内容正文:
专题17生态系统及其稳定性
目录
1.命题趋势:明考情知方向
2.重难诠释:知重难、攻薄弱(核心背记+长难句作答)
3.创新情境练:知情境、练突破(10min限时练)
4.限时提升练:综合能力提升(30min限时练)
考点
三年考情分析
2025考向预测
生态系统的结构
2024全国甲T5, 2024甘肃T12,
2024河北T12,2024黑辽吉T22 ,
2023天津T13,2023海南T19,
2023全国甲T5,2023广东T13,
2022广东T6,2022广东T 20 ,
1.考点预测:生态系统的结构题目主要以生产、生活或科研实验为载体,主要考查食物链、营养级、生态系统的组成成分、物质循环、能量流动、生物多样性的概念和价值、人口增长与生态足迹等相关知识,考查考生利用所学知识解释生物学现象、解决实际问题的能力。
2.考法预测:情境:题目的情境来源包括农业生产实践、科研实验、大学教材等,常常以文字叙述为主,
以表格数据、曲线图为辅来呈现情境信息,要求考生准确提取关键信息,在对生态系统相关知识的回忆和相关原理的应用基础上,理解情境材料中某个生态系统的结构与功能。
设问:试题通常以选择题的形式出现,在特定情境中给出文字信息或图表信息,围绕某个生态系统的食物链、营养级、生态系统的组成成分、物质循环、能量流动、生态恢复的科研实例、生态环境破坏的现实实例、生态工程实例等真实情境作为载体,并进一步分析生态系统的稳定性,有助于考生树立生态意识。
生态系统的功能
2024山东T12,2024黑吉辽T16,
2024山东T12,2024甘肃T13,
2024湖北T7,2024广东T20,
2023山东T1 3 ,2023湖南T4,
2022广东T 2 0 ,2022山东T11,
2022广东T6,
生态系统的稳定性
2024河北T17,2024湖北T19,
2024全国新课标T33,
2024河北T21,
2023湖南T13,2023北京T11,
2023全国乙T31,
重难点核心背记
1.生态系统的组成及结构
(1)生态系统=生物群落+非生物环境。地球上最大的生态系统是生物圈。
(2)生态系统的结构
①组成成分:非生物的物质和能量、生产者(自养生物,是生态系统的基石)、消费者(能够加快生态系统的物质循环)和分解者(物质循环的关键环节)。
②营养结构——食物链和食物网,是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。食物链的第一营养级生物一定是生产者,食物链的营养级一般不超过五个。
(3)生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
④生产者一定是自养型生物,自养型生物一定是生产者。
⑤营腐生生活的生物一定是分解者,分解者一定是营腐生生活的生物。
2.生态系统的能量流动
(1)能量的输入、传递和散失
①能量的输入:通过生产者的光合作用固定太阳能(主要途径)。
②能量传递:通过食物链和食物网传递。
③能量散失:以热能形式散失。
④具体过程:太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能(通过呼吸作用散失)。
(2)能量流动的特点:单向流动,逐级递减。能量在相邻两个营养及间的传递效率为10%~20%。能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
(3)研究能量流动的意义
①帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
②帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
③帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
3.生态系统的物质循环(碳循环)
(1)
(2)大气中的碳主要通过植物的光合作用进入生物群落,其次通过化能合成作用进入生物群落。
(3)生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧等方式返回到大气中。
(4)“三看法”快速确认碳循环的各环节
①一看双箭头→双箭头一方为“生产者”,另一方为“大气中CO2库”。
②二看多箭头→图示其他几种成分都向其指来箭头,则被指向方为“大气中CO2库”
③三看“生产者”“消费者”及其指向→生产者指向消费者;生产者、消费者均指向分解者。
4.生态系统的信息传递
(1)信息的种类:物理信息——声、光、温度、磁场等;化学信息——性外激素、生物碱等;行为信息——动物的特殊行为,主要指各种动作。
(2)信息传递的方向:大多是双向的,也可以是单向的。
(3)实例:海豚的回声定位、某些种子需要光信息刺激才能萌发、一些植物的开花需要长日照、少数植物被害虫危害时会释放一种信息素以吸引害虫的天敌来捕食害虫。
(4)信息传递在生态系统中的作用
(1)维持生命活动的正常进行。
(2)保持生物种群的繁衍。
(3)调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
5.生态系统的稳定性
(1)两个方面
①抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(2)原因:生态系统具有一定的自我调节能力。生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。
(3)关系:一般来说,生态系统中的组分越少、食物网越简单,其自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
6.生物多样性与环境保护
(1)全球性生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。
(2)生物多样性的价值
直接价值——药用、科研、美学价值等;间接价值——调节生态系统的功能以及促进生态系统中基因流动和协同进化等方面;潜在价值——目前人类尚不太清楚的价值。
(3)生物多样性的保护措施:就地保护(如建立自然保护区)、易地保护等。
(4)保护生物多样性,并不反对对野生动植物资源的合理开发和利用。
7.生态工程
(1)生态工程的特点
生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
(2)生态工程所遵循的基本原理
①自生
措施:遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
②循环
措施:通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。
③协调
措施:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
④整体
依据:a.要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
b.人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。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。
(建议用时:10分钟)
创新情境 联系生活
1.我国是世界上海洋生物多样性最丰富的国家之一,被国际保护组织誉为“生物多样性大国”和“生物多样性全球热点地区”。小龙虾原产美洲,生长速度快,适应能力强,入侵我国后的最初一段时间种群数量会迅速上升,从入侵初期的泛滥成灾到现在要依靠人工养殖才能满足人们的需求。稻—虾立体养殖是人工养殖小龙虾的重要方式。下列叙述错误的是( )
A.小龙虾入侵初期因缺少天敌、气候适宜、空间充裕等,种群增长曲线呈“J”形
B.小龙虾同化量的一部分以粪便的形式流向分解者,其余通过呼吸作用以热能的形式散失
C.小龙虾等外来物种入侵会导致当地物种丰富度降低,从而破坏当地生态系统的稳定性
D.与传统养殖或种植方式相比,稻—虾立体养殖能够更充分地利用空间和环境资源
【答案】B
【分析】同化量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失,一部分储存起来用于自身的生长发育和繁殖;粪便中的能量属于上一营养级的同化量。
【详解】A、小龙虾是外来物种,入侵初期因缺少天敌、气候适宜、空间充裕等,种群增长曲线呈“J”形,A正确;
B、小龙虾的粪便中的能量不属于它的同化量,而是属于上一营养级的同化量,B错误;
C、小龙虾等外来物种入侵会和当地物种竞争生存空间和资源,而外来物种往往由于缺乏天敌而泛滥成灾,导致当地物种丰富度降低,从而破坏当地生态系统的稳定性,C正确;
D、稻-虾立体养殖方式合理套养一定数量小龙虾,发挥小龙虾除草和排泄物增肥等功效,实行水稻小龙虾共生,实现“田面种稻,水体养虾,虾粪肥田,稻虾共生”的效果,充分利用了空间和环境资源,D正确。
故选B。
2.假设某个稳定的生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标,结果如表所示,表中“一”表示该处数据省略。已知一般情况下,捕食压力指数越大,生物被捕食的压力就越大。下列分析正确的是( )
物种
①
②
③
④
流经生物的能量/kJ
—
—
1.60×106
2.13×108
生物体内镉的浓度/(μg·g-1)
0.03
0.08
—
—
生物承受的捕食压力指数
15.64
—
1.05
—
A.该生态系统是由表中4种生物成分和非生物成分组成
B.表中4种生物所构成的食物链可能是④→③→①→②
C.该生态系统中的总能量是①~④体内的能量
D.碳在①~④的流动主要是以的形式进行的
【答案】B
【分析】能量流动具有逐级递减的单向流动的特点;有害物质具有生物富集的特点,营养级越高,有害物质积累的越多。
【详解】A、表中为一条食物链上的生物,只有生产者和消费者,没有分解者和非生物的物质和能量,A错误;
B、根据流经生物的能量推断,④的营养级低于③的营养级;根据生物体内镉的浓度推断,①的营养级低于②的营养级;根据生物承受的捕食压力指数判断,③不是最高营养级。综合判断,4种生物在食物链中的排序可能是④→③→①→②,B正确;
C、流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,C错误;
D、碳在①~④的流动主要是以含碳有机物的形式进行的,D错误。
故选B。
3.烟草等植物遭到天蛾等害虫蚕食时,茉莉酸(JA)分泌增加,在茉莉酸的作用下,烟草会合成并释放某些物质吸引取食天蛾虫卵的天敌,以此建立化学防御减少啃食,相关实验过程与结果如图1所示;茉莉酸还可增加叶片表皮毛密度以建立物理防御减少啃食,赤霉素(GA)对表皮毛的发育过程也产生一定的影响,相关实验过程与结果如图2所示。下列说法错误的是( )
组别
处理方法
结果
对照组
取一定量天蛾卵接种在健康烟草叶片上,正常培养后观察剩余卵量
60%
实验组
用适量的茉莉酸处理接种等量天蛾卵的健康烟草,正常培养后观察剩余卵量
20%
图1
A.依据图1:烟草产生的抗虫反应有利于调节生物的种间关系
B.依据图1:茉莉酸可以降低天蛾的着卵量和天蛾卵天敌数量
C.依据图2:对照组的烟草叶片也分布有表皮毛抵抗天蛾啃食
D.依据图2:GA和JA对表皮毛的发育具有正向协同调控作用
【答案】B
【分析】信息传递在生态系统的作用主要有:①生命活动的正常进行,离不开信息的作用;②生物种群的繁衍,离不开信息的传递;③调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【详解】AB、烟草等植物遭到天蛾等害虫蚕食时,茉莉酸(JA)分泌增加,在茉莉酸的作用下,烟草会合成并释放某些物质吸引取食天蛾虫卵的天敌,说明烟草产生的抗虫反应有利于调节生物的种间关系,对照组卵剩余量多余实验组,可知茉莉酸可以降低天蛾的剩余卵量,但不能说明降低天蛾卵天敌数量,A正确,B错误;
C、植物自身可以产生茉莉酸,茉莉酸可增加叶片表皮毛密度以建立物理防御减少啃食,因此对照组的烟草叶片也分布有表皮毛抵抗天蛾啃食,C正确;
D、由图2可知,当同时添加GA和JA组,每片叶的表皮毛相对数量高于单独作用,因此可知GA和JA对表皮毛的发育具有正向协同调控作用,D正确。
故选B。
4.小天鹅是长途迁徙鸟类,一年中会有两次往返于越冬栖息地和繁殖栖息地的迁徙行为。研究人员调查了小天鹅在越冬栖息地对生境的选择,结果如图所示(A-1~F-2代表不同个体)。下列叙述错误的是( )
A.在越冬栖息地,直接决定小天鹅种群数量的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率
B.在越冬栖息地,小天鹅选择的生境主要是水体,其次是泥滩,最少的是草地
C.小天鹅的迁徙行为体现了越冬栖息地生物群落的季节性
D.繁殖季节雄天鹅会出现摇头、咕咕叫、拖翅等求偶动作,这属于行为信息
【答案】D
【分析】种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中种群密度是种群最基本的数量特征;出生率和死亡率、迁入率和迁出率对种群数量起着决定性作用;性别比例通过影响出生率而影响种群数量变化,年龄结构可以预测种群数量发展的变化趋势。
【详解】A、出生率和死亡率、迁入率和迁出率对种群数量起着决定性作用,在越冬栖息地,直接决定小天鹅种群数量的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,A正确;
B、从图中可以看出水体所占比例最高,泥滩次之,草地最低,所以小天鹅在越冬栖息地选择的生境主要是水体,其次是泥滩,最少的是草地,B正确;
C、小天鹅冬天迁徙到栖息地而发生生物群落物种组成的改变,体现了生物群落的季节性变化,C正确;
D、咕咕叫属于物理信息,D错误。
故选D。
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·福建·高考真题)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述错误的是( )
A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治
D.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例
【答案】C
【分析】信息传递是生态系统的功能之一,可分为物理信息、化学信息和行为信息,物理信息是指通过物理过程传递的信息,化学信息是指通过化学物质来传递的信息,行为信息是指通过动物的动作行为来传递的信息。
【详解】A、化学信息是指通过化学物质来传递的信息,由此可知,橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息,A正确;
B、分析题意,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素,由此可知,雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍,B正确;
C、利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫,属于生物防治,C错误;
D、用含该信息素的诱杀饵剂诱杀橘小实蝇雌虫,可改变橘小实蝇种群的性别比例,D正确。
故选C。
2.(2024·海南·高考真题)海龟是国家一级重点保护野生动物,其上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的物质循环和能量流动。在龟卵孵化过程中,巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.龟卵中的能量来自母龟同化的能量
B.螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎:说明螃蟹既是消费者,又是分解者
C.巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养,说明二者存在寄生关系
D.巢穴中的部分物质通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质
【答案】C
【分析】输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;另一部分则被初级消费者摄入体内,这样,能量就流人了第二营养级。流入第二营养级的能量,一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级消费者被次级消费者捕食,能量就流入了第三营养级。
【详解】A、母龟同化的能量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用,因此龟卵中的能量来自母龟同化的能量,A正确;
B、螃蟹取食幼龟说明螃蟹是消费者,螃蟹取食死亡龟的胚胎,说明螃蟹是分解者,B正确;
C、植物通常从土壤中吸收水分和矿物质,不会吸收龟卵中的物质,因此二者不存在寄生关系,C错误;
D、巢穴中的部分物质(如卵、卵壳、死亡的胚胎)通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质,D正确。
故选C。
3.(2024·江苏·高考真题)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
【答案】B
【分析】由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率最高,达到94.2%,明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率。同时,混合套养的藕增产率也最高,为13.9%,高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝。
【详解】A、由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率,同时,混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝,因此混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率,A正确;
B、虽然生物防治可以优化能量流动,但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化,能量传递效率通常是指能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率,而表格中的数据只是防治率和增产率,并不能直接反映能量传递效率的提高,B错误;
C、泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食,可能会在资源获取上产生竞争,因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系,C正确;
D、生物防治通过利用天敌来控制害虫,优化了生态系统的能量流动方向,这有助于提高经济效益和生态效益,D正确。
故选B。
4.(2024·重庆·高考真题)为了解动物共存方式,科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好,如图推断最合理的( )
A.棕熊从低营养级中获得能量少,对其所在生态系统的影响较弱
B.M2的豹猫和雪豹均为三级消费者,处于第四营养级
C.3个山系中,M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高
D.大型捕食者偏好捕食小型猎物,大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存
【答案】C
【分析】题图分析,食肉动物与其猎物的体重之间存在正相关性,体型相近的食肉动物之间具有更高程度的食性重叠。
【详解】A、棕熊为顶级的大型肉食动物,处于食物链的顶端,对其所在的生态系统的影响较大,A错误;
B、豹猫和雪豹为肉食动物,可能属于次级消费者、三级消费者等,处于第三、第四营养级等,B错误;
C、有图可知,三个山系中,M3的肉食动物最多,食物网最复杂,肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高,C正确;
D、食肉动物与其猎物的体重之间存在正相关性,一般来说,大型捕食者偏好捕食大型猎物,D错误。
故选C。
5.(2024·江西·高考真题)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
物种
流经生物的能量(kJ)
生物体内镉浓度(μg/g)
生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大)
①
—
0.03
15.64
②
—
0.08
—
③
1.60×106
—
1.05
④
2.13×108
—
—
A.④③①② B.④②①③ C.①③②④ D.④①②③
【答案】D
【分析】能量流动具有逐级递减的单向流动的特点;有害物质具有生物富集的特点,营养级越高,有害物质积累的越多。
【详解】根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;根据生物承受的捕食压力指数,数值越大,生物被捕食的压力越大,则营养级越低,①的营养级小于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③,ABC错误,D正确。
故选D。
6.(2024·甘肃·高考真题)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全,是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物,某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况,以不添加镉为对照(镉含量0.82mg·kg-1)。一段时间后,测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
镉浓度(mg·kg-1)
地上生物量(g·m-2)
地下生物量(g·m-2)
植物体镉含量(mg·kg-1)
植物A
植物B
植物A
植物B
植物A
植物B
对照
120.7
115.1
23.5
18.0
2.5
2.7
2
101.6
42.5
15.2
7.2
10.1
5.5
5
105.2
35.2
14.3
4.1
12.9
7.4
10
97.4
28.3
12.1
2.3
27.4
11.6
A.在不同浓度的镉处理下,植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比,植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大
【答案】B
【分析】本实验的目的是为了筛选可以修复镉污染土壤的植物,自变量为镉的浓度和植物种类,因变量为植物的地上、地下生物量和植物体镉含量。
【详解】A、由表可知,与对照组相比,不同浓度的镉处理下,植物A和B的植物体镉含量都有所增加,说明植物A和B都发生了镉的富集,A正确;
B、由表可知,在不同浓度的镉处理下,植物A的植物体镉含量,地上生物量和地下生物量都高于植物B,所以与植物B相比,植物A更适合作为土壤镉污染修复植物,B错误;
C、由表可知,在相同的镉浓度处理下,植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B,说明在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大,C正确;
D、由表可知,在不同浓度的镉处理下,植物A的植物体镉含量高于植物B,说明植物A对镉的富集能力更强,若以植物A作动物饲料,镉会沿着食物链进行富集,安全风险更大,D正确。
故选B。
7.(2024·甘肃·高考真题)热带雨林是生物多样性最高的陆地生态系统,对调节气候、保持水土、稳定碳氧平衡等起着非常重要的作用。近年来,随着人类活动影响的加剧,热带雨林面积不断减小,引起人们更多的关注和思考。下列叙述正确的是( )
A.热带雨林垂直分层较多,一般不发生光竞争
B.热带雨林水热条件较好,退化后恢复相对较快
C.热带雨林林下植物的叶片大或薄、叶绿体颗粒小
D.热带雨林物种组成和结构复杂,物质循环相对封闭
【答案】B
【分析】生态系统:(1)概念:在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,叫作生态系统。(2)组成成分:生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。其中生产者为自养生物,消费者和分解者为异养生物。(3)营养结构:食物链和食物网。(4)功能:①能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。②物质循环:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。③信息传递:生态系统中的信息传递既存在于同种生物之间,也发生在不同生物之间,还能发生在生物与无机环境之间。
【详解】A、热带雨林的生物组分较多,垂直分层现象更明显,不同高度的植物之间会竞争阳光等环境资源,A错误;
B、热带雨林水热条件较好,与其他生态系统相比,恢复力稳定性较高,因此退化后恢复相对较快,B正确;
C、热带雨林林下光线相对较弱,林下植物的叶片大或薄,叶绿体颗粒大,呈深绿色,以适应在弱光条件下生存,C错误;
D、生态系统的物质循环具有全球性,开放性,虽然热带雨林物种组成和结构复杂,物质循环也不是封闭的,D错误。
故选B。
8.(2024·安徽·高考真题)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解,进入环境后少量返回生物群落,大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后磷再次参与循环。下列叙述错误的是( )
A.在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少
B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率
C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程
D.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环
【答案】B
【分析】组成生物体的碳、氢、氧、磷、硫等元素,都在不断进行这从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
【详解】A、细胞中碳元素的含量高于磷元素,故在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少,A正确;
B、人类施用磷肥等农业生产活动,使部分磷留在无机环境里,改变磷循环速率,B错误;
C、植物吸收利用的磷可用于合成磷脂、ATP、DNA、RNA等物质,故磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程,C正确;
D、磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环,D正确。
故选B。
9.(2024·广东·高考真题)松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放植物信息素,吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是( )
A.该过程中松树释放的信息应是化学信息
B.3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
C.松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作
D.该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定
【答案】B
【分析】生态系统中的信息大致可以分为物理信息、化学信息、行为信息。生物在生命活动过程中,会产生一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱,有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,就是化学信息。生态系统中信息传递的作用:(1)有利于正常生命活动的进行;(2)有利于生物种群的繁衍;(3)调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
【详解】A、松树释放植物信息素吸引寄生蜂,植物信息素属于化学信息,A正确;
B、松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息,B错误;
C、寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食,从而减少松树受到攻击,松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放植物信息素,吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,两者相互合作,彼此也能分开,属于原始合作关系,C正确;
D、通过该信息的调节使得松鼠、松叶蜂、寄生蜂维持相对稳定,有利于维持松林群落的平衡与稳定,D正确。
故选B。
10.(2024·广东·高考真题)“碳汇渔业”,又称“不投饵渔业”,是指充分发挥生物碳汇功能,通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动,是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是( )
A.开发海洋牧场,发展深海渔业
B.建设大坝鱼道,保障鱼类洄游
C.控制无序捕捞,实施长江禁渔
D.增加饵料投放,提高渔业产量
【答案】A
【分析】碳汇渔业定义:按照碳汇和碳源的定义以及海洋生物固碳的特点,碳汇渔业就是指通过渔业生产活动促进水生生物吸收水体中的二氧化碳,并通过收获把这些碳移出水体的过程和机制,也被称为“可移出的碳汇”。碳汇渔业就是能够充分发挥碳汇功能,直接或间接吸收并储存水体中的CO2,降低大气中的CO2浓度,进而减缓水体酸度和气候变暖的渔业生产活动的泛称。
【详解】A、开发海洋牧场,发展深海渔业可获取水产品且不需要投饵,属于“碳汇渔业”,A符合题意;
BC、建设大坝鱼道,保障鱼类洄游、控制无序捕捞,实施长江禁渔,均没有收获水产品,不属于“碳汇渔业”,BC不符合题意;
D、增加饵料投放,不符合“不投饵渔业”,不属于“碳汇渔业”,D不符合题意。
故选A。
11.(2024·河北·高考真题)天然林可分为单种乔木的纯林和包含多种乔木的混交林。人工林通常是在栽培某树种后,经多年持续去除自然长出的其他树木进行抚育,形成单种乔木的森林。下列叙述错误的是( )
A.混交林的多种乔木可为群落中的其他物种创造复杂的生物环境
B.人工林经过抚育,环境中的能量和物质更高效地流向栽培树种
C.天然生长的纯林和人工林都只有单一的乔木树种,群落结构相同
D.与人工林相比,混交林生态系统物种组成更复杂
【答案】C
【分析】群落中,物种丰富度越高、营养关系越复杂,生态系统物种组成更复杂。
【详解】A、混交林的多种乔木群落结构更加复杂,可为群落中的其他物种创造复杂的生物环境,A正确;
B、人工林经过抚育,去除自然长出的其他树木,减小非栽培种的竞争,环境中的能量和物质更高效地流向栽培树种,B正确;
C、据题意可知,天然生长的纯林只有单一的乔木树种,但人工林在抚育前,不止一种乔木,且二者的群落结构不完全相同,C错误;
D、与人工林相比,混交林物种丰富度更高,营养关系更复杂,生态系统物种组成更复杂,D正确。
故选C。
12.(2024·河北·高考真题)我国拥有悠久的农业文明史。古籍中描述了很多体现劳动人民伟大智慧的农作行为。下列对相关描述所体现的生物与环境关系的分析错误的是( )
A.“凡种谷,雨后为佳”描述了要在下雨后种谷,体现了非生物因素对生物的影响
B.“区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,体现了种间竞争对生物的影响
C.“慎勿于大豆地中杂种麻子”描述了大豆和麻子因相互遮光而不能混杂种植,体现了两物种没有共同的生态位
D.“六月雨后种绿豆,八月中,犁䅖杀之……十月中种瓜”描述了可用犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜,体现了对资源的循环利用
【答案】C
【分析】生态为是指一个物种在群落中的地位和作用,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。
【详解】A、“凡种谷,雨后为佳”描述了要在下雨后种谷,说明种子的萌发需要水分,体现了非生物因素对生物的影响,A正确;
B、“区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,其目的是通过减弱种间竞争提高产量,体现了种间竞争对生物的影响,B正确;
C、“慎勿于大豆地中杂种麻子”描述了大豆和麻子因相互遮光而不能混杂种植,说明两物种有共同的生态位,C错误;
D、“六月雨后种绿豆,八月中,犁䅖杀之……十月中种瓜”描述了可用犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜,该过程中通过微生物的作用将绿豆植株中的有机物分解成无机物进而起到肥田的作用,该过程体现了对资源的循环利用,D正确。
故选C。
13.(2024·山东·高考真题)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
【答案】D
【分析】生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。又称生物浓缩,是生物体从周围环境中吸收、蓄积某种元素或难分解化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。其浓度随着食物链不断升高。
【详解】A、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能由第二营养级流向第一营养级,A正确;
B、依据生物富集,金属浓度沿食物链不断升高,故可辅助判断不同物种所处营养级的高低,B正确;
C、第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者,流入生态系统的总能量来自于生产者固定的太阳能总量,消费者通过捕食生产者获取能量,故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量,C正确;
D、该生态系统是稳定的生态系统,第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量,D错误。
故选D。
14.(2024·宁夏四川·高考真题)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示,图中→表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是( )
A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B.乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C.丙可能是初级消费者,也可能是次级消费者
D.能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
【答案】B
【分析】分析题图可知,甲数量增加导致乙数量增加,而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降;乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加,可见甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙。
【详解】A、分析题图可知,甲数量增加导致乙数量增加,而乙数量增加导致丙数量增加;甲数量下降导致乙数量下降,而乙数量下降导致丙数量下降;可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响,A错误;
B、由A项分析可知,乙捕食甲,同时乙又被丙捕食,可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者,B正确;
C、由B项分析可知,乙捕食甲,丙捕食乙,故丙不可能是初级消费者,可能是次级消费者,C错误;
D、分析题图可知,甲数量增加导致乙数量增加,而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降;乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加,可见甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙,D错误。
故选B。
15.(2024·湖北·高考真题)研究发现,某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
【答案】D
【分析】1、生态系统中信息的种类
(1)物理信息:生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,如蜘蛛网的振动频率。
(2)化学信息:生物在生命活动中,产生了一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸,动物的性外激素等。
(3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,如孔雀开屏。
2、信息传递在生态系统中的作用:
(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的传递。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
【详解】A、物理信息是指通过物理过程传递的信息,芦鹀的鸣唱声属于物理信息,A正确;
B、某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧,由此可知,求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果,B正确;
C、完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体,芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体,C正确;
D、判断两个种群是否为同一物种,主要依据是它们是否存在生殖隔离,即二者的杂交子代是否可育,由和求偶有关的鸣唱特征的差异,无法表明这三个芦鹀种群是否存在生殖隔离,D错误。
故选D。
二、非选择题
16.(2024·天津·高考真题)海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
(1)捕食食物链以浮游植物为起点,碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
(2)由表1可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
(3)“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标,数值越小,成熟度越高,数值趋向于1时,生态系统中没有多余的生产量可利用。据此,分析表2可知, 时期渤海生态系统成熟度较高,表示 减少,需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/(km2·a)]
系统特征
十年前
当前
总初级生产量*
2636
1624
总呼吸量
260
186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
【答案】(1) 消费者 分解者
(2) 高 减少
(3) 当前 剩余生产量(或多余的生产量,或可利用生产量)
【分析】1、生态系统的结构包括四种组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)。
2、流入生态系统的总能量指生态系统里所有的生产者固定的能量, 能量在沿食物链传递的平均效率为10%~20%,即一个营养级中的能量只有10%~20%的能量被下一个营养级所利用。
【详解】(1)捕食食物链以浮游植物为起点,该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的消费者; 碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的分解者。
(2)分析表1数据可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高,即相邻两个营养级间用于生长、发育和繁殖的能量的比值更高,说明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量减少。
(3)分析表2数据可知,十年前生态系统成熟度=总初级生产量/总呼吸量= 2636÷260 = 10.14 ,当前生态系统成熟度= 1624÷186= 8.73,数值更小,所以当前时期渤海生态系统成熟度较高,表示生态系统中多余的生产量减少,需要采取相应管理措施恢复渔业资源。
17.(2024·海南·高考真题)海南海防林包括本土自然林中的青皮林、人工种植的木麻黄林等,是海岸沿线防风固沙的重要生态屏障。回答下列问题:
(1)青皮植株高大、分枝茂盛、根系发达。青皮林被当地人称为“雨神”,表明青皮林除了防风固沙外,还具有 的生态功能(答出1点即可)。
(2)石梅湾青皮林中,青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于 地位。在青皮种群数量中,幼苗占53%,幼树占40%,成树占7%,说明该种群的年龄结构为 型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可提高石梅湾青皮种群的 多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这是木麻黄林稳定性低的重要因素,原因是 。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可采取的措施是 。
【答案】(1)调节气候
(2) 优势 增长
(3)基因
(4)木麻黄抑制周围其他植物生长,导致物种丰富度降低,营养结构简单,自我调节能力弱
(5)减少人为干扰,让群落自然演替;引入本土植物,增加物种丰富度等
【分析】森林生态系统具有多种生态功能,比如保持水土、涵养水源、净化空气、调节气候、防风固沙、维持生物多样性等。
【详解】(1)青皮林被称为 “雨神”,说明青皮林能够增加空气湿度,调节气候,具有调节气候的生态功能。
(2)青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于优势地位。青皮种群中幼苗占53%,幼树占 40%,成树占 7%,幼龄个体数量多,老龄个体数量少,说明该种群的年龄结构为增长型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可增加青皮的基因种类,从而提高石梅湾青皮种群的基因多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这会导致物种丰富度降低,营养结构简单,自我调节能力弱,所以木麻黄林稳定性低。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可以减少人为干扰,让群落自然演替;或者引入本土植物,增加物种丰富度等。
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专题17生态系统及其稳定性
目录
1.命题趋势:明考情知方向
2.重难诠释:知重难、攻薄弱(核心背记+长难句作答)
3.创新情境练:知情境、练突破(10min限时练)
4.限时提升练:综合能力提升(30min限时练)
考点
三年考情分析
2025考向预测
生态系统的结构
2024全国甲T5, 2024甘肃T12,
2024河北T12,2024黑辽吉T22 ,
2023天津T13,2023海南T19,
2023全国甲T5,2023广东T13,
2022广东T6,2022广东T 20 ,
1.考点预测:生态系统的结构题目主要以生产、生活或科研实验为载体,主要考查食物链、营养级、生态系统的组成成分、物质循环、能量流动、生物多样性的概念和价值、人口增长与生态足迹等相关知识,考查考生利用所学知识解释生物学现象、解决实际问题的能力。
2.考法预测:情境:题目的情境来源包括农业生产实践、科研实验、大学教材等,常常以文字叙述为主,
以表格数据、曲线图为辅来呈现情境信息,要求考生准确提取关键信息,在对生态系统相关知识的回忆和相关原理的应用基础上,理解情境材料中某个生态系统的结构与功能。
设问:试题通常以选择题的形式出现,在特定情境中给出文字信息或图表信息,围绕某个生态系统的食物链、营养级、生态系统的组成成分、物质循环、能量流动、生态恢复的科研实例、生态环境破坏的现实实例、生态工程实例等真实情境作为载体,并进一步分析生态系统的稳定性,有助于考生树立生态意识。
生态系统的功能
2024山东T12,2024黑吉辽T16,
2024山东T12,2024甘肃T13,
2024湖北T7,2024广东T20,
2023山东T1 3 ,2023湖南T4,
2022广东T 2 0 ,2022山东T11,
2022广东T6,
生态系统的稳定性
2024河北T17,2024湖北T19,
2024全国新课标T33,
2024河北T21,
2023湖南T13,2023北京T11,
2023全国乙T31,
重难点核心背记
1.生态系统的组成及结构
(1)生态系统=生物群落+非生物环境。地球上最大的生态系统是生物圈。
(2)生态系统的结构
①组成成分:非生物的物质和能量、生产者(自养生物,是生态系统的基石)、消费者(能够加快生态系统的物质循环)和分解者(物质循环的关键环节)。
②营养结构——食物链和食物网,是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。食物链的第一营养级生物一定是生产者,食物链的营养级一般不超过五个。
(3)生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
④生产者一定是自养型生物,自养型生物一定是生产者。
⑤营腐生生活的生物一定是分解者,分解者一定是营腐生生活的生物。
2.生态系统的能量流动
(1)能量的输入、传递和散失
①能量的输入:通过生产者的光合作用固定太阳能(主要途径)。
②能量传递:通过食物链和食物网传递。
③能量散失:以热能形式散失。
④具体过程:太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能(通过呼吸作用散失)。
(2)能量流动的特点:单向流动,逐级递减。能量在相邻两个营养及间的传递效率为10%~20%。能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
(3)研究能量流动的意义
①帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
②帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
③帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
3.生态系统的物质循环(碳循环)
(1)
(2)大气中的碳主要通过植物的光合作用进入生物群落,其次通过化能合成作用进入生物群落。
(3)生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧等方式返回到大气中。
(4)“三看法”快速确认碳循环的各环节
①一看双箭头→双箭头一方为“生产者”,另一方为“大气中CO2库”。
②二看多箭头→图示其他几种成分都向其指来箭头,则被指向方为“大气中CO2库”
③三看“生产者”“消费者”及其指向→生产者指向消费者;生产者、消费者均指向分解者。
4.生态系统的信息传递
(1)信息的种类:物理信息——声、光、温度、磁场等;化学信息——性外激素、生物碱等;行为信息——动物的特殊行为,主要指各种动作。
(2)信息传递的方向:大多是双向的,也可以是单向的。
(3)实例:海豚的回声定位、某些种子需要光信息刺激才能萌发、一些植物的开花需要长日照、少数植物被害虫危害时会释放一种信息素以吸引害虫的天敌来捕食害虫。
(4)信息传递在生态系统中的作用
(1)维持生命活动的正常进行。
(2)保持生物种群的繁衍。
(3)调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
5.生态系统的稳定性
(1)两个方面
①抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(2)原因:生态系统具有一定的自我调节能力。生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。
(3)关系:一般来说,生态系统中的组分越少、食物网越简单,其自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
6.生物多样性与环境保护
(1)全球性生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。
(2)生物多样性的价值
直接价值——药用、科研、美学价值等;间接价值——调节生态系统的功能以及促进生态系统中基因流动和协同进化等方面;潜在价值——目前人类尚不太清楚的价值。
(3)生物多样性的保护措施:就地保护(如建立自然保护区)、易地保护等。
(4)保护生物多样性,并不反对对野生动植物资源的合理开发和利用。
7.生态工程
(1)生态工程的特点
生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
(2)生态工程所遵循的基本原理
①自生
措施:遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
②循环
措施:通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。
③协调
措施:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
④整体
依据:a.要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
b.人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。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。
(建议用时:10分钟)
创新情境 联系生活
1.我国是世界上海洋生物多样性最丰富的国家之一,被国际保护组织誉为“生物多样性大国”和“生物多样性全球热点地区”。小龙虾原产美洲,生长速度快,适应能力强,入侵我国后的最初一段时间种群数量会迅速上升,从入侵初期的泛滥成灾到现在要依靠人工养殖才能满足人们的需求。稻—虾立体养殖是人工养殖小龙虾的重要方式。下列叙述错误的是( )
A.小龙虾入侵初期因缺少天敌、气候适宜、空间充裕等,种群增长曲线呈“J”形
B.小龙虾同化量的一部分以粪便的形式流向分解者,其余通过呼吸作用以热能的形式散失
C.小龙虾等外来物种入侵会导致当地物种丰富度降低,从而破坏当地生态系统的稳定性
D.与传统养殖或种植方式相比,稻—虾立体养殖能够更充分地利用空间和环境资源
2.假设某个稳定的生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标,结果如表所示,表中“一”表示该处数据省略。已知一般情况下,捕食压力指数越大,生物被捕食的压力就越大。下列分析正确的是( )
物种
①
②
③
④
流经生物的能量/kJ
—
—
1.60×106
2.13×108
生物体内镉的浓度/(μg·g-1)
0.03
0.08
—
—
生物承受的捕食压力指数
15.64
—
1.05
—
A.该生态系统是由表中4种生物成分和非生物成分组成
B.表中4种生物所构成的食物链可能是④→③→①→②
C.该生态系统中的总能量是①~④体内的能量
D.碳在①~④的流动主要是以的形式进行的
3.烟草等植物遭到天蛾等害虫蚕食时,茉莉酸(JA)分泌增加,在茉莉酸的作用下,烟草会合成并释放某些物质吸引取食天蛾虫卵的天敌,以此建立化学防御减少啃食,相关实验过程与结果如图1所示;茉莉酸还可增加叶片表皮毛密度以建立物理防御减少啃食,赤霉素(GA)对表皮毛的发育过程也产生一定的影响,相关实验过程与结果如图2所示。下列说法错误的是( )
组别
处理方法
结果
对照组
取一定量天蛾卵接种在健康烟草叶片上,正常培养后观察剩余卵量
60%
实验组
用适量的茉莉酸处理接种等量天蛾卵的健康烟草,正常培养后观察剩余卵量
20%
图1
A.依据图1:烟草产生的抗虫反应有利于调节生物的种间关系
B.依据图1:茉莉酸可以降低天蛾的着卵量和天蛾卵天敌数量
C.依据图2:对照组的烟草叶片也分布有表皮毛抵抗天蛾啃食
D.依据图2:GA和JA对表皮毛的发育具有正向协同调控作用
4.小天鹅是长途迁徙鸟类,一年中会有两次往返于越冬栖息地和繁殖栖息地的迁徙行为。研究人员调查了小天鹅在越冬栖息地对生境的选择,结果如图所示(A-1~F-2代表不同个体)。下列叙述错误的是( )
A.在越冬栖息地,直接决定小天鹅种群数量的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率
B.在越冬栖息地,小天鹅选择的生境主要是水体,其次是泥滩,最少的是草地
C.小天鹅的迁徙行为体现了越冬栖息地生物群落的季节性
D.繁殖季节雄天鹅会出现摇头、咕咕叫、拖翅等求偶动作,这属于行为信息
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·福建·高考真题)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供底物给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述错误的是( )
A.橘小实蝇雄虫吸引雌虫的信息素属于化学信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌有利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用该信息素诱杀橘小实蝇雌虫属于化学防治
D.用含该信息素的诱杀饵剂可改变橘小实蝇种群的性别比例
2.(2024·海南·高考真题)海龟是国家一级重点保护野生动物,其上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的物质循环和能量流动。在龟卵孵化过程中,巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图。下列有关叙述错误的是( )
A.龟卵中的能量来自母龟同化的能量
B.螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎:说明螃蟹既是消费者,又是分解者
C.巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养,说明二者存在寄生关系
D.巢穴中的部分物质通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质
3.(2024·江苏·高考真题)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
4.(2024·重庆·高考真题)为了解动物共存方式,科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好,如图推断最合理的( )
A.棕熊从低营养级中获得能量少,对其所在生态系统的影响较弱
B.M2的豹猫和雪豹均为三级消费者,处于第四营养级
C.3个山系中,M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高
D.大型捕食者偏好捕食小型猎物,大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存
5.(2024·江西·高考真题)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是( )
物种
流经生物的能量(kJ)
生物体内镉浓度(μg/g)
生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大)
①
—
0.03
15.64
②
—
0.08
—
③
1.60×106
—
1.05
④
2.13×108
—
—
A.④③①② B.④②①③ C.①③②④ D.④①②③
6.(2024·甘肃·高考真题)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全,是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物,某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况,以不添加镉为对照(镉含量0.82mg·kg-1)。一段时间后,测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
镉浓度(mg·kg-1)
地上生物量(g·m-2)
地下生物量(g·m-2)
植物体镉含量(mg·kg-1)
植物A
植物B
植物A
植物B
植物A
植物B
对照
120.7
115.1
23.5
18.0
2.5
2.7
2
101.6
42.5
15.2
7.2
10.1
5.5
5
105.2
35.2
14.3
4.1
12.9
7.4
10
97.4
28.3
12.1
2.3
27.4
11.6
A.在不同浓度的镉处理下,植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比,植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大
7.(2024·甘肃·高考真题)热带雨林是生物多样性最高的陆地生态系统,对调节气候、保持水土、稳定碳氧平衡等起着非常重要的作用。近年来,随着人类活动影响的加剧,热带雨林面积不断减小,引起人们更多的关注和思考。下列叙述正确的是( )
A.热带雨林垂直分层较多,一般不发生光竞争
B.热带雨林水热条件较好,退化后恢复相对较快
C.热带雨林林下植物的叶片大或薄、叶绿体颗粒小
D.热带雨林物种组成和结构复杂,物质循环相对封闭
8.(2024·安徽·高考真题)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解,进入环境后少量返回生物群落,大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后磷再次参与循环。下列叙述错误的是( )
A.在生物地球化学循环中,磷元素年周转量比碳元素少
B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率
C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程
D.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环
9.(2024·广东·高考真题)松树受到松叶蜂幼虫攻击时,会释放植物信息素,吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内,寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是( )
A.该过程中松树释放的信息应是化学信息
B.3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
C.松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作
D.该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定
10.(2024·广东·高考真题)“碳汇渔业”,又称“不投饵渔业”,是指充分发挥生物碳汇功能,通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动,是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是( )
A.开发海洋牧场,发展深海渔业
B.建设大坝鱼道,保障鱼类洄游
C.控制无序捕捞,实施长江禁渔
D.增加饵料投放,提高渔业产量
11.(2024·河北·高考真题)天然林可分为单种乔木的纯林和包含多种乔木的混交林。人工林通常是在栽培某树种后,经多年持续去除自然长出的其他树木进行抚育,形成单种乔木的森林。下列叙述错误的是( )
A.混交林的多种乔木可为群落中的其他物种创造复杂的生物环境
B.人工林经过抚育,环境中的能量和物质更高效地流向栽培树种
C.天然生长的纯林和人工林都只有单一的乔木树种,群落结构相同
D.与人工林相比,混交林生态系统物种组成更复杂
12.(2024·河北·高考真题)我国拥有悠久的农业文明史。古籍中描述了很多体现劳动人民伟大智慧的农作行为。下列对相关描述所体现的生物与环境关系的分析错误的是( )
A.“凡种谷,雨后为佳”描述了要在下雨后种谷,体现了非生物因素对生物的影响
B.“区中草生,茇之”描述了要及时清除田里的杂草,体现了种间竞争对生物的影响
C.“慎勿于大豆地中杂种麻子”描述了大豆和麻子因相互遮光而不能混杂种植,体现了两物种没有共同的生态位
D.“六月雨后种绿豆,八月中,犁䅖杀之……十月中种瓜”描述了可用犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜,体现了对资源的循环利用
13.(2024·山东·高考真题)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
14.(2024·宁夏四川·高考真题)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示,图中→表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是( )
A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B.乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C.丙可能是初级消费者,也可能是次级消费者
D.能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
15.(2024·湖北·高考真题)研究发现,某种芦鹀分布在不同地区的三个种群,因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征,相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征,在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是( )
A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息
B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果
C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流,芦鹀既是信息源又是信息受体
D.和求偶有关的鸣唱特征的差异,表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离
二、非选择题
16.(2024·天津·高考真题)海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
(1)捕食食物链以浮游植物为起点,碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
(2)由表1可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
(3)“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标,数值越小,成熟度越高,数值趋向于1时,生态系统中没有多余的生产量可利用。据此,分析表2可知, 时期渤海生态系统成熟度较高,表示 减少,需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/(km2·a)]
系统特征
十年前
当前
总初级生产量*
2636
1624
总呼吸量
260
186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
17.(2024·海南·高考真题)海南海防林包括本土自然林中的青皮林、人工种植的木麻黄林等,是海岸沿线防风固沙的重要生态屏障。回答下列问题:
(1)青皮植株高大、分枝茂盛、根系发达。青皮林被当地人称为“雨神”,表明青皮林除了防风固沙外,还具有 的生态功能(答出1点即可)。
(2)石梅湾青皮林中,青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于 地位。在青皮种群数量中,幼苗占53%,幼树占40%,成树占7%,说明该种群的年龄结构为 型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可提高石梅湾青皮种群的 多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这是木麻黄林稳定性低的重要因素,原因是 。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可采取的措施是 。
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