内容正文:
课时微练(三十五) 生态系统的物质循环、信息传递与稳定性
一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”杜甫的诗中描绘了百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列相关叙述错误的是( )
A.可以使用标记重捕法调查某种蝴蝶的种群密度
B.黄莺的鸣叫属于物理信息,物理信息可来自生物内部或非生物环境
C.为防止果树遭受虫害,利用昆虫信息素诱捕有害动物属于化学防治
D.光照时间的长短对植物开花期的影响体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
解析 蝴蝶属于活动能力强、活动范围大的动物,因此可以使用标记重捕法调查蝴蝶的种群密度,A项正确;黄莺的鸣叫属于物理信息,物理信息除了来自生物内部还可来自非生物环境,B项正确;为防止果树遭受虫害,用昆虫信息素诱捕有害动物,以降低有害动物出生率,属于生物防治,C项错误;光照时间的长短决定植物的开花期,体现了生物种群的繁衍离不开信息传递,D项正确。
答案 C
2.“碳达峰”“碳中和”的目标将以减碳、低碳和零碳的方式实现,下列相关叙述正确的是( )
A.自然界中生产者获得碳元素的方式只有光合作用
B.每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现“碳中和”
C.实现“碳达峰”后空气中CO2浓度将保持不变
D.建立绿色低碳循环体系还需要世界各国共同参与,主要原因是碳循环具有全球性
解析 自然界中生产者获得碳元素的方式有光合作用和化能合成作用,A项错误;不是每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现“碳中和”,例如某些人工生态系统的CO2吸收量小于CO2排放量,依靠自身结构成分无法实现“碳中和”,B项错误;“碳达峰”是指某个时间点,CO2的排放量达到历史峰值,然后经历平台期后,进入持续下降的过程,而空气中CO2浓度受排放量和吸收量的双重影响,故无法判断空气中CO2浓度的变化趋势,C项错误;碳循环具有全球性,故建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与,D项正确。
答案 D
3.2020年8月13日,中国科学院召开新闻发布会,介绍中国科学院动物研究所康乐院士团队在《自然》上发表的一项揭示蝗虫聚群成灾奥秘的研究成果。研究人员鉴定出飞蝗群聚的信息素4VA(4⁃乙烯基苯甲醚),正是它导致了蝗虫聚群成灾。下列有关说法错误的是( )
A.飞蝗群聚的信息素4VA(4⁃乙烯基苯甲醚)属于化学信息
B.利用性引诱剂诱杀蝗虫可控制其种群密度
C.将蝗虫彻底诱杀有利于提高农作物的产量,提高生态系统的稳定性
D.蝗虫粪便中的能量属于上一营养级同化量
解析 飞蝗群聚的信息素4VA(4⁃乙烯基苯甲醚)是传递信息的化学物质,属于化学信息,A项正确;利用性引诱剂诱杀蝗虫可以破坏蝗虫的性别比例,进而可以控制蝗虫的种群密度,B项正确;将蝗虫彻底诱杀使得生态系统的多样性降低,不利于生态系统的稳定性,C项错误;蝗虫粪便的能量属于生产者(上一营养级)的同化量,即属于上一营养级同化量中流入分解者的一部分,D项正确。
答案 C
4.(2024·辽宁统考)大兴安岭森林物种丰富,是我国重要的生态屏障和森林保育区;呼伦贝尔草原是世界著名的天然牧场,具有多种营养丰富的牧草,二者均是处于生态平衡的生态系统。下列关于二者的叙述错误的是( )
A.二者均具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征
B.二者维持和恢复生态平衡的调节机制是负反馈调节
C.二者物质能量的输入输出均衡,生物种类组成一成不变
D.遭遇严重砍伐和极度放牧后,二者恢复原状的难度极大
解析 生态平衡的实质是生态系统结构和功能处于动态平衡,处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三个特征,A项正确;维持和恢复生态平衡的调节机制是负反馈调节,B项正确;二者物质能量的输入输出均衡,生物种类组成相对稳定,C项错误;严重砍伐和极度放牧会破坏生态系统植被,可能影响物种多样性和生态系统结构的复杂性,导致生态系统的稳定性下降,进而破坏生态平衡,恢复原状的难度极大,D项正确。
答案 C
5.(2024·丹东模拟)2021年,我国三北防护林工程(以下简称“三北工程”)共完成造林任务1 343.8万亩。2022年,三北工程将统筹“山水林田湖草沙一体化”保护和治理,落实科学绿化,推动退化林草修复。下列相关叙述错误的是( )
A.三北工程建设中的退耕还林、还草、还湖,会影响当地的群落演替方向和速度
B.造林时在环境适宜地区,多营造针阔叶混交林、乔灌混交林可提高物种丰富度
C.砍伐林地中树龄过大的个体,可调整种群的年龄结构并改善林内通风、光照状况
D.实施“山水林田湖草沙一体化”保护和治理,有利于提高三北工程的恢复力稳定性
解析 退耕还林、还草、还湖会改变当地群落的物种数量及种间关系,出现新优势物种的替代,所以该措施影响了原群落演替的方向和速度,A项正确;在环境适宜的地区,多种林木混种能使防护林中的生物多样性增加,提高了群落的物种丰富度,B项正确;砍伐树龄较大的个体,减少了种群中老年个体的数量,改变了种群的年龄结构,同时该措施有利于通风通光,有利于林木的快速生长,C项正确;“山水林田湖草沙一体化”保护和治理,能使三北工程内的生物多样性明显提升,从而提高生态系统的抵抗力稳定性,而非恢复力稳定性,D项错误。
答案 D
6.如图所示的“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态,其中a、b、c表示生态系统中的三大生物成分。生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。下列相关叙述正确的是( )
A.人工鱼塘生态系统中,所有输入的能量均离不开a
B.a、b、c的种类越少,生态系统的恢复力稳定性就越强
C.正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
D.当某生态系统达到动态平衡时,图中的输入等于输出
解析 人工鱼塘生态系统中,能量来源于a生产者固定的太阳能和饲料中的化学能,A项错误;a生产者、b消费者、c分解者的种类越少,生态系统的抵抗力稳定性就越弱,但恢复力稳定性不一定越强,B项错误;负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础,C项错误;当某生态系统达到动态平衡时,题图中的输入等于输出,D项正确。
答案 D
二、选择题:本题共3小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求
7.(2024·益阳模拟)为探究全球气候变暖对生态系统的影响,科研人员将若干含有相同物种、等量生物的人工池塘均分成两组:对照组温度与环境保持一致,实验组利用温控装置处理始终比对照组高5 ℃,其他条件相同且适宜。连续多年观测,第15年时,池塘中浮游植物和浮游动物生物量的检测结果如图所示,下列叙述错误的是( )
A.第15年时,对照组的物种丰富度大于实验组
B.第15年时,实验组中生产者固定的能量少于对照组
C.在池塘生物群落中,碳元素以有机碳的形式在生物间传递
D.实验组生物量降低可能的原因是生物的呼吸作用消耗减少
解析 物种丰富度是指一个群落中物种的数目,据题图可知,第15年时,对照组的浮游植物和浮游动物的生物量均多于实验组,但无物种数目的统计数据,故不能得出对照组的物种丰富度大于实验组的结论,A项错误;第15年时,对照组浮游植物的生物量多于实验组,故实验组中生产者固定的能量少于对照组,B项正确;在池塘生物群落中,碳元素以有机碳的形式在生物间传递,主要通过食物链、食物网渠道进行传递,C项正确;从能量流动角度分析,升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是温度升高,浮游植物光合强度下降,固定的太阳能减少,同时呼吸强度增强,浮游植物积累的有机物下降,这样流入浮游动物的生物量减少,导致浮游动物的生物量也下降,D项错误。
答案 AD
8.(2024·山东联考)磷循环在维持生态系统结构和功能的稳定性等方面有重要作用。某人工生态系统磷循环部分过程如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.生态系统的磷循环是指组成生物体的含磷化合物,在非生物环境和生物群落之间反复循环的过程
B.生态系统的结构是指生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
C.植物磷、动物磷和早期凋落物磷中的某些含磷化合物相同
D.物质循环具有全球性,故该生态系统不需要人工施加磷肥
解析 生态系统的磷循环是指组成生物体的磷(P)元素,在无机环境和生物群落之间反复循环的过程,A项错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,营养结构包括食物链和食物网,B项错误;植物磷、动物磷和早期凋落物磷中均含有磷脂,即存在相同的含磷化合物,C项正确;据题图可知,磷以有机物形式通过牧草、中草药和畜产品等输出,土壤中的磷不足以维持该生态系统的稳定,故该人工生态系统需要不断施加磷肥,D项错误。
答案 C
9.南极洲的加林兹岛近年来出现了一种雪藻,主要分布在高山雪地几厘米深的冰层中,在冰雪融化时会大量繁殖形成雪地藻华。原本绿色的雪藻经阳光照射后,会产生类胡萝卜素等多种红色素,这些色素能抵御紫外线辐射、吸收微波热量,使白茫茫的雪地出现片片血红。下列分析合理的是( )
A.雪藻增多,会导致周围的冰融化加快,促使藻类扩散速度加快,形成恶性循环
B.雪藻降低了当地物种的多样性,减弱了生态系统的自我调节能力
C.雪藻对低温、高光照和强紫外线辐射等的适应是长期自然选择的结果
D.雪藻大量繁殖主要是因为环境适宜、空间充足和种内竞争较弱等因素
解析 雪藻增多,使白茫茫的雪地出现片片血红,雪反射的阳光较少,藻类吸收的热量越多,周围的冰雪融化得越快,融化的冰雪越多,藻类的扩散速度就越快,这反过来又会导致气温升高,更多的冰雪融化,以及更多的藻类繁殖,形成恶性循环,A项正确;据题意可知,雪藻近年来出现在南极洲的加林兹岛,属于外来物种入侵,可能会影响当地物种的生存和繁殖,使当地物种的丰富度降低,降低了当地物种的多样性,减弱了生态系统的自我调节能力,B项正确;雪藻经过长期的自然进化和自然选择,使得其适应在低温、高光照和强紫外线辐射等环境下生存,C项正确;雪藻大量繁殖主要是因为环境适宜、空间充足和种内竞争较弱等因素,D项正确。
答案 ABCD
三、非选择题
10.随着全球气候变化和世界人口数量的增多,当前土壤退化问题逐渐突出。蚯蚓是陆地生态系统土壤中的主要动物类群,在塑造土壤结构和促进养分循环方面起着重要作用,被称为“生态系统的工程师”。
(1)蚯蚓可以提高土壤中有机物的分解速率,可作为生态系统组成成分中的______________,进而影响土壤生态系统的______________功能。
(2)蚯蚓可通过分泌的信号分子提高植物抗逆性,机理如图所示。在此过程中蚯蚓和土壤微生物产生了______________(填信息种类)信息。生态系统中的信息传递需要有信息产生的部位——信息源;有信息传播的媒介——信道;有信息接收的生物或其部位——信息受体。图示过程中,作为信息受体的是______________。
(3)蚯蚓会间接影响植物对土壤中重金属的吸收。镉(Cd)是土壤中最具毒性的污染物之一,进入生物体内能形成比较稳定的化合物,不易被排出,可通过______________逐级积累,最终危害人体健康。生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称为生物富集。试分析,某物质在生物体内富集一般需满足的条件有_____________________________(至少答出两点)。
解析 (1)营腐生生活的生物一定是分解者,蚯蚓可以提高土壤中有机物的分解速率,可作为生态系统组成成分中的分解者,分解者可以影响土壤生态系统的物质循环。(2)蚯蚓分泌的信号分子属于化学信息。题图中信号分子可以被土壤微生物和植物所识别,所以信息的受体是土壤微生物和植物。(3)重金属可通过食物链逐级积累,营养级别越高,毒害越大。物质在生物体内富集一般需满足的条件有该物质比较容易被生物吸收;其在生物体内降解、排出速率较慢;该物质暂时未对生物造成致命伤害。
答案 (1)分解者 物质循环 (2)化学 土壤微生物和植物 (3)食物链 该物质比较容易被生物吸收;其在生物体内降解、排出速率较慢;该物质暂时未对生物造成致命伤害
11.(科学探究)科研人员为修复稻田生态系统进行研究,对照区稻田按当地耕作习惯进行日常管理,人工控制区进行如下处理:
①稻田冬闲期种植豆科绿肥紫云英,并在盛花期全株翻耕还田;
②田埂全年保留禾本科杂草,并在控制区中部设置茭白种植区;
③水稻生育期不喷洒杀虫剂,并控制化肥使用。
如图是人工控制区和对照区水稻主要害虫稻纵卷叶螟及其两种天敌密度的变化,请回答下列问题:
(1)研究中常用______________法调查稻纵卷叶螟种群密度。蜘蛛和寄生蜂属于生态系统的______________(填成分),它们与稻纵卷叶螟间的种间关系分别是______________。
(2)与对照区相比,人工控制区中蜘蛛和寄生蜂的数量______________,主要原因:一是稻田田埂全年保留禾本科杂草、控制区中部种植茭白等可为寄生蜂和蜘蛛____________________________;二是不喷洒杀虫剂,_____________________________。
(3)生态修复实施5年后,人工控制区和对照区效益调查比较如下表:
处理
杀虫剂使用
次数/(次·
季-1)
氮肥使用量/
(g·m-2)
水稻产量/
(g·m-2)
经济效率/
(元·m-2)
控制区
0.0
18.44
847.93
2.59
对照区
4.0
21.29
786.31
2.36
①从物质循环角度看,稻田生态系统需要施氮肥的原因是_______________________________________________________________。
与对照区相比,控制区氮肥使用量较少的主要原因是_____________________________。
②氮元素在水稻、稻纵卷叶螟、蜘蛛间传递的主要形式是______________。
(4)在实施稻田生态工程修复时,可以通过保护害虫天敌种类和数量,增加生态系统结构的复杂性,提高生态系统的______________,既能有效控制虫害,又能______________,最终实现生态和经济效益的协调与提高。
解析 (1)稻纵卷叶螟的活动能力弱、活动范围小,采用样方法调查其种群密度。蜘蛛和寄生蜂间接以水稻为食,属于生态系统的消费者。根据题干信息可知,蜘蛛和寄生蜂是稻纵卷叶螟的天敌,蜘蛛会吃稻纵卷叶螟,寄生蜂会寄生在稻纵卷叶螟体内,因此它们与稻纵卷叶螟间的种间关系分别是捕食、寄生。(2)根据题图可知,与对照区相比,人工控制区中蜘蛛和寄生蜂的数量更多,结合题干对人工控制区进行的处理可知,一是稻田田埂全年保留禾本科杂草、控制区中部种植茭白等可为寄生蜂和蜘蛛提供栖息地和产卵地;二是不喷洒杀虫剂,不会杀死稻纵卷叶螟,而稻纵卷叶螟是寄生蜂和蜘蛛的食物,故不喷洒杀虫剂,增加了寄生蜂和蜘蛛的食物,也降低了其死亡率。(4)生态系统的抵抗力稳定性与其结构的复杂性呈正相关,生态系统的结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性越高。保护害虫天敌种类和数量,可减少害虫的数量,则水稻的产量增多,即通过保护害虫天敌种类和数量既能有效控制虫害,又能提高经济,最终实现生态和经济效益的协调与提高。
答案 (1)样方 消费者 捕食、寄生 (2)更多 提供栖息地和产卵地 增加了寄生蜂和蜘蛛的食物(降低了其死亡率) (3)①大量氮元素随农产品输出而缺失,同时氮循环过程十分缓慢,故需不断补充 控制区种植了豆科绿肥紫云英,豆科绿肥紫云英具有固氮的功能,且全株还田可以提供大量氮元素 ②含氮有机物 (4)抵抗力稳定性 提高经济
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