内容正文:
猜押06 生物与环境综合相关问题
猜押考点
3年真题
考情分析
押题依据
细胞的结构及功能
2024年北京卷第18题
2022年北京卷第17题
2025年新高考生物新结构体系下,生物与环境综合类题目以综合性的考查学生的思维能力和推理能力为主;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考。
题目更加注重综合性、应用性、创新性,且是综合性比较强,本题分值正常,试题容量一般,对学科核心素养的考查比较深入。
生物与环境综合类的题型要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;对这部分内容的考查,多借助图形、情境信息或者生活实际考查种群数量变化模型及生态系统稳定性的影响因素,群落的结构和演替等以及生态位的形成等内容,践行绿水青山就是金山银山的理念。
难度适中,可以预测2025年新高考大题命题方向将会以种群群落及生态系统的内容进行综合考查。
题型1 种群和群落
1.(2025·北京丰台·一模)研究人员在北京温榆河公园采用“样线法”调查鸟类,样线布设如图1,统计数据如图2。相关叙述正确的是( )
A.三块样地中布设的样线必须等长
B.样线法既能调查物种丰富度又能调查种群密度
C.三块样地中占比最多的均为鸣禽,占比最少的均为陆禽
D.不同样地生境中同一类型的鸟类所占的生态位相同
【答案】B
【分析】样线法是一种常用的野生动物种群数量调查方法,特别是在鸟类调查中。以下是使用样线法对鸟类进行调查的步骤和注意事项:
准备工作:选择合适的调查区域和样线布置。样线应该设置在鸟类活动频繁的区域,尽量选择平坦、简单地势的路线,以便于观察。样线的长度可以根据实际情况确定,但要保证足够的长度以覆盖不同类型的栖息地。
调查实施:在选定的样线上,调查人员以均匀的速度前进,并记录在样线两侧(包括前方)观察到的鸟类种类和数量。
数据记录:除了记录鸟类的种类和数量外,还需要记录每个鸟类个体到样线的垂直距离。这有助于后续计算种群密度。如果无法准确测量距离,可以选择无距离样线法,但这只能相对地估计鸟类数量的多少。
密度计算:根据记录的数据,可以使用不同的密度计算方法来估算鸟类的种群密度。例如,条带最大记数法适用于已知样线条带内鸟类个体数量的情况;Gates截线法、Fourier截线法和距离取样法适用于能够获得鸟类个体距样线垂直距离的数据。
【详解】A、三块样地中布设的样线不一定要等长,可以根据实际情况确定,但要保证足够的长度以覆盖不同类型的栖息地,A错误;
B、记录数据可以记录鸟类的种类和数量,既能调查物种丰富度又能调查种群密度,B正确;
C、b密林地涉禽最少,C错误;
D、由图二可知,不同样地生境中同一类型的鸟类数量不同,所占的生态位不相同,D错误。
故选B。
2.(2025·北京·一模)下列实验方法不能达成实验目的的是( )
A.纸层析法分离叶绿体色素
B.调查法研究遗传病发病率
C.构建数学模型用于研究种群数量增长规律
D.低温诱导洋葱鳞片叶细胞染色体数目加倍
【答案】D
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:
(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素;
(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢;
2、生物学中运用差速离心法分离细胞中各种细胞器;
3、通过定期检测培养瓶中的酵母菌种群数量,然后以时间为横坐标,可画出该种群的增长曲线,从而得出该种群在不同时期的增减情况,建立种群数量增长的数学模型。
【详解】A、纸层析法基于不同色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素在滤纸上扩散速度快,溶解度低的扩散慢,从而能将叶绿体中的叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素等色素分离开,可达成实验目的,A不符合题意;
B、采用调查法,在人群中随机抽样,且调查群体足够大,能够统计出遗传病在人群中的发病率,能达成实验目的,B不符合题意;
C、运用数学模型,如构建种群增长的 “J” 形曲线(在理想条件下)和 “S” 形曲线(存在环境阻力时)等公式或图像模型,可研究种群数量增长规律,能达成实验目的,C不符合题意;
D、低温诱导染色体数目加倍,原理是抑制纺锤体形成,使细胞不能正常分裂,从而染色体数目加倍。但洋葱鳞片叶细胞是高度分化的成熟细胞,不再进行有丝分裂,所以低温处理无法使其染色体数目加倍,不能达成实验目的,D符合题意。
故选D。
3.(2025·北京·一模)大熊猫主要食用冷箭竹,但体内缺乏纤维素酶,靠肠道内的纤维素分解菌帮助消化。由于受到道路、农田等干扰,秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群,2017年建设秦岭国家公园以保护野生大熊猫。下列叙述正确的是( )
A.国家公园里的大熊猫、冷箭竹共同构成一个群落
B.大熊猫与肠道内纤维素分解菌的种间关系为寄生
C.被分隔在不同局域的大熊猫种群间存在地理隔离
D.建设国家公园属于易地保护生物多样性的措施
【答案】C
【分析】保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施。主要有:就地保护,即建立自然保护区;易地保护,如建立遗传资源种质库、植物基因库,以及野生动物园和植物园及水族馆等;制定必要的法规,对生物多样性造成重大损失的活动进行打击和控制。
【详解】A、群落是指在一定时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,包括动物、植物、微生物等所有生物。而大熊猫和冷箭竹只是这个群落中的两个组成部分,不能代表整个群落,A错误;
B、寄生是指一种生物(寄生者)寄居在另一种生物(宿主)的体内或体表,并从这种生物体上摄取养料来维持生活的现象。而大熊猫与肠道内纤维素分解菌的关系是互利共生,即大熊猫为纤维素分解菌提供生存的环境和食物(纤维素),而纤维素分解菌帮助大熊猫消化纤维素,为大熊猫提供营养,B错误;
C、地理隔离是指由于地理上的障碍而使彼此间无法相遇而不能交配。在题目中,由于受到道路、农田等干扰,秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群,这些种群之间由于地理障碍而无法相遇交配,因此存在地理隔离,C正确;
D、易地保护是指将濒危生物迁出原地,移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心等进行特殊的保护和管理。而建设国家公园属于就地保护,即在原来的生活区域中对濒危生物实施保护,D错误。
故选C。
4.(2025·北京顺义·一模)取样调查法强调从总体中抽取样本调查,并根据样本数据推断总体特征。下列研究活动中,没有采用取样调查法的是( )
A.测定土壤中尿素分解菌的数量
B.研究土壤中小动物类群丰富度
C.调查人群中红绿色盲发病率
D.我国开展的七次全国人口普查
【答案】D
【分析】调查种群密度常用样方法和标记重捕法。
【详解】A、测定土壤中尿素分解菌的数量,由于土壤中细菌数量庞大,难以对所有细菌进行计数,通常采用稀释涂布平板法等取样调查方法,从土壤样本中获取数据来推断总体中尿素分解菌的数量,A不符合题意;
B、研究土壤中小动物类群丰富度,因土壤中小动物种类和数量众多,不可能对所有小动物进行全面调查,一般通过取样器取样等方法获取部分样本,进而分析总体的小动物类群丰富度,B不符合题意;
C、调查人群中红绿色盲发病率,由于不可能对所有人群逐一检查,常选取一定数量的人群样本进行调查,根据样本中红绿色盲患者的比例来推断整个人群的发病率,C不符合题意;
D、我国开展的七次全国人口普查,是对全国所有人口进行全面的调查统计,并非抽取部分样本进行推断,不属于取样调查法,而是普查法,D符合题意。
故选D。
5.(2025·北京顺义·一模)金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,外来物种大头蚁会捕食举腹蚁但不主动攻击动物。将上述生物的不同关系以不同线型呈现,绘制成下图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中所示生物共同构成生物群落
B.实线单箭头可代表能量流动方向
C.虚线双箭头的种间关系对双方均有利
D.大头蚁入侵不影响长颈鹿的种群数量
【答案】B
【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】A、生物群落是指在一定时间内一定空间内上的分布各物种的种群集合,包括动物、植物、微生物等各个物种的种群。图中仅展示了金合欢、举腹蚁、长颈鹿和大头蚁这几种生物,不能代表该区域所有生物,所以不能共同构成生物群落,A错误;
B、能量流动是单向的,从生产者流向消费者等。图中实线单箭头表示举腹蚁以金合欢为食,能量从金合欢流向举腹蚁,可代表能量流动方向,B正确;
C、虚线双箭头表示金合欢和举腹蚁之间的关系,金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,这种种间关系对双方均有利,但举腹蚁与长颈鹿之间不是均有利的关系,C错误;
D、大头蚁会捕食举腹蚁,举腹蚁数量减少后,长颈鹿对金合欢树叶的过度采食压力减小,金合欢可能因长颈鹿采食受影响,进而可能影响长颈鹿的食物资源等,从而影响长颈鹿的种群数量,D错误。
故选B。
6.(2025·北京石景山·一模)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。下列分析不正确的是( )
A.该过程中松树释放的信息素属于化学信息
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生态系统的平衡与稳定
【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、食物链是指在生态系统中,各种生物之间通过食物关系相互联系形成的链状结构,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、通过该信息的调节松树、松叶蜂、寄生蜂之间的种间关系,有利于维持松林群落的平衡与稳定,D正确。
故选B。
7.(2025·北京丰台·一模)下列高中生物学实验中,无需通过预实验确定实验条件范围的是( )
A.用斐林试剂检测梨原浆中的还原糖
B.探究pH对过氧化氢酶活性的影响
C.调查培养液中酵母菌种群数量的变化
D.探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
【答案】A
【分析】预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性。
【详解】A、斐林试剂检测还原糖的实验,反应原理明确,斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下会产生砖红色沉淀,不需要通过预实验来确定实验条件范围,A正确;
B、探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响,由于不同的 pH 可能对酶活性有显著不同的影响,需要通过预实验确定一个大致的 pH 范围,再进一步精确探究最适 pH,B错误;
C、调查培养液中酵母菌种群数量的变化,在正式实验前需要预实验,以确定合适的酵母菌接种量、培养时间、取样时间等条件范围,保证实验的科学性和可操作性,C错误;
D、探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度,生长素类调节剂浓度对生根效果影响较大,通过预实验可以大致确定促进生根的浓度范围,再在此范围内进一步实验找到最适浓度,D错误。
故选A。
8.(2025·北京朝阳·一模)研究者对蚊子进行基因改造,使雄蚊在生殖道中产生毒蛋白。毒蛋白在交配时注入雌蚊体内,缩短雌蚊寿命。释放该雄蚊能降低蚊子种群密度,原因是改变了种群的( )
A.性别比例 B.年龄结构
C.迁入率和迁出率 D.基因频率
【答案】A
【分析】种群的数量特征包括种群密度、生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构(年龄组成)和性别比例,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的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄结构预测种群密度变化。
【详解】毒蛋白在交配时注入雌蚊体内,缩短雌蚊寿命。释放该雄蚊能降低蚊子种群密度,原因是改变了种群的性别比例,从而通过影响出生率而影响种群密度。
故选A。
9.(2025·北京朝阳·一模)研究者在不同培养瓶内培养小球藻和以小球藻为食的水蚤,获得下图所示研究结果。据图可得出( )
A.小球藻种群和水蚤种群在培养瓶内呈“J”形增长
B.培养瓶内的小球和水蚤构成一个微型生态系统
C.小球藻生物量与流向水蚤的能量值呈正相关
D.增加乙、丙瓶中磷含量可能使水蚤干重日增长率增加
【答案】D
【分析】一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分,生物部分由分为:植物能进行光合作用制造有机物为生产者,动物直接或间接的以植物为食为消费者,细菌、真菌靠分解动植物的遗体为分解者,另外非生物部分包括阳光、水、空气等。
【详解】A、培养瓶内的资源和空间都是有限的,小球藻种群和水蚤种群在培养瓶内呈“S”形增长,A错误;
B、生态系统包括非生物成分和生物成分,培养瓶内的小球藻和水蚤只是包含了部分生物,不能构成一个微型生态系统,B错误;
C、据图分析甲、乙、丙三瓶内的小球藻生物量依次在增加,但是三瓶中的水蚤的干重增长率在减少,所以可推测小球藻生物量与流向水蚤的能量值呈负相关,C错误;
D、据图分析甲瓶中的磷碳比乙、丙较高,水蚤干重日增长率增加比乙、丙瓶的高,因此可推测增加乙、丙瓶中磷含量可能使水蚤干重日增长率增加,D正确。
故选D。
10.(2025·北京丰台·一模)海南新盈红树林湿地公园分别于2010年、2020年进行了退塘还林还湿,并于2022年对新老退塘红树林自然恢复植被物种进行调查,结果如下表。相关叙述错误的是( )
样地
乔木层
灌木层
草本层
新退塘外围样地
白骨壤、红海榄、桐花树
白骨壤
------
新退塘样地
------
------
白骨壤、桐花树
老退塘外围样地
木榄、红海榄、榄李、海漆、正红树、桐花树
榄李、桐花树
红海榄
老退塘样地
红海榄、白骨壤、木榄、桐花树
红海榄、白骨壤、木榄、桐花树、拉关木、榄李
红海榄、桐花树、拉关木
A.该红树林群落演替顺序为白骨壤+桐花树→白骨壤+红海榄+桐花树→多种植物
B.红树林退塘后经过10~12年的自然恢复可以形成较稳定的群落
C.红树林具有防浪护坡、净化水污染等作用,体现了生物多样性的直接价值
D.人工种植与恢复红树林主要遵循生态工程的协调原理
【答案】C
【分析】1、生态工程遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
2、群落演替类型:(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、在群落演替中,乔木往往占据优势地位,据表可知,新退塘外围样地的乔木层主要是白骨壤、红海榄和桐花树,而老退塘外围样地和老退塘样地的植物种类更加丰富,说明群落演替过程中植物种类逐渐增加,故该红树林群落演替顺序为白骨壤+桐花树→白骨壤+红海榄+桐花树→多种植物,A正确。
B、据表可知,新退塘样地(退塘后约2年)的植物种类相对较少,而老退塘样地(退塘后约12年)的植物种类明显增多,说明经过10~12年的自然恢复,群落结构更加稳定,B正确;
C、红树林的防浪护坡、净化水污染等生态功能体现了生物多样性的间接价值,而非直接价值,C错误;
D、人工种植与恢复红树林需要考虑与周围环境的协调,如土壤、气候等因素,以确保红树林的健康生长和生态功能的发挥,体现了生态工程的协调原理,D正确。
故选C。
11.在加拿大班夫国家公园,美洲狮、灰熊和狼是马鹿的主要捕食者,研究者仔细分析了最近20年内401只马鹿个体的监测记录,图柱顶端的整数为捕食致死的个体数,下列说法不正确的是( )
A.从图中数据推测,迁徙的一种可能原因是规避被捕食的风险
B.图示这几种生物间存在的种间关系有捕食和竞争
C.由图中数据可知,该马鹿种群的能量在向东迁徙时只流向美洲狮
D.美洲狮的集中分布区域可能在马鹿分布区以东
【答案】C
【分析】1、捕食是指一种生物以另一种生物为食的现象。
2、种间竞争是指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。
【详解】A、依题意,图柱顶端的整数为捕食致死的个体数。据图可知,在迁徙季节,不迁徙时死亡的比例比迁徙时死亡的比例大,据此推测迁徙的一种可能原因是规避被捕食的风险,A正确;
B、依题意,美洲狮、灰熊和狼是马鹿的主要捕食者,则可推断:美洲狮、灰熊和狼竞争马鹿,为种间竞争关系;美洲狮、灰熊和狼都会捕食马鹿,它们与马鹿是捕食关系,B正确;
C、据图可知,该马鹿种群在向东迁徙时,被美洲狮捕食导致死亡的比例为1,但该马鹿种群的能量不只存在于被捕食的马鹿中,被捕食的马鹿的能量也不会全部注入美洲狮。因此,该马鹿种群的能量在向东迁徙时不只流向美洲狮,C错误;
D、据图可知,在迁徙季节和非迁徙季节,马鹿向东迁徙时被美洲狮捕食的比例大,可推测美洲狮的集中分布区域可能在马鹿分布区以东,D正确。
故选C。
12.高中生物学实验中,利用显微镜观察到下列现象,其中由取材不当引起的是( )
A.观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时,橘黄色颗粒大小不一
B.观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,只有部分细胞的叶绿体在运动
C.利用血细胞计数板计数时,有些细胞压在计数室小方格的界线上
D.观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞均为长方形且处于未分裂状态
【答案】D
【分析】1、观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,盐酸和酒精混合液的作用是解离,是细胞分散开。
2、脂肪小颗粒+苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。(要显微镜观察)。
【详解】A、脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,花生子叶不同部位细胞中的脂肪含量不同,在观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时,橘黄色颗粒大小不一是由细胞中的脂肪含量不同引起的,不是取材不当引起,A不符合题意;
B、观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,材料中应该含有叶绿体,以此作为参照物来观察细胞质的流动,因此只有部分细胞的叶绿体在运动,不是取材不当引起的,出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的,B不符合题意;
C、利用血细胞计数板计数时,有些细胞压在计数室小方格的界线上,不是取材不当,可能因稀释度不够导致细胞数较多引起的,C不符合题意;
D、观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞均为长方形且处于未分裂状态,可知取材为伸长区细胞,此实验应取分生区细胞进行观察,出现此情况是由取材不当引起的,D符合题意。
故选D。
13.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。
14.用一定量的液体培养基培养某种细菌,活细菌数随时间的变化趋势如图所示,其中Ⅰ~Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是( )
A.培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖
B.Ⅱ期细菌数量增长快,存在“J”形增长阶段
C.Ⅲ期细菌没有增殖和死亡,总数保持相对稳定
D.Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏
【答案】C
【分析】分析题图:细菌种群增长开始时呈现S曲线,达到K值后,由于营养物质消耗、代谢产物积累,种群数量逐渐下降。
【详解】A、有丝分裂是真核细胞的增殖方式,细菌是原核细胞,进行二分裂,所以培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖,A正确;
B、Ⅱ期由于资源充足,细菌经过一段的调整适应,种群增长可能会短暂出现“J”形的增长,B正确;
C、Ⅲ期细菌的增殖速率和死亡速率基本相等,总数保持相对稳定,C错误;
D、Ⅳ期培养基中营养物质含量减少和代谢产物积累,细菌种群数量会下降,D正确。
故选C。
15.(2025·北京·一模)海芋的肉穗花序结构如图所示,一个花序的雌花先于雄花开放,单株先后经历雌花期(2.4天)→雄花期(3.2天)→结实期。佛焰苞紧缩处在雌花期开放使访花者进入雌花区,在雄花期收缩,花粉和访花者无法进入雌花区。整个种群在盛花期表现为连续开花。
(1)从生态系统的组成成分划分,海芋属于 。
(2)研究人员在某公园随机选择若干海芋花序,在整个花期持续观察。
①用 法调查海芋的访花昆虫种类及访花次数,发现隐翅虫、芋果蝇、露尾甲和蜜蜂访花频次较高,其中芋果蝇是主要传粉者。
②进入花序的芋果蝇在雌花期聚集在下部,可将从上一个花序携带的花粉传递至柱头,并以雄花不育区和雌花分泌物为食,雄花期则聚集于花序上部,取食花粉并可携带花粉前往下一花序。芋果蝇将卵产在雄花区和不育区的缝隙,幼虫在雄花期孵化,在结实期成蛹。据此推测,海芋与芋果蝇的种间关系最可能是 。
(3)用纸袋或不同目数(目数越大,孔径越小)的网袋对每组20个肉穗花序进行套袋处理,分组及结果如表。
组别
1
2
3
4
5
6
处理
自然传粉
同一花序人工授粉
纸袋套袋
100目套袋
20目套袋
16目套袋
结实率(%)
83.35
0.00
0.00
0.25
76.26
70.24
注:昆虫体宽 隐翅虫<100目,芋果蝇<20目,露尾甲<16目,蜜蜂>16目
组别 用来研究海芋雌、雄花在时间和空间上的隔离。对第6组结实率低于第5组原因的推测,下列合理的有 。
A.露尾甲不具备传粉能力反而破坏雌花的结构
B.露尾甲将大量的花粉携带到下一个花序中
C.露尾甲幼虫和芋果蝇幼虫竞争啃食雄花不育区
D.雄花期露尾甲聚集于雄花区取食花粉
(4)阐述海芋花序结构及传粉策略对种群进化的意义 。
【答案】(1)生产者
(2) 样方 原始合作(互惠)
(3) 1、2、3 ACD
(4)佛焰苞紧缩处随花期不同而开放或收缩、雌雄花先后花期差异造成了空间上和时间上的严格分离,避免了自交,借助昆虫实现异花传粉,增加了遗传多样性,为自然选择提供原材料。
【详解】(1)海芋是绿色植物,能进行光合作用,属于生态系统的生产者。
(2)①昆虫活动范围小、活动能力弱,常用样方法调查海芋的访花昆虫种类及访花次数。②两种动物同穴共栖,互不侵犯,和平共处。双方互利,但双方离开后,都能各自生存。称为“原始合作”。进入花序的芋果蝇在雌花期聚集在下部,并以雄花不育区和雌花分泌物为食,说明海芋的花对芋果蝇有利,雄花期则聚集于花序上部,取食花粉并可携带花粉前往下一花序,说明芋果蝇对花粉传播有利,而且离开彼此都能活,说明两者关系为原始合作(互惠)。
(3)组别1、2研究自然传粉和同一花序人工授粉,是研究雌、雄花在时间上的隔离,组3套上纸袋,用来研究海芋雌、雄花在空间上的隔离。
A、 露尾甲<16目,露尾甲不具备传粉能力反而破坏雌花的结构,因此结实率第6组结实率低于第5组,A正确;
B、露尾甲将大量的花粉携带到下一个花序中,会导致结实率增加,B错误;
C、由题干信息可知,芋果蝇是海芋的主要传粉者,而露尾甲不具备传粉能力,露尾甲幼虫和芋果蝇幼虫竞争啃食雄花不育区,会影响芋果蝇的生存进而导致海芋结实率降低,C正确;
D、第5组的露尾甲少于第6组,雄花期露尾甲聚集于雄花区取食花粉,第6组结实率低于第5组,D正确。
故选ACD。
(4)佛焰苞紧缩处随花期不同而开放或收缩、雌雄花先后花期差异造成了空间上和时间上的严格分离,避免了自交,借助昆虫实现异花传粉,增加了遗传多样性,为自然选择提供原材料。
16.(2025·北京丰台·一模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
蜘蛛的捕食策略
传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物,还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物,更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。
我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫,雄虫有两节发光器,雌虫只有一节。进一步观察发现,大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住,直接取食。但捕到边褐端黑萤后,并不急于享用美食,而是裹住此萤大部分身体,仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略,使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号,结果如下图。
分析3种闪光信号,研究者认为这可能是一种新的捕食策略:蜘蛛通过操控触网的雄萤,使其闪光信号改变,从而获得更多猎物。
(1)结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是 。这是利用物理信息调节生物的种间关系,进而维持 的平衡与稳定。
(2)研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫,依据是 。
(3)为验证这种新的捕食策略,请完善下表中的实验设计(填写字母)。
组别
实验材料
预期结果
对照组
a、e
g、i
实验组1
①
②
实验组2
③
④
a.正常发光的雄性边褐端黑萤
b.正常发光的雌性边褐端黑萤
c.发光器涂黑的雄性边褐端黑萤
d.发光器涂黑的雌性边褐端黑萤
e.有大腹圆蛛的蜘蛛网
f.无大腹圆蛛的蜘蛛网
g.不直接取食,出现操控行为
h.直接取食,不出现操控行为
i.更多雄萤触网
j.很少或者几乎没有吸引到雄萤触网
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为,实验组的操作是 ,检测闪光信号并与对照组对比。
(4)从物质与能量或进化与适应的角度,分析大腹圆蛛新捕食策略的优势 。
【答案】(1) 原始合作 生态系统
(2)雄萤被捕获操控后的闪光信号比飞翔时减弱,接近雌萤的信号
(3) ce hj af j 将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内/模拟大腹圆蛛咬击雄萤
(4)物质与能量:该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量,获得更多的食物(物质与能量)。进化与适应:该捕食策略是大腹圆蛛进化的结果,利于提高其生存和繁殖能力,更好地适应环境。
【分析】种间关系:
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。
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,豆科值物和根瘤菌之间,豆科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。
捕食关系:一种生物以另一种生物为食的种间关系。前者谓之捕食者,后者谓被捕食者。例如,兔和草类、狼和兔等都是捕食关系。
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狮和斑鬣狗。
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。
【详解】(1)原始合作是指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。结网蜘蛛利用 “盗寄生” 蜘蛛体色鲜艳来吸引猎物, “盗寄生” 蜘蛛在结网蜘蛛的蛛网上生活,二者的种间关系是原始合作。物理信息(如颜色等)调节生物种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(2)从图中可以看出,触网并被操控的雄萤的闪光信号比飞翔时减弱,接近雌萤的信号,这就使得雄萤有可能被这种信号吸引而触网,因此研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫 “钓” 萤火虫。
(3)对照组是正常发光的雄性边褐端黑萤(a)和有大腹圆蛛的蜘蛛网(e),预期结果是不直接取食,出现操控行为(g)且更多雄萤触网(i)。
实验组 1 要探究发光对吸引雄萤的影响,所以实验材料应是发光器涂黑的雄性边褐端黑萤(c)和有大腹圆蛛的蜘蛛网(e),预期结果是直接取食,不出现操控行为很少(h)且几乎没有吸引到雄萤触网(j)。
实验组 2 要排除大腹圆蛛的影响,实验材料是正常发光的雄性边褐端黑萤(a)和无大腹圆蛛的蜘蛛网(f),预期结果是很少或者几乎没有吸引到雄萤触网(j)。
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为,实验组的操作是将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内或模拟大腹圆蛛咬击雄萤,检测闪光信号并与对照组对比。
(4)从物质与能量角度:大腹圆蛛通过这种新捕食策略,利用雄萤的闪光信号吸引更多雄萤,增加了获取食物(物质和能量)的机会,该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量,获得更多的食物。从进化与适应角度:这种新策略是大腹圆蛛在长期进化过程中形成的对环境的一种适应,利于提高其生存和繁殖能力,更好地适应环境。
17.(2025·北京通州·模拟预测)磷虾是南大洋生态系统的关键物种,科研人员对磷虾的生存策略以及与其他物种间的关系进行了研究。
(1)磷虾主要分布在南大洋的大陆架附近,与其相关的食物网如图1所示,磷虾在群落中的地位和作用,如栖息环境、食物、天敌及与其他物种的关系等称为磷虾的 。磷虾与浮游动物的种间关系为 。
(2)磷虾的主要食物是硅藻等绿色藻类,调查海面叶绿素浓度与磷虾相对数量的关系如图2所示,结果显示 。
能解释该调查结果的合理推测有 。
A.随叶绿素含量增加磷虾的食物和天敌的数量均增加
B.磷虾趋向于选择食物来源最少的区域作为栖息场所
C.磷虾趋向于选择被捕风险较小的区域作为栖息场所
(3)冬季硅藻等浮游生物大量减少,磷虾主要栖息在浮冰下并从浮冰底部获取冰藻作为食物来源;冬季海表温度上升导致浮冰减少,樽海鞘以浮游生物为食,且不依赖浮冰、易于在相对温暖的环境中生存,但樽海鞘为下一营养级提供的物质与能量显著低于磷虾。综上分析温室效应对冬季南大洋生态系统稳定性的影响 。
【答案】(1) 生态位 捕食和竞争
(2) 磷虾相对数量随叶绿素浓度的增加呈现先增加,后降低的趋势 AC
(3)温室效应使磷虾的食物与栖息地减少,其在与樽海鞘的竞争中处于劣势,磷虾数量降低,海豹、企鹅和鲸等捕食者的数量随之下降,生态系统的稳定性受到破坏
【分析】生态位: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,称为这个物种的生态位。种间关系有种间竞争、原始合作、互利共生、捕食、寄生等。
【详解】(1)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,称为这个物种的生态位,磷虾主要分布在南大洋的大陆架附近,与其相关的食物网如图1所示,磷虾在群落中的地位和作用,如栖息环境、食物、天敌及与其他物种的关系等称为磷虾的生态位;磷虾与浮游动物有共同的食物来源浮游植物,所以二者种间关系是竞争,又因为磷虾可以以浮游动物为食,所以二者二者种间关系还有捕食;
(2)磷虾的主要食物是硅藻等绿色藻类,调查海面叶绿素浓度与磷虾相对数量的关系如图2所示,磷虾相对数量随叶绿素浓度的增加呈现先增加,达到一定的数值以后,又呈现降低的趋势,海面叶绿素浓度过高时,磷虾相对数量将过低;原因可能是,随叶绿素含量增加磷虾的食物和天敌的数量均增加,天敌增加会导致磷虾数量减少,另外磷虾趋向于选择被捕风险较小的区域作为栖息场所,增加了磷虾的迁出率,B项与实际观察结果不符。故选AC;
(3)温室效应是一种自然现象,对于地球而言,它的存在使得地球表面的平均温度保持在适宜生命生存的范围内。然而,由于人类过度使用化石燃料等活动,导致温室气体浓度急剧增加,加剧了温室效应,引发了全球气候变暖等一系列环境问题。冬季硅藻等浮游生物大量减少,磷虾主要栖息在浮冰下并从浮冰底部获取冰藻作为食物来源;冬季海表温度上升导致浮冰减少,樽海鞘以浮游生物为食,且不依赖浮冰、易于在相对温暖的环境中生存,但樽海鞘为下一营养级提供的物质与能量显著低于磷虾。冬季海表温度上升导致浮冰减少,磷虾的主要栖息地和食物来源减少,而樽海鞘不依赖浮冰并适应温暖环境,可能导致樽海鞘取代磷虾的位置,但樽海鞘为下一营养级提供的物质与能量较低,影响生态系统稳定。总结:温室效应使磷虾的食物与栖息地减少,其在与樽海鞘的竞争中处于劣势,磷虾数量就会降低,海豹、企鹅和鲸等捕食者的数量随之下降,生态系统的稳定性受到破坏。
18.朱鹮有着“东方宝石”的美誉,1981年全球仅陕西洋县存活7只个体。由于初始数目过少,且高度依赖在传统方法耕种的稻田里取食,保护难度很大。我国政府对朱鹮的保护措施,被誉为“国际濒危物种保护的成功典范”。
(1)最初生活在洋县的7只朱鹮构成了一个 。通过社会广泛参与保护,2023年底全球朱鹮数量已经突破一万只,摘掉了“极濒危”的帽子。
(2)为扩大朱鹮的栖息地,保护工作者在多个朱鹮历史分布区域中进行了野化放归实验。数年后,通过鸣声识别的方法统计分析某野化放归群体的数量特征,如下图。
①鸣声识别统计的方法比标记重捕法具有 的优势。
②根据该群体的数量特征进行分析,图中显示: ,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
(3)近年来洋县朱鹮野外个体数量增速明显变缓,除了逐渐接近当地环境条件下可以 的最大数量(K值)以外,保护工作者还在积极探索其他原因。有学者对朱鹮的MHC基因家族进行了全面分析,在某关键基因上仅获得了5个等位基因。(注:MHC是脊椎动物的主要组织相容性抗原,人类的MHC被称为HLA。)据此保护工作者认为,朱鹮仍然没有摆脱初始数量过少带来的风险。做出这种判断的理由是 。
(4)因为全球气候变化,朱鹮的栖息地仍然面临威胁。有部分保护工作者提出了更为激进的“辅助迁移”方案,即将栖息地破坏的生物迁移到其历史分布范围之外的生态区域。与(2)中“野化放归”相比,“辅助迁移”方案可能具有更大的风险,风险可能为(请写出一条): 。
【答案】(1)种群
(2) 非损伤,低干扰 年龄结构呈增长型,性比例接近1:1
(3) 维持 种群遗传(基因)多样性低,可能缺乏自然选择的原材料,因而无法适应环境变化;可能会导致朱鹮因某单一疾病而大量死亡
(4)①物种可能无法适应新环境,导致迁移物种的生存和繁殖出现问题
②迁移的物种可能成为入侵物种,对新环境中的本地物种构成威胁
【分析】 1、种群是一定空间内同种生物所有个体形成的集合。种 群作为一个整体,具有个体层次上所没有的特征。种群研究 的核心是种群的数量特征和数量变化规律。
2、种群最基本的数量特征是种群密度。种群的其他数量 特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性 别比例等,这些特征是决定种群密度的重要因素,其中出生 率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群的密度,年龄结 构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率。
3、一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。
【详解】(1)种群是一定空间内同种生物所有个体形成的集合,最初生活在洋县的7只朱鹮构成了一个种群。
(2)①动物的声音也存在个体差异,成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。因此,动物的声音可以作为一种非损伤、低干扰的标记,用于对不同个体进行识别,进而进行种群数量的监测。因此,与标记重捕法比,鸣声识别统计的方法具有非损伤,低干扰的优势。
②分析图中数据可知,图中显示种群的年龄结构呈增长型、性比例接近1:1,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
(3)一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值),K值大小由环境决定,环境一定时,K值保持相对稳定。依题意,对朱鹮的MHC基因家族进行了全面分析,在某关键基因上仅获得了5个等位基因,说明朱鹮种群遗传(基因)多样性仍然较低,缺乏自然选择的原材料,因而无法适应环境变化,可能会导致朱鹮因某单一疾病而大量死亡。因此,朱鹮仍然没有摆脱初始数量过少带来的风险。
(4)依题意,“辅助迁移”方案是将栖息地破坏的生物迁移到其历史分布范围之外的生态区域,物种可能存在无法适应新环境,导致迁移物种的生存和繁殖出现问题的风险。也可能出现迁移的物种成为入侵物种,对新环境中的本地物种构成威胁的风险。
题型2 生态系统及其稳定性
1.(2025·北京房山·一模)海水立体养殖能有效减少饲料投放,降低赤潮风险。表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图,M、N表示营养级,其中数字代表能量数值,单位是KJ·m-2·a-1.下列叙述错误的是( )
A.能量从M流向N时的传递效率约为11.8% B.M属于生态系统成分中的消费者和分解者
C.若增加海带养殖量,会使牡蛎的产量降低 D.海水立体养殖充分利用了群落的空间结构
【答案】A
【分析】1、图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/(m2•a)的能量,传递给M 3281kJ/(m2•a),遗体残骸6561kJ/(m2•a),M同化的能量3281+2826=6107kJ/(m2•a),其中有3619kJ/(m2•a)用于呼吸作用,传递至下一营养级386kJ/(m2•a),遗体残骸2102kJ/(m2•a)。
2、能量传递效率=下一营养级生物同化量/上一营养级生物同化量。
【详解】A、能量从M流向N的传递效率约为386÷(3281+2826)×100%≈6.3%,A错误;
B、M属于生态系统成分中的消费者和分解者,B正确;
C、牡蛎以浮游植物为食,海带与浮游植物是种间竞争关系,若增加海带养殖量,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,则牡蛎产量降低,C正确;
D、立体农业充分利用了群落的空间结构,进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式,D正确。
故选A。
2.(2025·北京顺义·一模)金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,外来物种大头蚁会捕食举腹蚁但不主动攻击动物。将上述生物的不同关系以不同线型呈现,绘制成下图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中所示生物共同构成生物群落
B.实线单箭头可代表能量流动方向
C.虚线双箭头的种间关系对双方均有利
D.大头蚁入侵不影响长颈鹿的种群数量
【答案】B
【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】A、生物群落是指在一定时间内一定空间内上的分布各物种的种群集合,包括动物、植物、微生物等各个物种的种群。图中仅展示了金合欢、举腹蚁、长颈鹿和大头蚁这几种生物,不能代表该区域所有生物,所以不能共同构成生物群落,A错误;
B、能量流动是单向的,从生产者流向消费者等。图中实线单箭头表示举腹蚁以金合欢为食,能量从金合欢流向举腹蚁,可代表能量流动方向,B正确;
C、虚线双箭头表示金合欢和举腹蚁之间的关系,金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,这种种间关系对双方均有利,但举腹蚁与长颈鹿之间不是均有利的关系,C错误;
D、大头蚁会捕食举腹蚁,举腹蚁数量减少后,长颈鹿对金合欢树叶的过度采食压力减小,金合欢可能因长颈鹿采食受影响,进而可能影响长颈鹿的食物资源等,从而影响长颈鹿的种群数量,D错误。
故选B。
3.(2025·北京石景山·一模)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。下列分析不正确的是( )
A.该过程中松树释放的信息素属于化学信息
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生态系统的平衡与稳定
【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、食物链是指在生态系统中,各种生物之间通过食物关系相互联系形成的链状结构,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、通过该信息的调节松树、松叶蜂、寄生蜂之间的种间关系,有利于维持松林群落的平衡与稳定,D正确。
故选B。
4.(2025·北京朝阳·一模)某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤,制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液,分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述正确的是( )
A.将土壤灭菌后,加水搅拌,过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液加入土壤浸出液,在室温放置2min后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲、乙处理后的淀粉溶液,只有前者生成砖红色沉淀
【答案】C
【分析】大多数的土壤微生物是生态系统中的分解者,能够将土壤中的有机物分解为无机物进入无菌环境,是生态系统中的关键成分。根据题干信息分析,该实验的目的是探索土壤中的微生物是否有分解淀粉的作用,自变量是土壤中分解淀粉的微生物的有无,因变量是淀粉是否被水解。
【详解】A、将土壤灭菌后,会导致微生物失活,故不可对土壤灭菌,A错误;
B、2分钟时间过短,微生物难以充分分解淀粉,无法反映真实结果。通常需要更长时间(如几小时或过夜),B错误;
C、公路边空地的土壤浸出液(甲)处理后淀粉剩余较多(蓝色),说明其微生物分解作用较弱;校园花坛土壤浸出液(乙)分解作用较强(黄褐色),C正确;
D、斐林试剂检测还原糖(淀粉分解产物),甲(蓝色)说明淀粉分解少,可能不生成砖红色沉淀;乙(黄褐色)说明淀粉分解多,应生成砖红色沉淀,D错误。
故选C。
5.下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图,M、N表示营养级。以下分析正确的是( )
A.“生产者→M→N”表示一条食物链
B.遗体残骸中的能量全部流向分解者
C.由M到N的能量传递效率约是6.3%
D.流经该生态系统的总能量为9834kJ/(m2⋅a)
【答案】C
【分析】1、识图分析,图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/(㎡•a)的能量,传递给M3281kJ/(㎡•a),遗体残骸6561kJ/(㎡•a),M同化的能量3281+2826=6107kJ/(㎡•a),其中有3619kJ/(㎡•a)用于呼吸作用,传递至下一营养级386kJ/(㎡•a),遗体残骸2102kJ/(㎡•a)。
2、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,能量就流入了第二营养级。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、由于图中生产者和M、N表示不同的营养级,每个营养级中包含不同的生物,因此“生产者→M→N”不是表示一条食物链,而可能是多条食物链,A错误;
B、识图分析可知,遗体残骸中的能量有一部分流向M营养级,B错误;
C、由M到N的能量传递效率为386÷( 3281+2826)×100%≈6.3%,C正确;
D、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量,由图可知,生产者固定的太阳能总量为6553+3281+6561=16395 kJ/(㎡•a),D错误。
故选C。
6.下图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。据图分析,下列叙述不正确的是( )
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.是净初级生产量 B.属于呼吸消耗的能量
C.占净初级生产量的 D.的产生过程是物质循环的必要环节
【答案】C
【分析】题意分析,总初级生产量指生产者通过光合作用固定的能量;次级生产量是指在单位时间内由于动物和微生物的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量;次级生产量=同化量-呼吸量。
【详解】A、E1是初级生产量和呼吸消耗的总量的差值,因而表示净初级生产量,A正确;
B、E2是森林呼吸消耗的能量,即为呼吸作用散失的热能,B正确;
C、E3占净初级生产量的18×1010÷(50×1010)×100%=36%,C错误;
D、E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的,是物质循环的必要环节,D正确。
故选C。
7.罗庄区南涑河流域生态治理工程中,当地政府经过精心设计、科学实施,合理化经营该流域人工鱼塘,周边水鸟嬉戏,不仅利用人工湿地净化污染,还结合自然生态系统的规律,加快了社会和经济发展。下列叙述错误的是( )
A.流经罗庄区南涑河生态系统的总能量大于该生态系统中植物固定的太阳能
B.为研究南涑河流域水鸟的生态位,通常要研究它的栖息地、食物和天敌等
C.利用南涑河流域人工湿地净化污染河水主要体现了生物多样性的直接价值
D.将自然生态系统与社会、经济发展相结合主要遵循了生态工程的整体原理
【答案】C
【分析】1、生物多样性的价值:包括直接价值、间接价值、潜在价值。
2、生态位是生态学中的一个核心概念,指一个物种在生态系统中所占据的时空位置及其与其他物种的功能关系。它描述了物种在环境中的生存需求、资源利用方式以及与其他生物的相互作用。
【详解】A、人工鱼塘属于人工生态系统,流经该系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的有机物(如鱼饲料)中的能量,因此总能量大于植物自身固定的太阳能,A正确;
B、生态位的研究需涵盖物种的栖息地、食物、天敌及其与其他物种的关系,符合生态学定义,B正确;
C、人工湿地净化污染属于生态系统的调节功能(如水质净化),体现的是生物多样性的间接价值,而非直接价值,C错误;
D、生态工程的整体原理强调自然、经济和社会效益的统一,将生态系统保护与社会经济发展结合正是这一原理的体现,D正确。
故选C。
8.玉米秸秆中含有丰富的粗纤维和粗蛋白等营养成分,将玉米秸秆资源化,利用绿色木霉生产单细胞蛋白饲料的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.绿色木霉应具有能分泌大量淀粉酶、不产生有毒物质等优点
B.玉米秸秆可为绿色木霉生长提供所需的碳源和氮源等
C.以玉米秸秆为原料获得单细胞蛋白,有利于提高能量的利用率
D.通风培养过程中,应定时检测绿色木霉的数量及原料中粗纤维、粗蛋白的含量
【答案】A
【分析】玉米秸秆中含有丰富的粗纤维和粗蛋白等营养成分,要将玉米秸秆中的这些大分子物质分解利用,绿色木霉应具有能分泌大量纤维素酶和蛋白酶等优点,而不是淀粉酶。因为淀粉酶主要作用于淀粉,将淀粉分解为小分子糖类,而玉米秸秆中的主要成分是粗纤维(主要成分是纤维素)和粗蛋白
【详解】A、玉米秸秆中含有丰富的粗纤维和粗蛋白等营养成分,要将玉米秸秆中的这些大分子物质分解利用,绿色木霉应具有能分泌大量纤维素酶和蛋白酶等优点,而不是淀粉酶。因为淀粉酶主要作用于淀粉,将淀粉分解为小分子糖类,而玉米秸秆中的主要成分是粗纤维(主要成分是纤维素)和粗蛋白,A错误;
B、玉米秸秆中含有碳元素和氮元素等,可为绿色木霉生长提供所需的碳源和氮源等营养物质,B正确;
C、以玉米秸秆为原料获得单细胞蛋白,实现了对玉米秸秆中营养物质的利用,使能量更多地流向对人类有益的部分,有利于提高能量的利用率,C正确;
D、通风培养过程中,定时检测绿色木霉的数量可以了解其生长状况,以便及时调整培养条件;检测原料中粗纤维、粗蛋白的含量,能够判断绿色木霉对原料的分解利用情况,D正确。
故选A。
9.腐殖酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化形成的一类大分子有机物,能增加土壤微生物种类,还能吸附镉等重金属。镉矿废弃矿区常面临土壤完全丧失、镉超标等问题,研究者提出了应用腐殖酸辅助修复矿区的设想。下列叙述错误的是( )
A.镉矿废弃矿区中施用腐殖酸有助于提高土壤肥力
B.腐殖酸中的能量可通过微生物的分解作用流入植物
C.依据协调原理还需选择耐镉能力强的植物以加快矿区修复
D.镉矿废弃矿区恢复的过程属于群落的初生演替
【答案】B
【分析】群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。(1)初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。(2)次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、腐殖酸作为有机物,可增加土壤有机质和微生物种类,改善土壤结构,从而提高土壤肥力,A正确;
B、腐殖酸中的能量经微生物分解后以热能形式散失,植物仅能利用分解产生的无机盐(如硝酸盐、磷酸盐),不能直接获取腐殖酸中的能量,B错误;
C、协调原理强调生物与环境的适应性,选择耐镉植物可提高存活率,加速矿区修复,C正确;
D、初生演替指无土壤、无植被的裸地(如完全丧失土壤的矿区)上的演替,镉矿废弃矿区恢复的过程属于群落的初生演替,D正确。
故选B。
10.《齐民要术》“种谷”一书中指出“谷田必须岁易”,农谚有云“谷连谷,坐着哭”,均指在同一块土地上连续多年只种谷子,其产量会逐年下降。下列有关说法错误的是( )
A.连年种植稻谷,容易导致田地里缺乏某种矿质营养
B.影响稻谷生长的因素主要有光照、CO2浓度、昼夜温差、水分等
C.与连年种植稻谷相比,间作可以有效降低田地中的物种丰富度
D.连年种植稻谷,容易导致田地里虫害加剧
【答案】C
【分析】细胞中含量最多的四种元素为C、H、O、N,主要元素是C、H、O、N、P、S。不同作物细胞内元素种类大体相同,体现生物界的统一性,但元素含量相差较大,体现生物界的差异性。细胞内含量最多的化合物是水,存在形式有自由水和结合水,自由水与细胞代谢强度有关,结合水与抗逆性有关。
【详解】A、不同的农作物对土壤矿质元素的需求是有差异的,连年种植稻谷,容易导致田地里缺乏某种矿质营养,A正确;
B、影响稻谷光合作用和呼吸作用因素都能影响稻谷生长,主要光照、CO2浓度、昼夜温差、水分等,B正确;
C、与连年种植稻谷相比,间作可以增加田地的物种多样性,有效提高田地中的物种丰富度,C错误;
D、连年种植同一作物,降低田地的物种多样性,自我调节能力下降,使害虫数量迅速增加,导致虫害加剧,D正确。
故选C。
11.动物需要通过合理摄食,才能获得最大的能量收益。北美驼鹿的食物主要是陆生植物(树叶)和水生植物,水生植物含钠盐,但能量较低;陆生植物几乎不含钠盐,但能量较高。已知驼鹿的生存既需要最低限量的钠盐,也需要最低限量的能量;与此同时驼鹿的胃容量也有最大限度。驼鹿每天食物摄取限制如图所示。为了获得最大的能量收入,驼鹿每天的实际取食量应在( )
A.甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处
【答案】C
【分析】题图分析:由图可知,摄取食物量为丙时,在达到最大胃容量限制和满足最低钠盐供应水平的条件下,能使驼鹿获得最大的能量供应。
【详解】依题意,驼鹿的生存既需要最低限量的钠盐,也需要最低限量的能量,故在达到最大胃容量限制和满足最低钠盐供应水平的条件下,尽可能多地食用陆生植物,可使其获得最大的能量收入。结合图示,取食量为乙时,未达到胃容量限制;取食量为甲时,摄食陆生植物较少;取食量为丙时,能满足最低钠盐限制和胃容量限制,且在甲、乙、丙三个取食量中,丙取食量时摄取的陆生植物最多。丁陆生植物取食量多,但不满足钠盐限制,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12.(2025·北京房山·一模)湖泊中氮、磷含量上升引发水体富营养化,导致蓝细菌(如铜绿微囊藻)等藻类大量繁殖。科研人员利用沉水植物对富营养化湖泊的修复机制进行研究。
(1)选取苦草、黑藻和狐尾藻三种常见的沉水植物为研究对象,它们属于生态系统营养结构中的 ,可吸收水体中的氮用于合成 (写出两种)等生物大分子,降低富营养化程度。
(2)研究人员取滤除蓝细菌的富营养化湖水,测定初始NH4+-N浓度为a,均分至相同容器中,分别种植不同组合的沉水植物,120天后测定NH4+-N浓度为b,则NH4+-N去除率的计算公式为 。据图1分析,降低富营养化的最优种植方案及依据是 。
(3)含狐尾藻相关物质的浸提液可破坏铜绿微囊藻的细胞壁等结构,同时狐尾藻上常附着假单胞菌等多种微生物。分别检测三种提取液对铜绿微囊藻的抑藻效果,结果如图2。
综合上述研究及教材知识,推测狐尾藻修复富营养化湖泊的机制 。
(4)水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程 原理,实现生物与生物、生物与环境的适应;同时遵循 原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
【答案】(1) 第一营养级 蛋白质、核酸(DNA或RNA)
(2) (a-b)/a×100% 种植狐尾藻,依据是狐尾藻的NH4+-N去除率高于对照组和其它组合种植
(3)狐尾藻可吸收NH4+-N,减少湖泊中N含量,竞争性抑制藻类繁殖;狐尾藻可产生化感类物质,并与假单胞菌联合作用,通过破坏藻类细胞结构,达到抑藻作用;狐尾藻可与蓝藻竞争光照抑制蓝藻光合作用
(4) 协调 整体
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】(1)沉水植物在生态系统中属于生产者,能够通过光合作用将无机物转化为有机物,故它们属于生态系统营养结构中的第一营养级;它们吸收水体中的氮元素主要用于合成蛋白质和核酸等生物大分子,这些物质是细胞结构和功能的重要组成部分,通过吸收氮元素,沉水植物有助于减少水体中的营养物质,从而缓解富营养化现象。
(2)测定初始NH4+-N浓度为a,均分至相同容器中,分别种植不同组合的沉水植物,120天后测定NH4+-N浓度为b,则NH4+-N去除率的计算公式为(a-b)/a×100%;据图1分析,狐尾藻的NH4+-N去除率高于对照组和其它组合种植,故降低富营养化的最优种植方案是种植狐尾藻。
(3)分析图2结合教材知识可知,狐尾藻可吸收NH4+-N,减少湖泊中N含量,竞争性抑制藻类繁殖;狐尾藻可产生化感类物质,并与假单胞菌联合作用,通过破坏藻类细胞结构,达到抑藻作用;狐尾藻可与蓝藻竞争光照抑制蓝藻光合作用。
(4)水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程的协调原理,处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡;同时遵循整体原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
13.(2025·北京朝阳·一模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
生态系统的磷循环
自然界中通常没有气态磷。在陆地上,磷的主要贮存库是岩石和沉积物。磷只能在酸性溶液和还原情况下才能溶解,岩石和沉积物中的磷酸盐可经侵蚀、淋洗和人类开采等释放出来。土壤中的可溶性磷酸盐被植物吸收后可用于合成有机磷,再经食物链进入动物体内。动、植物体内的有机磷通过排泄物和尸体再回到土壤中。回到土壤中的有机磷被细菌还原为无机磷,其中某些再次被植物所吸收,某些则与钙或铁结合,变成植物不能利用的化合物。
陆地生态系统中的一部分磷会随着水循环进入湖泊和海洋,但是,磷从海洋返回陆地则是比较困难的,因此磷在陆地与海洋之间的循环是不完全的循环。
在海洋和淡水生态系统中,浮游植物吸收无机磷,合成有机磷。浮游植物被动物吞食。动物排出的磷中,有一半以上是无机磷,能被浮游植物直接利用,有机磷则可以被细菌所利用。生物体内的磷会随尸体沉积到水底,水底沉积的磷中有一小部分会通过上涌流回到有光的水层,再为浮游植物所利用。
贻贝是一种海洋软体动物,以滤食水中浮游植物和有机碎屑为生。下图描述了某海区中的贻贝种群在当地能量流动和磷循环中的作用。
贻贝在当地能量流动中的作用并不重要,但在磷循环中地位非常重要。可见,一个物种在生态系统中的作用要从多方面进行评价。
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在 之间不断进行的循环过程,该过程具有全球性。磷循环等物质循环与能量流动同时进行,二者之间的关系是彼此 。
(2)模仿生态系统的碳循环过程示意图,将陆地生态系统的磷循环过程示意图补充完整 。
(3)对文中贻贝种群在当地生态系统中作用的理解正确的叙述包括 。
A.贻贝是当地生态系统中的消费者和分解者
B.贻贝同化的能量占该生态系统总能量的0.75%,但磷的流通量占总磷的14%
C.贻贝种群能加快生态系统的磷循环
D.贻贝在磷循环中的重要作用,体现了生物多样性的间接价值
E.有机磷农药不易分解,可养殖贻贝做禽畜饲料以治理被污染海区
(4)贻贝是重要的海产养殖对象。某地养殖户为实现贻贝增产,向养殖海区中投放富含磷的饵料。请从生态系统稳态与平衡的角度,对此做法进行评价。 。
【答案】(1) 非生物环境与生物群落 相互依存
(2)
(3)ACD
(4)投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成的磷损失,但易造成富营养化和有机物污染,需根据调查结果判定是否投放和投放量
【分析】物质循环是指组成生物体的化学元素从无机环境开始,经生产者、消费者、分解者又回到无机环境的过程。
【详解】(1)磷循环属于物质循环,物质循环主要在非生物环境与生物群落之间的循环。生态系统物质循环与能量流动彼此依存,不可分割,且同时进行。
(2)
碳元素的循环过程,生产者通过光合作用固定大气中的CO2,然后以有机物的形式传递给消费者,然后生产者和消费者的残骸又将C元素传递给分解者,生产者、消费者、分解者以呼吸作用形式返还到大气中。所以以此类推,磷元素传递过程:
(3)A、由图可知,贻贝可以利用有机碎屑,是分解者,同时贻贝以生产者为食,所以也是消费者,A正确;
B、贻贝同化的能量占该生态系统总能量的百分比=贻贝同化的能量/该生态系统生产者固定的能量,贻贝同化的能量=0.1+0.05=0.15,生产者固定的能量大于20,故该比例小于0.75%,B错误;
C、贻贝作为消费者能加快生态系统的磷循环,C正确;
D、间接使用价值通常指的是生态功能,如空气净化、水土保持等,贻贝吸收水中无机磷,可以降低水体富营养化,体现间接价值,D正确;
E、有机磷农药不易分解,细菌可以分解为无机磷,贻贝不能吸收有机磷,所以不能养殖贻贝治理被污染海区,E错误。
故选ACD。
(4)贻贝可以吸收无机磷,捕捞会造成磷的损失,投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成的磷损失,但易造成富营养化和有机物污染,需根据调查结果判定是否投放和投放量。
14.(2025·北京顺义·一模)大规模采矿会造成严重的重金属污染,科研人员以某岛金矿区的尾砂为对象探究矿区生态修复的有效途径。
(1)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,加速其参与生态系统的 过程。这些重金属元素沿着 逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。
(2)植物修复重金属污染是常用方法。科研人员检测金矿尾砂中重金属含量以反映污染情况(下表),并给种植在矿区尾砂中的高羊茅接种根际菌R1或R2,检测其体内重金属累积量(下图)。
指标
Mn(锰)
Pb(铅)
As(砷)
金矿尾砂重金属含量(mg/kg)
1438.69
356.50
231.62
该矿区土壤背景值(mg/kg)
644.00
25.80
9.30
据图可知,接种根际菌可 高羊茅对重金属的富集能力;综合图表分析,接种 菌更利于高羊茅富集尾砂中污染等级较高的两种重金属。
(3)高羊茅对重金属耐受性极强,以下为探究其富集特性的相关证据。
证据1:地上部分重金属浓度与根系重金属浓度的比值随处理浓度增加而增大;
证据2:老叶液泡膜上的重金属转运蛋白(将重金属泵入液泡)表达量是新叶的2-3倍;
证据3:将高羊茅种植在含一定浓度重金属的基质中,若干天后剪取叶片,浸入荧光染色剂(与重金属结合后发荧光)1h再取出叶片.借助特定显微镜仅观测叶片外面,可见荧光出现。
①结合以上证据,分析可知高羊茅耐受重金属的“解毒”机制是 。
②为避免矿区种植的高羊茅体内累积的重金属重新释放到环境中,提出一条可行措施 。
【答案】(1) 物质循环 食物链
(2) 提高 R1
(3) 将重金属转运至地上部老叶,液泡区隔化储存,通过衰老叶片脱落和叶片外泌,实现高效解毒 定期收割、及时清理落叶,并进行无害化处理
【分析】当生物体摄入含有重金属的食物或水时,重金属会在其体内积累。 而在食物链中,这些重金属会随着食物链的级别不断积累和富集,即所谓的生物放大效应。
【详解】(1)采矿活动释放重金属,重金属元素加速参与生态系统的物质循环过程,沿着食物链逐渐聚集。
(2)根据表格,Pb和As超标倍数最高(Pb超标13.8倍,As超标24.9倍)。若图表显示接种R1后对Pb和As的富集量显著增加,则R1更优。
(3)由图表分析,高羊茅耐受重金属的“解毒”机制是将重金属从根系转运至地上部分,通过液泡膜上的转运蛋白将重金属泵入老叶液泡中储存,并通过衰老叶片脱落和叶片外泌,实现高效解毒。为避免矿区种植的高羊茅体内累积的重金属重新释放到环境中,可行措施有定期收割高羊茅的地上部分并进行集中处理(如焚烧后安全填埋或回收重金属),避免植物腐烂导致重金属重新释放。
15.棉长管蚜喜栖居于棉花幼芽、幼叶上,通过刺吸取食植物汁液,危害棉花生长,其主要天敌有多异瓢虫等。对于棉田蚜害的防治,研究者提出了“在棉田边缘种植能涵养棉长管蚜天敌及驱逐棉长管蚜的功能植物”的生态调控思路,并展开了相关实验:在5块棉田样地边缘分别种植蛇床草、油菜、薄荷、罗勒和普通杂草(对照组),定期调查各棉田中棉长管蚜和多异瓢虫的种群密度,结果如图1、2所示。请回答下列问题:
回答下列问题:
(1)棉长管蚜与棉花的种间关系为 。调查蚜虫种群密度的方法是 。某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,体现了信息传递具有 功能。
(2)由图中数据可知,棉田边缘种植 对棉长管蚜的生态防控效果最好,判断依据是 ;蛇床草发挥的主要功能最可能是涵养棉长管蚜天敌,罗勒发挥的主要功能最可能是驱逐棉长管蚜,依据是 。
(3)为证明蛇床草发挥的主要功能是涵养棉长管蚜天敌,科研人员又展开了实验:将一定浓度的RbCl溶液喷洒到棉田周围的蛇床草叶片上,7天后在距离蛇床草不同距离的棉花上采集多异瓢虫,检测其体内Rb含量(自然状态下多异瓢虫体内的Rb含量极低),请在图3中以柱形图的形式绘出支持上述结论的预期结果 。该项研究还有助于人们了解蛇床草控制蚜害的 。
【答案】(1) 寄生 样方法 调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
(2) 蛇床草 与其他组相比,蛇床草组的棉长管蚜数量多数时间段都较少 与共他组相比,多数时间段罗勒组的多异瓢虫数量较少,而长管蚜数量也不多
(3) 适宜种植距离
【分析】棉长管蚜通过刺吸取食植物汁液,危害棉花生长,所以棉长管蚜与棉花的种间关系为寄生;由于蚜虫活动能力弱,活动范围小,调查蚜虫种群密度的方法是样方法;某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,这体现了信息传递具有调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的功能。
【详解】(1)棉长管蚜通过刺吸取食植物汁液,危害棉花生长,所以棉长管蚜与棉花的种间关系为寄生;由于蚜虫活动能力弱,活动范围小,调查蚜虫种群密度的方法是样方法;某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,这体现了信息传递具有调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定的功能。
(2)由图1可知,在棉田边缘种植蛇床草时,棉蚜的平均增长数量最低,棉长管蚜数量多数时间段都较少,所以棉田边缘种植蛇床草对棉长管蚜的生态防控效果最好;
从图1和图2对比来看,种植蛇床草时,棉长管蚜平均增长数量最低,而多异瓢虫(棉长管蚜的天敌)平均增长数量较高,所以蛇床草发挥的主要功能最可能是涵养棉长管蚜天敌;种植罗勒时,多异瓢虫数量较少,而长管蚜数量也不多,所以罗勒发挥的主要功能最可能是驱逐棉长管蚜。
(3)因为蛇床草发挥的主要功能是涵养棉长管蚜天敌,将一定浓度的RbCl溶液喷洒到棉田周围的蛇床草叶片上,多异瓢虫会取食棉长管蚜,进而摄入含Rb的物质,所以距离蛇床草越近,多异瓢虫体内Rb含量越高,绘制的柱形图为距离蛇床草越近的柱形越高,如下图
该项研究还有助于人们了解蛇床草控制蚜害的作用范围即研究蛇床草的适宜种植距离。
16.为防止食草动物啃食,稀树草原上生活的哨刺金合欢树不仅长满锐利的长刺,还长着一种特殊的刺,刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴,而蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。当哨刺金合欢树受到食草动物攻击时,树叶基部的蜜腺还会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻。回答下列问题:
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的 ,蚂蚁和食草动物等消费者的存在对该生态系统的意义是 。
(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哨刺金合欢树被三种蚂蚁占领的比例,结果如下图所示。据图可知,三种蚂蚁中 的竞争能力最强。三种蚂蚁的生态位存在差异,有利于
(3)研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌锻汁的蚧死虫“解饰”,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可能是 。该现象带给我们的启示是:自然生态系统存在一定的 能力,应尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
【答案】(1) 生产者 能够加快生态系统的物质循环,并对植物传粉和种子传播等具有重要作用
(2) Cm 充分利用环境资源
(3) 栅栏围起导致食草动物刺激减少,哨刺金合欢树分泌蜜汁减少,Cm因缺少食物,而大量饲养蚧壳虫,影响植物生长、传播病害,导致哨刺金合欢树死亡 自我调节
【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)哨刺金合欢树能进行光合作用制造有机物,所以它是生产者。 消费者在生态系统中的意义在于能够加快生态系统的物质循环,比如消费者通过摄取有机物,经过自身的呼吸作用等将物质释放回环境中;同时,像蜜蜂等消费者在采蜜等过程中还能对植物传粉,一些动物取食果实后会将种子传播到其他地方,对植物种子传播等具有重要作用。
(2)从图中可以看出,在不同高度的哨刺金合欢树上,Cm 蚂蚁占领树的比例相对较高,说明在与 Cn 和 Tp 蚂蚁竞争占领哨刺金合欢树时,Cm 的竞争力最强。 三种蚂蚁的生态位存在差异,意味着它们在资源利用等方面有不同的侧重点,这样有利于充分利用环境资源,减少种间竞争,使不同生物都能在该生态系统中更好地生存。
(3)当用栅栏围起哨刺金合欢树后,食草动物无法啃食,对哨刺金合欢树的刺激减少,其分泌的蜜汁也减少。Cm 蚂蚁因缺少食物(蜜汁),就会大量饲养蚧壳虫。而蚧壳虫不仅对植物生长不利,还传播疾病,最终导致哨刺金合欢树死亡。 自然生态系统存在一定的自我调节能力,使得生态系统能在一定范围内保持相对稳定。所以启示我们应尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰,让生态系统能依靠自身的调节能力维持稳定。
17.小天鹅是冬候鸟,鄱阳湖湿地是我国最大的小天鹅越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少,为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。请回答下列问题.
(1)在繁殖季节,雄天鹅会把嘴和翅膀靠近雌天鹅,然后发出高亢的叫声,雌天鹅会予以回应,该过程传递的信息类型为 。用样方法调查天鹅卵的密度时,若地块较为狭长,则需用 法。
(2)在不同的季节,自然保护区内群落的外貌和结构会发生有规律的变化,这属于群落的 。建立鄱阳湖自然保护区对小天鹅等候鸟实施保护的措施属于 。小天鹅的食性特征、种群数量及动态等生态学问题,可供科研工作者研究,小天鹅的这种价值属于 。
(3)通过分析小天鹅粪便中的植物残渣,得到小天鹅越冬季的食物组成如下图。
注:水稻、芡实、莲藕为人工种植的挺水或浮水农作物,苔草等均为野生陆生植物。
研究结果表明小天鹅在越冬 期食物种类最多,10年前的调查显示,小天鹅主要取食生长于浅水区的野生沉水植物的芽.对比本次调查结果,推测导致食性改变的主要环境变化是 。
(4)候鸟在越冬期需积累足够的能量为迁徙做准备.研究者测算了相关的指标(见下表),根据日均摄入总能量-日均排便中的能量-X>0,判断小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累。X代表的指标应包括 (不考虑流向下一营养级)。
指标
日均摄入总能量
日均排便中的能量
X
能量值(kJ/d)
2489.88
453.06
1764.19
(5)近年来,小天鹅等植食性越冬水鸟会前往农田、藕塘觅食,人鸟冲突进一步加剧.为解决这一问题,下列措施合理的是_______(多选)。
A.在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食
B.加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件
C.有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间
D.科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物
【答案】(1) 行为信息和物理信息 等距取样
(2) 季节性 就地保护 直接价值
(3) 中 水域面积减小,沉水植物减少
(4)日均呼吸消耗的能量及流向分解者的能量
(5)BCD
【分析】生物摄入的能量一部分被同化,另一部分以粪便的形式被分解者利用;被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出;被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用,另一部分以被下一营养级摄入。
【详解】(1)雄天鹅会把嘴和翅膀靠近雌天鹅为行为信息,发出高亢的叫声为物理信息。用样方法调查天鹅卵的密度时,若地块较为狭长,则需用等距取样法。
(2)在不同的季节,鄱阳湖国家级自然保护区内群落的外貌和结构会发生有规律的变化,这属于群落的季节性。建立鄱阳湖自然保护区对小天鹅等候鸟实施保护的措施属于就地保护。可供科研工作者研究科研究属于直接价值。
(3)由图可以看出,小天鹅在越冬中期食物种类最多,可能是因为这段时间气温较低,苔草和芡实大量减少,为满足能量需求,小天鹅需选择更多种类植物为食,满足自身的需求。10年前的调查显示,小天鹅主要取食生长于浅水区的野生沉水植物的芽。对比本次调查结果,推测导致小天鹅食性改变的主要环境变化是水域面积减小,沉水植物减少(挺水、浮水植物增多,沉水植物减少),小天鹅食性的改变体现了生物对环境的适应。
(4)生物摄入的能量一部分被同化,另一部分以粪便的形式被分解者利用;被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出;被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用,另一部分以被下一营养级摄入,所以根据日均摄入总能量—日均排便中的能量 - X>0,判断小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累。X代表的指标应包括日均呼吸消耗的能量及流向分解者的能量。
(5)A、在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食,这种做法不利于保护生物多样性,A错误;
B、加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件,可以增加野生植物的量,缓解人鸟冲突,B正确;
C、有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间,有利于保护小天鹅等鸟类的栖息地,缓解人鸟冲突,C正确;
D、科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物,也可以缓解人鸟冲突,D正确。
故选BCD。
18.传统珍贵药材金线莲有“药王”“金草”之称,有效成分为类黄酮与花色素苷等次生物质。为探究某地区金线莲大棚春季种植所需的最佳光照条件,研究人员以金线莲组培苗为材料,根据野生金线莲的自然生长习性,用遮阳网设置3种光照梯度(表1),每种光照梯度处理材料为60盆,分别于0天、45天、90天测定各处理植株的生长和叶片生理指标(表2、图1)。回答以下问题:
表1金线莲试验地3种光照强度设置情况
设置
遮阳网/层
透光率/%
Ⅰ
0
100
Ⅱ
1
50~55
Ⅲ
2
15~25
表2不同光照条件对金线莲叶片生长和有效物质积累的影响
生长期/d
光照条件
叶数/片
叶面积/(cm2/片)
叶鲜重/(mg/片)
类黄酮/(mg/g)
花色素苷/ (A/g)
0
CK
5.27
0.71
11.01
12.89
0.069
45
Ⅰ
5.40
0.83
16.85
13.37
0.106
Ⅱ
5.93
1.04
19.27
13.53
0.119
Ⅲ
5.87
0.99
18.71
14.85
0.162
90
Ⅰ
3.40
0.96
11.60
14.83
0.159
Ⅱ
4.13
1.23
19.25
15.85
0.184
Ⅲ
5.40
1.66
29.17
18.95
0.186
CK:对照组,在0天测定三种光照条件处理组植株的生长和叶片生理指标并取平均值。
不同光照条件下金线莲株高生长指标的情况
(1)光照直接影响 阶段。遮光下,因 (填物质)减少,三碳化合物还原速率降低。
(2)根据表2结果分析,历经一季度栽培过程,金线莲的遮阳网设置 层最佳。理由: 。
(3)有人从图中判断45d、光照条件Ⅲ实验组的金线莲长势最好,你同意吗?理由是 。
(4)CO2捕集利用与封存技术(CCUS)是一种重要的温室气体减排技术,其中微藻固碳技术有广泛应用前景。微藻由真核微藻(如硅藻、绿藻等)和原核微藻(如蓝藻等)组成,可将CO2转化为蛋白质、淀粉、脂类等物质。与金线莲固碳相比,微藻固碳的优势是 (写出2点),且该技术还能提高经济效益,提高碳利用(碳利用是指将碳元素有效地转化为有用的产品或能源的过程),比如用于 。
【答案】(1) 光反应 ATP和NADPH
(2) 2 从生长期为90d的数据可以看出,与第Ⅰ、Ⅱ组相比第Ⅲ组(遮阳网2层)光照条件下,金线莲的叶片生长情况最佳,有效成分积累最多
(3)不同意,该结论的得出还需测量茎粗、植株鲜重、植株干重等其他指标综合考虑
(4) 微藻生长周期短,不占据土壤等空间 生产动物饲料(或作为生物燃料)
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【详解】(1)光照是光合作用的重要条件,它直接影响光反应阶段。在光反应阶段,植物吸收光能并将其转化为化学能,同时产生ATP和NADPH。当植物处于遮光条件下时,由于光照不足,光反应产生的ATP和NADPH会减少。这两种物质在暗反应阶段中起着关键作用,它们参与三碳化合物的还原过程。因此,遮光下三碳化合物的还原速率会降低。
(2)根据表2的结果分析,历经一季度栽培过程后,金线莲的遮阳网设置2层最佳。理由是在90天的生长期内,第Ⅲ组(遮阳网2层)光照条件下的金线莲在叶片数、叶面积、叶鲜都比第Ⅰ、Ⅱ组多,以及有效成分(类黄酮和花色素苷)的积累量也高于第Ⅰ、Ⅱ组。这些指标综合反映了金线莲的生长状况和品质,因此设置2层遮阳网是最合适的选择。
(3)不同意从图中判断45天时、光照条件Ⅲ实验组的金线莲长势最好的观点。虽然光照条件Ⅲ在45天时金线莲的某些生长指标(如株高)可能较高,但长势的好坏不能仅凭单一指标来判断。根据表2的数据,可以看到在45天时,光照条件Ⅲ下的金线莲虽然株高较高,但叶片数、叶面积等指标反而比光照条件Ⅱ实验组低。因此,不能仅凭株高就判断光照条件Ⅲ实验组的金线莲长势最好,还需要测量植物的茎粗、植株鲜重、植株干重等其他指标。
(4)据题干信息分析可知,与金线莲这类大型陆生植物固碳相比,微藻固碳具有显著的优势。首先,微藻大多为单细胞生物群,微藻的生长速率快,能够在短时间内大量繁殖,从而快速吸收并转化大量的CO2;其次,微藻由真核微藻(如硅藻、绿藻等)和原核微藻(如蓝藻等)组成,属于水生生物,不占据土壤等空间。此外,微藻固碳技术可将CO2转化为蛋白质、淀粉、脂类等物质,进而将这些有机物生成为动物饲料,提高经济效益,也可以将微藻作为生物燃料的原料,通过发酵或转化技术将其转化为生物柴油、生物气等可再生能源,提高碳利用,从而实现碳元素的循环利用和能源的可持续发展。
19.加拿大一枝黄花(SC)根状茎发达,传播速度快,与周围植物争夺阳光,对生物多样性造成严重威胁。为分析SC入侵对其他生物的影响,研究者在SC入侵地以其入侵不同阶段的植物群落为研究对象,对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析,如表所示。请回答下列问题:
不同入侵梯度样地中常见本土植物的生态位宽度
本土植物物种
SC入侵梯度(株数/m2)
0
5~7
11~13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②禺毛茛
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
(1)要研究某物种在群落中植物的生态位,通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
(2)由表中数据可得,随SC入侵梯度逐渐增加, (填表中序号)的生态位宽度明显减少,是因为 。
(3)为进一步研究SC对不同氮含量的土壤环境的适应性,科研人员用不同氮含量(用铵态氮处理,单位:mmol/L)的土壤环境种植后,对SC地下部分和地上部分生物量的影响,结果如图(对照组用10mmol/L铵态氮处理)所示。
实验结果表明,无论是高氮环境还是低氮环境,SC都能成功入侵的机制是 ,从而提高自身的环境适应能力。
(4)SC入侵农田导致减产,为清除SC,有专家建议现有的SC应在开花前收割,然后用做牛羊的饲料:另有专家建议采用复种(即在同一耕地上一年种收一茬以上作物)的方法进行防治。依据生态学原理分析:前者实现了 ;后者降低了SC的 。
【答案】(1)与其他物种的关系(种间关系)
(2) ①④ SC与①④生态位重叠度大,种间竞争激烈
(3)在低氮环境中,促进地下部分生长扩大吸收氮的面积,在高氮环境中,促进地上部分生长来增加光合面积
(4) 实现物质循环利用,能量多级利用 环境容纳量(K值)
【分析】生态位:一个物种在群落中的地位或角色,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。 K值:环境容纳量,在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。
【详解】(1)生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用,通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
(2)结合表格数据可知,随着加拿大一枝黄花密度逐渐增加,各种群的生态位宽度都发生了变化,其中①野老鹳草和④白茅的生态位宽度明显减少,可能是因为SC与①④生态位重叠度大,种间竞争激烈。
(3)在低氮环境中,促进地下部分生长扩大吸收氮的面积,在高氮环境中,促进地上部分生长来增加光合面积,因此无论是高氮环境还是低氮环境,SC都能成功入侵,从而提高自身的环境适应能力。
(4)SC入侵农田导致减产,为清除SC,有专家建议现有的SC应在开花前收割,然后用做牛羊的饲料,这样可以实现物质循环利用,能量多级利用;另有专家建议采用复种(即在同一耕地上一年种收一茬以上作物)的方法进行防治。复种可以增强竞争,减少加拿大一枝黄花获得的资源,从而降低了SC的环境容纳量(K值)。
20.武宣县奶牛养殖场是广西较大的奶牛养殖企业,其以奶牛为核心,建立了如图所示的生态循环平衡模式。回答下列有关问题:
(1)紫花苜蓿除了作为该农场主要的牧草,还具有较强的防旱和防水土流失的作用,这些体现了生物多样性的 价值;苜蓿根部长有根瘤,紫花苜蓿与根瘤菌的种间关系是 ,请具体描述两者之间的营养关系: 。
(2)粪污资源化利用是奶牛养殖的关键技术环节,该技术遵循了生态工程的 原理。从能量流动的角度分析,其实现了 。
(3)种植玉米时,除沼渣和粪污外,还常常需要向农田中施加氮肥,原因是 。根瘤菌与植物的共生固氮量可达到生物固氮总量的60%,但根瘤菌只有与相匹配的豆科植物共生。请依此原理提出两条对玉米有效的增产措施: 。
【答案】(1) 直接和间接 互利共生 植物通过光合作用产生有机物供给根瘤菌,而根瘤菌通过固氮作用产生含氮物质供给植物
(2) 循环 能量的多级利用、提高能量的利用率
(3) 农田土壤中的氮含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥 将接种根瘤菌的苜蓿与玉米间作(或轮作);向玉米地中施用固氮菌肥等微生物肥料;通过基因工程将固氮酶基因导入玉米中,使得主米也可以进行固氮作用
【分析】1、生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部基因,以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性具有直接价值、间接价值及替在价值。
2、研究生态系统的能量流动,可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理布置,增大流入某个生态系统的总能量;研究生态系统的能量流动,可以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。并且实现了对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率;研究生态系统的能量流动,还可以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。
【详解】(1)生物多样性的直接价值包括对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。依题意,紫花苜蓿可作为奶牛的饲料,为人生产食物,且具有较强的防旱和防水土流失的作用,故其作用体现了生物多样性的直接价值和间接价值。紫花苜蓿通过光合作用产生有机物供给根瘤菌,而根瘤菌通过固氮作用产生含氮物质供给紫花苜蓿,故紫花苜蓿与根瘤菌的种间关系是互利共生。
(2)粪污资源化利用减少整个生产环节“废物”的产生,可知该技术遵循了生态工程的循环原理。该生态系统增加了粪便进入沼气池生产沼气的过程,并把沼渣、沼液用于肥田,粪污资源化利用过程实现了能量的多级利用、提高了能量的利用率。
(3)由于农田土壤中的氮含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥,以实现玉米的高产。依题意,根瘤菌与植物的共生固氮量可达到生物固氮总量的60%,但根瘤菌只有与相匹配的豆科植物共生。故要使玉米增产,可将接种根瘤菌的苜蓿与玉米间作或将接种根瘤菌的苜蓿与玉米进行轮作;也可通过发酵工程生产固氮菌肥等微生物肥料,向玉米地中施用固氮菌肥等微生物肥料;还可通过基因工程将固氮酶基因导入玉米中,使得主米也可以进行固氮作用。
21.新疆地处亚洲中部的干旱区,自然植被稀疏,主要以草地和荒漠植被为主。如图为大气CO2浓度和气候事件对新疆草地初级净生产力(NPP)的影响,其中“+”代表正相关关系,“-”代表负相关关系。
(1)大气CO2浓度、土壤含水、气候等属于草地生态系统组分的 。
(2)植被初级净生产力(NPP)是单位时间和空间内植物群落积累的有机物总量,下列关于NPP描述正确的是______。
A.是植物群落光合作用合成的有机物总量
B.NPP中的能量即植物群落固定的太阳能
C.NPP中的全部能量将流入下一营养级
D.为生态系统中的其他生物提供物质和能量
(3)结合新疆实际情况,用“+”或“-”表示相关关系对图进行完善:
① ,② ,③ ,④ 。
(4)高温对新疆草地NPP的影响具有两面性,其原因可能是 。(编号选填)
①一定范围内的高温促进NPP的增加
②超出范围的高温导致光合作用效率降低
③高温可引发降水,促进NPP增加
新疆矿产资源丰富,但在长期的开发过程中,留下了大量的历史遗留废弃矿区,地貌破坏、土壤缺失、植被损毁,影响了区域生态功能。表为对废弃矿区进行生态修复的方式及修复效果,其中样点4选自自然未破坏区域,物种多样性指数越大代表物种越丰富。
修复样点
修复方式
植被密度(个/ m2)
物种多样性指数
土壤有机碳含量(g/Kg)
1
土壤种子库修复
85
0.87
25
2
泥浆拌种喷播
40
0.40
13
3
种植黑加仑
17
0.23
12
4
78
0.92
35
(5)相较于森林生态系统,新疆草地生态系统的抵抗力稳定性相对较弱的原因是 (编号选填)。
①物种多样性指数较低
②物质循环和能量流动的路径较多
③自我调节的通道较少
(6)土壤有机碳是指土壤中所有来源于生物体的含碳有机物质的总和。新疆地处干旱地区,土壤有机碳含量较低,对这一现象解释的合理是 (编号选填)。
①干旱使土壤中分解者生物量较少,有机碳来源减少
②干旱使生产者生长受限,土壤获得的植物凋落物较少
③营养结构复杂,营养级传递效率较高,进入土壤的有机碳下降
(7)土壤种子库修复是收集当地未破坏区域表层0~2 cm的表土及上部残留的枯枝落叶,按每公顷105kg进行撒播,由此推测该方法修复效果较好的原因是______。
A.表土中含有本地生物的种子,萌发生长后增加了植被密度
B.表土中含有本地生物的种子,萌发生长后增加了物种多样性指数
C.表土带有的枯枝落叶可提高修复样点土壤有机碳含量
D.表土和枯枝落叶为修复区植物提供生长基质
(8)若要知道各修复方式是否具有修复效果,实验还需增加的一组数据是 。
【答案】(1)无机环境/非生物因素
(2)D
(3) + + + -
(4)①②
(5)①③
(6)①②
(7)ABCD
(8)样点修复前植被密度、物种多样性、土壤有机碳含量的数据
【分析】生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。大气CO2浓度、土壤含水、气候等属于草地生态系统组分的非生物的物质和能量
【详解】(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。大气CO2浓度、土壤含水、气候等属于草地生态系统组分的非生物的物质和能量
(2)A、植物群落光合作用合成的有机物总量是总初级生产量(GPP),而NPP是单位时间和空间内植物群落积累的有机物总量,即NPP=GPP−植物呼吸作用消耗的有机物量,A错误;
B、植物群落固定的太阳能是总初级生产量(GPP),NPP中的能量是植物光合作用固定的太阳能减去植物呼吸作用消耗的能量,B错误;
C、NPP中的能量一部分用于自身呼吸作用消耗,一部分流入下一营养级,还有一部分被分解者利用,C错误;
D、NPP是植物群落积累的有机物总量,可为生态系统中的其他生物提供物质和能量,D正确。
故选D。
(3)由图可知,大气CO2 浓度增加会增加光合速率,使草地NPP增加,所以①处应填“+”
降水会使土壤水分增加,土壤水分增加有利于植物的生长,光合速率增加,会使草地NPP增加,所以②处应填“+”
土壤水分与降水呈正相关,降水可以增加草地NPP,所以③处应填“+”。
干旱不利于植物的生长,光合作用减弱,会使草地NPP减少,所以干旱会使草地NPP减少,④处应填“−”。
(4)高温对新疆草地NPP的影响具有两面性,其原因可能是一定范围内的高温可能促进植物的生理活动等,从而促进NPP的增加,当超出一定范围的高温时,可能会破坏植物的光合作用相关结构和酶的活性等,导致光合作用效率降低,进而使NPP减少,高温与降水之间没有因果关系,故选①②。
(5)生态系统的抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构有关,一般来说,生态系统的成分越复杂,营养结构越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
①新疆草地生态系统物种多样性指数较低,营养结构简单,自我调节能力弱,所以抵抗力稳定性相对较弱,①正确。
②物质循环和能量流动的路径越多,说明生态系统的营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高,而新疆草地生态系统物质循环和能量流动的路径相对较少,②错误。
③新疆草地生态系统营养结构相对简单,自我调节的通道较少,自我调节能力弱,抵抗力稳定性较低,③正确。
因此,相较于森林生态系统,新疆草地生态系统的抵抗力稳定性相对较弱的原因是①③。
(6)土壤有机碳是指土壤中所有来源于生物体的含碳有机物质的总和,其含量与生产者的凋落物以及分解者的分解作用有关。
①干旱地区水分条件差,会使土壤中分解者生物量较少,分解者数量少会导致对有机碳的分解慢,但同时也会使有机碳来源减少(因为生产者生长受限,凋落物少),总体上会使土壤有机碳含量较低,①正确。
②干旱使生产者生长受限,产生的植物凋落物较少,那么进入土壤的有机碳就会减少,从而导致土壤有机碳含量较低,②正确。
③新疆地处干旱地区,营养结构相对简单,而不是复杂,且营养级传递效率与土壤有机碳含量关系不大,③错误。
所以,新疆土壤有机碳含量较低的解释合理的是①②。
(7)A、表土中含有本地生物的种子,萌发生长后可以增加植被密度,从而改善生态环境,A正确;
B、表土中含有本地生物的种子,萌发生长后可以增加物种多样性指数,使生态系统的营养结构更复杂,增强生态系统的稳定性,B正确;
C、表土带有的枯枝落叶可以被分解者分解,增加土壤中的有机碳含量,改善土壤肥力,有利于植物生长,C正确;
D、表土和枯枝落叶可以为修复区植物提供生长基质,为植物生长创造良好的条件,D正确。
故选ABCD。
(8)要判断各修复方式是否具有修复效果,需要有一个对照实验。还需要一组未进行任何修复的废弃矿区作为实验对照,即样点修复前植被密度、物种多样性、土壤有机碳含量的数据,这样才能更全面地说明各种修复方式的效果。
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2025年新高考生物新结构体系下,生物与环境综合类题目以综合性的考查学生的思维能力和推理能力为主;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考。
题目更加注重综合性、应用性、创新性,且是综合性比较强,本题分值正常,试题容量一般,对学科核心素养的考查比较深入。
生物与环境综合类的题型要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;对这部分内容的考查,多借助图形、情境信息或者生活实际考查种群数量变化模型及生态系统稳定性的影响因素,群落的结构和演替等以及生态位的形成等内容,践行绿水青山就是金山银山的理念。
难度适中,可以预测2025年新高考大题命题方向将会以种群群落及生态系统的内容进行综合考查。
题型1 种群和群落
1.(2025·北京丰台·一模)研究人员在北京温榆河公园采用“样线法”调查鸟类,样线布设如图1,统计数据如图2。相关叙述正确的是( )
A.三块样地中布设的样线必须等长
B.样线法既能调查物种丰富度又能调查种群密度
C.三块样地中占比最多的均为鸣禽,占比最少的均为陆禽
D.不同样地生境中同一类型的鸟类所占的生态位相同
2.(2025·北京·一模)下列实验方法不能达成实验目的的是( )
A.纸层析法分离叶绿体色素
B.调查法研究遗传病发病率
C.构建数学模型用于研究种群数量增长规律
D.低温诱导洋葱鳞片叶细胞染色体数目加倍
3.(2025·北京·一模)大熊猫主要食用冷箭竹,但体内缺乏纤维素酶,靠肠道内的纤维素分解菌帮助消化。由于受到道路、农田等干扰,秦岭地区的大熊猫被分割成几个局域种群,2017年建设秦岭国家公园以保护野生大熊猫。下列叙述正确的是( )
A.国家公园里的大熊猫、冷箭竹共同构成一个群落
B.大熊猫与肠道内纤维素分解菌的种间关系为寄生
C.被分隔在不同局域的大熊猫种群间存在地理隔离
D.建设国家公园属于易地保护生物多样性的措施
4.(2025·北京顺义·一模)取样调查法强调从总体中抽取样本调查,并根据样本数据推断总体特征。下列研究活动中,没有采用取样调查法的是( )
A.测定土壤中尿素分解菌的数量
B.研究土壤中小动物类群丰富度
C.调查人群中红绿色盲发病率
D.我国开展的七次全国人口普查
5.(2025·北京顺义·一模)金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,外来物种大头蚁会捕食举腹蚁但不主动攻击动物。将上述生物的不同关系以不同线型呈现,绘制成下图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中所示生物共同构成生物群落
B.实线单箭头可代表能量流动方向
C.虚线双箭头的种间关系对双方均有利
D.大头蚁入侵不影响长颈鹿的种群数量
6.(2025·北京石景山·一模)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。下列分析不正确的是( )
A.该过程中松树释放的信息素属于化学信息
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生态系统的平衡与稳定
7.(2025·北京丰台·一模)下列高中生物学实验中,无需通过预实验确定实验条件范围的是( )
A.用斐林试剂检测梨原浆中的还原糖
B.探究pH对过氧化氢酶活性的影响
C.调查培养液中酵母菌种群数量的变化
D.探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
8.(2025·北京朝阳·一模)研究者对蚊子进行基因改造,使雄蚊在生殖道中产生毒蛋白。毒蛋白在交配时注入雌蚊体内,缩短雌蚊寿命。释放该雄蚊能降低蚊子种群密度,原因是改变了种群的( )
A.性别比例 B.年龄结构
C.迁入率和迁出率 D.基因频率
9.(2025·北京朝阳·一模)研究者在不同培养瓶内培养小球藻和以小球藻为食的水蚤,获得下图所示研究结果。据图可得出( )
A.小球藻种群和水蚤种群在培养瓶内呈“J”形增长
B.培养瓶内的小球和水蚤构成一个微型生态系统
C.小球藻生物量与流向水蚤的能量值呈正相关
D.增加乙、丙瓶中磷含量可能使水蚤干重日增长率增加
10.(2025·北京丰台·一模)海南新盈红树林湿地公园分别于2010年、2020年进行了退塘还林还湿,并于2022年对新老退塘红树林自然恢复植被物种进行调查,结果如下表。相关叙述错误的是( )
样地
乔木层
灌木层
草本层
新退塘外围样地
白骨壤、红海榄、桐花树
白骨壤
------
新退塘样地
------
------
白骨壤、桐花树
老退塘外围样地
木榄、红海榄、榄李、海漆、正红树、桐花树
榄李、桐花树
红海榄
老退塘样地
红海榄、白骨壤、木榄、桐花树
红海榄、白骨壤、木榄、桐花树、拉关木、榄李
红海榄、桐花树、拉关木
A.该红树林群落演替顺序为白骨壤+桐花树→白骨壤+红海榄+桐花树→多种植物
B.红树林退塘后经过10~12年的自然恢复可以形成较稳定的群落
C.红树林具有防浪护坡、净化水污染等作用,体现了生物多样性的直接价值
D.人工种植与恢复红树林主要遵循生态工程的协调原理
11.在加拿大班夫国家公园,美洲狮、灰熊和狼是马鹿的主要捕食者,研究者仔细分析了最近20年内401只马鹿个体的监测记录,图柱顶端的整数为捕食致死的个体数,下列说法不正确的是( )
A.从图中数据推测,迁徙的一种可能原因是规避被捕食的风险
B.图示这几种生物间存在的种间关系有捕食和竞争
C.由图中数据可知,该马鹿种群的能量在向东迁徙时只流向美洲狮
D.美洲狮的集中分布区域可能在马鹿分布区以东
12.高中生物学实验中,利用显微镜观察到下列现象,其中由取材不当引起的是( )
A.观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时,橘黄色颗粒大小不一
B.观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时,只有部分细胞的叶绿体在运动
C.利用血细胞计数板计数时,有些细胞压在计数室小方格的界线上
D.观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞均为长方形且处于未分裂状态
13.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
14.用一定量的液体培养基培养某种细菌,活细菌数随时间的变化趋势如图所示,其中Ⅰ~Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是( )
A.培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖
B.Ⅱ期细菌数量增长快,存在“J”形增长阶段
C.Ⅲ期细菌没有增殖和死亡,总数保持相对稳定
D.Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏
15.(2025·北京·一模)海芋的肉穗花序结构如图所示,一个花序的雌花先于雄花开放,单株先后经历雌花期(2.4天)→雄花期(3.2天)→结实期。佛焰苞紧缩处在雌花期开放使访花者进入雌花区,在雄花期收缩,花粉和访花者无法进入雌花区。整个种群在盛花期表现为连续开花。
(1)从生态系统的组成成分划分,海芋属于 。
(2)研究人员在某公园随机选择若干海芋花序,在整个花期持续观察。
①用 法调查海芋的访花昆虫种类及访花次数,发现隐翅虫、芋果蝇、露尾甲和蜜蜂访花频次较高,其中芋果蝇是主要传粉者。
②进入花序的芋果蝇在雌花期聚集在下部,可将从上一个花序携带的花粉传递至柱头,并以雄花不育区和雌花分泌物为食,雄花期则聚集于花序上部,取食花粉并可携带花粉前往下一花序。芋果蝇将卵产在雄花区和不育区的缝隙,幼虫在雄花期孵化,在结实期成蛹。据此推测,海芋与芋果蝇的种间关系最可能是 。
(3)用纸袋或不同目数(目数越大,孔径越小)的网袋对每组20个肉穗花序进行套袋处理,分组及结果如表。
组别
1
2
3
4
5
6
处理
自然传粉
同一花序人工授粉
纸袋套袋
100目套袋
20目套袋
16目套袋
结实率(%)
83.35
0.00
0.00
0.25
76.26
70.24
注:昆虫体宽 隐翅虫<100目,芋果蝇<20目,露尾甲<16目,蜜蜂>16目
组别 用来研究海芋雌、雄花在时间和空间上的隔离。对第6组结实率低于第5组原因的推测,下列合理的有 。
A.露尾甲不具备传粉能力反而破坏雌花的结构
B.露尾甲将大量的花粉携带到下一个花序中
C.露尾甲幼虫和芋果蝇幼虫竞争啃食雄花不育区
D.雄花期露尾甲聚集于雄花区取食花粉
(4)阐述海芋花序结构及传粉策略对种群进化的意义 。
16.(2025·北京丰台·一模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
蜘蛛的捕食策略
传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物,还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物,更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。
我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫,雄虫有两节发光器,雌虫只有一节。进一步观察发现,大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住,直接取食。但捕到边褐端黑萤后,并不急于享用美食,而是裹住此萤大部分身体,仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略,使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号,结果如下图。
分析3种闪光信号,研究者认为这可能是一种新的捕食策略:蜘蛛通过操控触网的雄萤,使其闪光信号改变,从而获得更多猎物。
(1)结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是 。这是利用物理信息调节生物的种间关系,进而维持 的平衡与稳定。
(2)研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫,依据是 。
(3)为验证这种新的捕食策略,请完善下表中的实验设计(填写字母)。
组别
实验材料
预期结果
对照组
a、e
g、i
实验组1
①
②
实验组2
③
④
a.正常发光的雄性边褐端黑萤
b.正常发光的雌性边褐端黑萤
c.发光器涂黑的雄性边褐端黑萤
d.发光器涂黑的雌性边褐端黑萤
e.有大腹圆蛛的蜘蛛网
f.无大腹圆蛛的蜘蛛网
g.不直接取食,出现操控行为
h.直接取食,不出现操控行为
i.更多雄萤触网
j.很少或者几乎没有吸引到雄萤触网
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为,实验组的操作是 ,检测闪光信号并与对照组对比。
(4)从物质与能量或进化与适应的角度,分析大腹圆蛛新捕食策略的优势 。
17.(2025·北京通州·模拟预测)磷虾是南大洋生态系统的关键物种,科研人员对磷虾的生存策略以及与其他物种间的关系进行了研究。
(1)磷虾主要分布在南大洋的大陆架附近,与其相关的食物网如图1所示,磷虾在群落中的地位和作用,如栖息环境、食物、天敌及与其他物种的关系等称为磷虾的 。磷虾与浮游动物的种间关系为 。
(2)磷虾的主要食物是硅藻等绿色藻类,调查海面叶绿素浓度与磷虾相对数量的关系如图2所示,结果显示 。
能解释该调查结果的合理推测有 。
A.随叶绿素含量增加磷虾的食物和天敌的数量均增加
B.磷虾趋向于选择食物来源最少的区域作为栖息场所
C.磷虾趋向于选择被捕风险较小的区域作为栖息场所
(3)冬季硅藻等浮游生物大量减少,磷虾主要栖息在浮冰下并从浮冰底部获取冰藻作为食物来源;冬季海表温度上升导致浮冰减少,樽海鞘以浮游生物为食,且不依赖浮冰、易于在相对温暖的环境中生存,但樽海鞘为下一营养级提供的物质与能量显著低于磷虾。综上分析温室效应对冬季南大洋生态系统稳定性的影响 。
18.朱鹮有着“东方宝石”的美誉,1981年全球仅陕西洋县存活7只个体。由于初始数目过少,且高度依赖在传统方法耕种的稻田里取食,保护难度很大。我国政府对朱鹮的保护措施,被誉为“国际濒危物种保护的成功典范”。
(1)最初生活在洋县的7只朱鹮构成了一个 。通过社会广泛参与保护,2023年底全球朱鹮数量已经突破一万只,摘掉了“极濒危”的帽子。
(2)为扩大朱鹮的栖息地,保护工作者在多个朱鹮历史分布区域中进行了野化放归实验。数年后,通过鸣声识别的方法统计分析某野化放归群体的数量特征,如下图。
①鸣声识别统计的方法比标记重捕法具有 的优势。
②根据该群体的数量特征进行分析,图中显示: ,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
(3)近年来洋县朱鹮野外个体数量增速明显变缓,除了逐渐接近当地环境条件下可以 的最大数量(K值)以外,保护工作者还在积极探索其他原因。有学者对朱鹮的MHC基因家族进行了全面分析,在某关键基因上仅获得了5个等位基因。(注:MHC是脊椎动物的主要组织相容性抗原,人类的MHC被称为HLA。)据此保护工作者认为,朱鹮仍然没有摆脱初始数量过少带来的风险。做出这种判断的理由是 。
(4)因为全球气候变化,朱鹮的栖息地仍然面临威胁。有部分保护工作者提出了更为激进的“辅助迁移”方案,即将栖息地破坏的生物迁移到其历史分布范围之外的生态区域。与(2)中“野化放归”相比,“辅助迁移”方案可能具有更大的风险,风险可能为(请写出一条): 。
题型2 生态系统及其稳定性
1.(2025·北京房山·一模)海水立体养殖能有效减少饲料投放,降低赤潮风险。表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图,M、N表示营养级,其中数字代表能量数值,单位是KJ·m-2·a-1.下列叙述错误的是( )
A.能量从M流向N时的传递效率约为11.8% B.M属于生态系统成分中的消费者和分解者
C.若增加海带养殖量,会使牡蛎的产量降低 D.海水立体养殖充分利用了群落的空间结构
2.(2025·北京顺义·一模)金合欢为举腹蚁提供住所和蜜汁,举腹蚁通过叮咬或释放蚁酸避免长颈鹿对金合欢树叶的过度采食,外来物种大头蚁会捕食举腹蚁但不主动攻击动物。将上述生物的不同关系以不同线型呈现,绘制成下图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中所示生物共同构成生物群落
B.实线单箭头可代表能量流动方向
C.虚线双箭头的种间关系对双方均有利
D.大头蚁入侵不影响长颈鹿的种群数量
3.(2025·北京石景山·一模)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。下列分析不正确的是( )
A.该过程中松树释放的信息素属于化学信息
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生态系统的平衡与稳定
4.(2025·北京朝阳·一模)某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤,制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液,分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述正确的是( )
A.将土壤灭菌后,加水搅拌,过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液加入土壤浸出液,在室温放置2min后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲、乙处理后的淀粉溶液,只有前者生成砖红色沉淀
5.下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图,M、N表示营养级。以下分析正确的是( )
A.“生产者→M→N”表示一条食物链
B.遗体残骸中的能量全部流向分解者
C.由M到N的能量传递效率约是6.3%
D.流经该生态系统的总能量为9834kJ/(m2⋅a)
6.下图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。据图分析,下列叙述不正确的是( )
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.是净初级生产量 B.属于呼吸消耗的能量
C.占净初级生产量的 D.的产生过程是物质循环的必要环节
7.罗庄区南涑河流域生态治理工程中,当地政府经过精心设计、科学实施,合理化经营该流域人工鱼塘,周边水鸟嬉戏,不仅利用人工湿地净化污染,还结合自然生态系统的规律,加快了社会和经济发展。下列叙述错误的是( )
A.流经罗庄区南涑河生态系统的总能量大于该生态系统中植物固定的太阳能
B.为研究南涑河流域水鸟的生态位,通常要研究它的栖息地、食物和天敌等
C.利用南涑河流域人工湿地净化污染河水主要体现了生物多样性的直接价值
D.将自然生态系统与社会、经济发展相结合主要遵循了生态工程的整体原理
8.玉米秸秆中含有丰富的粗纤维和粗蛋白等营养成分,将玉米秸秆资源化,利用绿色木霉生产单细胞蛋白饲料的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.绿色木霉应具有能分泌大量淀粉酶、不产生有毒物质等优点
B.玉米秸秆可为绿色木霉生长提供所需的碳源和氮源等
C.以玉米秸秆为原料获得单细胞蛋白,有利于提高能量的利用率
D.通风培养过程中,应定时检测绿色木霉的数量及原料中粗纤维、粗蛋白的含量
9.腐殖酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化形成的一类大分子有机物,能增加土壤微生物种类,还能吸附镉等重金属。镉矿废弃矿区常面临土壤完全丧失、镉超标等问题,研究者提出了应用腐殖酸辅助修复矿区的设想。下列叙述错误的是( )
A.镉矿废弃矿区中施用腐殖酸有助于提高土壤肥力
B.腐殖酸中的能量可通过微生物的分解作用流入植物
C.依据协调原理还需选择耐镉能力强的植物以加快矿区修复
D.镉矿废弃矿区恢复的过程属于群落的初生演替
10.《齐民要术》“种谷”一书中指出“谷田必须岁易”,农谚有云“谷连谷,坐着哭”,均指在同一块土地上连续多年只种谷子,其产量会逐年下降。下列有关说法错误的是( )
A.连年种植稻谷,容易导致田地里缺乏某种矿质营养
B.影响稻谷生长的因素主要有光照、CO2浓度、昼夜温差、水分等
C.与连年种植稻谷相比,间作可以有效降低田地中的物种丰富度
D.连年种植稻谷,容易导致田地里虫害加剧
11.动物需要通过合理摄食,才能获得最大的能量收益。北美驼鹿的食物主要是陆生植物(树叶)和水生植物,水生植物含钠盐,但能量较低;陆生植物几乎不含钠盐,但能量较高。已知驼鹿的生存既需要最低限量的钠盐,也需要最低限量的能量;与此同时驼鹿的胃容量也有最大限度。驼鹿每天食物摄取限制如图所示。为了获得最大的能量收入,驼鹿每天的实际取食量应在( )
A.甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处
12.(2025·北京房山·一模)湖泊中氮、磷含量上升引发水体富营养化,导致蓝细菌(如铜绿微囊藻)等藻类大量繁殖。科研人员利用沉水植物对富营养化湖泊的修复机制进行研究。
(1)选取苦草、黑藻和狐尾藻三种常见的沉水植物为研究对象,它们属于生态系统营养结构中的 ,可吸收水体中的氮用于合成 (写出两种)等生物大分子,降低富营养化程度。
(2)研究人员取滤除蓝细菌的富营养化湖水,测定初始NH4+-N浓度为a,均分至相同容器中,分别种植不同组合的沉水植物,120天后测定NH4+-N浓度为b,则NH4+-N去除率的计算公式为 。据图1分析,降低富营养化的最优种植方案及依据是 。
(3)含狐尾藻相关物质的浸提液可破坏铜绿微囊藻的细胞壁等结构,同时狐尾藻上常附着假单胞菌等多种微生物。分别检测三种提取液对铜绿微囊藻的抑藻效果,结果如图2。
综合上述研究及教材知识,推测狐尾藻修复富营养化湖泊的机制 。
(4)水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程 原理,实现生物与生物、生物与环境的适应;同时遵循 原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
13.(2025·北京朝阳·一模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
生态系统的磷循环
自然界中通常没有气态磷。在陆地上,磷的主要贮存库是岩石和沉积物。磷只能在酸性溶液和还原情况下才能溶解,岩石和沉积物中的磷酸盐可经侵蚀、淋洗和人类开采等释放出来。土壤中的可溶性磷酸盐被植物吸收后可用于合成有机磷,再经食物链进入动物体内。动、植物体内的有机磷通过排泄物和尸体再回到土壤中。回到土壤中的有机磷被细菌还原为无机磷,其中某些再次被植物所吸收,某些则与钙或铁结合,变成植物不能利用的化合物。
陆地生态系统中的一部分磷会随着水循环进入湖泊和海洋,但是,磷从海洋返回陆地则是比较困难的,因此磷在陆地与海洋之间的循环是不完全的循环。
在海洋和淡水生态系统中,浮游植物吸收无机磷,合成有机磷。浮游植物被动物吞食。动物排出的磷中,有一半以上是无机磷,能被浮游植物直接利用,有机磷则可以被细菌所利用。生物体内的磷会随尸体沉积到水底,水底沉积的磷中有一小部分会通过上涌流回到有光的水层,再为浮游植物所利用。
贻贝是一种海洋软体动物,以滤食水中浮游植物和有机碎屑为生。下图描述了某海区中的贻贝种群在当地能量流动和磷循环中的作用。
贻贝在当地能量流动中的作用并不重要,但在磷循环中地位非常重要。可见,一个物种在生态系统中的作用要从多方面进行评价。
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在 之间不断进行的循环过程,该过程具有全球性。磷循环等物质循环与能量流动同时进行,二者之间的关系是彼此 。
(2)模仿生态系统的碳循环过程示意图,将陆地生态系统的磷循环过程示意图补充完整 。
(3)对文中贻贝种群在当地生态系统中作用的理解正确的叙述包括 。
A.贻贝是当地生态系统中的消费者和分解者
B.贻贝同化的能量占该生态系统总能量的0.75%,但磷的流通量占总磷的14%
C.贻贝种群能加快生态系统的磷循环
D.贻贝在磷循环中的重要作用,体现了生物多样性的间接价值
E.有机磷农药不易分解,可养殖贻贝做禽畜饲料以治理被污染海区
(4)贻贝是重要的海产养殖对象。某地养殖户为实现贻贝增产,向养殖海区中投放富含磷的饵料。请从生态系统稳态与平衡的角度,对此做法进行评价。 。
14.(2025·北京顺义·一模)大规模采矿会造成严重的重金属污染,科研人员以某岛金矿区的尾砂为对象探究矿区生态修复的有效途径。
(1)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,加速其参与生态系统的 过程。这些重金属元素沿着 逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。
(2)植物修复重金属污染是常用方法。科研人员检测金矿尾砂中重金属含量以反映污染情况(下表),并给种植在矿区尾砂中的高羊茅接种根际菌R1或R2,检测其体内重金属累积量(下图)。
指标
Mn(锰)
Pb(铅)
As(砷)
金矿尾砂重金属含量(mg/kg)
1438.69
356.50
231.62
该矿区土壤背景值(mg/kg)
644.00
25.80
9.30
据图可知,接种根际菌可 高羊茅对重金属的富集能力;综合图表分析,接种 菌更利于高羊茅富集尾砂中污染等级较高的两种重金属。
(3)高羊茅对重金属耐受性极强,以下为探究其富集特性的相关证据。
证据1:地上部分重金属浓度与根系重金属浓度的比值随处理浓度增加而增大;
证据2:老叶液泡膜上的重金属转运蛋白(将重金属泵入液泡)表达量是新叶的2-3倍;
证据3:将高羊茅种植在含一定浓度重金属的基质中,若干天后剪取叶片,浸入荧光染色剂(与重金属结合后发荧光)1h再取出叶片.借助特定显微镜仅观测叶片外面,可见荧光出现。
①结合以上证据,分析可知高羊茅耐受重金属的“解毒”机制是 。
②为避免矿区种植的高羊茅体内累积的重金属重新释放到环境中,提出一条可行措施 。
15.棉长管蚜喜栖居于棉花幼芽、幼叶上,通过刺吸取食植物汁液,危害棉花生长,其主要天敌有多异瓢虫等。对于棉田蚜害的防治,研究者提出了“在棉田边缘种植能涵养棉长管蚜天敌及驱逐棉长管蚜的功能植物”的生态调控思路,并展开了相关实验:在5块棉田样地边缘分别种植蛇床草、油菜、薄荷、罗勒和普通杂草(对照组),定期调查各棉田中棉长管蚜和多异瓢虫的种群密度,结果如图1、2所示。请回答下列问题:
回答下列问题:
(1)棉长管蚜与棉花的种间关系为 。调查蚜虫种群密度的方法是 。某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,体现了信息传递具有 功能。
(2)由图中数据可知,棉田边缘种植 对棉长管蚜的生态防控效果最好,判断依据是 ;蛇床草发挥的主要功能最可能是涵养棉长管蚜天敌,罗勒发挥的主要功能最可能是驱逐棉长管蚜,依据是 。
(3)为证明蛇床草发挥的主要功能是涵养棉长管蚜天敌,科研人员又展开了实验:将一定浓度的RbCl溶液喷洒到棉田周围的蛇床草叶片上,7天后在距离蛇床草不同距离的棉花上采集多异瓢虫,检测其体内Rb含量(自然状态下多异瓢虫体内的Rb含量极低),请在图3中以柱形图的形式绘出支持上述结论的预期结果 。该项研究还有助于人们了解蛇床草控制蚜害的 。
16.为防止食草动物啃食,稀树草原上生活的哨刺金合欢树不仅长满锐利的长刺,还长着一种特殊的刺,刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴,而蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。当哨刺金合欢树受到食草动物攻击时,树叶基部的蜜腺还会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻。回答下列问题:
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的 ,蚂蚁和食草动物等消费者的存在对该生态系统的意义是 。
(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哨刺金合欢树被三种蚂蚁占领的比例,结果如下图所示。据图可知,三种蚂蚁中 的竞争能力最强。三种蚂蚁的生态位存在差异,有利于
(3)研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌锻汁的蚧死虫“解饰”,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可能是 。该现象带给我们的启示是:自然生态系统存在一定的 能力,应尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
17.小天鹅是冬候鸟,鄱阳湖湿地是我国最大的小天鹅越冬地。近年来,由于气候变化和人类活动,该湿地水域面积减少,为探究环境变化对小天鹅的影响,研究者开展了系列调查。请回答下列问题.
(1)在繁殖季节,雄天鹅会把嘴和翅膀靠近雌天鹅,然后发出高亢的叫声,雌天鹅会予以回应,该过程传递的信息类型为 。用样方法调查天鹅卵的密度时,若地块较为狭长,则需用 法。
(2)在不同的季节,自然保护区内群落的外貌和结构会发生有规律的变化,这属于群落的 。建立鄱阳湖自然保护区对小天鹅等候鸟实施保护的措施属于 。小天鹅的食性特征、种群数量及动态等生态学问题,可供科研工作者研究,小天鹅的这种价值属于 。
(3)通过分析小天鹅粪便中的植物残渣,得到小天鹅越冬季的食物组成如下图。
注:水稻、芡实、莲藕为人工种植的挺水或浮水农作物,苔草等均为野生陆生植物。
研究结果表明小天鹅在越冬 期食物种类最多,10年前的调查显示,小天鹅主要取食生长于浅水区的野生沉水植物的芽.对比本次调查结果,推测导致食性改变的主要环境变化是 。
(4)候鸟在越冬期需积累足够的能量为迁徙做准备.研究者测算了相关的指标(见下表),根据日均摄入总能量-日均排便中的能量-X>0,判断小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累。X代表的指标应包括 (不考虑流向下一营养级)。
指标
日均摄入总能量
日均排便中的能量
X
能量值(kJ/d)
2489.88
453.06
1764.19
(5)近年来,小天鹅等植食性越冬水鸟会前往农田、藕塘觅食,人鸟冲突进一步加剧.为解决这一问题,下列措施合理的是_______(多选)。
A.在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食
B.加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件
C.有序推行退田还湖,为湿地生物生存留下充足空间
D.科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物
18.传统珍贵药材金线莲有“药王”“金草”之称,有效成分为类黄酮与花色素苷等次生物质。为探究某地区金线莲大棚春季种植所需的最佳光照条件,研究人员以金线莲组培苗为材料,根据野生金线莲的自然生长习性,用遮阳网设置3种光照梯度(表1),每种光照梯度处理材料为60盆,分别于0天、45天、90天测定各处理植株的生长和叶片生理指标(表2、图1)。回答以下问题:
表1金线莲试验地3种光照强度设置情况
设置
遮阳网/层
透光率/%
Ⅰ
0
100
Ⅱ
1
50~55
Ⅲ
2
15~25
表2不同光照条件对金线莲叶片生长和有效物质积累的影响
生长期/d
光照条件
叶数/片
叶面积/(cm2/片)
叶鲜重/(mg/片)
类黄酮/(mg/g)
花色素苷/ (A/g)
0
CK
5.27
0.71
11.01
12.89
0.069
45
Ⅰ
5.40
0.83
16.85
13.37
0.106
Ⅱ
5.93
1.04
19.27
13.53
0.119
Ⅲ
5.87
0.99
18.71
14.85
0.162
90
Ⅰ
3.40
0.96
11.60
14.83
0.159
Ⅱ
4.13
1.23
19.25
15.85
0.184
Ⅲ
5.40
1.66
29.17
18.95
0.186
CK:对照组,在0天测定三种光照条件处理组植株的生长和叶片生理指标并取平均值。
不同光照条件下金线莲株高生长指标的情况
(1)光照直接影响 阶段。遮光下,因 (填物质)减少,三碳化合物还原速率降低。
(2)根据表2结果分析,历经一季度栽培过程,金线莲的遮阳网设置 层最佳。理由: 。
(3)有人从图中判断45d、光照条件Ⅲ实验组的金线莲长势最好,你同意吗?理由是 。
(4)CO2捕集利用与封存技术(CCUS)是一种重要的温室气体减排技术,其中微藻固碳技术有广泛应用前景。微藻由真核微藻(如硅藻、绿藻等)和原核微藻(如蓝藻等)组成,可将CO2转化为蛋白质、淀粉、脂类等物质。与金线莲固碳相比,微藻固碳的优势是 (写出2点),且该技术还能提高经济效益,提高碳利用(碳利用是指将碳元素有效地转化为有用的产品或能源的过程),比如用于 。
19.加拿大一枝黄花(SC)根状茎发达,传播速度快,与周围植物争夺阳光,对生物多样性造成严重威胁。为分析SC入侵对其他生物的影响,研究者在SC入侵地以其入侵不同阶段的植物群落为研究对象,对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析,如表所示。请回答下列问题:
不同入侵梯度样地中常见本土植物的生态位宽度
本土植物物种
SC入侵梯度(株数/m2)
0
5~7
11~13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②禺毛茛
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
(1)要研究某物种在群落中植物的生态位,通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
(2)由表中数据可得,随SC入侵梯度逐渐增加, (填表中序号)的生态位宽度明显减少,是因为 。
(3)为进一步研究SC对不同氮含量的土壤环境的适应性,科研人员用不同氮含量(用铵态氮处理,单位:mmol/L)的土壤环境种植后,对SC地下部分和地上部分生物量的影响,结果如图(对照组用10mmol/L铵态氮处理)所示。
实验结果表明,无论是高氮环境还是低氮环境,SC都能成功入侵的机制是 ,从而提高自身的环境适应能力。
(4)SC入侵农田导致减产,为清除SC,有专家建议现有的SC应在开花前收割,然后用做牛羊的饲料:另有专家建议采用复种(即在同一耕地上一年种收一茬以上作物)的方法进行防治。依据生态学原理分析:前者实现了 ;后者降低了SC的 。
20.武宣县奶牛养殖场是广西较大的奶牛养殖企业,其以奶牛为核心,建立了如图所示的生态循环平衡模式。回答下列有关问题:
(1)紫花苜蓿除了作为该农场主要的牧草,还具有较强的防旱和防水土流失的作用,这些体现了生物多样性的 价值;苜蓿根部长有根瘤,紫花苜蓿与根瘤菌的种间关系是 ,请具体描述两者之间的营养关系: 。
(2)粪污资源化利用是奶牛养殖的关键技术环节,该技术遵循了生态工程的 原理。从能量流动的角度分析,其实现了 。
(3)种植玉米时,除沼渣和粪污外,还常常需要向农田中施加氮肥,原因是 。根瘤菌与植物的共生固氮量可达到生物固氮总量的60%,但根瘤菌只有与相匹配的豆科植物共生。请依此原理提出两条对玉米有效的增产措施: 。
21.新疆地处亚洲中部的干旱区,自然植被稀疏,主要以草地和荒漠植被为主。如图为大气CO2浓度和气候事件对新疆草地初级净生产力(NPP)的影响,其中“+”代表正相关关系,“-”代表负相关关系。
(1)大气CO2浓度、土壤含水、气候等属于草地生态系统组分的 。
(2)植被初级净生产力(NPP)是单位时间和空间内植物群落积累的有机物总量,下列关于NPP描述正确的是______。
A.是植物群落光合作用合成的有机物总量
B.NPP中的能量即植物群落固定的太阳能
C.NPP中的全部能量将流入下一营养级
D.为生态系统中的其他生物提供物质和能量
(3)结合新疆实际情况,用“+”或“-”表示相关关系对图进行完善:
① ,② ,③ ,④ 。
(4)高温对新疆草地NPP的影响具有两面性,其原因可能是 。(编号选填)
①一定范围内的高温促进NPP的增加
②超出范围的高温导致光合作用效率降低
③高温可引发降水,促进NPP增加
新疆矿产资源丰富,但在长期的开发过程中,留下了大量的历史遗留废弃矿区,地貌破坏、土壤缺失、植被损毁,影响了区域生态功能。表为对废弃矿区进行生态修复的方式及修复效果,其中样点4选自自然未破坏区域,物种多样性指数越大代表物种越丰富。
修复样点
修复方式
植被密度(个/ m2)
物种多样性指数
土壤有机碳含量(g/Kg)
1
土壤种子库修复
85
0.87
25
2
泥浆拌种喷播
40
0.40
13
3
种植黑加仑
17
0.23
12
4
78
0.92
35
(5)相较于森林生态系统,新疆草地生态系统的抵抗力稳定性相对较弱的原因是 (编号选填)。
①物种多样性指数较低
②物质循环和能量流动的路径较多
③自我调节的通道较少
(6)土壤有机碳是指土壤中所有来源于生物体的含碳有机物质的总和。新疆地处干旱地区,土壤有机碳含量较低,对这一现象解释的合理是 (编号选填)。
①干旱使土壤中分解者生物量较少,有机碳来源减少
②干旱使生产者生长受限,土壤获得的植物凋落物较少
③营养结构复杂,营养级传递效率较高,进入土壤的有机碳下降
(7)土壤种子库修复是收集当地未破坏区域表层0~2 cm的表土及上部残留的枯枝落叶,按每公顷105kg进行撒播,由此推测该方法修复效果较好的原因是______。
A.表土中含有本地生物的种子,萌发生长后增加了植被密度
B.表土中含有本地生物的种子,萌发生长后增加了物种多样性指数
C.表土带有的枯枝落叶可提高修复样点土壤有机碳含量
D.表土和枯枝落叶为修复区植物提供生长基质
(8)若要知道各修复方式是否具有修复效果,实验还需增加的一组数据是 。
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