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第二章 了解生物圈
第一节 生物与环境的关系
生物
1.生物圈:地球上所有的__________与其__________的总和。
2.生态因素
(1)概念:环境中影响生物的__________和__________的因素。
生活
分布
环境
光
温度
水
寄生
合作
捕食
竞争
(2)生态因素的类别及对生物的影响
类别 举例
非生物因素 ____________ 鼠妇生活在阴暗的地方
____________ 高山上植物的垂直分布
____________ 沙漠中只有靠近水源的地方才出现绿洲
生物因素 ____________关系 七星瓢虫捕食蚜虫
____________关系 杂草和水稻争夺阳光、养料和水分
___________关系 菟丝子生活在其他植物上,吸取现成的有机养料
____________关系 蚂蚁、蜜蜂等昆虫群体生活,成员间分工合作
提出问题
3.科学方法——探究实验
(1)步骤
____________→____________→____________→____________→
____________→____________
(2)原则
①设置对照实验:指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都________的实验。其中不同的条件就是实验中的________。如在研究“光对鼠妇生活的影响”中,变量是________,则其他因素(如温度、土壤潮湿程度)应____________。
制订计划
实施计划
作出假设
得出结论
表达和交流
相同
变量
光
保持相同
一
②探究实验原则
a.控制变量(或单一变量)的原则:一个探究实验中
只能有_______个实验变量,其他因素均处于相同理想状态,这样便于排除其他因素的影响。
b.科学性原则:所设计的实验需要符合科学性,如环境要适合生物的生存等。
c.重复性原则:应进行重复实验,实验次数太少,会由于__________的影响,对实验结果造成较大的__________。
偶然因素
误差
光会影响鼠妇的分布
4.探究实验——光对鼠妇生活的影响
(1)步骤
材料用具:10只鼠妇、湿土、铁盘、纸板、玻璃板。
提出问题:光会影响鼠妇的分布吗?
作出假设:________________________。
制订计划:(1)在铁盘内铺上一层湿土,以横轴中线为界,一侧盖上________,一侧盖上___________,这样就形成了________和________两种环境。其变量是________。
(2)在两侧中央各放入________只鼠妇,静置两分钟。
玻璃板
阴暗
纸板
明亮
光
5
明亮
(3)每分钟统计一次________处和________处的鼠妇数目,统计10次,将统计的结果填写在表中。
阴暗
实施计划:实验过程中要认真观察,_______记录。
得出结论:______________________。
表达与交流:计算出全班各组10次数据的__________。并进行分析得出结论。
如实
光会影响鼠妇的生活
平均值
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
明亮
黑暗
光
(4)讨论
①这个实验所探究的非生物因素是_______;除此之外,_______和_______等因素对鼠妇的生活也有影响。
②如何保证实验动物出现的变化只能是由于实验要探究的因素引起的?_____________________________________________________________。
③为什么要用多只鼠妇做实验?只用一只行吗?____________________________________________________________________________________________________________________________。
④为什么要统计全班各组的平均值?_____________________________。
温度
水分
将动物分成两组,除了实验要探究的因素外,其他因素均保持一致
用多只鼠妇做实验能避免实验出现偶然性,可以增加实验结论的可信度。用一只数量太少,容易产生误差
为了提高实验结论的可信度
适应
5.生物与环境的关系
(1)生物在________环境的同时,也________和________着环境。
(2)举例
影响
改变
适应
适应
适应
影响
改变
生物名称 特点 适应或影响
骆驼 尿液非常少,体温升到46 ℃时才会出汗 ________荒漠干旱环境
骆驼刺 根系非常发达 ________荒漠干旱环境
海豹 皮下脂肪很厚 ________寒冷环境
蚯蚓 使土壤疏松 ________和________土壤环境
D
[2018·宣城]下列选项不能体现生物因素对生物影响的是( )
A.一山不容二虎
B.种豆南山下,草盛豆苗稀
C.螳螂捕食,黄雀在后
D.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
【解析】“一山不容二虎”的大体意思是两只老虎为争夺领地、食物、配偶等争斗,属于攻击行为,属于生物对生物的影响,A不符合;草和豆苗相互争夺营养物质和生存空间等,因此属于竞争关系,所以“种豆南山下,草盛豆苗稀”体现出豆苗与杂草间的竞争关系,B不符合;“螳螂捕蝉,黄雀在后”揭示的是动物之间的捕食关系,即吃与被吃的关系,C不符合;“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”是环境因素温度对生物的影响,D符合。故选D。
【点悟】 解决此类问题要分清影响生物生存的非生物因素与生物因素。非生物因素指光、温度、水等;生物因素指影响某生物生活的其他生物。
C
【变式题】[2018·衡阳]下列叙述中,属于生物因素对生物影响的是
( )
A.千里之堤,溃于蚁穴
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
【解析】“千里之堤,溃于蚁穴”表明生物能影响环境,A不属于;“雨露滋润禾苗壮”体现了非生物因素水对生物的影响,B不属于;“草盛豆苗稀”体现了生物因素草对生物豆苗的影响,草与豆苗相互争夺阳光、水分、无机盐和生存的空间,属于竞争关系,C属于;“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”体现了非生物因素温度对生物的影响,D不属于。故选C。
D
某生物小组探究“光”对鼠妇生活的影响,实验方案如下,他们设计对照实验的时候,把下列哪项作为单一变量( )
A.温度 B.空气 C.土壤湿度 D.光照
【解析】 对照实验所要探究的条件就是实验的唯一变量,因此探究“光”对鼠妇生活的影响的实验中唯一的变量是光照。从表格中看出,除光照不同外,其他条件如温度、空气、土壤湿度等都相同且适宜。故选D。
编号 温度 空气 土壤湿度 光照
纸盒左侧 25 ℃ 充足 湿土 有光
纸盒右侧 25 ℃ 充足 湿土 无光
【点悟】对照实验是探究实验中的最重要的方法,要注意以下几点:
①目的及原则:通常是一组相对的实验(分实验组和对照组),目的在于消除无关变量对实验结果的影响,增加实验结果的可信度和说服力。遵循单一变量(实验过程中不确定的因素)和科学性原则(重复组),那么如果该实验有多少个变量就需相应有多少组对照。
②实验组和对照组的区别:任何一个实验都是要验证(探究)实验变量和反应变量之间的因果关系。在只有一个变量的一组对照实验中,每一个实验都有实验目的,按照实验目的,找出实验变量,该组即为实验组,与之对应的即为对照组。但在多个变量的多组对照实验中,我们一般将模拟自然正常条件下的那一组视为对照组。在有些地区,中考试题很少涉及区分实验组和对照组的考点,但一定要明确实验组和对照组是彼此互相起对照作用。
C
[2018·芜湖]“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”是宋代诗人苏轼《惠崇春江晚景》中的诗句,它主要描述哪一种非生物因素对鸭生活的影响( )
A.水 B.阳光 C.温度 D.空气
【解析】环境中影响生物生活的各种因素叫环境因素,分为非生物因素和生物因素。非生物因素包括光、温度、水、空气、土壤等。生物因素是指环境中影响某生物个体生活的其他所有生物,包括同种和不同种的生物个体。温度影响生物的分布、生长和发育。春天来了,温度升高,江水变暖,鸭子开始下水游泳。“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”体现了非生物因素温度对生物鸭子的影响。故选C。
【点悟】解决此类问题,要能够区分生物与生物之间的关系。
A
[2018·湘潭]当你仔细观察身边的树木,你会发现同一根枝条上相邻的叶片是互不遮挡的,每个叶片都能接收到阳光的照射,这种现象表明( )
A.生物能适应环境 B.环境不影响生物
C.环境能适应生物 D.生物不影响环境
【解析】适者生存,生物必须适应环境才能生存,如沙漠上的植物必须耐旱才能生存,而需水较多的水莲则很难成活。阳光是从上往下照射的,若叶片相互遮挡,下面的叶片就不能接受阳光的照射,不能进行光合作用,制造的有机物就会减少,不利于树木的生长。因此树木上下相邻的叶片互不遮挡,能使每片叶都尽可能多地接受阳光的照射,体现了生物能适应环境。故选A。
【点悟】解答此类问题的关键是掌握生物与环境的关系。生物在适应环境的同时,也在影响和改变着环境。
A
【变式题】 [2018·长沙]“绿水青山就是金山银山。”“青山”中植被丰富,能保持水土、调节气候、净化空气等。这体现了生物与环境之间的关系是( )
A.生物影响环境 B.生物适应环境
C.环境影响生物 D.环境适应生物
【解析】 “青山”中植被丰富,能保持水土、调节气候、净化空气等,体现了生物对环境的影响。故选A。
1.关于生物对环境适应的叙述,错误的是( )
A.生物永远都适应生存的环境
B.生物对环境的适应是普遍现象
C.生物对环境的适应是有一定限度的
D.生物适应环境则生存,否则死亡
A
一、选择题
【解析】 生物只能适应一定的环境,环境在不断改变,虽然生物也在不断进化,但是当环境发生巨大变化时,有些生物就不能适应环境而被淘汰。因此生物适应环境,不是永远都适应环境,A错误。故选A。
A
2.[2018·威海]生物圈中的每一种生物,都会受到周围其他生物的影响。陶渊明的诗句“草盛豆苗稀”描绘的自然现象,体现了生物与生物之间的( )
A.竞争关系 B.捕食关系 C.合作关系 D.共生关系
【解析】“草盛”,即草多了,草吸收的水、无机盐就多;草还挤占豆苗的生存空间,遮挡阳光,影响豆苗的光合作用,导致豆苗生长缓慢,因此才有了“种豆南山下,草盛豆苗稀”的景象。豆苗与草相互争夺阳光、水分、无机盐和生存的空间等,属于竞争关系。故选A。
D
3.[2018·南通]孪生的兄弟,生活在平原的哥哥皮肤较白,生活在高原的弟弟皮肤较黑。造成这种差异的主要非生物因素是( )
A.水 B.空气 C.温度 D.阳光
【解析】 生活在平原的哥哥皮肤较白,生活在高原的弟弟皮肤较黑,造成这种差异的主要非生物因素是阳光。故选D。
A
4.[2018·怀化]人吃饭,牛吃草,植物需要水肥等,说明生物( )
A.依赖环境 B.影响环境
C.相互斗争 D.适应环境
【解析】 人吃饭,牛吃草,植物需要水肥等,说明生物生存需要从外界环境中获得物质和能量,对此恰当的解释是生物依赖环境。故选A。
A
5.科学探究是探索生命的重要方法,其中实验是验证假设的基本途径,科学探究常常需要进行对照实验。下列有关对照实验的做法中,正确的是( )
A.除实验变量外,其他条件均相同
B.所有的条件都不相同
C.除实验变量外,其他条件均不相同
D.所有的条件都相同
【解析】对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的就是实验组,没有处理的就是对照组。故选A。
B
6.[2018·福建]研究发现某工业区附近海域的海蛇蛇皮中砷含量增高,这一结果说明( )
A.生物影响环境 B.环境影响生物
C.生物适应环境 D.环境适应生物
【解析】 生物必须适应环境才能生存。研究发现某工业区附近海域的海蛇蛇皮中砷含量增高,说明环境影响生物。故选B。
D
7.[2018·威海]生物在适应环境的同时,也会对环境产生影响。下列实例中体现生物影响环境的是( )
A.变色龙随着环境改变体色
B.海豹胸部的皮下脂肪厚度可达60毫米
C.常刮大风的岛上有许多无翅或残翅的昆虫
D.生长在岩石表面的地衣,能加速岩石风化,促进土壤层形成
【解析】地衣加速岩石风化,促进土壤层的形成,是生物地衣对环境的影响,D正确。故选D。
B
8.[2018·广元]“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”,导致这一现象的非生物因素主要是( )
A.阳光 B.温度 C.水 D.土壤
【解析】 海拔每升高1千米,气温下降6 ℃左右,因此山上的温度比山下低,山上的桃花比山下的开得晚,才有了“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的自然现象。故选B。
D
9.[2018·武汉]仙人掌扁平宽大的块茎可储藏水分,刺状叶可减少水分的蒸腾散失,这说明( )
A.生物依赖环境 B.生物影响环境
C.生物与环境无关 D.生物适应环境
【解析】生物必须适应环境才能生存,如沙漠中的植物必须耐旱才能生存。仙人掌扁平宽大的块茎可储藏水分,叶片退化成刺,可以降低蒸腾作用,减少水分的散失,适应干旱缺水的沙漠环境。故选D。
A
10.某生物小组探究不同植被对空气湿度的影响,得到如下实验结果。以下说法正确的是( )
【解析】“一母生九子,九子各不同”,说的是生物间的差异,属于变异现象。故选C。
A. 该探究中作为对照的是裸地组
B.实验应该选择在水源丰富的地方
C.该探究实验的变量是空气湿度
D.草坪对空气湿度的影响大于灌木丛
组别 裸地组 草坪组 灌木丛组
空气湿度平均值 55.9% 63.7% 69.7%
【解析】 实验探究不同植被对空气湿度的影响,因此,实验变量是不同的植被,裸地组中没有植物,可作为实验的对照组。故选A。
C
11.[2018·恩施]“春有桃花迷人眼,夏有莲叶荷田田”,不同的花儿在不同季节绽放,主要是受了( )的影响,所以在异地引进作物品种之前应充分考虑,以免造成不必要的损失。
A.温度、水分 B.水分、日照
C.日照、温度 D.温度、土壤
【解析】不同的花儿在不同季节绽放,主要是受了日照和温度的影响,故选C。
12.为了探究鼠妇的生活习性是否受到温度、湿度、光照三种环境因素的影响,某兴趣班学生进行了相关实验,请根据图1-2-1-1中的信息回答问题。
二、非选择题
甲组:低温、湿土、阴暗
乙组:室温、干土、阴暗
丙组:室温、湿土、光亮
丁组:室温、湿土、阴暗
图1-2-1-1
(1)图甲表示兴趣班学生实验探究设计图。甲、乙、丙、丁四组中,对照组应是_______组,图中的大圆代表圆形纸盒,其中的A区是实验开始时放入鼠妇之处,而B区面积应分成_______等份,并设置成相应的环境条件。
(2)当图甲的A区放入20只鼠妇后,图乙的坐标表示有关丁组鼠妇的6次记录数据,从第_______分钟开始,该组区域鼠妇数量总数达到最高值。
丁
4
8
【解析】 (1)对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般对实验变量进行处理的就是实验组,没有处理的就是对照组。除实验变量不同外,其他环境条件都应该相同且适宜,所用实验材料及其数量也应该相同。图甲表示兴趣班学生实验探究设计图,甲、乙、丙、丁四组中,丁组符合鼠妇的生活环境,因此对照组应是丁组。而B区面积应分成4等份,并设置成相应的环境条件。
(2)从曲线上反映出鼠妇在实验装置中的湿土部分出现的数目是较上次增加的鼠妇数目。随着观察次数的增加,图乙表示的有关丁组鼠妇的6次记录数据中,从第8分钟开始,该组区域鼠妇数目总数达到最高值。
13.[2018·达州节选]为践行国家生态文明建设方针,实现可持续发展,我市近年兴建了许多湿地、森林公园。春天,百花盛开,芳香扑鼻,蜜蜂嗡嗡,蝴蝶翩飞,百鸟欢唱;盛夏,绿树成荫,鸣蝉长吟,池塘蛙声一片……请根据上述材料回答问题:
(1)“明月别枝惊鹊,清风半夜鸣蝉”,影响蝉鸣叫的非生物因素主要是____________。
(2)盛夏,绿树成荫,正所谓“大树底下好乘凉”,这一现象说明________________________(从生物与环境的关系作答)。
温度
生物影响环境
【解析】(1)非生物因素(光、温度、水等)影响生物生活,夏天正午温度较高蝉鸣叫得最厉害,而温度降低到24 ℃以下时,就停止鸣叫。这一现象说明对蝉的生活习性有影响的非生物因素主要是温度。(2)“大树底下好乘凉”是因为植物通过蒸腾作用,向空气中散发水分,带走大树周围的一些热量,从而降低了大树周围的温度,使得大树底下比较凉爽。这说明大树影响了周围环境的温度,属于生物影响环境。
14.[2018·湘潭]生活中乱丢过期药品现象经常发生,是否会对周边生物和环境造成影响?生物兴趣小组开展了“过期的感冒灵颗粒溶液对水稻种子的萌发有怎样的影响”的探究实验,实验步骤如下:
①取四个烧杯,分别加入80 mL、60 mL、40 mL、20 mL的蒸馏水,再分别加入等量一小包过期感冒灵颗粒,充分搅拌溶解,得到A、B、C、D四种浓度的过期感冒灵颗粒溶液。
②选取50粒相同且饱满的水稻种子,均分并平铺放入编号为1~5组的相同培养皿中。
③向1号培养皿加入适量清水,____________________________________,将5个组同时放置于25 ℃环境恒温培养。
④每隔24小时,将各培养皿中的液体倒净,并重复步骤③,以确保液体浓度基本不变。
⑤7天后,统计水稻种子的发芽率如下表所示。
组号 1 2 3 4 5
种子发芽率 90% 60% 50% 30% 10%
(1)兴趣小组探究的实验变量是___________________________。
(2)请将实验步骤③补充完整。
________________________________________________________________________________________。
(3)在坐标图内完善4、5组实验结果的柱形图。
过期感冒灵颗粒溶液浓度
向2、3、4、5号培养皿分别加入等量的A、B、C、D四种浓度的过期感冒灵颗粒溶液
【答案】
(4)通过对上述实验结果的统计分析,你得出的结论是:过期感冒灵颗粒溶液浓度越高,对水稻种子萌发的________作用越强。
(5)为避免偶然性因素对实验的影响,除了每组选用10粒而不是1粒种子外,还应该在相同条件下进行____________实验。
抑制
多次(重复)
【解析】 (1)对照实验又叫单一变量实验,只有一个量不同。所以题干中取四个烧杯,分别加入80 mL、60 mL、40 mL、20 mL的蒸馏水,再分别加入等量一小包过期感冒灵颗粒,充分搅拌溶解,得到A、B、C、D四种浓度的过期感冒灵颗粒溶液,该实验的变量是过期感冒灵颗粒溶液浓度。
(2)选取50粒相同且饱满的水稻种子,均分并平铺放入编号为1~5组的相同培养皿中。向1号培养皿加入适量清水,向2、3、4、5号培养皿分别加入等量的A、B、C、D四种浓度的过期感冒灵颗粒溶液,将5个组同时放置于25 ℃环境恒温培养。
(3)4号和5号组培养皿中的种子发芽率分别为30%和10%,因此在坐标图内完善4、5组实验结果的柱形图,如图所示。
(4)据表中数据可知,用少许过期感冒灵颗粒溶液培养的
种子的萌发数量少于用清水培养的种子的萌发数量,并
且过期感冒灵颗粒溶液浓度越高,对水稻种子萌发的抑
制作用越强。
(5)种子数量太少,会有偶然性,实验误差较大,实验结果不能说明一般性,故所用种子的数量要多。实验中除了每组选用10粒而不是1粒种子外,还应该在相同条件下进行重复实验,可以避免偶然性。
1.有的同学认为“影响生物生活的非生物因素只有阳
光、温度和水”。这种说法正确吗?
【答案】 错误。环境中影响生物生活的各种因素叫环境因素,分为非生物因素和生物因素。其中非生物因素包括光、温度、水、空气、土壤等。光决定植物的生理和分布,也影响动物的繁殖和活动时间等。温度影响生物的分布、生长和发育。水分影响生物的生长和发育,并决定陆生生物的分布。因此这种说法是错误的。
2.仙人掌生活在沙漠中,沙漠干旱缺水,这样恶劣的条件使许多植物“望而却步”,仙人掌却生活得很好,为什么?
【答案】 仙人掌的叶退化成刺,减少了蒸腾作用;茎能大量贮水,代替叶进行光合作用;根系发达,能深入地下吸收水分。
3.生物对环境的适应性是绝对的吗?
【答案】 不是。生物对环境的适应只是一定程度的适应,并不是绝对的、完全的适应。每一种生物只能适应一定的环境,而不是适应所有的环境。
4.绿草地中生活的蚱蜢体色往往是绿色,这对它们的生活有什么意义?
【答案】 动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色,叫保护色。具有保护色的动物不容易被其他动物发现,这对它躲避敌害或捕猎动物都是有利的。昆虫的体色往往与它们所处环境中的枯叶、绿叶、树皮、土壤等物体或物质的色彩非常相似。在绿草地中生活的绿色蚱蜢不易被敌害所发现,是对自身的一种保护,也是适应环境的一种表现。
拟态指的是一个物种在进化过程中,获得与另一种物种相似的外表,以欺瞒捕猎者远离物种,或者是引诱猎物靠近物种。有的动物形态和环境相似,如竹节虫的形态像竹枝,尺蠖的形态像树枝,枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶,有的螳螂成虫的翅展开时像鲜艳的花朵。这些有趣的生物现象是生物长期进化的结果,是对生存环境的一种适应性表现,有利于个体的生存和种族的延续。
有趣的拟态
尺蠖拟态 木叶虫拟 竹节虫拟 螳螂成虫拟
像树枝 态像树叶 态像竹枝 态像花朵