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生态学 专题复习

③所有的反馈调节都存在一定的滞后性。
例题:(2009年浙江高考)经调查,某生态系统中Y、X、Z分别为第一、 第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示 (图中每一柱条代表一个物种)。一段时间后个体数量发生变化, 结果如图乙所示。
A.X营养级的生物被捕食的压力明显增加 B.Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的 C.Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选
4、模型的变式
输入有机物
10.0 25.0
12.0 15.0
变式1:能量来源的增加
4、模型的变式
生产者
70.0
7.0
1.2
变式2:“□”内数据为未利用的能量
例题:(2011年绍兴市一模)发生汶川大地震的龙门山地震带是我国生物 多样性保护的关键区域,80%的大熊猫种群、我国近1/5的特有种子植物均 分布于此。据不完全统计,地震后植被毁损达到30%以上,还出现了200米 宽、1公里长、30米厚的大型泥石流带。下图为地震毁损的某自然保护区人 为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]。
讨论1:符合逻辑斯蒂增长的种群数量变化曲线是否一定 为“S”型?
当种群的初始密度增加时,曲线将会变得不像“S”形
总结:种群的逻辑斯谛增长和指数增长的重要区别是种群的 增长是否受到环境容纳量(K)的限制,因此只要存在一个 种群增长的最大值(K)就符合逻辑斯谛增长。
讨论2:若环境条件发生改变,逻辑斯谛增长曲线将如何变化?
3-4 种群 (2)种群的增长方式 (3)种群的数量波动及调节
3-4 种群 (1)种群的特征
要求
备注
矩形图 II II
II
曲线图
I
调查记录表 I
2、考查特点:
① 题型和分值:相对稳定(都为1道选择题,6分);
② 题干都借助 “数学模型”呈现,并涉及模型的模型的解读、 模型的构建、模型的转换等。(考法稳定:考查生物学模型)
生殖后期
生殖期 生殖前期
英吉利海峡
增长型
稳定型
衰退型
三、如何利用模型方法,帮助学生突破“生态学”疑难点
一)通过指导学生构建生物学模型及分析模型,帮助学生理解疑难概念
1、增长率和增长速率
教材语句“……自然增长率”
教材模型“种群增长曲线”
增长率概念
增长速率概念
数学模型 增长率=(Nt+1 - Nt)/ Nt·t
二、学生对于“生态学”内容可能存在哪些疑难点
1、对某些概念的理解存在偏差,如增长率、增长速率、 生物量、初级生产量、次级生产量、未利用的能量等。
2、缺乏对教材经典生物学模型的准确解读能力。 3、忽视经典生物学模型的应用条件,导致对模型的死记,
而不能形成模型的变式。
4、缺乏利用生物学建模的思维方式解答试题。
择的结果 D.X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,且其中某种生物
处于竞争劣势
解题方法: 构建概念模型
第一营养级
生物总个 体数量变
化情况
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5
基本不变
第二营养级
X1 X2 X3
明显减少
第三营养级 Z1 Z2
明显增加
例题:(2009年浙江高考)经调查,某生态系统中Y、X、Z分别为第一、 第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示 (图中每一柱条代表一个物种)。一段时间后个体数量发生变化, 结果如图乙所示。
二)指导学生准确解读教材中的经典模型,帮助学生提高模型解读能力 实例:“赛达伯格湖能量的定量分析”模型
1、“
”的含义:植食动物通过取食的方式能够获得总
初级生产量中的15.0,其中“取食”表示能量流动的方式,“15.0”表
示能量值。
二)指导学生准确解读教材中的经典模型,帮助学生提高模型解读能力 实例:“赛达伯格湖能量的定量分析”模型
A.X营养级的生物被捕食的压力明显增加 B.Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的 C.Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选
择的结果 D.X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,且其中某种生物
处于竞争劣势
四、总结
1、一般而言,拟题主要是拟题者根据自己头脑中选择的一 个理想化的生物学模型,再结合某些生物学事实,给出 已知条件,提出需要得出的结论。解题的过程就是还原 生物学模型的过程,学生若能正确建立生物学模型,就 能极大地提高解题效率。既然如此就要求我们在课堂教 学中不断渗透模型方法。
下列说法错误的是 A.计算可知,肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a) B.由图可知营养级较高的生物,在这场地震中受到的影响较大。 C.在人为干预下,能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为15.6% D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
三)明确生物学模型的应用条件,探讨条件改变对生物学模型的影响 实例:“种群的逻辑斯谛增长”模型
2、初级生产量、生物量、未利用的能量
思考2:群落演替过程第一营养级以及整个群落的“未利用”能量 变化情况
逐渐增加
2、初级生产量、生物量、未利用的能量
思考3:在t1、t2两个时间点调查同一顶级群落某一营养级的“未 利用”能量,两次获得的数据的大小关系
基本相等
顶极群落(climax community)是生态演替的最终阶段,是最稳定的群落阶段, 其中各主要种群的出生率和死亡率达到平衡,能量的输入与输出以及产生量和消耗量 (如呼吸)也都达到平衡。
思考1:生态系统某营养级(或种群)生物生产的有机物,除了 “呼吸消耗”、“流入下一营养级”、“分解者分解”之外,还 可能以哪些形式存在? ①生物量;②土壤腐殖质;③化石燃料 同化量 = 呼吸消耗 + 分解者分解 + 流入下一营养级 + 未利用 未利用 ≈ 生物量 + 土壤腐殖质+ 化石燃料
除未分解的动、植物组织和土壤生命体等以外的土壤中有机化合物的总称
2、图中两个15.0的含义不同,其一表示生产者流入植食动物的能量值 为15.0,其二表示植食动物固定的能量值为15.0 。
3、传递效率应理解为某一营养级固定的能量中,流入下一营养级的比例。 并不是相邻两个营养级固定的能量的比值,如第一营养级到第二营养 级的传递效率为15.0/111.0=13.5% 。
数学模型 增长速率=(Nt+1 - Nt)/ t
关系
数学模型 增长速率=增长率·Nt
模型转换(曲线图)
指数增长
X轴的平行线
增 长 率
“J”形曲线
增 长 速 率
逻辑斯谛增长
反“S”曲线
“正态分布”曲线。
例题:如图为两种生物种群的生长曲线,以下说法错误的是 A.按甲曲线增长的种群无K值,无种内斗争,增长率始终不变 B.按乙曲线增长的种群,到a点后种内斗争最为激烈,且增长率为零 C.按乙曲线类型增长的不同种群,在同一环境下,b点时的增长速率
2、初级生产量、生物量、未利用的能量
说明1:若为生产者,同化的能量就为总初级生产量,净初级生产 量=总初级生产量-呼吸消耗 总初级生产量=呼吸消耗 + 分解者分解 + 流入下一营养级 +未利 用(生物量 + 土壤腐殖质+ 化石燃料) 净初级生产量=分解者分解 + 流入下一营养级 + 生物量 + 土壤腐 殖质+ 化石燃料 说明2:“未利用”的能量除了部分最终形成化石燃料之外,其余 部分仅仅是暂时未利用,最终也将以呼吸消耗或者流入下一营养 级又或者被分解者分解。
例题:(2010年浙江卷第3题)某生态系统中生活着多种植食性动 物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。 若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种 群个体数量变化的叙述,错误的是
A.若a点时环境因素发生变化,但食物量不变,则a点以后个 体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B.若该种群出生率提高,个体数量的增加也不会大幅超过b点 C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降趋势与
b-c段相似 D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波动趋势与
c-d段相似
四)运用模型方法,分析生态学问题
实例1:探讨各因素对标志重捕法结果的影响情况
计算公式: N M (教材) 或 n N
nm
mM
N:种群总个体数; n:重捕个体数;
M:标记个体数; m:重捕中标记个体数
运用物理模型直观表现原理
不同,但均为最大值 D.甲曲线的数学模型为Nt= N0λt ,其中代表增长率λ
解析:指数增长无环境阻力;逻辑斯谛增长种群到达K值时,种群数量 处于最大值,增长率和增长速率均为0;K/2时的种群增长速率最大;用 数学模型Nt= N0λt 代表逻辑斯蒂增长种群,则增长率为 λ- 1。
2、初级生产量、生物量、未利用的能量
“生态学”专题复习 应注重模型方法
一、高考如何考“生态学”的
一)考试说明的要求
知识内容 (1)种群特征 3-4 种群 (2)种群的增长方式 (3)种群的数量波动及调节 3-5 (1)群落的结构 群落 (2)群落的演替 (1)生态系统的结构 3-6 (2)生态系统中的生产量和生物量 生态 (3)生态系统中能量流动和物质循 系统 环的基本规律及应用 (4)生态系统的稳态及其调节
2、生物学模型的本质是生物学规律,甚至包括解题规律、 分析方法和语言表述形式等。
要求 I II I I I I I
II
II
一、高考如何考“生态学”的
二)近三年浙江高考考查情况分析
1、考查情况统计
表1 2009~2011年浙江省高考理综试题生态学考查情况统计表
年份 2009 2010 2011
题号 6 3 5
分值 6 6 6
内容
3-6 生态系统 (3)生态系统中能量流动和物质循 环的基本规律及应用 (4)生态系统的稳态及其调节
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