内容正文:
高考冲刺小卷13——种群和群落 知识点专项练习(原卷版)
一、单选题
1.高海拔区气候寒冷, 植被覆盖度较低, 团状福禄草种群密度高、年龄结构为增长型。低海拔地区气候温暖, 植被覆盖度高, 团状福禄草种群年龄结构为衰退型。下列相关分析不正确的是( )
A.若气候变暖团状福禄草种群中幼年个体的比例降低
B.若气候变暖会引发团状福禄草种群更多分布于低海拔处
C.低海拔地区团状福禄草在种间竞争中可能处于劣势
D.团状福禄草的种群衰退会影响高山生态系统稳定性
2.为解决白洋淀地区鸭养殖的污染问题, 某地采取稻田养鸭模式。在水稻生长期进行70天稻鸭共作, 之后改为鸭棚集中圈养, 所产粪便污物用于厌氧发酵。下列叙述不正确的是( )
A.水稻、鸭子、厌氧微生物共同组成了该稻田群落
B.鸭在稻田捕食害虫、取食杂草, 有利于水稻生长
C.利用圈养所产鸭粪进行厌氧发酵促进了物质循环
D.稻田养鸭模式体现了生态工程的自生和整体原理
3.酵母菌作为模式生物被广泛地用于科学研究。下列中学生物学实验中,酵母菌作为实验材料使用正确的是( )
A.利用酵母菌进行无氧发酵制作酸奶或泡菜
B.固体培养基培养酵母菌研究种群数量变化
C.利用酵母菌探究细胞呼吸是否都需要氧气
D.观察酵母菌细胞内叶绿体和细胞质的流动
4.千岛湖分布着众多岛屿,商陆是岛屿上的入侵植物,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,研究发现周围空旷的岛屿被商陆入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列叙述不正确的是( )
A.商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落
B.食果鸟对商陆的取食减缓了商陆入侵
C.若岛屿物种丰富度较高,商陆入侵程度较轻
D.食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度
5.北京宋庄蓄滞洪区引入温榆河水,通过构建人工湿地实现区域生态修复。构建过程宜选择多种耐污能力强、净化效果好、经济和观赏价值高的植物,湿地中还应适当布置含微生物的覆膜填料,以便引入、培育湿地微生物。通过生态修复,蓄滞洪区水生动、植物逐渐丰富。相关叙述错误的是( )
A.选择植物还需考虑生态位差异
B.引入湿地微生物可促进物质循环
C.人工的生态修复降低该生态系统的稳定性
D.该生态工程既改善环境又提高社会和经济效益,体现了整体原理
6.烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强。烟粉虱的发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫,烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。
组别
烟粉虱虫态
被捕食量(只)
猎物1(30只)
猎物2(30只)
猎物1
猎物2
1
2~3龄若虫
1龄若虫
15.0±3.0
9.5±1.9
2
4龄若虫
18.3±3.0
6.8±1.2
3
成虫
24.3±1.7
1.8±0.5
以下分析不正确的是( )
A.可通过标记重捕法统计存活猎物数量,再计算出被捕食量
B.烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫
C.烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果
D.利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染
7.下列关于生态学研究的叙述,错误的是( )
A.通过建立数学模型预测田鼠数量的变化
B.用标记重捕法调查土壤动物的丰富度
C.用同位素标记法研究生态系统物质循环
D.通过样方法调查生态系统的碳储量
8.科尔沁沙地处于我国北方半干旱农牧交错带,由于土地过垦和超载放牧导致植被大量破坏,土地荒漠化严重。科研人员研究植被恢复过程中群落物种组成,部分结果如下表。
藜科
禾本科
豆科
演替时间(年)
种数
优势度
种数
优势度
种数
优势度
1
4
80.71
1
16.91
-
-
12
3
12.12
6
8.56
1
1.94
30
4
17.19
9
66.38
3
0.43
下列说法正确的是( )
A.科尔沁沙地恢复的演替类型属于初生演替
B.人类活动只影响演替速度,不改变演替方向
C.藜科植物在群落演替早期对植被恢复有重要作用
D.禾本科植物在演替过程中一直占有很高的优势度
9.为研究增温和放牧对高寒草地植物群落特征及生产力的影响,研究人员在藏北高原建立增温实验平台,统计数据如图。相关说法错误的是( )
A.放牧条件下增温会减弱净初级生产力提升
B.增温能显著增加杂草、禾草和莎草类高度
C.放牧条件下,增温对杂草高度无显著影响
D.放牧不会影响群落的演替方向和演替速度
10.细菌S可寄生在豌豆蚜体内,携带S菌的豌豆蚜(S+品系)与不携带S菌的豌豆蚜(S-品系)相比,体重、体型及繁殖力有所增加,检测两品系存活时间如下图。用两品系豌豆蚜分别投喂其天敌龟纹瓢虫,测定相关数据如下表。以下分析不正确的是( )
投喂品系龟纹瓢虫
S-品系
S+品系
日最大捕食率
37.0
25.6
捕食耗时相对值
0.027
0.039
瓢虫幼虫体重(mg)
8.2
6.7
A.携带S菌的豌豆蚜寿命更短
B.S+品系更易被龟纹瓢虫捕食
C.S菌、豌豆蚜及龟纹瓢虫存在协同进化
D.龟纹瓢虫同化的能量来源于豌豆蚜
11.咖啡园中的杂草会影响咖啡植株的生长。豆科作物如田菁、硬皮豆等常作为绿肥使用,研究人员对常规种植咖啡园(CK)、种植田菁咖啡园(SC)和种植硬皮豆咖啡园(MU)的杂草群落开展研究,得到如下数据。下列叙述错误的是( )
表:不同类型咖啡园中杂草群落的比较
咖啡网
物种丰富度
个体数/棵
生物刷/kg
CK
9.80
152.20
2.05
SC
8.05
140.60
1.13
MU
5.60
100.40
0.97
A.绿肥和杂草存在着种间竞争关系·
B.咖啡园更适合种植的绿肥是田菁
C.绿肥植物可以与根瘤菌互利共生提高土壤含氮量
D.可以开展种植绿肥对咖啡产和品质的探究实验
12.如图所示为种群“S”形增长曲线。下列分析正确的是( )
A.阶段1种群数量的增长速率持续加大
B.阶段2种群出生率低于死亡率
C.阶段3种内竞争强度低于前两个阶段
D.同一种群的K值是固定不变的
13.海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出。下列叙述不正确的是( )
A.海洋牧场可增加某些经济鱼类种群的环境容纳量
B.附着在人工鱼礁表面的藻类属于生产者
C.海洋牧场的生态系统稳定性比邻近海域高
D.海洋牧场调整了能量流动的方向,提高了能量传递效率
二、非选择题
14.间作是指在同一田地上于同一生育期内, 分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。为研究旱作水稻与西瓜间作对西瓜枯萎病的影响, 研究者进行了系列实验。
(1)西瓜枯萎病由尖孢镰刀菌引起, 尖孢镰刀菌的菌丝可进入西瓜叶片组织, 造成叶片枯萎, 大量减产。从种间关系角度分析, 二者的关系为 。
(2)研究者将相邻种植的旱作水稻和西瓜之间的土壤分三组进行处理, 相关处理及实验结果如图1不分隔与塑料膜分隔分别模拟了 。据图1可知, 与其他两组相比, 尼龙网组发病率 。
(3)为研究相关机制, 研究者进行了下列实验。
①用图2所示装置种植水稻和西瓜。L 侧水稻幼苗地上部分单独密闭在充有14CO2气体的容器中,装置底部土层整体密封防止14CO2泄露。一段时间后, S侧西瓜叶片中检测出放射性。根据上述实验推测水稻根部可 , 通过土壤扩散至西瓜, 进入西瓜体内发挥作用。
②为验证上述推测, 将水稻根浸泡在无菌蒸馏水中一段时间后, 提取溶液中的物质, 鉴定后分别将其中的主要成分施加于接种了尖孢镰刀菌的培养基中, 结果如下表。
施加浓度(mg·L-1)
尖孢镰刀菌菌落直径(mm)
香豆酸
阿魏酸
0
65.03
65.03
0.25
63.57
65.88
0.5
61.39
67.65
据表中信息, 分析尼龙网组与塑料膜组发病率产生差异的原因是 。
③推测尼龙网组与不分隔组发病率差异的原因为 。
(4)研究发现间作土壤中加入丛枝菌根真菌(AMF) 可提高西瓜枯萎病抗性。AMF可与多种植物共生, 通过菌丝桥可将植物的根连接起来。利用上述装置探究 AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制, 实验组在L侧接种 AMF 菌液, 对照组 。检测S侧西瓜叶片中的放射性, 结果如图3.据图3推测 AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制为 。
15.珍稀濒危植物槭叶铁线莲是北京市一级重点保护野生植物,在北京主要分布在门头沟、房山的山区。研究者于2020~2021年对北京地区的槭叶铁线莲种群进行了野外调查。
(1)种群最基本的数量特征是种群密度,调查植物种群密度最常用的方法是 ,能直接决定植物种群密度的种群数量特征是 。
(2)研究者通过植株最长枝条的年龄数据对槭叶铁线莲种群进行了龄级划分,结果如下图。以往的研究显示濒危植物的种群年龄结构多表现为衰退型。请根据下图判断,槭叶铁线莲种群年龄结构是否符合衰退型的特征并阐明理由 。
(3)研究者进一步通过计算个体数量变化动态(Vn)来描述槭叶铁线莲种群的相邻龄级间的数量动态变化。Vn可通过公式“”计算得出,其中,Sn和Sn+1分别为第n与第n+1龄级种群个体数,max(Sn,Sn+1)表示取两者之间的最大值。若Vn计算结果大于0,则表明该种群在n和n+1龄级间呈现 的动态变化。由表1结果可知,槭叶铁线莲种群在1~2、6~7龄级间呈现 的动态变化。
表1槭叶铁线莲种群龄级结构动态变化指数
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
-32.7%
8.2%
26.7%
19.7
39.6%
-13.5%
70.3%
72.8%
33.3
(4)请结合以上研究结果及所学知识,分析限制槭叶铁线莲种群增长可能的生物因素和非生物因素 。
16.为防止食草动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的 ,食草动物促进了稀树草原生态系统的 。该生态系统长期维持相对稳定状态,是因其具有一定的 能力。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn和Tp争相占领哨刺金合欢树,通常一棵树上只存在一种蚂蚁。研究人员调查了不同高度的金合欢树被三种蚂蚁占领的比例(图2),据图可知三种蚂蚁中 的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步的研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
①据表推测,Tp通过 ,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力:而Cn则通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的 ,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是 。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”,这种蚧壳虫不仅对植物生长不利同时还传播疾病。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免食草动物的采食,十年后发现这些受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因,并阐述该结果对你的启示 。
17.全球气候变暖对生物捕食会产生影响,研究人员利用人工温室模拟地球气候变暖,以大、小两种蜘蛛作为研究对象,发现捕食者的捕食发生了相关变化。
(1)蜘蛛是一种肉食性节肢动物,它与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成 ,成为生态系统行使主要功能的途径。
(2)实验在两个温室中进行,其中一个温度适宜且恒定,另一个温度较高以模拟气候变暖,每个温室中有大、小两个不同物种的蜘蛛及其猎物。其中,大型昆虫多为肉食性,小型昆虫多取食禾本科植物,中型昆虫多为杂食性。研究人员统计了不同年份相关数据,结果如图1及图2.
①据图1可知,变暖导致大、小蜘蛛所结蛛网网孔尺寸的变化分别为 。
②结合图2结果,推测高温环境下, ,因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化,以获得足够的猎物。
③蛛网网孔越大,结网吐丝量越低。小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所发生的变化,与高温下温室内生物群落的多种因素有关。综合上述信息,结合猎物的变化,对此进行合理解释:环境温度变暖,禾本科植物占优势, ,减少结网捕食的能量代价,利于生存;另一方面,中型昆虫营养丰富,口感更佳,也获得了小蜘蛛的偏爱。
(3)据文中信息,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有 (选填选项前的字母)。
a、植食性昆虫数量改变
b、大型昆虫具生存优势
c、昆虫等节肢动物种类、数量及分布均不变化
d、捕食者食物的种类及比例发生变化
e、大、小蜘蛛的生态位重叠加剧
18.镰荚金合欢是东非地区的优势树种,大头蚁自2005年起开始入侵,导致本地生态环境发生了一系列变化。
(1)镰荚金合欢为本土蚂蚁提供花蜜和庇护所,本土蚂蚁释放甲酸来保护树木,使其免受食草动物的侵害。二者之间、呈现 关系。
(2)为研究大头蚁对镰荚金合欢造成的影响,研究人员在大头蚁入侵地区的边界两侧各设置一对样地、在每对样地中各选择一个样地,使用带电网栏阻隔食草动物,以阻止其捕食镰荚金合欢。连续三年监测该样地的能见度,以反映树木覆盖率,结果如图1所示,
综上所述,当大头蚁入侵后,镰荚金合欢的数量会 ,推测原因是 。
(3)研究人员假设,树木覆盖率的降低还会影响狮子与其主要猎物斑马之间的相互作用。在大头蚁入侵非洲地区期间,科研人员检测了斑马被捕食的情况,如图2所示。
由图可知,斑马被捕食的概率与能见度呈 ,且随年份的推移,狮子捕食斑马的比例 ,据此可以推测树木覆盖率的降低可能改变了狮子的取食偏好。
(4)综合以上研究,推测在2005~2020年期间,大头蚁在非洲地区的入侵程度 (选填“逐年增大”“逐年减小”“维持不变”)。
19.研究人员为探讨本地植物苦草的竞争和福寿螺的捕食对狐尾藻入侵的影响,进行了实验研究。
(1)从生态系统的组成成分划分,苦草和狐尾藻属于 。
(2)选用合适的装置,进行如下实验,每组均设置多次重复实验,保证合适的实验条件,定期观察植物生长状态。
①完成下表的实验处理:
组别
添加处理
干扰组A
15株苦草
干扰组B
1只福寿螺、2只福寿螺
干扰组C
②实验结果如下图1和图2。
图1结果表明,苦草的竞争 ,福寿螺的捕食 ,二者共同作用 。
由图2可知在 条件下,福寿螺的捕食对苦草的生物量有显著影响。与图1的实验结果相比,由图2可知该条件下福寿螺对于食物具有 。
(3)采用自然对数公式计算狐尾藻的种间竞争系数y=ln(B/B0),B为有苦草竞争时狐尾藻平均单株生物量,B0为无竞争关系时狐尾藻平均单株生物量,结果如图3,结果表明苦草对狐尾藻生长的抑制作用 福寿螺对狐尾藻的抑制。
20.碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动。研究者以嫩江流域流动沙丘上的樟子松(针叶)和杨树(阔叶)人工林为研究对象,测定其生态系统碳储量。
(1)碳元素在 之间不断循环,使大气CO2含量相对稳定。在流动沙丘上营造人工林不仅能防风固沙,还可增加碳汇,这体现了生物多样性的 价值。
(2)不同人工林的碳储量如图所示。研究结果说明,林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量均有显著影响。依据是: 。
(3)生态系统碳储量主要包括植被碳储量和土壤碳储量。植被碳储量包括群落 结构上乔木层、灌木层、草本层植物体中的碳,及凋落物层的碳。土壤碳储量包括土壤中的有机碳及根系中的碳。不同成熟林的碳储量分配情况(见表)说明, (选填“阔叶”“针叶”)凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片,进而传输到土壤中并稳定储存。
表 不同成熟林的碳储量分配表
碳储量林型
植被碳储量(t·hm-2)
土壤碳储量(t·hm-2)
樟子松成熟林
148.53
49.65
杨树成熟林
66.03
48.30
天然榆树林
25.86
38.36
(4)嫩江沙地成熟人工林的生态系统碳储量约为我国森林生态系统碳储量均值的50%,还存在一定增汇潜力。下列措施中,有利于该区域人工林碳汇增加,且与生态工程原理对应正确的是____。
A.单一种植碳储量更高的樟子松人工林,遵循协调原理
B.继续关注林龄变化对碳储量的影响,遵循循环原理
C.适当补充种植与优势树种生态位不同的其他树种,遵循自生原理
D.兼顾经济和社会效益,研究与碳储量相关的非生物因素,遵循整体原理
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高考冲刺小卷13——种群和群落 知识点专项练习(解析版)
一、单选题
1.高海拔区气候寒冷, 植被覆盖度较低, 团状福禄草种群密度高、年龄结构为增长型。低海拔地区气候温暖, 植被覆盖度高, 团状福禄草种群年龄结构为衰退型。下列相关分析不正确的是( )
A.若气候变暖团状福禄草种群中幼年个体的比例降低
B.若气候变暖会引发团状福禄草种群更多分布于低海拔处
C.低海拔地区团状福禄草在种间竞争中可能处于劣势
D.团状福禄草的种群衰退会影响高山生态系统稳定性
【答案】B
【分析】种群指同一时间生活在一定自然区域内,同种生物的所有个体。种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给可育后代。种群是进化的基本单位,同一种群的所有生物共用一个基因库。对种群的研究主要是其数量变化与种内关系,种间关系的内容已属于生物群落的研究范畴。
【详解】A、根据题意,低海拔地区气候温暖, 植被覆盖度高, 团状福禄草种群年龄结构为衰退型,说明种群中老年个体多,幼年个体少,即若气候变暖团状福禄草种群中幼年个体的比例降低,A正确;
B、根据题意,高海拔区气候寒冷, 植被覆盖度较低, 团状福禄草种群密度高,说明团状福禄草适应低气温,因此若气候变暖,会引发团状福禄草种群更多分布于更高海拔处,以在低气温生存,B错误;
C、低海拔地区气候温暖,团状福禄草不太适应,因此在种间竞争中可能处于劣势,C正确;
D、团状福禄草的种群衰退,会使得高山生态系统的生物种类减少,影响高山生态系统稳定性,D正确。
故选B。
2.为解决白洋淀地区鸭养殖的污染问题, 某地采取稻田养鸭模式。在水稻生长期进行70天稻鸭共作, 之后改为鸭棚集中圈养, 所产粪便污物用于厌氧发酵。下列叙述不正确的是( )
A.水稻、鸭子、厌氧微生物共同组成了该稻田群落
B.鸭在稻田捕食害虫、取食杂草, 有利于水稻生长
C.利用圈养所产鸭粪进行厌氧发酵促进了物质循环
D.稻田养鸭模式体现了生态工程的自生和整体原理
【答案】A
【分析】群落的种间关系包括捕食(如鸭和害虫)、竞争(杂草和水稻)、寄生(如噬菌体和细菌)和互利共生(根瘤菌和大豆)。生态系统的结构包括成分和营养结构,其中成分包括生物成分(生产者、消费者和分解者)和非生物成分,营养结构是食物链和食物网。
【详解】A、群落是一定区域内所有生物个体的总和,包括动物、植物和微生物,水稻、鸭子、厌氧微生物不能组成该稻田群落,A错误;
B、鸭在稻田捕食害虫,减少害虫对水稻的破坏,鸭取食杂草,减小杂草与水稻的竞争,这些都有利于水稻生长,B正确;
C、圈养所产鸭粪经过微生物的厌氧发酵,将鸭粪中的有机物分解为无机物,被生产者利用,促进了物质循环,C正确;
D、稻田养鸭生态模式能充分利用废弃物中的能量,构建了社会-经济-自然的复合系统,充分体现了生态工程的自生和整体原理,D正确。
故选A。
3.酵母菌作为模式生物被广泛地用于科学研究。下列中学生物学实验中,酵母菌作为实验材料使用正确的是( )
A.利用酵母菌进行无氧发酵制作酸奶或泡菜
B.固体培养基培养酵母菌研究种群数量变化
C.利用酵母菌探究细胞呼吸是否都需要氧气
D.观察酵母菌细胞内叶绿体和细胞质的流动
【答案】C
【分析】酵母菌是兼性厌氧型真菌,有氧条件下进行有氧呼吸,大量繁殖;无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精。
【详解】A、制作酸奶和泡菜用的菌种是乳酸菌,A错误;
B、常用液体培养基培养酵母菌研究种群数量变化,B错误;
C、酵母菌是兼性厌氧型真菌,可利用酵母菌探究细胞呼吸是否都需要氧气,C正确;
D、酵母菌无叶绿体,D错误。
故选C。
4.千岛湖分布着众多岛屿,商陆是岛屿上的入侵植物,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,研究发现周围空旷的岛屿被商陆入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列叙述不正确的是( )
A.商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落
B.食果鸟对商陆的取食减缓了商陆入侵
C.若岛屿物种丰富度较高,商陆入侵程度较轻
D.食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度
【答案】B
【分析】1、一定自然区域,所有的生物和无机 环境构成生态系统;种群是指同一种生物的总和,群落是一定区域中的所有生物的总和;
2、外来生物入侵带来的危害:⑴破坏生物多样性,并加速物种灭绝 外来物种入侵是生物多样性的头号敌人;⑵破坏生态平衡 外来物种入侵,会对植物土壤的水分及其他营养成份,以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响,从而破坏当地的生态平衡;⑶可能携带病原微生物对其他生物生存甚至对人类健康构成直接威胁;⑷造成巨大的经济损失。
【详解】A、生物群落是一定区域中的所有生物的总和,因此商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落,A正确;
B、由题意可知,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,食果鸟对商陆的取食加速了商陆入侵,B错误;
C、岛屿物种丰富度较高,营养结构复杂,自我调节能力较强,抵抗力稳定性高,商陆入侵程度较轻,C正确;
D、由题意可知,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,因此食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度,D正确。
故选B。
5.北京宋庄蓄滞洪区引入温榆河水,通过构建人工湿地实现区域生态修复。构建过程宜选择多种耐污能力强、净化效果好、经济和观赏价值高的植物,湿地中还应适当布置含微生物的覆膜填料,以便引入、培育湿地微生物。通过生态修复,蓄滞洪区水生动、植物逐渐丰富。相关叙述错误的是( )
A.选择植物还需考虑生态位差异
B.引入湿地微生物可促进物质循环
C.人工的生态修复降低该生态系统的稳定性
D.该生态工程既改善环境又提高社会和经济效益,体现了整体原理
【答案】C
【分析】生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【详解】A、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,选择植物还需考虑生态位差异,包括它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等,A正确;
B、湿地微生物包括分解者和消费者等,引入湿地微生物可促进物质循环,B正确;
C、人工的生态修复能够增加生物种类,营养结构变复杂,可增加该生态系统的抵抗力稳定性,C错误;
D、进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力,该生态工程既改善环境又提高社会和经济效益,体现了整体原理,D正确。
故选C。
6.烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强。烟粉虱的发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫,烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。
组别
烟粉虱虫态
被捕食量(只)
猎物1(30只)
猎物2(30只)
猎物1
猎物2
1
2~3龄若虫
1龄若虫
15.0±3.0
9.5±1.9
2
4龄若虫
18.3±3.0
6.8±1.2
3
成虫
24.3±1.7
1.8±0.5
以下分析不正确的是( )
A.可通过标记重捕法统计存活猎物数量,再计算出被捕食量
B.烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫
C.烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果
D.利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染
【答案】A
【分析】1、种群是某一区域内同种生物的总和,具有种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例四个基本特征,其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度,年龄组成是预测种群密度,性别比例也可影响种群密度。
2、种间关系(不同种生物之间的关系):(1)互利共生:如豆科植物与根瘤菌;人体中的有些细菌;地衣是真菌和藻类的共生体。(2)捕食:如:兔以植物为食;狼以兔为食。(3)竞争:如:大小草履虫;水稻与稗草等。(4)寄生:寄生者不劳而获。
3、防治害虫的方法包括化学防治、生物防治和机械防治。其中生物防治对人类生存环境无污染。
【详解】A、标记重捕法是用于调查种群数量的,不可以通过标记重捕法统计存活猎物数量,计算出被捕食量,A错误;
B、由图表可知,烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫,从被捕食量可以看得出,B正确;
C、利用生物防治,烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果,C正确;
D、利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染,D正确。
故选A。
7.下列关于生态学研究的叙述,错误的是( )
A.通过建立数学模型预测田鼠数量的变化
B.用标记重捕法调查土壤动物的丰富度
C.用同位素标记法研究生态系统物质循环
D.通过样方法调查生态系统的碳储量
【答案】B
【分析】1、调查种群密度常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
2、土壤动物个体较小,但是活动能力较强,常用取样器取样法进行丰富的的调查。
【详解】A、通过建立数学模型(数学公式或曲线)可预测田鼠数量的变化,A正确;
B、土壤动物个体较小,不能用标记重捕法调查土壤动物的丰富度,常用取样器取样法进行调查,B错误;
C、物质循环的实质是元素在生物群落与无机环境间的循环往复,可用同位素标记法研究生态系统物质循环,C正确;
D、通过样方法可以调查生态系统的碳储量,关键是做到随机取样,D正确。
故选B。
8.科尔沁沙地处于我国北方半干旱农牧交错带,由于土地过垦和超载放牧导致植被大量破坏,土地荒漠化严重。科研人员研究植被恢复过程中群落物种组成,部分结果如下表。
藜科
禾本科
豆科
演替时间(年)
种数
优势度
种数
优势度
种数
优势度
1
4
80.71
1
16.91
-
-
12
3
12.12
6
8.56
1
1.94
30
4
17.19
9
66.38
3
0.43
下列说法正确的是( )
A.科尔沁沙地恢复的演替类型属于初生演替
B.人类活动只影响演替速度,不改变演替方向
C.藜科植物在群落演替早期对植被恢复有重要作用
D.禾本科植物在演替过程中一直占有很高的优势度
【答案】C
【分析】演替类型:(1)初生演替:发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替叫做初生演替,如光裸岩石上进行的演替;(2)次生演替:在次生裸地(原群落被破坏、有植物繁殖体)上发生的演替,如火灾过后的草原发生的演替。
【详解】A、科尔沁沙地恢复的演替具有土壤和一定的植被条件,属于次生演替,A错误;
B、人类活性能够影响群落演替的速度和方向,B错误;
C、据表可知,藜科植物在演替初期是优势种,据此推测藜科植物在群落演替早期对植被恢复有重要作用,C正确;
D、禾本科植物在演替过程中优势度从16.91到8.56又到66.38,并非一直占有很高的优势度,D错误。
故选C。
9.为研究增温和放牧对高寒草地植物群落特征及生产力的影响,研究人员在藏北高原建立增温实验平台,统计数据如图。相关说法错误的是( )
A.放牧条件下增温会减弱净初级生产力提升
B.增温能显著增加杂草、禾草和莎草类高度
C.放牧条件下,增温对杂草高度无显著影响
D.放牧不会影响群落的演替方向和演替速度
【答案】D
【分析】1、生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果,人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
2、根据题意,为研究增温和放牧对高寒草地植物群落特征及生产力的影响,研究人员在藏北高原建立增温实验平台,统计数据如图。由图可知,在放牧条件下,杂草、禾草和莎草类高度显著降低,但是增强了物种丰富度和净初级生产力的提升,而在放牧条件下增温使得物种丰富度和净初级生产力提升减弱,图中放牧条件下,增温对杂草高度的处理效应相同,故无显著影响,但是对禾草和莎草类高度有所减弱;图中增温条件处理下,能显著增加杂草、禾草和莎草类高度,但是对物种丰富度的提升几乎没有影响,增温使得净初级生产力提升增强,但比放牧条件下提升的少。
【详解】A、识图分析可知,放牧条件下增温相比单纯的放牧和单纯的增温条件下会减弱净初级生产力提升,A正确;
B、识图分析可知,增温条件下使得杂草、禾草和莎草类高度处理效应呈现正值,因此增温能显著增加杂草、禾草和莎草类高度,B正确;
C、放牧条件下增温相对于单纯放牧条件而言,图中对杂草高度的处理效应相同,因此放牧条件下,增温对杂草高度无显著影响,C正确;
D、识图分析可知,在放牧条件下,杂草、禾草和莎草类高度显著降低,但是物种丰富度和净初级生产力有所增大,所以影响了群落的结构和功能,因此放牧会影响群落的演替方向和演替速度,D错误。
故选D。
10.细菌S可寄生在豌豆蚜体内,携带S菌的豌豆蚜(S+品系)与不携带S菌的豌豆蚜(S-品系)相比,体重、体型及繁殖力有所增加,检测两品系存活时间如下图。用两品系豌豆蚜分别投喂其天敌龟纹瓢虫,测定相关数据如下表。以下分析不正确的是( )
投喂品系龟纹瓢虫
S-品系
S+品系
日最大捕食率
37.0
25.6
捕食耗时相对值
0.027
0.039
瓢虫幼虫体重(mg)
8.2
6.7
A.携带S菌的豌豆蚜寿命更短
B.S+品系更易被龟纹瓢虫捕食
C.S菌、豌豆蚜及龟纹瓢虫存在协同进化
D.龟纹瓢虫同化的能量来源于豌豆蚜
【答案】B
【分析】1、原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如,海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食,海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。
2、互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。例如,豆科植物与根瘤菌之间,植物向根瘤菌提供有机养料,根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料,供植物利用。
3、捕食:一种生物以另一种生物为食的现象。例如。翠鸟捕鱼。
4、寄生:一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如,马蛔虫与马。
5、种间竞争:两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如,同一草原上生活的非洲猪和斑鬣狗。
【详解】A、题图显示,在5天以后,携带S菌的豌豆蚜(S+品系)存活率下降,说明携带S菌的豌豆蚜寿命更短,A正确;
B、据表可知,携带S菌的豌豆蚜(S+品系)被龟纹瓢虫捕食的耗时相对值更长,S+品系不易被龟纹瓢虫捕食,B错误;
C、S菌、豌豆蚜及龟纹瓢虫在相互选择中共同进化和发展,即它们之间存在协同进化,C正确;
D、瓢虫以豌豆蚜为食,因此,龟纹瓢虫同化的能量来源于豌豆蚜,D正确。
故选B。
11.咖啡园中的杂草会影响咖啡植株的生长。豆科作物如田菁、硬皮豆等常作为绿肥使用,研究人员对常规种植咖啡园(CK)、种植田菁咖啡园(SC)和种植硬皮豆咖啡园(MU)的杂草群落开展研究,得到如下数据。下列叙述错误的是( )
表:不同类型咖啡园中杂草群落的比较
咖啡网
物种丰富度
个体数/棵
生物刷/kg
CK
9.80
152.20
2.05
SC
8.05
140.60
1.13
MU
5.60
100.40
0.97
A.绿肥和杂草存在着种间竞争关系·
B.咖啡园更适合种植的绿肥是田菁
C.绿肥植物可以与根瘤菌互利共生提高土壤含氮量
D.可以开展种植绿肥对咖啡产和品质的探究实验
【答案】B
【分析】种间关系包括互利共生、捕食、竞争、寄生,其中互利共生的两种生物的数量变化是同步的;捕食关系中,两种生物的数量变化不同步,先增加者先减少,后增加者后减少,即一种生物的数量随另一种生物的数量变化而变化;竞争关系中,两者的数量呈同步性变化。
【详解】A、田菁、硬皮豆等常作为绿肥使用,绿肥和杂草存在的种间关系为种间竞争,A正确;
B、据表分析,种植硬皮豆咖啡园(MU)的杂草群落物种丰富度、个体数和生物量均更低,所以咖啡园更适合种植的绿肥是硬皮豆,B错误;
C、田菁、硬皮豆等属于豆科植物,能够与根瘤菌互利共生,根瘤菌可以固氮,提高了土壤的含氮量,C正确;
D、绿肥种植虽然能一定程度控制杂草,同作为生产者,绿肥也可能对咖啡植株造成一定影响,所以在咖啡园中大规模推广绿肥种植之前还需要做的实验是开展种植绿肥植株对咖啡产量和品质的探究实验,D正确。
故选B。
12.如图所示为种群“S”形增长曲线。下列分析正确的是( )
A.阶段1种群数量的增长速率持续加大
B.阶段2种群出生率低于死亡率
C.阶段3种内竞争强度低于前两个阶段
D.同一种群的K值是固定不变的
【答案】A
【分析】在自然资源和空间有限的的条件下,种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,增长曲线呈“S”形。
【详解】A、阶段1种群数量的增长速率持续加大,此时种群数量未到达K/2,增长速率逐渐增加,A正确;
B、阶段2种群数量在持续增长,因此出生率高于死亡率,B错误;
C、阶段3种群数量到达K值,种内竞争强度高于前两个阶段,C错误;
D、同一种群的K值不是固定不变的,受到环境资源等影响,D错误。
故选A。
13.海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出。下列叙述不正确的是( )
A.海洋牧场可增加某些经济鱼类种群的环境容纳量
B.附着在人工鱼礁表面的藻类属于生产者
C.海洋牧场的生态系统稳定性比邻近海域高
D.海洋牧场调整了能量流动的方向,提高了能量传递效率
【答案】D
【分析】环境容纳量指的是一定环境条件下,所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,随着种群生活环境的改善,其环境容纳量会增加。
【详解】A、生存环境改善,可提高种群的环境容纳量,故海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,可使某些经济鱼类种群的环境容纳量提高,A正确;
B、附着在人工鱼礁表面的藻类能进行光合作用,属于生产者,B正确;
C、海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,即海洋牧场中物种丰富度高,据此可推测,海洋牧场的生态系统稳定性比邻近海域高,C正确;
D、海洋牧场调整了能量流动的方向,提高了能量利用率,不能提高能量传递效率,D错误。
故选D。
二、非选择题
14.间作是指在同一田地上于同一生育期内, 分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。为研究旱作水稻与西瓜间作对西瓜枯萎病的影响, 研究者进行了系列实验。
(1)西瓜枯萎病由尖孢镰刀菌引起, 尖孢镰刀菌的菌丝可进入西瓜叶片组织, 造成叶片枯萎, 大量减产。从种间关系角度分析, 二者的关系为 。
(2)研究者将相邻种植的旱作水稻和西瓜之间的土壤分三组进行处理, 相关处理及实验结果如图1不分隔与塑料膜分隔分别模拟了 。据图1可知, 与其他两组相比, 尼龙网组发病率 。
(3)为研究相关机制, 研究者进行了下列实验。
①用图2所示装置种植水稻和西瓜。L 侧水稻幼苗地上部分单独密闭在充有14CO2气体的容器中,装置底部土层整体密封防止14CO2泄露。一段时间后, S侧西瓜叶片中检测出放射性。根据上述实验推测水稻根部可 , 通过土壤扩散至西瓜, 进入西瓜体内发挥作用。
②为验证上述推测, 将水稻根浸泡在无菌蒸馏水中一段时间后, 提取溶液中的物质, 鉴定后分别将其中的主要成分施加于接种了尖孢镰刀菌的培养基中, 结果如下表。
施加浓度(mg·L-1)
尖孢镰刀菌菌落直径(mm)
香豆酸
阿魏酸
0
65.03
65.03
0.25
63.57
65.88
0.5
61.39
67.65
据表中信息, 分析尼龙网组与塑料膜组发病率产生差异的原因是 。
③推测尼龙网组与不分隔组发病率差异的原因为 。
(4)研究发现间作土壤中加入丛枝菌根真菌(AMF) 可提高西瓜枯萎病抗性。AMF可与多种植物共生, 通过菌丝桥可将植物的根连接起来。利用上述装置探究 AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制, 实验组在L侧接种 AMF 菌液, 对照组 。检测S侧西瓜叶片中的放射性, 结果如图3.据图3推测 AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制为 。
【答案】(1)寄生
(2) 间作与单独种植 15~21天高于不分隔组且低于塑料膜组,21天后与塑料膜组相等且高于不分隔组
(3) 释放物质 水稻根系释放的香豆酸可抑制尖刀镰孢菌的增殖 尼龙网组的L侧与S侧根系无直接接触
(4) 在L侧接种等量灭菌后的AMF培养液 AMF可通过菌丝桥将水稻与西瓜的根连接起来,将水稻根释放的物质运输至西瓜叶片
【分析】间作是指在同一田地上于同一生育期内,分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。
【详解】(1)根据题意信息可知,尖孢镰刀菌的菌丝可进入西瓜叶片组织,导致叶片枯萎所以尖孢镰刀菌和西瓜的关系为寄生。
(2)间作是指在同一田地上于同一生育期内,分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。根据题意可知,不分隔可以模拟旱作水稻和西瓜之间间作,塑料膜分隔可以模拟旱作水稻和西瓜进行单独种植。分析图1可知,尼龙网组发病率在15~21天高于不分隔组,且低于塑料膜组,但是到21天后与塑料膜组相等且高于不分隔组。
(3)根据图示装置可知,L 侧水稻幼苗地上部分单独密闭在充有14CO2气体的容器中,装置底部土层整体密封防止14CO2泄露。如果在 S侧西瓜叶片中检测出放射性,说明水稻可以通过根部释放物质,通过土壤扩散进入西瓜中,使得西瓜叶片具有放射性。根据表格信息可知,随着香豆酸施加浓度的增加,尖孢镰刀菌菌落直径逐渐减小,而随着阿魏酸施加浓度的增加,尖孢镰刀菌菌落直径逐渐增加。由此推测,尼龙网组与塑料膜组发病率产生差异的原因是水稻根系释放的香豆酸可抑制尖刀镰孢菌的增殖,而水稻根系释放的香豆酸可以通过尼龙布,不能通过塑料膜。尼龙网组L侧与S侧根系无直接接触,不分隔组的根系可直接接触,所以两组的发病率存在差异。
(4)根据题意可知,间作土壤中加入丛枝菌根真菌(AMF)可提高西瓜枯萎病抗性。所以在进行探究AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制时,实验组在L侧接种 AMF 菌液,对照组则需要在L侧接种等量灭菌后的AMF培养液。检测S侧西瓜叶片中的放射性,根据图示信息可知,与对照组相比,实验组的放射性强度更高,根据题意可知,AMF可与多种植物共生,通过菌丝桥可将植物的根连接起来,由此推测AMF可以通过菌丝桥将水稻与西瓜的根连接起来,将水稻根释放的物质运输至西瓜叶片。
15.珍稀濒危植物槭叶铁线莲是北京市一级重点保护野生植物,在北京主要分布在门头沟、房山的山区。研究者于2020~2021年对北京地区的槭叶铁线莲种群进行了野外调查。
(1)种群最基本的数量特征是种群密度,调查植物种群密度最常用的方法是 ,能直接决定植物种群密度的种群数量特征是 。
(2)研究者通过植株最长枝条的年龄数据对槭叶铁线莲种群进行了龄级划分,结果如下图。以往的研究显示濒危植物的种群年龄结构多表现为衰退型。请根据下图判断,槭叶铁线莲种群年龄结构是否符合衰退型的特征并阐明理由 。
(3)研究者进一步通过计算个体数量变化动态(Vn)来描述槭叶铁线莲种群的相邻龄级间的数量动态变化。Vn可通过公式“”计算得出,其中,Sn和Sn+1分别为第n与第n+1龄级种群个体数,max(Sn,Sn+1)表示取两者之间的最大值。若Vn计算结果大于0,则表明该种群在n和n+1龄级间呈现 的动态变化。由表1结果可知,槭叶铁线莲种群在1~2、6~7龄级间呈现 的动态变化。
表1槭叶铁线莲种群龄级结构动态变化指数
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
-32.7%
8.2%
26.7%
19.7
39.6%
-13.5%
70.3%
72.8%
33.3
(4)请结合以上研究结果及所学知识,分析限制槭叶铁线莲种群增长可能的生物因素和非生物因素 。
【答案】(1) 样方法 出生率和死亡率
(2)不符合,槭叶铁线莲幼龄和中龄个体数之和明显多于老龄
(3) 增长 衰退
(4)生物因素:幼龄个体数量的缺乏,崖壁上其他植物与槭叶铁线莲的种间竞争
非生物因素:气候变化,洪水、山体滑坡等自然灾害
【分析】调查植物的种群数量,常常使用样方法。由图可以看出幼龄个体数目大于中龄个体数,大于老龄个体数,个体数呈金字塔样,属于增长型种群。
【详解】(1)调查植物种群密度最常用的方法是样方法,能直接决定植物种群密度的种群数量特征是出生率和死亡率;
(2)衰退型种群中幼年个体数与中年个体数之和比老年个体数少,而图示的槭叶铁线莲种群年龄结构明显表现为幼年个体数与中年个体数之和比老年个体数多,因此不符合衰退型的特征;
(3)由题意可知,如果Vn计算结果大于0,表明该种群第n龄级种群个体大于第n+1龄级种群个体,说明该种群在n和n+1龄级间呈现增长的动态变化;由表可知,V1<V2、V6<V7,说明槭叶铁线莲种群在1~2、6~7龄级间呈现衰退的动态变化;
(4)限制槭叶铁线莲种群增长可能的生物因素有幼龄个体数量的缺乏,崖壁上其他植物与槭叶铁线莲的种间竞争等,非生物因素有气候变化,洪水、山体滑坡等自然灾害。
16.为防止食草动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的 ,食草动物促进了稀树草原生态系统的 。该生态系统长期维持相对稳定状态,是因其具有一定的 能力。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn和Tp争相占领哨刺金合欢树,通常一棵树上只存在一种蚂蚁。研究人员调查了不同高度的金合欢树被三种蚂蚁占领的比例(图2),据图可知三种蚂蚁中 的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步的研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
①据表推测,Tp通过 ,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力:而Cn则通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的 ,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是 。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”,这种蚧壳虫不仅对植物生长不利同时还传播疾病。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免食草动物的采食,十年后发现这些受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因,并阐述该结果对你的启示 。
【答案】(1) 生产者 物质循环和能量流动 自我调节
(2)Cm
(3) 大量啃食蜜腺 顶端优势 侵占蚂蚁种类不同导致哨刺金合欢树生长高度差异。
(4)原因:栅栏围起导致食草动物刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡
启示:生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力(稳定性),尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。(1分,答出一点给分,合理即可)
【分析】生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。生态系统具有稳定性的原因是具有一定的自我调节能力。
【详解】(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的生产者,食草动物促进了稀树草原生态系统的物质循环和能量流动。该生态系统长期维持相对稳定状态,是因其具有一定的自我调节能力。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn和Tp争相占领哨刺金合欢树,通常一棵树上只存在一种蚂蚁。研究人员调查了不同高度的金合欢树被三种蚂蚁占领的比例(图2),据图可知三种蚂蚁中Cm占领比例最高,所以Cm的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)①据表推测,Tp蜜腺啃食率最大,Tp通过大量啃食蜜腺,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力:而Cn芽啃食率最大,则Cn通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的顶端优势,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是侵占蚂蚁种类不同导致哨刺金合欢树生长高度差异。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”,这种蚧壳虫不仅对植物生长不利同时还传播疾病。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免食草动物的采食,十年后发现这些受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因是:栅栏围起导致食草动物刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡,该结果给我们的的启示是:生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力(稳定性),尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
17.全球气候变暖对生物捕食会产生影响,研究人员利用人工温室模拟地球气候变暖,以大、小两种蜘蛛作为研究对象,发现捕食者的捕食发生了相关变化。
(1)蜘蛛是一种肉食性节肢动物,它与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成 ,成为生态系统行使主要功能的途径。
(2)实验在两个温室中进行,其中一个温度适宜且恒定,另一个温度较高以模拟气候变暖,每个温室中有大、小两个不同物种的蜘蛛及其猎物。其中,大型昆虫多为肉食性,小型昆虫多取食禾本科植物,中型昆虫多为杂食性。研究人员统计了不同年份相关数据,结果如图1及图2.
①据图1可知,变暖导致大、小蜘蛛所结蛛网网孔尺寸的变化分别为 。
②结合图2结果,推测高温环境下, ,因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化,以获得足够的猎物。
③蛛网网孔越大,结网吐丝量越低。小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所发生的变化,与高温下温室内生物群落的多种因素有关。综合上述信息,结合猎物的变化,对此进行合理解释:环境温度变暖,禾本科植物占优势, ,减少结网捕食的能量代价,利于生存;另一方面,中型昆虫营养丰富,口感更佳,也获得了小蜘蛛的偏爱。
(3)据文中信息,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有 (选填选项前的字母)。
a、植食性昆虫数量改变
b、大型昆虫具生存优势
c、昆虫等节肢动物种类、数量及分布均不变化
d、捕食者食物的种类及比例发生变化
e、大、小蜘蛛的生态位重叠加剧
【答案】(1)食物链/食物网
(2) 变小、变大 中型昆虫增加,大型昆虫减少 取食禾本科植物的小型昆虫增加,中型昆虫也增加,蛛网网孔变大、结网吐丝 量减小的情况下,小蜘蛛猎物依旧充足
(3)ade
【分析】生物之间的关系分种间关系和种内关系两种:种间关系又分互利共生(如藻类和真菌共同生活在一起形成地衣,二者密不可分)、原始合作(如海葵和寄居蟹在一起,互惠互利)、种间竞争(如水稻与稗草)、捕食(如狼吃羊)和寄生(如蛔虫寄生在人体内)等;种内关系又分种内互助(如蜜蜂之间的合作)和种内斗争(如狼群争抢猎物)等。
【详解】(1)蜘蛛与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成食物链,成为生态系统行使主要功能的途径。
(2)①与恒温组比较,变暖导致大蜘蛛所结蛛网网孔尺寸变小,变暖导致小蜘蛛所结蛛网网孔尺寸变大。
②结合图2结果,推测高温环境下,中型昆虫增加,大型昆虫减少,因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化,以获得足够的猎物。
③环境温度变暖,禾本科植物占优势,取食禾本科植物的小型昆虫增加,中型昆虫也增加,蛛网网孔变大、结网吐丝 量减小的情况下,小蜘蛛猎物依旧充足,减少结网捕食的能量代价,利于生存;另一方面,中型昆虫营养丰富,口感更佳,也获得了小蜘蛛的偏爱,小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所增大。
(3)据文中信息,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有植食性昆虫数量改变、捕食者食物的种类及比例发生变化、大、小蜘蛛的生态位重叠加剧,故选ade。
18.镰荚金合欢是东非地区的优势树种,大头蚁自2005年起开始入侵,导致本地生态环境发生了一系列变化。
(1)镰荚金合欢为本土蚂蚁提供花蜜和庇护所,本土蚂蚁释放甲酸来保护树木,使其免受食草动物的侵害。二者之间、呈现 关系。
(2)为研究大头蚁对镰荚金合欢造成的影响,研究人员在大头蚁入侵地区的边界两侧各设置一对样地、在每对样地中各选择一个样地,使用带电网栏阻隔食草动物,以阻止其捕食镰荚金合欢。连续三年监测该样地的能见度,以反映树木覆盖率,结果如图1所示,
综上所述,当大头蚁入侵后,镰荚金合欢的数量会 ,推测原因是 。
(3)研究人员假设,树木覆盖率的降低还会影响狮子与其主要猎物斑马之间的相互作用。在大头蚁入侵非洲地区期间,科研人员检测了斑马被捕食的情况,如图2所示。
由图可知,斑马被捕食的概率与能见度呈 ,且随年份的推移,狮子捕食斑马的比例 ,据此可以推测树木覆盖率的降低可能改变了狮子的取食偏好。
(4)综合以上研究,推测在2005~2020年期间,大头蚁在非洲地区的入侵程度 (选填“逐年增大”“逐年减小”“维持不变”)。
【答案】(1)互利共生
(2) 下降 大头蚁的种间竞争占优势,本地蚂蚁对镰荚金合欢的保护作用减弱,食草动物大量捕食镰荚金合欢
(3) 负相关 逐渐减小
(4)逐年减小
【分析】分析图1可知,大头蚁入侵组能见度增高,意味着树木覆盖率,镰荚金合欢数量下降;分析图2可知随着能见度的增高,斑马被捕食概率降低,且随年份的推移,狮子捕食斑马的比例逐年降低。
【详解】(1)镰荚金合欢为本土蚂蚁提供花蜜和庇护所,本土蚂蚁释放甲酸来保护树木,使其免受食草动物的侵害。因此二者之间呈现互利共生的种间关系。
(2)分析图1可知,大头蚁入侵组能见度增高,意味着树木覆盖率,镰荚金合欢数量下降,可能是大头蚁的种间竞争占优势,本地蚂蚁对镰荚金合欢的保护作用减弱,食草动物大量捕食镰荚金合欢。
(3)分析图2可知随着能见度的增高,斑马被捕食概率降低,因此斑马被捕食的概率与能见度呈负相关,且随年份的推移,狮子捕食斑马的比例逐渐减小,据此可以推测树木覆盖率的降低可能改变了狮子的取食偏好。
(4)在2005~2020年期间狮子捕食斑马的比例逐渐减小,可推测树林能见度在降低,因此大头蚁在非洲地区的入侵程度逐年减小。
19.研究人员为探讨本地植物苦草的竞争和福寿螺的捕食对狐尾藻入侵的影响,进行了实验研究。
(1)从生态系统的组成成分划分,苦草和狐尾藻属于 。
(2)选用合适的装置,进行如下实验,每组均设置多次重复实验,保证合适的实验条件,定期观察植物生长状态。
①完成下表的实验处理:
组别
添加处理
干扰组A
15株苦草
干扰组B
1只福寿螺、2只福寿螺
干扰组C
②实验结果如下图1和图2。
图1结果表明,苦草的竞争 ,福寿螺的捕食 ,二者共同作用 。
由图2可知在 条件下,福寿螺的捕食对苦草的生物量有显著影响。与图1的实验结果相比,由图2可知该条件下福寿螺对于食物具有 。
(3)采用自然对数公式计算狐尾藻的种间竞争系数y=ln(B/B0),B为有苦草竞争时狐尾藻平均单株生物量,B0为无竞争关系时狐尾藻平均单株生物量,结果如图3,结果表明苦草对狐尾藻生长的抑制作用 福寿螺对狐尾藻的抑制。
【答案】(1)生产者
(2) 15株苦草+1只福寿螺、15株苦草+2只福寿螺 对狐尾藻的生长有显著抑制作用 抑制狐尾藻的生长但与捕食强度无关 与苦草竞争作用效果接近,强于福寿螺捕食 与狐尾藻混种(有竞争) 选择性
(3)大于
【分析】1、生态系统的结构包括:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
2、实验自变量为添加处理方式:只有苦草的竞争影响、只有福寿螺捕食影响时福寿螺的数量、苦草和福寿螺(数量)同时影响。
【详解】(1)苦草和狐尾藻属于生产者。
(2)干扰组C的处理方式为:苦草和福寿螺(数量)同时影响,具体处理方式为:15株苦草+1只福寿螺、15株苦草+2只福寿螺。图1中福寿螺数量相同时,如福寿螺数量为0时,有竞争(苦尾草+福寿螺处理)时狐尾藻与无竞争(福寿螺处理)时相比,生物量显著降低(8→4),说明苦草的竞争对狐尾藻的生长有显著抑制作用。在无竞争时,与福寿螺数量为0相比,寿螺数量为1和2时,狐尾藻生物量降低,但福寿螺数量从1增加到2时狐尾藻生物量基本不变,说明福寿螺能抑制狐尾藻的生长但与捕食强度无关。二者共同作用时,狐尾藻的生物量降低,说明二者共同作用的效果与苦草竞争作用效果接近,强于福寿螺捕食。图2中有竞争情况下,随福寿螺数量增加,苦草生物量降低,说明与狐尾藻混种(有竞争)福寿螺的捕食对苦草的生物量有显著影响。图2中福寿螺的捕食对苦草的生物量有显著影响,说明福寿螺更多的捕食苦草,该条件下福寿螺对于食物具有选择性。
(3)据图3分析,福寿螺数量从1到2,由于捕食对狐尾藻影响不大,B0基本不变,而种间竞争系数在减小,说明B在减小,苦草对狐尾藻生长的抑制作用大于福寿螺对狐尾藻的抑制。
20.碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动。研究者以嫩江流域流动沙丘上的樟子松(针叶)和杨树(阔叶)人工林为研究对象,测定其生态系统碳储量。
(1)碳元素在 之间不断循环,使大气CO2含量相对稳定。在流动沙丘上营造人工林不仅能防风固沙,还可增加碳汇,这体现了生物多样性的 价值。
(2)不同人工林的碳储量如图所示。研究结果说明,林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量均有显著影响。依据是: 。
(3)生态系统碳储量主要包括植被碳储量和土壤碳储量。植被碳储量包括群落 结构上乔木层、灌木层、草本层植物体中的碳,及凋落物层的碳。土壤碳储量包括土壤中的有机碳及根系中的碳。不同成熟林的碳储量分配情况(见表)说明, (选填“阔叶”“针叶”)凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片,进而传输到土壤中并稳定储存。
表 不同成熟林的碳储量分配表
碳储量林型
植被碳储量(t·hm-2)
土壤碳储量(t·hm-2)
樟子松成熟林
148.53
49.65
杨树成熟林
66.03
48.30
天然榆树林
25.86
38.36
(4)嫩江沙地成熟人工林的生态系统碳储量约为我国森林生态系统碳储量均值的50%,还存在一定增汇潜力。下列措施中,有利于该区域人工林碳汇增加,且与生态工程原理对应正确的是____。
A.单一种植碳储量更高的樟子松人工林,遵循协调原理
B.继续关注林龄变化对碳储量的影响,遵循循环原理
C.适当补充种植与优势树种生态位不同的其他树种,遵循自生原理
D.兼顾经济和社会效益,研究与碳储量相关的非生物因素,遵循整体原理
【答案】(1) 生物群落和非生物环境 间接
(2)相同林龄的樟子松林与杨树林相比,二者的生态系统碳储量存在显著差异;同种林型不同林龄之间的生态系统碳储量存在显著差异
(3) 垂直 阔叶
(4)CD
【分析】生态工程以生态系系统的自我组织、自我调节为基础,遵循着自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。
【详解】(1)物质循环是碳元素等元素在生物群落和非生物环境之间不断循环,而人工林能防风固沙,还可增加碳汇,使得生态系统的稳定性更高,这体现了生物多样性的间接价值。
(2)根据数据可知,相同林龄的樟子松林与杨树林相比,二者的生态系统碳储量存在显著差异;同种林型不同林龄之间的生态系统碳储量存在显著差异,因此林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量均有显著影响。
(3)植物分为乔木层、灌木层、草本层,是群落的垂直结构,根据表格数据,阔叶林天然榆树林的植被碳储量和土壤碳储量相比于窄叶林樟子松成熟林的植被碳储量和土壤碳储量,其有更多的植被碳储量被转化为土壤碳储量,因此阔叶凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片,进而传输到土壤中并稳定储存。
(4)A、协调原理是指生物与环境以及生物与生物之间的协调,因此,单一种植碳储量更高的樟子松人工林并未遵循协调原理,此外单一树种的人工林容易爆发病虫害,因此不应单一种植獐子松的人工林,A错误;
B、继续关注林龄变化对碳储量的影响,注重生物与环境的适应,遵循的是协调原理,B错误;
C、适当补充种植与优势树种生态位不同的其他树种,使得人工林更加稳定,能够自我更新、遵循了自生原理,C正确;
D、兼顾经济和社会效益,研究与碳储量相关的非生物因素,使得经济社会生态共同发展,遵循整体原理,D正确。
故选CD。
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