内容正文:
生态系统通过自我调节保持结构和功能的相对稳定
第一部分 大概念八
[非选择题规范解答] 生物与环境类
内容索引
NEIRONGSUOYIN
非选择题规范解答特训
典例体验
(16分)小麦是主要的粮食作物,小麦蚜虫是小麦生产的主要害虫,瓢虫是麦蚜的天敌。直至目前,麦蚜的防治主要依赖于化学合成农药。
(1)在此生态系统的组成成分中,瓢虫属于 者,它同化的能量去向包括 。
(2)为研发麦蚜绿色防控新技术,比较了虫害诱导植物挥发物水杨酸甲酯(MeSA)海藻酸钠缓释球和植物免疫激发子寡糖·链蛋白(OAP)以及二者共同处理对麦蚜及其天敌瓢虫种群数量动态的影响。
共设置3个实验组,分别为OAP处理、MeSA缓释球处理、OAP与MeSA缓释球共同处理,另设空白对照。重复三次。每个实验小区面积为
10 m×10 m。
①调查方法:有翅蚜采用黄板(20 cm×25 cm)诱集,将1张黄板悬挂于小区中央。无翅蚜采用 法取样,统计百株蚜量。瓢虫用黄板诱集。
注:CK表示对照组
②据图1可知,在调查期间,处理区与对照区麦蚜的种群数量变化趋势
,MeSA和OAP以及二者共同处理区蚜量
。
③根据图2分析MeSA和OAP对瓢虫种群数量的影响是 。
说明MeSA在驱避蚜虫的同时还能 。
④MeSA是麦蚜取食诱导产生的小麦挥发物组分,属于生态系统中的化学信息,该信息在生态系统中的作用是调节生物的 关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(3)MeSA和OAP对小麦产量的影响见图3,综合以上结果,你会选择哪种处理办法防控麦蚜? 。说明原因:____________________
。
[试做] 时间 自评得分
(1)
(2)①
②
③
④
(3)
______________________________________________________
答案与评分标准
标准答案 评分细则
(1)消费(1分) 通过呼吸作用以热能形式散失、流入下一个营养级、被分解者利用(2分) 第一空:答案唯一;第二空:三个方面答全才能得2分,答对两个方面得1分 ,答对一个方面不得分
标准答案 评分细则
(2)①五点取样(1分)
②基本一致(1分) 数量接近(1分),且均低于对照区(1分)(本空共2分)
③MeSA处理以及MeSA与OAP共同处理区的瓢虫量显著高于其他处理(2分),OAP单独处理对瓢虫种群数量无显著影响(1分)(本空共3分) 吸引麦蚜的天敌(1分)
④种间(1分) ①答“样方法”不得分;②第一
空:答“先增加后降低”不得分;第二空:涉及2个采分点;③第一空:第一个采分点包括两点,只答对一点得1分;第二空:答案唯一
④答案唯一
标准答案 评分细则
(3)二者混合施用(1分) 提高小麦的产量(1分), 降低麦蚜的数量(1分), 减少杀虫剂的使用(1分) (本空共3分) 第一空:答案唯一;第二空:按照3个采分点分别得分
[答题技巧与规则]
(1)对问题的表述既要简练,又要全面,不能有遗漏。例如回答瓢虫同化的能量去向,实际上是教材中所学知识的迁移,应分3个要点来表述。
(2)要对题干信息准确把握,找准“题眼”,明确回答的是什么。例如考查无翅蚜采用什么方法取样,其中“取样方法”是关键词,而不是调查方法。
(3)要结合题干分析本实验的自变量和因变量,自变量有三种处理手段,因变量有麦蚜的种群密度、瓢虫的种群数量和植物的产量,通过与对照组的对比才能准确作答。
命题预测
(2024·韶关市综合测试)人工鱼礁是人为在海中设置的修复海域生态环境和保护海洋生物的构造物,其内部水流速度缓慢,为各种海洋生物营造了繁殖、索饵和庇敌的场所,逐渐形成了新的生物群落。科研人员对某近海海域投放的人工鱼礁对生态系统结构和功能的影响进行了相关研究。图1表示不同季节不同区域大型底栖动物的丰富度指数,图2为5龄礁区生态系统的部分能量流动示意图。请回答下列问题。
(1)人工鱼礁生物群落的发展变化过程属于 演替。由图1可知,就大型底栖动物丰富度指数而言,春季对照区的数值高于人工鱼礁区,而夏季和秋季则相反,这种变化体现了群落的 性。
次生
季节
解析:(1)人工鱼礁生物群落的发展变化过程属于次生演替。由图1可知,就大型底栖动物丰富度指数而言,春季对照区的数值高于人工鱼礁区,而夏季和秋季则相反,这种变化体现了群落结构随季节变化的特点,因而体现了群落的季节性。
(2)据图1分析,季度平均丰富度指数最高的区域是 ;试分析该区域生态系统稳定性最强的原因________ ___________________
__________ __ ______________________________ _。
5龄礁区
人工鱼礁礁龄的增加使大型底栖动物
丰富度增加,该生态系统的组成成分更多,食物网(营养结构)更复杂,自
我调节能力更强,抵抗力稳定性更高
解析: (2)据图1分析,5龄礁区的季度平均丰富度指数最高,该区域生态系统稳定性最强,其原因应该是人工鱼礁礁龄的增加使大型底栖动物丰富度增加,该生态系统的组成成分更多,食物网(营养结构)更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性更高。
(3)图2中,Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量为______t/(km2·a),由Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为_____%(保留一位小数)。
366.7
12.8
解析: (3)图2中,Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量为其同化量与呼吸量的差值,即为480+410.4-523.7=366.7[t/(km2·a)],第三营养级的同化量为114.1 t/(km2·a),由Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为114.1÷(480+410.4)×100%
≈12.8%(保留一位小数)。
(4)近年来,建于不同港湾的人工鱼礁区海岸景色和生物资源各异,已成为海上观光旅游区和休闲垂钓区,人工鱼礁还可以净化水质,缓解赤潮,使水域环境更加适合海洋生物的生存,这体现了生物多样性的_____________ 价值。
直接和间接
解析: (4)近年来,建于不同港湾的人工鱼礁区已成为海上观光旅游区和休闲垂钓区,这是生物多样性直接价值的体现,且人工鱼礁还可以净化水质,缓解赤潮,使水域环境更加适合海洋生物的生存,这体现了生物多样性的生态价值,属于间接价值。
非选择题规范解答特训(四) 生物与环境类
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1.(2024·广州市综合测试)土壤节肢动物种类繁多,依据其食性可划分为植食性、捕食性、杂食性和腐食性4个功能群,其群落的组成和多样性容易受土壤环境变化的影响,常被作为土壤质量动态和健康的敏感指标。回答下列问题。
(1)从生态系统组成成分的角度来看,不同的土壤节肢动物分别属于
。研究土壤节肢动物丰富度时,常用的采集方法是 。
消费者、分解者
取样器取样法
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解析:(1)从生态系统组成成分的角度来看,土壤节肢动物的植食性、捕食性、杂食性功能群属于消费者,腐食性功能群属于分解者;研究土壤节肢动物丰富度时,常用的采集方法是取样器取样法。
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(2)为探讨不同施肥方式对土壤质量及小麦产量的影响,科研人员划分不同组试验田,分别施以复合肥(含N、P和K等的无机化肥)、有机肥、复合肥和有机肥混用。结果如表所示。
施肥方式 对照 复合肥 有机肥 复合肥和有机肥混用
土壤节肢动物类群数/个 13 22 38 38
土壤节肢动物个体总数/只 92 96 213 164
小麦产量/(kg·hm-2) 1 667 6 667 5 667 6 000
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①与无机化肥相比,有机肥的肥效特点是释放 (填“迅速”或“缓慢”),肥效期 (填“较长”或“较短”)。
②结合表格数据,遵循整体和循环的原理,建议选择采用___________
_ 的施肥方式。
缓慢
较长
复合肥和有
机肥混用
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解析: (2)①与无机化肥相比,有机肥需经过土壤微生物分解为无机物后才能被植物吸收利用,其肥效特点是释放缓慢,肥效期较长;②分析表格数据可知,与其他试验田相比,复合肥和有机肥混用试验田内的土壤节肢动物类群最丰富,小麦产量也较高,为遵循整体和循环的原理,建议选择采用复合肥和有机肥混用的施肥方式。
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(3)某研究小组在牧草利用率相同的前提下设置无放牧对照组、单独放牧适量藏羊组和单独放牧适量牦牛组3个组别来探究藏羊、牦牛放牧对青藏高原高寒草甸土壤节肢动物群落多样性的影响。结果如图。
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结果表明,两种放牧方式均提升腐食性功能群的类群数,原因可能是_______________________________________________________________________。
动物粪便及植物被啃食时掉落的碎屑等增加腐食性土壤节肢动物的有机物来源
解析: (3)结果表明,两种放牧方式均提升腐食性功能群的类群数,原因可能是单独放牧适量藏羊或牦牛产生的粪便及植物被啃食时掉落的碎屑等增加腐食性土壤节肢动物的有机物来源。
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2.滨海湿地是鹭科鸟类赖以生存的栖息地。由于气候变化等影响,某滨海湿地的生存环境持续恶化、生物多样性明显下降。为保护鹭科鸟类,某地开展了湿地红树林修复工程。研究人员调查了该修复区不同潮位时鹭科鸟类的分布情况(结果如表所示),并统计了修复前后鹭科鸟类的数量(结果如图所示),回答下列问题。
物种名 低潮位/只次 高潮位/只次
潮滩 养殖塘 红树林 高潮裸地 栈道堤岸 养殖塘 红树林
白鹭 1 320 9 6 187 113 8 576
大白鹭 192 0 19 5 18 3 318
其他鹭科鸟类 31 0 5 9 1 1 83
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(1)涨潮时,大部分潮滩被海水淹没,仅有小部分高潮裸地。据表分析,不同潮位时,鹭科鸟类分布的主要生境:________ ___________
__________________________________________________。
低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩,高潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是红树林
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解析:(1)分析表可知,低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩,高潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是红树林。
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(2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是___________
。开展湿地红树林修复工程后,鹭科鸟类种群数量变化的原因主要包括以下几个方面:
①红树林生态修复改善了土壤条件,增加了鱼类、甲壳类及多种底栖动物的多样性,为鹭科鸟类的生存提供了 ;
②修复区内红树林密集成林以及海水的阻隔,_______ ___________
_________________________________;
③_____________________________________________________________
_______________。
迁入率和迁
出率
丰富的食物来源(答“食物”也可)
使潮位降低,潮滩面积增大,
为鹭科鸟类的生存提供了栖息空间
红树林修复后,改善了生态环境,提高了鹭科鸟类的环境容纳量(②③空
答案合理即可)
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解析: (2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是迁入率和迁出率;开展湿地红树林修复工程后,鹭科鸟类种群数量变化的原因有①红树林生态修复改善了土壤条件,增加了鱼类、甲壳类及多种底栖动物的多样性,为鹭科鸟类的生存提供了丰富的食物来源;②修复区内红树林密集成林以及海水的阻隔,使潮位降低,潮滩面积增大,为鹭科鸟类的生存提供了栖息空间;③红树林修复后,改善了生态环境,提高了鹭科鸟类的环境容纳量。
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(3)滨海湿地红树林生态修复后,防风消浪、促淤固堤的作用明显提升,形成了独特的公园景观,这体现了生物多样性的_______________价值。该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明,人类活动可以_____________________________________________。
间接价值和直接
使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
解析: (3)滨海湿地红树林生态修复后,防风消浪、促淤固堤的作用明显提升,形成了独特的公园景观,这体现了生物多样性的间接价值和直接价值;该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明,人类活动可以使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
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3.红腹角雉为国家二级保护动物,喜欢居住在有长流水的沟谷、山涧及较潮湿的悬崖下的原始森林中,主要以乔木、灌木、竹以及草本植物和蕨类植物的嫩叶、幼芽、嫩枝、种子为食,兼食少量蜗牛、昆虫等植食性动物。回答下列相关问题。
(1)红腹角雉作为生态系统的组成成分,其功能是____ ____________
___________________________ ______。
国家为保护红腹角雉等珍稀动物,在其活动地建立了自然保护区,保护区的建立给红腹角雉提供了更宽广的生活空间,改善了它们的栖息环境,从而提高了种群的 。
能够加快生态系统的物质循环、对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用(合理即可)
环境容纳量
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解析:(1)红腹角雉在生态系统中属于消费者,消费者的存在能够加快生态系统的物质循环、对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。自然保护区的建立为动物提供了更宽广的生活空间,改善了它们的栖息环境,提高了种群的环境容纳量。
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(2)雄红腹角雉在求偶时,尾羽如同扇子一样展开,交替踏着舞步缓缓移动,该现象体现了__________________ ____________。
生物种群的繁衍离不开信息的传递
解析: (2)雄红腹角雉求偶时的动作属于行为信息,体现了种群的繁衍离不开信息传递。
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(3)红腹角雉取食植物和植食性动物,其同化量一部分流入下一营养级,其
他的去向是__ __________________ ____________________。
若红腹角雉从植物性食物获得的能量与从植食性动物获得的能量的比例由2∶1调整为1∶2,能量传递效率按10%计算,若红腹角雉增加0.5 kJ能量,则调整后消耗植物的能量是调整前的 倍。
通过呼吸作用以热能形式散失、被分解者利用和未利用
1.75(或“7/4”)
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解析: (3)红腹角雉的同化量的去向有通过呼吸作用以热能形式散失、被分解者利用、流入下一营养级和未利用。调整前红腹角雉消耗植物的量为0.5 kJ×2/3÷10%+0.5 kJ×1/3÷10%÷10%=20 kJ,调整后红腹角雉消耗植物的能量为0.5 kJ×1/3÷10%+0.5 kJ×2/3÷10%÷10%=35 kJ,35÷20=1.75。
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4.气候变暖是严峻的全球性生态环境问题,对生态系统的能量流动和物质循环等过程都有显著影响,科学家据此做了系列实验。回答下列问题。
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(1)全球气候变暖会打破地球的生态平衡,处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、 和收支平衡三大特征。
功能平衡
解析:(1)处于平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三大特征。
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(2)科学家首先进行实验1:设置如图1所示的20个人工池塘,两两配对,实时测量水温,其中一个保持环境温度(常温组),另一个通过加温装置使之比常温组高4 ℃(升温组)。从附近淡水栖息地搜集水生生物,投入每个人工池塘,人工池塘保持自然开放状态。向池塘内投入15N标记的KNO3,研究浮游植物和浮游动物的N元素代谢情况。研究者以N的传递效率来表征能量传递效率,此操作的理论依据是_________________。
结果发现,与常温组相比,升温组的能量传递效率明显下降,这将对该生态系统中 (填“高”或“低”)营养级生物产生严重影响,原因是______
_____________________________ ____________________。
物质是能量的载体
高
能量传
递效率降低使高营养级生物获得的能量比低营养级减少得更多
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解析: (2)由于物质是能量的载体,可向池塘内投入15N标记的KNO3,以浮游植物和浮游动物的N元素代谢情况,来表征能量传递效率。能量传递效率降低会使高营养级生物得到的能量比低营养级减少得更多,故升温组的能量传递效率下降,这将对该生态系统中高营养级生物产生严重影响。
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(3)研究者继续做了实验2:测定了人工池塘内浮游植物和浮游动物的生物量,结果如图2。从能量流动角度分析,升温导致浮游动、植物生物量降低的原因可能是________________________________ ___________
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温度升高,浮游植物光合速率下降,而浮游动、植物的呼吸作用增强,消耗的有机物增加
解析: (3)升温会影响酶的活性,导致浮游植物的光合作用下降,浮游植物和浮游动物呼吸速率增强,呼吸消耗的有机物增加,进而导致浮游植物生物量减少,以其为食的浮游动物生物量也减少。
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(4)科学家进行上述实验1和2的意义是___________________________
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阐明了温度升高对生态系统物质循环和能量流动的影响,为人类应对气候变暖提供了理论基础
解析: (4)该研究阐明了温度升高对生态系统物质循环和能量流动的影响,为人类应对气候变暖的影响提供了理论基础。
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5.(2024·汕头市模拟考试)汕头南滨绿地公园建设前为煤矿棕地(废弃地),存在少许的古树名木,盐碱土地硬化严重。为恢复该处生态环境,市政府提出“修复山海生态廊道、塑造韧性海绵系统”的方案,构建一条通达山海、绿廊贯通的生态廊道。回答下列问题。
(1)由煤矿棕地恢复成绿地公园的过程中,植物群落发生变化,该过程称为 。新形成的生态系统中各组分保持相对稳定,并且物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新,这体现生态平衡中的____________平衡。
群落演替
结构和功能
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解析:(1)群落演替指随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程,可分为初生演替与次生演替。由煤矿棕地恢复成绿地公园的过程中,植物群落发生变化,该过程称为群落演替。生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。新形成的生态系统中各组分保持相对稳定,并且物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新,这体现生态平衡中的结构和功能平衡。
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(2)恢复该处棕地生态系统的环境,关键在于植被恢复以及植被恢复所需的土壤微生物群落的重建,从生态系统组成成分的功能分析,其理由是____________________________________ _____ __ 。
植被为生产者,通过光合作用将太阳能固定在制造的有机物中;土壤微生物多为分解者,可将有机物分解成无机物
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解析: (2)恢复该处棕地生态系统的环境,关键在于植被恢复以及植被恢复所需的土壤微生物群落的重建,因为植被作为生产者,通过光合作用将太阳能固定在制造的有机物中;土壤微生物多为分解者,可将有机物分解成无机物。
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(3)上游社区生活污水汇入棕地,易引发水体富营养化。利用改造后的土壤条件建设中心湖和湿地花海,对水污染有一定的净化作用。中心湖区和湿地花海宜栽种抗风、耐盐碱的本地物种,这符合生态工程的______原理。有人提出可再引种汕头常见挺水植物千屈菜,其原因是____ __
_______________ _______________ _
________________________________________。(答出一点即可)
增加中心
协调
湖和湿地花海的物种多样性,提高生态系统的稳定性;千屈菜在和藻类
(种间)竞争中占优势,避免引起水体富营养化
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解析: (3)生态工程所遵循的基本原理为整体、协调、循环、自生等。其中协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。中心湖区和湿地花海宜栽种抗风、耐盐碱的本地物种,这符合生态工程的协调原理。引种汕头常见挺水植物千屈菜,增加中心湖和湿地花海的物种多样性,提高生态系统的稳定性;同时,千屈菜在和藻类种间竞争中占优势,可以有效避免引起水体富营养化。
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