第2章生物与环境
2.1种群和生物群落(1)
学习指要
一、知识要点
1．种群是指生活在一定区域内的同种生物个体的总和。
2．种群是由同一物种的许多生物个体组成的，但并不是许多生物个体的简单相加，而是具有一般个体所没有的特征，如种群中存在着种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率等。
3．种群密度是指在一定的范围内生物个体的数量。种群密度=生物个体数／种群生存的面积(或体积)。
4．性别比例是指雌雄个体数目在种群中所占的比例。性别比=男性人数／女性人数×l00％。
5．生物种群中增加生物个体的主要方式是繁殖，减少生物个体的主要方式是死亡。出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。出生(死亡)率=新(死亡)个体数／种群个体总数×l000‰。
二、重要提示
1．一个种群所生活的区域可大可小。一个种群中的生物个体可以有大小之分、年龄之差、雌雄之别，但同种生物它们的形态、结构相似，并能相互交配产生可育后代。
2．生物物种的生存、发展和进化都是以种群为基本单位进行的。生物以个体形式存在，但不能单独生存，它们必须以种群的形式生存。
3．运用种群的知识去分析人口的组成情况。排除其他因素，当种群中的出生率大于死亡率时，种群数量就会增加；反之，当种群中的出生率小于死亡率时，种群数量就会减少。而且，种群年龄结构与种群动态变化也有极大的关系，这对于分析人口问题具有重要意义。
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深海火山喷口现新生物种群
英国科学家发现一种新的深海虾种群，栖息地深度超过此前在地球上环境最极端的深海火山喷口地区发现的其他任何虾种群。这种虾生活在加勒比海海底的沸腾热泉，水温可能超过450℃。
在深度大约5000米的一条海底裂缝中，英国科学家发现了一个火山泉，并称之为“黑烟囱”，向上方的海水喷射富含矿物质的喷流，高度超过l000米。尽管环境非常恶劣，喷口附近却生活着数千只超级耐热新种虾。这种虾的背部长有一个光敏器官。
这种苍白的新种虾成群聚集在一起，每平方米的数量多达2000只，环绕喷口处由矿物质形成的6米高尖顶。它们没有正常的眼睛，背部长有光敏器官，可能帮助它们在光线暗淡的深海喷口地区导航。
在名为“登特山”的海底山上部的斜坡，研究人员同样发现了“黑烟囱”喷口。登特山在开曼海沟海床拔地而起，高度接近3000米。在登特山喷口，研究人员同样发现了新种虾、类蛇鱼以及此前从未见过的蜗牛种群和类似跳蚤的甲壳纲片脚类动物。科普里表示：“深海喷口的一大谜团就是动物如何从一个喷口场前往相隔遥远的另一个喷口场。”
在英国科学家进行此次考察前，英国科考队就曾于2009年11月对开曼海沟的深海喷口喷射的水柱进行研究。目前，美国的另一支科考队正利用远程遥控深海潜水器进一步研究喷口。英国研究小组也计划在2013年重返开曼海沟，使用国家海洋学中心的“伊希斯”深海潜水器进行研究。这个潜水器的潜水深度达到6000米。此次科考的研究发现刊登在《自然一通讯》杂志上。
解题指导
【例l】下列环境中的生物，属于种群的是 ( )
A．一个公园中的草本花卉
B．一口池塘中所有的青蛙
C．一条河里所有的鱼
D．一个蜂巢里所有的工蜂、雄蜂和蜂王
【解析】种群是指生活在一定区域内的同种生物个体的总和。特别是要考虑“一定区域”“同种”“总和”这些因素。A中一个公园中的草本花卉有许多种，如菊花、牡丹、郁金香等；8中一口池塘中所有的青蛙虽然同属一个物种，但它不是池塘中该物种所有个体的总和，如幼体蝌蚪；C中一条河里所有的“鱼”是一个大类，在生物分类中属于“纲”这个等级，包括多个物种，如鲫鱼、草鱼等；D中蜂王、雄蜂、工蜂的说法颇有迷惑性，实际上它们都属于同一物种。
【答案】D
【例2】某自然保护区在年初时有天鹅5000只，由于各项保护措施得当，一年内共出生6000只，死亡1500只，则天鹅种群的出生率为 ，死亡率为 。已知种群的自然增长率一净增数量／年初数量×l00％，则当年天鹅的自然增长率为 。若天鹅生活的区域面积为l0平方千米，则年初和年末天鹅的种群密度分别为 和 。
【解析】 出生率=新个体数／种群个体总数×1000‰=6000／5000×1000‰=1200‰，
死亡率=死亡个体数／种群个体总数×1000‰=1500／5000×1000‰=300％。，
自然增长率=净增数量／年初数量×l00％=6000—1500)／5000×100％=90％，
种群密度=生物个体数／种群生存的面积，
年初种群密度= 5000／10=500(只／平方千米)，
年末种群密度=(5000 +6000=1500)／10=950(只／平方千米)。
【答案】l200‰ 300‰ 90％ 500只／平方千米 950只／平方千米
同步训练A组
1．某校科学兴趣小组对一块面积为20平方米的某地进行动物数量调查，结果为蝗虫15只，蚂蚁l00只，蜗牛5只，蜜蜂21只，其中种群密度最小的是 ( )
A．蝗虫 B．蚂蚁 C．蜜蜂 D．蜗牛
2．下列属于一个种群的是 ( )
A．一片森林中的全部马尾松
B．一个海岛上的全部昆虫
C．一个湖泊中的全部鱼
D．一个池塘里的全部浮游生物
3．利用人工合成的性引诱剂可诱杀害虫的雄性个体，破坏该种群的正常性别比例。下列对一年后该害虫的种群密度变化的叙述正确的是 ( )
A．种群密度增加
B．种群密度减小
C．该种群将完全消失
D．该种群密度不会变化
4．按一对夫妇生两个孩子计算，人口学家统计并预测：墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约需20～40年，美国需40～80年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少。预测人口的增减动态的主要依据是 ( )
A．种群年龄结构 B．种群性别比例 C．种群人口密度 D．出生率和死亡率
5．在种群的下列特征中，对种群数量变化起决定作用的因素是 ( )
A．种群密度 B．年龄组成 C．性别比例 D．出生率和死亡率
6．在一个种群中，生物体的死亡常常随着年龄的不同而有极大的差别。若将某一动物的种群分为几个年龄阶段，分别求出每个年龄阶段的存活率，再按年龄百分比画成关系曲线图，便得到该动物的存活率和年龄关系曲线图。如图所示，图中甲、乙、丙分别代表3种不同的动物，据图回答：
(1)曲线以6段表示甲动物 。
(2)cd段可表示乙动物 。
(3)丙曲线表示 ，如果丙为野生动物，据此，我们应该做好 的保护工作。
7．甲具有出生、性别、年龄、死亡等特征，乙具有出生率、性别比例、年龄组成等特征，那么甲、乙分别属于 ( )
A．物种的个体、一条鲤鱼
B．物种的个体、一个鲤鱼种群
C．种群、一条鲤鱼
D．种群、一个鲤鱼种群
8．如图为3种类型的种群年龄组成示意图，请据图作答：
(1)图示A、B、C各是什么类型?
A ；B ；C 。
(2)C的种群密度会 ，在我国实行计划生育是因为我国人口的年龄组成是 图所示的类型，若不实行计划生育，我国人口种群密度会逐年 。人口控制的目标是力争使人口年龄的组成趋于 (填字母)。
(3)濒于灭绝的生物其年龄组成的类型可能是 (填字母)。
同步训练B组
9．下列各项不属于种群的是 ( )
A．一个池塘中的所有鲤鱼
B．一片森林中的全部马尾松
C．一个校园内全部的男生
D．一片草原上所有的黄羊
10．下表是跟踪一个鹿群变化的生态学家收集了30年的研究数据。
年份
0
5
10
15
20
25
30
种群数量
(千只)
15
30
65
100
50
25
10
(1)根据表格里的数据绘制一张种群数量随年份变化的曲线图。横坐标为年份，纵坐标为生物种群的数量。
(2)由研究数据可知，第 年鹿群数量达到最高点，第 年为最低点。
(3)在跟踪研究进行到第16年时，假设这个地区经历作常寒冷的冬灭，对鹿群数量会产生什么样的影响？ 。
11．“标志(记)重捕法”是动物种群密度调查中的一种常见取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体(M)全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数(m)占总捕获数(咒)的比例，估计该种群的数量(N)。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2×104米2。随机布设100个鼠笼，放置l夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表所示：
捕获
标记
雌性
雄性
初捕
32只
32只
14只
18只
重捕
36只
4只
18只
18只
(1)假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群数量(N)的计算公式： 。
(2)该草地布氏田鼠的平均种群密度为 只／104米2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比，可能会偏 。
(3)综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(雌性／雄性)为 。
(4)某同学认为该方法不适宜对校园花坛中的土壤生物进行种群密度调查，理由是
。
第2章 生物与环境
2.1 种群和生物群落(1)
1．D 2．A 3．B 4．A 5．D 6．(1)在中年以前死亡率很低 (2)在幼年时死亡率较高 (3)该动物幼年时死亡率很高 该动物年幼时期 7．B 8．(1)增长型稳定型衰退型 (2)越来越小A增大B (3)C 9．C l0．(1)图略 (2)15 30 (3)鹿群数量会突然减少 11．(1)N=Mn／m (2)144高 (3)8／9 (或32／36) (4)大多数土壤动物身体微小，活动范围小，标记个体难与无标记个体充分混匀[解析：(1)根据提示，可以列出：=，推出N=Mn／m；(2)N== 288．因为总面积为2×104米2，所以还得除以2。]
2.1种群和生物群落(2)
学习指要
一、知识要点
1．生物群落是指在一定生活环境中所有生物种群的总和，简称群落。其中的各种生物体不是简单的累加，即生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有 复杂的种间关系。
2．在群落中，起主导作用的是植物。覆盖在地球表面的植物群落称为植被。动物和微生物直接或间接地依赖于植物，森林群落中动植物具有分层现象。
3．生活在环境中的生物，既受到周围环境中非生物闪索的作朋，又与其他生物产生互相作用。非生物因素有温度、阳光、水分、空气、土壤等。
4．种内关系有种内互助和种内斗争；种间关系包括共生、寄生、竞争、捕食。
二、重要提示
1．不同环境中的生物群落，其生物种类组成和个体数量是各不相同的，群落中的生物分为动物、植物和微生物三种成分，群落划分可大可小，它是根据自然状况和研究需要决定的。
2．群落都有一定的空间结构，因为构成群落的每个生物种群都需要一个较为特定的生态条件。不同的结构层次上的光照强度、温度、湿度差异决定了植物的分布，同时又影响了直接或间接以植物为食的动物的分布。群落的结构有水平和垂直结构之分，但起主导作用的是植物。
3．生物与环境的关系主要体现在两个方面。一方面生物要适应生活环境；另一方面生物又会通过各自的活动影响环境。生物对环境的适应具有相对性。
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北极陆地植物群落趣谈
北极圈以北的陆地基本上没有树木，只有称做苔原的草原。冬天一片洁白，夏天草绿花红，显出无穷的生机和活力。
北极苔藓共有500多种，它们不怕寒冷、干燥，只要有一片土壤就能顽强存活。然而，苔原上分布最广的却是韧草，矮小纤细，不开花结果，只是利用根茎往外扩展，盘根错节，在冻土上形成一层薄草皮。北极植物绝大多数都是这样靠根茎扩展进行无性繁殖的植物。
北极的开花植物往往具有大型、鲜艳的花朵和花序。特别是北极罂粟，纤细的花梗上顶着杯形的黄花，显得格外艳丽。实际上，杯形花朵就像是反光镜一样，鲜艳的花瓣将太阳能聚焦到花蕊上，保证花蕊能在合适的温度下正常发育和生长。
北极的多数植物都是常绿植物，即使在冰雪之中，也能保持葱绿，这主要是为了节约时间，只要春天一到，立即就可以进行光合作用。
北极植物长的矮小，匍匐、垫状生长，这不仅可以尽量多地吸收地面反射的热量，而且还可以有效地抵御寒风的吹袭。但北极植物生长极其缓慢，如北极柳树；一年只能生长几毫米。
解题指导
【例l】下列说法对群落不适用的是 ( )
A．群落是生活在一定区域内的各种生物的总和
B．群落由种群构成
C．群落的地域范围必须比种群大
D．群落中的生物都有直接或间接的关系
【解析】群落是指一定区域内所有生物种群的总和，即一定区域内所有生物的总和。在群落内各种生物之间都存在着直接或间接的关系。至于地域范围，可以是根据研究的需要，人为界定的。
【答案】C
【例2】 当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。加图2—1所示。据此回答：
(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是： 。
(2)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是： 。
(3)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是： 。
【解析】常见的种间关系是捕食、竞争和寄生。根据题干的描述，甲种蛾幼虫与天敌之间的关系主要是捕食关系，也可能是寄生关系；甲种蛾幼虫与烟草之间的关系是捕食关系。由于甲种蛾幼虫和乙种蛾幼虫都能以烟草为食物，所以甲、乙两种蛾幼虫之间是竞争关系。
【答案】(1)捕食(或寄生) (2)捕食(3)竞争
同步训练A组
1．下列属于生物群落的是 ( )
A．一片草地上蝗虫的全部幼虫和成虫
B．一块朽木上的全部真菌
C．一棵枯树和其上的苔藓、真菌、昆虫、蜗牛等
D．一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其他生物
2．在一个生物群落中，起主导作用的是 ( )
A．植物 B．细菌和真菌 C．动物 D．落叶和土壤
3．下列叙述中，属于生物因素对生物的影响的是 ( )
A．春来江水绿如蓝
B．雨露滋润禾苗壮
C．草盛豆苗稀
D．人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
4．下列各项均是影响沙漠植物的环境因素，其中起主要作用的是 ( )
A阳光 B．水分 C．温度 D．空气
5．冬虫夏草是一味名贵中药，虫草蝙蝠蛾的幼虫在土壤中越冬时，被虫草属真菌侵入体内，菌丝逐渐充满虫体而变为菌形，使虫体内部组织被破坏，仅残留外皮，夏季菌核萌发，由幼虫口或头部长出具柄的子座，因而似直立的小草，这种真菌与幼虫之间的关系属于 ( )
A．共生 B．寄生 C．竞争 D．捕食
6．非洲鸵鸟和美洲鸵鸟是由共同祖先繁衍而来的，现在两者差异很大(如图所示)，它们对各自生活环境的适应情况是 ( )
A．非洲鸵鸟能适应环境，美洲鸵鸟不能适应环境
B．美洲鸵鸟能适应环境，非洲鸵鸟不能适应环境
C．非洲鸵鸟和美洲鸵鸟都能适应环境
D．非洲鸵鸟和美洲鸵鸟都不能适应环境
7．有人对海洋岩石礁上的藻类植物进行调查，发现在较浅处生长着绿藻，较深处生长着褐藻，在深处则以红藻为主。直接影响藻类植物分布的主要因素是 ( )
A．阳光 B温度 C．水 D．大气
8．香蕉盛产于海南、台湾，苹果盛产于山东，影响这些植物分布的主要因素是 ( )
A．阳光 B．温度 C．水分 D．大气
9．白蚁以木头为食，但它自身不能消化木纤维，白蚁肠内的鞭毛虫能够将木纤维分解为果糖，果糖既供白蚁利用，又是鞭毛虫的食物，白蚁和它肠内鞭毛虫的关系是 ( )
A．互利共生 B．寄生 C．竞争 D．捕食
10．当一只蚜虫受到攻击时，就会释放出一种有示警作用的化学物质，从而使邻近的蚜虫迅速逃避敌害，这种现象在生物学上称为 ( )
A．种间互助 B．种内互助 C．共生 D．竞争
11．在自然条件下，群落中种群的个体数量不可能无限增加，这是因为 ( )
A．种群的出生率太低
B．种群的死亡率太高
C．大量个体经常迁出
D．种群的生活资源和空间是有限的
12．生物群落中的所有生物是 ( )
A．偶然的组合，彼此间不存在联系
B．有规律的组合，彼此之间存在直接或间接的联系
C．随意的组合，彼此之间没有太大的联系
D．固定的组合，彼此间互相制约使得生物种类和个体数量不会发生变化
13．蜜蜂是一种社会性昆虫。一个蜂群中生活着一只蜂王、少数雄蜂和众多工蜂。蜂王的主要职责是产卵，雄蜂与蜂王交尾，工蜂负责采集花粉、酿造花蜜、建造蜂房、防御敌人等。蜂王和工蜂都是由受精卵发育形成的，受精卵是发育为蜂王还是发育为工蜂，主要决定于幼虫食用蜂王浆时间的长短。未受精的卵细胞发育成雄蜂。请回答：
(1)一个蜂群内的蜂王、雄蜂和全部工蜂在生物学上称为 。
(2)同样是受精卵，有的发育为蜂王，有的发育为工蜂，这一事实说明：生物的性别除受遗传物质控制外，同时还受 的影响。
(3)蜂王、雄蜂和工蜂的作用虽然各不相同，但共同生活在一起，这种现象在生物学上称为 。
(4)许多将要孵出的幼蜂中，通常有多只将发育成蜂王(即“王储”)，但最先孵化出的那只蜂
王出来后的第一件事，就是将那些即将孵化出来的“王储”杀死在“襁褓”中，这种现象在
生物学上称为 。
同步训练B组
14．下列不能说明生物是适应环境的是 ( )
A．荒漠中生活的骆驼刺，地下的根比地上部分长很多
B．生活在寒冷雪域中的海豹，胸部皮下脂肪的厚度可达60毫米
C．蚯蚓生活在土壤中，能够疏松土壤
D．竹节虫静止不动时非常象竹子
15．如图所示为物种a和物种b的相互关系，a和b可能是下列哪组生物? ( )
A．水稻和稗草 B．食草昆虫和草 C．兔和鼠 D．衣藻和甲藻
16．对分布在云南的西双版纳，黑龙江的漠河及江西的庐山三个地区的某种哺乳动物的测量结果如下表：
体长(毫米)
耳长(毫米)
体毛
A地区
695
65
浓密
B地区
540
86
正常
C地区
483
103
稀疏
根据测量的结果可以推测：
(1)A地区为 ；B地区为 ；C地区为 。
(2)动物的耳朵大，体毛稀疏有利于 ；耳朵小，体毛浓密有利于 ，说明生物能够适应环境，它具有与环境相适应的 。
(3)影响这种动物外部形态的主要因素为 ，它是影响生物生活的 因素。
(4)动物具有与外界环境相似的体色，虽然可以有效地逃避猛禽的捕食，但难以躲避嗅觉灵敏的猛禽的袭击，这种现象说明 。
17．如图所示为某淡水湖泊内部分生物的分布情况，请据图回答问题：
(1)图中属于种群的生物有 种，分别为 。
(2)此群落中生物分布的特点是 。
(3)如果在群落中增加一种生物种群河虾，那么河虾的食物最可能是 ；如果在群落中增加一种生活在水中又长出水面的植物种群，那么它最有可能与图中哪种生物出现生
存斗争? 。
18．一位鸟类生态学家在某森林群落中，观察发现几种鸟类的生活习性如下表所示。
鸟类
活动空间
主要食物
雀鸟
上层
高大乔木的种子
黄腰柳莺
中层
昆虫
血雉和棕尾雉
底层
苔藓和昆虫
从表中可以看出鸟类活动空间有明显的 现象。这主要与各种鸟类的 有关；按照达尔文生物进化理论的解释，鸟类这种分层现象形成的原因是 的结果。
2.1 种群和生物群落(2)
1．D 2．A 3．C 4．B 5．B 6．C 7．A 8．B 9．A l0．B ll．D l2．E 13．(1)种群 (2)环境因素 (3)种内互助 (4)科内斗争 14．C[解析：A是因为沙漠地带水分稀少，为了适应沙漠中的缺水环境；B主要是为了适应寒冷的环境；D是一种拟态，是为了逃避敌害和捕食，是对环境的一种适应；C是生物影响环境的表现。] 15．B 16．(1)黑龙江的漠河江西的庐山 云南的西双版纳 (2)散热保温形态结构 (3)温度非生物 (4)生物对环境的适应具有相对性[解析：云南的西双版纳气候炎热，黑龙江的漠河气候寒冷，江西的庐山气候适宜，生物生活在一定的环境中，对环境具有适应性，在形态、结构和生活习性上都会有一定的差异。体毛浓密、体型高大、耳短小有利于适应严寒的环境，反之适应于炎热的环境。生物对环境的适应具有相对性，不是绝对的。] 17．(1)4芦苇、浮萍、金鱼藻、河蚌 (2)动植物出现分层分布现象 (3)浮游生物浮萍 l8．分层食性 自然选择
