高考生物备考手册：重要知识点梳理（80）
第七章 生物的进化
87．生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
生物进化是生物学中一个极其重要的概念，它不仅揭示了生命多样性的起源，也解释了物种如何适应环境变化并逐渐演变。从微观角度来看，生物进化的实质在于种群基因频率的变化。基因频率指的是在一个特定种群中，某一等位基因出现的比例。随着时间的推移，这些比例会发生变化，从而导致种群的遗传结构发生改变。
例如，在某个种群中，如果某种有利突变使得个体更适应当前环境，那么携带该突变的个体更有可能生存下来并繁殖后代。这样，这种有利基因在种群中的频率会逐渐增加，而不利基因则可能减少甚至消失。这一过程称为自然选择。此外，随机漂变、迁移和基因重组等机制也会对基因频率产生影响。
通过这些机制的综合作用，种群的遗传多样性得以维持或改变，进而推动整个种群的进化。
88．以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其基本观点是：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。
现代生物进化理论是以达尔文的自然选择学说为基础，并结合了20世纪遗传学的研究成果而形成的综合进化论。这一理论认为，种群是生物进化的基本单位，而不是个体或物种。这是因为种群内部存在基因流动，个体之间可以通过交配传递遗传信息，从而使种群作为一个整体发生进化。
突变和基因重组是进化的重要驱动力。突变是指DNA序列的随机变化，它可以产生新的等位基因。虽然大多数突变是有害的或中性的，但偶尔也会出现有利突变，使个体更具适应性。基因重组则是指在有性生殖过程中，不同染色体上的基因组合重新排列，从而产生新的基因型。
这两种机制为自然选择提供了原材料，增加了种群的遗传多样性。
自然选择是决定哪些基因能够在种群中保留下来的机制。环境压力会选择那些具有更高适应性的个体，使它们更有可能生存和繁殖。长期来看，这会导致有利基因在种群中的频率增加，不利基因则逐渐被淘汰。
例如，抗药性细菌的出现就是自然选择的结果，当抗生素使用时，只有那些对药物有抵抗力的细菌能够存活并繁殖，从而使得抗药性基因在种群中扩散开来。
隔离是物种形成的关键因素之一。地理隔离、生态隔离和行为隔离都可以阻止不同种群之间的基因交流，从而使它们独立进化。当两个原本属于同一物种的种群被地理障碍分隔开后，它们可能会经历不同的选择压力，逐渐积累足够的遗传差异，最终无法再进行有效的交配，从而形成新的物种。这一过程被称为渐进式物种形成。
现代生物进化理论将自然选择与遗传学相结合，深入揭示了生物进化的机制。通过突变、基因重组、自然选择和隔离的共同作用，种群的基因频率发生变化，进而导致新物种的形成。这一理论不仅解释了生物多样性的起源，也为理解生命的演化历史提供了坚实的科学基础。
第八章 生物与环境
89．光对植物的生理和分布起着决定性的作用。
光是植物生长和发育不可或缺的环境因子之一。光不仅是光合作用的能量来源，还直接影响植物的形态建成、开花时间以及昼夜节律等生理过程。不同波长的光对植物有不同的影响，例如红光和蓝光分别促进光合作用和叶绿素合成，而远红光则影响植物的开花时间和种子萌发。
光强和光照时间也是影响植物分布的重要因素。在高纬度地区，由于日照时间短且光强较弱，植物往往需要适应低光环境。而在热带雨林中，阳光充足，植物竞争激烈，形成了复杂的垂直分层结构。例如，乔木层植物通常具有较大的叶片来捕获更多的阳光，而下层植物则进化出更高的光利用效率以适应较低的光强。
此外，光周期现象也在植物分布中起到重要作用。许多植物依赖于特定的光周期来调控其季节性活动，如春化作用和休眠。对于一些温带地区的多年生植物来说，秋季缩短的日照时间会触发落叶和休眠，以抵御寒冷的冬季；而春季延长的日照时间则会促使植物萌芽和开花。
90．生物的生存受到很多种生态因素的影响，这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。
生物的生存环境是由多种生态因素构成的复杂系统，这些因素包括非生物因素（如温度、水分、土壤类型）和生物因素（如捕食者、竞争者、共生伙伴）。每一种生态因素都对生物的生存和发展产生直接或间接的影响。例如，温度过高或过低都会限制植物的生长范围；水分不足会导致干旱地区的植物进化出特殊的节水机制；
土壤中的养分含量则决定了植物能否获得足够的营养。
为了在这样的环境中生存，生物必须具备适应能力。适应是指生物通过遗传变异和自然选择，逐步发展出与其生活环境相匹配的特征。例如，沙漠植物进化出了厚实的表皮和储水组织，以减少水分蒸发；极地动物则拥有厚厚的脂肪层和浓密的毛发，以抵御严寒。适应不仅体现在形态结构上，还包括生理机能和行为方式。
例如，候鸟每年定期迁徙以寻找适宜的栖息地和食物资源，这就是一种行为适应。
91．生物与环境之间是相互依赖、相互制约的，也是相互影响、相互作用的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。
生物与环境之间的关系是双向的，既相互依存又相互制约。一方面，环境为生物提供了生存所需的条件，如空气、水、食物和栖息地；另一方面，生物通过自身的活动反过来影响环境。例如，森林可以调节气候、保持水土、净化空气；而人类活动如工业排放和农业开发则会对环境造成污染和破坏。
生物与环境之间的相互作用还体现在生态系统中各个成分之间的动态平衡上。一个健康的生态系统中，生产者、消费者和分解者之间保持着紧密的联系。生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，为整个生态系统提供能量基础；消费者通过摄取其他生物获取能量，并通过排泄和死亡为分解者提供有机物质；
分解者则将有机物质分解为无机物质，归还给环境，完成物质循环。这种相互作用确保了生态系统的稳定性和持续性。
91．在一定区域内的生物，同种的个体形成种群，不同的种群形成群落。种群的各种特征、种群数量的变化和生物群落的结构，都与环境中的各种生态因素有着密切的关系。
种群是指生活在同一区域内的同种生物个体的集合。种群的数量和分布受多种生态因素的影响，如食物资源、天敌数量、疾病传播等。例如，在食物充足的条件下，种群数量可能会迅速增长；反之，若遇到自然灾害或人为干扰，种群数量则可能急剧下降。种群的年龄结构、性别比例和遗传多样性等特征也会影响其生存能力和适应性。
多个种群共同构成了一个群落，即某一区域内所有生物种类的总和。群落的结构和功能同样受到环境因素的深刻影响。例如，在草原生态系统中，草本植物占据了主导地位，而大型食草动物则依赖于这些植物作为食物来源。同时，捕食者的存在会抑制食草动物的数量，防止过度放牧对植被造成破坏。
因此，群落内部各物种之间的相互作用及其与环境的关系决定了整个生态系统的稳定性和健康状况。
91．在各种类型的生态系统中，生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中，生物的种类和群落的结构都有差别。但是，各种类型的生态系统在结构和功能上都是统一的整体。
地球上有多种多样的生态系统，从广袤的热带雨林到寒冷的苔原，每个生态系统都有其独特的生物群落和环境特点。然而，无论生态系统如何不同，它们在结构和功能上都表现出高度的一致性。例如，所有生态系统都需要能量输入（通常是太阳能），并通过生产者、消费者和分解者的协同作用实现能量流动和物质循环。
不同生态系统之间的区别主要体现在物种组成和生态过程的速度上。例如，热带雨林由于终年温暖湿润，生物多样性极高，能量流动和物质循环非常活跃；而极地苔原由于寒冷干燥，生物种类较少，生态过程较为缓慢。尽管如此，所有生态系统都遵循相同的生态规律，如能量逐级递减原则和物质循环闭合性原则。
这些规律确保了生态系统的自我调节能力和稳定性，使其能够在面对外界干扰时保持相对平衡的状态。
94．生态系统中能量的源头是阳光。生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。这些能量是沿着食物链（网）逐级流动的。
生态系统中的能量来源于太阳辐射，生产者（主要是绿色植物）通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物质中。这部分能量成为生态系统内所有生物的能量源泉。能量在生态系统中是单向流动的，即从生产者流向各级消费者，最后由分解者将其转化为热能散失到环境中。
食物链描述了能量传递的具体路径，例如“草→兔子→狼”。在这个链条中，每一级消费者只能获得前一级消费者所摄入能量的一部分，因为大部分能量在呼吸作用中消耗掉了。根据能量传递效率定律，每经过一级传递，大约只有10%的能量能够被下一营养级所利用。
因此，食物链通常不会超过四五个环节，否则能量损失过大，不足以维持顶级消费者的生存。
食物网是对多个相互交织的食物链的综合描述，反映了生态系统中复杂的营养关系。食物网的存在提高了生态系统的稳定性，因为它分散了能量流动的风险，即使某一物种消失，其他物种仍然可以通过其他途径获取能量。
此外，食物网还展示了生物之间的多重互动关系，如竞争、捕食和共生，这些关系共同维护了生态系统的平衡和多样性。
95．对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。
生态系统稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并保持自身结构和功能的能力。它可以从两个方面来衡量：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。抵抗力稳定性是指生态系统在受到干扰时能够保持原有状态的能力。一个具有高抵抗力稳定性的生态系统通常具有较高的生物多样性和复杂的结构，能够在一定程度上缓冲外部冲击。
例如，成熟的森林生态系统由于物种丰富、生态位多样化，能够更好地应对气候变化、病虫害等威胁。
恢复力稳定性则是指生态系统在遭受严重破坏后能够恢复到原来状态的能力。相比之下，恢复力稳定性较低的生态系统在受到重大干扰后可能难以恢复，甚至演变成另一种类型的生态系统。例如，湿地生态系统一旦被排水改造成农田，其原有的水生植物和动物群落很难再重建。
恢复力稳定性与抵抗力稳定性之间往往存在权衡关系，即抵抗力高的生态系统可能恢复力较低，反之亦然。
理解和保护生态系统的稳定性对于维护地球生物多样性和人类福祉至关重要。通过合理管理自然资源、减少环境污染和保护关键物种，我们可以增强生态系统的抵抗力和恢复力，确保其长期健康和可持续发展。
