内容正文:
专题09 生物与环境
3大高频考点概览
考点01 种群及其动态
考点02 群落及其演替
考点03 生态系统的结构及功能
地 城
考点01
种群及其动态
一、选择题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)海龟的性别由孵化时的环境温度决定,温度较低会孵化成雄性,反之则会孵化成雌性。在某海域,研究人员对海龟种群进行调查。下列叙述错误的是( )
A.全球变暖可导致海龟的性别比例改变
B.性别比例会影响海龟种群的死亡率,进而影响其种群密度
C.采用标记重捕法估测海龟种群密度,若标记物易脱落,则估测值偏高
D.调查海龟的生存状况,可为制定保护措施提供依据
【答案】B
【分析】种群密度的调查方法有:样方法和标记重捕法。对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标记重捕法;而一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法。
【详解】A、海龟的性别由孵化时的环境温度决定,全球变暖可导致海龟的性别比例改变,A正确;
B、性别比例会影响海龟种群的出生率,进而影响其种群密度,B错误;
C、采用标记重捕法估测海龟种群密度,若标记物易脱落,则第二次捕获的个体中标记的比例变小,估测值偏高,C正确;
D、调查海龟的生存状况,可为制定保护措施提供依据,如其生存状况差,则应采取一定的措施保护海龟,D正确。
故选B。
2.(24-25高三上·北京石景山·期末)某地区发现一种原产于南美洲的地中海实蝇,与本地实蝇共同寄生于同种水果中。地中海实蝇被列入我国外来入侵物种名单。下列叙述正确的是( )
A.地中海实蝇与本地实蝇属于同一种群
B.地中海实蝇入侵初期与本地实蝇形成原始合作关系
C.用寄生蜂防治地中海实蝇,属于生物防治
D.随地中海实蝇数量增长,本地实蝇的数量呈“J”型增长
【答案】C
【分析】题意分析,原产于南美洲的地中海实蝇,与本地实蝇共同寄生于同种水果中,地中海实蝇被列入我国外来入侵物种名单,所以该物种入侵会降低本地生态系统的生物多样性,从而使得生态系统的稳定性下降。
【详解】A、地中海实蝇被列入我国外来入侵物种名单,因而地中海实蝇与本地实蝇属于不同物种,因而不属于同一种群,A错误;
B、地中海实蝇入侵初期与本地实蝇形成种间竞争关系,因为它们共同寄生于同种水果中,B错误;
C、用寄生蜂防治地中海实蝇,属于利用生物种间关系进行防治的实例,因而属于生物防治,C正确;
D、随地中海实蝇数量增长,本地实蝇的数量增长受到制约,因而不能呈“J”形增长,而是表现为数量下降,D错误。
故选C。
3.(24-25高三上·北京西城·期末)酵母菌是高中生物学实验常用的材料,下列实验中,需要使用显微镜的是( )
A.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
B.利用天然酵母菌制作葡萄酒
C.探究酵母菌细胞的呼吸方式
D.用马铃薯琼脂培养基对酵母菌进行纯培养
【答案】A
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
【详解】A、探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验采用了抽样检测法,需要用到显微镜进行观察,A正确;
B、利用天然酵母菌制作葡萄酒主要是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精,不需要使用显微镜,B错误;
C、探究酵母菌细胞的呼吸方式是营造有氧和无氧条件实现的,不需要使用显微镜,C错误;
D、用马铃薯琼脂培养基对酵母菌进行纯培养属于微生物的培养,无需用到显微镜,D错误。
故选A。
4.(24-25高三上·北京顺义·期末)下列以酵母菌为对象的高中生物学实验中,操作步骤有误的是( )
选项
实验名称
操作步骤
A
探究酵母菌细胞呼吸的方式
无氧组盛酵母菌培养液的锥形瓶先封口放置一段时间,再连通澄清石灰水的锥形瓶
B
培养液中酵母菌种群数量的变化
计数时先振荡培养瓶,再吸取培养液
C
制作果酒
先用清水冲洗葡萄,再去枝梗
D
酵母菌的纯培养
配置好的培养基先倒平板,再灭菌
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】酵母菌在有氧条件下,进行有氧呼吸产CO2和H2O,在无氧条件下,进行无氧呼吸产生CO2和酒精。
【详解】A、探究酵母菌细胞呼吸的方式, 无氧组盛酵母菌培养液的锥形瓶先封口放置一段时间,再连通澄清石灰水的锥形瓶,以消耗掉瓶中的氧气,创造无氧环境,A正确;
B、培养液中酵母菌种群数量的变化 计数时先振荡培养瓶,使酵母菌分布均匀,再吸取培养液,B正确;
C、制作果酒,先用清水冲洗葡萄,再去枝梗,先去枝梗容易造成杂菌污染,C正确;
D、酵母菌的纯培养, 配置好的培养基先灭菌,再倒平板,D错误。
故选D。
5.(24-25高三上·北京顺义·期末)兴趣小组使用血细胞计数板对一定体积培养液中的酵母菌计数,绘制其种群数量变化曲线(下图),并未获得预期的“S”形曲线,不可能的原因是( )
A.培养的时间不够长
B.种群的出生率小于死亡率
C.种群数量未达到环境容纳量
D.计数结果是活菌数和死菌数的总和
【答案】B
【分析】酵母菌计数方法:抽样检测法:先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待细菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。本实验中从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡数次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。
【详解】A、图中显示的酵母菌种群数量变化并未显示出S形增长,且种群数量依然呈上升趋势,因而推测,其原因是培养的时间不够长,培养液中营养比较丰富,A正确;
B、根据图示可以看出,酵母菌的种群数量处于上升趋势,因而推测,种群的出生率大于死亡率,B错误;
C、根据图中酵母菌的种群数量变化可推测,此时种群数量未达到环境容纳量,C正确;
D、该实验中用到的计数方法是显微直接计数,该方法计数结果是活菌数和死菌数的总和,D正确。
故选B。
6.(24-25高三上·北京朝阳·期末)某研学小组将从葡萄皮上分离来的野生酵母菌分别接种于3瓶相同的培养液中,放置在转速不同的摇床上培养。培养时间与酵母菌种群密度的关系如图。相关叙述错误的是( )
A.可以用划线法分离出野生酵母菌
B.3个种群的数量均呈“J”形增长
C.培养液O2含量不同导致曲线间差异
D.丢弃菌液前要对菌液进行灭菌处理
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧条件下可以迅速增殖。本实验的目的是探究培养液的溶氧量对酵母菌种群密度的影响。
【详解】A、从葡萄皮上分离野生酵母菌可以用平板划线法获得,该方法可通过逐步划线稀释获得单菌落,A正确;
B、由于图示的结果是3瓶相同的培养液中的获得,由于空间、营养条件有限,因而,3个种群的数量均呈“S”形增长,B错误;
C、根据题意可知,摇床转速越高,提供的氧气越充足,从图中可看出摇床转速越高,培养液中O2含量越高,酵母菌繁殖的速度和总量越高,即培养液O2含量不同导致曲线间差异,C正确;
D、丢弃菌液前要对菌液进行灭菌处理,避免对环境造成污染,D正确。
故选B。
7.(23-24高三上·北京丰台·期末)科研人员对内蒙古干旱区天然杜松林的种群结构及动态特征进行研究,结果如下图。下列说法错误的是( )
注:第Ⅰ~Ⅲ径级为幼苗、第Ⅳ~Ⅵ径级为中树、第Ⅶ~Ⅷ径级为成树
A.该地区杜松种群径级结构的整体表现为幼苗多,成树少
B.杜松叶片为刺形条状,可减少蒸腾作用,适应内蒙古干旱环境
C.杜松林外貌特征季节性变化不明显,因此该群落演替过程缓慢
D.调查该地区天然杜松林的种群密度时,应采用样方法进行抽样调查
【答案】C
【分析】群落的特征包括种群密度、出生率和死亡率、年龄结构和性别比例。
【详解】A、依据图示信息,第Ⅰ~Ⅲ径级为幼苗、第Ⅳ~Ⅵ径级为中树、第Ⅶ~Ⅷ径级为成树,可知该地区杜松种群径级结构的整体表现为幼苗多,成树少,A正确;
B、杜松叶片为刺形条状,有利于减少蒸腾作用,适应内蒙古干旱环境,B正确;
C、由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化,称为群落的季节性,演替是指随着时间的变化,一个群落被另一个群落代替的过程,由二者的概念可以看出,二者没有必然的因果关系,C错误;
D、调查该地区天然杜松林的种群密度时,应选择样方法,D正确。
故选C。
8.(23-24高三上·北京西城·期末)生物潜能表示种群的最大生殖能力,即一个特定种群在无限环境中所达到的最大瞬时增长率。下列不属于影响生物潜能的因素是( )
A.出生率 B.死亡率 C.环境容纳量 D.性别比例
【答案】C
【分析】1.S形曲线表示在自然条件下种群数量的增长规律。种群增长率在各阶段不同,随着时间的增加,种群增长率先增大后减小,S形曲线实现的条件是:环境条件是资源和空间有限,存在天敌,种群数量增长受种群密度制约。
2.J形曲线表示在理想条件下种群数量的增长规律,J型曲线需要的条件是:环境条件是资源和空间充裕、气候适宜、没有敌害等,种群的数量每年以一定的倍数增长,可用数学模型Nt=N0λt表示。
【详解】生物潜能表示种群的最大生殖能力,即一个特定种群在无限环境中所达到的最大瞬时增长率。影响生物潜能的因素有出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性别比例,而环境容纳量决定种群所能维持的最大数量,不影响最大瞬时增长率,C错误,ACD正确。
故选C。
9.(23-24高三上·北京西城·期末)科研工作者用红外相机监测红腹角雉活动节律,结果如下图。下列叙述不合理的是( )
A.该研究中拍照调查属于标记重捕法
B.相机应设置于红腹角雉经常活动的地点
C.结果显示红腹角雉主要在白天活动
D.人类活动干扰了红腹角雉的活动节律
【答案】A
【分析】标记重捕法是指在被调查种群的生存环境中,捕获一部分个体,将这些个体进行标志后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。
【详解】A、标记重捕法,在被调查种群的生存环境中,捕获一部分个体,将这些个体进行标志后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量,由此可知,该研究中拍照调查不属于标记重捕法,A错误;
B、科研工作者用红外相机监测红腹角雉活动节律,故相机应设置于红腹角雉经常活动的地点,B正确;
C、分析题图,结果显示红腹角雉主要在白天活动,C正确;
D、分析题图可知,有人类干扰时红腹角雉的活动节律和无人类干扰时红腹角雉的活动节律不同,即人类活动干扰了红腹角雉的活动节律,D正确。
故选A。
10.(23-24高三上·北京朝阳·期末)黑颈长尾雉是国家一级保护动物,数量稀少。下列叙述正确的是( )
A.环境恶化会增加黑颈长尾雉的K值
B.全部的黑颈长尾雉构成了一个群落
C.调查黑颈长尾雉的年龄结构可预测种群数量变化
D.易地保护是对黑颈长尾雉最有效的保护措施
【答案】C
【分析】种群的数量特征包括种群密度、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;出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用;年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势,会通过出生率和死亡率影响种群密度,性别比例会通过影响出生率影响种群密度。
【详解】A、K值即环境容纳量,是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,环境恶化会降低黑颈长尾雉的K值,A错误;
B、群落是一定区域所有生物的集合,全部的黑颈长尾雉不能构成一个群落,B错误;
C、年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例,调查黑颈长尾雉的年龄结构可预测种群数量变化,C正确;
D、就地保护是对黑颈长尾雉最有效的保护措施,D错误。
故选C。
11.(23-24高三上·北京大兴·期末)在自然环境中,一个种群不能长期以“J”形曲线方式增长的原因是( )
A.存在天敌或竞争者
B.处在生育期的个体足够多
C.栖息地面积足够大
D.每个季节都有充足的食物
【答案】A
【分析】“J”形曲线:指数增长函数,描述在食物充足,无限空间,无天敌的理想条件下生物无限增长的情况;在实验室内的理想条件下可以实现;自然状态下当某种群刚迁入一个新的适宜环境中的最初阶段可能呈“J”形增长。
“S”形曲线:是受限制的指数增长函数,描述食物、空间都有限,有天敌捕食的真实生物数量增长情况,存在环境容纳的最大值K。
【详解】A、“J”形曲线是在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害、没有疾病的理想条件下形成的,存在天敌或竞争者,不能长期以“J”形曲线方式增长,A符合题意;
B、处在生育期的个体足够多,种群数量增长快,种群可以“J”形曲线增长,B不符合题意;
CD、栖息地面积足够大,每个季节都有充足的食物,种群可以“J”形曲线增长,CD不符合题意。
故选A。
12.(22-23高三上·北京通州·期末)某个稳定的生态系统中具有种间关系的甲、乙两个种群数量比例变化如表所示,下列相关说法正确的是( )
时间
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
第6年
甲种群数量/乙种群数量
1.30
1.35
1.10
0.95
0.65
0.33
A.甲种群数量从第3年开始逐渐下降
B.乙种群的增长速率不受自身密度制约
C.甲、乙两个物种的生态位重叠较多
D.甲、乙两种群间不存在双向信息交流
【答案】C
【分析】据表分析:该表格中的数值表示两个种群的数量比,这两个种群最可能表示竞争关系。根据比值看出,第1-三年时比值大于2,说明甲种群在竞争中占优势;但是第四年之后,比值小于1,不断下降,说明乙种群在竞争中占优势。
【详解】A、据表分析可知,第3年之前,甲种群的数量/乙种群数量始终>1,第4年后甲种群数量/乙种群数量<1并逐渐减少,但据此不能说明甲种群数量从第3年开始逐渐下降,也可能是乙种群数量增加多于甲,A错误;
B、种群的增长速率除受到种间关系和环境因素影响外,也受到自身密度制约,B错误;
C、生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用,表征了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系,据表格数据可知,甲种群数量/乙种群数量比例先增加后逐年降低,推测甲、乙两个物种的生态位重叠较多,C正确;
D、生态系统的信息交流是双向的,故甲、乙两种群间存在双向信息交流,D错误。
故选C。
13.(22-23高三上·北京昌平·期末)蜡螟只在熊蜂蜂巢内产卵,其幼虫会耗尽熊蜂蛹的生命,并吐丝保护幼虫不受熊蜂的伤害。统计发现,花园环境的熊蜂蜂巢被蜡螟感染水平比农场环境高20%左右。下列叙述错误的是( )
A.蜡螟与熊蜂是寄生关系
B.蜡螟通过影响熊蜂种群性别比例进而降低其数量
C.农场中蜡螟、熊蜂等各种生物共同构成生物群落
D.推测花园环境生活的蜡螟种群密度更大
【答案】B
【分析】种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系,主要包括互利共生、寄生、竞争和捕食等。
【详解】A、根据题意,蜡螟只在熊蜂蜂巢生活,在蜂巢内成批产卵,蜡螟幼虫会不加选择地蛀食巢房、耗尽熊蜂幼虫和蛹的生命,因此蜡螟是熊蜂的一种寄生生物。A正确;
B、蜡螟寄生在熊峰体内并且耗尽熊蜂蛹的生命,通过影响熊蜂出生率进而降低其数量,B错误;
C、群落是指栖息在一定地域内各种生物种群的集合,农场中蜡瞑、熊蜂等各种生物共同构成生物群落,C正确;
D、根据花园环境的熊蜂蜂巢被蜡螟感染水平比农场环境高20%左右,可以推测花园环境生活的蜡蟆种群密度应该更大,D正确。
故选B。
14.(22-23高三上·北京石景山·期末)用黑光灯诱捕法对农田中具趋光性的昆虫进行调查,下列叙述不正确的是( )
A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D.黑光灯诱捕的方法可用于调查该农田趋光性昆虫的丰富度
【答案】B
【分析】昆虫以植物为食,属于消费者;信息包括物理(声、光、电、磁等)、化学(化学物质)和行为(特定的动作)信息;调查种群密度的方法有逐个计数法、样方法、灯光诱捕法和标志重捕法。趋光性昆虫的种类很多,可以利用黑光灯诱捕,统计种类数。
【详解】A、趋光性昆虫以植物为食,属于生态系统的消费者,A正确;
B、黑光灯是一种特制的气体放电灯,黑光灯传递给趋光性昆虫的信息是通过光传递的,属于物理信息,B错误;
C、黑光灯诱捕的方法用于调查某种趋光性昆虫的种群密度,是一种根据昆虫趋光特点检测相对密度的方法,C正确;
D、黑光灯能诱捕多种趋光性昆虫,从而可以统计一定范围内趋光性昆虫的种类,故也可用于调查该农田趋光性昆虫的丰富度,D正确。
故选B。
15.(22-23高三上·北京西城·期末)异色瓢虫种群的性别比例有一定的可塑性,能够反映环境胁迫的强度。用一定浓度的杀虫剂处理异色瓢虫,结果如图。下列分析错误的是( )
A.可通过样方法调查异色瓢虫种群的性别比例
B.杀虫剂引发的基因突变使性别比例定向改变
C.雌性占比高可能有利于提高种群的出生率
D.杀虫剂可通过食物链影响其他生物种群数量
【答案】B
【分析】种群的数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、种群密度、年龄组成、性别比例,其中出生率和死亡率、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,年龄组成预测种群密度变化。
【详解】A、异色瓢虫活动范围小,可用样方法调查其种群的性别比例,A正确;
B、基因突变具有不定向性,B错误;
C、雌性占比高,繁育后代的概率高,即有可能提高种群的出生率,C正确;
D、食物链中各种生物相互联系,相互依赖,杀虫剂可通过食物链影响其他生物种群数量,D正确。
故选B。
二、非选择题
16.(24-25高三上·北京海淀·期末)为研究全球变暖对生态系统功能的影响,科研人员进行了系列实验。
(1)生态系统中能量的___________、传递、转化和___________的过程,称为生态系统的能量流动。
(2)科研人员设置了20个1m3的人工池塘,其中10个池塘始终比环境温度高4℃。经历了七年的“变暖”之后,对20个池塘进行15N同位素标记实验,将微量15N标记的硝酸钾添加到池塘中,56天内追踪浮游动植物体内15N含量,如图1。15N转移效率可代表能量传递效率。
①图1显示,与常温组相比,加温组浮游动植物体内15N相对含量___________。
②对实验中的15N相对含量进行计算,得到第n天时,浮游动物体内15N相关数据。计算公式和结果如下表。据表可知,第n天加温组浮游动物N转移效率___________常温组,由此可推测气候变暖对能量传递效率的潜在影响。
项目
常温组
加温组
体内15N含量
0.0837
0.0143
常数·15N流失率·
0.2203
0.4418
15N转移效率计算公式为
(3)已知变暖会提高浮游动物的细胞代谢速率。结合上述研究结果,请从浮游动物这一营养级同化量去向的角度,预测并分析变暖与能量传递效率之间的关系。___________。
(4)综合上述研究,下列关于全球变暖影响的预测合理的是___________(多选)。
a.喜冷磷虾的环境容纳量会提高
b.陆生生物的生态位可能扩张或收缩
c.海洋中最高营养级的生物量将下降
d.生态系统的抵抗力稳定性将会升高
【答案】(1) 输入 散失
(2) 低 低于
(3)变暖会提高浮游动物的细胞代谢速率,呼吸作用以热能形式散失的能量会增加,该营养级用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可能有所下降,导致流向下一营养级的能量减少,能量传递效率降低
(4)b、c
【分析】1、生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2、一般来说,某个营养级的同化量包括四个去向:呼吸消耗、分解者分解、下一营养级以及未利用的。
【详解】(1)生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)①结合图1分析,无论是浮游植物还是浮游动物,与常温组相比,加温组浮游动植物体内15N相对含量低。
②根据15N转移效率计算公式,常温组浮游动物N转移效率==0.38,加温组浮游动物N转移效率==0.032,加温组浮游动物N转移效率低于常温组,由此可推测气候变暖对能量传递效率的潜在影响。
(3)上述研究结果表明加温组浮游动物的N转移效率低于常温组,物质是能量的载体,说明变暖会导致能量传递效率降低,因此预测变暖会提高浮游动物的细胞代谢速率,呼吸作用以热能形式散失的能量会增加,该营养级用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可能有所下降,导致流向下一营养级的能量减少,能量传递效率降低。
(4)a、磷虾喜冷,全球变暖会导致磷虾的环境容纳量降低,a错误;
b、全球气候变暖,冰川融化,海平面上升,陆生生物生存环境变差,为了适应新的环境,生态位可能扩张也可能收缩,b正确;
c、全球变暖,能量传递效率降低,因此海洋中最高营养级所能获得的能量减少,生物量将下降,c正确;
d、全球变暖,能量传递效率降低,生物种类、数量将会降低,营养结构复杂程度降低,抵抗力稳定性将会下降,d错误。
故选bc。
17.(24-25高三上·北京石景山·期末)鄱阳湖湿地是小天鹅重要的越冬地。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。
(1)鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成一个______。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
①研究结果表明小天鹅在越冬______期食物种类最多,原因可能是这段时间气温较低,______。
②10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______。小天鹅食性的改变体现了______。
(2)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),结果表明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______。
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
(3)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______。
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) 生态系统 中 苔草大量枯萎,为满足能量需求,小天鹅需选择更多种类植物为食 水域面积减小,沉水植物减少 生物对环境的适应
(2)日均呼吸消耗及流向分解者的能量
(3)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)生态系统是指在一定区域内生物和它所生活的环境形成的一个统一的整体,包括生物部分和非生物部分,因此鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成了一个生态系统。
①根据小天鹅粪便中植物残渣的分析结果,可以看出在越冬中期食物种类最多。图中显示,越冬前期,小天鹅粪便中的植物残渣主要是苔原和芡实,但到了越冬中期,可能由于气温较低,苔草大量枯萎,为满足能量需求,小天鹅需选择更多种类植物为食,因此小天鹅在越冬中期食物种类最多。
②对比10年前的调查结果,本次调查发现小天鹅主要取食的是挺水或浮水农作物(如水稻、芡实、莲藕)以及野生陆生植物(如苔草等),而不再是生长于浅水区的野生沉水植物的芽。这一变化推测是由于湿地水域面积减少,导致沉水植物生长区域减少,从而迫使小天鹅改变食性。这体现了生物对环境的适应性,即生物能够根据环境变化调整自身的生存策略。
(2)摄入量包括粪便量和下一营养级同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,据表可知,日均摄入总能量2489.88(kJ/d)-日均排便中的能量453.06(kJ/d)=日均同化量,该数值大于X,表明小天鹅在鄱阳湖越冬期可以实现能量积累,说明X是除了储存在小天鹅体内的能量外的其余能量,因此X代表的指标应包括日均呼吸消耗及流向分解者的能量。
(3)A、在稻田和藕塘周围架设电网,阻止水鸟取食,这个措施虽然可以直接防止水鸟取食农作物,但会对水鸟造成极大的伤害甚至死亡,破坏生态平衡,因此不是合理的解决方案,A错误;
B、加大鄱阳湖生态补水,为湿地植物生长创造条件,这个措施可以增加湿地水域面积,为水生植物和湿地生物提供更好的生存环境,从而可能减少水鸟对农田和藕塘的依赖,缓解人鸟冲突,因此,这是一个合理的解决方案,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,这个措施同样可以增加湿地生态系统的面积和复杂性,为湿地生物提供更多的栖息地和食物来源,有助于缓解人鸟冲突,因此,这也是一个合理的解决方案,C正确;
D、科学管理苔草,合理刈割,为鸟类提供充足的食物,有助于缓解人鸟冲突,因此,这也是一个合理的解决方案,D正确。
故选BCD。
18.(24-25高三上·北京丰台·期末)科研人员用人工种植的本土植被海三棱藨草,治理外来植物互花米草入侵的滨海滩涂,但海三棱藨草种群数量未达预期。为探究该滩涂植被恢复的策略,进行如下实验。
(1)海三棱藨草和互花米草在滩涂生态系统的营养结构中属于______。研究人员利用两种植物之间的_______关系,进行生态系统的恢复治理。
(2)科研人员利用红外相机观察发现,滩涂中有大量螃蟹在夜间觅食,啃食海三棱藨草幼苗。为明确植被恢复的有利条件,科研人员在滨海滩涂_______选取若干样方,利用海三棱藨草、螃蟹、螃蟹的天敌水鸟,设计了4组实验。结果如下图,请在表格中完善实验方案。
分组
处理
定期调查
第1组
不进行任何处理
③_______的种群密度
第2组
种植海三棱藨草
第3组
种植海三棱藨草,①___
第4组
种植海三棱藨草,②____
实验结果说明________。
(3)生态系统修复的主要方式通常是修复植被,结合上述研究,为高效推进植被修复提出合理建议_______。
【答案】(1) 第一营养级 种间竞争
(2) 随机 去除样方内的螃蟹 用隔离网排除水鸟干扰 海三棱藨草 螃蟹抑制海三棱藨草的生长,螃蟹的天敌水鸟能够缓解螃蟹的抑制作用
(3)暂时去除植食性动物和吸引更多的肉食动物
【分析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的生态环境进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程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)海三棱藨草和互花米草在滩涂生态系统的营养结构中属于生产者,在营养结构中属于第一营养级,因为它们均能进行光合作用,把无机物变成有机物。研究人员利用两种植物之间的种间竞争关系实现相互制约,进行生态系统的恢复治理。
(2)科研人员利用红外相机观察发现,滩涂中有大量螃蟹在夜间觅食,啃食海三棱藨草幼苗。为明确植被恢复的有利条件,科研人员在滨海滩涂随机选取若干样方,利用海三棱藨草、螃蟹、螃蟹的天敌设计了如下实验:第一组的处理是不进行任何处理,即对照组,此时海三棱藨草的种群密度处于较低状态,第2组,种植海三棱藨草,不改善环境条件,最终海三棱藨草的种群密度下降,而后表现为正常状态;第3组种植海三棱藨草,用隔离网排除水鸟干扰,水鸟作为螃蟹的天敌,水鸟被隔离导致螃蟹增多,因而时海三棱藨草的种群密度较快降低到其最初的最大容纳量;第4组的处理是,种植海三棱藨草,而后去除蟹类,此时由于去除了海三棱藨草的捕食者,因而其种群密度逐渐上升。该实验结果说明螃蟹抑制海三棱藨草的生长,螃蟹的天敌水鸟能够缓解螃蟹的抑制作用。
(3)高效推进植被修复需要借鉴自然生态系统的演替规律,通过植被恢复、土壤改良、引种适应、防治生物入侵等措施,重建、重构受损生态系统的结构和功能,尽可能使其回到原始状态,结合上述研究,需要在种植海三棱藨草的同时,注意减少螃蟹的数量(增加水鸟的数量)做好植被保护,快速成为优势种,达到治理入侵植物互花米草的目的,具体的操作措施为暂时去除植食性动物(螃蟹)和吸引更多的肉食动物(水鸟)来达到生态修复的目的。
19.(23-24高三上·北京丰台·期末)为保护长江江豚,在铜陵半自然水域夹江设立了保护区,但研究人员发现一些问题。首先是自然饵料不足,其次有一定数量的凶猛性鱼类会与长江江豚争夺饵料资源。为解决这些问题,科研人员对该区域的鱼类群落结构进行研究。
(1)江豚通常捕食体长低于25cm的小型鱼类,从生态系统的组成成分来看,江豚属于____。
(2)科研人员对江豚的生态位进行了研究。
①研究江豚的生态位,要研究它的栖息地、________等。
②不同鱼类具有不同的生态位,这有利于充分利用______,是群落中物种之间及生物与环境间_______的结果。
③夹江中优势鱼类生态位重叠度大,说明这些鱼类之间可能存在着激烈的_________。
(3)综合上述内容及下图分析,为了保护该水域的江豚,应采取的措施有_________。(答出2项)
半自然水域夹江鱼体长分布
(4)国家制定了“长江10年禁渔”的保护政策,对长江生态环境及生物多样性进行保护和修复。2023年3月20日,安徽铜陵的江豚保护志愿者发布了一段数头江豚在长江铜陵嬉戏的视频,场面蔚为壮观。下列相关叙述正确的是( )
A.保护长江生物多样性需要禁止鱼类资源开发和利用
B.长江江豚种群数量增加说明生态环境保护取得良好的成效
C.建设鱼类洄游通道是保护鱼类生物多样性的重要举措
D.建立长江江豚保护区可以增加江豚种群的环境容纳量
【答案】(1)消费者
(2) 食物、天敌、种间关系 环境资源 协同进化 种间竞争
(3)及时捕捞全长超过25cm的鱼类;清理凶猛性鱼类,以及与长江江豚争夺饵料资源的鱼类:补充投放长江江豚偏好摄食的鱼类
(4)BCD
【分析】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。
【详解】(1)依据题干信息,江豚通常捕食体长低于25cm的小型鱼类,从生态系统的组成成分来看,江豚属于消费者。
(2)①江豚是动物,研究动物的生态位,要研究它的栖息地、食物、天敌及与其他物种的关系等。
②群落中的每种生物,如此题中的不同鱼类,都占据着不同的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
③夹江中的不同鱼属于不同的物种之间,当夹江中优势鱼类生态位重叠度大时,它们之间可能存在着激烈的种间竞争。
(3)依据题干信息:①自然饵料不足,②有一定数量的凶猛性鱼类会与长江江豚争夺饵料资源,所以保护江豚,我们可以清理凶猛性鱼类,以及与长江江豚争夺饵料资源的鱼类:补充投放长江江豚偏好摄食的鱼;依据图示信息可知,体长超过25cm的鱼类数量多,而且会消耗较多的饵料,会与江豚构成种间竞争的关系,所以保护江豚,我们可以对体长超过25cn的鱼类进行及时捕捞。
(4)A、保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式开发利用,对于江豚的保护也是一样,并不是禁止鱼类资源的开发利用,A错误;
B、长江江豚种群数量增加说明生态环境保护取得良好的成效,B正确;
C、建设鱼类洄游通道是保护鱼类生物多样性的重要举措,是保护生物多样性较为有效的措施,C正确;
D、建立长江江豚保护区有助于改善江豚的生活环境,增加江豚种群的环境容纳量,D正确。
故选BCD。
20.(23-24高三上·北京海淀·期末)土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物,它们的关系十分复杂。
(1)细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了_________。线虫可以细菌为食,真菌可产生菌丝陷阱包裹并杀死线虫。
(2)富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱,研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导菌丝陷阱形成的机制,研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体,检测菌丝陷阱的数量,结果如图所示。结合上述信息,推测_________,从而诱导菌丝陷阱的产生。
(3)线虫产生蛔甙作为_________信号以调节自身生长发育和行为。真菌可感应该信号,从而形成菌丝陷阱,由此可见,信息可以__________,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)土壤中细菌的精氨酸酶(可催化尿素产生的酶)表达量与线虫取食频率成正比。综合上述信息,通过分析细菌、真菌和线虫之间的关系,解释线虫数量相对稳定的机制:_________。
(5)自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上述机制最相似的是_________。
a.食草昆虫啃食植物叶片后,植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫
b.白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌,从而抑制寄生真菌的生存和传播
c.虫媒传粉的植物,花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉
【答案】(1)生物群落
(2)真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨
(3) 化学 调节种间关系
(4)线虫对细菌的捕食增加时,细菌合成更多的尿素,被真菌分解为氨,线虫分泌蛔甙增加,诱导真菌形成更多菌丝陷阱,反馈调节线虫数量。
(5)a
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构,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;营养结构包括食物链和食物网。
2、生态系统的信息传递:(1)生态系统中信息的种类:物理信息、行为信息、化学信息;(2)信息传递在生态系统中的作用:①个体方面:生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面:生物种群的繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面:信息传递能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
3、群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,其研究内容包括群落的边界和范围、群落的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
【详解】(1)细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了生物群落。
(2)分析题图可知,利用尿素处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体,无菌丝陷阱的产生,用氨处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体,有菌丝陷阱产生,说明真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨,从而诱导菌丝陷阱的产生。
(3)线虫产生的蛔甙是化学信号,真菌可感应该信号,从而形成菌丝陷阱,由此可见,信息可以调节种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)土壤中细菌的精氨酸酶(可催化尿素产生的酶)表达量与线虫取食频率成正比,线虫对细菌的捕食增加时,细菌合成更多的尿素,被真菌分解为氨,线虫分泌蛔甙增加,诱导真菌形成更多菌丝陷阱,反馈调节线虫数量,故线虫数量能维持相对稳定。
(5)线虫对土壤中细菌的捕食增加时,细菌合成更多的尿素,被真菌分解为氨,线虫分泌蛔甙增加,诱导真菌形成更多菌丝陷阱,反馈调节线虫数量。而自然界中食草昆虫啃食植物叶片后,植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫,从而调节食草昆虫的数量,二者机制最为相似,a符合题意,bc不符合题意,故选a。
21.(22-23高三上·北京朝阳·期末)为发挥北京南海子麋鹿苑湿地的生态效益,研究者利用城市再生水对其进行生态恢复。
(1)麋鹿曾广泛分布于我国,野外灭绝后,1985年重新从英国引入,在北京麋鹿苑建立了性别比例为3:1(♀:♂)的_______,通过影响_______来提高麋鹿数量。麋鹿苑的所有生物与_______共同组成了生态系统。
(2)上世纪九十年代,由于上游水体污染、缺乏净水补充、垃圾回填等各种外界干扰超过麋鹿苑的__________能力,导致其水面严重缩小、水体缺氧,生态平衡遭到破坏。因此,2006- 2008年将小红门污水处理厂处理后的再生水引入麋鹿苑,实施了湿地修复工程。 再生水经过滤消毒后,流入水位较深、植物丰富、并放置有适于微生物生长的填料的潜流湿地区。随后,水流进入麋鹿活动区。污水处理厂再生水及湿地修复工程前后水质 情况见下表。
参数
处理后的再生水
湿地修复前( 2006年)
湿地修复后(2009年)
国家排放标准
总氮( mg/L)
5.6
3.4
1.7
15
总磷( mg/L)
3.3
0.3
0.1
1.0
* COD( mg/L)
29.8
101
15.2
20
注:COD(化学需氧量),表示污水中生物体分解有机物消耗的氧气量,可间接反映水质 有机物含量。
(3)据表可知,湿地修复后的水中总氮、总磷含量和COD均_______,请依据所学知识和题中信息解释原因__________________________。
(4)在麋鹿苑种植多种牧草并利用净化后水喷灌,增加了麋鹿草料的供给,减少了人工饲 料补充量,从能量流动的角度看,_______(多选),取得了良好的生态和经济效益。
A.增加了生产者固定的太阳能
B.减少了人工输入生态系统的能量
C.提高了能量传递效率
(5)工程完成后,麋鹿苑植物和鸟类物种数量均有提升,不仅为北京市民提供了生物多样性保护和湿地教育的场所,促进了当地旅游业的发展;同时湿地还起到了蓄积降水、调节洪水、净化再生水的作用,体现了生物多样性的_______价值。
(6)从上世纪八十年代至今,麋鹿苑湿地生态环境的一系列变化体现了群落的_______过 程,人类活动影响了该过程的_______。要维护恢复后的麋鹿苑湿地生态系统,还可采 取_______(举两例)等措施,以保护水体。
【答案】(1) 种群 出生率
非生物环境
(2)自我调节
(3) 显著降低 潜流湿地区填料有利于微生物增殖,并通过分解作用将污水中含氮和含磷有机物分解为可被植物根系吸收的无机物
(4)AB
(5)直接和间接
(6) 演替 速度和方向 禁止向上游排放工业及生活污水、禁止倾倒垃圾
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,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。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。3、生物多样性的保护:(1)就地保护(自然保护区):就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。
【详解】(1)种群是同一区域内同一物种的集合体;性比率影响出生率,从而影响种群的数量;生态系统指所有生物与非生物环境的集合体。
(2)生态系统具有一定的自我调节能力,超过该能力生态系统会被破坏。
(3)结合表格可知,修复后的湿地水中的总氮、总磷含量和COD均下降,从之前的3.4、0.3、101变成1.7、0.1、15.2;潜流湿地区填料有利于微生物增殖,并通过分解作用将污水中含氮和含磷有机物分解为可被植物根系吸收的无机物,使得N、P等显著下降。
(4)A、牧草是生产者,能固定太阳能,增加了生态系统中能量的来源,A正确;
B、在麋鹿苑种植多种牧草增加了麋鹿草料的供给,减少了人工饲 料补充量,减少了人工饲 料补充量,B正确;
C、在麋鹿苑种植多种牧草不能改变能量的传递效率,C错误。
故选AB。
(5)蓄积降水、调节洪水、净化再生水,属于生态方面的价值,是生物多样性的间接价值,而提供了生物多样性保护和湿地教育的场所,促进了当地旅游业的发展,是生物多样性的直接价值。
(6)麋鹿苑湿地生态环境的一系列变化,群落的类型发生改变,为群落演替;人类活动可以改变环境,改变演替的速度和方向;由于上游水体污染、缺乏净水补充、垃圾回填等各种外界干扰,使生态平衡遭到破坏,因此禁止向上游排放工业及生活污水、禁止倾倒垃圾等可以维护恢复后的麋鹿苑湿地生态系统。
22.(22-23高三上·北京西城·期末)蚜虫危害农业生产,为利用蚜虫的寄生性天敌保护农作物,开展了下列研究。
(1)蚜虫体内寄生蜂种类多,可分为初级寄生蜂和重寄生蜂。初级寄生蜂将卵产于蚜虫体内,幼虫取食蚜虫组织导致蚜虫死亡,形成僵蚜。重寄生蜂可从初级寄生蜂体内获得营养。初级寄生蜂同化的能量的去向有_______(写出两个)。
(2)对棉田中的蚜虫进行监测,可在棉田中随机选取样方,记录样方中________,得出蚜虫的种群密度和被寄生率。
(3)为构建棉田中蚜虫与寄生蜂之间的营养结构模型,利用PCR技术对僵蚜中的蚜虫和寄生蜂种类进行了检测。
①为了能够一次性鉴定出多种目标生物,同时加入一个PCR体系的多对引物应该满足________。
A.每对引物扩增的序列对应一种昆虫B.每对引物扩增的序列对应多种昆虫C.每对引物扩增的产物长度不同D.每对引物扩增的产物长度相同E.所有引物之间不能相互配对F.所有引物的长度相同
②从僵蚜中提取DNA样本,加入与四种蚜虫对应的引物进行PCR,扩增产物进行电泳;同样的原理检测僵蚜中的初级寄生蜂和重寄生蜂,结果如图1。请据此绘制出营养结构图________(用字母和箭头表示)。
(4)通过上述方法,构建了单作棉田和间作枣树棉田的定量食物网,如图2(每个物种所在方框的宽窄代表相对数量)。
与单作棉田相比,间作枣树棉田不易发生蚜虫灾害。由图2推测原因可能是________。
【答案】(1)呼吸以热能形式散失、流入分解者(流入重寄生蜂中)
(2)蚜虫数量和僵蚜数量
(3) A、C、E 或
(4)与单作棉田相比,间作枣树降低了重寄生蜂对初级寄生蜂的抑制作用,使蚜虫的被寄 生率提高,蚜虫数量得到有效控制不易发生蚜虫灾害
【分析】1、生态系统能量的最终来源为太阳光能,流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量。每一营养级中能量的去向为:呼吸作用散失,被下一营养级同化,被分解者分解。能量单向流动且逐级递减。
2、样方法调察时,个体的统计,遵循计上不计下,计左不计右规则。在被调查种群的生存环境内随机选取若干个样方,通过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,在抽样时要使总体中每一个个体被抽选的机会均等。
【详解】(1)同化量包括呼吸以热能形式散失的能量和用于生长发育繁殖的能量,用于生长发育繁殖的能量包括流入下一营养级(流入重寄生蜂的能量),流入分解者的能量和未被利用的能量。
(2)随机取样之后统计蚜虫的数量从而计算出蚜虫种群密度,统计僵蚜的数量,计算出被寄生率。
(3)要用多对引物一次鉴定出多种生物,那么每种生物要有对应的引物与其配对,引物之间不能互补配对,扩增的产物长度要有所不同,以便在电泳时可以区分出不同生物的片段,故选ACE。从电泳图可知,僵蚜1是蚜虫B,僵蚜2是蚜虫C,而僵蚜1中检测出初级寄生蜂F,说明初级寄生蜂F寄生在蚜虫B中,则能量从蚜虫B流向初级寄生蜂F,同理可知,蚜虫C的能量流向了初级寄生蜂F和G。最后一个电泳中,僵蚜1中存在重寄生蜂I和K,则证明初级寄生蜂F的能量流向了重寄生蜂I和K,而僵蚜2中存在重寄生蜂I的DNA,则证明初级寄生蜂F或G的能量流向了重寄生蜂I,那么营养结构图如下图所示 或 。
(4)与单作棉田相比,间作枣树降低了重寄生蜂对初级寄生蜂的抑制作用,使蚜虫的被寄生率提高,蚜虫数量得到有效控制不易发生蚜虫灾害。
23.(24-25高三上·北京朝阳·期末)长江口湿地曾生活着海三棱藨草等土著植物、以蟹类为主的植食性动物和多种水鸟。互花米草的入侵导致海三棱藨草大量消失,生物多样性锐减。科研人员进行了退化生态系统的修复研究。
(1)长江口湿地群落中各种土著生物都占据着相对稳定的生态位,这是物种之间及生物与环境间_____________的结果。互花米草在与土著植物之间的_____________关系中占据优势,导致生态平衡被破坏。
(2)生态修复领域的重要理论“梦境假说”认为,停止干扰后,食物链就会按营养级自下而上逐步恢复,原因是停止干扰后群落会朝着_____________的方向演替。
(3)当地根据“梦境假说”大面积清除互花米草,结果不管是否重新种植海三棱藨草,数年后原生植被都未恢复。为了探究原因,研究者将样地中的互花米草清除后,分成4组地块分别处理,结果如图。
①该实验的目的是探究_____________对湿地植被恢复的影响。
②实验结果显示,丁组海三棱藨草数量显著高于其他组,说明_____________;乙、丙组海三棱藨草数量无显著差异,推测原因是该湿地中_____________导致乙、丙组蟹类数量差异不大。
(4)综合以上研究及所学知识,为“梦境假说”补充内容,以便为修复因生物入侵而退化的生态系统提供指导。______________。
【答案】(1) 协同进化 种间竞争
(2)物种增多、结构复杂
(3) 人工种植和蟹类数量(水鸟捕食蟹类强度) 蟹类取食强度过大(蟹类数量过多/水鸟对蟹类捕食不足)导致植被难以恢复 水鸟数量少
(4)仅去除入侵植物还不够,还应该人工种植土著植物,并在恢复初期通过引入肉食动物等措施以限制植食动物数量,才能尽快形成稳定的生态系统
【分析】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。
2、群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代。演替可以分为初生演替和次生演替。
【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,长江口湿地群落中各种土著生物都占据着相对稳定的生态位,这是物种之间及生物与环境间协同进化的结果;互花米草在与土著植物会竞争养分和空间等资源,两者之间存在种间竞争关系。
(2)分析题意,互花米草的入侵导致海三棱藨草大量消失,生物多样性锐减,据此推测,停止干扰后,食物链就会按营养级自下而上逐步恢复,原因是停止干扰后群落会朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
(3)①据图分析,实验的自变量是时间和种植类型、蟹类的有无,因变量是植物的数量,据此推测,该实验的目的是探究人工种植和蟹类数量(水鸟捕食蟹类强度)对湿地植被恢复的影响。
②实验结果显示,丁组(种植海三棱藨草,模拟水鸟对蟹类进行高强度捕食)的海三棱藨草数量显著高于其他组,说明在水鸟的作用下,蟹类减少而导致海三棱藨草增加,据此推测蟹类取食强度过大(蟹类数量过多/水鸟对蟹类捕食不足)导致植被难以恢复;乙(种植海三棱藨草,不干预水鸟对蟹类的捕食)、丙组(种植海三棱藨草,隔绝水鸟对蟹类的捕食),两组的自变量是水鸟对蟹类有无,实验结果显示海三棱藨草数量无显著差异,推测原因是该湿地中水鸟数量少导致乙、丙组蟹类数量差异不大。
(4)“梦境假说”认为,停止干扰后,食物链就会按营养级自下而上逐步恢复,据实验结果分析,仅去除入侵植物还不够,还应该人工种植土著植物,并在恢复初期通过引入肉食动物等措施以限制植食动物数量,才能尽快形成稳定的生态系统。
地 城
考点02
糖群落及其演替
一、选择题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)十九世纪中期以来,青藏高原东缘的海螺沟冰川不断退缩,在退缩区上形成了一个完整且连续的植被演替序列。图示为连续调查结果,显示演替不同阶段该地优势种的变化。下列相关叙述错误的是( )
A.冰川退缩区的演替过程属于次生演替
B.在群落演替过程中生物量逐渐增加
C.糙皮桦和峨眉冷杉存在生态位重叠
D.中期林冠层郁闭度增加不利于喜光的沙棘生存
【答案】A
【分析】随时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做演替。演替的种类有初生演替和次生演替两种。群落发生演替的主要标志:群落在物种组成上发生了变化,或者是在一定区域内一个群落逐步被另一个群落替代。初生演替起点:从来未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭了的原生裸地。次生演替起点:植被遭受严重破坏后所形成的次生裸地。
【详解】A、冰川退缩区没有植被,属于初生演替,A错误;
B、在群落演替过程中生物量逐渐增加,群落发展壮大,B正确;
C、图示示演替不同阶段该地优势种的变化,演替后期也存在糙皮桦,糙皮桦和峨眉冷杉在生存空间上存在生态位重叠,C正确;
D、中期林冠层郁闭度增加降低光照强度,不利于喜光的沙棘生存,D正确。
故选A。
2.(24-25高三上·北京昌平·期末)潮间带的水坑中主要生长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食,其主要天敌是海鸥。浒苔占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌,而角叉苔占优势的环境则相反。有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A、B),把B坑中的滨螺全部移入几乎无滨螺的A坑,结果如下图。下列说法错误的是( )
A.实验目的是研究滨螺和岸蟹对A坑、B坑群落的影响
B.推测A坑中岸蟹数量下降与浒苔数量减少有关
C.在滨螺移出后,B坑中岸蟹种群呈现“S”形增长
D.在滨螺移出前,B坑不利于岸蟹躲避海鸥的捕食
【答案】A
【分析】分析:根据图中所示,A坑移入滨螺,浒苔大量减少,B坑中移出滨螺后,浒苔大量增加,说明滨螺以浒苔为食。浒苔和角叉苔都是藻类,两者存在竞争关系,会争夺阳光和养分。
【详解】A、有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A、B),把B坑中的全部滨螺(233只)捉出,移入几乎无滨螺的A坑,研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响,A错误;
B、浒苔占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌,推测A坑中岸蟹数量下降与浒苔数量减少有关,B正确;
C、由图可知,在滨螺移出后,B坑中岸蟹种群呈现“S”形增长,C正确;
D、B坑在移出滨螺前岸蟹很少,是由于角叉苔占优势,浒苔处于劣势,不利于岸蟹躲避海鸥捕食,D正确。
故选A。
3.(24-25高三上·北京昌平·期末)在铜矿废弃地的生态恢复研究中,科研人员对不同恢复年限群落中植物物种丰富度进行了观察和记录(下图)。下列说法错误的是( )
A.铜矿废弃地的群落演替属于初生演替
B.随着恢复年限的增加,群落中植物物种丰富度呈现先增加后减少的趋势
C.恢复后期物种丰富度下降可能是由于植物之间对资源的竞争加剧
D.在群落演替的过程中,该生态系统的能量输入大于能量输出
【答案】A
【分析】群落演替包括初生演替和次生演替。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;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、铜矿废弃地是在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,属于次生演替,A错误;
B、据图可知,随着随着恢复年限的增加,群落中植物物种丰富度先增加后减少,B正确;
C、恢复后期物种丰富度下降的原因可能是植物之间竞争加剧的结果,C正确;
D、在群落演替的过程中,生物群落越来越复杂,生物量越来越多,则该生态系统的能量输入大于能量输出,D正确。
故选A。
4.(24-25高三上·北京石景山·期末)2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A.在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B.采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C.在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D.实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
【答案】A
【分析】生态工程以生态系的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态系基本原理。
【详解】A、初生演替是指在原本没有任何生命存在的环境中(如裸露的岩石、沙丘等)植物群落的形成过程。在“草方格”技术中,麦草是人为插入的,而且沙丘本身就有原生植物的种子,所以这个过程并非从零开始的自然演替,而更接近于次生演替,A错误;
B、自生原理是指通过模拟自然过程,使植物自行生长、繁殖和恢复生态系统。在“草方格”技术中,通过人工插入麦草固定流沙,并利用原有沙生植物种子来恢复植被,实际上是遵循了自然生态自我恢复的原理,B正确;
C、协调原理强调不同物种之间的相互作用与合作,以实现生态系统的稳定性。在“草方格”技术中,种植沙拐枣、梭梭等沙生植物是为了利用这些植物的抗旱、固沙特性,帮助恢复生态系统的功能,这确实符合生态工程的协调原理,C正确;
D、“草方格”技术的主要目的是固定流沙、恢复植被,防止沙漠化扩展,并通过植物的生长改善水土保持、防风固沙功能,D正确。
故选A。
5.(24-25高三上·北京丰台·期末)多度用于统计一个群落中各个物种个体的相对数量。研究人员对某生态系统经受干扰时、干扰后的变化情况进行调查,结果如图。下列叙述不正确的是( )
A.生态系统受干扰时物种A的多度明显下降
B.物种B与物种A存在着种间竞争的关系
C.B的竞争力因生态系统受到干扰而高于A
D.无B存在时物种A的恢复力稳定性更强
【答案】D
【分析】生态系统的稳定性:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。
【详解】A、据图可知,受到干扰时,无论是只有物种A存在,还是物种A和物种B同时存在,物种A的多度都明显下降,A正确;
B、据图,受到干扰时,物种A的多度和物种B的多度呈此消彼长的关系,二者的种间关系是种间竞争,B正确;
C、受到干扰时,物种A的多度明显下降,物种B的多度明显上升,说明B的竞争力高于A,C正确;
D、无B存在时,营养关系会变得简单,物种A所在的生态系统的抵抗力稳定性减弱,恢复力稳定性增强,而不是物种A的恢复力稳定性更强,D错误。
故选D。
6.(24-25高三上·北京顺义·期末)某水域分布有甲、乙两种浮游动物,甲主要取食浅水域的植物a和水域中层的植物b,乙除了取食b,还包括较深水域的植物c,两者昼夜分布情况如下图。有关甲、乙的分析不合理的是( )
A.均不具有明显的趋光性 B.空间分布体现群落的垂直结构
C.占据完全不同的生态位 D.昼夜分布的变化削弱二者竞争
【答案】C
【分析】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。因此,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。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。
【详解】A、由图可知,甲乙中午都会下沉,说明两者均不具有明显的趋光性,A不符合题意;
B、植物a和植物b有垂直分层现象,甲、乙也有垂直分层现象,空间分布体现群落的垂直结构,B不符合题意;
C、甲乙都会取食植物b,说明两者的生态位并非完全不同,C符合题意;
D、甲乙昼夜分布的变化使得两者不在同一水层,削弱了两者的竞争,D不符合题意。
故选C。
7.(24-25高三上·北京顺义·期末)贵州某地充分利用果林下的空地,在李子树下种植玉米以及喜阴湿的低矮农作物魔芋,种植模式的改变给当地带来了更高的经济效益。有关该种植模式叙述错误的是( )
A.提高群落对果林空间和资源的利用率
B.提高果林中生产者固定太阳能的总量
C.更多能量流向对人类有益的部分
D.各营养级间的能量传递效率更高
【答案】D
【分析】群落的空间结构:(1)垂直结构:植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性,其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层;(2)水平结构:水平方向上由于光照强度地形明暗湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
【详解】ABC、充分利用果林下的空地,在李子树下种植玉米以及喜阴湿的低矮农作物魔芋,提高了群落对果林空间和资源的利用率,也提高果林中生产者固定太阳能的总量,使更多能量流向对人类有益的部分,ABC正确;
D、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,该种植模式不能提高营养级间的能量传递效率,D错误。
故选D。
8.(24-25高三上·北京东城·期末)群落的演替过程中,从发展期到成熟期,下列最不可能发生的变化是( )
A.能量的利用可以循环
B.生产者固定的有机物增多
C.物种丰富度越来越大
D.营养结构越来越复杂
【答案】A
【分析】随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫作群落演替,包括初生演替和次生演替。
【详解】A、能量不能循环利用,A符合题意;
B、群落从发展期到成熟期,生产者种类和数量增多,固定的有机物增多,B不符合题意;
CD、群落从发展期到成熟期,生物组分增加,物种丰富度越来越大,营养结构越来越复杂,CD不符合题意。
故选A。
9.(24-25高三上·北京朝阳·期末)小叶桦是一种乔木。2013~2023年间,某地小叶桦种群遭受了严重的人类活动干扰。调查发现其年龄结构如图(龄级Ⅰ~Ⅶ表示从幼龄到老龄)。下列叙述错误的是( )
A.可利用样方法调查获得右图数据
B.2013~2023年,小叶桦种群数量大幅下降
C.2023年的小叶桦种群年龄结构为衰退型
D.停止人为干预,该小叶桦种群将迅速恢复
【答案】D
【分析】种群的年龄结构:(1)增长型:种群中幼年个体很多,老年个体很少,这样的种群正处于发展时期,种群密度会越来越大。(2)稳定型:种群中各年龄期的个体数目比例适中,数目接近。这样的种群正处于稳定时期,种群密度在一段时间内会保持稳定。(3)衰退型:种群中幼年个体较少,而老年个体较多,这样的种群正处于衰退时期,种群密度会越来越小。
【详解】A、种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,图示是植物的年龄结构,可利用样方法调查获得图示数据,A正确;
B、据图可知,2013~2023年,小叶桦各个年龄级别的数量都减少,即种群数量大幅下降,B正确;
C、分析题意,龄级Ⅰ~Ⅶ表示从幼龄到老龄,2013年的小叶桦缺少幼龄树,VII数量数量最多,种群年龄结构为衰退型,C正确;
D、由于小叶桦种群遭受了严重的人类活动干扰,且结合图示可知,小叶桦的数量急剧减少,故停止人为干预,该小叶桦种群恢复可能较慢,D错误。
故选D。
10.(23-24高三上·北京房山·期末)研究人员调查分析了房山区某矿山废弃地不同恢复时间的植物多样性指数,结果如下图。下列说法不正确的是( )
A.矿山废弃后进行的演替为次生演替
B.可引入热带速生植物加速恢复进程
C.不同的恢复时间,群落优势物种会发生变化
D.随着恢复时间的延长,曲线会趋于平稳
【答案】B
【分析】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。
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、矿山废弃后,原来有的土壤基本保留,其演替方式为次生演替,A正确;
B、北京房山区属于温带,引入热带速生植物,所引入植物可能不适应当地环境,不能繁殖,此外,引入外来物种可能会导致物种入侵,影响原有生态环境,B错误;
C、不同的恢复时间,群落演替的进程不同,优势种可能会发生改变,C正确;
D、随着恢复时间的延长,由于生态系统的自我调节能力,其物种多样性指数会趋于稳定,D正确。
故选B。
11.(23-24高三上·北京丰台·期末)周氏啮小蜂可把卵刺入美国白蛾蛹中寄生,是美国白蛾的天敌之一。为防治美国白蛾,某地区科研人员在美国白蛾的不同世代蛹期进行不同天敌的释放。防治结果如下图,下列说法错误的是( )
2019年美国白蛾不同世代间天敌寄生能力的比较
A.周氏啮小蜂与多种天敌混合释放,提高了对美国白蛾的寄生率
B.利用多种天敌进行防治保护了林业资源,体现生物多样性的潜在价值
C.周氏啮小蜂对白蛾第1代蛹和越冬蛹的寄生效果显著优于第2代蛹
D.与化学防治相比,生物防治可以降低对环境的污染,保护生物多样性
【答案】B
【分析】 生物多样性的价值:直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有观赏旅游、科学研究和文学创作等非实用意义的价值;间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面;潜在价值为目前人们尚不清楚的价值。
【详解】A、将只释放周氏啮小蜂、周氏啮小蜂与多种天敌混合释放两组数据对比可知,周氏啮小蜂与多种天敌混合释放,提高了对美国白蛾的寄生率,A正确;
B、利用多种天敌进行防治保护了林业资源,体现生物多样性的间接价值,B错误;
C、根据周氏啮小蜂释放的寄生率数据可知,周氏啮小蜂对白蛾第1代蛹和越冬蛹的寄生效果显著优于第2代蛹,C正确;
D、化学防治往往会导致环境污染,造成多种生物死亡,与化学防治相比,生物防治可以降低对环境的污染,保护生物多样性,D正确。
故选B。
12.(23-24高三上·北京丰台·期末)因含N、P元素等污染物大量流入导致某河流大面积爆发蓝藻水华。研究人员尝试采取多种措施防治蓝藻水华,下列说法合理的是( )
A.蓝藻利用N、P元素合成生长所需的糖类和蛋白质
B.蓝藻可利用叶绿体进行光合作用,属于生态系统中的生产者
C.可以在水体中引入直接以蓝藻为食的本土鱼类和浮游动物
D.采用硫酸铜等重金属盐类对河流中的蓝藻进行灭杀
【答案】C
【分析】1、蓝藻又称“蓝细菌”,是一种广泛分布于全世界水体中的光能自养型原核生物,也是地球上最早出现的光合自养生物。蓝藻是原核生物,没有叶绿体、细胞核、染色质,只有核糖体一种细胞器。
2、水中的氮、磷等营养物质增多导致水体富营养化,致使某些蓝藻的迅速繁殖和蔓延,在水体表层大量聚集成肉眼可见的蓝绿色藻层,呈油状厚厚地覆盖于水面的污染现象,形成水华。
【详解】A、糖类不含N元素,蛋白质没有P元素,A错误;
B、蓝藻是原核生物,没有叶绿体,B错误;
C、通过生物防治,利用以蓝藻为食的本土鱼类和浮游动物捕食蓝藻从而防治蓝藻水华,C正确;
D、采用硫酸铜等重金属盐类对河流中的蓝藻进行灭杀,同时会对其它生物造成影响,D错误。
故选C。
13.(23-24高三上·北京东城·期末)当一个群落演替到与当地气候和土壤条件相适应的平衡状态时,演替不再进行,此时的群落称为顶极群落。以下相关叙述错误的是( )
A.群落演替过程中会发生优势物种的取代
B.群落演替有利于充分利用环境中的物质与能量
C.顶极群落类型受温度、降水量等因素的影响
D.顶极群落的结构复杂,将一直保持不变
【答案】D
【分析】演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间变化的有序过程,因而它往往是可预测的,使得物种丰富度增加,生态系统的稳定性增强,一般森林是群落演替的顶级群落。
【详解】A、群落演替过程中会发生优势物种的取代,A正确;
B、生物群落的演替是不断进行的,物种丰富度逐渐提高,有利于充分利用环境中的物质与能量,B正确;
C、顶极群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关,影响群落演替的顶级群落类型,C正确;
D、生物群落的演替是不断进行的,顶极群落一旦形成,在没有受到影响的条件下会较长时间保持一定的动态平衡,当环境发生变化时,也要发生演替,D错误。
故选D。
14.(23-24高三上·北京朝阳·期末)稻-蟹-泥鳅立体复合生态种养方法的原理是用稻护蟹,蟹吃饵料、有机碎屑、杂草、昆虫等,泥鳅吃残饵、蟹粪,泥鳅粪肥田。下列说法错误的是( )
A.输入该生态系统总能量是生产者固定的太阳能
B.蟹属于生态系统组成成分中的消费者和分解者
C.稻-蟹-泥鳅的空间分布体现了群落的垂直结构
D.该农田生态系统有利于物质和能量的多级利用
【答案】A
【分析】该生态系统中泥鳅吃蟹粪,泥鳅粪肥田,从能量流动的角度分析,大大提高了能量的利用率,充分利用了能量。该人工生态系统中,河蟹为水稻除虫、除草,有利于减轻农业污染,减少农药的使用;动物的粪便肥田,减少化肥的使用,故具有明显的经济与生态效益。
【详解】A、输入该生态系统总能量是生产者固定的太阳能和人工投入的饲料中的化学能,A错误;
B、蟹吃饵料、有机碎屑、杂草、昆虫等,因此属于生态系统组成成分中的消费者和分解者,B正确;
C、稻-蟹-泥鳅的空间分布体现了群落的垂直结构,具有分层的特点,有利于充分利用食物和空间,C正确;
D、该农田生态系统将前一环节的废物变为了后一环节的食物,有利于物质和能量的多级利用,D正确。
故选A。
15.(23-24高三上·北京海淀·期末)冰碛层是冰川融化后形成的裸地,冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。下表为冰碛层演替过程中优势植物的替代情况及部分阶段土壤的pH。下列叙述不正确的是( )
演替过程
冰川退去后的裸地
苔藓→草本植物→柳树
赤杨
云杉、铁杉
第9年
第18年
第35~50年
第80~100年
土壤的pH
7.9~8.0
7.5~7.8
7.2
6.5
5
4.8
A.冰碛层上的群落演替属于初生演替
B.演替过程中土壤pH的变化主要与草本植物有关
C.云杉和铁杉成为优势种可能与土壤的酸化有关
D.群落的发展变化是生物与环境间相互作用的结果
【答案】B
【分析】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;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。
2、群落演替的原因:生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果。
【详解】A、因为冰川退化后的裸地没有生物,所以该演替为初生演替,A正确;
B、由表格可知,草本植物阶段土壤的pH变化不大,在乔木阶段土壤的pH变化幅度大,演替过程中土壤pH的变化主要与乔木有关,B错误;
C、乔木阶段土壤逐步酸化,云杉和铁杉成为优势种,C正确;
D、环境决定生物能否在这里生存,生物也能影响环境,即群落的发展变化是生物与环境间相互作用的结果,D正确。
故选B。
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)某池塘采用立体养殖模式,投放了海蜇、缢蛏、对虾、鱼等水产生物,残余饵料可以促进浮游生物繁殖,浮游生物是海蜇的天然饵料,缢蛏滤食浮游植物和有机碎屑。关于立体养殖模式,下列叙述错误的是( )
A.提高了池塘群落的丰富度
B.实现了海蜇、缢蛏、对虾、鱼之间能量循环
C.实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率
D.改变池塘中的营养结构,提高生态系统稳定性
【答案】B
【分析】1、一个群落中的物种数目,称为物种丰富度。
2、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。生态系统中能量单向流动,逐级递减。
3、人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,叫作生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,叫作抵抗力稳定性;另一方面是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,叫作恢复力稳定性。
【详解】A、关于立体养殖模式,增加了生物的种类,提高了池塘群落的丰富度,A正确;
B、生态系统中能量单向流动,逐级递减,能量不能循环利用,B错误;
C、立体养殖模式,使能量得到最有效的利用,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率,C正确;
D、立体养殖模式提高了池塘群落的丰富度,使池塘中的营养结构更复杂,提高生态系统稳定性,D正确。
故选B。
二、非选择题
17.(24-25高三上·北京·期末)为防止食草动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的______,当其树叶受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,这一现象体现了生态系统具有______的功能。该生态系统长期维持相对稳定状态,是因其具有一定的______能力。
(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金合欢树被三种蚂蚁占领的比例(图2),据图可知三种蚂蚁中______的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步的研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
①据表推测,Tp通过______,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力;而Cn则通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的______,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是______。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”,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,并阐述该结果对你的启示:______。
【答案】(1) 生产者 信息传递 自我调节
(2)Cm
(3) 大量啃食蜜腺 顶端优势 侵占蚂蚁种类不同导致哨刺金合欢树生长高度差异
(4)原因:栅栏围起导致食草动物刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡
启示:生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力(稳定性),尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰
【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)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的生产者,当其树叶受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,树叶通过分泌蜜汁来传递信息,这一现象体现了生态系统具有信息传递的功能。生态系统具有稳定性的原因是具有一定的自我调节能力。
(2)据图可知三种蚂蚁中Cm占领比例最高,所以Cm的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)①据表推测,Tp蜜腺啃食率最大,Tp通过大量啃食蜜腺,使这棵哨刺金合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力:而Cn芽啃食率最大,则Cn通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的顶端优势(顶端优势指数较低),减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究可得出侵占蚂蚁种类不同导致哨刺金合欢树生长高度差异。
(4)围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因可能是:栅栏围起导致食草动物刺激减少,哨刺金合欢树减少蜜汁分泌,Cm缺少食物,而扩大饲养蚧壳虫,影响植物生长,传播病害,导致金合欢树死亡。该结果也让我们知道:生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义;自然生态系统存在一定的自我调节能力(稳定性),应当尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
18.(24-25高三上·北京西城·期末)草地贪夜蛾幼虫啃食玉米等作物,研究者探究食蚜蝇是否可用来防治草地贪夜蛾。
(1)食蚜蝇幼虫可捕食蚜虫。只有当蚜虫吸食叶片汁液刺激植物释放挥发性物质时,才能吸引食蚜蝇成虫前来产卵,这一现象体现生态系统具有_____的功能。据此写出涉及上述4种生物的食物网,__________,以表示能量流动的渠道。
(2)贪夜蛾和食蚜蝇的发育均经历受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段,幼虫每蜕皮一次,虫龄增加一龄。将贪夜蛾幼虫和玉米叶放于同一培养皿中,2h后再将饥饿的食蚜蝇幼虫投入其中,统计贪夜蛾幼虫被捕食情况,实验分组及结果如图1。
结果显示,贪夜蛾幼虫被捕食量与______有关。另有实验发现,3龄及以上的贪夜蛾幼虫可反向捕食食蚜蝇所有虫龄幼虫。
(3)在培养皿中,分别用蚜虫、1~2龄贪夜蛾幼虫饲喂2龄食蚜蝇幼虫,统计各阶段食蚜蝇的存活率,结果如图2,图中各期存活率峰值后的变化与虫龄转化和死亡有关。
结果表明,与以贪夜蛾幼虫为食相比,以蚜虫为食对食蚜蝇种群繁衍更有利,判断依据是_______。
(4)综合上述研究结果,研究者认为食蚜蝇可能不适合用于防治贪夜蛾,理由是______,需补充在______进行的实验才能确认。
【答案】(1) 信息传递
(2)贪夜蛾幼虫的密度、虫龄及食蚜蝇幼虫虫龄
(3)以蚜虫为食的食蚜蝇幼虫发育为成虫的比例高,成虫存活时间长
(4) 贪夜蛾幼虫可反向捕食食蚜蝇幼虫;食蚜蝇产卵需要引入蚜虫后的刺激,而蚜虫引入 又增加了田间害虫;食蚜蝇幼虫以贪夜蛾幼虫为食对发育不利 田间
【分析】病虫害生物防治是指使用各种有益生物或生物的代谢产物来控制病虫害。生物防治和化学防治比较具有经济、有用、安全、污染小和产生抗药性慢等长处。成功的生物防治方法主要包括以虫治虫、以菌治虫、以病毒治虫、生物制剂防治病虫害等。生物防治是现在发展无公害出产的先进措施,特别合适绿色无公害蔬菜出产基地推广应用。
【详解】(1)食蚜蝇幼虫可捕食蚜虫。只有当蚜虫吸食叶片汁液刺激植物释放挥发性物质时,才能吸引食蚜蝇成虫前来产卵,该过程依赖化学信息的传递,体现生态系统具有信息传递的功能,说明生态系统信息传递能调节种间关系维持生态系统的稳定,题意显示,食蚜蝇以蚜虫为食,蚜虫以植物为食,草地贪夜蛾幼虫啃食玉米等作物,据此可将上述4种生物的食物网关系为: 。
(2)实验结果显示,贪夜蛾幼虫被捕食量与贪夜蛾幼虫的密度、虫龄及食蚜蝇幼虫虫龄有关。另有实验发现,3龄及以上的贪夜蛾幼虫可反向捕食食蚜蝇所有虫龄幼虫。
(3)结果表明,与以贪夜蛾幼虫为食相比,以蚜虫为食的食蚜蝇幼虫发育为成虫的比例高,成虫存活时间长,因而对食蚜蝇种群繁衍更有利。
(4)综合上述研究结果,贪夜蛾幼虫可反向捕食食蚜蝇幼虫;食蚜蝇产卵需要引入蚜虫后的刺激,而蚜虫引入 又增加了田间害虫;食蚜蝇幼虫以贪夜蛾幼虫为食对发育不利,因而研究者认为食蚜蝇可能不适合用于防治贪夜蛾,为了证明该结论,需补充在上述实验的基础上在田间进行的实验才能确认。
19.(23-24高三上·北京西城·期末)克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。为探究克氏原螯虾对本地物种的影响,研究人员开展了一系列研究。
(1)克氏原螯虾以大型水生植物、浮游藻类、底栖动物、本地鱼虾、有机碎屑等为食,属于生态系统组成成分中的_______。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒鳌蟹存活率,结果如下表。由此得出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,中华绒鳌蟹更适合在______的生境下养殖。
生境类型
克氏原螯虾存活率(%)
中华绒螯蟹存活率(%)
单养
混养
单养
混养
洞穴型
63.8
76.7
47.3
14
角落型
48.7
23
35.7
40
空旷型
18.3
34.3
20.3
6.7
(3)沉水植物具有重要的生态价值。为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,结果如下图。
比较各组_____,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长。其中对_____的影响最为显著。
(4)克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染,这体现了生物多样性的______价值。根据以上研究,请简述应如何看待克氏原螯虾的引进_____。
【答案】(1)消费者、分解者
(2)角落型
(3) (试验结束生物量-试验初始生物量)/试验初始生物量 轮叶黑藻
(4) 直接 可以引进,但需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。
【详解】(1)克氏原螯虾可以以植物为食,也可以以有机碎屑为食,因此属于生态系统组成成分中的消费者和分解者。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒鳌蟹存活率,由表格可以看出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,就是混养的情况下,在角落型的生境下,中华绒鳌蟹的存活率最高,更适合中华绒鳌蟹养殖。
(3)为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,比较各组(试验结束生物量-试验初始生物量)/试验初始生物量,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长,图中可以看出,轮叶黑藻的影响最为显著。
(4)克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染,这体现了生物多样性的直接价值;引进外来物种时,要注意需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵。
20.(23-24高三上·北京东城·期末)为了研究放牧对植物病害的影响,研究者在四川若尔盖高寒湿地国家野外科学观测研究站的牦牛放牧平台进行调查和实验。
(1)该放牧平台中的牦牛、牧草、植物病原菌等所有生物共同构成_______。
(2)根据生活史类型,植物病原菌可分为两大类:一类是B型菌(活体营养型病原菌),它们从活细胞中获取营养,其繁殖体只存在于鲜活的植物组织内,如锈病菌;另一类是N型菌(死体营养型病原菌),它们可以从无生命的有机物中获取营养,其繁殖体存在于枯枝落叶和土壤中,如叶斑病菌。研究者对上述放牧平台的植物病害进行了长期大量调查,统计结果如图1所示。
N型菌属于生态系统组分中的______。由图1可知,放牧_____。此后,研究者又对全球范围内共计63项有关放牧影响植物病害的研究数据进行分析,这样做的目的是_______。
(3)为解释图1结果,进行了进一步实验,结果如图2。该实验通过______模拟不同的放牧强度。请综合相关信息解释放牧对B型菌和N型菌引发的植物病害影响不同的原因______。
(4)以下关于草原利用与保护的叙述,正确的是_____。
A.生态效益是草原保护成功与否的唯一评价标准
B.降低放牧量不能解决所有类型的牧草病害
C.为维持生物与环境的协调与平衡需调查牲畜的K值
D.考虑牧民的生活需求遵循了生态学的“自生”原理
【答案】(1)生物群落
(2) 分解者 减轻B型菌引起的病害,对N型菌引起的病害无显著影响 验证图1所得结论的普遍性
(3) 剪去不同比例的叶片 放牧的牲畜主要食用植物体的鲜活组织。B型菌的繁殖体只存在于鲜活组织内,牲畜的啃食能够将其移除,降低引起疾病的严重程度;而N型菌的繁殖体不存在于鲜活组织内,牲畜的啃食不能将其移除
(4)BC
【分析】题图分析:
图1:据图1可知,随着放牧强度的增大,B型菌造成的疾病危害程度在减小,N型菌造成的疾病危害程度没有明显变化,说明放牧能减轻B型菌引起的病害,对N型菌引起的病害无显著影响。
图2:据图2可知,对叶子的修剪程度不同,对锈病菌造成的疾病影响明显,对叶斑病菌造成的疾病影响不明显,说明B型菌的繁殖体只存在于鲜活组织内,而N型菌的繁殖体不存在于鲜活组织内。
【详解】(1)在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,叫作生物群落。因此,该放牧平台中的牦牛、牧草、植物病原菌等所有生物共同构成生物群落。
(2)依题意,N型菌从无生命的有机物中获取营养,所以它属于分解者。据图1可知,随着放牧强度的增大,B型菌造成的疾病危害程度在减小,N型菌造成的疾病危害程度没有明显变化,说明放牧能减轻B型菌引起的病害,对N型菌引起的病害无显著影响。研究者又对全球范围内共计63项有关放牧影响植物病害的研究数据进行分析,这样做的目的是验证图1所得结论的普遍性。
(3)依题意,该模拟实验的目的是验证放牧能减轻B型菌引起的病害,对N型菌引起的病害无显著影响。结合图2信息可知,该实验通过剪去不同比例的叶片模拟不同的放牧强度。依题意知:B型菌从活细胞中获取营养,其繁殖体只存在于鲜活的植物组织内;N型菌从无生命的有机物中获取营养。可推测放牧对B型菌和N型菌引发的植物病害影响不同的原因是放牧的牲畜主要食用植物体的鲜活组织。B型菌的繁殖体只存在于鲜活组织内,牲畜的啃食能够将其移除,降低引起疾病的严重程度;而N型菌的繁殖体不存在于鲜活组织内,牲畜的啃食不能将其移除。
(4)A、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。因此,生态效益是不草原保护成功与否的唯一评价标准,还要考虑经济和社会效益,A错误;
B、放牧能减轻B型菌引起的病害,因此降低放牧量不能解决所有类型的牧草病害,B正确;
C、为维持生物与环境的协调与平衡需调查牲畜的K值,放牧时,放牧量不能超过牲畜的K值,C正确;
D、进行生态工程改造时,要考虑自然、经济和社会等系统的影响力,这是生态学的整体原理。考虑牧民的生活需求遵循了生态学的“整体”原理,D错误。
故选BC。
地 城
考点03
生态系统的结构及功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京朝阳·期末)调查发现,胶州湾渔场生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)为2.518,而同纬度C海区的P/R为1.181.相关推测合理的是( )
A.胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区
B.胶州湾渔场相邻营养级间的能量传递效率高于C海区
C.若海区被大量有毒物质污染将导致P/R值快速升高
D.降低鱼类捕捞强度有利于促进胶州湾渔场P/R值下降
【答案】D
【分析】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。
【详解】A、生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)越大,说明保留在生态系统中的有机物越多,该比值不能直接说明生产者固定的太阳能总量大小,因此根据题意不能判断胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区,A错误;
B、若要计算相邻营养级间的能量传递效率需要获得相邻两个营养级的同化量,根据(P/R)无法获得相邻两个营养级的同化量,因此根据题意无法比较胶州湾渔场和C海区相邻营养级间的能量传递效率大小,B错误;
C、若海区被大量有毒物质污染,会影响生物生存,可能导致生产者和消费者等生物数量减少等多种变化,但分解者的数量也会快速增加,分解者的分解作用加强,呼吸散失的热能增加,因此不一定会导致P/R值快速升高,C错误;
D、降低鱼类捕捞强度,会使鱼类数量增加,鱼类等消费者的呼吸作用散失的能量会增加,而输入到生态系统的总能量相对稳定,因此有利于促进胶州湾渔场P/R值下降,D正确。
故选D。
2.(23-24高三上·北京丰台·期末)沼气工程是指采用厌氧消化技术处理畜禽粪便等有机物并制取沼气的系统工程。下列说法错误的是( )
A.实施沼气工程提高了各营养级之间的能量传递效率
B.沼气工程所利用的主要微生物的代谢类型为异养厌氧型
C.利用畜禽粪便作为发酵原料,体现了生态工程的循环原理
D.沼气工程使环境保护和经济发展相协调,遵循生态工程的整体原理
【答案】A
【分析】生态工程所遵循的基本原理为:整体、协调、循环、自生等。
1、自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。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。
2、循环:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
3、协调: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:遵循整体原理,首先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。
【详解】A、实施沼气工程实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率,而不是能量传递效率,A错误;
B、沼气工程是指采用厌氧消化技术处理畜禽粪便等有机物并制取沼气的系统工程,所以所使用的微生物为异养厌氧型,B正确;
C、利用畜禽粪便作为发酵原料,实现了系统中物质的迁移和转化,体现了循环原理,C正确;
D、沼气工程使环境保护和经济发展相协调,遵循了生态工程的整体原理,即遵从自然生态系统的规律,优化了系统的结构,D正确。
故选A。
3.(23-24高三上·北京昌平·期末)有机肥包括动物粪尿、沼气肥等,关于有机肥在低碳农业中的作用,下列叙述不正确的是( )
A.大大降低生产能耗
B.实现物质循环再生
C.提高能量传递效率
D.增加土壤微生物多样性
【答案】C
【分析】1、物质循环指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程;物质循环具有全球性、循环性。
2、能量流动是指是指生态系统中的能量输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。
3、物质作为能量的载体,使得能量沿着食物链流动;能量作为动力,使得物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复,能量流动和物质循环之间互为因果,相辅相成,不可分割。
【详解】A、该模式大大降低生产能耗,A正确;
B、土壤微生物能有效地促进系统中物质的循环利用,B正确;
C、常将粪便作为有机肥还田,能提高能量的利用率,C错误;
D、该模式能改善土壤的结构,培育了土壤微生物,增加土壤微生物多样性,D正确。
故选C。
4.(23-24高三上·北京东城·期末)下列选项属于实验中对照组处理的是( )
选项
实验名称
处理
A
探究温度对光合作用强度的影响
将植株置于0℃条件下种植
B
探究某基因对细胞分裂的影响
将用于敲除该基因的重组载体导入细胞
C
探究某药物对血糖浓度的影响
将生理盐水注射入糖尿病模型鼠体内
D
探究土壤微生物的分解作用
将落叶埋入经过60℃恒温处理1h的土壤中
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】探究土壤微生物的分解作用的实验中,实验组土壤做灭菌处理,无土壤微生物,落叶分解速率小,对照组土壤微生物加快落叶分解。
【详解】A、探究温度对光合作用强度的影响,将植株置于0℃条件下种植属于低温实验组,不属于对照组,对照组应将植物置于适宜的温度下培养,A错误;
B、探究某基因对细胞分裂的影响,将用于敲除该基因的重组载体导入细胞属于实验组,对照组应为不作处理,B错误;
C、探究某药物对血糖浓度的影响,将生理盐水注射入糖尿病模型鼠体内属于空白对照组,C正确;
D、实验组土壤做灭菌处理,无土壤微生物,故将落叶埋入经过60℃恒温处理1h的土壤中属于实验组而非对照组,D错误。
故选C。
5.(23-24高三上·北京东城·期末)某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。
以下分析正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为9834kJ/(m2·a)
B.遗体残骸中的能量全部流向分解者
C.“生产者→M→N”表示一条食物链
D.由M到N的能量传递效率大约是6.3%
【答案】D
【分析】1、识图分析,图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/(m2•a)的能量,传递给M3281kJ/(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、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、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/(m2•a),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,C错误;
D、由M到N的能量传递效率为386÷( 3281+2826)×100%≈6.3%,D正确。
故选D。
6.(23-24高三上·北京海淀·期末)我国长江口水域生态系统能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位t/(km2·a),据图判断以下分析正确的是( )
A.此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/(km2·a)
B.第三营养级输出的60.77t/(km2·a)能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
C.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D.长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
【答案】C
【分析】生态系统中的能量流动:(1)概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。(2)过程:某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。(3)特点:单向流动、逐级递减。
【详解】A、生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和流向下一营养级的能量,911.6t/(km2·a)指生产者流向下一营养级的能量,而非生产者固定的总能量,A错误;
B、第三营养级生物粪便中的能量属于第二营养级生物的同化量,而不属于第三营养级输出的60.77t/(km2·a)能量,B错误;
C、第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%,C正确;
D、由于该生态系统的总输入量大于总输出量,说明长江口水域生态系统向资源积累的方向发展,生态系统尚未发育成 熟,未达到相对稳定状态,D错误。
故选C。
7.(22-23高三上·北京通州·期末)大蓝蝶幼虫能够分泌蜜汁吸引某种红蚁将其搬回蚁巢,当蜜汁被吃完后,大蓝蝶幼虫则模拟这种红蚁幼虫蠕动和声音以保护自己,同时在蚁巢内四处移动吃掉红蚁的卵和幼虫,以下说法错误的是( )
A.大蓝蝶幼虫与这种红蚁的种间关系是互利共生
B.大蓝蝶在没有这种红蚁的地方可能无法繁衍后代
C.大蓝蝶幼虫利用化学信息吸引这种红蚁将其搬回蚁巢
D.大蓝蝶幼虫利用行为信息和物理信息来保护自己
【答案】A
【分析】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。
【详解】A、根据大蓝蝶幼虫能在蚁巢内四处移动吃掉红蚁的卵和幼虫,可知大蓝蝶幼虫与这种红蚁的种间关系是捕食,A错误;
B、大蓝蝶幼虫捕食红蚁的卵和幼虫,因此可推测大蓝蝶在没有这种红蚁的地方可能因缺少食物而无法生存和繁衍后代,B正确;
C、大蓝蝶幼虫能够分泌蜜汁吸引红蚁将其搬回蚁巢,其中蜜汁属于化学信息,即大蓝蝶幼虫利用化学信息吸引红蚁将其搬回巢穴,C正确;
D、大蓝蝶幼虫则像红蚁幼虫那样蠕动(行为信息)、发出红蚁的声音(物理信息)以保护自己,即大蓝蝶幼虫利用行为信息和物理信息保护自己,D正确。
故选A。
8.(22-23高三上·北京通州·期末)为积极应对全球气候变化,我国政府宣布于2030年确保碳达峰,力争2060年实现碳中和,下列关于碳循环说法错误的是( )
A.碳在生物群落和无机环境间的循环主要以CO2形式进行
B.搭乘公共交通与开私家车相比,可减小生态足迹
C.每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现碳中和
D.发展低碳经济、植树造林是实现碳平衡的有效手段
【答案】C
【分析】碳在生物群落和无机环境间的循环主要以CO2形式进行,在生物群落中主要以有机物的形式流动。
生态足迹是指在现有的技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地和水域面积。
【详解】A、碳在生物群落和无机环境间的循环主要以CO2形式进行,在生物群落中主要以有机物的形式流动,A正确;
B、搭乘公共交通与开私家车相比,可减少汽车对道路、停车场的直接占用面积,也可减少吸收汽车尾气所需要的林地面积,所以可减小生态足迹,B正确;
C、森林生态系统的二氧化碳的吸收量大于二氧化碳的排放量,某些人工生态系统的二氧化碳的吸收量小于二氧化碳的排放量,C错误;
D、发展低碳经济减少二氧化碳的释放,植树造林可增加二氧化碳的吸收量,二者是实现碳平衡的有效手段,D正确。
故选C。
9.(22-23高三上·北京朝阳·期末)研究者比较栖息在同一片区域的独居性鸟类戴胜和社会性鸟类斑鸫鹛对彼此存在和互 相发出警报声的不同反应,结果如图。
下列说法不合理的是( )
A.与斑鸫鹛共处时,戴胜觅食时间增多、警戒时间减少
B.和斑鸫鹛一起活动时,戴胜的觅食范围有所扩大
C.斑鸫鹛的警报声对戴胜是一种行为信息,利于戴胜生存
D.与戴胜相比,斑鸫鹛从偷听行为中获得利益相对较小
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、根据左图可知,与斑鸫鹛共处时,戴胜觅食时间增多、警戒时间减少,A正确;
B、由左图分析可知,戴胜和斑鸫鹛共处时戴胜在树上的觅食时间缩短,但戴胜的总觅食时间比单独生活时延长,这说明戴胜和斑鸫鹛共处是有利于戴胜在其他领域觅食的,即和斑鸫鹛一起活动时,戴胜的觅食范围有所扩大,B正确;
C、斑鸫鹛的警报声属于物理信息,C错误;
D、根据由图可知,斑鸫鹛听到戴胜的警报声后逃走躲避所占的比例明显低于戴胜听到斑鸫鹛的警报声后逃走躲避所占的比例,说明与戴胜相比,斑鸫鹛从偷听行为中获得利益相对较小,D正确。
故选C。
10.(22-23高三上·北京朝阳·期末)噬藻体是一类浮游病毒,可侵染蓝细菌并致其裂解死亡。有关噬藻体的说法正确的是( )
A.与蓝细菌均有细胞膜和核糖体
B.可捕食蓝细菌降低其种群密度
C.处于水生生态系统的第一营养级
D.可促进所处生态系统的物质循环
【答案】D
【分析】病毒没有细胞结构,只能寄生在活细胞内才能增殖。
【详解】A、噬藻体是一类浮游病毒,没有细胞结构,不含细胞膜和核糖体,A错误;
B、噬藻体是一类浮游病毒,可侵染蓝细菌并致其裂解死亡,说明噬藻体与蓝细菌为寄生关系,不是捕食关系,B错误;
C、生态系统的第一营养级是生产者,而噬藻体是一类浮游病毒,为消费者,C错误;
D、噬藻体可侵染蓝细菌并致其裂解死亡,使蓝细菌的有机物被分解者分解为无机物的过程加快,因此噬藻体可促进所处生态系统的物质循环,D正确。
故选D。
11.(22-23高三上·北京朝阳·期末)蚕豆缺水后根系能迅速合成脱落酸(ABA),激活叶片保卫细胞膜Ca2+通道,使Ca2+内流形成电流(内向正电流)。研究者用ABA处理保卫细胞后测定相关指标,结果如图。下列表述错误的是( )
A.ABA随蒸腾传输到叶片表皮上的保卫细胞后引起气孔迅速关闭
B.ABA调节气孔运动时,胞质Ca2+增加与内向正电流产生基本一致
C.测定电流强度与测Ca2+浓度时,ABA不一定均在箭头所示处施加
D.植物对缺水环境的响应涉及物质运输、能量转换和信息传递
【答案】C
【分析】脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
【详解】A、ABA随蒸腾传输到叶片表皮上的保卫细胞后引起气孔迅速关闭,以减少水分的散失,A正确;
B、据图可知,胞质Ca2+增加与内向正电流产生基本一致,B正确;
C、测定ABA处理后内向正电流和胞质Ca2+变化的时间,ABA应均在箭头所示处施加,以探究二者之间的关系,C错误;
D、植物对缺水环境的响应涉及ABA激活叶片保卫细胞膜Ca2+通道、Ca2+运输和保卫细胞失水,涉及物质运输、能量转换和信息传递,D正确。
故选C。
二、非选择题
12.(23-24高三上·北京房山·期末)候鸟在迁徙中保持正确的前进方向是非常重要的,为了研究城市人工光照对我国典型候鸟定向能力(包括定向角度、定向强烈程度)和活跃度的影响,研究者利用候鸟黄喉鹀进行室内研究。
注:箭头方向表示定向角度,箭头长度表示定向强烈程度,黑点表示脚印数量。
(1)光是生态系统中的非生物成分,在本研究中,人工光照最可能作为______对鸟类产生影响,从而在生态系统中发挥作用。
(2)研究人员探究在_______mW⋅m⁻²光照强度下,不同颜色的光照射处理后,对黄喉鹀足迹分布进行定向分析,结果如图1-4,结果说明黄喉鹀在___________光下可以保持正确方向。
(3)图5-6是在(2)的基础上进一步探究,结果显示:随光照强度增加,黄喉鹀___________。
(4)每张足迹谱的脚印数量可代表活跃度。黄喉鹀的活跃度会影响能量消耗,请尝试从能量角度分析,黄喉鹀的活跃度过高或过低时对其迁徙的影响_____。(任选一种情况作答)
(5)城市是人类构筑的大型聚集地,在城市夜景的生态照明设计时应____
A.在满足居民使用需求的基础上,尽量避免影响区域内敏感物种
B.长时间光照对植物有利,也有利于城市生态工程的整体和协调
C.天空溢散光或直射光选择绿光,就不会影响鸟类迁徙
D.迁徙季时尽量使候鸟飞行高度处的光强度小于5mW⋅m⁻²
【答案】(1)物理信息
(2) 2 天然光、绿
(3)定向强烈强度越来越小,越来越无法保持正确方向
(4)活跃度如果过高,候鸟迁徙期间的能量消耗会增加,不利于候鸟迁徙的顺利完成
(5)AD
【分析】自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息,图中城市光源对鸟类的影响即为物理信息。
【详解】(1)人工光照可以影响候鸟迁徙的方向,其是一种物理现象,作为一种物理信息对鸟类产生影响。
(2)据图分析,图1-4都是在2mW⋅m⁻²光照强度下进行实验的,自变量是光的颜色以及是否是人工光源,发现当给予天然光和绿光时,鸟类的定向强烈程度很高,说明可以可以保持正确方向。
(3)分析图5-6,发现随着光照强度增加,定向强烈程度越来越小,而且定向角度越来越偏,说明鸟类越来越迷失方向,不能保持正确方向。
(4)分析图5-6,鸟类的脚印密度更小,四周都有脚印,对于鸟类来讲,脚印数量代表活跃度越高,活跃度越高,迁徙的距离越长,所耗费的能量越多,不利于候鸟迁徙的顺利完成。
(5)根据题目探究的结论,在城市夜景的生态照明设计时应:
A、光照会影响候鸟迁徙,所以在满足居民使用需求的基础上,尽量避免影响区域内敏感物种,A正确;
B、不能长时间光照,这样会扰乱某些物种的生命活动,不利于城市生态工程的整体和协调,B错误;
C、天空溢散光或直射光选择绿光可以减少对鸟类迁徙的影响,并非不会影响鸟类迁徙,C错误;
D、据图分析,光强大于5mW⋅m⁻²,鸟类迁徙容易迷失方向,故迁徙季时尽量使候鸟飞行高度处的光强度小于5mW⋅m⁻²,D正确。
故选AD。
13.(23-24高三上·北京石景山·期末)褐飞虱是危害水稻的重要害虫,用化学农药防治易引发农药残留、害虫抗药性提高等问题。
(1)在农田生态系统的营养结构中,褐飞虱属于_______。稻虱缨小蜂是褐飞虱卵的一种寄生蜂,褐飞虱从水稻处获取的能量,除了可能流入稻虱缨小蜂外,还可能的去向有_______(答出2个即可)。
(2)农业生产中,将抗虫水稻与非抗虫水稻间作可有效降低褐飞虱对非抗虫水稻的危害。为明确其机理,研究人员利用图1所示的装置开展了实验。A侧放置褐飞虱,几天后,将B侧水稻取出,以其作为气味源,分别进行褐飞虱、稻虱缨小蜂的选择性实验,得到图2所示结果。
①本实验的对照组A、B两侧应分别放置_______水稻,其他处理均相同。
②研究发现实验组中非抗虫水稻产生的挥发物2-庚酮明显增多,而对照组中基本检测不到。另外,A侧未放置褐飞虱的实验中,均检测不到2-庚酮。推测可能的原因是_______。
③2-庚酮是一种_______信息。据图2的结果判断,其作用是_______。
(3)与单一种植抗虫水稻相比,抗虫水稻与非抗虫水稻间作还可以延缓褐飞虱种群_______,避免抗虫水稻抗性丧失过快。
【答案】(1) 第二营养级 呼吸作用中以热能形式散失;用于生长、发育、繁殖等生命活动(或被分解者利用;流向下一营养级)
(2) 非抗虫、非抗虫 经褐飞虱危害的抗虫水稻会产生某种挥发物,引发非抗虫水稻产生2-庚酮 化学 驱赶褐飞虱雌性成虫、吸引稻虱缨小蜂成蜂
(3)抗性基因频率增加
【分析】生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息,利用生态系统信息传递的功能防治害虫的方法称为化学防治。
【详解】(1)褐飞虱是危害水稻的重要害虫,说明褐飞虱是植食性动物,属于第二营养级。褐飞虱在进行生命活动过程中需要消耗能量,还有部分能量流向分解者,另外可能被稻虱缨小蜂寄生,所以褐飞虱从水稻处获取的能量,即褐飞虱的同化量,除了可能流入稻虱缨小蜂外,还可能在呼吸作用中以热能形式散失,以及用于生长、发育、繁殖等生命活动(或被分解者利用;流向下一营养级)。
(2)①该实验目的是探究抗虫水稻与非抗虫水稻间作可有效降低褐飞虱对非抗虫水稻的危害的机理,实验组的A、B两侧分别放置抗虫水稻和非抗虫水稻,则对照组的A、B两侧分别均放置非抗虫水稻,其他处理相同,体现实验的单一变量原则。
②A、B侧之间有带孔隔板,实验组中非抗虫水稻产生的挥发物2-庚酮明显增多,而对照组中基本检测不到。另外,A侧未放置褐飞虱的实验中,均检测不到2-庚酮,可能是经褐飞虱危害的抗虫水稻会产生某种挥发物,引发非抗虫水稻产生2-庚酮,而经褐飞虱危害的非抗虫水稻以及未经褐飞虱危害的抗虫水稻均不会产生某种挥发物,故不能引发非抗虫水稻产生2-庚酮。
③2-庚酮是一种气味,属于化学信息。结合图2可知,将B侧水稻取出,以其作为气味源,分别进行褐飞虱、稻虱缨小蜂的选择性实验,实验组褐飞虱雌性成虫对气味的选择较少,而稻虱缨小蜂成蜂对气味的选择较多,据此可推测2-庚酮能驱赶褐飞虱雌性成虫、吸引稻虱缨小蜂成蜂。
(3)抗虫水稻与非抗虫水稻间作可以减小抗虫水稻对褐飞虱的选择作用,从而延缓褐飞虱种群抗性基因频率增加。
14.(23-24高三上·北京昌平·期末)科研人员在室内建构水族箱,以研究低光照强度对浮游甲壳动物群落结构的影响。
(1)自然光照条件下,每个水族箱中放入2个塑料盘,每盘填充湖区底泥8~10cm,移植3棵沉水植物苦草(为浮游甲壳动物创造栖息空间和食物条件),加入湖水至70cm深。通过______处理建立4个不同光照强度梯度(L1~L4)。整个水族箱构成一个______。
(2)定期测量各组光照强度、浮游甲壳动物种类和数量,结果如图1。
结果显示,光照梯度对浮游甲壳动物多样性指数平均值的影响是______。
(3)定期测量各组溶氧量、浮游甲壳动物和苦草生物量,结果如图2。
人类活动会导致的水体富营养化可引起浮游甲壳动物生物量降低,结合图2分析,其原因是_________。
【答案】(1) 不同程度的遮光 生态系统
(2)光照强度越强,浮游甲壳动物多样性指数平均值大
(3)水体富营养化使得枯草生物量减少,光合作用制造氧气能力减弱,浮游甲壳动物因缺少氧气而导致生物量减少
【分析】本实验研究低光照强度对浮游甲壳动物群落结构的影响,自变量是光照强度,检测指标浮游甲壳动物种类和数量。
【详解】(1)本实验的实验目的是研究低光照强度对浮游甲壳动物群落结构的影响,自变量是不同的光照强度,因此可通过不同程度的遮光处理建立4个不同光照强度梯度(L1~L4)。整个水族箱中包括非生物成分以及枯草(生产者)、浮游甲壳动物(消费者)、底泥(含分解者),因此整个水族箱构成一个生态系统。
(2)据图1分析,光照强度越强,浮游甲壳动物多样性指数平均值大。
(3)据图2分析,光照强度越弱,苦草的生物量、浮游甲壳动物的生物量越少,溶解氧也越少,推测原因是水体富营养化使得枯草生物量减少,光合作用制造氧气能力减弱,浮游甲壳动物因缺少氧气而导致生物量减少。
15.(23-24高三上·北京大兴·期末)链格孢菌可导致烟草赤星病的发生。研究人员在烟草根部土壤中分离纯化出芽孢杆菌L,发现其对链格孢菌有抑制作用。
(1)称取烟草根部土样制成悬液,接种在固体培养基上培养,挑取不同形态的________,再接种于混有________菌的培养基中,筛选出对链格孢菌有抑制作用的芽孢杆菌L。
(2)为探究芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理,实验组将芽孢杆菌L接种在A1平板上,B1平板中央接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落,把两个培养皿对扣,菌株无接触,5d后观察菌株生长情况,结果如图。
①对照组处理为A2平板________,B2平板________。
②根据实验结果推测,芽孢杆菌L可能产生某种挥发性物质抑制链格孢菌的生长,做出此判断的理由是________。
(3)除上述原因外,研究人员认为芽孢杆菌L的发酵液中可能也存在抑制链格孢菌生长的物质。他们将芽孢杆菌L发酵液离心后,取上清液过滤,获得无菌滤液进行如下实验。
组别
实验处理
接种
检测
甲组
a______
将直径为0.5cm的链格孢菌菌落接种在平板中心,在恒温培养箱内培养。
测量b______,
计算抑菌率。
乙组
无菌水+固体培养基
①请补充完善该实验方案。
②若抑菌率=(R0-R)/(R0-0.5)×100%,则R应为________组测量的菌落直径。
(4)若将芽孢杆菌L用于烟草赤星病的生物防治,还需研究哪些问题_______?(答出一点即可)
【答案】(1) 菌落 链格孢菌
(2) 不接种微生物(接种无菌水) 中央接种直径为的0.5cm链格孢菌菌落 实验组和对照组内两培养皿菌株均无接触,对照组链格孢菌菌落直径明显大于实验组。
(3) a:无菌滤液+固体培养基 链格孢菌的菌落直径 甲
(4)芽孢杆菌L对烟草抗病性的影响;芽孢杆菌L用于生物防治的剂量、时期等。
【分析】1、培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;
2、微生物分离和纯化的方法:
①平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面;
②稀释涂布平板法:将骏业进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
【详解】(1)固体培养基上生长着的不同菌落呈现出不同的菌落特征。要筛选出对链格孢菌有抑制作用的芽孢杆菌L,则培养基中加入链格孢菌起筛选作用。
(2)①实验目的是探究芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理,根据实验遵循单一变量原则的要求,A1组接种有芽孢杆菌L,则A2组不接种微生物(接种无菌水);B1组平板中央接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落,则B2组平板中央也应接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落。
②实验组和对照组内两培养皿菌株均无接触,对照组链格孢菌菌落直径明显大于实验组,据此可推测芽孢杆菌L可能产生某种挥发性物质抑制链格孢菌的生长。
(3)①实验的目的是证明芽孢杆菌L的发酵液中可能也存在抑制链格孢菌生长的物质,根据实验遵循单一变量原则的要求,a组应添加无菌滤液于固体培养基。因变量为抑菌率,则实验中要测量甲、乙组中链格孢菌的菌落直径,以计算抑菌率。
②若抑菌率=(R0-R)/(R0-0.5)×100%,甲组为实验组,则R应为甲组测量的菌落直径。
(4)若将芽孢杆菌L用于烟草赤星病的生物防治,还要考虑芽孢杆菌L对烟草抗病性的影响;芽孢杆菌L用于生物防治的剂量、时期等。
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
生态系统的碳库:在碳循环过程中,地球系统存储碳的载体称为碳库,包括大气、土壤、植物和海洋等。通过衡量各碳库对大气CO2的贡献,碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2)。不同类型生态系统对碳循环的贡献不同。
农田生态系统是最活跃的碳库,它既可能是碳源,也可能是碳汇。该碳库包括农作物碳库和土壤碳库,是维系社会系统粮食和工业原材料供应,调节大气CO2的重要组成部分。农田生态系统、社会经济系统和大气CO2之间碳循环如图所示。
农田土壤是农田生态系统重要的碳源,也是主要的碳汇。农田土壤碳汇等于有机碳的投入与土壤呼吸、肥料分解排放的差值。农田土壤的碳汇潜力是自然和人为因素共同作用的结果。人类活动很大程度上改变了土壤呼吸,导致土壤CO2释放急剧增加。
研究碳库、碳源、碳汇之间的关系对于实现碳达峰、碳中和具有重要意义。碳达峰是指特定时间和区间内CO2排放不再增长达到峰值,之后逐步回落。碳中和指特定时期内CO2排放总量与CO2消除量相等,实现正负抵消,达到相对“零排放”。我国提出的“双碳”目标,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
气候变化等全球性问题对生态系统的碳库造成威胁,同时也影响人类的生存和可持续发展,依据生态学原理保护环境是人类生存和可持续发展的必要条件。
(1)物质循环、_______和_______是生态系统的基本功能。在生态系统中,碳在______和非生物环境之间不断循环。
(2)结合文中图片信息,作物生态系统中可能发生细胞呼吸的过程包括________(填数字标号)。图中秸秆还田、保护性耕作和免耕等提高土壤肥力的措施遵循了生态工程的_______原理,保障了该系统中碳的转化率更高。
(3)综合文中信息,关于农田生态系统的碳库下列说法错误的有哪些_______。
A.农作物碳汇等于农作物呼吸消耗减去人类收获和其他用途消耗量
B.农作物收获期短,粮食和秸秆大多被消耗掉,更加容易成为碳汇
C.农田土壤碳库由土壤有机碳、微生物活动和根系生长三部分构成
D.人类对土地的利用方式、耕作方式与管理等影响农田土壤的碳汇
(4)实现我国提出的“双碳”目标应采取哪些方面的措施,请结合文中信息分别从碳源和碳汇的角度提出合理建议________。
【答案】(1) 能量流动 信息传递 生物群落
(2) ②⑦ 循环
(3)AB
(4)减少碳源:通过节能减排、调整能源结构、推广清洁能源、发展替代能源等具体措施。增加碳汇:通过植树造林、保护海洋生态(或生态保护、建设和管理)等具体措施。
【分析】 物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。在生态系统中,物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的;能量则是沿食物链单向流动并逐级递减的。
【详解】(1)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。在生态系统中,物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的。所以,在生态系统中,碳元素也在生物群落和非生物环境之间不断循环。
(2)据图可知,作物生态系统中①过程表示大气二氧化碳经光合作用进入生物群落的过程,②过程表示生物群落中含碳有机物经呼吸作用转变成二氧化碳返回大气的过程,⑦过程表示浪费的食物中含碳有机物经分解者分解作用转变成二氧化碳返回大气的过程。所以作物生态系统中可能发生细胞呼吸的过程包括②⑦。秸秆还田、保护性耕作和免耕等提高土壤肥力的措施既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高,且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,因此,遵循了生态工程的循环原理。
(3)A、碳汇是指吸收大气CO2,则农作物碳汇指农作物光合作用固定的二氧化碳量,A错误;
B、粮食和秸秆大多被消耗掉,更加容易成为碳源,B错误;
C、依题意,碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2),则农田土壤碳库由土壤有机碳、微生物活动和根系生长三部分构成,C正确;
D、依题意,人类活动很大程度上改变了土壤呼吸,导致土壤CO2释放急剧增加,因此,人类对土地的利用方式、耕作方式与管理等影响农田土壤的碳汇,D正确。
故选AB。
(4)实现我国提出的“双碳”目标,即力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。则要力争减少碳排放、增加碳吸收。措施有:
从减少碳源方面:通过节能减排、调整能源结构、推广清洁能源、发展替代能源等具体措施。
从增加碳汇方面:通过植树造林、保护海洋生态(或生态保护、建设和管理)等具体措施。
17.(22-23高三上·北京通州·期末)水生植物修复技术是湖泊生态恢复的关键技术,科研人员对沉水植物修复富营养化的湖泊生态系统进行了研究,请回答下列问题。
(1)沉水植物属于生态系统组成成分中的__________,与藻类之间形成了__________关系。
(2)富营养化的湖泊中藻类大量繁殖,容易出现“水华”现象。研究表明,沉水植物如苦草可以通过释放化学物质影响藻类生长。
①科研人员利用不同浓度的苦草浸提液处理铜绿微囊藻,测定其细胞密度,结果如图1所示。
实验结果显示苦草浸提液对铜绿微囊藻的繁殖产生了明显的__________作用。
②为研究苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的原因,科学家测定了在不同浓度的苦草浸提液处理下铜绿微囊藻细胞内叶绿素a的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性。
据图2可知,高浓度的苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的分子机制是__________。(以文字和箭头的形式作答)
(3)科研人员对苦草处理前后富营养化的湖泊生态系统中各种藻类的密度进行测量,如下表所示。
苦草实验前后藻类密度的变化
培养天数
藻的数量(个/L)
藻的门类
0天
28天
对照组
苦草组
蓝藻门
64195065
70276704
2397778
绿藻门
15149599
5572162
292374
硅藻门
8283234
871922
108990
隐藻门
1307879
1198889
944579
裸藻门
1743838
435936
26177
据表中数据判断,苦草是否能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物,说明你的理由______。
(4)为进一步确定苦草是否能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物,还可以测量的指标是__________。
【答案】(1) 生产者 种间竞争
(2) 抑制
(3)可以。苦草组对不同门类的藻类的繁殖均起抑制作用,防止水华爆发
(4)水体中氮磷的含量/水体中有机物的含量
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者主要指动物,分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【详解】(1)沉水植物可以进行光合作用,属于生态系统组成成分中的生产者;沉水植物和藻类会在光照和溶解氧等资源环境方面进行竞争,故属于种间竞争关系。
(2)①据图可知,与对照相比,不同浓度的苦草浸提液处理后,藻类细胞密度均有所降低,说明苦草浸提液对铜绿微囊藻的繁殖产生了明显的抑制作用。
②分析题意,实验目的是研究苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的原因,结合题图可知,实验的自变量是培养时间和苦草浸提液浓度,因变量是叶绿素含量和SOD活性,而SOD可以催化超氧化物阴离子自由基反应,故推测高浓度的苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的分子机制是:
(3)水体富营养化主要是是由于N、P等排放过多,导致藻类大量繁殖引起的,分析表格数据可知,苦草组对不同门类的藻类的繁殖均起抑制作用,防止水华爆发,故苦草能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物。
(4)水体富营养化与水体中有机物的含量增多有关,故为进一步确定苦草是否能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物,还可测定水体中氮磷的含量(或水体中有机物的含量)。
18.(22-23高三上·北京昌平·期末)大多数蓝细菌引发的水华发生在紫外线(UV)强烈的夏季。研究者通过实验探究了UV对蓝细菌生长与扩张的影响。
(1)在水生生态系统组成成分中,蓝细菌属于__________,其过度繁殖引起水华,造成该生态系统的生物多样性锐减。
(2)将取自太湖的蓝细菌样品,分别放置水深0、10和20cm处,进行原位实验,结果如图1。0cm处的蓝细菌群体中DIP(溶解无机磷)和PolyP(储存磷的多聚体)的含量均__________10cm和20cm处,随水深增加__________,说明UV对PolyP影响更大。
(3)为探究UV对蓝细菌体内PolyP合成的影响机制,研究者将蓝细菌暴露在不同处理条件下,测定蓝细菌体内藻胆素含量,结果如图2。已知藻胆素是一种光合色素,ATP是形成PolyP的原料。请推测UV促进蓝细菌合成PolyP的机制__________。
(4)在紫外线辐射下,蓝细菌不断从环境中吸收DIP合成PolyP,导致总磷量增加,促进其繁殖,蓝细菌数量增加,会吸收更多DIP。从蓝细菌数量的角度分析,此过程属于___________调节。研究者称此效应为“蓝细菌磷同化紫外光效应”。
(5)根据“蓝细菌磷同化紫外光效应”的产生机制,请运用生态工程的基本原理,对已发生蓝细菌水华的生态系统提出一条修复措施,并说明遵循的原理__________。
【答案】(1)生产者
(2) 高于 PolyP含量降低比例(程度)大于DIP
(3)紫外线促进蓝细菌合成更多的藻胆素,进而吸收更多光能,利于蓝细菌进行光反应(光合作用)合成更多的ATP,为形成PolyP提供更多原料。
(4)正反馈
(5)引入适量的吸收磷能力较强的本地水生植物——自生与协调
投放适量的以蓝细菌为食的本地水生动物——自生与协调
减少含磷工业废水或生活垃圾的排放——协调
打捞生态系统中的淤泥,作为农业生产中的肥料——协调与循环
定期打捞蓝藻——协调(合理即可)
【分析】自生原理:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,其基础是生态系统的结构与功能。
循环原理:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。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。
整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是要考虑到经济和社会等系统的影响力。
【详解】(1)在水生生态系统组成成分中,蓝细菌细胞中有叶绿素和藻蓝素,因而能进行光合作用,属于生产者,是生态系统中主要成分,其过度繁殖引起水华,会导致水体中溶解氧下降,进而引起更多的浮游动物死亡,最终造成该生态系统的生物多样性锐减。
(2)结合图1的结果可知,0cm处的蓝细菌群体中DIP(溶解无机磷)和PolyP(储存磷的多聚体)的含量均高于10cm和20cm处,根据图1和2的结果可知,随水深增加PolyP含量降低比例(程度)大于DIP,说明UV对PolyP影响更大。
(3)为探究UV对蓝细菌体内PolyP合成的影响机制,实验的自变量位是否用紫外线处理蓝藻,因变量是藻胆素的含量,结合图2结果可知,增加UV照射,促进蓝细菌合成更多的藻胆素,藻胆素是一种光合色素,进而使蓝藻吸收更多光能,利于蓝细菌进行光反应(光合作用)合成更多的ATP,ATP是形成PolyP的原料,因而可为形成PolyP提供更多原料,即UV促进蓝细菌合成PolyP的机制可表述为:紫外线促进蓝细菌合成更多的藻胆素,进而吸收更多光能,利于蓝细菌进行光反应(光合作用)合成更多的ATP,为形成PolyP提供更多原料。
(4)在紫外线辐射下,蓝细菌不断从环境中吸收DIP合成PolyP,导致总磷量增加,促进其繁殖,蓝细菌数量增加,又会吸收更多DIP,从而导致蓝细菌数量更多,从蓝细菌数量的角度分析,此过程属于正反馈调节。
(5)根据题4可知,蓝细菌磷同化紫外光效应”的产生机制为正反馈调节,因而应该设法增加吸收磷元素更强的当地植物与之竞争,从而可以降低蓝细菌的磷同化紫外光效应,生态工程的基本原理包括自生、协调、循环和整体等,引入适量的吸收磷能力较强的本地水生植物,这里考虑的是生态工程的自生与协调原理;投放适量的以蓝细菌为食的本地水生动物,可降低蓝细菌的数量,这里遵循的是自生与协调原理;从根本上治理水体富营养化,设法减少含磷工业废水或生活垃圾的排放,这里遵循的是协调原理;打捞生态系统中的淤泥,降低水体中磷元素的含量,淤泥可作为农业生产中的肥料,这里遵循的是协调与循环原理,也可定期打捞蓝细菌,降低蓝细菌的数量。
19.(22-23高三上·北京石景山·期末)工业革命后,人类排放的CO2等温室气体剧增,对全球气候产生了重要影响。为积极应对全球气候变化,我国政府向全世界承诺,CO2排放力争在2030年达到峰值,在2060年之前实现碳中和。请回答问题:
(1)碳在生物群落中主要以____________的形式传递。大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有____________的特点。
(2)碳汇是指能吸收大气中的CO2,减少其在大气中浓度的过程或活动。实现碳中和的重要途径之一是______________碳汇(选填“增加”、“降低”)。碳循环过程中属于碳汇的最主要过程是____________。
(3)海洋贝类一方面利用海水中的HCO3-形成贝壳,其主要成分为CaCO3。另一方面通过滤食水体中悬浮的有机碳颗粒,实现个体软组织生长,从而固定水体中的碳。据此判断,贝类养殖_____________碳汇(选填“属于”、“不属于”)。
(4)研究者测算了2010~2018年我国海洋渔业的碳排放量及碳汇量,结果如下图:
①结果显示,研究期内____________。
②截止2018年,我国海洋渔业尚未达到碳中和状态。理由是____________。
③下列与海洋渔业有关的各项措施中,有助于实现碳中和的是_____________。
A.增加贝类、藻类的养殖 B.提高海洋捕捞渔船的效率,降低能耗
C.海洋捕捞渔船使用清洁能源 D.增加海洋渔业捕捞量
(5)有人提出,为实现碳中和,可以引种生长速度快、CO2固定能力强的植物品种。你认为这种做法合理吗?______,请说明理由__________。
【答案】(1) 有机物 全球性
(2) 增加 生产者的光合作用
(3)属于
(4) ①碳排放量在2015年达到峰值,此后呈下降趋势;碳汇量呈持续增长趋势。 每一年的碳排放量均大于碳汇量 ABC
(5) 不合理 有可能不适应本地的环境,或对本地物种多样性造成威胁
【分析】生态系统的物质循环具有全球性和循环性。在碳循环过程中碳元素通过光合作用与化能合成作用以二氧化碳的形式进入生物群落,通过生物群落的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的燃烧,以二氧化碳的形式返回无机环境。
【详解】(1)碳在自然界主要以二氧化碳的形式存在,还有以碳酸盐或单质等形式存在。碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式沿着食物链和食物网传递的。大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,说明了碳循环具有全球性。
(2)由题意知,碳汇是指能吸收大气中的CO2,减少其在大气中浓度的过程或活动,实现碳中和的重要途径之一是增加碳汇。在碳循环过程中,生产者的光合作用属于碳汇的最主要过程。
(3)有题意可知,贝类养殖可以固定水体中的碳,属于碳汇。
(4)①由图可知,在研究期内,碳排放量在2015年达到峰值,此后呈下降趋势;碳汇量呈持续增长趋势。
②截止2018年,由于每一年的碳排放量均大于碳汇量,我国海洋渔业尚未达到碳中和状态。
③A、贝类养殖可以固定水体中的碳,增加贝类、藻类的养殖,有助于实现碳中和,A符合题意;
B、提高海洋捕捞渔船的效率,降低能耗可以减少CO2排放,有助于实现碳中和,B符合题意;
C、海洋捕捞渔船使用清洁能源可以减少CO2排放,有助于实现碳中和,C符合题意;
D、增加海洋渔业捕捞量可能使生态系统失衡,不利于实现碳中和,D不符合题意。
故选ABC。
(5)盲目引种生长速度快、CO2固定能力强的植物品种是不合理的,这样做有可能不适应本地的环境,也可能导致引种物种对本地物种多样性造成威胁。
20.(22-23高三上·北京丰台·期末)污水中大量的氮、磷导致水体富营养化,水华频繁发生,严重破坏水生态系统。
(1)水华中的蓝细菌在生态系统成分中属于________,原因是其含有________________以及相关酶,可以进行光合作用。
(2)部分蓝细菌会释放一种环状七肽,称为微囊藻毒素,其合成场所是____________。它是一种神经毒素,能导致肌肉过度松弛或者持续痉挛,推测其作用机理可能是________________
(3)蓝细菌繁殖常与水体中的氮磷含量升高有关,研究者用NaNO3和KH2PO4进行实验,固定KH2PO4浓度为0.03mg/L,用不同的氮磷浓度比进行实验,统计与初始蓝细菌数量的比值,结果如图1。固定5:1的氮磷比,用不同的氮磷浓度进行实验,统计与初始蓝细菌数量的比值,结果如图2。
①上述实验结果说明______________________;
②15天后,不同培养条件下的蓝细菌数量均呈下降趋势,可能的原因是__________。
(4)研究者向水体中投放鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼尝试对蓝细菌进行控制,鲢鳙以蓝细菌为食,鲴鱼以粪便等有机碎屑为食,实验结果如图3。
①实验结果表明,鲢鳙鲴组合可以有效的控制蓝细菌数量。分析前期蓝细菌数量下降的原因____________。
②后期鲢鳙组蓝细菌种群数量上升,而鲢鳙鲴组蓝细菌数量持续下降可能的原因是____________。
(5)综合上述研究及所学知识,请尝试提出治理水华的其他生物方法__________。
【答案】(1) 生产者
叶绿素和藻蓝素
(2) 核糖体 微囊藻毒素与突触后膜上的递质受体结合,阻碍递质的作用或者发挥和递质一样的作用。
(3) 不同的氮磷浓度比和相同的氮磷浓度比,不同的氮磷浓度都会影响蓝细菌的繁殖。 蓝细菌代谢废物抑制其繁殖
(4) 鲢鳙以蓝细菌为食 鲴鱼以鲢鳙的粪便等有机碎屑为食,为鲢鳙提供了一个适宜的生活环境
(5)种植对水体中氮磷吸收能力较强的植物,可降低氮磷含量,减弱蓝细菌的繁殖。
【分析】1、蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素以及相关酶,可以进行光合作用。
2、核糖体是蛋白质的合成场所。
【详解】(1)蓝细菌在生态系统成分中属于生产者,原因是其含有叶绿素和藻蓝素以及相关酶,可以进行光合作用,是自养型生物。
(2)微囊藻毒素是环状七肽,属于蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。它是一种神经毒素,能导致肌肉过度松弛或者持续痉挛,推测其作用机理可能是微囊藻毒素与突触后膜上的递质受体结合,阻碍递质的作用或者发挥和递质一样的作用。
(3)不同的氮磷浓度比和相同的氮磷浓度比,不同的氮磷浓度都会影响蓝细菌的繁殖。15天后,不同培养条件下的蓝细菌数量均呈下降趋势,可能的原因是蓝细菌代谢废物抑制其繁殖。
(4)①实验结果表明,鲢鳙鲴组合可以有效的控制蓝细菌数量。鲢鳙以蓝细菌为食导致前期蓝细菌数量下降。
②后期鲢鳙组蓝细菌种群数量上升,而鲢鳙鲴组蓝细菌数量持续下降可能的原因是鲴鱼以鲢鳙的粪便等有机碎屑为食,为鲢鳙提供了一个适宜的生活环境。
(5)种植对水体中氮磷吸收能力较强的植物,可降低氮磷含量,减弱蓝细菌的繁殖。
试卷第1页,共3页
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专题09 生物与环境
3大高频考点概览
考点01 种群及其动态
考点02 群落及其演替
考点03 生态系统的结构及功能
地 城
考点01
种群及其动态
一、选择题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)海龟的性别由孵化时的环境温度决定,温度较低会孵化成雄性,反之则会孵化成雌性。在某海域,研究人员对海龟种群进行调查。下列叙述错误的是( )
A.全球变暖可导致海龟的性别比例改变
B.性别比例会影响海龟种群的死亡率,进而影响其种群密度
C.采用标记重捕法估测海龟种群密度,若标记物易脱落,则估测值偏高
D.调查海龟的生存状况,可为制定保护措施提供依据
2.(24-25高三上·北京石景山·期末)某地区发现一种原产于南美洲的地中海实蝇,与本地实蝇共同寄生于同种水果中。地中海实蝇被列入我国外来入侵物种名单。下列叙述正确的是( )
A.地中海实蝇与本地实蝇属于同一种群
B.地中海实蝇入侵初期与本地实蝇形成原始合作关系
C.用寄生蜂防治地中海实蝇,属于生物防治
D.随地中海实蝇数量增长,本地实蝇的数量呈“J”型增长
3.(24-25高三上·北京西城·期末)酵母菌是高中生物学实验常用的材料,下列实验中,需要使用显微镜的是( )
A.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
B.利用天然酵母菌制作葡萄酒
C.探究酵母菌细胞的呼吸方式
D.用马铃薯琼脂培养基对酵母菌进行纯培养
4.(24-25高三上·北京顺义·期末)下列以酵母菌为对象的高中生物学实验中,操作步骤有误的是( )
选项
实验名称
操作步骤
A
探究酵母菌细胞呼吸的方式
无氧组盛酵母菌培养液的锥形瓶先封口放置一段时间,再连通澄清石灰水的锥形瓶
B
培养液中酵母菌种群数量的变化
计数时先振荡培养瓶,再吸取培养液
C
制作果酒
先用清水冲洗葡萄,再去枝梗
D
酵母菌的纯培养
配置好的培养基先倒平板,再灭菌
A.A B.B C.C D.D
5.(24-25高三上·北京顺义·期末)兴趣小组使用血细胞计数板对一定体积培养液中的酵母菌计数,绘制其种群数量变化曲线(下图),并未获得预期的“S”形曲线,不可能的原因是( )
A.培养的时间不够长
B.种群的出生率小于死亡率
C.种群数量未达到环境容纳量
D.计数结果是活菌数和死菌数的总和
6.(24-25高三上·北京朝阳·期末)某研学小组将从葡萄皮上分离来的野生酵母菌分别接种于3瓶相同的培养液中,放置在转速不同的摇床上培养。培养时间与酵母菌种群密度的关系如图。相关叙述错误的是( )
A.可以用划线法分离出野生酵母菌
B.3个种群的数量均呈“J”形增长
C.培养液O2含量不同导致曲线间差异
D.丢弃菌液前要对菌液进行灭菌处理
7.(23-24高三上·北京丰台·期末)科研人员对内蒙古干旱区天然杜松林的种群结构及动态特征进行研究,结果如下图。下列说法错误的是( )
注:第Ⅰ~Ⅲ径级为幼苗、第Ⅳ~Ⅵ径级为中树、第Ⅶ~Ⅷ径级为成树
A.该地区杜松种群径级结构的整体表现为幼苗多,成树少
B.杜松叶片为刺形条状,可减少蒸腾作用,适应内蒙古干旱环境
C.杜松林外貌特征季节性变化不明显,因此该群落演替过程缓慢
D.调查该地区天然杜松林的种群密度时,应采用样方法进行抽样调查
8.(23-24高三上·北京西城·期末)生物潜能表示种群的最大生殖能力,即一个特定种群在无限环境中所达到的最大瞬时增长率。下列不属于影响生物潜能的因素是( )
A.出生率 B.死亡率 C.环境容纳量 D.性别比例
9.(23-24高三上·北京西城·期末)科研工作者用红外相机监测红腹角雉活动节律,结果如下图。下列叙述不合理的是( )
A.该研究中拍照调查属于标记重捕法
B.相机应设置于红腹角雉经常活动的地点
C.结果显示红腹角雉主要在白天活动
D.人类活动干扰了红腹角雉的活动节律
10.(23-24高三上·北京朝阳·期末)黑颈长尾雉是国家一级保护动物,数量稀少。下列叙述正确的是( )
A.环境恶化会增加黑颈长尾雉的K值
B.全部的黑颈长尾雉构成了一个群落
C.调查黑颈长尾雉的年龄结构可预测种群数量变化
D.易地保护是对黑颈长尾雉最有效的保护措施
11.(23-24高三上·北京大兴·期末)在自然环境中,一个种群不能长期以“J”形曲线方式增长的原因是( )
A.存在天敌或竞争者
B.处在生育期的个体足够多
C.栖息地面积足够大
D.每个季节都有充足的食物
12.(22-23高三上·北京通州·期末)某个稳定的生态系统中具有种间关系的甲、乙两个种群数量比例变化如表所示,下列相关说法正确的是( )
时间
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
第6年
甲种群数量/乙种群数量
1.30
1.35
1.10
0.95
0.65
0.33
A.甲种群数量从第3年开始逐渐下降
B.乙种群的增长速率不受自身密度制约
C.甲、乙两个物种的生态位重叠较多
D.甲、乙两种群间不存在双向信息交流
13.(22-23高三上·北京昌平·期末)蜡螟只在熊蜂蜂巢内产卵,其幼虫会耗尽熊蜂蛹的生命,并吐丝保护幼虫不受熊蜂的伤害。统计发现,花园环境的熊蜂蜂巢被蜡螟感染水平比农场环境高20%左右。下列叙述错误的是( )
A.蜡螟与熊蜂是寄生关系
B.蜡螟通过影响熊蜂种群性别比例进而降低其数量
C.农场中蜡螟、熊蜂等各种生物共同构成生物群落
D.推测花园环境生活的蜡螟种群密度更大
14.(22-23高三上·北京石景山·期末)用黑光灯诱捕法对农田中具趋光性的昆虫进行调查,下列叙述不正确的是( )
A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D.黑光灯诱捕的方法可用于调查该农田趋光性昆虫的丰富度
15.(22-23高三上·北京西城·期末)异色瓢虫种群的性别比例有一定的可塑性,能够反映环境胁迫的强度。用一定浓度的杀虫剂处理异色瓢虫,结果如图。下列分析错误的是( )
A.可通过样方法调查异色瓢虫种群的性别比例
B.杀虫剂引发的基因突变使性别比例定向改变
C.雌性占比高可能有利于提高种群的出生率
D.杀虫剂可通过食物链影响其他生物种群数量
二、非选择题
16.(24-25高三上·北京海淀·期末)为研究全球变暖对生态系统功能的影响,科研人员进行了系列实验。
(1)生态系统中能量的___________、传递、转化和___________的过程,称为生态系统的能量流动。
(2)科研人员设置了20个1m3的人工池塘,其中10个池塘始终比环境温度高4℃。经历了七年的“变暖”之后,对20个池塘进行15N同位素标记实验,将微量15N标记的硝酸钾添加到池塘中,56天内追踪浮游动植物体内15N含量,如图1。15N转移效率可代表能量传递效率。
①图1显示,与常温组相比,加温组浮游动植物体内15N相对含量___________。
②对实验中的15N相对含量进行计算,得到第n天时,浮游动物体内15N相关数据。计算公式和结果如下表。据表可知,第n天加温组浮游动物N转移效率___________常温组,由此可推测气候变暖对能量传递效率的潜在影响。
项目
常温组
加温组
体内15N含量
0.0837
0.0143
常数·15N流失率·
0.2203
0.4418
15N转移效率计算公式为
(3)已知变暖会提高浮游动物的细胞代谢速率。结合上述研究结果,请从浮游动物这一营养级同化量去向的角度,预测并分析变暖与能量传递效率之间的关系。___________。
(4)综合上述研究,下列关于全球变暖影响的预测合理的是___________(多选)。
a.喜冷磷虾的环境容纳量会提高
b.陆生生物的生态位可能扩张或收缩
c.海洋中最高营养级的生物量将下降
d.生态系统的抵抗力稳定性将会升高
17.(24-25高三上·北京石景山·期末)鄱阳湖湿地是小天鹅重要的越冬地。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。
(1)鄱阳湖湿地的小天鹅等生物与非生物环境共同构成一个______。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
①研究结果表明小天鹅在越冬______期食物种类最多,原因可能是这段时间气温较低,______。
②10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______。小天鹅食性的改变体现了______。
(2)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),结果表明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______。
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
(3)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______。
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.(24-25高三上·北京丰台·期末)科研人员用人工种植的本土植被海三棱藨草,治理外来植物互花米草入侵的滨海滩涂,但海三棱藨草种群数量未达预期。为探究该滩涂植被恢复的策略,进行如下实验。
(1)海三棱藨草和互花米草在滩涂生态系统的营养结构中属于______。研究人员利用两种植物之间的_______关系,进行生态系统的恢复治理。
(2)科研人员利用红外相机观察发现,滩涂中有大量螃蟹在夜间觅食,啃食海三棱藨草幼苗。为明确植被恢复的有利条件,科研人员在滨海滩涂_______选取若干样方,利用海三棱藨草、螃蟹、螃蟹的天敌水鸟,设计了4组实验。结果如下图,请在表格中完善实验方案。
分组
处理
定期调查
第1组
不进行任何处理
③_______的种群密度
第2组
种植海三棱藨草
第3组
种植海三棱藨草,①___
第4组
种植海三棱藨草,②____
实验结果说明________。
(3)生态系统修复的主要方式通常是修复植被,结合上述研究,为高效推进植被修复提出合理建议_______。
19.(23-24高三上·北京丰台·期末)为保护长江江豚,在铜陵半自然水域夹江设立了保护区,但研究人员发现一些问题。首先是自然饵料不足,其次有一定数量的凶猛性鱼类会与长江江豚争夺饵料资源。为解决这些问题,科研人员对该区域的鱼类群落结构进行研究。
(1)江豚通常捕食体长低于25cm的小型鱼类,从生态系统的组成成分来看,江豚属于____。
(2)科研人员对江豚的生态位进行了研究。
①研究江豚的生态位,要研究它的栖息地、________等。
②不同鱼类具有不同的生态位,这有利于充分利用______,是群落中物种之间及生物与环境间_______的结果。
③夹江中优势鱼类生态位重叠度大,说明这些鱼类之间可能存在着激烈的_________。
(3)综合上述内容及下图分析,为了保护该水域的江豚,应采取的措施有_________。(答出2项)
半自然水域夹江鱼体长分布
(4)国家制定了“长江10年禁渔”的保护政策,对长江生态环境及生物多样性进行保护和修复。2023年3月20日,安徽铜陵的江豚保护志愿者发布了一段数头江豚在长江铜陵嬉戏的视频,场面蔚为壮观。下列相关叙述正确的是( )
A.保护长江生物多样性需要禁止鱼类资源开发和利用
B.长江江豚种群数量增加说明生态环境保护取得良好的成效
C.建设鱼类洄游通道是保护鱼类生物多样性的重要举措
D.建立长江江豚保护区可以增加江豚种群的环境容纳量
20.(23-24高三上·北京海淀·期末)土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物,它们的关系十分复杂。
(1)细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了_________。线虫可以细菌为食,真菌可产生菌丝陷阱包裹并杀死线虫。
(2)富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱,研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导菌丝陷阱形成的机制,研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体,检测菌丝陷阱的数量,结果如图所示。结合上述信息,推测_________,从而诱导菌丝陷阱的产生。
(3)线虫产生蛔甙作为_________信号以调节自身生长发育和行为。真菌可感应该信号,从而形成菌丝陷阱,由此可见,信息可以__________,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)土壤中细菌的精氨酸酶(可催化尿素产生的酶)表达量与线虫取食频率成正比。综合上述信息,通过分析细菌、真菌和线虫之间的关系,解释线虫数量相对稳定的机制:_________。
(5)自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上述机制最相似的是_________。
a.食草昆虫啃食植物叶片后,植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫
b.白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌,从而抑制寄生真菌的生存和传播
c.虫媒传粉的植物,花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉
21.(22-23高三上·北京朝阳·期末)为发挥北京南海子麋鹿苑湿地的生态效益,研究者利用城市再生水对其进行生态恢复。
(1)麋鹿曾广泛分布于我国,野外灭绝后,1985年重新从英国引入,在北京麋鹿苑建立了性别比例为3:1(♀:♂)的_______,通过影响_______来提高麋鹿数量。麋鹿苑的所有生物与_______共同组成了生态系统。
(2)上世纪九十年代,由于上游水体污染、缺乏净水补充、垃圾回填等各种外界干扰超过麋鹿苑的__________能力,导致其水面严重缩小、水体缺氧,生态平衡遭到破坏。因此,2006- 2008年将小红门污水处理厂处理后的再生水引入麋鹿苑,实施了湿地修复工程。 再生水经过滤消毒后,流入水位较深、植物丰富、并放置有适于微生物生长的填料的潜流湿地区。随后,水流进入麋鹿活动区。污水处理厂再生水及湿地修复工程前后水质 情况见下表。
参数
处理后的再生水
湿地修复前( 2006年)
湿地修复后(2009年)
国家排放标准
总氮( mg/L)
5.6
3.4
1.7
15
总磷( mg/L)
3.3
0.3
0.1
1.0
* COD( mg/L)
29.8
101
15.2
20
注:COD(化学需氧量),表示污水中生物体分解有机物消耗的氧气量,可间接反映水质 有机物含量。
(3)据表可知,湿地修复后的水中总氮、总磷含量和COD均_______,请依据所学知识和题中信息解释原因__________________________。
(4)在麋鹿苑种植多种牧草并利用净化后水喷灌,增加了麋鹿草料的供给,减少了人工饲 料补充量,从能量流动的角度看,_______(多选),取得了良好的生态和经济效益。
A.增加了生产者固定的太阳能
B.减少了人工输入生态系统的能量
C.提高了能量传递效率
(5)工程完成后,麋鹿苑植物和鸟类物种数量均有提升,不仅为北京市民提供了生物多样性保护和湿地教育的场所,促进了当地旅游业的发展;同时湿地还起到了蓄积降水、调节洪水、净化再生水的作用,体现了生物多样性的_______价值。
(6)从上世纪八十年代至今,麋鹿苑湿地生态环境的一系列变化体现了群落的_______过 程,人类活动影响了该过程的_______。要维护恢复后的麋鹿苑湿地生态系统,还可采 取_______(举两例)等措施,以保护水体。
22.(22-23高三上·北京西城·期末)蚜虫危害农业生产,为利用蚜虫的寄生性天敌保护农作物,开展了下列研究。
(1)蚜虫体内寄生蜂种类多,可分为初级寄生蜂和重寄生蜂。初级寄生蜂将卵产于蚜虫体内,幼虫取食蚜虫组织导致蚜虫死亡,形成僵蚜。重寄生蜂可从初级寄生蜂体内获得营养。初级寄生蜂同化的能量的去向有_______(写出两个)。
(2)对棉田中的蚜虫进行监测,可在棉田中随机选取样方,记录样方中________,得出蚜虫的种群密度和被寄生率。
(3)为构建棉田中蚜虫与寄生蜂之间的营养结构模型,利用PCR技术对僵蚜中的蚜虫和寄生蜂种类进行了检测。
①为了能够一次性鉴定出多种目标生物,同时加入一个PCR体系的多对引物应该满足________。
A.每对引物扩增的序列对应一种昆虫B.每对引物扩增的序列对应多种昆虫C.每对引物扩增的产物长度不同D.每对引物扩增的产物长度相同E.所有引物之间不能相互配对F.所有引物的长度相同
②从僵蚜中提取DNA样本,加入与四种蚜虫对应的引物进行PCR,扩增产物进行电泳;同样的原理检测僵蚜中的初级寄生蜂和重寄生蜂,结果如图1。请据此绘制出营养结构图________(用字母和箭头表示)。
(4)通过上述方法,构建了单作棉田和间作枣树棉田的定量食物网,如图2(每个物种所在方框的宽窄代表相对数量)。
与单作棉田相比,间作枣树棉田不易发生蚜虫灾害。由图2推测原因可能是________。
23.(24-25高三上·北京朝阳·期末)长江口湿地曾生活着海三棱藨草等土著植物、以蟹类为主的植食性动物和多种水鸟。互花米草的入侵导致海三棱藨草大量消失,生物多样性锐减。科研人员进行了退化生态系统的修复研究。
(1)长江口湿地群落中各种土著生物都占据着相对稳定的生态位,这是物种之间及生物与环境间_____________的结果。互花米草在与土著植物之间的_____________关系中占据优势,导致生态平衡被破坏。
(2)生态修复领域的重要理论“梦境假说”认为,停止干扰后,食物链就会按营养级自下而上逐步恢复,原因是停止干扰后群落会朝着_____________的方向演替。
(3)当地根据“梦境假说”大面积清除互花米草,结果不管是否重新种植海三棱藨草,数年后原生植被都未恢复。为了探究原因,研究者将样地中的互花米草清除后,分成4组地块分别处理,结果如图。
①该实验的目的是探究_____________对湿地植被恢复的影响。
②实验结果显示,丁组海三棱藨草数量显著高于其他组,说明_____________;乙、丙组海三棱藨草数量无显著差异,推测原因是该湿地中_____________导致乙、丙组蟹类数量差异不大。
(4)综合以上研究及所学知识,为“梦境假说”补充内容,以便为修复因生物入侵而退化的生态系统提供指导。______________。
地 城
考点02
群落及其演替
一、选择题
1.(24-25高三上·北京海淀·期末)十九世纪中期以来,青藏高原东缘的海螺沟冰川不断退缩,在退缩区上形成了一个完整且连续的植被演替序列。图示为连续调查结果,显示演替不同阶段该地优势种的变化。下列相关叙述错误的是( )
A.冰川退缩区的演替过程属于次生演替
B.在群落演替过程中生物量逐渐增加
C.糙皮桦和峨眉冷杉存在生态位重叠
D.中期林冠层郁闭度增加不利于喜光的沙棘生存
2.(24-25高三上·北京昌平·期末)潮间带的水坑中主要生长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食,其主要天敌是海鸥。浒苔占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌,而角叉苔占优势的环境则相反。有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A、B),把B坑中的滨螺全部移入几乎无滨螺的A坑,结果如下图。下列说法错误的是( )
A.实验目的是研究滨螺和岸蟹对A坑、B坑群落的影响
B.推测A坑中岸蟹数量下降与浒苔数量减少有关
C.在滨螺移出后,B坑中岸蟹种群呈现“S”形增长
D.在滨螺移出前,B坑不利于岸蟹躲避海鸥的捕食
3.(24-25高三上·北京昌平·期末)在铜矿废弃地的生态恢复研究中,科研人员对不同恢复年限群落中植物物种丰富度进行了观察和记录(下图)。下列说法错误的是( )
A.铜矿废弃地的群落演替属于初生演替
B.随着恢复年限的增加,群落中植物物种丰富度呈现先增加后减少的趋势
C.恢复后期物种丰富度下降可能是由于植物之间对资源的竞争加剧
D.在群落演替的过程中,该生态系统的能量输入大于能量输出
4.(24-25高三上·北京石景山·期末)2024年11月28日,环绕塔克拉玛干沙漠边缘的绿色阻沙防护带实现全面“合龙”,构建起“固沙+阻沙”综合防治体系。其中的“草方格”固沙技术,是将麦草插入沙丘固定流沙,固定区内原有的沙生植物种子萌发、生长,逐渐形成群落。下列叙述不正确的是( )
A.在未经人工种植的“草方格”内,植物定植、群落形成过程属于初生演替
B.采用“草方格”技术进行流沙固定、恢复植被遵循生态工程的自生原理
C.在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循生态工程的协调原理
D.实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
5.(24-25高三上·北京丰台·期末)多度用于统计一个群落中各个物种个体的相对数量。研究人员对某生态系统经受干扰时、干扰后的变化情况进行调查,结果如图。下列叙述不正确的是( )
A.生态系统受干扰时物种A的多度明显下降
B.物种B与物种A存在着种间竞争的关系
C.B的竞争力因生态系统受到干扰而高于A
D.无B存在时物种A的恢复力稳定性更强
6.(24-25高三上·北京顺义·期末)某水域分布有甲、乙两种浮游动物,甲主要取食浅水域的植物a和水域中层的植物b,乙除了取食b,还包括较深水域的植物c,两者昼夜分布情况如下图。有关甲、乙的分析不合理的是( )
A.均不具有明显的趋光性 B.空间分布体现群落的垂直结构
C.占据完全不同的生态位 D.昼夜分布的变化削弱二者竞争
7.(24-25高三上·北京顺义·期末)贵州某地充分利用果林下的空地,在李子树下种植玉米以及喜阴湿的低矮农作物魔芋,种植模式的改变给当地带来了更高的经济效益。有关该种植模式叙述错误的是( )
A.提高群落对果林空间和资源的利用率
B.提高果林中生产者固定太阳能的总量
C.更多能量流向对人类有益的部分
D.各营养级间的能量传递效率更高
8.(24-25高三上·北京东城·期末)群落的演替过程中,从发展期到成熟期,下列最不可能发生的变化是( )
A.能量的利用可以循环
B.生产者固定的有机物增多
C.物种丰富度越来越大
D.营养结构越来越复杂
9.(24-25高三上·北京朝阳·期末)小叶桦是一种乔木。2013~2023年间,某地小叶桦种群遭受了严重的人类活动干扰。调查发现其年龄结构如图(龄级Ⅰ~Ⅶ表示从幼龄到老龄)。下列叙述错误的是( )
A.可利用样方法调查获得右图数据
B.2013~2023年,小叶桦种群数量大幅下降
C.2023年的小叶桦种群年龄结构为衰退型
D.停止人为干预,该小叶桦种群将迅速恢复
10.(23-24高三上·北京房山·期末)研究人员调查分析了房山区某矿山废弃地不同恢复时间的植物多样性指数,结果如下图。下列说法不正确的是( )
A.矿山废弃后进行的演替为次生演替
B.可引入热带速生植物加速恢复进程
C.不同的恢复时间,群落优势物种会发生变化
D.随着恢复时间的延长,曲线会趋于平稳
11.(23-24高三上·北京丰台·期末)周氏啮小蜂可把卵刺入美国白蛾蛹中寄生,是美国白蛾的天敌之一。为防治美国白蛾,某地区科研人员在美国白蛾的不同世代蛹期进行不同天敌的释放。防治结果如下图,下列说法错误的是( )
2019年美国白蛾不同世代间天敌寄生能力的比较
A.周氏啮小蜂与多种天敌混合释放,提高了对美国白蛾的寄生率
B.利用多种天敌进行防治保护了林业资源,体现生物多样性的潜在价值
C.周氏啮小蜂对白蛾第1代蛹和越冬蛹的寄生效果显著优于第2代蛹
D.与化学防治相比,生物防治可以降低对环境的污染,保护生物多样性
12.(23-24高三上·北京丰台·期末)因含N、P元素等污染物大量流入导致某河流大面积爆发蓝藻水华。研究人员尝试采取多种措施防治蓝藻水华,下列说法合理的是( )
A.蓝藻利用N、P元素合成生长所需的糖类和蛋白质
B.蓝藻可利用叶绿体进行光合作用,属于生态系统中的生产者
C.可以在水体中引入直接以蓝藻为食的本土鱼类和浮游动物
D.采用硫酸铜等重金属盐类对河流中的蓝藻进行灭杀
13.(23-24高三上·北京东城·期末)当一个群落演替到与当地气候和土壤条件相适应的平衡状态时,演替不再进行,此时的群落称为顶极群落。以下相关叙述错误的是( )
A.群落演替过程中会发生优势物种的取代
B.群落演替有利于充分利用环境中的物质与能量
C.顶极群落类型受温度、降水量等因素的影响
D.顶极群落的结构复杂,将一直保持不变
14.(23-24高三上·北京朝阳·期末)稻-蟹-泥鳅立体复合生态种养方法的原理是用稻护蟹,蟹吃饵料、有机碎屑、杂草、昆虫等,泥鳅吃残饵、蟹粪,泥鳅粪肥田。下列说法错误的是( )
A.输入该生态系统总能量是生产者固定的太阳能
B.蟹属于生态系统组成成分中的消费者和分解者
C.稻-蟹-泥鳅的空间分布体现了群落的垂直结构
D.该农田生态系统有利于物质和能量的多级利用
15.(23-24高三上·北京海淀·期末)冰碛层是冰川融化后形成的裸地,冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。下表为冰碛层演替过程中优势植物的替代情况及部分阶段土壤的pH。下列叙述不正确的是( )
演替过程
冰川退去后的裸地
苔藓→草本植物→柳树
赤杨
云杉、铁杉
第9年
第18年
第35~50年
第80~100年
土壤的pH
7.9~8.0
7.5~7.8
7.2
6.5
5
4.8
A.冰碛层上的群落演替属于初生演替
B.演替过程中土壤pH的变化主要与草本植物有关
C.云杉和铁杉成为优势种可能与土壤的酸化有关
D.群落的发展变化是生物与环境间相互作用的结果
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)某池塘采用立体养殖模式,投放了海蜇、缢蛏、对虾、鱼等水产生物,残余饵料可以促进浮游生物繁殖,浮游生物是海蜇的天然饵料,缢蛏滤食浮游植物和有机碎屑。关于立体养殖模式,下列叙述错误的是( )
A.提高了池塘群落的丰富度
B.实现了海蜇、缢蛏、对虾、鱼之间能量循环
C.实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率
D.改变池塘中的营养结构,提高生态系统稳定性
二、非选择题
17.(24-25高三上·北京·期末)为防止食草动物啃食,非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外,还长着一种特殊的刺(图1),刺的下面膨大中空,能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺,当受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的______,当其树叶受到食草动物攻击时会分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻,这一现象体现了生态系统具有______的功能。该生态系统长期维持相对稳定状态,是因其具有一定的______能力。
(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金合欢树被三种蚂蚁占领的比例(图2),据图可知三种蚂蚁中______的竞争能力最强,约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步的研究发现Cn和Tp具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
①据表推测,Tp通过______,使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力;而Cn则通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”,去除金合欢树的______,减少与其他树的联系,避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是______。
(4)有研究表明,当蜜汁减少时,Cm会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”,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,并阐述该结果对你的启示:______。
18.(24-25高三上·北京西城·期末)草地贪夜蛾幼虫啃食玉米等作物,研究者探究食蚜蝇是否可用来防治草地贪夜蛾。
(1)食蚜蝇幼虫可捕食蚜虫。只有当蚜虫吸食叶片汁液刺激植物释放挥发性物质时,才能吸引食蚜蝇成虫前来产卵,这一现象体现生态系统具有_____的功能。据此写出涉及上述4种生物的食物网,__________,以表示能量流动的渠道。
(2)贪夜蛾和食蚜蝇的发育均经历受精卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段,幼虫每蜕皮一次,虫龄增加一龄。将贪夜蛾幼虫和玉米叶放于同一培养皿中,2h后再将饥饿的食蚜蝇幼虫投入其中,统计贪夜蛾幼虫被捕食情况,实验分组及结果如图1。
结果显示,贪夜蛾幼虫被捕食量与______有关。另有实验发现,3龄及以上的贪夜蛾幼虫可反向捕食食蚜蝇所有虫龄幼虫。
(3)在培养皿中,分别用蚜虫、1~2龄贪夜蛾幼虫饲喂2龄食蚜蝇幼虫,统计各阶段食蚜蝇的存活率,结果如图2,图中各期存活率峰值后的变化与虫龄转化和死亡有关。
结果表明,与以贪夜蛾幼虫为食相比,以蚜虫为食对食蚜蝇种群繁衍更有利,判断依据是_______。
(4)综合上述研究结果,研究者认为食蚜蝇可能不适合用于防治贪夜蛾,理由是______,需补充在______进行的实验才能确认。
19.(23-24高三上·北京西城·期末)克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。为探究克氏原螯虾对本地物种的影响,研究人员开展了一系列研究。
(1)克氏原螯虾以大型水生植物、浮游藻类、底栖动物、本地鱼虾、有机碎屑等为食,属于生态系统组成成分中的_______。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒鳌蟹存活率,结果如下表。由此得出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,中华绒鳌蟹更适合在______的生境下养殖。
生境类型
克氏原螯虾存活率(%)
中华绒螯蟹存活率(%)
单养
混养
单养
混养
洞穴型
63.8
76.7
47.3
14
角落型
48.7
23
35.7
40
空旷型
18.3
34.3
20.3
6.7
(3)沉水植物具有重要的生态价值。为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,结果如下图。
比较各组_____,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长。其中对_____的影响最为显著。
(4)克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染,这体现了生物多样性的______价值。根据以上研究,请简述应如何看待克氏原螯虾的引进_____。
20.(23-24高三上·北京东城·期末)为了研究放牧对植物病害的影响,研究者在四川若尔盖高寒湿地国家野外科学观测研究站的牦牛放牧平台进行调查和实验。
(1)该放牧平台中的牦牛、牧草、植物病原菌等所有生物共同构成_______。
(2)根据生活史类型,植物病原菌可分为两大类:一类是B型菌(活体营养型病原菌),它们从活细胞中获取营养,其繁殖体只存在于鲜活的植物组织内,如锈病菌;另一类是N型菌(死体营养型病原菌),它们可以从无生命的有机物中获取营养,其繁殖体存在于枯枝落叶和土壤中,如叶斑病菌。研究者对上述放牧平台的植物病害进行了长期大量调查,统计结果如图1所示。
N型菌属于生态系统组分中的______。由图1可知,放牧_____。此后,研究者又对全球范围内共计63项有关放牧影响植物病害的研究数据进行分析,这样做的目的是_______。
(3)为解释图1结果,进行了进一步实验,结果如图2。该实验通过______模拟不同的放牧强度。请综合相关信息解释放牧对B型菌和N型菌引发的植物病害影响不同的原因______。
(4)以下关于草原利用与保护的叙述,正确的是_____。
A.生态效益是草原保护成功与否的唯一评价标准
B.降低放牧量不能解决所有类型的牧草病害
C.为维持生物与环境的协调与平衡需调查牲畜的K值
D.考虑牧民的生活需求遵循了生态学的“自生”原理
地 城
考点03
生态系统的结构及功能
一、选择题
1.(24-25高三上·北京朝阳·期末)调查发现,胶州湾渔场生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)为2.518,而同纬度C海区的P/R为1.181.相关推测合理的是( )
A.胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区
B.胶州湾渔场相邻营养级间的能量传递效率高于C海区
C.若海区被大量有毒物质污染将导致P/R值快速升高
D.降低鱼类捕捞强度有利于促进胶州湾渔场P/R值下降
2.(23-24高三上·北京丰台·期末)沼气工程是指采用厌氧消化技术处理畜禽粪便等有机物并制取沼气的系统工程。下列说法错误的是( )
A.实施沼气工程提高了各营养级之间的能量传递效率
B.沼气工程所利用的主要微生物的代谢类型为异养厌氧型
C.利用畜禽粪便作为发酵原料,体现了生态工程的循环原理
D.沼气工程使环境保护和经济发展相协调,遵循生态工程的整体原理
3.(23-24高三上·北京昌平·期末)有机肥包括动物粪尿、沼气肥等,关于有机肥在低碳农业中的作用,下列叙述不正确的是( )
A.大大降低生产能耗
B.实现物质循环再生
C.提高能量传递效率
D.增加土壤微生物多样性
4.(23-24高三上·北京东城·期末)下列选项属于实验中对照组处理的是( )
选项
实验名称
处理
A
探究温度对光合作用强度的影响
将植株置于0℃条件下种植
B
探究某基因对细胞分裂的影响
将用于敲除该基因的重组载体导入细胞
C
探究某药物对血糖浓度的影响
将生理盐水注射入糖尿病模型鼠体内
D
探究土壤微生物的分解作用
将落叶埋入经过60℃恒温处理1h的土壤中
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高三上·北京东城·期末)某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。
以下分析正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为9834kJ/(m2·a)
B.遗体残骸中的能量全部流向分解者
C.“生产者→M→N”表示一条食物链
D.由M到N的能量传递效率大约是6.3%
6.(23-24高三上·北京海淀·期末)我国长江口水域生态系统能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位t/(km2·a),据图判断以下分析正确的是( )
A.此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/(km2·a)
B.第三营养级输出的60.77t/(km2·a)能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
C.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D.长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
7.(22-23高三上·北京通州·期末)大蓝蝶幼虫能够分泌蜜汁吸引某种红蚁将其搬回蚁巢,当蜜汁被吃完后,大蓝蝶幼虫则模拟这种红蚁幼虫蠕动和声音以保护自己,同时在蚁巢内四处移动吃掉红蚁的卵和幼虫,以下说法错误的是( )
A.大蓝蝶幼虫与这种红蚁的种间关系是互利共生
B.大蓝蝶在没有这种红蚁的地方可能无法繁衍后代
C.大蓝蝶幼虫利用化学信息吸引这种红蚁将其搬回蚁巢
D.大蓝蝶幼虫利用行为信息和物理信息来保护自己
8.(22-23高三上·北京通州·期末)为积极应对全球气候变化,我国政府宣布于2030年确保碳达峰,力争2060年实现碳中和,下列关于碳循环说法错误的是( )
A.碳在生物群落和无机环境间的循环主要以CO2形式进行
B.搭乘公共交通与开私家车相比,可减小生态足迹
C.每个生态系统都可以依靠自身结构成分实现碳中和
D.发展低碳经济、植树造林是实现碳平衡的有效手段
9.(22-23高三上·北京朝阳·期末)研究者比较栖息在同一片区域的独居性鸟类戴胜和社会性鸟类斑鸫鹛对彼此存在和互 相发出警报声的不同反应,结果如图。
下列说法不合理的是( )
A.与斑鸫鹛共处时,戴胜觅食时间增多、警戒时间减少
B.和斑鸫鹛一起活动时,戴胜的觅食范围有所扩大
C.斑鸫鹛的警报声对戴胜是一种行为信息,利于戴胜生存
D.与戴胜相比,斑鸫鹛从偷听行为中获得利益相对较小
10.(22-23高三上·北京朝阳·期末)噬藻体是一类浮游病毒,可侵染蓝细菌并致其裂解死亡。有关噬藻体的说法正确的是( )
A.与蓝细菌均有细胞膜和核糖体
B.可捕食蓝细菌降低其种群密度
C.处于水生生态系统的第一营养级
D.可促进所处生态系统的物质循环
11.(22-23高三上·北京朝阳·期末)蚕豆缺水后根系能迅速合成脱落酸(ABA),激活叶片保卫细胞膜Ca2+通道,使Ca2+内流形成电流(内向正电流)。研究者用ABA处理保卫细胞后测定相关指标,结果如图。下列表述错误的是( )
A.ABA随蒸腾传输到叶片表皮上的保卫细胞后引起气孔迅速关闭
B.ABA调节气孔运动时,胞质Ca2+增加与内向正电流产生基本一致
C.测定电流强度与测Ca2+浓度时,ABA不一定均在箭头所示处施加
D.植物对缺水环境的响应涉及物质运输、能量转换和信息传递
二、非选择题
12.(23-24高三上·北京房山·期末)候鸟在迁徙中保持正确的前进方向是非常重要的,为了研究城市人工光照对我国典型候鸟定向能力(包括定向角度、定向强烈程度)和活跃度的影响,研究者利用候鸟黄喉鹀进行室内研究。
注:箭头方向表示定向角度,箭头长度表示定向强烈程度,黑点表示脚印数量。
(1)光是生态系统中的非生物成分,在本研究中,人工光照最可能作为______对鸟类产生影响,从而在生态系统中发挥作用。
(2)研究人员探究在_______mW⋅m⁻²光照强度下,不同颜色的光照射处理后,对黄喉鹀足迹分布进行定向分析,结果如图1-4,结果说明黄喉鹀在___________光下可以保持正确方向。
(3)图5-6是在(2)的基础上进一步探究,结果显示:随光照强度增加,黄喉鹀___________。
(4)每张足迹谱的脚印数量可代表活跃度。黄喉鹀的活跃度会影响能量消耗,请尝试从能量角度分析,黄喉鹀的活跃度过高或过低时对其迁徙的影响_____。(任选一种情况作答)
(5)城市是人类构筑的大型聚集地,在城市夜景的生态照明设计时应____
A.在满足居民使用需求的基础上,尽量避免影响区域内敏感物种
B.长时间光照对植物有利,也有利于城市生态工程的整体和协调
C.天空溢散光或直射光选择绿光,就不会影响鸟类迁徙
D.迁徙季时尽量使候鸟飞行高度处的光强度小于5mW⋅m⁻²
13.(23-24高三上·北京石景山·期末)褐飞虱是危害水稻的重要害虫,用化学农药防治易引发农药残留、害虫抗药性提高等问题。
(1)在农田生态系统的营养结构中,褐飞虱属于_______。稻虱缨小蜂是褐飞虱卵的一种寄生蜂,褐飞虱从水稻处获取的能量,除了可能流入稻虱缨小蜂外,还可能的去向有_______(答出2个即可)。
(2)农业生产中,将抗虫水稻与非抗虫水稻间作可有效降低褐飞虱对非抗虫水稻的危害。为明确其机理,研究人员利用图1所示的装置开展了实验。A侧放置褐飞虱,几天后,将B侧水稻取出,以其作为气味源,分别进行褐飞虱、稻虱缨小蜂的选择性实验,得到图2所示结果。
①本实验的对照组A、B两侧应分别放置_______水稻,其他处理均相同。
②研究发现实验组中非抗虫水稻产生的挥发物2-庚酮明显增多,而对照组中基本检测不到。另外,A侧未放置褐飞虱的实验中,均检测不到2-庚酮。推测可能的原因是_______。
③2-庚酮是一种_______信息。据图2的结果判断,其作用是_______。
(3)与单一种植抗虫水稻相比,抗虫水稻与非抗虫水稻间作还可以延缓褐飞虱种群_______,避免抗虫水稻抗性丧失过快。
14.(23-24高三上·北京昌平·期末)科研人员在室内建构水族箱,以研究低光照强度对浮游甲壳动物群落结构的影响。
(1)自然光照条件下,每个水族箱中放入2个塑料盘,每盘填充湖区底泥8~10cm,移植3棵沉水植物苦草(为浮游甲壳动物创造栖息空间和食物条件),加入湖水至70cm深。通过______处理建立4个不同光照强度梯度(L1~L4)。整个水族箱构成一个______。
(2)定期测量各组光照强度、浮游甲壳动物种类和数量,结果如图1。
结果显示,光照梯度对浮游甲壳动物多样性指数平均值的影响是______。
(3)定期测量各组溶氧量、浮游甲壳动物和苦草生物量,结果如图2。
人类活动会导致的水体富营养化可引起浮游甲壳动物生物量降低,结合图2分析,其原因是_________。
15.(23-24高三上·北京大兴·期末)链格孢菌可导致烟草赤星病的发生。研究人员在烟草根部土壤中分离纯化出芽孢杆菌L,发现其对链格孢菌有抑制作用。
(1)称取烟草根部土样制成悬液,接种在固体培养基上培养,挑取不同形态的________,再接种于混有________菌的培养基中,筛选出对链格孢菌有抑制作用的芽孢杆菌L。
(2)为探究芽孢杆菌L抑制链格孢菌生长的原理,实验组将芽孢杆菌L接种在A1平板上,B1平板中央接种直径为0.5cm的链格孢菌菌落,把两个培养皿对扣,菌株无接触,5d后观察菌株生长情况,结果如图。
①对照组处理为A2平板________,B2平板________。
②根据实验结果推测,芽孢杆菌L可能产生某种挥发性物质抑制链格孢菌的生长,做出此判断的理由是________。
(3)除上述原因外,研究人员认为芽孢杆菌L的发酵液中可能也存在抑制链格孢菌生长的物质。他们将芽孢杆菌L发酵液离心后,取上清液过滤,获得无菌滤液进行如下实验。
组别
实验处理
接种
检测
甲组
a______
将直径为0.5cm的链格孢菌菌落接种在平板中心,在恒温培养箱内培养。
测量b______,
计算抑菌率。
乙组
无菌水+固体培养基
①请补充完善该实验方案。
②若抑菌率=(R0-R)/(R0-0.5)×100%,则R应为________组测量的菌落直径。
(4)若将芽孢杆菌L用于烟草赤星病的生物防治,还需研究哪些问题_______?(答出一点即可)
16.(23-24高三上·北京大兴·期末)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
生态系统的碳库:在碳循环过程中,地球系统存储碳的载体称为碳库,包括大气、土壤、植物和海洋等。通过衡量各碳库对大气CO2的贡献,碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2)。不同类型生态系统对碳循环的贡献不同。
农田生态系统是最活跃的碳库,它既可能是碳源,也可能是碳汇。该碳库包括农作物碳库和土壤碳库,是维系社会系统粮食和工业原材料供应,调节大气CO2的重要组成部分。农田生态系统、社会经济系统和大气CO2之间碳循环如图所示。
农田土壤是农田生态系统重要的碳源,也是主要的碳汇。农田土壤碳汇等于有机碳的投入与土壤呼吸、肥料分解排放的差值。农田土壤的碳汇潜力是自然和人为因素共同作用的结果。人类活动很大程度上改变了土壤呼吸,导致土壤CO2释放急剧增加。
研究碳库、碳源、碳汇之间的关系对于实现碳达峰、碳中和具有重要意义。碳达峰是指特定时间和区间内CO2排放不再增长达到峰值,之后逐步回落。碳中和指特定时期内CO2排放总量与CO2消除量相等,实现正负抵消,达到相对“零排放”。我国提出的“双碳”目标,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
气候变化等全球性问题对生态系统的碳库造成威胁,同时也影响人类的生存和可持续发展,依据生态学原理保护环境是人类生存和可持续发展的必要条件。
(1)物质循环、_______和_______是生态系统的基本功能。在生态系统中,碳在______和非生物环境之间不断循环。
(2)结合文中图片信息,作物生态系统中可能发生细胞呼吸的过程包括________(填数字标号)。图中秸秆还田、保护性耕作和免耕等提高土壤肥力的措施遵循了生态工程的_______原理,保障了该系统中碳的转化率更高。
(3)综合文中信息,关于农田生态系统的碳库下列说法错误的有哪些_______。
A.农作物碳汇等于农作物呼吸消耗减去人类收获和其他用途消耗量
B.农作物收获期短,粮食和秸秆大多被消耗掉,更加容易成为碳汇
C.农田土壤碳库由土壤有机碳、微生物活动和根系生长三部分构成
D.人类对土地的利用方式、耕作方式与管理等影响农田土壤的碳汇
(4)实现我国提出的“双碳”目标应采取哪些方面的措施,请结合文中信息分别从碳源和碳汇的角度提出合理建议________。
17.(22-23高三上·北京通州·期末)水生植物修复技术是湖泊生态恢复的关键技术,科研人员对沉水植物修复富营养化的湖泊生态系统进行了研究,请回答下列问题。
(1)沉水植物属于生态系统组成成分中的__________,与藻类之间形成了__________关系。
(2)富营养化的湖泊中藻类大量繁殖,容易出现“水华”现象。研究表明,沉水植物如苦草可以通过释放化学物质影响藻类生长。
①科研人员利用不同浓度的苦草浸提液处理铜绿微囊藻,测定其细胞密度,结果如图1所示。
实验结果显示苦草浸提液对铜绿微囊藻的繁殖产生了明显的__________作用。
②为研究苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的原因,科学家测定了在不同浓度的苦草浸提液处理下铜绿微囊藻细胞内叶绿素a的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性。
据图2可知,高浓度的苦草浸提液对铜绿微囊藻数量影响的分子机制是__________。(以文字和箭头的形式作答)
(3)科研人员对苦草处理前后富营养化的湖泊生态系统中各种藻类的密度进行测量,如下表所示。
苦草实验前后藻类密度的变化
培养天数
藻的数量(个/L)
藻的门类
0天
28天
对照组
苦草组
蓝藻门
64195065
70276704
2397778
绿藻门
15149599
5572162
292374
硅藻门
8283234
871922
108990
隐藻门
1307879
1198889
944579
裸藻门
1743838
435936
26177
据表中数据判断,苦草是否能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物,说明你的理由______。
(4)为进一步确定苦草是否能作为修复富营养化的湖泊生态系统的植物,还可以测量的指标是__________。
18.(22-23高三上·北京昌平·期末)大多数蓝细菌引发的水华发生在紫外线(UV)强烈的夏季。研究者通过实验探究了UV对蓝细菌生长与扩张的影响。
(1)在水生生态系统组成成分中,蓝细菌属于__________,其过度繁殖引起水华,造成该生态系统的生物多样性锐减。
(2)将取自太湖的蓝细菌样品,分别放置水深0、10和20cm处,进行原位实验,结果如图1。0cm处的蓝细菌群体中DIP(溶解无机磷)和PolyP(储存磷的多聚体)的含量均__________10cm和20cm处,随水深增加__________,说明UV对PolyP影响更大。
(3)为探究UV对蓝细菌体内PolyP合成的影响机制,研究者将蓝细菌暴露在不同处理条件下,测定蓝细菌体内藻胆素含量,结果如图2。已知藻胆素是一种光合色素,ATP是形成PolyP的原料。请推测UV促进蓝细菌合成PolyP的机制__________。
(4)在紫外线辐射下,蓝细菌不断从环境中吸收DIP合成PolyP,导致总磷量增加,促进其繁殖,蓝细菌数量增加,会吸收更多DIP。从蓝细菌数量的角度分析,此过程属于___________调节。研究者称此效应为“蓝细菌磷同化紫外光效应”。
(5)根据“蓝细菌磷同化紫外光效应”的产生机制,请运用生态工程的基本原理,对已发生蓝细菌水华的生态系统提出一条修复措施,并说明遵循的原理__________。
19.(22-23高三上·北京石景山·期末)工业革命后,人类排放的CO2等温室气体剧增,对全球气候产生了重要影响。为积极应对全球气候变化,我国政府向全世界承诺,CO2排放力争在2030年达到峰值,在2060年之前实现碳中和。请回答问题:
(1)碳在生物群落中主要以____________的形式传递。大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此,碳循环具有____________的特点。
(2)碳汇是指能吸收大气中的CO2,减少其在大气中浓度的过程或活动。实现碳中和的重要途径之一是______________碳汇(选填“增加”、“降低”)。碳循环过程中属于碳汇的最主要过程是____________。
(3)海洋贝类一方面利用海水中的HCO3-形成贝壳,其主要成分为CaCO3。另一方面通过滤食水体中悬浮的有机碳颗粒,实现个体软组织生长,从而固定水体中的碳。据此判断,贝类养殖_____________碳汇(选填“属于”、“不属于”)。
(4)研究者测算了2010~2018年我国海洋渔业的碳排放量及碳汇量,结果如下图:
①结果显示,研究期内____________。
②截止2018年,我国海洋渔业尚未达到碳中和状态。理由是____________。
③下列与海洋渔业有关的各项措施中,有助于实现碳中和的是_____________。
A.增加贝类、藻类的养殖 B.提高海洋捕捞渔船的效率,降低能耗
C.海洋捕捞渔船使用清洁能源 D.增加海洋渔业捕捞量
(5)有人提出,为实现碳中和,可以引种生长速度快、CO2固定能力强的植物品种。你认为这种做法合理吗?______,请说明理由__________。
20.(22-23高三上·北京丰台·期末)污水中大量的氮、磷导致水体富营养化,水华频繁发生,严重破坏水生态系统。
(1)水华中的蓝细菌在生态系统成分中属于________,原因是其含有________________以及相关酶,可以进行光合作用。
(2)部分蓝细菌会释放一种环状七肽,称为微囊藻毒素,其合成场所是____________。它是一种神经毒素,能导致肌肉过度松弛或者持续痉挛,推测其作用机理可能是________________
(3)蓝细菌繁殖常与水体中的氮磷含量升高有关,研究者用NaNO3和KH2PO4进行实验,固定KH2PO4浓度为0.03mg/L,用不同的氮磷浓度比进行实验,统计与初始蓝细菌数量的比值,结果如图1。固定5:1的氮磷比,用不同的氮磷浓度进行实验,统计与初始蓝细菌数量的比值,结果如图2。
①上述实验结果说明______________________;
②15天后,不同培养条件下的蓝细菌数量均呈下降趋势,可能的原因是__________。
(4)研究者向水体中投放鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼尝试对蓝细菌进行控制,鲢鳙以蓝细菌为食,鲴鱼以粪便等有机碎屑为食,实验结果如图3。
①实验结果表明,鲢鳙鲴组合可以有效的控制蓝细菌数量。分析前期蓝细菌数量下降的原因____________。
②后期鲢鳙组蓝细菌种群数量上升,而鲢鳙鲴组蓝细菌数量持续下降可能的原因是____________。
(5)综合上述研究及所学知识,请尝试提出治理水华的其他生物方法__________。
试卷第1页,共3页
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