第39讲 生物圈的稳态 高考生物复习教案

第五部分  生态学基础
第39讲   生物圈的稳态
一、考点内容全解
（一）本讲考什么 

1.生物圈的形成、概念及范围
(1)用进化的观点来理解生物圈的形成过程
生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果，通过自然选择，地球上的生物与环境一起和谐发展进化。如早期地球上没有氧气，所以原始生命的代谢类型是厌氧型，又由于原始生命没有复杂结构的细胞器，所以还不能制造有机物，因此又是异养型的；随着营光合作用生物的出现，使大气中积累了氧气，此时需氧型生物出现才有可能。所以地球上生物代谢类型的进化顺序是：异养厌氧型→ 自养厌氧型 (早期进行光合作用的植物) →自养(或异养)需氧型。
(2)生物圈的概念及范围
地球上由各种生物和它们的生活环境所组成的环绕地球表面的圈层。
2.生物圈稳态的自我维持
(1)生物圈稳态的原因有三个：能量基础、物质基础和自我调节能力。太阳能是生物圈得以运转的动力，能量基础是绿色植物固定的太阳能。物质基础是大气圈、水圈、岩石圈及生产者、消费者、分解者所构成的三级结构。生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持一种动态平衡，这是长期生态适应的结果。生态系统能够保持平衡是因为生态系统具有一定的自动调节能力，当外来的干扰超过了生态系统的自动调节能力，生态系统就会遭到破坏，甚至崩溃。
(2)生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3.环境污染及保护
(1)富营养化   (2)酸雨（硫循环）（如下左图）            

(3)DDT等农药污染
图示DDT污染水源后在食物链中的放大作用。                                               
(4)温室效应加强 
减缓温室效应的措施：保护植被、植树造林、防止海洋污染、减少使用含碳燃料、尾气达标排放、开发新能源（风能、水能、太阳能、地热能、氢能、核能、生物能等）
(5)热污染    (6)重金属污染    (7)固体废弃物污染    (8)噪声污染
(二)考点例析
[例1]下列关于生物圈的说法，正确的是(    )
A．生物圈的出现是生物出现的结果       B．大气的屏障作用才使生物得以生存
C．生物的出现使地球更适于生物生存     D．氧气为生物登陆创造了直接条件
    [解析]本题是讨论关于生物圈形成的过程。生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果。地球的气候变化和地壳变迁对生物的生存和进化有着重要的影响。在生命没有出现以前地球就已经存在，大气的屏障有利于生物的生存，但水同样对生物的生存起到了重要的保护作用，生物的出现改变着地球的环境，特别是绿色植物出现后，地球由无氧的环境变成了有氧的环境，生物的种类更多了，氧气对生物的登陆创造了条件，但不是直接条件。
    [答案] C
    [解题警示] 本题容易出现的问题是对生物圈形成的过程了解不全面：1．认为生物圈一定是有生物以后才存在；2．对屏障作用认识片面；3．对生物登陆的根本原因认识不清，必须是生物的生存能脱离水的限制。
[例2] 在下列生态系统中，抵抗力稳定性最弱而恢复力稳定性最强的是     （   ）
                       
 [解析]抵抗力稳定性是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。其强弱与生态系统的成分和营养结构的复杂程度程度呈正相关。生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性也就越弱。反之，抵抗力稳定性也就越强。抵抗力稳定性与恢复力稳定性往往相反。
[答案] A
[例3]苔藓植物对空气污染十分敏感。若某地空气中主要污染源是化工厂废气，请设计一个实验，用葫芦藓报告无污染、轻度污染、中度污染和重度污染的污染情况。
    材料用具：栽有葫芦藓的生长状况相同的花盆4个、透明塑料袋、50mL注射器、双面胶纸。
    方法步骤：
    第一步：取一大号塑料袋排尽空气，收集化工厂废气若干升。
第二步：           。
……
   预测结果：经过24h，可以得到无污染、轻度污染、中度污染和重度污染的污染情况下的葫芦鲜生存数。并以此作为指标预报污染情况。
[解析]苔藓植物对一些有害气体特别敏感，所以又被称为监测大气污染的“指示植物”。此题是一道设计实验题，在设计实验时要根据题目给出的条件，对整个实验过程有所了解的情况下考虑实验步骤，此题究竟要取几盆植物，可以根据题目最后的预期中可以知道，要测定4种情况下的污染状况，所以要取4盆植物，由于这是对照实验，所以要满足对照实验的一些基本条件，各盆植物的长势应该相同，加入气体的量要一样多，放在同样环境中生长等。设计实验要遵循对照的原则，所以一定要设计对照实验．此题用的是相互对照，即不同实验组之间进行对照来说明问题，通过对照说明空气污染程度越大对植物危害越大。
    [答案] 第二步：取4盆葫芦藓，套上相同大小的透明塑料袋，并标上l号、2号、3号和4号盆。
    第三步：1号盆注入200mL空气，2号盆注入150mL空气和50mL化工厂废气，3号盆注入100mL。空气和100mL。化工厂废气，4号盆注入50mL空气和150mL化工厂废气；注入气体后密封。
第四步：4盆葫芦藓在室温下培养24h。
二、能力提升技巧
1．生物圈的稳态与人类社会的可持续发展 

[例4]哪一项措施可能与可持续发展的原则不相符合（  ）
A．森林的采伐量小于生长量            B．人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量
C．农田收获中输出的氮多于补充收的氮  D．农田使用无机氮肥多于生物固定的氮肥
[解析]对森林资源的利用应是采伐量小于或等于森林的生长量，至少要做到砍多少种多少，不能光砍不种；在农业生产中，从土壤中收走多少矿质元素就必须补充多少矿质元素，否则土壤就会越来越贫脊，影响到农业生产的可持续发展。人工鱼塘是人工建立的生态系统，高密度养鱼时生产者的能量肯定会少于消费者的能量，但可以人工补充能量来维持(如投放食物等)。在农田中，农作物对氮肥的需要量远远大于农田生态系统中固定生物的固氮能力，必须施用大量的无机氮肥才能保持农业生产的高产稳产，这与可持续发展是不矛盾的。

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