内容正文:
必考大题(四) 生物与环境
(时间:30分钟 分值:50分)
1.(10分)(2024·广东清远一模)研究人员调查了三星堆城墙遗址上的5种不同维护方式下的植物物种组成及相应群落的稳定性,结果见下表。
样地类型
植物的物种数
优势种
欧式距离
对照
38
小蓬草、狗尾草、艾草
14.19
种植
15
丝茅
17.49
弃耕
29
普通小麦、尼泊尔老颧草
16.48
覆土,定期去灌木
42
白花鬼针草、艾草
12.13
定期修剪
47
结缕草、马蹄金
14.96
注:①各样地类型的处理如下:
对照:无人为干扰;
种植:种植丝茅后,再无人为干扰;
弃耕:曾作为耕地,部分弃耕,仍有少量种植农作物;
覆土,定期去灌木:曾覆土20 cm,每年去除超过20 cm高的灌木;
定期修剪:曾种植结缕草、马蹄金,每年对较高的植物进行修剪。
②欧式距离:群落稳定性的指标,欧式距离越小,可认为群落越稳定。
回答下列问题:
(1)(2分)发生在三星堆城墙遗址上的演替类型为 演替。研究人员为调查各样地中的植物的物种数,采用的调查方法是样方法,统计数据时应记录各样方中植物的 (填“物种数”或“物种名称”)。
(2)(2分)植物的物种多样性也可间接反映各样地中动物的物种多样性,这是因为多种多样的植物能为动物提供多种多样的
。
(3)(2分)丝茅为多年生草本,高度可达90厘米,在土壤中形成致密的根系以吸收水分。从表格数据可以看出“种植”样地多年后优势种仍是丝茅,且该样地的植物物种数最少,请分析导致这一现象的原因最可能是
。
(4)(2分)从各样地的维护方式分析,“覆土,定期去灌木”样地在5种样地中稳定性最高的原因有
。
(5)(2分)现有一个新发掘的考古遗址,在雨水冲刷下出现明显的土壤流失。请结合上述信息,为该考古遗址的植被恢复提供一些建议:
。
2.(11分)(2024·福建福州一模)椴叶鼠尾草与朱唇是外来植物,常见于公园、绿化带中,在新生境中常常会受到当地广食性昆虫的取食。
(1)(2分)外来物种入侵后会导致原有的生态系统抵抗性稳定性 ,原因是
。(2)(4分)若要研究某区域椴叶鼠尾草或朱唇的生态位,需要研究的方面有 (答出2点即可),该区域中各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是
。
(3)(5分)最佳防御理论认为,植物可利用的养分是有限的,因此分配给防御和生长发育之间的资源存在权衡。受到昆虫取食时,有些植物采取忍耐型策略,通过降低自身防御物质含量,对繁殖进行超补偿;而有些植物采取忍耐和抵抗相结合的防御策略,具有较强的抗干扰能力。为研究椴叶鼠尾草或朱唇对昆虫取食的防御策略,科研人员对这两种植物进行剪叶并喷施茉莉酸甲酯溶液来模拟昆虫取食,检测其花数及抗虫防御物质黄酮的含量,实验结果如图,结合图判断分析:
①朱唇采取的防御策略最可能是 ;
②相对于朱唇,椴叶鼠尾草更 (填“难”或“易”)形成入侵,判断依据是:
。3.(12分)(2024·海南模拟)土壤中重金属污染和农药残留影响茶叶品质。科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究,并对其实施了植物修复技术。植物修复通过禾本科、豆科等超积累植物从被污染环境中吸收重金属,并将其转移、贮存到地上部分(超积累植物地上部分对重金属贮存量比普通植物高10倍以上),从而降低环境中重金属浓度,达到修复的目的。请回答下列问题:
(1)(2分)茶园生态系统不同地段分布有不同的生物类群,体现了群落的 结构。单作茶园生态系统中经常爆发病虫害,主要是该生态系统 能力较低。
(2)(2分)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作,发现茶园土壤中镉等重金属浓度明显下降,且土壤肥力明显提升,其原因有
。(3)(8分)蜘蛛在茶园生态系统中发挥着重要作用。在不同类型的茶园中对蜘蛛的相关指数进行了调查,得到下表数据(有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次:无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次:普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次)。
项目
有机茶园
无公害茶园
普通茶园
个体数
1 615
982
601
物种数
57
48
34
丰富度指数
7.72
6.83
5.22
①区别三种茶园中生物群落的重要特征是 。
②上表结果可知,由于有机茶园中蜘蛛的 较多,可以明显降低害虫数量。
③从题干信息分析,普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是
。④茶园荒废后发生的演替属于 ,理由是
。4.(9分)(2024·福建泉州模拟)小龙虾,学名克氏原螯虾,因肉味鲜美广受人们欢迎。小龙虾以昆虫、杂草和某些小鱼等为食,农业技术人员建立稻虾共作的田间工程。请回答:
(1)(1分)捕捉的小龙虾成为餐桌上的美味佳肴,体现了生物多样性的 价值。
(2)(6分)为了研究稻虾共作对稻田杂草的影响,农业技术人员在稻田中分别单种水稻(CK)和稻虾共作(RC)1、2、4、9年。随机选取样方,调查样地内的杂草种类、个体数,结果如下表。
种植方式
CK
RC1
RC2
RC4
RC9
杂草物种丰富度指数
35
30
24
22
31
杂草总密度/(株·m-2)
58
47
39
25
49
注:物种丰富度指数越高,物种越多
①结果显示,RC组杂草物种丰富度和密度随着RC年限增加均呈现 的趋势。
②从能量流动的角度分析,小龙虾的引入对于水稻生态系统的意义是
。③据本研究,请从长期生产的角度,提出一项稻虾共作中的注意事项:
。(3)(2分)综上分析,稻虾共作模式使农民增收的原因有
。(答出两点即可)
5.(8分)(2024·湖北三模)气候变化条件下的入侵生物防治是当前全球共同面临的一项重大挑战。为实践生态文明建设,我国科学家大力研究入侵植物豚草的有效治理方案,并从代谢组学、基因组学等角度研究相关机制。
(1)(2分)引入天敌广聚萤叶甲治理入侵的豚草属于 防治,该方法相对于除草剂除豚草的优点是 (答一点即可)。
(2)(2分)引入广聚萤叶甲后,豚草相关代谢产物的分泌情况如下图所示。结合图示分析广聚萤叶甲能够缓解豚草入侵的原因是
。
注:无论是否有天敌,豚草种群代谢物的分泌量均呈正态分布;将未引入天敌时,豚草种群代谢物分泌量正态分布的最大值定义为0。
(3)(1分)科研工作者对引入广聚萤叶甲后升温条件下豚草种群的基因组分析,发现升温会导致子代豚草积累促进生长繁殖的遗传变异,从而 (填“增强”或“减弱”)广聚萤叶甲对入侵豚草的防治效果。
(4)(3分)结合上述研究和生态学相关知识,在全球气候变暖背景下,若要同时提高广聚萤叶甲对豚草防治效果和生态系统的稳定性,专家建议大力种植适应本地环境的绿色植物,其原理是
。
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必考大题(四)
生物与环境
1.(1)次生物种名称(2)食物条件和栖息空间(3)丝茅高度高,土壤中形成的根系致密,能获得足
够的光照和水分,为其持续作为该地优势种创造了条件:其他植物能利用的光能和水分相应减少,较
难在该样地定殖(4)覆土使土壤中养分含量增加,具有了满足更多植物生长的潜能:去除灌木可提
高草本植物接受光照的量,使竞争不佳的物种得以生长并持续存在,提高该样地中物种的多样性,稳
定性提高(5)土壤回填,人工种植根系发达的植物
解析(1)发生在三星堆城墙遗址上的演替原有的土壤条件基本保留,甚至还保留有植物的种子和其
他繁殖体,属于次生演替。为调查各样地中的植物的物种数,统计数据时应记录各样方中植物的物种
名称,以方便统计。(2)植物的分层分布为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件,因此植物的
物种多样性也可间接反映各样地中动物的物种多样性。(3)丝茅高度高,土壤中形成的根系致密,能
获得足够的光照和水分,为其持续作为该地优势种创造了条件:其他植物能利用的光能和水分相应减
少,较难在该样地定殖,因此该种植样地多年后优势种仍是丝茅,且该样地的植物物种数最少。(4)
从各样地的维护方式来看,覆土使土壤中养分含量增加,具有了满足更多植物生长的潜能:去除灌木
可提高草本植物接受光照的量,使竞争不佳的物种得以生长并持续存在,提高该样地中物种的多样性,
稳定性提高,因此覆土,定期去灌木?样地在5种样地中稳定性最高。(⑤)在雨水冲刷下出现明显的
土壤流失问题,为了恢复该考古遗址的植被,可以采用土壤回填,人工种植根系发达的植物,实施水土
保持措施等方法。
2.(1)下降入侵可造成生物多样性下降,生态系统的自我调节能力降低(2)出现频率、种群密度、
植株高度以及与其他物种的关系等有利于不同生物充分利用环境资源(3)①忍耐和抵抗相结合
的防御策略②易椴叶鼠尾草受到昆虫取食时,降低自身防御物质含量,营养成分更多用于增加
花数,产生大量的子代,有助于入侵
解析(1)外来物种入侵导致本地物种减少甚至灭绝,造成生物多样性下降,生态系统的自我调节能
力降低所以导致原有的生态系统抵抗性稳定性下降。(2)生态位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、占用资源情况,以及与其他物种的关系等如果要研究椴叶鼠尾草或朱唇
的生态位,需要研究的方面有出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。每个物种
占据相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源。(3)忍耐型策略是通过降低自身防御物
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质含量,对繁殖进行超补偿,而从图中看出在受到取食的情况下,朱唇提高了开花的数目将营养物质
分配至繁殖器官),同时也提高了体内黄酮的含量提高自身体内抵抗物质的含量),因此朱唇采取了忍
耐和抵抗相结合的防御策略。从图中看出,在受到昆虫取食时,椴叶鼠尾草大量降低了自身体内黄酮
含量,即降低了自身防御物质含量,开花的数目增多,营养成分更多用于增加花数,产生大量的子代有
助于入侵,所以相比于朱唇,椴叶鼠尾草更易形成入侵。
3.(1)水平自我调节(2)大豆吸收了重金属,而根瘤菌固氮增加了土壤肥力(3)①物种组成②个
体数和物种数③喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖,频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖
息环境④次生演替保留有土壤结构,以及植物的种子或其他的繁殖体
解析(1)由于地形起伏的变化,在不同地段分布有不同的生物种群,这体现了群落的水平结构。茶
园生态系统不同地段分布有不同的生物类群这体现的是群落的水平结构。单作茶园生态系统中经
常爆发病虫害,主要是该生态系统中物种数量少,营养结构简单,自我调节能力较低、抵抗力稳定性
较低导致的。(2)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作,由于大豆吸收了重金属,因此重金属的
浓度明显下降,大豆与根瘤菌是互利共生关系,而根瘤菌能固氮,因而会使土壤肥力增加。(3)①群落
的物种组成是区别不同群落的重要特征,即区别三种茶园中生物群落的重要特征是群落的物种组成。
②根据表中结果可知,有机茶园中蜘蛛的丰富度指数、物种数和个体数均显著多于其他两种茶园,即
群落丰富度提高,营养结构复杂,因而自我调节能力增强,使得害虫数量明显降低。③普通茶园中蜘
蛛的丰富度指数最低的原因可能是喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖,且频繁采茶改变了茶园为蜘
蛛提供的食物和栖息环境,因而导致丰富度指数下降。④茶园荒废后发生的演替属于次生演替,因为
荒废茶园中依然保留有土壤结构,甚至保留植物的种子或其他的繁殖体,因而其上发生的演替为次生
演替。
4.(1)直接(2)①先减少后增加②引进的小龙虾取食杂草,调整生态系统能量流动关系,使能量高
效流向对人类最有益的部分③同一农田不宜长期稻虾共作(3)化肥使用量减少、水稻产量增加、
利用小龙虾创收
解析(1)小龙虾可作为餐桌上的美味佳肴,体现了生物多样性的直接价值。(2)①分析题表数据可
知,与CK相比,RC4组的杂草物种丰富度指数和杂草总密度均为最低可见随着稻虾共作年份增加,
RC组杂草物种丰富度和密度均呈现先减少后增加的趋势。②由表可知,小龙虾的引入,减少了杂草
的存量,这样调整了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从
RC4到RC,杂草物种丰富度指数和杂草总密度均呈上升趋势,说明超过4年后,防治效果随年限增
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加而下降,故同一农田不宜长期稻虾共作,应探索更多其他的种养方案,轮换种养方式。(3)由表可知
虾在稻田中的觅食活动,起到了吃草、捕虫、踩草等作用,减少了虫吃水稻以及水稻和杂草的种间竞
争,使水稻产量增加:同时虾的排泄物又可以肥田,减少化肥的投入量,降低成本:除此之外,虾也能增
加农民收入,因此,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收。
5.(1)生物对环境没有污染、效果稳定(答出一点即可)
(2)广聚萤叶甲捕食豚草后,豚草通过提高防御性代谢物的分泌来抵御天敌,减少促进生长繁殖的代
谢物的分泌,虽然豚草存活几率增加,但其生长繁殖受到抑制(3)减弱(4)适应本地环境的绿色植
物既能大量吸收大气中的CO2缓解温室效应导致的气温升高,又能使生态系统的组分增多、食物网
变复杂
解析(1)引入天敌利用捕食关系进行治理属于生物防治。除草剂除草属于化学防治,生物防治相对
于其的优点是对环境没有污染,且效果稳定。(2)广聚萤叶甲捕食豚草后,防御性代谢物的分泌量正
态分布最大值大于0,即相对于未引入天敌时,分泌量整体升高;促进生长繁殖的代谢物的分泌量正态
分布最大值小于0,即相对于未引入天敌时减少。面对天敌捕食时,豚草存活几率增加,但其生长繁殖
受到抑制。(3)升温导致子代中促进生长繁殖的遗传变异积累,促进豚草生长繁殖,使得广聚萤叶甲
的治理效果减弱。(4)大力种植适应本地环境的绿色植物既能大量吸收大气中的CO2缓解温室效应
导致的气温升高,从而缓解全球气候变暖减弱广聚萤叶甲对豚草防治效果,又能使生态系统的组分增
多、食物网变复杂,生态系统的自我调节能力增强抵抗力稳定性增加。
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