内容正文:
专题09 种群和群落
(
目录
第一部分 知识网络构建
思维导航,融会贯通
第二部分
高考风向解读
洞察考向,感知前沿
第三部分 核心知识串讲
核心串讲
串讲
1
种群
串讲
2
群落
能力进阶
能力1 生态位拓展
热点情境
城市扩张对自然种群与群落的胁迫效应及生态规划
第四部分 分层精准突破
固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 种群
题型02
群落
B组·
增分能力练
第五部分
真题
实战进阶
对标高考,感悟考法
)
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
种群
(2025北京卷)种群密度的调查
(2024北京卷)种群数量增长曲线
1. 群落构建机制与生态位模型的定量分析。
2. 全球变化背景下种群的快速进化与适应性管理。
3. 生态系统修复中的种群重建与群落构建协同机制
群落
(2025北京卷)群落的演替
(2024北京卷)群落的结构
(2023北京卷)垂直结构和水平结构
新风向演练
1.【新考法·实验探究】(25-26高三上·北京海淀·期末)鼠兔是广泛分布于高寒草原生态系统中的一种小型食草动物,是许多猛禽的食物来源。研究者调查放牧强度对鼠兔种群密度的影响,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度
B.鼠兔属于该生态系统的第三营养级
C.适度放牧可增加鼠兔的种群密度
D.鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加
2.【新载体·存活曲线】(25-26高三上·北京西城·期末)存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是( )
A.0~1年龄段的死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ
B.种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大
C.高密度可加剧种内竞争使死亡率增加
D.种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高
3.【新情境·防止火灾】(25-26高三上·北京·月考)干暖河谷地区在冬季十分容易发生火灾,每隔数年,人们会对枯落物进行计划烧除以防止火灾发生。科研人员在计划烧除后调查了该地区云南松种群的年龄结构,结果如图(Ⅰ、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为成年期,Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为老年期)。下列叙述错误的是( )
A.该地区云南松种群呈现增长趋势
B.短期内,云南松种群内竞争会不断增强
C.计划烧除对云南松幼苗有极大杀伤作用
D.前几年间,云南松种群呈“J”形增长
4.【新情境·冰川融化】(25-26高三上·北京海淀·期末)研究人员调查青藏高原帕隆冰川及其下游然乌湖的水生生物群落,检测取样点1~4的生物类群,推测冰川融化后群落的演替过程,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.硅藻比蓝细菌更适应冰川前缘的环境
B.图中四类生物共同构成生物群落
C.上述调查反映群落结构随时间的变化
D.人类活动不会影响然乌湖的演替速度
5.【新考法·“海洋中的热带雨林”】(2025·北京大兴·模拟预测)珊瑚礁被誉为“海洋中的热带雨林”。近年来随着全球气候变化及人类活动影响加剧,珊瑚礁生物多样性缩减、生态功能退化现象日益突出。科学家研究了珊瑚礁覆盖率下降和相应的栖息地结构改变对珊瑚礁鱼类丰富度产生的影响,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.珊瑚礁覆盖率损失百分比与鱼类丰富度变化之间的总体关系是非线性的
B.珊瑚礁覆盖率适度下降对珊瑚礁鱼类的多样性产生有限或积极的影响
C.珊瑚礁覆盖率适度下降和结构破坏造成鱼类栖息地的多样性显著降低
D.珊瑚礁损失率大于60%可能导致鱼类物种种类的增加少于物种的灭绝
核心串讲1 种群
一、种群的数量特征
1.种群密度是种群最基本的数量特征。
2.影响种群密度的因素:出生率、死亡率、迁入率、迁出率决定种群密度的直接因素;年龄结构在一定程度上能预测种群数量的变化趋势;性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
3.年龄结构的类型:
类型
增长型
稳定型
衰退型
年龄特征
幼年个体多,
老年个体少。
各年龄期个体数比例相当
幼年个体少,
老年个体多
发展趋势
出生率>死亡率,种群密度增大
出生率≈死亡率,种群密度不变
出生率<死亡率,种群密度减小
图示
二、种群密度的调查方法
1.逐个计数法:适用于调查分布范围小、个体较大的种群。
2.估算法
(1)黑光灯诱捕法,适用于有趋光性的昆虫;
(2)样方法,适用于调查植物、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻(蝗虫幼虫)的密度;
(3)标记重捕法,适用于活动能力强、活动范围大的动物;
(4)红外触发相机(主要适用于恒温动物)、粪便特征(基于个体遗传信息的特异性)、动物声音(非损伤、低干扰);
(5)抽样检测法,适用于水体中单细胞生物密度的调查;
(6)去除取样法,适用于封闭环境中生物种群密度的调查。
【易错提醒】
对生存环境复杂隐藏,或对调查人员造成较大危险的猛兽,一般不采用标记重捕法调查其种群密度,而是采用红外触发照相机自动拍照技术调查其种群密度。另外,还有其他特殊方法,如粪便DNA分子标记法、动物声音个体识别法等。
三、种群数量的变化
1.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态:资源无限、空间无限、不受其他生物制约
现实状态:资源有限、空间有限、受其他生物制约
种群增长速率
种群增长率
K值有无
无K值
有K值
2.λ值和K值分析
(1)关注“λ”值内涵
种群“J”形增长的数学模型:Nt=N0λt,λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数,不是增长率。
(2)明确K值的三个易错点
①K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值可能会下降;当环境条件状况改善时,K值可能会上升。
②在环境条件稳定,K值一定的情况下,种群数量也不是一成不变的,会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
③K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即一定环境条件所能维持的种群最大数量;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境条件已遭到破坏。
(3)K值的确认
3.“S”形曲线中K值与K/2值的分析与应用
对K值的理解:同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。当环境受到破坏时,K值会下降;当环境得到改善时,K值会上升。
K/2值
K值
原理
K/2值时,种群增长速率最大,资源再生能力最强
即环境容纳量,K值是可变的,与生存环境有关
应用举例
灭鼠
灭鼠后,防止鼠的种群数量在K/2值左右,若在K/2值左右,鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果
降低K值,改变环境条件,使之不适合鼠生存
捕鱼
捕捞后,使鱼的种群数量维持在K/2值左右,这样鱼的种群数量会迅速回升
保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素:在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。
2.生物因素
(1)种群内部生物因素:随着种群的增长,种内竞争会加剧,从而使种群的增长受到限制。
(2)种群外部生物因素:捕食、种间竞争、寄生等都会影响种群数量。
3.密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因素
非密度制约因素
概念
对种群数量的作用强度与该种群密度相关的因素,如食物和天敌等生物因素
对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素,如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
举例
同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大
在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其密度高低,所有个体都会死亡
【典例1】(25-26高三上·北京房山·期末)国家公园体系的全面建设,为我国众多珍稀野生动植物构筑了一道坚实的生态屏障。下列叙述错误的是( )
A.保护区内珍稀物种种群增长不受环境限制
B.不同国家公园的植被差异体现生态系统多样性
C.国家公园体系建设实现了生物多样性的就地保护
D.保护生物多样性是合理利用而非禁止开发
【典例2】(25-26高三上·北京西城·期末)下列有关水的叙述错误的是( )
A.水参与光合作用和有氧呼吸
B.水只能通过自由扩散进出细胞
C.抗利尿激素促进肾小管重吸收水
D.水可影响种群的数量变化和分布
【典例3】(25-26高三上·北京东城·期末)中华虎凤蝶是我国特有珍稀物种,幼虫主要以杜衡叶片为食。在某自然保护区的多个杜衡生长区域内调查中华虎凤蝶的产卵量和成虫数量,仅发现两个区域有分布。以下分析不合理的是( )
A.根据产卵量可以估算该区域雌性中华虎凤蝶的数量
B.调查中华虎凤蝶产卵量和成体数量均可采用样方法
C.种群数量较小,要通过多次取样才能获得有效数据
D.可在两个区域采用不同标记以调查个体的迁入、迁出
【典例4】(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.培养瓶内的小球藻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
【典例5】(25-26高三上·北京海淀·阶段练习)烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强。烟粉虱的发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫。烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。
组别
烟粉虱虫态
被捕食量(只)
猎物1(30只)
猎物2(30只)
猎物1
猎物2
1
2~3龄若虫
1龄若虫
1.5±3.0
9.5±1.9
2
4龄若虫
18.3±3.0
6.8±1.2
3
成虫
24.3±1.7
1.8±0.5
以下分析不正确的是( )
A.烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫
B.烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果
C.可通过标记重捕法统计存活猎物数量,再计算出被捕食量
D.利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染
核心串讲2 群落
1.群落: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,简称群落。
2.群落的物种组成
(1)意义:群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
(2)衡量指标:物种丰富度,指群落中物种数目的多少。
(3)规律:不同群落的物种数目有差别。一般越靠近热带地区,单位面积内物种越丰富。
3.群落的空间结构
概念
在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构
类型
垂直结构
水平结构
模型
表现
垂直方向有明显的分层现象
水平方向上常呈镶嵌分布
决定因素
植物:光照、温度等;
动物:栖息空间和食物条件。
植物分层决定动物分层
环境因素:地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异以及光照强度的不同;
生物因素:生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响
原因
在长期自然选择基础上形成的对环境的适应
意义
利于群落整体对自然资源的充分利用
立体农业是运用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。
4.生态位
(1)生态位概念: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。
(2)生态位研究某种生物的生态位时,要注意以下问题。
①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。
②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。
5.群落的演替
(1)概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
(2)类型:
类型
初生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
过程
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木阶段→乔木阶段
时间
经历的时间比较长
经历的时间比较短
趋势
形成新群落
恢复原来的群落
实例
沙丘、火山岩、冰川泥地
火灾过后的草原、弃耕农田
相同点
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落
②群落中的物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到充分的利用
【典例1】(25-26高三上·北京西城·期末)某自然保护区不同演替阶段(先锋阶段→中期阶段→稳定阶段→顶极阶段)林下植物组成如图所示。相关叙述错误的是( )
A.草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大
B.顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关
C.随着演替的进行,土壤和光能得到更充分利用
D.顶极阶段该生态系统的稳定性急剧下降
【典例2】(25-26高三上·北京东城·期末)在某地分布着由沙丘起始演替到不同阶段的4个区域,在各区域播种4种常见沙丘植物的种子,播种、浇水等情况一致,统计幼苗的出土率,结果如图。相关叙述错误的是( )
A.在沙丘上开始进行的演替是初生演替
B.处于演替不同阶段的群落结构存在差异
C.推测沙茅草更容易在演替早期占据优势
D.在演替早期的区域已形成森林生态系统
【典例3】(2025·北京·模拟预测)通过连续几十年实施禁牧、封育等措施,昔日的毛乌素沙漠如今已变成了林地、草地和良田。该地区演替不同阶段植物群落的植被盖度与物种多样性的变化趋势如图。下列分析错误的是( )
A.半固定沙地定植的植物多具有叶片窄小、根系发达等耐旱特征
B.该群落演替过程中,土壤有机物含量减少,土壤保水能力增强
C.从固定沙地到生物结皮覆盖沙地物种多样性下降可能是由物种间竞争导致的
D.这四个阶段中,草本植物覆盖沙地的群落结构是最复杂的
【典例4】(25-26高三上·北京朝阳·月考)为了促进某自然保护区的恢复,人工投入了较多的物质。为了解该自然保护区生物的生存情况,科研机构对各营养级能量流动情况进行了定量分析,数据如表所示(单位:103KJ/(m2.a)下列叙述正确的是( )
生物类型
自身呼吸消耗的能量
甲
未被利用的能量
流入下一营养级的能量
输入有机物的能量
生产者
1210
256
2933
868
/
初级消费者
252
88
564
A
192
次级消费者
63
23
119
19
68
三级消费者
18
3
10
/
12
A.上表各营养级所有生物构成一个群落
B.表中“甲”代表流向分解者的能量
C.输入有机物的能量不会流向分解者
D.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为17.97%
【典例5】海洋中存在着种类繁多的藻类,其中虫黄藻等微藻与珊瑚虫构成珊瑚,珊瑚虫为虫黄藻提供生存环境和无机盐,虫黄藻为珊瑚虫提供有机物,若离开虫黄藻,珊瑚虫生存受到很大影响。下列相关叙述正确的是( )
A.各种藻类在海洋中垂直分布主要受光照影响,可提高光能利用率
B.珊瑚礁上所有的珊瑚虫、虫黄藻、浮游植物组成了一个生物群落
C.珊瑚虫和虫黄藻共同生活在一起,双方都受益,属于原始合作关系
D.珊瑚礁具有防浪护岸及旅游观光等功能,体现生物多样性的直接价值
能力1 生态位拓展
1.生态位重叠
生态位重叠是描述一个物种生态位以及物种间关系的重要指标之一,可以理解为两个物种在生态位上相似性的量度。
2.竞争排斥原理
生态位相似的两种生物不能在同一地方永久共存。如果它们能够在同一地方生活,那么,其生态位相似性必定是有限的,它们肯定在食性、栖息地或活动时间等某些方面有所不同,这就是竞争排斥原理。物种之间的生态位越接近,相互之间的种间竞争就越剧烈。具有相似生态位的两物种分布在同一区域,会由种间竞争而逐渐导致其生态位的分离。
3.生态位分化
(1)概念:当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来,这种现象称为生态位分化。
(2)分化方式
①划分分布区域和活动范围。
②错开活动时间。
③改变食物的种类,形成不同的食性。
(3)意义:提高不同生物利用环境资源的能力。
4.生态位理论的应用
指导农林业生产、推行混交套种。通过时间序列、空间配置、结构搭配,相继将林木与农作物进行套种,以提高土地利用效率、保护生物多样性,实现生态效益和经济效益同步发展。
【典例1】(2024·北京西城·二模)黔金丝猴和藏酋猴为梵净山同域分布的两个物种。为了研究二者的生态位分化关系,在梵净山保护区进行野外监测,调查结果如图。下列相关描述错误的是( )
A.梵净山的黔金丝猴和藏酋猴存在生殖隔离
B.结果显示黔金丝猴活动高峰早于藏酋猴约2小时
C.结果表明两种猴在觅食策略上未实现生态位分化
D.每种生物占据相对稳定的生态位是协同进化的结果
【典例2】(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
热点情境01 城市扩张对自然种群与群落的胁迫效应及生态规划
情境解读:
1. 生境丧失与破碎化
城市扩张直接导致自然栖息地丧失,例如美国城市建成区面积自1900年以来增加了约450%,而同期农田和林地的面积则大幅减少。值得注意的是,研究发现农村居民点(rural settlement)扩张对栖息地质量的负面影响比城市化更大,在2000-2010年期间,其负面影响是城市化的9.33倍,到2010-2020年,这一倍数上升至24.72倍。这种破碎化导致物种迁移受阻,种群隔离,遗传多样性下降,例如澳大利亚东部灰袋鼠的种群数量自2000年以来估计下降了约40%。
2. 生物多样性影响
城市化对生物多样性的影响主要表现在生境破坏和物种灭绝两个方面。城市扩张改变了生境结构和质量,导致本地特有物种面临灭绝风险,同时为外来物种提供入侵机会。研究显示,城市光污染对外来植物生长的促进作用强于本地植物,可能加剧本地群落内常见种对稀有物种的竞争排斥。此外,城市化还会降低植物遗传多样性,例如井栏边草的遗传多样性与建筑物面积占比、不透水面占比等城市化指标均呈显著负相关。
3. 环境污染与水资源影响
城市扩张带来大量污染物排放,包括废气、废水和固体废物。城市热岛效应导致城市地区温度明显高于周边农田和自然环境。同时,城市扩张对水资源的利用与保护带来挑战,包括水资源过度开发和水体污染。城市扩张对湿地造成了不成比例的损害,填平、排干或污染湿地,降低了调节水量和水质以及缓冲极端天气事件的功能。
典型例题:
【典例1】栖息地丧失和碎片化是生物多样性降低的主要原因。某爬行动物种群被两条高速公路隔离成相互孤立的4个小种群,种群数量及分布变化情况的示意图如下。下列说法错误的是( )
A.新形成4个小种群的基因库相同
B.小种群②可能会因低于种群延续所需要的最小数量而逐渐消失
C.隔离后的种群之间基因交流受到限制,遗传多样性可能下降
D.建立生态廊道可缓解栖息地碎片化造成的影响
【典例2】西双版纳国家级自然保护区是亚洲象等珍稀野生动物的重要栖息地,亚洲象是国家一级重点保护野生动物,被列为濒危物种。研究人员以西双版纳野象谷的野生亚洲象为研究对象,进行了系列研究,以期为亚洲象保护提供科学依据。图为研究人员从2001年到2023年测得的种群数量(期间未发现亚洲象的迁入迁出现象)。回答下列问题:
(1)研究人员采集了野象谷内的亚洲象粪便,通过分析其中的微卫星DNA分子标记来确定粪便来自多少个个体,从而确定亚洲象的_____。该方法(A)获得的数据与采用红外相机技术(B)获得的数据不一致时,应采用通过____(填“A”或“B”)方法获得的数据更为准确。
(2)森林砍伐、农地开发等人类活动的干扰对亚洲象的栖息地造成了破坏。栖息地丧失和碎片化会导致亚洲象数量剧减,原因分别是______。为保护亚洲象,国家建立了自然保护区以增加其栖息地面积并连接成片。
(3)据图分析,国家对野象谷亚洲象的保护是否有效______,依据是______。
(4)亚洲象食量巨大,食物匮乏的季节,亚洲象会进入村庄取食农作物并逐渐养成依赖农作物的习惯,有可能导致人象冲突。为增加亚洲象的食物来源并把扩散到村庄的亚洲象定向诱导回到保护区内,研究人员在保护区内建设了食物源基地。请就种植的食物源植物为研究人员提出两点建议:______。
01 种群
1.(2025·北京海淀·一模)生产L-谷氨酸主要依赖有氧发酵,常用菌种谷氨酸棒状杆菌大多为生物素合成缺陷型。在各组发酵罐中分别添加不同浓度的生物素,检测结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.发酵过程将空气直接通入发酵罐以保证有氧条件
B.甲~丁组谷氨酸棒状杆菌数量均呈现“S”形增长
C.乙~丁组L-谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比
D.发酵前用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养
2.(2025·北京·模拟预测)生态学的研究常常涉及种群、群落和生态系统等水平。下列属于对群落进行描述的是( )
A.年龄结构 B.种间关系 C.种群密度 D.能量传递效率
3.(2025·北京昌平·二模)研究者测定某地区鲑鱼初始密度与最终密度,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.该地区鲑鱼种群数量呈“J”形增长
B.初始密度越高,鲑鱼种群的最终密度越高
C.随着初始密度增大,种内竞争逐渐减弱
D.不同初始密度的鲑鱼,其最终种群数量趋向K值
4.(2025·北京东城·二模)华北豹是中国特有的豹亚种,在其主要分布区约93.6万平方千米区域内,设置红外相机连续6年进行监测,全面收集数据,获得了196只华北豹的具体出现坐标,这些坐标分散在不连续的14个核心栖息地。综合各项调查结果,建立华北豹适宜栖息地适应性模型如下图所示。
以下说法错误的是( )
A.利用红外相机监测可以获取华北豹的种群数量
B.核心栖息地不连续有利于华北豹的生存及繁衍
C.华北豹偏好栖息于人为干扰少、海拔较高的湿润区域
D.该调查为建立华北豹自然保护区提供了理论依据
5.(2025·北京海淀·二模)蝗虫为群聚型昆虫。高密度种群中,雌蝗体内P蛋白可结合并促进某种小RNA的高表达,进而调节下游相关基因表达,促进子代同步孵化。下列叙述错误的是( )
A.可利用样方法调查蝗虫的幼虫——跳蝻的种群密度
B.P蛋白对种群密度高低的调节属于非密度制约因素
C.子代同步孵化可导致种群数量在短时间内爆发增长
D.抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合可预防蝗灾发生
02 群落
6.(2025·北京通州·一模)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,统计研究结果见下表。相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养中,泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
B.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
C.混合套养显著影响了食物链相邻营养级的能量传递效率
D.生物防治可优化生态系统能量流动方向,提高经济效益
7.(2025·北京·模拟预测)近缘种动物常因利用相同的食物资源而竞争。为研究亲缘关系较远的啮齿动物和蚂蚁之间是否也存在竞争关系,研究者调查了5种啮齿动物与7种蚂蚁采食的种子,统计各种大小不同的种子所占的比例(如图)。以下叙述错误的是( )
A.应选择有共同活动区域的啮齿动物和蚂蚁
B.啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠
C.无法判断啮齿动物与蚂蚁间存在捕食关系
D.啮齿动物与蚂蚁之间一定不存在竞争关系
8.(2025·北京昌平·二模)在农业生产中,常采用多样化种植的方式。与单一化种植相比,多样化种植的农田生态系统抵抗外界干扰能力更强。下列叙述正确的是( )
A.多样化种植的农田生态系统中物种间只有竞争关系
B.多样化比单一化种植的农田生态系统营养结构简单
C.合理的多样化种植通过生态位互补可减少种间竞争
D.多样化种植可提高能量在农田生态系统中的传递效率
9.(2025·北京朝阳·二模)加拿大北方森林中的猞猁主要捕食雪兔,食物不足时也捕食榛鸡。雪兔冬季的食料主要是杨树嫩枝。上述种群的生物量会发生周期波动,下图为一个周期的示意图。相关推测错误的是( )
A.雪兔种群数量下降的原因是食物缺乏和天敌捕食作用强
B.第5年后榛鸡种群数量回升的原因是杨树嫩枝生物量增加
C.导致猞猁和雪兔种群数量周期波动的因素属于密度制约因素
D.杨树嫩枝生物量的动态平衡是生态系统负反馈调节的结果
10.(2025·北京西城·二模)下列关于温度对生命活动的影响,叙述正确的是( )
A.群落外貌和结构随温度周期性变化而改变
B.寒冷环境中人体产热大于散热以维持体温
C.植物光合速率随温度的升高不断增加
D.低温破坏酶的空间结构使酶活性降低
1.(2024·北京东城·一模)研究人员在长白山苔原带的牛皮杜鹃—笃斯越橘群落和小叶章—牛皮杜鹃群落一定区域内放置开顶式增温箱,3年后检测各群落的辛普森多样性指数,实验结果如下表所示。下列有关分析错误的是( )
群落
处理
辛普森多样性指数
牛皮杜鹃—笃斯越橘群落
对照
0.79±0.001
增温
0.78±0.002
小叶章—牛皮杜鹃群落
对照
0.73±0.001
增温
0.66±0.006
注:辛普森多样性指数是指从群落中随机抽取的两个个体不属于同一物种的概率。
A.该实验探究了气候变暖对长白山苔原植物群落的影响
B.增温处理对两种植物群落辛普森多样性指数的影响不同
C.辛普森多样性指数受物种数目和各物种种群密度的影响
D.增温显著提高了长白山小叶章—牛皮杜鹃群落的丰富度
2.在岛屿中,大部分植物种子依赖食果鸟类在不同地点扩散,这种食、果互作关系对维持生物多样性和森林群落的更新起着至关重要的作用。科研人员研究了浙江千岛湖地区不同岛屿中鸟类和植物的种类情况,得到如下结果。
下列相关说法错误的是( )
A.食、果互作关系对鸟类有利,对植物不利
B.应在千岛湖各岛屿上随机设置样方进行调查
C.岛屿的面积大小与物种数呈显著的正相关
D.岛屿与大陆的距离对物种数没有显著影响
3.(2024·北京海淀·二模)千岛湖分布着众多岛屿,商陆是岛屿上的入侵植物,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,研究发现周围空旷的岛屿被商陆入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列叙述不正确的是( )
A.商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落
B.食果鸟对商陆的取食减缓了商陆入侵
C.若岛屿物种丰富度较高,商陆入侵程度较轻
D.食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度
4.(2025·北京通州·一模)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供某种物质给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述正确的是( )
A.橘小实蝇的雄虫吸引雌虫的信息素属于物理信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌不利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用上述信息素诱杀橘小实蝇的雌虫属于化学防治
D.利用信息素的诱杀可改变橘小实蝇种群的性别比例
5.(2025·北京丰台·二模)互花米草入侵威胁我国滨海湿地本土植物芦苇的生长。基于下图数据,分析错误的是( )
A.互花米草的叶面积与土壤含水量呈正相关,与土壤盐度呈负相关
B.互花米草受水盐波动影响较小,利于其入侵
C.互花米草入侵会改变湿地生态系统的营养结构
D.滨海湿地的植物以草本为主,该群落不存在垂直结构
6.(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
7.(2025·北京西城·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
8.(2025·北京海淀·一模)某海湾地区的潮沟中,海獭是顶级肉食者,岸蟹主要取食潮沟中的水生植物。研究发现,在划定区域排除海獭后,与对照区域相比,蟹洞密度增加,植物生物量减少了30%,潮沟宽度增加了0.3m,即侵蚀程度增加。下列叙述错误的是( )
A.研究目的是排除海獭直接影响植物的生长而导致潮沟侵蚀
B.若想恢复上述出现侵蚀的潮沟生态环境,可考虑适当保护当地海獭
C.采用样方法统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量变化
D.水生植物、岸蟹与海獭的种群数量动态变化符合循环因果
9.(2025·北京东城·一模)下图为基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,D为某种植物。图中虚线和实线箭头均表示捕食关系,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关。下列叙述错误的是( )
A.图中食物网包含了3条食物链
B.A与B之间存在种间竞争关系
C.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,不符合能量逐级递减
D.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B
10.(2025·北京朝阳·一模)植食性昆虫竹节虫可模拟所栖息植物的枝叶以防御天敌。某地竹节虫种群内有两类个体——纯色和背部有条纹。研究者清除样地中针状叶的腺毛茶上原有的竹节虫,并释放带标记的两类竹节虫各10只,两天后重捕回该地所有标记个体,结果如图。据图可知( )
A.利用该研究结果可以估算样地中竹节虫的种群密度
B.条纹竹节虫重捕数量较高说明其更不易被天敌捕食
C.腺毛茶的针状叶诱发竹节虫突变产生条纹性状
D.当地两类竹节虫间的交配成功率与同类间的相同
11.(2025·北京朝阳·二模)传统观点认为果蝇的性选择行为属于性间选择,即雌蝇通过比较雄蝇求偶信息的质量来主动选择交配对象,研究者对此进行了研究。
(1)果蝇种群的性别比例会影响种群的_______,进而影响种群密度。雄蝇求偶时,在雌蝇近距离处振动单侧翅膀,发出“求偶歌声”,继而雌蝇发生阴道板开放等性接受行为,这体现了生态系统中信息传递具有调节______的作用。
(2)取多只有翅雄蝇和切除翅的雄蝇,分别与雌蝇进行一雄一雌配对实验(MF),观察交配情况(图1)。结果说明雄蝇必须有______才能获得交配。
(3)为探究雌蝇是否根据歌声选择雄蝇,研究者进行了多组三蝇实验(图2),各组雌蝇均交配后,结束实验,结果如图3。雌蝇在与竞争雄蝇距离均较近时,能否区分求偶歌声的来源?请进行判断并说明依据______。
(4)雄蝇竞争求偶过程中,会在求偶歌声间隙突然快速扇动双翅,发出高频的“攻击歌声”。研究者推测竞争诱发雄蝇发出攻击歌声,从而提高自身求偶成功率。进一步研究获得以下事实,其中支持此推测的有______。
A.MF实验中人工播放求偶歌声会引发雄蝇发出攻击歌声,白噪声无此效应
B.MMF实验中雄蝇快速扇动双翅,会推开竞争对手,使其与雌蝇距离增大
C.攻击歌声可削弱雌蝇对人工播放的求偶歌声的响应,阴道板开放率下降
D.降低雄蝇R85神经元活性,会抑制其发出攻击歌声,不影响其发出求偶歌声
E.降低雄蝇攻击歌声的发生能力会显著降低其在求偶竞争中的成功率
(5)综合以上研究结果,对果蝇性选择行为的传统观点进行修正______。
12.(2025·北京海淀·一模)为研究某地潮间带两种藤壶空间分布差异的成因,科研人员开展野外实验。
(1)附有两种藤壶的岩石块预先培养一段时间,将玻璃片放在上面,精确描记出每一藤壶的种类和原始生存位置,如图1。将岩石块分别移植到潮间带的不同深度,如图2。
实验一:每一深度的移植岩石块随机分为两组。Ⅰ组不做任何处理,Ⅱ组移除全部藤壶乙。一段时间后,重新放置玻片并描记每一藤壶的位置,进而统计藤壶甲的死亡率。
①移植到不同深度前,岩石块预先培养一段时间的目的是_______________。
②实验结果为_______________,说明两种藤壶之间存在种间竞争。
(2)科研人员推测,该群落中的荔枝螺对藤壶的捕食会缓解两种藤壶之间的种间竞争。
实验二:在某一深度选取一组移植岩石块用铁笼罩住,可有效防止荔枝螺的捕食。一段时间后,统计藤壶甲的死亡率,结果如图3。
图3结果_______________(填“支持”或“不支持”)上述推测,依据是_______________。
(3)综上所述,藤壶甲和藤壶乙在该群落中各自占据特定的生态位,是_________的结果。
1.(2025·北京·高考真题)塞罕坝曾森林茂密,后来由于人类活动破坏而逐渐变成荒原。上世纪60年代以来,林业工人不断努力,种植了华北落叶松等多种树木,如今已将森林覆盖率提高到75%以上,成为人类改善自然环境的典范。下列叙述错误的是( )
A.塞罕坝造林经验可推广到各类荒原的治理,以提高森林覆盖率
B.植树造林时要尽量种植多种树木,以利于提高生态系统稳定性
C.塞罕坝的变化说明,人类活动可以影响群落演替的进程和方向
D.与上世纪60年代相比,现在塞罕坝生态系统的固碳量大幅增加
2.(2024·北京·高考真题)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
3.(2024·北京·高考真题)朱鹮曾广泛分布于东亚,一度濒临灭绝。我国朱鹮的数量从1981年在陕西发现时的7只增加到如今的万只以上,其中北京动物园38岁的朱鹮“平平”及其27个子女对此有很大贡献。相关叙述错误的是( )
A.北京动物园所有朱鹮构成的集合是一个种群
B.朱鹮数量已达到原栖息地的环境容纳量
C.“平平”及其后代的成功繁育属于易地保护
D.对朱鹮的保护有利于提高生物多样性
4.(2023·北京·高考真题)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
5.(2023·北京·高考真题)近期开始对京西地区多个停采煤矿的采矿废渣山进行生态修复。为尽快恢复生态系统的功能,从演替的角度分析,以下对废渣山治理建议中最合理的是( )
A.放养多种禽畜 B.引入热带速生植物
C.取周边地表土覆盖 D.修筑混凝土护坡
6.(2025·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
野生动物个体识别的新方法
识别野生动物个体有助于野外生态学的研究。近年,人们发现可以从动物粪便中提取该动物的DNA,PCR扩增特定的DNA片段,测定产物的长度或序列,据此可识别个体,在此基础上可以获得野生动物的多种生态学信息。
微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段,广泛分布于核基因组中。每个微卫星DNA是一段串联重复序列,每个重复单位长度为2~6bp(碱基对),重复数可以达到几十个(图1).基因组中有很多个微卫星DNA,分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”,由于重复单位的数目不同,同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”,能组成多种“基因型”.分析多个微卫星“基因”,可得到个体特异的“基因型”组合,由此区分开不同的个体。
依据微卫星“基因”两侧的旁邻序列(图1),设计并合成特异性引物,PCR扩增后,检测扩增片段长度,即可得知所测个体的“等位基因”(以片段长度命名),进而获得该个体的“基因型”。例如,图2是对某种哺乳动物个体A和B的一个微卫星“基因”进行扩增后电泳分析的结果示意图,个体A的“基因型”为177/183。
有一个远离大陆的孤岛,陆生哺乳动物几乎无法到达,人类活动将食肉动物貉带到该岛上。科学家在岛上采集貉的新鲜粪便,提取DNA,扩增并分析了10个微卫星“基因”,结果在30份样品中成功鉴定出个体(如表)。几个月后再次采集貉的新鲜粪便,进行同样的分析,在40份样品中成功鉴定出个体(如表)。据此,科学家估算出该岛上貉的种群数量。
两次采样所鉴定出的貉的个体编号
第一次采集的30份粪便样品所对应的个体编号
N01
N02
N03
N04
N05
N06
N07
N08
N08
N09
N10
N11
N12
N12
N13
N14
N14
N15
N16
N17
N18
N18
N19
N20
N21
N22
N22
N23
N24
N24
第二次采集的40份粪便样品所对应的个体编号
N03
N04
N05
N08
N09
N09
N12
N14
N18
N23
N24
N25
N26
N26
N26
N27
N28
N29
N30
N30
N31
N32
N32
N33
N33
N33
N34
N35
N36
N37
N38
N39
N40
N41
N42
N43
N44
N44
N45
N46
(1)图2中个体B的“基因型”为______。
(2)使用微卫星DNA鉴定个体时,能区分的个体数是由微卫星“基因”的数目和______的数目决定的。
(3)科学家根据表1信息,使用了______法的原理来估算这个岛上貉的种群数量,计算过程及结果为______。
(4)在上述研究基础上,利用现有DNA样品,设计一个实验方案,了解该岛貉种群的性别比例______。
7.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个_____________。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明________________。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是______。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究____________。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势_______。
8.(2023·北京·高考真题)为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响,研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验(此实验中人工光源对植物的影响可以忽略;实验期间,天气等环境因素基本稳定)。实验持续15天:1~5天,无人工光照;6~10天,每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间;11~15天,无人工光照。在此期间,每日黄昏前特定时间段,通过多个调查点的装置捕获节肢动物,按食性将其归入三种生态功能团,即植食动物(如蛾类幼虫)、肉食动物(如蜘蛛)和腐食动物(如蚂蚁),结果如图。
(1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度,依据是:与1~5、11~15天相比,______________。
(2)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___________对节肢动物产生影响,从而在生态系统中发挥作用。
(3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响,如:肉食动物在黄昏前活动加强,有限的食物资源导致___________加剧;群落空间结构在___________两个维度发生改变。
(4)有人认为本实验只需进行10天研究即可,没有必要收集11~15天的数据。相比于10天方案,15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外,另一个主要优点是________________。
(5)城市是人类构筑的大型聚集地,在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。
A.不仅满足市民的审美需求,还需考虑对其他生物的影响
B.设置严密围栏,防止动物进入和植物扩散
C.以整体和平衡的观点进行设计,追求生态系统的可持续发展
D.选择长时间景观照明光源时,以有利于植物生长作为唯一标准
9.(2022·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
蚜虫的适应策略:蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜;秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时,将口器刺入植物组织,寻找到筛管,持续吸食筛管汁液,但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食,其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在,但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸
组氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
苏氨酸
色氨酸
缬氨酸
植物提供
+
-
-
-
-
-
-
\
-
布氏菌合成
-
+
+
+
+
+
+
\
+
注:“-”代表低于蚜虫需求的量,“+”代表高于蚜虫需求的量,“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分,为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力,在生态系统中扮演着独特的角色。
(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析,图中实线单箭头代表了_______的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
(3)蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞,可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
(4)从文中可知,蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
(5)从物质与能量以及进化与适应的角度,分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
10.(2021·北京·高考真题)北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。
(1)从生态系统的组成成分划分,柏桉藻属于_________。
(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,_________。
②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有__________。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。
该实验的对照组放入的有_________。
(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因________。
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专题09 种群和群落
(
目录
第一部分 知识网络构建
思维导航,融会贯通
第二部分
高考风向解读
洞察考向,感知前沿
第三部分 核心知识串讲
核心串讲
串讲
1
种群
串讲
2
群落
能力进阶
能力1 生态位拓展
热点情境
城市扩张对自然种群与群落的胁迫效应及生态规划
第四部分 分层精准突破
固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 种群
题型02
群落
B组·
增分能力练
第五部分
真题
实战进阶
对标高考,感悟考法
)
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
种群
(2025北京卷)种群密度的调查
(2024北京卷)种群数量增长曲线
1. 群落构建机制与生态位模型的定量分析。
2. 全球变化背景下种群的快速进化与适应性管理。
3. 生态系统修复中的种群重建与群落构建协同机制
群落
(2025北京卷)群落的演替
(2024北京卷)群落的结构
(2023北京卷)垂直结构和水平结构
新风向演练
1.【新考法·实验探究】(25-26高三上·北京海淀·期末)鼠兔是广泛分布于高寒草原生态系统中的一种小型食草动物,是许多猛禽的食物来源。研究者调查放牧强度对鼠兔种群密度的影响,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度
B.鼠兔属于该生态系统的第三营养级
C.适度放牧可增加鼠兔的种群密度
D.鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加
【答案】B
【详解】A、动物需要栖息地,因此,有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度,A正确;
B、鼠兔是一种小型食草动物,属于该生态系统的第二营养级,B错误;
C、题图可知,在一定范围内,随着放牧强度的增强,有效洞口密度先增后减,适度放牧可增加鼠兔的种群密度,C正确;
D、鼠兔是许多猛禽的食物来源,鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加,D正确。
故选B。
2.【新载体·存活曲线】(25-26高三上·北京西城·期末)存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是( )
A.0~1年龄段的死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ
B.种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大
C.高密度可加剧种内竞争使死亡率增加
D.种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高
【答案】D
【详解】A、0~1年龄段,种群Ⅰ的曲线下降幅度小于种群Ⅱ,说明种群Ⅰ该阶段存活数下降少,死亡率低于种群Ⅱ,A正确;
B、种群Ⅰ整体曲线下降更平缓,后期存活数更高,说明个体寿命长的机会更大,B正确;
C、种群Ⅱ是高密度,种内竞争更激烈,会导致死亡率增加,曲线下降更快,C正确;
D、题干明确两个种群都是稳定型,稳定型种群的年龄结构特点是幼年、成年、老年个体比例适中,而非幼年个体占比很低而老年个体占比很高,D错误。
故选D。
3.【新情境·防止火灾】(25-26高三上·北京·月考)干暖河谷地区在冬季十分容易发生火灾,每隔数年,人们会对枯落物进行计划烧除以防止火灾发生。科研人员在计划烧除后调查了该地区云南松种群的年龄结构,结果如图(Ⅰ、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为成年期,Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为老年期)。下列叙述错误的是( )
A.该地区云南松种群呈现增长趋势
B.短期内,云南松种群内竞争会不断增强
C.计划烧除对云南松幼苗有极大杀伤作用
D.前几年间,云南松种群呈“J”形增长
【答案】D
【详解】A、已知Ⅰ、Ⅱ为幼年期,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为成年期,Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为老年期,该地区云南松种群为增长型,呈现增长趋势,A正确;
B、该地区云南松种群为增长型,呈现增长趋势,随着数量增多,种群内竞争会不断增强,B正确;
C、由题可知,每隔数年,人们会对枯落物进行计划烧除以防止火灾发生,而计划烧除对云南松幼苗有极大杀伤作用,C正确;
D、环境资源和空间有限,前几年间,云南松种群呈“S”形增长,D错误。
故选D。
4.【新情境·冰川融化】(25-26高三上·北京海淀·期末)研究人员调查青藏高原帕隆冰川及其下游然乌湖的水生生物群落,检测取样点1~4的生物类群,推测冰川融化后群落的演替过程,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.硅藻比蓝细菌更适应冰川前缘的环境
B.图中四类生物共同构成生物群落
C.上述调查反映群落结构随时间的变化
D.人类活动不会影响然乌湖的演替速度
【答案】C
【详解】A、根据调查情况可知,硅藻不如蓝细菌更适应冰川前缘的环境,A错误;
B、图中四类生物不能构成生物群落,因为它们没有处于同一区域,且群落指的是同一时间某一区域的所有生物,B错误;
C、上述调查可以反映群落结构随时间的变化,可以呈现某一区域群落随时间演替的情况,C正确;
D、人类活动会使群落演替朝着不同于自然演替的方向和速度进行,即人类活动会影响然乌湖的演替速度,D错误。
故选C。
5.【新考法·“海洋中的热带雨林”】(2025·北京大兴·模拟预测)珊瑚礁被誉为“海洋中的热带雨林”。近年来随着全球气候变化及人类活动影响加剧,珊瑚礁生物多样性缩减、生态功能退化现象日益突出。科学家研究了珊瑚礁覆盖率下降和相应的栖息地结构改变对珊瑚礁鱼类丰富度产生的影响,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.珊瑚礁覆盖率损失百分比与鱼类丰富度变化之间的总体关系是非线性的
B.珊瑚礁覆盖率适度下降对珊瑚礁鱼类的多样性产生有限或积极的影响
C.珊瑚礁覆盖率适度下降和结构破坏造成鱼类栖息地的多样性显著降低
D.珊瑚礁损失率大于60%可能导致鱼类物种种类的增加少于物种的灭绝
【答案】C
【分析】生物多样性包括3个层次:遗传多样性(所有生物拥有的全部基因)、物种多样性(指生物圈内所有的动物、植物、微生物)、生态系统多样性。
【详解】A、结合图示可以看出,珊瑚礁覆盖率损失百分比与鱼类丰富度变化之间的总体关系是非线性的(出现上下波动),A正确;
B、根据图示可以看出,珊瑚礁覆盖率适度下降引起鱼类物种丰富的适度增长,因而推测,珊瑚礁覆盖率适度下降对珊瑚礁鱼类的多样性产生有限或积极的影响,B正确;
C、图中显示在覆盖率损失较小时,鱼类丰富度可能变化不大甚至短暂增加,C错误;
D、图中显示,珊瑚礁损失率大于60%,鱼类丰富度显著下降,可能导致鱼类物种种类的增加少于物种的灭绝,D正确。
故选C。
核心串讲1 种群
一、种群的数量特征
1.种群密度是种群最基本的数量特征。
2.影响种群密度的因素:出生率、死亡率、迁入率、迁出率决定种群密度的直接因素;年龄结构在一定程度上能预测种群数量的变化趋势;性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
3.年龄结构的类型:
类型
增长型
稳定型
衰退型
年龄特征
幼年个体多,
老年个体少。
各年龄期个体数比例相当
幼年个体少,
老年个体多
发展趋势
出生率>死亡率,种群密度增大
出生率≈死亡率,种群密度不变
出生率<死亡率,种群密度减小
图示
二、种群密度的调查方法
1.逐个计数法:适用于调查分布范围小、个体较大的种群。
2.估算法
(1)黑光灯诱捕法,适用于有趋光性的昆虫;
(2)样方法,适用于调查植物、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻(蝗虫幼虫)的密度;
(3)标记重捕法,适用于活动能力强、活动范围大的动物;
(4)红外触发相机(主要适用于恒温动物)、粪便特征(基于个体遗传信息的特异性)、动物声音(非损伤、低干扰);
(5)抽样检测法,适用于水体中单细胞生物密度的调查;
(6)去除取样法,适用于封闭环境中生物种群密度的调查。
【易错提醒】
对生存环境复杂隐藏,或对调查人员造成较大危险的猛兽,一般不采用标记重捕法调查其种群密度,而是采用红外触发照相机自动拍照技术调查其种群密度。另外,还有其他特殊方法,如粪便DNA分子标记法、动物声音个体识别法等。
三、种群数量的变化
1.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态:资源无限、空间无限、不受其他生物制约
现实状态:资源有限、空间有限、受其他生物制约
种群增长速率
种群增长率
K值有无
无K值
有K值
2.λ值和K值分析
(1)关注“λ”值内涵
种群“J”形增长的数学模型:Nt=N0λt,λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数,不是增长率。
(2)明确K值的三个易错点
①K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值可能会下降;当环境条件状况改善时,K值可能会上升。
②在环境条件稳定,K值一定的情况下,种群数量也不是一成不变的,会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
③K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即一定环境条件所能维持的种群最大数量;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境条件已遭到破坏。
(3)K值的确认
3.“S”形曲线中K值与K/2值的分析与应用
对K值的理解:同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。当环境受到破坏时,K值会下降;当环境得到改善时,K值会上升。
K/2值
K值
原理
K/2值时,种群增长速率最大,资源再生能力最强
即环境容纳量,K值是可变的,与生存环境有关
应用举例
灭鼠
灭鼠后,防止鼠的种群数量在K/2值左右,若在K/2值左右,鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果
降低K值,改变环境条件,使之不适合鼠生存
捕鱼
捕捞后,使鱼的种群数量维持在K/2值左右,这样鱼的种群数量会迅速回升
保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素:在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。
2.生物因素
(1)种群内部生物因素:随着种群的增长,种内竞争会加剧,从而使种群的增长受到限制。
(2)种群外部生物因素:捕食、种间竞争、寄生等都会影响种群数量。
3.密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因素
非密度制约因素
概念
对种群数量的作用强度与该种群密度相关的因素,如食物和天敌等生物因素
对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素,如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
举例
同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大
在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其密度高低,所有个体都会死亡
【典例1】(25-26高三上·北京房山·期末)国家公园体系的全面建设,为我国众多珍稀野生动植物构筑了一道坚实的生态屏障。下列叙述错误的是( )
A.保护区内珍稀物种种群增长不受环境限制
B.不同国家公园的植被差异体现生态系统多样性
C.国家公园体系建设实现了生物多样性的就地保护
D.保护生物多样性是合理利用而非禁止开发
【答案】A
【详解】A、保护区内珍稀物种种群增长受环境容纳量(K值)限制,遵循S型增长规律,不可能无限增长,A错误;
B、不同国家公园的植被差异反映的是群落类型或生态系统类型的多样性,属于生态系统多样性范畴,B正确;
C、国家公园通过划定自然区域实施保护,符合就地保护(建立自然保护区)的核心定义,C正确;
D、生物多样性保护强调可持续利用,需平衡保护与发展的关系,而非完全禁止开发资源,D正确。
故选A。
【典例2】(25-26高三上·北京西城·期末)下列有关水的叙述错误的是( )
A.水参与光合作用和有氧呼吸
B.水只能通过自由扩散进出细胞
C.抗利尿激素促进肾小管重吸收水
D.水可影响种群的数量变化和分布
【答案】B
【详解】A、水是光合作用光反应阶段的反应物(水的光解),也是细胞有氧呼吸第三阶段的产物(氧气与NADH结合生成水),故水参与光合作用和有氧呼吸,A正确;
B、水可通过自由扩散进出细胞,也可通过通道蛋白以协助扩散方式快速跨膜运输,B错误;
C、抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,能促进肾小管和集合管对水的重吸收,从而调节机体水平衡,C正确;
D、水是影响生物生存的非生物因素,可决定种群分布(如干旱地区种群密度低),并通过影响食物、栖息地等间接调控种群数量变化,D正确。
故选B。
【典例3】(25-26高三上·北京东城·期末)中华虎凤蝶是我国特有珍稀物种,幼虫主要以杜衡叶片为食。在某自然保护区的多个杜衡生长区域内调查中华虎凤蝶的产卵量和成虫数量,仅发现两个区域有分布。以下分析不合理的是( )
A.根据产卵量可以估算该区域雌性中华虎凤蝶的数量
B.调查中华虎凤蝶产卵量和成体数量均可采用样方法
C.种群数量较小,要通过多次取样才能获得有效数据
D.可在两个区域采用不同标记以调查个体的迁入、迁出
【答案】B
【详解】A、中华虎凤蝶雌蝶产卵量与其数量直接相关,通过统计产卵量可间接估算雌蝶数量,A正确;
B、样方法适用于植物或活动范围小的动物(如卵、幼虫),但成虫活动能力强、活动范围广,需用标记重捕法,B错误;
C、因种群数量小且分布局限,需多次取样减少误差,C正确;
D、在两个区域采用不同标记(如不同颜色标记),可追踪个体迁移情况,D正确。
故选B。
【典例4】(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.培养瓶内的小球藻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
【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。
【典例5】(25-26高三上·北京海淀·阶段练习)烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强。烟粉虱的发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫。烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。
组别
烟粉虱虫态
被捕食量(只)
猎物1(30只)
猎物2(30只)
猎物1
猎物2
1
2~3龄若虫
1龄若虫
1.5±3.0
9.5±1.9
2
4龄若虫
18.3±3.0
6.8±1.2
3
成虫
24.3±1.7
1.8±0.5
以下分析不正确的是( )
A.烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫
B.烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果
C.可通过标记重捕法统计存活猎物数量,再计算出被捕食量
D.利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染
【答案】C
【详解】A、由图表可知,烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫,从被捕食量可以看得出,A正确;
B、烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫,烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可增强防治的效果,B正确;
C、将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,应该用直接计数法来统计存活猎物数量,再计算出被捕食量,C错误;
D、利用天敌(烟盲蝽)进行防治属于生物防治,既能减轻烟粉虱危害,又因为不使用化学农药,所以能避免化学污染,D正确。
故选C。
核心串讲2 群落
1.群落: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,简称群落。
2.群落的物种组成
(1)意义:群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
(2)衡量指标:物种丰富度,指群落中物种数目的多少。
(3)规律:不同群落的物种数目有差别。一般越靠近热带地区,单位面积内物种越丰富。
3.群落的空间结构
概念
在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构
类型
垂直结构
水平结构
模型
表现
垂直方向有明显的分层现象
水平方向上常呈镶嵌分布
决定因素
植物:光照、温度等;
动物:栖息空间和食物条件。
植物分层决定动物分层
环境因素:地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异以及光照强度的不同;
生物因素:生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响
原因
在长期自然选择基础上形成的对环境的适应
意义
利于群落整体对自然资源的充分利用
立体农业是运用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。
4.生态位
(1)生态位概念: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。
(2)生态位研究某种生物的生态位时,要注意以下问题。
①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。
②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。
5.群落的演替
(1)概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
(2)类型:
类型
初生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
过程
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木阶段→乔木阶段
时间
经历的时间比较长
经历的时间比较短
趋势
形成新群落
恢复原来的群落
实例
沙丘、火山岩、冰川泥地
火灾过后的草原、弃耕农田
相同点
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落
②群落中的物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到充分的利用
【典例1】(25-26高三上·北京西城·期末)某自然保护区不同演替阶段(先锋阶段→中期阶段→稳定阶段→顶极阶段)林下植物组成如图所示。相关叙述错误的是( )
A.草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大
B.顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关
C.随着演替的进行,土壤和光能得到更充分利用
D.顶极阶段该生态系统的稳定性急剧下降
【答案】D
【详解】A、从图中可以清晰地看到,在稳定阶段,草本植物所对应的柱状图高度是最高的。柱状图的高度代表了物种数量,物种数量越多意味着物种丰富度越高。所以,草本植物的物种丰富度在稳定阶段达到最大,A正确;
B、在顶极阶段,随着植物群落的整体演替和发展,高大的乔木逐渐占据优势。这些高大的乔木会遮挡大量的阳光,使得林下的光照条件发生改变。草本和灌木由于相对矮小,在获取光照方面处于劣势,一些对光照需求较高的草本和灌木种类可能无法适应这种低光照环境,从而导致种类下降。所以,顶极阶段草本和灌木种类下降可能与光照有关,B正确;
C、随着群落演替从先锋阶段逐步向中期阶段、稳定阶段直至顶极阶段推进,植物种类逐渐增多且结构日益复杂。不同层次的植物能够更充分地利用不同强度的光照,同时植物的根系也能更好地吸收土壤中的水分和养分,并且植物的生长活动还能改善土壤结构。因此,随着演替的进行,土壤和光能能够得到更充分的利用,C正确;
D、顶极阶段是群落演替的相对稳定阶段,此时群落的结构和功能已经达到了相对稳定的状态。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,在顶极阶段,生态系统的抵抗力稳定性较高,能够较好地抵抗外界干扰,保持自身结构和功能的稳定;虽然恢复力稳定性可能相对较低,但整体生态系统的稳定性提高,D错误。
故选D。
【典例2】(25-26高三上·北京东城·期末)在某地分布着由沙丘起始演替到不同阶段的4个区域,在各区域播种4种常见沙丘植物的种子,播种、浇水等情况一致,统计幼苗的出土率,结果如图。相关叙述错误的是( )
A.在沙丘上开始进行的演替是初生演替
B.处于演替不同阶段的群落结构存在差异
C.推测沙茅草更容易在演替早期占据优势
D.在演替早期的区域已形成森林生态系统
【答案】D
【详解】A、沙丘属于没有土壤条件、没有植物繁殖体的裸地,所以在沙丘上开始的演替属于初生演替,A正确;
B、从柱状图能看出,演替不同阶段的幼苗出土率存在差异,反映不同阶段群落的物种组成、优势物种存在差异,因此处于演替不同阶段的群落结构存在差异,B正确;
C、沙茅草在演替早期的幼苗出土率远高于其他阶段,说明它更适应演替早期的环境,更容易在演替早期占据优势,C正确;
D、演替早期的优势物种是草本植物沙茅草,森林生态系统属于演替晚期的群落类型,演替早期还未形成森林生态系统,D错误。
故选D。
【典例3】(2025·北京·模拟预测)通过连续几十年实施禁牧、封育等措施,昔日的毛乌素沙漠如今已变成了林地、草地和良田。该地区演替不同阶段植物群落的植被盖度与物种多样性的变化趋势如图。下列分析错误的是( )
A.半固定沙地定植的植物多具有叶片窄小、根系发达等耐旱特征
B.该群落演替过程中,土壤有机物含量减少,土壤保水能力增强
C.从固定沙地到生物结皮覆盖沙地物种多样性下降可能是由物种间竞争导致的
D.这四个阶段中,草本植物覆盖沙地的群落结构是最复杂的
【答案】B
【详解】A、半固定沙地环境干旱,定植的植物需适应耐旱环境,通常具有叶片窄小(减少蒸腾)、根系发达(吸收水分)等特征,A正确;
B、群落演替过程中,植物种类增加、枯枝落叶积累,会使土壤有机物含量增加(而非减少),同时土壤结构改善,保水能力增强,B错误;
C、从固定沙地到生物结皮覆盖沙地,物种多样性下降,可能是优势物种通过种间竞争排斥了其他物种,C正确;
D、群落结构复杂程度与物种多样性、空间分层等相关。草本植物覆盖沙地的植被盖度高、物种多样性在四个阶段中处于较高水平,其群落结构相对更复杂,D正确。
故选B。
【典例4】(25-26高三上·北京朝阳·月考)为了促进某自然保护区的恢复,人工投入了较多的物质。为了解该自然保护区生物的生存情况,科研机构对各营养级能量流动情况进行了定量分析,数据如表所示(单位:103KJ/(m2.a)下列叙述正确的是( )
生物类型
自身呼吸消耗的能量
甲
未被利用的能量
流入下一营养级的能量
输入有机物的能量
生产者
1210
256
2933
868
/
初级消费者
252
88
564
A
192
次级消费者
63
23
119
19
68
三级消费者
18
3
10
/
12
A.上表各营养级所有生物构成一个群落
B.表中“甲”代表流向分解者的能量
C.输入有机物的能量不会流向分解者
D.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为17.97%
【答案】B
【详解】A、上表各营养级所有生物只是包括了生产者和消费者,分解者没有在其中包括,因此上表各营养级所有生物不能构成一个群落,A错误;
B、生态系统中某一营养级的能量去向包括:自身呼吸消耗、流向下一营养级、未被利用、流向分解者。表格中“甲”所在列对应生产者的能量分配,生产者能量去向为:自身呼吸消耗(1210)、甲(256)、未被利用(2933)、流入下一营养级(868),因此甲应为流向分解者的能量,B正确;
C、输入有机物的能量(如人工投放的有机物)会被分解者分解利用,因此会流向分解者,C错误;
D、分析图表数据可知:表中“甲”代表流向分解者的能量,“A”的数值为868+192-252-88-564=156,第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为第三营养级(次级消费者)从第二营养级(初级消费者)得到的同化量(A)÷第二营养级的同化量=156÷(868+192)×100%=14.72%,D错误。
故选B。
【典例5】海洋中存在着种类繁多的藻类,其中虫黄藻等微藻与珊瑚虫构成珊瑚,珊瑚虫为虫黄藻提供生存环境和无机盐,虫黄藻为珊瑚虫提供有机物,若离开虫黄藻,珊瑚虫生存受到很大影响。下列相关叙述正确的是( )
A.各种藻类在海洋中垂直分布主要受光照影响,可提高光能利用率
B.珊瑚礁上所有的珊瑚虫、虫黄藻、浮游植物组成了一个生物群落
C.珊瑚虫和虫黄藻共同生活在一起,双方都受益,属于原始合作关系
D.珊瑚礁具有防浪护岸及旅游观光等功能,体现生物多样性的直接价值
【答案】A
【详解】A、藻类在海洋中的垂直分层主要受光照强度和质量的影响,不同藻类适应不同光质,这显著提高了光能利用率,A正确;
B、生物群落指同一区域内所有生物的集合,而选项仅提及珊瑚虫、虫黄藻和浮游植物,未包含其他生物(如鱼类、微生物等),因此不构成群落,B错误;
C、珊瑚虫与虫黄藻长期共同生活,珊瑚虫依赖虫黄藻提供有机物,虫黄藻依赖珊瑚虫提供无机盐和生存环境,二者为互利共生关系,而非短暂互利的原始合作,C错误;
D、防浪护岸属于生态功能(间接价值),旅游观光属于直接价值,D错误。
故选A。
能力1 生态位拓展
1.生态位重叠
生态位重叠是描述一个物种生态位以及物种间关系的重要指标之一,可以理解为两个物种在生态位上相似性的量度。
2.竞争排斥原理
生态位相似的两种生物不能在同一地方永久共存。如果它们能够在同一地方生活,那么,其生态位相似性必定是有限的,它们肯定在食性、栖息地或活动时间等某些方面有所不同,这就是竞争排斥原理。物种之间的生态位越接近,相互之间的种间竞争就越剧烈。具有相似生态位的两物种分布在同一区域,会由种间竞争而逐渐导致其生态位的分离。
3.生态位分化
(1)概念:当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来,这种现象称为生态位分化。
(2)分化方式
①划分分布区域和活动范围。
②错开活动时间。
③改变食物的种类,形成不同的食性。
(3)意义:提高不同生物利用环境资源的能力。
4.生态位理论的应用
指导农林业生产、推行混交套种。通过时间序列、空间配置、结构搭配,相继将林木与农作物进行套种,以提高土地利用效率、保护生物多样性,实现生态效益和经济效益同步发展。
【典例1】(2024·北京西城·二模)黔金丝猴和藏酋猴为梵净山同域分布的两个物种。为了研究二者的生态位分化关系,在梵净山保护区进行野外监测,调查结果如图。下列相关描述错误的是( )
A.梵净山的黔金丝猴和藏酋猴存在生殖隔离
B.结果显示黔金丝猴活动高峰早于藏酋猴约2小时
C.结果表明两种猴在觅食策略上未实现生态位分化
D.每种生物占据相对稳定的生态位是协同进化的结果
【答案】C
【详解】A、黔金丝猴和藏酋猴为梵净山同域分布的两个物种,不同物种之间存在生殖隔离,因此梵净山的黔金丝猴和藏酋猴存在生殖隔离,A正确;
B、根据左图可知,黔金丝猴在上午10点相对活动强度最大,藏酋猴在上午12点相对活动强度最大,因此黔金丝猴活动高峰早于藏酋猴约2小时,B正确;
C、根据左图可知,黔金丝猴和藏酋猴活动时间不完全相同,根据右图可知,黔金丝猴在树上采食行为占比大于藏酋猴,而地上采食则相反,因此两种猴在觅食策略上实现了生态位分化,C错误;
D、不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,群落中每种生物占据相对稳定的生态位是协同进化的结果,D正确。
故选C。
【典例2】(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
【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。
热点情境01 城市扩张对自然种群与群落的胁迫效应及生态规划
情境解读:
1. 生境丧失与破碎化
城市扩张直接导致自然栖息地丧失,例如美国城市建成区面积自1900年以来增加了约450%,而同期农田和林地的面积则大幅减少。值得注意的是,研究发现农村居民点(rural settlement)扩张对栖息地质量的负面影响比城市化更大,在2000-2010年期间,其负面影响是城市化的9.33倍,到2010-2020年,这一倍数上升至24.72倍。这种破碎化导致物种迁移受阻,种群隔离,遗传多样性下降,例如澳大利亚东部灰袋鼠的种群数量自2000年以来估计下降了约40%。
2. 生物多样性影响
城市化对生物多样性的影响主要表现在生境破坏和物种灭绝两个方面。城市扩张改变了生境结构和质量,导致本地特有物种面临灭绝风险,同时为外来物种提供入侵机会。研究显示,城市光污染对外来植物生长的促进作用强于本地植物,可能加剧本地群落内常见种对稀有物种的竞争排斥。此外,城市化还会降低植物遗传多样性,例如井栏边草的遗传多样性与建筑物面积占比、不透水面占比等城市化指标均呈显著负相关。
3. 环境污染与水资源影响
城市扩张带来大量污染物排放,包括废气、废水和固体废物。城市热岛效应导致城市地区温度明显高于周边农田和自然环境。同时,城市扩张对水资源的利用与保护带来挑战,包括水资源过度开发和水体污染。城市扩张对湿地造成了不成比例的损害,填平、排干或污染湿地,降低了调节水量和水质以及缓冲极端天气事件的功能。
典型例题:
【典例1】栖息地丧失和碎片化是生物多样性降低的主要原因。某爬行动物种群被两条高速公路隔离成相互孤立的4个小种群,种群数量及分布变化情况的示意图如下。下列说法错误的是( )
A.新形成4个小种群的基因库相同
B.小种群②可能会因低于种群延续所需要的最小数量而逐渐消失
C.隔离后的种群之间基因交流受到限制,遗传多样性可能下降
D.建立生态廊道可缓解栖息地碎片化造成的影响
【答案】A
【详解】A、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。由于高速公路隔离,4个小种群被孤立,初始时它们可能来自同一基因库,但隔离后由于遗传漂变、自然选择等因素,各小种群的基因频率会独立变化,基因库逐渐产生差异,A错误;
B、小种群②种群数量极小,容易因近亲繁殖、遗传漂变或环境波动而灭绝,B正确;
C、高速公路隔离阻碍了种群间的基因交流,每个小种群内遗传多样性降低(由于遗传漂变和近亲繁殖),整体的遗传多样性下降,C正确;
D、生态廊道可以连接破碎化的栖息地,促进种群间的基因交流,减少孤立小种群的灭绝风险,从而缓解栖息地碎片化的负面影响,D正确。
故选A。
【典例2】西双版纳国家级自然保护区是亚洲象等珍稀野生动物的重要栖息地,亚洲象是国家一级重点保护野生动物,被列为濒危物种。研究人员以西双版纳野象谷的野生亚洲象为研究对象,进行了系列研究,以期为亚洲象保护提供科学依据。图为研究人员从2001年到2023年测得的种群数量(期间未发现亚洲象的迁入迁出现象)。回答下列问题:
(1)研究人员采集了野象谷内的亚洲象粪便,通过分析其中的微卫星DNA分子标记来确定粪便来自多少个个体,从而确定亚洲象的_____。该方法(A)获得的数据与采用红外相机技术(B)获得的数据不一致时,应采用通过____(填“A”或“B”)方法获得的数据更为准确。
(2)森林砍伐、农地开发等人类活动的干扰对亚洲象的栖息地造成了破坏。栖息地丧失和碎片化会导致亚洲象数量剧减,原因分别是______。为保护亚洲象,国家建立了自然保护区以增加其栖息地面积并连接成片。
(3)据图分析,国家对野象谷亚洲象的保护是否有效______,依据是______。
(4)亚洲象食量巨大,食物匮乏的季节,亚洲象会进入村庄取食农作物并逐渐养成依赖农作物的习惯,有可能导致人象冲突。为增加亚洲象的食物来源并把扩散到村庄的亚洲象定向诱导回到保护区内,研究人员在保护区内建设了食物源基地。请就种植的食物源植物为研究人员提出两点建议:______。
【答案】(1) 种群密度 A
(2)栖息地丧失会使亚洲象的食物资源减少、生存空间缩小;栖息地碎片化会阻碍亚洲象个体之间的基因交流,导致种群数量降低
(3) 有效 2001年到2023年,亚洲象的种群数量整体呈上升趋势
(4)①选择亚洲象喜食的植物种类;②选择产量高、能为亚洲象提供充足食物的植物;③选择适合当地气候环境、易存活繁殖的植物,保障食物源长期稳定;④种植不同生长周期的植物,保证不同季节都有可食用的部分(任选两点即可)
【详解】(1)研究人员采集野象谷内亚洲象粪便,通过分析其中微卫星DNA分子标记确定粪便来自个体数量,这是为了确定亚洲象的种群密度。红外相机技术不能明确区分不同个体,DNA分子具有特异性,数据更准确,所以当两者数据不一致时,应采用A方法获得的数据。
(2)栖息地丧失会使亚洲象的食物资源减少、生存空间缩小;栖息地碎片化会阻碍亚洲象个体之间的基因交流,导致种群数量降低。
(3)从图中可以看出,2001年到2023年亚洲象的种群数量整体呈上升趋势,所以国家对野象谷亚洲象的保护是有效的。
(4)为增加亚洲象食物来源并诱导其回到保护区,种植食物源植物可提出以下建议:①选择亚洲象喜食的植物种类;②选择产量高、能为亚洲象提供充足食物的植物;③选择适合当地气候环境、易存活繁殖的植物,保障食物源长期稳定;④种植不同生长周期的植物,保证不同季节都有可食用的部分。
01 种群
1.(2025·北京海淀·一模)生产L-谷氨酸主要依赖有氧发酵,常用菌种谷氨酸棒状杆菌大多为生物素合成缺陷型。在各组发酵罐中分别添加不同浓度的生物素,检测结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.发酵过程将空气直接通入发酵罐以保证有氧条件
B.甲~丁组谷氨酸棒状杆菌数量均呈现“S”形增长
C.乙~丁组L-谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比
D.发酵前用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养
【答案】A
【详解】A、发酵过程不能将空气直接通入发酵罐,因为空气中可能含有杂菌等,会污染发酵液,应该对通入的空气进行过滤等处理后再通入发酵罐,A错误;
B、从左图中可以看出,甲 - 丁组谷氨酸棒状杆菌的数量都是先增加,然后趋于稳定,均呈现 “S” 形增长,B正确;
C、观察右图和左图,对比乙~丁组菌体细胞密度和L-谷氨酸产量的变化趋势,发现L-谷氨酸产量并不随着菌体细胞密度的增加而一直增加,即乙~丁组 L - 谷氨酸产量不与菌体细胞密度呈正比,C正确;
D、平板划线法是微生物纯培养的常用方法之一,发酵前可以用平板划线法进行谷氨酸棒状杆菌的纯培养,以便增加菌种的数量,D正确。
故选A。
2.(2025·北京·模拟预测)生态学的研究常常涉及种群、群落和生态系统等水平。下列属于对群落进行描述的是( )
A.年龄结构 B.种间关系 C.种群密度 D.能量传递效率
【答案】B
【详解】A、年龄结构是种群内不同年龄个体的比例,属于种群层次的特征,A错误;
B、种间关系是不同物种之间的相互作用(如捕食、竞争、寄生等),属于群落层次的研究内容,B正确;
C、种群密度是种群最基本的数量特征,C错误;
D、能量传递效率是生态系统中相邻营养级之间的能量传递比例,属于生态系统层次的研究内容,D错误。
故选B。
3.(2025·北京昌平·二模)研究者测定某地区鲑鱼初始密度与最终密度,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.该地区鲑鱼种群数量呈“J”形增长
B.初始密度越高,鲑鱼种群的最终密度越高
C.随着初始密度增大,种内竞争逐渐减弱
D.不同初始密度的鲑鱼,其最终种群数量趋向K值
【答案】D
【详解】A、由于资源有限,该地区鲑鱼种群数量先增加后相对稳定,呈“S”形增长,A错误;
B、鲑鱼种群的最终密度与环境容纳量(K值)有关,取决于环境而非初始密度,B错误;
C、随着初始密度增大,种内竞争通常会增强,因为资源(如食物、空间)变得更加有限,C错误;
D、种群数量通常会趋向于环境容纳量(K值),无论初始密度如何,最终种群数量都会受到环境资源的限制,趋向于K值,D正确。
故选D。
4.(2025·北京东城·二模)华北豹是中国特有的豹亚种,在其主要分布区约93.6万平方千米区域内,设置红外相机连续6年进行监测,全面收集数据,获得了196只华北豹的具体出现坐标,这些坐标分散在不连续的14个核心栖息地。综合各项调查结果,建立华北豹适宜栖息地适应性模型如下图所示。
以下说法错误的是( )
A.利用红外相机监测可以获取华北豹的种群数量
B.核心栖息地不连续有利于华北豹的生存及繁衍
C.华北豹偏好栖息于人为干扰少、海拔较高的湿润区域
D.该调查为建立华北豹自然保护区提供了理论依据
【答案】B
【详解】A、利用红外相机监测可以获取华北豹出现场所,依据该数据也可统计其种群数量,A正确;
B、核心栖息地不连续会导致种群隔离,限制基因交流和资源获取,不利于华北豹的生存及繁衍,B错误;
C、根据调查信息可以看到,华北豹偏好栖息于人为干扰少(道路密度较低时栖息地适宜性较高)、海拔较高的湿润区域,C正确;
D、建立自然保护区可以改善保护动物的生存环境,从而提高生物的环境容纳量,图示调查能获取华北豹的适应性模型,因而为建立华北豹自然保护区提供了理论依据,D正确。
故选B。
5.(2025·北京海淀·二模)蝗虫为群聚型昆虫。高密度种群中,雌蝗体内P蛋白可结合并促进某种小RNA的高表达,进而调节下游相关基因表达,促进子代同步孵化。下列叙述错误的是( )
A.可利用样方法调查蝗虫的幼虫——跳蝻的种群密度
B.P蛋白对种群密度高低的调节属于非密度制约因素
C.子代同步孵化可导致种群数量在短时间内爆发增长
D.抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合可预防蝗灾发生
【答案】B
【详解】A、跳蝻活动范围小,活动能力差,可以用样方法调查种群密度,A正确;
B、P蛋白对种群密度高低的调节与种群密度有关,属于密度制约因素,B错误;
C、同步孵化可导致种群数量在短时间内爆发增长,C正确;
D、依据题意,抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合,会抑制子代同步孵化,预防蝗灾发生,D正确。
故选B。
02 群落
6.(2025·北京通州·一模)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,统计研究结果见下表。相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养中,泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
B.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
C.混合套养显著影响了食物链相邻营养级的能量传递效率
D.生物防治可优化生态系统能量流动方向,提高经济效益
【答案】C
【详解】A、泥鳅和黄鳝均以莲藕食根金花虫为食,生态位重叠,存在竞争关系,A正确;
B、混合套养时防治率(94.2%)和增产率(13.9%)均高于单独套养泥鳅(81.3%、8.2%)或黄鳝(75.7%、3.6%),说明更有利于防治害虫和提高产量,B正确;
C、混合套养通过增加捕食者数量控制害虫,优化了能量流动,但能量传递效率是指相邻营养级间能量转化的比例(如生产者到初级消费者),由生态系统特性决定,不受套养方式影响,C错误;
D、生物防治引入天敌控制害虫,减少了害虫对藕的能量消耗,使更多能量流向藕的生产,优化了能量流动方向,提高经济效益,D正确;
故选C。
7.(2025·北京·模拟预测)近缘种动物常因利用相同的食物资源而竞争。为研究亲缘关系较远的啮齿动物和蚂蚁之间是否也存在竞争关系,研究者调查了5种啮齿动物与7种蚂蚁采食的种子,统计各种大小不同的种子所占的比例(如图)。以下叙述错误的是( )
A.应选择有共同活动区域的啮齿动物和蚂蚁
B.啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠
C.无法判断啮齿动物与蚂蚁间存在捕食关系
D.啮齿动物与蚂蚁之间一定不存在竞争关系
【答案】D
【详解】A、为研究亲缘关系较远的啮齿动物和蚂蚁之间是否也存在竞争关系,应选择有共同活动区域的啮齿动物和蚂蚁进行研究,因为竞争关系需要在相同的空间中发生,A正确;
B、根据调查结果可知,啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠,据此可推出二者之间存在竞争,B正确;
C、根据上述结果无法判断啮齿动物与蚂蚁间存在捕食关系,C正确;
D、啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠,若该调查结果来自同一个区域,则推知啮齿动物与蚂蚁之间存在竞争关系,D错误。
故选D。
8.(2025·北京昌平·二模)在农业生产中,常采用多样化种植的方式。与单一化种植相比,多样化种植的农田生态系统抵抗外界干扰能力更强。下列叙述正确的是( )
A.多样化种植的农田生态系统中物种间只有竞争关系
B.多样化比单一化种植的农田生态系统营养结构简单
C.合理的多样化种植通过生态位互补可减少种间竞争
D.多样化种植可提高能量在农田生态系统中的传递效率
【答案】C
【详解】A、多样化生态系统中物种间不仅有竞争,还可能存在互利共生、寄生等关系,A错误;
B、多样化种植会增加物种种类和食物链复杂度,因此营养结构更复杂,B错误;
C、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;生态位互补指不同物种在资源、时间或空间上差异利用,从而减少直接竞争,提高资源利用率,C正确;
D、能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,多样化种植可提高能量利用率,但不能提高能量在农田生态系统中的传递效率,D错误。
故选C。
9.(2025·北京朝阳·二模)加拿大北方森林中的猞猁主要捕食雪兔,食物不足时也捕食榛鸡。雪兔冬季的食料主要是杨树嫩枝。上述种群的生物量会发生周期波动,下图为一个周期的示意图。相关推测错误的是( )
A.雪兔种群数量下降的原因是食物缺乏和天敌捕食作用强
B.第5年后榛鸡种群数量回升的原因是杨树嫩枝生物量增加
C.导致猞猁和雪兔种群数量周期波动的因素属于密度制约因素
D.杨树嫩枝生物量的动态平衡是生态系统负反馈调节的结果
【答案】B
【详解】A、雪兔的天敌是猞猁,食物主要是杨树嫩枝 。当杨树嫩枝生物量减少,雪兔食物缺乏,同时猞猁捕食作用强,会导致雪兔种群数量下降,A正确;
B、榛鸡与杨树嫩枝不存在直接的食物关系,杨树嫩枝生物量增加不是榛鸡种群数量回升的原因,B错误;
C、密度制约因素是与种群密度相关的因素,猞猁和雪兔存在捕食关系,其种群数量波动受彼此密度影响 ,属于密度制约因素,C正确;
D、生态系统通过负反馈调节维持相对稳定,杨树嫩枝生物量的动态平衡是生态系统负反馈调节的体现 ,D正确。
故选B。
10.(2025·北京西城·二模)下列关于温度对生命活动的影响,叙述正确的是( )
A.群落外貌和结构随温度周期性变化而改变
B.寒冷环境中人体产热大于散热以维持体温
C.植物光合速率随温度的升高不断增加
D.低温破坏酶的空间结构使酶活性降低
【答案】A
【详解】A、群落外貌和结构随温度周期性变化而改变,如群落的季节性,A正确;
B、寒冷环境中人体产热=散热,B错误;
C、在达到光合作用的最适温度之前,光合速率会随着温度的升高而升高,超过最适温度,光合速率会随着温度的升高而降低,C错误;
D、低温不破坏酶的空间结构,D错误。
故选A。
1.(2024·北京东城·一模)研究人员在长白山苔原带的牛皮杜鹃—笃斯越橘群落和小叶章—牛皮杜鹃群落一定区域内放置开顶式增温箱,3年后检测各群落的辛普森多样性指数,实验结果如下表所示。下列有关分析错误的是( )
群落
处理
辛普森多样性指数
牛皮杜鹃—笃斯越橘群落
对照
0.79±0.001
增温
0.78±0.002
小叶章—牛皮杜鹃群落
对照
0.73±0.001
增温
0.66±0.006
注:辛普森多样性指数是指从群落中随机抽取的两个个体不属于同一物种的概率。
A.该实验探究了气候变暖对长白山苔原植物群落的影响
B.增温处理对两种植物群落辛普森多样性指数的影响不同
C.辛普森多样性指数受物种数目和各物种种群密度的影响
D.增温显著提高了长白山小叶章—牛皮杜鹃群落的丰富度
【答案】D
【详解】A、依据表格信息可知,该实验的自变量为温度变化,即气候变暖对长白山苔原植物群落的可能影响,A正确;
B、依据表格信息可知,增温对小叶章-牛皮杜鹃群落的影响大于牛皮杜鹃-笃斯越橘群落,B正确;
C、辛普森多样性指数是指从群落中随机抽取的两个个体不属于同一物种的概率,所以可推知,辛普森多样性指数受物种数目和各物种种群密度的影响,C正确;
D、依据辛普森多样性指数的概念,该指数越大,说明该群落的丰富度越大,表中字母不同表示差异显著,字母相同表示差异不显著,增温没有显著提高长白山小叶章-牛皮杜鹃群落的丰富度,D错误。
故选D。
2.在岛屿中,大部分植物种子依赖食果鸟类在不同地点扩散,这种食、果互作关系对维持生物多样性和森林群落的更新起着至关重要的作用。科研人员研究了浙江千岛湖地区不同岛屿中鸟类和植物的种类情况,得到如下结果。
下列相关说法错误的是( )
A.食、果互作关系对鸟类有利,对植物不利
B.应在千岛湖各岛屿上随机设置样方进行调查
C.岛屿的面积大小与物种数呈显著的正相关
D.岛屿与大陆的距离对物种数没有显著影响
【答案】A
【详解】A、由题干“大部分植物种子依赖食果鸟类在不同地点扩散”可知,食、果互作关系有利于扩大被取食植物的生态位, A错误;
B、无论是调查种群密度还是物种丰富度,均要遵循随机设置样方的原则,B正确;
C、由图可知,随着岛屿面积增大,物种数呈显著正相关地跟着增大,C正确;
D、纵坐标表示物种数,圆圈大小表示岛屿与大陆的距离,图中没有显示出越大的圆圈越靠上,故二者没有明显关系,D正确。
故选A。
3.(2024·北京海淀·二模)千岛湖分布着众多岛屿,商陆是岛屿上的入侵植物,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,研究发现周围空旷的岛屿被商陆入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列叙述不正确的是( )
A.商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落
B.食果鸟对商陆的取食减缓了商陆入侵
C.若岛屿物种丰富度较高,商陆入侵程度较轻
D.食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度
【答案】B
【详解】A、生物群落是一定区域中的所有生物的总和,因此商陆、食果鸟等岛上的所有生物共同构成了生物群落,A正确;
B、由题意可知,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,食果鸟对商陆的取食加速了商陆入侵,B错误;
C、岛屿物种丰富度较高,营养结构复杂,自我调节能力较强,抵抗力稳定性高,商陆入侵程度较轻,C正确;
D、由题意可知,食果鸟取食商陆果肉有助于其种子繁殖和传播,因此食果鸟的活动范围可影响商陆在不同岛屿的入侵程度,D正确。
故选B。
4.(2025·北京通州·一模)橘小实蝇是一种危害柑橘类果树的害虫。研究发现,雄虫能提供某种物质给直肠中的芽孢杆菌,让芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素。下列叙述正确的是( )
A.橘小实蝇的雄虫吸引雌虫的信息素属于物理信息
B.雄虫直肠中的芽孢杆菌不利于橘小实蝇种群繁衍
C.利用上述信息素诱杀橘小实蝇的雌虫属于化学防治
D.利用信息素的诱杀可改变橘小实蝇种群的性别比例
【答案】D
【详解】A、信息素是化学物质,用于个体间通讯,属于化学信息(如激素、气味等),而物理信息包括光、声、温度等非化学因素,A错误;
B、雄虫直肠中的芽孢杆菌合成吸引雌虫的信息素,有助于交配和种群繁衍,B错误;
C、利用信息素诱杀害虫属于生物防治(如利用天敌或行为调控),化学防治是指使用化学药剂(如杀虫剂)直接杀灭害虫,C错误;
D、利用信息素诱杀雌虫,会减少雌性个体数量,导致种群性别比例(雌雄个体比例)改变,D正确;
故选D。
5.(2025·北京丰台·二模)互花米草入侵威胁我国滨海湿地本土植物芦苇的生长。基于下图数据,分析错误的是( )
A.互花米草的叶面积与土壤含水量呈正相关,与土壤盐度呈负相关
B.互花米草受水盐波动影响较小,利于其入侵
C.互花米草入侵会改变湿地生态系统的营养结构
D.滨海湿地的植物以草本为主,该群落不存在垂直结构
【答案】D
【详解】A、据图可知,互花米草的叶面积与土壤含水量总体上呈现正相关的关系,而与土壤盐度呈现出负相关的关系,A正确;
B、与芦苇相比较,互花米草的叶面积随土壤盐度的变化波动较小,所以有利于其入侵,B正确;
C、互花米草的入侵会使生物多样性降低,进而使生物多样性的营养结构发生改变,C正确;
D、滨海湿地的植物以草本为主,任何群落都存在垂直结构和水平结构,D错误。
故选D。
6.(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
【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。
7.(2025·北京西城·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
【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。
8.(2025·北京海淀·一模)某海湾地区的潮沟中,海獭是顶级肉食者,岸蟹主要取食潮沟中的水生植物。研究发现,在划定区域排除海獭后,与对照区域相比,蟹洞密度增加,植物生物量减少了30%,潮沟宽度增加了0.3m,即侵蚀程度增加。下列叙述错误的是( )
A.研究目的是排除海獭直接影响植物的生长而导致潮沟侵蚀
B.若想恢复上述出现侵蚀的潮沟生态环境,可考虑适当保护当地海獭
C.采用样方法统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量变化
D.水生植物、岸蟹与海獭的种群数量动态变化符合循环因果
【答案】A
【详解】 A、研究目的并非排除海獭直接影响植物生长导致潮沟侵蚀,而是研究海獭作为顶级肉食者对整个生态系统结构和功能(如蟹洞密度、植物生物量、潮沟宽度等)的影响,海獭是通过对其他生物的影响间接作用于整个生态系统,并非直接影响植物生长来导致潮沟侵蚀,A错误;
B、因为排除海獭后出现了植物生物量减少、潮沟侵蚀等问题,所以若想恢复上述出现侵蚀的潮沟生态环境,适当保护当地海獭,让海獭发挥其在生态系统中的调节作用,有可能改善生态状况,B正确;
C、蟹洞是岸蟹生活的场所,采用样方法统计蟹洞密度,由于岸蟹数量与蟹洞数量有一定关联,所以可估算岸蟹的种群数量变化,C正确;
D、水生植物的数量影响岸蟹的食物来源,进而影响岸蟹数量,岸蟹数量又影响海獭食物来源,从而影响海獭数量,反过来海獭数量又会影响岸蟹数量,进而影响水生植物数量,它们之间的种群数量动态变化符合循环因果,D正确。
故选A。
9.(2025·北京东城·一模)下图为基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,D为某种植物。图中虚线和实线箭头均表示捕食关系,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关。下列叙述错误的是( )
A.图中食物网包含了3条食物链
B.A与B之间存在种间竞争关系
C.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,不符合能量逐级递减
D.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B
【答案】C
【详解】A、图中食物网中共包含了3条食物链,分别是:DA,DCA,DCBA,A正确;
B、据图可知,A和B均以C为食,说明二者之间存在种间竞争关系,B正确;
C、实线箭头的粗细与能量多少呈正相关,图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,但仍符合能量逐级递减的特点,C错误;
D、图示表示基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关,图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B,其次是C、D,D正确。
故选C。
10.(2025·北京朝阳·一模)植食性昆虫竹节虫可模拟所栖息植物的枝叶以防御天敌。某地竹节虫种群内有两类个体——纯色和背部有条纹。研究者清除样地中针状叶的腺毛茶上原有的竹节虫,并释放带标记的两类竹节虫各10只,两天后重捕回该地所有标记个体,结果如图。据图可知( )
A.利用该研究结果可以估算样地中竹节虫的种群密度
B.条纹竹节虫重捕数量较高说明其更不易被天敌捕食
C.腺毛茶的针状叶诱发竹节虫突变产生条纹性状
D.当地两类竹节虫间的交配成功率与同类间的相同
【答案】B
【详解】A、根据题意:研究者清除样地中针状叶的腺毛茶上原有的竹节虫,并释放带标记的两类竹节虫各10只,两天后重捕回该地所有标记个体,利用该研究结果不可以估算样地中竹节虫的种群密度,A错误;
B、条纹竹节虫重捕数量较高,说明在调查期间,其存活下来,更不易被天敌捕食,B正确;
C、环境只起选择作用,并不能诱发其突变,C错误;
D、根据以上实验结果无法判断当地两类竹节虫间的交配成功率与同类间的相同,D错误。
故选B。
11.(2025·北京朝阳·二模)传统观点认为果蝇的性选择行为属于性间选择,即雌蝇通过比较雄蝇求偶信息的质量来主动选择交配对象,研究者对此进行了研究。
(1)果蝇种群的性别比例会影响种群的_______,进而影响种群密度。雄蝇求偶时,在雌蝇近距离处振动单侧翅膀,发出“求偶歌声”,继而雌蝇发生阴道板开放等性接受行为,这体现了生态系统中信息传递具有调节______的作用。
(2)取多只有翅雄蝇和切除翅的雄蝇,分别与雌蝇进行一雄一雌配对实验(MF),观察交配情况(图1)。结果说明雄蝇必须有______才能获得交配。
(3)为探究雌蝇是否根据歌声选择雄蝇,研究者进行了多组三蝇实验(图2),各组雌蝇均交配后,结束实验,结果如图3。雌蝇在与竞争雄蝇距离均较近时,能否区分求偶歌声的来源?请进行判断并说明依据______。
(4)雄蝇竞争求偶过程中,会在求偶歌声间隙突然快速扇动双翅,发出高频的“攻击歌声”。研究者推测竞争诱发雄蝇发出攻击歌声,从而提高自身求偶成功率。进一步研究获得以下事实,其中支持此推测的有______。
A.MF实验中人工播放求偶歌声会引发雄蝇发出攻击歌声,白噪声无此效应
B.MMF实验中雄蝇快速扇动双翅,会推开竞争对手,使其与雌蝇距离增大
C.攻击歌声可削弱雌蝇对人工播放的求偶歌声的响应,阴道板开放率下降
D.降低雄蝇R85神经元活性,会抑制其发出攻击歌声,不影响其发出求偶歌声
E.降低雄蝇攻击歌声的发生能力会显著降低其在求偶竞争中的成功率
(5)综合以上研究结果,对果蝇性选择行为的传统观点进行修正______。
【答案】(1) 出生率 种群繁衍
(2)求偶歌声
(3)不能,此情况下两种雄蝇交配成功占比相近。
(4)ABCE
(5)果蝇种群中雄蝇之间进行同性竞争,获胜的雄蝇获得交配权
【详解】(1)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、年龄组成和性别比例。其中性别比例会影响种群的出生率,进而影响种群密度。雄蝇求偶时,在雌蝇近距离处振动单侧翅膀,发出“求偶歌声”,继而雌蝇发生阴道板开放等性接受行为,这体现了生态系统中信息传递具有调节生物种群繁衍的作用。
(2)取多只有翅雄蝇和切除翅的雄蝇,分别与雌蝇进行一雄一雌配对实验(MMF),观察交配情况(图1)。由图1可知,雄蝇必须有求偶歌声才能获得交配。
(3)由图3可以看出,雌蝇在与竞争雄蝇距离均较近时,两种雄蝇交配成功占比相近,因此不能区分求偶歌声的来源。
(4)A、MF实验中人工播放求偶歌声会引发雄蝇发出攻击歌声,白噪声无此效应 -- 说明竞争(有求偶歌声刺激)会诱发雄蝇发出攻击歌声,支持推测,A正确;
B、MMF实验中雄蝇快速扇动双翅,会推开竞争对手,使其与雌蝇距离增大 -- 使自身在竞争中更具优势,从而提高求偶成功率,支持推测,B正确;
C、攻击歌声可削弱雌蝇对人工播放的求偶歌声的响应,会影响雌蝇接收信号。阴道板开放率下降,支持推测,C正确;
D、降低雄蝇R85神经元活性,会抑制其发出攻击歌声,不影响其发出求偶歌声,只能说明求偶歌声和攻击歌声由两种通路控制,不能证明题干结论,D错误;
E、降低雄蝇攻击歌声的发生能力,会减少求偶歌声,会显著降低其在求偶竞争中的成功率,E正确。
故选ABCE。
(5)综合以上研究结果可知,雄蝇的攻击歌声在性选择中也起到重要作用,因此对果蝇性选择行为的传统观点进行修正为:果蝇的性选择行为不仅存在性间选择,果蝇种群中雄蝇之间进行同性竞争,获胜的雄蝇获得交配权。
12.(2025·北京海淀·一模)为研究某地潮间带两种藤壶空间分布差异的成因,科研人员开展野外实验。
(1)附有两种藤壶的岩石块预先培养一段时间,将玻璃片放在上面,精确描记出每一藤壶的种类和原始生存位置,如图1。将岩石块分别移植到潮间带的不同深度,如图2。
实验一:每一深度的移植岩石块随机分为两组。Ⅰ组不做任何处理,Ⅱ组移除全部藤壶乙。一段时间后,重新放置玻片并描记每一藤壶的位置,进而统计藤壶甲的死亡率。
①移植到不同深度前,岩石块预先培养一段时间的目的是_______________。
②实验结果为_______________,说明两种藤壶之间存在种间竞争。
(2)科研人员推测,该群落中的荔枝螺对藤壶的捕食会缓解两种藤壶之间的种间竞争。
实验二:在某一深度选取一组移植岩石块用铁笼罩住,可有效防止荔枝螺的捕食。一段时间后,统计藤壶甲的死亡率,结果如图3。
图3结果_______________(填“支持”或“不支持”)上述推测,依据是_______________。
(3)综上所述,藤壶甲和藤壶乙在该群落中各自占据特定的生态位,是_________的结果。
【答案】(1) 使移植的每一岩石块上藤壶的数量和生长情况等相近,各组的死亡率具有可比性 Ⅱ组的藤壶甲死亡率明显低于Ⅰ组
(2) 支持 无铁笼保护的第1、2组死亡率差值远小于有铁笼保护的第3、4组死亡率差值
(3)群落中藤壶甲、乙之间及藤壶甲、乙与环境间协同进化
【详解】(1)①根据题干信息及实验步骤分析,实验一研究的是藤壶乙对藤壶甲的影响,检测指标是藤壶甲的死亡率,移植到不同深度前,岩石块预先培养一段时间的目的是使移植的每一岩石块上藤壶的数量和生长情况等相近,各组的死亡率具有可比性。
②Ⅰ组不做任何处理,Ⅱ组移除全部藤壶乙,若Ⅱ组的藤壶甲死亡率明显低于Ⅰ组,说明两种藤壶之间存在种间竞争。
(2)根据图3数据分析,在有铁笼保护的情况下,即不存在荔枝螺对藤壶的捕食的情况下,未移除藤壶乙组比移除藤壶乙组,藤壶甲的死亡率大很多,而在无铁笼保护下,即存在荔枝螺对藤壶的捕食的情况下,未移除藤壶乙组和移除藤壶乙组,藤壶甲死亡率的差异较小,说明该群落中的荔枝螺对藤壶的捕食会缓解两种藤壶之间的种间竞争,即该结果支持上述推测。
(3)藤壶甲和藤壶乙在该群落中各自占据特定的生态位,是群落中藤壶甲、乙之间及藤壶甲、乙与环境间协同进化的结果。
1.(2025·北京·高考真题)塞罕坝曾森林茂密,后来由于人类活动破坏而逐渐变成荒原。上世纪60年代以来,林业工人不断努力,种植了华北落叶松等多种树木,如今已将森林覆盖率提高到75%以上,成为人类改善自然环境的典范。下列叙述错误的是( )
A.塞罕坝造林经验可推广到各类荒原的治理,以提高森林覆盖率
B.植树造林时要尽量种植多种树木,以利于提高生态系统稳定性
C.塞罕坝的变化说明,人类活动可以影响群落演替的进程和方向
D.与上世纪60年代相比,现在塞罕坝生态系统的固碳量大幅增加
【答案】A
【详解】A、不同荒原的环境条件(如气候、土壤等)差异较大,塞罕坝的造林经验基于当地特定条件,不能直接推广到所有类型的荒原治理,A错误;
B、增加物种多样性可提高生态系统的抵抗力稳定性,种植多种树木符合这一原理,B正确;
C、人类活动(如植树造林)能改变群落演替的速度和方向,塞罕坝的恢复是典型实例,C正确;
D、森林覆盖率的提高意味着生产者(如华北落叶松)数量增加,光合作用固定CO₂的能力增强,生态系统的总固碳量必然增加,D正确;
故选A。
2.(2024·北京·高考真题)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
【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。
3.(2024·北京·高考真题)朱鹮曾广泛分布于东亚,一度濒临灭绝。我国朱鹮的数量从1981年在陕西发现时的7只增加到如今的万只以上,其中北京动物园38岁的朱鹮“平平”及其27个子女对此有很大贡献。相关叙述错误的是( )
A.北京动物园所有朱鹮构成的集合是一个种群
B.朱鹮数量已达到原栖息地的环境容纳量
C.“平平”及其后代的成功繁育属于易地保护
D.对朱鹮的保护有利于提高生物多样性
【答案】B
【详解】A、北京动物园所有朱鹮属于同种生物构成的集合,是一个种群,A正确;
B、我国朱鹮的数量不断增加,说明朱鹮数量还没达到原栖息地的环境容纳量,B错误;
C、“平平”及其后代离开原来的栖息地来到动物园,属于易地保护,C正确;
D、对朱鹮的保护有利于提高生物多样性,进而提高当地生态系统的稳定性,D正确。
故选B。
4.(2023·北京·高考真题)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
【答案】A
【详解】A、成熟的植物细胞有中央大液泡,用高浓度蔗糖溶液处理,细胞会失水,成熟植物细胞能发生质壁分离,因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离,A正确;
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境,不能创造无菌环境,B错误;
C、在用样方法调查种群密度时,应该做到随机取样,而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度,C错误;
D、对外植体进行消毒可以 减少外植体携带的微生物,但不能杜绝接种过程中的微生物污染,D错误。
故选A。
5.(2023·北京·高考真题)近期开始对京西地区多个停采煤矿的采矿废渣山进行生态修复。为尽快恢复生态系统的功能,从演替的角度分析,以下对废渣山治理建议中最合理的是( )
A.放养多种禽畜 B.引入热带速生植物
C.取周边地表土覆盖 D.修筑混凝土护坡
【答案】C
【详解】AB、由于当地的土壤结构被破坏,不适宜植被生长,热带速生植物不能适应当时气候和土壤条件,且当地的植被不能为多种禽畜提供食物,无法形成稳定复杂的食物网,不利于尽快恢复生态系统的功能,AB不符合题意;
C、矿区生态修复首先是要复绿,而复绿的关键是土壤微生物群落的重建,土壤微生物、土壤小动物和植物根系共同具有改良土壤的重要作用,因此取周边地表土覆盖,有利于恢复生态系统的功能,C符合题意;
D、修筑混凝土护坡不利于植被生长,不利于尽快恢复生态系统的功能,D不符合题意。
故选C。
6.(2025·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
野生动物个体识别的新方法
识别野生动物个体有助于野外生态学的研究。近年,人们发现可以从动物粪便中提取该动物的DNA,PCR扩增特定的DNA片段,测定产物的长度或序列,据此可识别个体,在此基础上可以获得野生动物的多种生态学信息。
微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段,广泛分布于核基因组中。每个微卫星DNA是一段串联重复序列,每个重复单位长度为2~6bp(碱基对),重复数可以达到几十个(图1).基因组中有很多个微卫星DNA,分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”,由于重复单位的数目不同,同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”,能组成多种“基因型”.分析多个微卫星“基因”,可得到个体特异的“基因型”组合,由此区分开不同的个体。
依据微卫星“基因”两侧的旁邻序列(图1),设计并合成特异性引物,PCR扩增后,检测扩增片段长度,即可得知所测个体的“等位基因”(以片段长度命名),进而获得该个体的“基因型”。例如,图2是对某种哺乳动物个体A和B的一个微卫星“基因”进行扩增后电泳分析的结果示意图,个体A的“基因型”为177/183。
有一个远离大陆的孤岛,陆生哺乳动物几乎无法到达,人类活动将食肉动物貉带到该岛上。科学家在岛上采集貉的新鲜粪便,提取DNA,扩增并分析了10个微卫星“基因”,结果在30份样品中成功鉴定出个体(如表)。几个月后再次采集貉的新鲜粪便,进行同样的分析,在40份样品中成功鉴定出个体(如表)。据此,科学家估算出该岛上貉的种群数量。
两次采样所鉴定出的貉的个体编号
第一次采集的30份粪便样品所对应的个体编号
N01
N02
N03
N04
N05
N06
N07
N08
N08
N09
N10
N11
N12
N12
N13
N14
N14
N15
N16
N17
N18
N18
N19
N20
N21
N22
N22
N23
N24
N24
第二次采集的40份粪便样品所对应的个体编号
N03
N04
N05
N08
N09
N09
N12
N14
N18
N23
N24
N25
N26
N26
N26
N27
N28
N29
N30
N30
N31
N32
N32
N33
N33
N33
N34
N35
N36
N37
N38
N39
N40
N41
N42
N43
N44
N44
N45
N46
(1)图2中个体B的“基因型”为______。
(2)使用微卫星DNA鉴定个体时,能区分的个体数是由微卫星“基因”的数目和______的数目决定的。
(3)科学家根据表1信息,使用了______法的原理来估算这个岛上貉的种群数量,计算过程及结果为______。
(4)在上述研究基础上,利用现有DNA样品,设计一个实验方案,了解该岛貉种群的性别比例______。
【答案】(1)174/174
(2)每个微卫星“基因”的“等位基因”
(3) 标记重捕 根据标记重捕法的计算公式N=(M×n)/m,则该岛上豹的种群数量N=(24×32)/10≈77(只)。
(4)选取X和Y染色体上长度不同的DNA片段,设计貉的特异性引物,对现有DNA样品进行扩增。产物中只有X片段为雌性,同时有X和Y片段的为雄性。计数46个个体中的雌雄数目,可得性别比例
【详解】(1)从图 2 中可知,个体 B 扩增后的电泳条带对应的片段只有长度为 174 ,根据 “以片段长度命名” 等位基因进而确定基因型的规则,个体 B 的 “基因型” 为 174/174。
(2)根据题干信息 “每个位置的微卫星 DNA 可视为一个‘基因’,由于重复单位的数目不同,同一位置的微卫星‘基因’可以有多个‘等位基因’,能组成多种‘基因型’,分析多个微卫星‘基因’,可得到个体特异的‘基因型’组合,由此区分开不同的个体” 可知,使用微卫星 DNA 鉴定个体时,能区分的个体数是由微卫星 “基因” 的数目和重复单位的数目决定的。
(3)科学家采用了标记重捕法的原理来估算种群数量。第一次采集 30 份粪便样品鉴定出 24 个不同个体(相当于标记数M=24),第二次采集 40 份粪便样品鉴定出 32 个不同个体(相当于重捕数n=32),其中两次都有的个体数为 10 个(相当于重捕中被标记的个体数m=10)。根据标记重捕法的计算公式N=(M×n)/m,则该岛上貉的种群数量N=(24×32)/10≈77(只)。
(4)选取X和Y染色体上长度不同的DNA片段,设计貉的特异性引物,对现有DNA样 品进行扩增。产物中只有X片段为雌性,同时有X和Y片段的为雄性。计数46个个体中的雌雄数目,可得性别比例。
7.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个_____________。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明________________。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是______。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究____________。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势_______。
【答案】(1)生态系统
(2) 鸟类可帮助花葵传粉 A
(3)无昆虫和鸟类传粉,花葵能否完成自花传粉,及花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高
(4)狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流;小岛的自然环境与陆地不同,对生物的选择作用不同,生物能够进化出与陆地生物不同的物种特征;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快
【详解】(1)生态系统属于生命系统结构层次,即在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,故小岛上的生物与非生物环境共同构成一个生态系统。
(2)自然状态下,昆虫和鸟类都可以访花,图中的结果表明,疏网屏蔽鸟类访花组与自然状态组相比,相对传粉率显著降低,这说明用疏网屏蔽鸟类访花后,鸟类无法对花葵进行传粉,花葵只能依赖能通过网孔的昆虫进行传粉,减少了花葵与花葵之间的传粉过程,导致相对传粉率与自然状态组相比显著降低,即鸟类可帮助花葵传粉。本题中的鸟类可以帮助花葵传粉,花葵能为鸟类提供花粉或花蜜作为补充食物,鸟和花葵分开后,各自也能独立生活,不影响生存,所以两者是原始合作关系,故选A。
(3)将花葵花蕾进行套袋处理后花葵无法进行异花传粉,因此该实验的目的是探究没有昆虫和鸟类传粉时,花葵能否完成自花传粉,并通过计算自花传粉的传粉率来比较花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高。
(4)与陆地相比,小岛的自然环境不同,狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流,这是“小岛”在进化研究中的主要优势之一;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快。
8.(2023·北京·高考真题)为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响,研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验(此实验中人工光源对植物的影响可以忽略;实验期间,天气等环境因素基本稳定)。实验持续15天:1~5天,无人工光照;6~10天,每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间;11~15天,无人工光照。在此期间,每日黄昏前特定时间段,通过多个调查点的装置捕获节肢动物,按食性将其归入三种生态功能团,即植食动物(如蛾类幼虫)、肉食动物(如蜘蛛)和腐食动物(如蚂蚁),结果如图。
(1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度,依据是:与1~5、11~15天相比,______________。
(2)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___________对节肢动物产生影响,从而在生态系统中发挥作用。
(3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响,如:肉食动物在黄昏前活动加强,有限的食物资源导致___________加剧;群落空间结构在___________两个维度发生改变。
(4)有人认为本实验只需进行10天研究即可,没有必要收集11~15天的数据。相比于10天方案,15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外,另一个主要优点是________________。
(5)城市是人类构筑的大型聚集地,在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。
A.不仅满足市民的审美需求,还需考虑对其他生物的影响
B.设置严密围栏,防止动物进入和植物扩散
C.以整体和平衡的观点进行设计,追求生态系统的可持续发展
D.选择长时间景观照明光源时,以有利于植物生长作为唯一标准
【答案】(1)6~10天节肢动物的平均捕获量有明显改变
(2)信息(或信号)
(3) 种间竞争 垂直和水平
(4)
排除人工光照以外的无关变量的影响(或用于分析人工光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响)
(5)
AC
【详解】(1)分析题意可知,本实验中动物的活跃程度是通过动物捕获量进行测定的,结合图示可知,与1~5、11~15天相比,6~10天节肢动物的平均捕获量有明显改变,据此推测人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度。
(2)生态系统的组成包括非生物的物质和能量,该研究中人工光照最可能作为信息(物理信息)对节肢动物产生影响,从而在生态系统中发挥作用。
(3)不同生物生活在一定的空间中,由于环境资源有限会形成种间竞争,故肉食动物在黄昏前活动加强,有限的食物资源导致种间竞争加剧;群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,光照的改变可能通过影响生物的分布而影响两个维度。
(4)分析题意可知,1~5天无人工光照,6~10天每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间,11~15天无人工光照,该实验中的光照条件改变可形成前后对照,故相比于10天方案,15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外,另一个主要优点排除人工光照以外的无关变量的影响(或用于分析人工光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响)。
(5)A、进行城市小型绿地生态景观设计时应充分考虑人与自然的协调关系,故不仅满足市民的审美需求,还需考虑对其他生物的影响,A正确;
B、若设置严密围栏,防止动物进入和植物扩散,可能会影响生态系统间正常的物质交换和信息交流,B错误;
C、进行城市小型绿地生态景观设计时应以整体和平衡的观点进行设计,追求生态系统的可持续发展,而不应仅满足短期发展,C正确;
D、选择长时间景观照明光源时,除有利于植物生长外,还应考虑对于其他生物的影响及美观性,D错误。
故选AC。
9.(2022·北京·高考真题)学习以下材料,回答(1)~(5)题。
蚜虫的适应策略:蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜;秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时,将口器刺入植物组织,寻找到筛管,持续吸食筛管汁液,但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食,其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在,但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸
组氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
苏氨酸
色氨酸
缬氨酸
植物提供
+
-
-
-
-
-
-
\
-
布氏菌合成
-
+
+
+
+
+
+
\
+
注:“-”代表低于蚜虫需求的量,“+”代表高于蚜虫需求的量,“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分,为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力,在生态系统中扮演着独特的角色。
(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析,图中实线单箭头代表了_______的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
(3)蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞,可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
(4)从文中可知,蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
(5)从物质与能量以及进化与适应的角度,分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
【答案】(1) 群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素,同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖,以受精卵形式越冬,降低对物质和能量的需求,度过恶劣环境,保持种群延续;借助基因重组,增加遗传多样性,为选择提供原材料。
【详解】(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了群落。由图可知,实线单箭头从植物指向蚜虫,从蚜虫指向瓢虫或草蛉,代表了能量流动的方向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸,布氏菌与植物为蚜虫提供蚜虫自身不能合成的氨基酸,蚜虫不能合成的氨基酸中,布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
(3)由题可知,筛管汁液中Ca2+浓度升高,导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔,以阻止营养物质外泄。实验表明,筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态,Ca2+浓度提高后P蛋白溶解,加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶,可推测唾液中有抑制Ca2+对P蛋白作用的物质,使蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液,而不引起筛孔堵塞。
(4)由题可知,筛管汁液的主要营养成分是糖类,所含氮元素极少,蚜虫大量吸食筛管汁液,同时排出大量蜜露,蜜露以糖为主要成分。可推测蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素,同时以蜜露形式排出多余的糖分。
(5)春季蚜虫从受精卵开始发育,迁飞到取食宿主上度过夏季,其间行孤雌生殖,经卵胎生产生大量幼蚜,秋季蚜虫迁飞回产卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜虫通过有性生殖,以受精卵形式越冬,以降低对物质和能量的需求,度过恶劣环境,保持种群延续;借助基因重组,增加遗传多样性,为选择提供原材料。
10.(2021·北京·高考真题)北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。
(1)从生态系统的组成成分划分,柏桉藻属于_________。
(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,_________。
②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有__________。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。
该实验的对照组放入的有_________。
(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因________。
【答案】(1)生产者
(2) 柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反 选择性/偏好性
(3)隆头鱼和水虱
(4)因柏桉藻含有令动物不适的化学物质,能为水虱提供庇护场所,有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻,有助于柏桉藻获得竞争优势,因此柏桉藻能够成功入侵。
【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,柏桉藻属于植物,能进行光合作用,故其为生产者。
(2)①由图2可知,与没有水虱相比,有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低,甚至本地藻丙重量增加值为负值,说明本地藻丙不但没有增加,反而减少了,故与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反。
②在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱更喜爱柏桉藻,体现了水虱对所栖息的海藻种类具有偏好性。
(3)本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,实验的自变量为海藻的种类,因变量为水虱的生存率,故实验的对照组应不放海藻,直接放入隆头鱼和水虱,观察统计水虱的生存率。
(4)物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足,天敌少,物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少,导致水虱数量增多。又因为水虱更喜欢取食本地藻,导致本地藻的数量减少,从而为柏桉藻获得了竞争优势,最终柏桉藻入侵成功。
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