材第103页练习与应用一、概念检测1.(1)×　提示依据生态工程的循环原理，垃圾应该通过微生物的分解作用，将有机物转化成无机物，供农作物吸收利用。(2)√2.C　[合理搭配植物可以提高系统的生物多样性，从而维持人工湿地的稳定性，A正确；本地物种与本地环境相协调，使用本地物种可以减少外来物种入侵，B正确；增大引入湿地的污水总量，可使微生物的分解作用加强，能量传递效率不会改变，C错误；选择合适的人工介质，可以增加溶氧量，有利于好氧微生物的分解作用，D正确。]二、拓展应用第29页共29页 这个地区的生态恢复利用了自生、循环和协调的原理，通过本系统内的生物的再生更新及生物之间的相互作用进行自组织，实现系统结构与功能的协调。系统的生物群落和无机环境之间实现了物质的循环利用。在这一地区的生物与生物、生物与环境之间的协调与适应也是生态恢复的重要原因。这一地区的生态恢复告诉我们自然恢复超过了人类生态工程建设的水平，同时也说明生态工程建设要遵循生态学规律。二　生态工程的实例和发展前景教材第104页思考·讨论1.提示：循环原理、整体原理、协调原理、自生原理。2.提示：这一生态系统的结构齐全，包括生产者(植物)、消费者(禽、畜、鱼)、分解者(微生物)，以及非生物的物质和能量，各种成分互相联系，形成了一个统一整体。功能上实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率。3.提示：这个案例以沼气工程为核心，农、林、牧、副、渔各业全面发展，增加了就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。教材第109页思维训练1.提示：开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。2.提示：生命系统能够在新陈代谢的基础上生长、发育、繁殖，种群不断繁衍，并通过物质循环、能量流动、信息传递而趋于相对稳定。3.提示：从生态的视角看，生命系统依存于环境，也能适应环境、影响环境。4.提示：从历史的角度看，生命系统中每一种生命都是历史的产物，都是由最原始、最简单的生命演化而来的。演化顺序为细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈，生物的发生、行为和其他生命活动，都受到累积有整个生命史讯息的遗传程序的控制。教材第109页练习与应用一、概念检测1.(1)×　提示农村综合发展型生态工程实现了物质的循环利用，能量的多级利用。能量不能循环利用。(2)×　提示农村综合发展型生态工程的原理是一样的，都是遵循整体、循环等原理，但各地应根据当地的实际条件，因地制宜，不可按相同的模式建设。(3)√　提示在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)√　提示在矿区废弃地进行公园化建设时，由于矿区废弃地土壤条件贫瘠，要选择适应能力强的植被，即需考虑植被与土壤之间的协调。2.C　[将农作物秸秆田间焚烧，会污染环境，降低农作物秸秆的利用率，C错误。]二、拓展应用(1)莱茵河的治理要解决过度捕捞、河道渠化、工业废水的排放、繁忙的内河航运等导致的水质严重恶化问题，河道裁弯取直导致的鱼类洄游受阻等问题。第29页共29页 (2)莱茵河生态工程修复计划的设计有：①树立一体化系统生态修复理念，注重工程和非工程措施的结合，以及源头控制、分散治理；②推进流域基础地质、环境地质与生活调查；③分阶段编制并联合实施流域治理规则；④建立量化指标体系和各种生态修复模式，目标包括污染控制和改善生态环境等部分，以珍贵鱼类重返莱茵河为实现生态目标的重要标志；⑤建立完善的监测预警体系，通过连续生物监测和水质实时在线监测，及时对短期和突发性的环境污染事故进行预警；⑥建立流域信息互通平台；⑦建立莱茵河流域多国间的高效合作机制等。(3)莱茵河的生态现状是沿河森林茂密，湿地发育，水质清澈洁净。鲑鱼已经从河口洄游到上游产卵，鱼类、鸟类和两栖动物也重返莱茵河，完成了生态系统修复工程。(4)进行生态修复工程时，莱茵河治理给我们的启示：①以区域为单元开展自然资源与生态环境调查评价；②建立全流域统一的监测体系；③研究制定区域综合规划与治理行动方案；④加强河流生态保护与修复；⑤建立高效的跨行政区全区域协调机制；⑥鼓励企业和公众参与等。(5)根据实际情况回答。教材第113页复习与提高一、选择题1.D　[题中涉及的是同一物种的不同类型，属于遗传(基因)多样性，D项正确。]2.D　[大力推广“环境友好技术”，以减少污染的产出，A正确；采用浮床工艺法等手段治理水污染，在浮床上种植特殊的水生、半水生植物以吸收水中的化学元素，B正确；在城市规划和布局方面，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等，C正确；严禁汽车上路及造纸厂、酒厂生产，一方面会严重阻滞经济的发展，另一方面也不能达到“断绝污染源头”的目的，D错误。]3.(1)B(2)C　[稻—鱼—鸭生态种养模式实现了能量的多级利用，提高了能量利用率，同时也实现了物质的分层分级利用，C正确。]二、非选择题1.禁止非法野生动物交易；革除滥食野生动物陋习，能防止动物疾病传播给人类；维护生物安全和生态安全；有效防范重大公共卫生风险，切实保障人民群众生命健康安全；加强生态文明建设，促进人与自然和谐共生。2.不认同这种观点。人口增长，会消耗更多的资源，也推动了更多的科技进步，但科技进步必须遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力，防止生态环境的恶化，从而达到经济效益、社会效益和生态效益协同、可持续发展的状态。3.(1)第29页共29页 (2)该地区哺乳动物受到威胁的主要原因是偷猎和丧失栖息地，鸟类生存受到威胁的主要原因是丧失栖息地。4.生物与环境之间相互影响，相互协调，生物适应环境，会改善生态环境；生物不适应环境，会使生态环境恶化。人与环境的关系也是相互影响的，人类活动可以改善生态环境，也可以使生态环境恶化，生态环境改变进而会影响人类的生存。人类在发展经济时，要遵循生态学规律，提高生态系统的生产力或改善生态环境，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，改善生态环境，达到经济效益、社会效益和生态效益的同步发展，促进生物与生物、生物与环境、人与环境的协调。第29页共29页