人教版高中生物总复习知识点整理及重点题型梳理生物与环境.docx
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人教版高中生物总复习知识点整理及重点题型梳理生物与环境
人教版高中生物总复习
知识点梳理
重点题型（常考知识点）巩固练习
高考总复习 生物与环境专题
【考纲要求】
1．辨别种群、群落、生态系统的概念
2．重点掌握影响种群数量变化的因素及其增长曲线
3．说出群落的结构特点及群落中的种间关系
4.描述群落演替的类型及原因
5.重点掌握生态系统的结构及其功能（物质循环、能量流动、信息传递）
6.分析生态系统的稳定性
【考点梳理】
考点一、种群——种群的概念及特征
1.种群的概念
种群是指生活在一定区域内的同种生物的全部个体。
（1）两个要素：
同种生物（可相互交配）、全部个体
（2）种群是生物学研究的常用基本单位
①种群是生物繁殖的基本单位
②种群是生物群落的基本组成单位
③种群是生物进化的基本单位
种群内个体的全部基因构成一个种群基因库。
生物进化的实质是种群基因频率的改变。
种群内的可遗传变异对生物进化有重要意义，为生物进化提供原始的选择材料。
2.种群的数量特征
（1）种群密度：
指种群在单位面积或单位体积中的个体数，它是种群最基本的数量特征。
（2）出生率和死亡率：
指单位时间内新产生或死亡的个体数占该种群个体总数的比率。
（3）迁入率和迁出率：
指单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率。
（4）年龄结构：
指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，可预测种群数量的变化。
种群的年龄期一般分为：
幼年（尚无生殖能力）、成年（有生殖能力）和老年（丧失生殖能力）三个阶段。
年龄结构的类型有三种：
增长型、稳定型、衰退型，如下图：
增长型稳定型衰退型
年龄结构可预测种群数量的变化，但受一些因素的影响，实际的结果与预测的趋势不一定相符。
如对于衰退型种群，若生存环境突然好转、大量新个体迁入或人工繁殖等会使种群密度增加。
（5）性别比例：
指种群中雌雄个体数目的比例，在一定程度上可影响种群密度，如性别比例失调时，会使部分个体不能完成交配，从而影响种群密度。
要点诠释：
（1）种群数量特征间的关系：
（2）种群密度的调查方法：
①样方法：
在被调查种群的生存环境内，随机选取若干样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，然后取其平均值来估计该种群的密度。
要求：
一、随机取样，确保所选样方具有代表性，不受主观因素影响；
（常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。
样方形状可以有方的、长方的、条带的、圆形的。
可根据地段的形状等来确定具体的取样方法和样方形状）
二、足够数量的样方才可以保证统计结果的真实性，选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。
三、选取样方的大小随调查对象而定。
如乔木一般为100m2、灌木一般为16m2、草本植物为1m2。
适用对象：
植物；活动能力弱、活动范围小的动物（如蚜虫、昆虫卵、蚯蚓等）。
②标志重捕法：
具体方法：
注意事项：
①调查期间无大规模出生和死亡、迁入和迁出
②首次捕捉与再次捕捉的捕捉方法及地点一致
③标志个体与未标志个体在重捕时被捕获的几率相等
④标志物和标志方法应不影响动物的寿命和行动
⑤标志不能过分醒目，且在调查研究期间不能消失
适用对象：
活动能力强、活动范围大的动物（如哺乳类、鸟类、鱼类等）
3.种群的空间特征
（1）概念：
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或部局即种群的空间特征。
（2）类型：
随机分布、均匀分布和集群分布。
考点二、种群——种群数量的变化（重点）
自然种群的种群数量往往处于动态变化中，有增长、波动、稳定和下降等形式。
1.种群数量变化的原因：
种群数量的变化是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定，其影响因素有气候、食物、天敌、传染病、生存空间、人类影响等，从而使种群数量时刻处于波动中，如下图：
2.两类增长曲线
曲线图像
（阴影部分：
代表有限的环境中被淘汰的个体，即环境阻力。
）
曲线类型
“J”型曲线
“S”型曲线
适用范围
实验室中及种群新迁入较适宜的环境最初一段时间内的增长。
一般自然种群的增长
产生条件
理想状态：
①食物空间条件充裕
②气候适宜
③没有敌害疾病
现实状态：
①食物、空间有限
②各种生态因素综合作用
特点
不存在环境阻力的状态，
几乎不存在生存斗争
↓
种群密度不断增大，
种群数量以一定的倍数不断上升。
有限的环境中，
个体间为了争夺有限的资源和空间而使
生存斗争加剧，一部分个体被淘汰
↓
种群密度不能无限增长，
种群数量达到环境容纳量K值后，
将在K值上下保持相对稳定。
环
境
容
纳
量
︵K
值
︶
有无K值
无K值
有K值
K值含义
K值即环境容纳量：
表示一定的环境条件和空间中所能维持的种群最大数量
S型增长曲线的种群数量为K/2时，种群增长速率最快
决定因素
某一种群的K值不是固定不变的，
它取决于环境中的食物、生活空间和其他生活条件的限制及捕食者的数量。
应用
K值或K/2值的应用：
（1）保护野生生物：
改善环境，增大K值
（2）有害生物的防治：
①减小K值，如对于鼠害，可通过封储粮食、硬化地面、保护天敌等措施来增大环境阻力，减少其K值。
②及时控制种群数量，严防达到K/2值处（K/2值处种群增长速率最快，若达K/2值处，有害生物可能成灾）
（3）养殖或捕捞作业：
种群数量为K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强，把握K/2值处黄金开发点，维持种群数量在K/2值处时，可达到“既有较大收获量又可保持种群高速增长”的效果，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
种
群
增
长
率
计算方法
（现有个体数－原有个体数）／原有个体数×100%＝出生率－死亡率
有些资料中不区分增长率和增长速率，
将增长率的含义也定为增长速率。
增长率是个百分率，没有“单位”
变化趋势
保持稳定
不断减小
某时期种群数量的计算公式
（λ为种群增长率、
Nt为t年后的种群数量、
N0为开始时的种群数量）
种
群
增
长
速
率
计算方法
（现有个体数－原有个体数）／增长时间
增长速率有单位，如：
个/年
变化趋势
不断上升
先增大后减小
考点三、群落——群落的组成及种间关系
1.相关概念
（1）群落：
指一定区域中的全部种群，即全部生物。
群落中各个种群在共同的无机环境中经过长期的自
然选择与进化中形成相互依存、相互制约的关系。
（2）丰富度（丰度）：
群落中物种数目的多少。
2.群落中的种间关系
关系名称
特点
能量关系图
数量坐标图
举例
互利共生
相互依赖，彼此有利。
如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。
数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化。
大豆与根瘤菌
寄生
对寄主有害，对寄生生物有利。
如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好
（体内寄生、
体外寄生）
蛔虫与人；
菟丝子与大豆；
噬菌体与被侵染的细菌；
竞争
生态需求接近不同物种间存在此关系，需求越接近竞争越激烈。
两种生物生存能力不同，数量上呈现出“你死我活”的同步性变化，如图a；
两种生物的生存能力相同，则如图b
牛与羊；
农作物与杂草；大草履虫与小草履虫；
捕食
一种生物以另一种生物为食
数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化（A、B的起点不同），一般起点在先的为被捕食者。
二者的数量存在差异，一般捕食者较被捕食者的数量少。
羊和草；
狼与兔；
青蛙与昆虫；
要点诠释（关于外来入侵种）：
群落中的物种经过上百年，上千年的竞争，排斥，适应和互利互助，形成了相互依赖又互相制约的密切关系。
一个外来物种引入后，极有可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外，必须要有人的帮助才能勉强生存；但有可能因新的环境中没有可通过竞争或捕食关系来抗衡或制约它的生物，这个引进种便可能成为外来入侵种，侵占别的生物的生存空间与营养等，打破生态平衡，改变或破坏当地的生态环境。
考点四、群落——群落的结构及群落演替
1.群落的结构（垂直结构和水平结构）
垂直结构
水平结构
含义
生物群落在垂直方向上具有的明显分层现象
生物群落在水平方向上的种群分布及种群密度的差异。
具体表现
植物在不同高度有分层，动物也随之具有层次性
不同地段往往分布着不同的种群，
同一地段上的种群密度也有差异。
大多群落的生物呈集群分布或镶嵌分布
形成
原因
陆生
（1）光照强度和温度——植物；
（如森林群落的光照强度随高度的下降而逐渐减弱，如森林群落因此依次分为乔木层、灌木层、草本层。
高山生物群落中，不同海拔地带的温度不同，种群的垂直分布主要受温度影响。
）
（2）栖息空间和食物——动物；
环境条件（地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度）及生物自身生长特点
水生
光照强度、温度、O2
（水生群落的近水面与深水中相比，光照强、温度
高、O2含量丰富）
意义
使群落能充分利用光照等环境资源，植物的分层为动物提供了充分的栖息空间和食物条件
使群落充分利用资源和空间
2.群落的演替
（1）演替的概念：
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，称为演替。
（2）演替的原因：
内因或外因引起群落内部环境的变化是群落演替的动力。
（3）演替的类型：
初生演替
次生演替
概念
在一个从来没有被植物覆盖的地方，或者在原来存在过植被但被彻底消灭且其生活环境也彻底被破坏了的地方发生的演替。
在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
所需时间
及速度
时间长、速度慢
时间短、速度快
影响因素
主要为自然因素
一般人类活动较为关键
实例
裸岩上的演替、冰川泥上的演替、水生演替
弃耕农田上的演替、火灾后的草原上的演替、被过量砍伐的森林上的演替
过程
以裸岩上的演替为例：
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
以弃耕农田上的演替为例：
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→森林
结果
（1）演替方向：
演替往往是能预见或可测的：
①它是群落组成向着一定方向、具有一定规律的随时间而变化有序过程，是生物和环境反复相互作用，使群落在时间和空间上发生的不可逆变化。
②群落演替不会无休止地进行下去，顶级群落是演替达到的最终稳定状态。
一般均可演替到森林这一最高阶段，但如果大环境为干旱的荒漠地区则很难形成树林，很可能只能发展到草本植物阶段或灌木阶段。
（2）群落的结构及稳定性变化：
演替过程中，生物的种类越来越多，群落结构越来越复杂，群落的有机物也越来越多，群落也越来越稳定。
考点五、生态系统——生态系统的结构
1.对生态系统结构的理解
（1）生态系统的概念：
指由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
①生态系统的范围：
生态系统可大可小，整个生物圈是一个生态系统，池塘、森林等是一个生态系统，一段腐木也是一个生态系统。
②种群、群落、生态系统的关系：
种群→一定区域内同种生物所有个体之和
群落→一定区域内各生物种群之和
生态系统→群落+无机环境
（2）生态系统的结构：
2.生态系统的组成成分
3.生态系统的营养结构——食物链和食物网
食物链和食物网是生态系统的种群间以营养关系为纽带的结构联系，是生态系统的营养结构。
（1）食物链：
指生态系统中种群间的单方向食物连接关系。
①食物链类型有：
捕食食物链、腐食食物链、寄生食物链，高中阶段所接触的多为捕食食物链。
②书写原则：
植物（起点）→植食性动物→小型动物→中型动物→大型肉食动物（终点为一般不被其他动物所食的动物）
③一般的食物链不超过5个环节（营养级）。
（2）食物网：
指多条食物链彼此相互交错连接成的复杂结构。
①在食物网中，同一生物可存在于不同的食物链中，在不同食物链中可能占据不同的营养级（如上图食物网中的蛇便在3条食物链上、占据着第三、第四、第五3个营养级）。
②食物网中，两种生物的种间关系可能不只一种，如上图中的蟾蜍与蜘蛛既是竞争关系又是捕食关系。
（3）食物链和食物网的功能：
是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。
考点六、生态系统——生态系统的功能：
能量流动（重点）
1.能量流动过程
能量流动指生态系统内能量输入、传递和散失的过程。
其过程如下图：
要点诠释：
（1）各营养级的能量来源与去路分析：
①所同化能量的来源：
生产者的能量来自太阳能；
各级消费者的能量来自上一个营养级，其同化量＝摄入量－粪便中所含能量。
注意：
生物粪便中的能量仍属上一营养级，未被其同化。
②能量去路：
以图中的初级消费者为例（红色部分为各去路）：
部分能量以呼吸作用的方式散失
部分能量流入下一营养级
部分能量（如遗体、粪便、落叶中的能量）被分解者利用
部分能量属未被利用部分，这部分能量既未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者
利用，而是留在本营养级中。
（2）生态系统中某一类生物利用共同资源，可将它们看作一个营养级（如田鼠、昆虫和小益鸟都以绿色植物为食，可将它们可看作初级消费者，即第二营养级）。
（3）能量流动起始于生产者固定太阳能（能量输入）
能量沿食物链和食物网的营养级依次传递（能量传递）
大量能量通过生物的呼吸作用散失到环境中（能量输出）
2.能量流动的特点
（1）传递方向：
单向流动——生态系统中的能量既不能循环流动，也不能逆向流动。
①在食物链中，相邻营养级间吃与被吃的关系不可逆转，因此能量不能倒流；
②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能形式散失，这部分能量是无法再被生物循环利用的。
（2）传递效率：
逐级递减——生态系统中能量在相邻营养级间的传递效率一般为10％－20％。
能量不能全部传递给下一营养级的原因：
①每一营养级的能量总有部分留在本营养级，未被利用。
②每一营养级的能量总会因呼吸消耗而散失一部分。
③每一营养级的能量都会有一部分流入分解者。
要点诠释：
（1）象征能量流动特点的生态金字塔：
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
图形
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
象征含义
能量在沿食物链的流动过程中逐级递减，营养级越高，所含的能量越少。
生物量（现存有机物的总量）随食物链中营养级的升高而逐级递减，营养级越高，生物量越少。
但也有特例，如某一时期内浮游植物的生物量可能会低于浮游动物
生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减，营养级越高，生物的数量越少。
但也有特例，如树上的昆虫与树的数量关系
正因为能量等随着营养级的升高而减少，所以食物链一般不超过5个营养级。
（2）有关能量流动的计算规律
①在能量流动的相关问题中，若题干未做说明，则可以认为能量传递的最低效率为10％，最高效率为20％。
已知最高营养级生物的量
已知第一营养级（生产者）生物的量
②各营养级生物数量变化的分析
第一营养级（生产者）的生物减少时，将会连锁性地引起其后各营养级的生物减少。
这是因为生产者是其他各种生物直接或间接的食物来源。
“天敌”方减少时，被捕食者的数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
对于同时占有两个营养级的种群数量变化的分析：
因为能量在食物链中流动时只有10％－20％流到下一营养级，且流动的环节越多损耗越多，若某种群的营养级降低，则其种群数量将增加，若营养级升高，则其种群数量将减少。
（3）生物富集和生物放大现象：
①生物富集又称生物浓缩指生态系统中同一营养级上的生物，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。
②生物放大指在生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步放大的现象。
生物放大的结果是食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
4.研究能量流动的实践意义：
科学规划设计人工系统，使能量得到多级利用，使能量持续高效流向对人类最有益的部分
考点七、生态系统——生态系统的功能：
物质循环（重点）
1.物质循环的概念：
生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断地进行着的从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
2.碳循环过程，如下图：
要点诠释：
（1）碳的循环形式：
碳在生物群落中以无机物形式存在，在无机环境中以CO2、碳酸盐等形式存在。
①碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式循环。
（碳元素以CO2的形式，通过植物的光合作用或微生物的化能合成作用从大气中进入生物群落，再通过生物的呼吸作用进入大气）。
②碳元素在生物群落中的传递形式为有机物
（主要沿食物链和食物网进行传递）。
（2）生态系统中各成分的判断：
上图所示的生态系统中各成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）的判断题经常在试题中出现：
①可先根据A、B之间的双向箭头判断：
A、B为非生物的物质能量（无机环境）或生产者。
②再根据箭头指向判断：
A有3个指出，应为生产者。
B有3个指入，应为非生物的物质和能量（无机环境）。
③剩余的C、D一个为消费者，一个为分解者：
C指向D，C为消费者，D为分解者。
④图中①为光合作用，②③④分别是生产者、消费者、分解者的呼吸作用。
其中④有的题中也称其为分解作用。
3.物质循环与能量流动的关系
项目
能量流动
物质循环
区别
方向
单向传递，逐级递减
循环往复
范围
各级生态系统
生物圈，具有全球性
（如大气中的CO2能随大气环流在全球范围内流动）
联系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能
能量流动和物质循环同时进行，相互依存，不可分割
（1）能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解
（2）物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动
（3）能量作为动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
考点八、生态系统——生态系统的功能：
信息传递
1.生态系统中信息的种类
类别
概念
传递形式
实例
信息来源
传递方向
物理
信息
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息
物理过程
萤火虫的闪光、植物的五颜六色的花
可来自于环境，也可来自于生物
双向传递
化学
信息
生物通过其在生命活动过程中产生的一些化学物质传递的信息
信息素
等化学物质
昆虫的性外激素、狗利用其小便记路
行为
信息
生物在生长发育、生命活动的过程中，通过其特殊行为，对于同种或异种生物传递的信息
生物的
行为特征
昆虫的舞蹈、孔雀开屏、动物的拟态
2.生态系统内信息传递的作用及应用
在生态系统中的作用
有利于生命活动的正常进行
例：
莴苣的种子必须接受某种波长的信息才能萌发
调节生物的种间关系，
维持生态系统的稳定。
例：
草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可供采食的信息。
有利于生物种群的繁衍
例：
昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
在农业生产中的作用
提高农产品或畜产品的产量
例：
利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率；
控制有害动物
例：
利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物种群的繁殖力下降
利用音响设备等诱捕或驱赶有害动物
考点九、生态系统——生态系统的稳定性
1.生态系统具有稳定性的原因
生态系统稳定性的概念：
指生态系统发展到一定阶段或成熟稳定状态时所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
生态系统具有稳定性是因为其有一定的自我调节能力，其自我调节方式为反馈调节，反馈调节包括负反馈调节和正反馈调节，如下表：
负反馈调节
正反馈调节
结果
抑制或减弱最初发生变化的
那种成分所发生的变化
加强最初发生变化的
那种成分所发生的变化
对生态系统的作用
使生态系统达到并保持平衡状态，
是生态系统自我调节能力的基础。
使生态系统远离平衡状态
实例
森林中食虫鸟和害虫的数量变化
已经污染的湖泊中污染状态加剧
2.生态系统稳定性的两个方面：
抵抗力稳定性和恢复力稳定性
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力
即“抵抗干扰，保持原状”的能力
指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
即“遭到破坏，恢复原状”的能力
影响因素
与生态系统营养结构的复杂程度呈正比，
生态系统的营养结构越复杂，
抵抗力稳定性越强
与生态系统营养结构的复杂程度呈反比，
生态系统的营养结构越简单，越容易恢复，
恢复力稳定性越高
联系
（1）二者呈相反关系，抵抗力稳定性高的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然。
自我调节能力与抵抗力稳定性呈正相关，与恢复力稳定性呈负相关。
生态系统组成越复杂，食物网（营养结构）便越复杂时，如果食物链上某些生物减少或消失，其在食物链中的位置可以由其他生物来取代，使生态系统不至于崩溃。
所以食物网（营养结构）越复杂，生态系统的自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高，但其恢复力稳定性越低，因为一旦受到破坏，恢复起来较难。
（2）二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。
3.生态系统稳定性相关实验：
生态缸的设计制作及结果的观察与分析
（1）制作小生态缸的目的：
探究生态系统保持相对稳定的条件。
（2）小生态缸的设计要求及分析。
设计要求
相关分析
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物需成分齐全
（具有生产者、消费者和分解者）、
且有较强的生活力
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，
在一定时期内保持稳定。
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供光能；
保持生态缸内温度；
便于观察
生态缸的采光用较强的散射光
防止因水温过高而导致水生植物死亡
生态缸宜小不宜大
便于操作
缸中的水量不可太多，
要留出一定的空间
使缸内储备一定量的空气
注意：
生态缸中虽然成分齐全，生产者、消费者和分解者之间可以进行能量流动和物质循环，但是由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。
因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
如果生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力较强。
（3）观察指标：
可以通过观察植物、动物的生活情况、水质变化、基质变化等判断稳定性的高低。
5.生态系统稳定性的破坏（生态失调）
生态系统的调节能力是有限的，当干扰因素的强度超过一定限度时，生态系
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