选必2 第10单元 第6讲 素养提升课——破译新情境 系统实验知能 增分主观大题（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

素养提升课——破译新情境• 系统实验知能•增分主观大题 第6讲 目录 一、 破译新情境——抽象、理性的学科情境要读懂 二、 系统实验知能——调查类实验 三、 增分主观大题——生态环境类主观题的题点考法集训 一、破译新情境——抽象、理性的学科情境要读懂 新情境问题　 奥海的水质研究及净化 [科普科研材料] 北京奥林匹克森林公园的主湖是一个人工湖，人们习惯称其为奥海。奥海具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化，爆发水华。为评估奥海的水体生态系统现状，提出水质净化的有效措施，进行了相关研究。 材料一　研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期，部分实验结果如图所示。 材料二　为彻底解决持续性净水的问题，研究人员以模型1为基础，分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺(田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食，也是鲤鱼的食物之一)、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花，构建模型2、3、4，重复材料一模拟实验。结果显示，各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著，如图3。其他植物干重均呈规律性周期变化。  [内蕴知识解读] (1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园，展现了生物群落的_________过程。通过生态工程，对人工生态系统进行分析、设计和调控，可实现生态系统的_________、功能平衡和收支平衡。 (2)根据材料一，比较图1和图2可知，2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长，支持上述结论的依据是______________________ ________________________________________________________。 (3)根据材料二的实验结果推测，以下净水措施的可持续性排序依次为：_________ (用字母与符号表示)。 A．增加人工湿地净化系统 B．无人工湿地净化系统 C．优化群落的垂直结构 D．增加多条完整的食物链 (4)请从生态系统营养结构的角度分析，增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因是__________________________________________ ________________________________________________________。 答案：(1)次生演替　结构平衡　(2)叶绿素a浓度在春秋两季到达低谷，分别对应苦草和菹草生物量最大的时期(或叶绿素a浓度在6～9月间达到峰值，此时苦草和菹草生物量最小)　(3)D>C>A＞B　(4)加入底栖动物使主湖食物网更加完善，营养结构更加复杂，抵抗力稳定性增强，从而具有更强的自我调节能力，因而可以提升自净能力 [迁移创新训练] 1．近年来，全国各地都在积极探索“农牧结合、生态循环”发展路径，打通畜禽粪肥还田利用“最后一公里”，推动传统农业向绿色种养循环农业模式转变。某地结合当地实际形成了“牛—牛粪—蚯蚓—蚯蚓肥—水稻、牧草、花卉—牧草喂牛”等循环产业链，使资源能够高效循环利用。下列叙述正确的是(　 ) A．蚯蚓肥可为水稻提供有机营养物质和能量 B．禽畜粪肥还田体现了生态工程的循环原理 C．牛粪饲养蚯蚓过程中牛同化量的一部分流入蚯蚓 D．绿色种养循环农业模式使得能量可高效、循环利用 √ 解析：蚯蚓肥主要是蚯蚓的粪便，主要为水稻提供无机物，不能提供能量和有机营养物质，A错误； 禽畜粪肥还田实现了物质循环利用，体现了生态工程的循环原理，B正确； 牛粪中的能量不属于牛同化的能量，属于上一个营养级(生产者)同化量的一部分，C错误； 绿色种养循环农业模式实现了物质循环利用、能量多级利用，但能量不能循环利用，D错误。 2．生态浮岛是利用生态工程原理，以水生植物为主体，以高分子材料等为载体，运用无土栽培技术降低富营养化水体中氮、磷等含量的生态修复技术。下图是生态浮岛的示意图，回答下列问题： (1)生态浮岛的外貌和结构会随每年四季变化发生规律性改变，体现群落的__________变化。设计生态浮岛时需要充分考虑水生植物的生态位差异和种间关系，研究某种植物的生态位通常需要研究的因素有________(填标号)。 ①该植物在该区域出现的频率　②该植物的种群密度　③该植物的植株高度　④该植物与其他物种的关系 (2)浮岛植物叶上有昆虫栖息，植物根系附近有鱼类和水生昆虫生活，这种分布体现了群落的______结构。水体中植食性动物摄入的食物含500 kJ能量，粪便中含200 kJ能量，粪便中的能量属于第______营养级同化的能量。 若右图表示该浮岛生态系统中能量流动的部分 示意图，甲表示生产者，乙、丙、丁表示消费者， a、b、c、d、e各代表一定的能量值，请用图中字母表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率__________×100%。 (3)生态浮岛中的植物与藻类竞争________和_________________，降低藻类光合作用，能有效抑制水体中藻类大量繁殖，从而治理水体富营养化。为提高治理效果，__________(填“应该”或“不应该”)定期收割浮岛植物。若水体受到重金属污染，浮岛中的水生植物不能作为家畜饲料，原因是_________________________________。 解析：(1)由于阳光、温度和水分等随季节而变化，所以生态浮岛的外貌和结构也会随每年四季的变化而发生规律性改变，这体现了群落的季节性变化。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等，即通常要研究的因素有①②③④。 (2)浮岛植物叶上有昆虫栖息，植物根系附近有鱼类和水生昆虫生活，这是动物在垂直方向上的分层现象，这种分布体现了群落的垂直结构。水体中植食性动物粪便中含有的能量，属于生产者的同化量的一部分，生产者处于第一营养级。由题意和图示分析可知，输入到第二营养级(乙、丙)的能量为(b＋c)，输入到第三营养级(丙、丁)的能量为(d＋e)，所以，第二营养级到第三营养级的能量传递效率是(d＋e)/(b＋c)×100%。 (3)生态浮岛中的植物通过与藻类竞争阳光和水体中的氮、磷等无机营养来降低藻类的光合作用，因此能有效抑制水体中藻类大量繁殖，从而治理水体富营养化。生态浮岛以水生植物为主体，为了避免水生植物过度繁殖而导致生态平衡失调，应该定期收割浮岛植物，以提高治理效果。若水体受到重金属污染，由于重金属会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害，因此浮岛中的水生植物不能作为家畜饲料。 答案：(1)季节性　①②③④　(2)垂直　一　(d＋e)/(b＋c)　(3)阳光　水体中的氮、磷等无机营养　应该　重金属会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害 3．(2024·锡山中学模拟)某湖泊由于水生植物腐败、污水排放等，水体出现严重有机污染以及水华现象。科研人员创建了三个样池并标号1、2、3，除养分浓度不同(3>2>1)外，其余初始条件均相同且适宜，一段时间后统计了各样池中生产者同化的总能量(GPP)及呼吸散失量(R)与水深(Z)的关系，如图所示。请回答以下问题。 (1)从生态系统的稳定性角度分析，该湖泊生态失衡的原因是 ____________________________________________________________________________________________________________________。 控制污染源，若干年后该湖泊会重新回到原有的生态平衡，这依赖于生态系统具有__________性。 (2)图中Zeu的含义是____________________________________。长期处于该点状态生态系统________(填“能”或“不能”)维持稳态，理由是__________________________________________________ ________________________________________________________。 (3)养分浓度对GPP和Zeu的影响分别是______________________，主要原因是_________________________________________________ ________________________________________________________。 (4)为了治理该湖泊，研究人员采取太阳能水生态修复方案，利用太阳能电机系统产生纵向的高速水流来搅动水体，破坏表层生物层的同时将底层低溶解氧的水提升到表层，该方案治理效果良好。请结合群落及生态系统的相关知识和以上信息，从两个角度说明该生态修复方案的作用机理：____________________________________________ ________________________________________________________。 解析：(1)(4)解析参见答案。 (2)据题图分析可知，Z表示水深，Zeu对应的GPP＝R，故Zeu表示该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深。长期处于生产者同化的总能量和呼吸散失量相等的状态，没有用于生长、发育和繁殖的能量，能量也无法流向分解者和下一营养级，生态系统不能维持稳态。  (3)分析题图可知，Zeu1>Zeu2>Zeu3，故随养分浓度增加，Zeu变小；浅水区GPP1<GPP2<GPP3，深水区则相反，故随养分浓度增加，浅水层的GPP变大，深水层的GPP变小。养分浓度对GPP和Zeu有图示影响的原因：高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖，固定的太阳能增加，生产者同化的总能量增加；而照射到深水层的光照减少，水下植物固定的太阳能降低，生产者同化的总能量变小；随水深增加，生产者同化的总能量变小，而养分浓度越高生产者的呼吸散失量越大，所以Zeu变小。 答案：(1)生态系统的自我调节能力有限，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏　恢复力稳定　(2)该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深　不能　在此点时生产者同化的总能量等于其呼吸散失量，没有用于生长、发育和繁殖的能量，无法流向分解者和下一营养级　 (3)随养分浓度增加，浅水层的GPP变大，深水层的GPP变小，Zeu变小　高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖，固定的太阳能增加，GPP增加；而照射到深水层的光照减少，水下植物固定的太阳能降低，GPP变小；随水深增加，GPP变小，而养分浓度越高生产者的R越大，所以Zeu变小　   (4)搅动水体使溶解氧增加，减少了浮游动物等初级消费者的死亡，浮游动物等初级消费者可捕食浮游植物，缓解水华现象；溶解氧增加，水体中好氧细菌数量增加，分解有机物缓解有机污染(或表层生物层被破坏，对光的遮蔽减弱，中下层植物获得的光照增加，生命活动增强，对N、P等的吸收增加) 二、系统实验知能——调查类实验 1．教材调查类实验归纳比较 (1)种群密度与类群丰富度调查的比较 项目 调查对象 方法 计算公式/统计方法 种群 密度的 调查 活动能力强、活动范围大的动物 标记重捕法 植物或活动能力弱的动物 样方法 计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值 研究土壤中小动物类群的丰富度 土壤中的小动物 取样器取样法 记名计算法、目测估计法 续表 (2)遗传病发病率与遗传方式调查的比较 项目 调查对象 注意事项 结果计算及分析 遗传病 发病率 自然人群 最好选择发病率较高的单基因遗传病，随机抽样，群体足够大 患病人数占所调查的总人数的百分比 遗传病 遗传方式 患者 家系 最好选择发病率较高的单基因遗传病 分析致病基因的显隐性及所在染色体的类型 2．调查类实验一般流程 [专题提能训练] 1．调查法是生态学常用的研究方法，下列关于调查实验的叙述，正确的是(　 ) A．调查某种植物的种群密度时，应选择该植物分布密集的地方取样 B．对酵母菌进行计数时可采用抽样检测的方法，利用细菌计数板进行计数 C．许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，常采用样方法调查其丰富度 D．调查生活在隐蔽复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时，可用红外触发相机监测种群密度和种群数量 √ 解析：调查某种植物的种群密度时，常用样方法，应做到随机取样，A错误； 对酵母菌进行计数时可采用抽样检测的方法，利用血细胞计数板进行计数，细菌计数板一般计数个体较小的微生物，如细菌等，B错误； 许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，常采用取样器取样法调查其丰富度，C错误； 调查生活在隐蔽复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时，可用红外触发相机监测种群密度和种群数量，D正确。 2．下列关于“研究土壤中小动物类群的丰富度”的说法，错误的是(　 ) A．为了调查不同时间土壤中小动物丰富度，可分别在白天和晚上取同一地块的土样 B．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标记重捕法调查土壤小动物类群丰富度 C．利用小动物的避光、避热性，收集土样中的小动物可采用带灯罩的热光源 D．对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征 √ 解析：应采用取样器取样法调查土壤小动物类群丰富度，B错误。 3．一项关于唐氏综合征的调查结果如下表，以下叙述错误的是(　 ) 母亲的生育年龄/岁 20～ 25～ 30～ 35～ 40～ 45～ 24 29 34 39 44 50 唐氏综合征发病率/‰ 1.19 2.03 2.76 3.3 9.42 16.38 A.抽样调查时应兼顾地区差异等因素，以增大取样的随机性 B．减数分裂Ⅰ后期21号染色体未分离，可导致子代患唐氏综合征 C．应该加强35岁以上孕妇的基因检测以降低唐氏综合征发病率 D．父亲的生育年龄也会影响新生儿患唐氏综合征的概率 √ 解析：抽样调查的关键是随机取样，对于唐氏综合征的抽样调查应该兼顾地区差异等因素，以增大取样的随机性，A正确； 唐氏综合征是由于患者体细胞中21号染色体比正常人多了一条引起的，若减数分裂Ⅰ后期21号染色体未分离，可导致配子中多一条21号染色体，使子代患唐氏综合征， B正确；     唐氏综合征是染色体异常遗传病，不能通过基因检测的方式诊断，C错误； 由表可知，各年龄阶段的母亲都可能生育唐氏患儿，故新生儿患唐氏综合征不仅与母亲年龄有关，可能与其他因素也有关，如父亲的生育年龄，D正确。 三、增分主观大题——生态环境类主观题的 题点考法集训 党的二十大报告指出“中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化”。推动绿色发展，促进人与自然和谐共生是时代的主旋律。高考命题回应时代的召唤，生态类试题在高考中占有相当大的比重，对生态类相关内容的考查既有选择题也有非选择性的主观题，近两年江苏卷对生态学侧重以选择题的形式考查，结合其他省市的命题分析可知，生态学类试题情境更加注重生态学原理和实践相结合，关注和解决实际问题。 试题信息除了文字材料外，往往还有一定比例的不同形式的图表等。种群的数量变化及影响因素、群落的结构及演替、生态系统及其稳定性、人与环境等均是高考重要的命题点。审答此类问题，要准确把握题干信息各要素间的相互关系，然后准确“对接”生态学的基本概念、观点或规律等，再组织语言精确表达。 1．(2023·山东高考，节选)在某退耕农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度(某物种个体数量占群落中总个体数量的多少)与演替时间的关系如图所示。 据图分析，第30年至第50年乙种群密度的变化是_______________ (填“增大”“减小”或“不能确定”)，原因是_____________________ ________________________________________________________。 答案：不能确定　无法确定该群落第30年至第50年总的植物个体数的变化，虽然乙植物占比(相对多度)在减小，但无法确定其种群密度是否在减小，可能只是其他个体数目增加的更快，占比更多，优势取代 2．(2023·全国乙卷，节选)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是_____________________________________________ _________________________________________________。从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是____________________________________ ______________________________________________________。 答案：在森林中，当害虫种群数量增加时，一方面，食虫鸟由于食物丰富，数量增多，另一方面，害虫种群数量增加使食物减少，害虫种群的增长就受到抑制　森林生态系统的生物种类多(物种丰富度高)，食物网(营养结构)复杂，自我调节能力强 3．(2023·全国新课标卷，节选)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是____________________________________。近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是______________________________________(答出1点即可)。 答案：有利于不同生物充分利用环境资源 不破坏水鸟的生存环境；远距离观赏 4．(2023·海南高考，节选)海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。 (1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量____________；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的________价值。 (2)人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于________，能有效降低大气中CO2含量，其主要原因是______________________________________ ________________________________________________________。 (3)在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的__________结构。 (4)三亚蜈支洲岛海洋牧场与邻近海域主要消费者的群落结构指标见表。与邻近海域相比，该牧场的生态系统稳定性较高，据表分析其原因是______________________________________________________ ________________________________________________________。 　　群落结构指标   不同区域　　　 营养级长 度(NR) 摄食来源多 样性水平(CR) 平均营养级 多样性(CD) 三亚蜈支洲岛 7.60 6.36 1.92 南海中西部 4.91 3.49 1.20 陵水湾 4.66 4.45 1.49 南沙群岛西南部 4.30 3.40 1.00 答案：(1)增大　直接　(2)生产者　藻类能进行光合作用将CO2转变为有机物　(3)水平　(4)营养级多样性高，食物网复杂 $$