专题10 种群、群落和生态系统(4大串讲+3大题型)(复习讲义)(上海专用)2026年高考生物二轮复习讲练测
2026-03-08
|
2份
|
99页
|
762人阅读
|
12人下载
精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 种群 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.86 MB |
| 发布时间 | 2026-03-08 |
| 更新时间 | 2026-03-11 |
| 作者 | 生物学霸 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56715252.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题10 种群、群落和生态系统
(
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 种群与群落
串讲
2
生态系统的结构
串讲3 生态系统的物质循环、能量流动和信息传递
串讲4 生态系统的稳定性与保护
能力进阶
能力1 “J”型曲线和“S”型曲线
能力2 探究培养液中酵母种群数量的变化规律
能力3 生态系统各成分的判断方法
能力4 能量流动的相关计算
能力5 物质循环相关辨析
能力6 信息传递的应用
能力7 生态系统的稳定性之间的关系
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
题型03 生态系统
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
种群与群落
(2024上海卷)种群数量增长曲线、群落中生物的种间关系
1. 结合最新科技研究成果综合考查种群、群落和生态系统,重点考察种群数量和生态系统的能量传递;
2. 结合生物代谢进行交叉命题,重点考察细胞呼吸和光合作用与种群、群落和生态系统的关系。
生态系统
(2024上海卷)食物链与食物网、生态系统的组成成分
新风向演练
1.【新情境·蓝细菌和水华】(2026·上海黄浦·一模)蓝细菌和水华
调查显示,2025年7月H市自来水异味事件与水源地苕溪的水华爆发有关。水华发生时,富含N、P等元素的水体中蓝细菌(蓝藻)大量繁殖,导致水生生物因溶解氧不足而大量死亡,破坏生态平衡。表是苕溪部分生物的生态位信息。
生物种类
分布
食物来源
蓝细菌
浮游
/
苦草
底栖
/
沼虾
底栖
浮游藻类、底栖植物
鲤鱼
水体下层
浮游藻类、螺
翘嘴红鲌
水体中上层
鱼、虾
铜锈环棱螺
底栖
浮游藻类、有机碎屑
(1)苕溪中的全部沼虾、鲤鱼和翘嘴红鲌,在生态学上称为______。(单选)
A.种群 B.群落 C.消费者 D.第二营养级
(2)苕溪中与铜锈环棱螺之间存在捕食关系的有______,存在种间竞争关系的有______。(编号选填)
①蓝细菌 ②苦草 ③沼虾 ④鲤鱼 ⑤翘嘴红鲌
(3)蓝细菌等生产者能吸收水体中的无机C、N、P等元素合成自身有机物,则上述过程参与______。(编号选填)
①碳循环 ②氮循环 ③水循环 ④磷循环
(4)夏季是苕溪水华高发期,下列原因分析合理的有______。(多选)
A.水温上升,蓝细菌增长率上升 B.光照增强,输入生态系统的能量增多
C.降水增多,稀释水体N、P浓度 D.鱼虾死亡,蓝细菌的环境容纳量增大
复合式生态浮床是集风动曝气、植物吸收、滤污除藻及光照补偿等多种治理技术于一体的综合处理系统,能降低水华爆发的可能及水华对生态系统造成的损伤,结构如图所示。
(5)上图设施①~④中,直接有助于避免水华发生时水生生物大量死亡的是______,有助于降低水体中N、P含量的设施有______。(编号选填)
(6)为保证生态浮床长期稳定地发挥作用,其上的水陆两栖植物应尽可能选择______。(多选)
A.株高近似的个体 B.对N、P吸收能力最强的一种植物
C.H市原有乡土物种 D.对N、P吸收能力较强的多种植物
2.【新情境·长苞铁杉】(2026·上海崇明·一模)长苞铁杉是我国特有的珍稀濒危植物,为探究某地区长苞铁杉种群的生存现状及发展趋势,研究人员开展了相关调查研究。表1是某长苞铁杉群落的部分数据。
表1
乔木层
灌木层
草本层
物种数/种
34
92
41
个体数/株
1650
7344
3409
(1)若依次表示乔木层、灌木层和草本层的样方(图示大、中、小样方的面积分别为10m×10m、5m×5m、2m×2m),则采用样方法获得表1数据时合理的取样方案有______。(编号选填)
(2)该长苞铁杉群落的组成成分不包括________。(单选)
A.长苞铁杉种群 B.其他的植物种群
C.栖居其中的动物和微生物 D.水、阳光等环境因素
(3)表1数据体现该群落在空间分布上具有____(垂直/水平)结构;物种多样性最高的是____层。
(4)长苞铁杉为雌雄同株、异花传粉的常绿乔木。可作为衡量长苞铁杉种群生存现状及发展趋势的指标有____。(多选)
A.种群密度 B.出生率和死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
(5)表2为该群落的乔木层不同优势树种之间的关系,据此分析适量减少______树种的数量有利于长苞铁杉种群的自然更新。(填树种编号)
研究表明,长苞铁杉林中的“倒木”(死木质残体)不仅能为动物、微生物提供栖息环境和生存养分,还具有涵养水源、提高土壤肥力等作用。研究者探究了不同腐烂等级(I~V)倒木对土壤肥力的影响及其含水率,结果见图1、图2.
(6)“倒木”上附生的多种真菌具有促进“倒木”分解的作用,M跳虫也常以“倒木”为食。上述真菌属于生态系统中______;真菌与M跳虫间的关系为______。(编号选填)
①生产者②消费者③分解者④正相互作用⑤负相互作用
(7)“倒木”可能影响该长苞铁杉林的______。(编号选填)
①群落演替速度 ②食物网复杂度 ③能量流动的特点
④物质循环速度 ⑤自我调节能力 ⑥生物多样性程度
(8)有人认为“倒木”容易引起森林火灾并建议及时清除所有“倒木”。综合有关信息,对如何合理的管理和利用“倒木”提出建议,并说明理由。______________________________。(已知可燃物含水率大于30%时,不易燃烧)
核心串讲1 种群
1.种群的数量特征:
(1)出生率:单位时间内种群新生的个体数与该种群个体总数的比值。
(2)死亡率:单位时间内种群死亡的个体数与该种群个体总数的比值。
自然增长率:出生率-死亡率
(3)迁入率和迁出率:通过计算单位时间内迁入、迁出的个体数占该种群个体总数的比值。计算迁入率和迁出率是分析东滩越冬水鸟各物种数量变化的重要依据。
(4)年龄结构(预测种群数量的发展趋势):一个种群中各年龄期个体数量的占比。每个种群都是由不同年龄和不同性别的个体组成的。
(5)性别比例:指种群中雌雄个体数量的比例。
注:①出生率、死亡率、迁入率和迁出率能够直接决定种群密度。
②年龄结构只能预测种群数量的发展趋势,但不能决定种群密度。种群密度的变化还受到气候、天敌等其他因素的影响。
③性别比例是生物长期环境适应、种群繁衍的进化结果。当这个比例被破坏时,种群数量就会受到影响。利用这一特性,人类可以使用性引诱剂杀灭某些农林业害虫的雄性个体,破坏它们的正常性别比例,从而有效抑制其种群规模,降低对农林业的破坏。
2.种群密度的调查方法
(1)种群密度(种群最基本的数量特征):单位面积或单位体积内种群的个体数量来表示种群的大小(种群大小:一定空间内种群全部个体的数量)。
(2)预估种群密度的方法:用样方法、样线法、标志重捕法等不同方法来估测它们的种群密度。
①样方法:分布相对固定的生物,如高等植物。
a.根据被调查生物的种类和分布情况确定样方的大小。
b.
c.计数样方中目标生物的数量(计数原则:记上不记下,记左不记右)
d.计算出样方面积内的种群密度。根据实际需要,调查一定数量的样方,求取这些样方种群密度的平均值,即可估测出整个调查区域中目标生物的种群密度。
种群密度=所有样方种群密度之和/样方数=N1+N2+.....+Nn/n
注:“随机”取样是为了确保所选择的样方具有代表性,不受主观因素的影响,使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。
②标志重捕法:
调查对象
许多动物活动能力强、活动范围大且难以直接观察,则可以使用标志重捕法估测它们的种群数量。
调查程序
在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体(数量为M)并标记后释放。一段时间后,在该区域内重新捕捉。根据重新捕捉到的个体(数量为n)中有标记的个体(数量为m)所占的比例,来计算调查区域内整个种群的数量(N)。
计算公式为:N/M=n/m
注意事项
①被标记个体在群体中应混合均匀;
②调查期间无大规模出生和死亡、迁入和迁出;
③标记物不易脱落,不对生物造成伤害,不会增加其被天敌捕食的概率。
误差分析
重捕标记数m偏小会导致调查值偏大,如:①标记物脱落;②被标记个体更难被重捕:③被标记个体易被天敌捕食等。
重捕标记数m偏大会导致调查值偏小,如:①被标记个体还未充分混匀就被重捕:②在被标记个体数密集处重捕。
③样线法:
易于观察且体型较大的生物,如鸟类、大型哺乳类、高大乔木等。简单的样线法调查,只需记录调查样线两侧规定宽度(W)范围内观察到目标生物的个体数量(N)以及样线的长度(L),进而计算样线调查覆盖面积中目标生物的种群密度(D)。
④微生物抽样调查:血细胞计数板(样方法)。
⑤土壤取样器法:
鼠妇等。诱虫器的结构。在搭建诱虫器时,使用一个去底小水桶,里面固定一张金属网来盛放土样。然后,将这个盛土器放置在一个大漏斗上,漏斗下部接装有固定液(乙醇)的集虫器。将整个装置置于电灯(白炽灯,40-60w)下烘烤,利用土壤动物躲避高温的习性,将它们逐渐赶往盛土器的底部并掉落,沿着漏斗收集在集虫器中。
3.环境因子影响种群特征
4.用数学方法描述种群数量的变动规律
核心串讲2 群落
1.群落是多个物种种群组成的有机整体
(1)群落概念:同一时间内,聚集在一定区域中的各种生物种群集合。
(2)群落特征:物种组成、种间关系、空间结构、群落演替等
(3)物种组成:
鉴别群落:可以依据群落中具有代表性的物种来判断。植物通常是决定群落外貌的主要部分。通常用植被来表示群落中的植物组成。
2.种间关系将群落物种联系在一起
种间关系:群落中各物种之间存在着复杂的相互作用。这类物种间的相互作用,称为种间关系。
种间关系分类:负相互作用和正相互作用
负相互作用:作用双方至少有一方受害,例如捕食、种间竞争、寄生。
正相互作用:双方至少有一方受益,而且另一方没有受损,例如共生。
种间关系
定义
负相互
捕食
“先增加者先减少”的非同步性变化,且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者
一种生物以另一种生物为食。鸟吃鱼等等
种间竞争
两种生物生存能力不同,数量上呈现出“你死我活”的变化,如图1;两种生物生存能力相同,如图2
两种或多种生物共同利用同一资源。竞争表现为物种间相互抑制其结果通常是一方占优势,而另一方居于劣势甚至灭亡。
寄生
寄生种群A得利,宿主种群B受害;宿主B一般不会全部死亡
寄生生物寄宿在宿主生物体内或体表,并从宿主生物组织、体液、已消化物质获取营养造成危害。
正相互
共生
数量上常表现“同生共死”
不同种的生物生活在一起,相互依存,彼此有利。
原始合作
分开后,各自也能独立生活
3.群落具有一定的空间结构(群落的空间结构)
(1)群落的空间结构概念:每一种生物在群落中都有一定的分布空间。将这些物种的空间分布特征集合起来,就形成了群落的空间结构。
(2)类型
垂直结构
水平结构
概念
大多数群落在垂直方向上都有分层现象
物种组成的变化、土壤理化特性、小地形、风、水分布等许多局部环境条件的变化会导致群落植被(植物的总称)的分布出现较大的局部差异,最终在水平方向上形成斑块状的镶嵌结构
表现
垂直方向有明显的分层现象
水平方向上形成斑块状的镶嵌结构
决定因素
植物:光照、温度、水分、无机盐等;
动物:栖息空间和食物条件;
植物分层决定动物分层
补充: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:生物自身生长特点不同及人与动物影响
4.群落的季节性
气候的周期性和昼夜的节律作用于生物,群落会随时间而发生变化或改变。不同的物候期,群落中不同物种分别处于不同的生理阶段,导致群落的结构和外貌存在显著差异。而不同生物的昼夜节律也有差异,
5.生态位
①定义:生物在生态环境中所处的位置,是该生物对其生存所需一切环境要求的总和。
②研究内容:
③生态位重叠:当两个或更多的物种共同利用某些资源时,即出现了生态位重叠,如果资源供应不足,就会产生种间竞争,如果竞争激烈,种群对资源的利用就会发生改变,可能出现(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。
6.群落演替
(1)群落演替概念:一定地理范围内,群落由一种类型变化为另一类型的有序演变过程。
(2)分类
分类
初生演替
次生演替
起点
如果一个地区从未被生物定居过(或者彻底清除了一切生物),从无开始
原生群落受自然或人为破坏后再次发生的演替
实例
实例:在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
实例:在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替
过程
(裸岩上演替)裸岩阶段-地衣阶段-苔藓阶段-草本植物阶段-灌木阶段-森林阶段
(火灾后草原)一年生的速生草本植物→多年生草本植物→灌木和乔木
演替时间
长
短
速度
缓慢
较快
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
相同点
群落结构由简单到复杂,物种数量和群落层次增多,土壤,光能得到充分的利用
顶级群落(群落演替的终点):在某一特定地理环境中,群落经历一系列演替阶段,最后出现的、相对稳定的群落阶段,称为顶级群落。
(3)群落演替原因
核心串讲3 生态系统
1.生物群落与非生物因素相互作用形成生态系统
(1)生态系统定义:由生物群落与非生物因素相互作用而形成的、能够自我维持的整体。
(2)生物圈(地球最大的生态系统):包含了地球有生命活动的所有区域。
(3)分类
2.生物生态系统的结构
(1)生态系统的结构
(2)生态系统的组成成分:
组成成分
无机环境
生产者
消费者
分解者
必需成分
基石
最活跃的成分
关键成分
营养方式
-
自养生物
捕食或寄生
腐生
定义
非生物因素的总和
利用无机物制造有机物,维持自身生命活动
通过摄食植物或者捕食动物,获得有机物
能够将死亡后的生物体、存活时脱落的残体和动物排泄物,分解为简单的无机物
实例
水、底质(泥、沙或石)等
微生物:硝化细菌、水生高等植物、大型藻类、浮游植物等
植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等等。
营腐生生活的细菌和真菌、腐食动物等
作用
为生物提供物质好能量
①合成有机物,储能
②为消费者提供食物和栖息场所
①加快生态系统的物质循环;②帮助植物传粉和传播种子
把动植物遗体(枯枝败叶,尸体残骸)和动物排遗物中的有机物分解成无机物
3.食物链或食物网呈现出生态系统的营养结构
(1)食物链
①食物链:生态系统中各种生物间存在着摄食关系,这种以食物营养关系彼此联系起来的序列。
②食物链特点:从生产者开始(完整的食物链),只含有生产者和消费者
③营养级:在食物链中,箭头用来指示从食物到摄食者,生物在生态系统食物链中所处的层次。
(2)食物网
①食物网定义:食物链彼此相互交错连接成的复杂、交叉的营养关系。
②形成原因:一种生物可以被多种动物捕食,也可能为多种生物提供食物。
③功能:生态系统物质循环和能量流动的渠道。
④食物网的复杂程度:主要取决于有食物联系的生物种类,而并非取决于生物的数量。
⑤意义:生态系统保持相对稳定的重要条件。
a.某种动物减少或消失,其在食物链上的位置可能会由其他生物取代。
b.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力一般越强。
4.生态系统的能量流动
(1)能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失等过程。
①能量的输入
来源:生态系统所需的能量最终来源于太阳能。
流经生态系统的总能量:生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。
②能量的传递
过程/途径:食物链和食物网
形式:有机物中的化学能
③能量的转化和散失
转化:太阳能→有机物中的化学能→热能
散失:通过呼吸作用最终以热能形式散失
生产者固定的能量=自身的呼吸作用热能形式散失+以有机物的形式贮存在生产者体内
(2)能量流动特点
①特点1:能量沿生态系统食物链和食物网流动,在生态系统中只能单向流动,不能逆向流动。
单向流动
②特点2:能量沿营养级逐步递减
消费者摄入量=同化量+粪便中能量
同化量=呼吸作用以热能形式散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
生长、发育和繁殖的能量=通过遗体残骸流向分解者的能量+下一营养级摄入量+未被利用
动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,应为上一营养级同化的能量,严格来说是上一营养级流向分解者的能量。
植物光合作用与同化量的关系:光合作用储存的能量=同化量,净光合作用储存的能量=用于生长、发育和繁殖的能量(净光合作用=光合作用-呼吸作用)。
(3)生态金字塔体现食物网各营养级间关系
①生态金字塔:将生态系统各营养级间的关系,由低到高绘制成图,通常呈现一个金字塔图形,称为生态金字塔。
②生态金字塔分别称为能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。
项目
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
定义
单位时间内各营养级所得到的能量数值(同化量)转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列
如果用同样的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系
每一层含义
单位时间内,食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
单位时间内,每一营养级生物所容纳的有机物的总干重
每一营养级生物个体的数目
特点
天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形
一般为上窄下宽的金字塔形
一般为上窄下宽的金字塔形
象征
意义
能量在流动过程中逐级递减
生物量(有机物总干重)随食物链中营养级升高逐级递减
生物个体数目在食物链中随营养级升高逐级递减
特殊
形状
某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置的金字塔形
倒置生物量金字塔出现的原因主要是初级消费者(浮游动物)大量摄食生产者(浮游植物),使生产者的生物量仅能维持在一个相当低的水平。
如果消费者个体小而生产者个体大,就会呈现倒置的金字塔形
5.生态系统的物质循环
(1)物质在生物群落与无机环境间不断循环
①物质循环:生物体是由许多基本元素组成的,这些元素以多样的物质形态在无机环境与生物群落间往复循环,此过程称为生态系统的物质循环,也称生物地球化学循环。
②
③地球上主要的物质循环有碳循环、水循环、氮循环和磷循环等。
(2)碳循环
①碳循环:碳元素主要贮存在化石燃料,土壤、沉积物、海洋、生物体以及大气中,在各组分间持续运动和交换的现象。
②形式:
6.生态系统的信息传递
(1)信息的种类
定义
来源
举例
物理信息
光、声、温度、湿度、磁场、机械振动等物理因素
非生物环境、生物
①光强和光周期调控植物的生长和发育;
②海豚、蝙蝠等利用声波进行回声定位;
③雄性蟋蟀的鸣叫可以向雌性个体传递信息。
化学信息
生命过程中产生的传递信息的化学物质
生物
①雌蚕蛾释放的性外激素等
②黄鼠狼放出臭味信息,吓跑敌人;
③狗撒尿标记地盘。
行为信息
动物的某些行为用于同种或异种间的信息传递
动物特殊表现和行为
①蜜蜂“舞蹈”准确传递蜜源的距离、方位等信息;
②孔雀开屏是雄孔雀求偶炫耀行为,在雌孔雀面前表现自己,以期待获得与雌孔雀交配繁衍机会。
(2)信息传递过程:信息产生、传输和接收三个基本环节。
(3)信息传递特点:双向性
(4)信息传递功能:是生物长期进化的结果,可以出现在个体、种群、群落等不同水平上。
7.信息传递、能量流动和物质循环相互依存并协同作用
项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
双向传递
途径
食物链和食物网
多种
地位
能量是生态系统的动力,使物质能够连续地在生物群落和无机环境间循环利用
能量的载体,使能量能够沿生态系统食物链(网)流动
决定能量流动和物质循环的方向和强度
联系
能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的主要功能,三者同时进行,彼此相互依存、不可割裂。能量在生态系统中的固定、转换和释放,离不开物质的合成、转化和分解,也都伴随着信息的产生、传递和响应。
生态系统的各组分正是通过能量流动、物质循环和信息传递三者的协同作用,形成一个统一的有机整体。决定了生态系统的整体性和稳定性。
8.生态系统的稳定性
(1)生态系统的稳定性:生态系统具有自我调节的能力,在受到影响后能够保持和恢复相对稳定状态的能力。
(2)原因:生态系统具有自我调节能力(基础:负反馈调节:生态系统面对干扰时能通过一系列自我调节的过程,降低干扰对其影响,维持或恢复其相对稳定的状态的调节机制)
(3)分类:
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
生态系统具有这种抵抗影响、保持自身的结构与功能相对稳定的能力
生态系统受到一定程度的破坏后,经过一段时间可以恢复相对稳定状态的能力
区别
实质
保持自身的结构与功能相对稳定
恢复自身的结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰,保持原状的能力
遭到破坏,恢复原状的能力
影响因素
生态系统中物种丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强
一般情况下,生态系统中物种丰富度越小,营养结构越简单,恢复力稳定性越强
二者联系
①呈相反关系:一般来说,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定。
核心串讲4 生物多样性
1.生物多样性维持生态系统的稳定性
生物多样性:生物圈内所有的微生物、植物、动物等和它们的基因,以及它们与环境共同组成的各种各样的生态系统。
生物多样性分类:遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性
2.生物多样性对人类生存和发展意义重大
生物多样性的价值:直接价值、间接价值和潜在价值。
直接价值
间接价值
潜在价值
举例
人类提供食品、药物、工业原料、燃料等直接作为生产资料使用的这部分价值,还包括人类享受的那部分价值。
光合作用固定CO2、合成有机物,微生物分解死亡有机体;森林、草原、湿地保持水土、调节气候、防风固沙等与生态系统功能有关的这些价值。
目前人们尚不清楚的价值。
大小
生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
3.保护生物多样性是全人类的重要使命
生物多样性保护的根本目标:保护、维持并发展现有的生物多样性,合理持续地开发、利用生物资源,保护生物种群持续生存和繁衍所依赖的生态环境,达到人与自然和谐统一。
保护栖息地
划定保护区域(自然保护地)
意义:保护荒野地、保存物种和遗传多样性,维持环境服务、保持特殊自然和文化特征
保护物种
就地保护
最有效的保护
迁地保护/异地保护
最后的保护机会
能力1 “J”型曲线和“S”型曲线
1.“J”型曲线的“λ”
项目
种群数量变化
年龄结构
λ>1
增加
增长型
λ=1
不变
稳定型
0<λ<1
减少
衰退型
λ=0
种群在下一代灭亡
2.“S”型曲线
(1)曲线分析
(2)实践应用
b点的应用
消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期(b点之前),严防种群增长进入加速期
c点(K/2值)的应用
对有害生物:严防种群数量达到该点,如害鼠达到K/2时,鼠害将难以控制
书上原话:畜牧养殖业中常将种群数量维持在K/2,以保证种群健康,同时又能获取相对最大的捕获量。
e点(K值)的应用
有害生物的防治:增大环境阻力,限制生存条件,降低环境容纳量(K值),如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量
野生生物资源保护:改善生存条件,尽量提升K值,如建立自然保护区,保护大熊猫。上世纪50年代,以为朱鹮已经灭绝了,日本国鸟。
3.增长率、增长速率的分析
增长率
增长速率
定义
单位时间内新增加的个体数占原有个体总数的比值
单位时间内新增个体数
单位
无单位,只是百分比
有单位,个/天,个/年
与斜率关系
斜率只能代表增长速率
S型:增长率随种群密度增大而不断降低;增长速率先增大后减小,K/2处达到最大
环境阻力指种群生活的环境中存在着限制种群数量增长的因素,如有限的空间、资源,废物的积累,生物之间的相互作用如种内和种间竞争、捕食等。
能力2 探究培养液中酵母种群数量的变化规律
1.过程
(1)使用天平称取0.3g活性干酵母,在酒精灯火焰旁将其加入到盛有100mL已灭菌培养基的三角烧瓶中,充分摇匀。每组取10mL进行实验。
(2)取洁净的血细胞计数板一块,盖上盖玻片。在酒精灯火焰旁,用移液器吸取少许充分混匀的培养液,滴入盖玻片边缘,让培养液自行缓慢渗入,一次性充满计数池,同时防止产生气泡。
(3)用对侧引流法满加亚甲基蓝染液,用吸水纸吸去多余的液体。静置3min,将计数板置于显微镜下,先用低倍镜找到计数池,再转换至高倍镜观察。
(4)25中方格的血细胞计数板,分别取左上 (A1) 、左下(A2)、右上(A3)、右下(A4) 和中心位置的中方格(A5) ,共5个中方格,对酵母进行计数。估算出1mL培养液中酵母的初始种样数量(N0) ,计数通常需安重复3次,取平均值。
(5)将母培养液置于37°C左右的条件下培养,每天定时进行显微计数,持续观察5人以上,分别记录数据。
(6)根据统计结果,画出酵母数量变化曲线。
2.注意
(1)将少量亚甲基蓝溶液滴入菌液并静置3min,死亡的酵母细胞将变成蓝色,而活体细胞不会被染色。只有活体才能被记作种群的一员,但是计数死细胞又能为我们提供什么种群信息呢?
(2)是否需要对照实验? 时间上前后自身对照
(3)是否需要重复实验?如果需要,如何处理各重复实验获得数据间的差异?需要重复试验,对每个样品可计数二次,再取平均值
(4)酵母有出芽生殖现象。如果观察到正在出芽的个体应该算作几个个体呢?(建议:确定一个芽体和母体的体积比阈值(芽体达到母细胞的1/2时,记作2个菌体),当超过这个阈值时就记为 2个个体,否则算1个个体。)
(5)落在网格线上的个体用什么方法进行计数? 落在网格线上的酵母,依照“记上不记下,记左不计右的原则进行计数。(右图18个)
(6)如果小方格里酵母过多,难以数清,怎么办?稀释培养液重新计数。如果过少,可以对整个大方格中所有的菌体进行计数。
3.血细胞计数板的使用方法
(1)血细胞计数板中央有2个3mm×3mm的计数池。每个计数池划分成9个1mm×1mm的大方格,正中央的大方格称为计数区。每个大方格进一步划分为16个中方格,每个中方格再进一步划分成25个小方格。因此,1个计数区最终由400个等尺寸的小方格组合成。每个小方格的面积是1/400mm2。计数区的高度是0.1mm,当盖上盖玻片时,每个小方格的体积为1/4000mm3。
(2)血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格(教材:图2左)而言,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16规格(图2右)而言,计四角和正中间的5个中方格共计 80个小方格中的个体数量。不管哪一种规格,大方格的小方格数均为400个。
(3)计算公式:1mL培养液中细胞个数=中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数×400×104×稀释倍数.
能力3 生态系统各成分的判断方法
1.组成成分
(1)生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。前言视窗:深海热泉生态系统中的化能合成生产者:
(2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
(3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
(4)有些生物具有双重“身份”,如大肠杆菌生活在肠道中属于消费者,生活在腐烂的有机体中属于分解者。
2.联系
(1)依据文字判断
①判断生产者时要注意是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者。
②判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词。植物、微生物都可能是消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、动物的排遗物中的有机物分解成无机物,即是否腐生生活,如蚯蚓。
(2) 依据图形判断
①根据双向箭头找出生产者和非生物的物质和能量。
根据A⇔D确定A、D两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。
②根据箭头指向判断各成分。
A有三个箭头指出,A应为生产者。
D有三个箭头指入,为无机环境。
B和C中一个为消费者,另一个为分解者,A(生产者)和B均有箭头指向C,则C为分解者,B为消费者。
能力4 能量流动的相关计算
1.求某营养级获得能量的“最大值”或“最小值”
(1)食物链的能量计算:在一条食物链中,若生产者(第一营养级)能量为100%,那么第n营养级获得的能量最多为(20%)n-1,最少为(10%)n-1。
(2)食物网中的能量计算:
①已知A的同化量,求D获得的能量最多或最少?
②已知D的同化量,求A获得的能量最多或最少?
(3)在食物网中,若某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量,则按照单独的食物链进行计算后再合并。
2.具有人工输入能量的生态系统
若两个营养级均有人工能量输入,在计算能量传递效率时,分子为从上一营养级流入的能量,分母为上一营养级的总同化量(包括人工输入的能量和经食物链流入营养级的能量×100%。如:
能力5 物质循环相关辨析
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物,而是指组成生物体的化学元素,如C、H、O、N、P、S等。
(3)碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。
项目
能量流动
物质循环
形式
光能→化学能→热能
(碳循环为例)CO2→有机物→CO2
范围
生态系统各营养级
全球性
特点
单向流动,逐级递减
反复利用
联系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者同时进行。彼此相互依存,不可分割。
①能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体;能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
②生态系统各组成成分,通过能量流动和物质循环,紧密联系在一起,形成一个统一的整体。
注:①不能说物质循环和能量流动是相互依存的两个过程,能量存在于物质中,能量驱动着物质循环,故是不可分割的。
②能量流动的终点是热能散失到非生物环境中,不能循环利用。而物质循环产生的 CO2又被重新利用,所以没有终点。
能力6 信息传递的应用
1.信息传递在农业生产中的应用
措施
目的
养鸡场延长光照时间
提高产蛋率
用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子
提高萌发率
利用模拟的动物信息吸引传粉动物
提高作物的传粉效率和结实率
利用音响设备模拟动物声音
诱捕或驱赶动物
施加昆虫信息素
诱捕或警示有害动物
2.有害动物三种防治方法的比较
名称
化学防治
机械防治
生物防治
措施
化学药剂喷施等
人工捕捉等
引入天敌或寄生生物等
优点
作用迅速;短期效果明显
无污染;见效快,效果好
效果好且持久;成本低,无污染
缺点
引起害虫抗药性增强;杀灭害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境
费时费力;对体型很小的害虫无法实施
天敌数量不确定;寄生生物专一性强
能力7 生态系统的稳定性之间的关系
(1)在受到干扰之前,曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
(2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比,受到相同干扰时,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
(3)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明恢复力稳定性越低。
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,TS值越大,说明生态系统的总稳定性越低。
01 种群与群落
1.(25-26高三上·上海·开学考试)三裂叶豚草是传入我国的一种外来入侵植物。为减少其危害,可选取紫穗槐、沙棘等经济植物作为替代植物,建立豚草替代控制示范区。示范区建成后三裂叶豚草的数量明显减少,带来了明显的经济效益。如图为三裂叶豚草的种群数量变化曲线。
(1)调查某区域中三裂叶豚草的种群密度常采用________法。
(2)三裂叶豚草入侵我国初期,种群数量按_______(曲线I/曲线Ⅱ)增长,对该曲线的描述正确的是______(编号选填)。
①该曲线模型中种群的增长率不变
②该曲线模型中种群增长速率不变
③该曲线出现的条件是生存空间充裕、气候适宜、没有敌害等
(3)曲线Ⅱ中种群增长速率最高的时间点是________,此时的种群数量约为________,种群出生率小于死亡率的时间段是______。
(4)进化速度较快的是________(曲线I/曲线Ⅱ)所代表的种群,其进化过程中种群的基因频率_______(一定会/一定不会/不一定会)发生改变。
(5)下列关于曲线Ⅱ的叙述正确的是________(单选)。
A.环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后
B.控制入侵物种应在b点之后进行
C.曲线Ⅱ代表的种群数量不会超过K值
D.曲线Ⅱ代表的种群数量在de时间段增长率为0
(6)下列对图1中阴影部分的解释正确的是________(多选)。
A.反映环境中影响种群增长的阻力
B.表示环境中允许种群增长的最大值
C.表示种群内迁出的个体数
D.表示通过生存斗争被淘汰的个体数
(7)研究机构对三裂叶豚草入侵区域的能量流动进行了调查,如下图所示。据图分析,初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为_______J/(hm2·a),能量从第二营养级到第三营养级的营养级效率为_______。
02 生态系统的结构与功能
2.(25-26高三上·上海·期中)在非洲肯尼亚的稀树草原上,优势树种金合欢为本地蚂蚁提供花蜜和带刺的庇护所,本地蚂蚁则保护其免受大象等大型植食性动物的啃食。外来入侵物种大头蚁攻击并消灭了本地蚂蚁,导致金合欢减少,稀树草原可见度增加,如图所示。
(1)本地蚂蚁与金合欢之间存在_________关系,与大头蚁之间存在_________关系。(编号选填)
①捕食 ②种内竞争 ③种间竞争 ④寄生 ⑤共生
(2)大头蚁入侵后,种群的增长如图所示,以下说法不合理的是_________。(单选)
A.大头蚁在ab段因适应新环境而增长缓慢
B.大头蚁在c点种群增长速率最大
C.大头蚁在cd段种内竞争加剧
D.大头蚁在de段种群数量达到最大
(3)大头蚁的入侵破坏了稀树草原群落的_________结构。(不定项选择)
①垂直结构 ②水平结构
研究人员发现,大头蚁入侵后,狮子对斑马的捕食减少,对非洲野牛的捕食增加。
(4)在进行种群密度调查时,金合欢常采用_________,斑马和野牛常采用_________。(编号选填)
①样方法 ②标志重捕法 ③样线法 ④粪便统计法 ⑤遇见率
(5)大头蚁入侵改变稀树草原的面貌,影响了种间关系,这属于_________(A.初生B.次生)演替。(内容选填)
(6)关于稀树草原生态系统,以下说法正确的是_________。(单选)
A.大象在食物网中位于最高营养级
B.斑马和狮子之间的能量传递效率一定为5%-20%
C.狮子在捕食斑马时存在信息传递
D.本地蚂蚁作为分解者常取食昆虫尸体
(7)以下对狮子捕食对象改变的原因推测合理的是_________。(多选)
A.大头蚁入侵导致狮子栖息地结构改变
B.稀树草原能见度提高,狮子捕食斑马容易失败
C.非洲野牛跑的慢,更容易被捕食
D.非洲野牛数量多,可以作为稳定的食物来源
(8)以下哪些措施可以用来降低大头蚁入侵的负面影响_________。(编号选填)
①使用大量化学毒饵杀灭大头蚁 ②从大头蚁原产地引入其天敌
③保护金合欢不受大象啃食 ④将大象迁移到远离金合欢的区域
⑤加强对狮子和非洲野牛种群监测
03 生态系统的稳定性
3.(2026·上海长宁·一模)湿地荷花
“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红。”某景区以粉红、白色的荷花闻名,图为景区荷塘的部分食物网。近年来由于生产生活中过量排放N、P引起的荷塘富营养化问题,常导致绿藻爆发式生长。研究表明,荷花根系能吸收水中的磷酸盐、硝态氮等物质。
(1)荷塘中的挺水植物荷花、水中的各种鱼类以及塘底水草的分布,体现的空间结构特征为_____,荷塘的各色荷花形成了________。(单选)
A.垂直分层、群落 B.垂直分层、种群
C.水平分区、群落 D.水平分区、种群
(2)荷塘生态系统中,能量流动的起点是_______;与杂食性鱼类的生态位重叠度最高的是_______。(编号选填)
①蜜蜂 ②食虫性鱼类 ③荷花 ④植食性鱼类 ⑤绿藻 ⑥浮游动物
(3)N、P进入荷塘生态系统的途径是_______。(编号选填)
①氮循环 ②磷循环 ③水循环 ④碳循环
(4)水体富营养化会导致荷塘绿藻爆发,并逐渐消耗水体中溶解氧,该过程中浮游动物的数量 _。(单选)
A.减少 B.增加 C.先增加后减少 D.先减少后增加
(5)若荷花固定的太阳能总量为10000kJ,且其中仅5%的能量流向蜜蜂。食虫性鱼类从蜜蜂处获得的能量为60kJ,则该过程的营养级效率为_________。(单选)
A.5% B.6% C.10% D.12%
该景区的荷花主要以蜜蜂等昆虫为传粉者。表为不同花的荷花吸引蜜蜂访花的相关信息,其中蓝受体和绿受体是蜜蜂复眼中实现颜色识别的核心感光单元,二者协同工作使蜜蜂能精准分辨植物颜色。
花色
主导色素
蜜蜂感知效果
粉红
花青素
能激活绿受体和蓝受体
红色
花青素
仅能微弱激活绿受体
白色
无色素
能均等激活绿受体和蓝受体
(6)下列关于荷花花色与蜜蜂访花行为,推测正确的是____。(多选)
A.白色荷花的蜜蜂访问频率最低 B.粉红荷花的蜜蜂访问频率最高
C.蜜蜂的访花行为不完全由花色决定 D.信息流动方向是:蜜蜂→荷花
(7)为治理水体富营养化问题,同时提升景区观赏性,该景区计划大量增种人工培育的红色荷花。下列分析合理的是________。(多选)
A.红色荷花颜色鲜艳,在荷塘中有种内竞争优势
B.蜜蜂的访花偏好会导致红色荷花定向变异
C.实施此项计划短期内有助于抑制藻类繁殖
D.实施此项计划无助于水体富营养化的长期治理
4.(2026·上海青浦·一模)中华哲水蚤主要以浮游植物为食,凭借种类组成和数量上的优势成为东海海域浮游动物类群中重要的组成部分,是鲐鱼等经济鱼类的天然饵料,其种群的兴衰对东海生态系统的结构变化起到警示作用。
(1)结合题干信息,中华哲水蚤在东海生态系统中属于_______。(编号选填)
①生产者 ②初级消费者 ③次级消费者 ④第一营养级 ⑤第二营养级
(2)中华哲水蚤同化的能量去向有_______。(编号选填)
①用于自身生长、繁殖 ②呼吸作用散失 ③以粪便的形式排出
(3)由于受食物、水温等因素的影响,中华哲水蚤的个体大小、种群数量、性别比例具有明显的季节性变化。下列有关说法不正确的是_______。
A.中华哲水蚤的个体大小随季节发生变化的过程属于次生演替
B.鲐鱼的摄食压力可能会影响中华哲水蚤的种群数量
C.中华哲水蚤的性别比例在一定程度上影响种群的出生率
D.从某个时间点上看,中华哲水蚤等浮游动物的生物量可能高于浮游植物
为探究全球气候变暖对海洋生态系统影响,研究人员以中华哲水蚤(浮游桡足类)和猛水蚤(底栖桡足类,主要以浮游植物、有机碎屑等为食)为研究对象,探究温度对桡足类摄食的影响,相关实验结果如图1、图2。
(4)海洋中各种桡足类动物生活在不同的水层,形成了群落的______(垂直/水平)结构。
(5)据题干信息推测,中华哲水蚤和猛水蚤之间的种间关系为______。(编号选填)
①竞争 ②正相互作用 ③捕食 ④负相互作用
(6)结合图1、图2信息,下列有关说法不正确的是________。
A.中华哲水蚤与亚心形扁藻之间存在双向的信息传递
B.猛水蚤的摄食率总体上比中华哲水蚤的摄食率高
C.小球藻不适宜作为饵料喂养中华哲水蚤
D.温度对桡足类摄食的影响具有种间差异性
(7)从合理开发东海生物资源角度出发,下列叙述合理的是______。
A.根据中华哲水蚤生物量变化规律,确定鲐鱼等经济鱼类的捕捞时机和捕捞量
B.参考不同体长中华哲水蚤的数量占比,评估东海生态系统的健康状况
C.结合中华哲水蚤在生态系统中的作用,制定保护和开发东海生物资源的综合策略
D.利用中华哲水蚤与浮游植物的捕食关系,可提升水体氮磷含量以增加浮游植物数量
1.(2025·上海闵行·一模)长江口滩涂湿地生态系统是以通过种子或地下根茎繁殖的海三棱藨草为基础形成的,存在图1所示捕食关系。互花米草入侵对该生态系统产生了极大破坏。研究人员彻底根除互花米草后,发现本地植物海三棱藨草种群难以自然恢复,且使用人工种植进行传统修复也收效甚微。
(1)长江口滩涂湿地为东亚-澳大利亚迁飞通道上的多种候鸟提供了关键停歇栖息地,体现了生物多样性的________价值。
(2)蟹类啃食的植物中的物质和能量,可能会________。(编号选填)
①以粪便形式排出 ②被蟹类同化吸收 ③以热能形式散失 ④用于滨鸟的生长
(3)结合已有知识和本题信息分析,海三棱藨草种群难以自然恢复和人工种植收效甚微的主要原因分别是________、________。(编号选填)
①土壤中缺乏种子库 ②蟹类的持续啃食 ③土壤中缺乏地下根茎 ④滨鸟对蟹类的持续捕食
研究者进一步查到,互花米草入侵后长江口滩涂湿地的滨鸟数量持续下降,且在互花米草清除后仍未恢复。为探究滨鸟对海三棱藨草恢复的影响,研究人员在已根除互花米草的光滩区实施了一项人工种植海三棱藨草的实验,结果如图2。
(4)根据探究目的分析,设置“人工种植+蟹类去除”组的目的是________。(编号选填)
①保护人工种植的海三棱藨草 ②模拟减少滨鸟 ③保持自然状态 ④模拟增加滨鸟
(5)根据图2结果,结合滨鸟数量的变化情况,分析海三棱藨草种群难以恢复的原因,写出分析过程______。
(6)扇动翅膀的鸟形装置实验显示,仅鸟形装置的“威慑”即可使蟹类数量降至近零,证实滨鸟可通过________干扰抑制蟹类。设置该鸟形装置可能影响该生态系统的________,从而可作为传统修复方法的重要补充,为退化湿地修复提供创新思路。(编号选填)
①物理信息 ②化学信息 ③行为信息 ④物质循环 ⑤能量流动 ⑥信息传递
2.(2026·上海浦东新·一模)吉隆山谷的动物迁徙
垂直迁徙是生物在不同海拔区间发生的季节性往返移动。某科研团队调查了吉隆山谷(海拔范围:1800~5400m)的哺乳动物和鸟类,在暖季(5月至10月)和冷季(11月至次年4月)的垂直迁徙现象。下图表示该地区部分物种间的营养关系。
(1)吉隆山谷生态系统除图所示的组分外,还应有__________。(编号选填)
①生产者 ②消费者 ③分解者 ④阳光、空气、水分等
(2)吉隆山谷生态系统碳循环实现的通路,除图所表示的通路外,还包括____________。(编号选填)
①光合作用 ②呼吸作用 ③分解作用 ④蒸腾作用
(3)下列能表示图中生物之间能量流动的有____;能表示生物之间信息传递关系的有____。(编号选填)
①植物→昆虫 ②金雕→赤狐 ③藏鼠兔红隼 ④昆虫→狼
(4)冷暖两季转换时,图中的部分动物会发生垂直迁徙,导致该现象发生的因素有( )(多选)
A.植被变化 B.太阳能固定量变化 C.温度变化 D.群落演替
TBI表示冷暖两季同一海拔物种组成的差异程度,图是调查得到的不同海拔鸟类的TBI。
(5)为获得图的调查结果,在调查过程中需采集的数据有( )(多选)
A.调查月份 B.种群密度 C.物种数 D.海拔带
(6)分析图所示的不同海拔的物种组成变化,推测其发生的时期是“冷季→暖季”还是“暖季→冷季”,并说明理由____________。
(7)在冷季到来时,林岭雀发生垂直迁徙,而处于同一海拔的斑翅岭雀继续留守。下列解释的推测合理的有( )(多选)
A.冷季食物匮乏,斑翅岭雀竞争力更强
B.林岭雀捕食的昆虫在冷季发生垂直迁徙
C.斑翅岭雀可调整食物类型比例适应冷季
D.林岭雀能够适应的温度范围更广
3.(2025·上海金山·一模)上海周边有许多滨海湿地,生长着芦苇、海三棱藨草等耐盐植物,栖息着弹涂鱼、震旦鸦雀等生物。
(1)滨海湿地是一类重要的生态系统,从分类上属于______。(编号选填)
①自然生态系统 ②人工生态系统 ③水域生态系统 ④陆地生态系统
(2)震旦鸦雀是上海滨海湿地的代表性鸟类之一,以芦苇等湿地植物茎秆内的螟虫幼虫为主要食物,辅以少量植物种子。由此可见,震旦鸦雀在滨海湿地生态系统中属于______。(编号选填)
①第一营养级 ②第二营养级 ③第三营养级 ④第四营养级
(3)震旦鸦雀生性敏感,对高频、近距离的人类活动噪音或动静极为警惕,持续干扰下,震旦鸦雀的逃离会使芦苇种群生物量______。
A.增多 B.减少
C.基本不变 D.先减少后增多
上海周边滨海湿地面临着比较严重的互花米草入侵,比如杭州湾北岸边滩互花米草约100.2hm2,集中分布在海堤与保滩坝之间滩涂(高滩区)。为了治理滨海湿地高滩区互花米草,研究人员在2021年5月开始开展了相关治理实验,对比分析不同措施的治理效果和对生境的影响。部分实验结果如下:图1为互花米草密度变化;图2为底栖生物生物量和密度变化;表为底栖生物种类组成。
种
对照
刈割+翻耕
刈割+遮荫
多齿围沙蚕
+
+
圆锯齿吻沙蚕
+ +
+ +
背蚓虫
+ + +
+ +
绯拟沼螺
+ + +
尖锥拟蟹守螺
+ + +
+
中国绿螂
+ +
+
+ + +
彩虹明樱蛤
+
+ + +
粗腿厚纹蟹
+
红螯螳臂相手蟹
+
+
天津厚蟹
+
+
弹涂鱼
+
+ +
注:+++表示该物种的数量占所在群落大型底栖动物数量的20%以上(+++>20%),为优势种,+ <10%。
(4)据实验结果分析,控制互花米草更有效的治理方式是______。
(5)实验采取的两种治理方式都能改善滨海湿地的生态,原因是______。
A.底栖生物生物量增加 B.底栖生物密度增加
C.底栖生物种类增加 D.底栖生物优势种改变
(6)通过两种方式治理1年半后,请预测滨海湿地鸟类等更高营养级生物的生物量变化趋势是______。与底栖生物相比,更高营养级生物的生物量______(“更多”“更少”或“差不多”)。
4.(2025·上海杨浦·模拟预测)果园常采用人工或化学手段清除所有杂草和自然植被,即“清耕模式”,而“果园生草技术”是指在果树行间或全园种植某些草本植物 (如长柔毛野豌豆),旨在提高果实产量和品质。为分析这种生草模式对果园昆虫及其控害功能的影响,研究人员选择三种果园地面管理模式,对绣线菊蚜(主要危害苹果、海棠等)、害虫天敌和传粉昆虫的数量进行调查。结果如图1所示。
(1)果园中的多种生物和长柔毛野豌豆分别构成 。
A.群落和群落 B.种群和群落
C.群落和种群 D.种群和种群
(2)选择合适的草种是果园生草技术的关键,根据所学知识判断,确定草种需考虑的因素包括_____(编号选填)
① 所选草种的生态位 ② 花量、花色和开花时间
③ 与果树有无共同病虫害 ④ 根系的深浅和植株的高度
(3)与清耕模式相比,采用“果园生草技术”的果园 。
A.营养结构更复杂 B.能量金字塔倒置
C.抵抗力稳定性提高 D.信息交流呈单向性
(4)若果园中输入第一营养级的能量n,该营养级呼吸作用共消耗36%n,通过残枝落叶等损失48%n,则苹果园中输入第二营养级的能量约为 。
A.16%n B.<16%n C.>16%n D.16%n~36%n
为了研究生草对果园土壤肥力改善及果树叶片营养状况的影响,研究人员测定了“果园生草”模式下种植三种不同草种的果园的相应指标,结果如下表。
处理
土壤环境
果树叶片
方式
含水量
容重
有机质
叶绿素
氮
磷
钾
(%)
(g/cm³)
(g/ kg)
(mg/g)
(mg/g)
(mg/g)
(mg/g)
C
19.4
1.84
11.1
2.66
18.5
3.56
3.55
T
25.4
1.55
15.0
4.15
25.9
4.28
5.20
L
25.1
1.65
18.6
3.22
28.0
4.59
3.44
B
22.6
1.47
23.9
3.24
30.8
5.60
7.21
注:C代表对照处理、T代表白三叶草处理、L代表黑麦草处理、B代表油菜处理土壤容重越低代表土壤越疏松、通气性越好
(5)表中作为对照组的果园管理模式应为 。
A.消耕处理 B.自然生草 C.果园生草 D.引入天敌
(6)综合上述所有信息及所学知识,分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是____。
5.(2025·上海·二模)“红树”是生长在海岸线高潮水位和低潮水位之间一类植物的统称,因其分泌的“单宁酸”颜色鲜红而得名。红树林生态系统(如图)土壤中的有机碳储存量高,常被冠予“碳储明星”的美誉。
(1)红树分泌的单宁酸具有抑制害虫体内消化酶、降低海水中腐蚀性物质的活性等功能。据此推测,单宁酸能___________。(编号选填)
①作为化学信息吸引害虫 ②提高红树对环境的适应能力
③增加红树与害虫之间的能量传递效率 ④提高害虫种群单宁酸抗性基因的频率
(2)红树根部土壤附近生活着相手蟹种群。在图中食物链中,被相手蟹同化的能量去路___。(编号选填)
①相手蟹的粪便 ②鸟类的生长发育 ③相手蟹的呼吸作用 ④红树叶片的呼吸作用
(3)据相关信息推测,红树林生态系统土壤中的有机碳储存量高,其原因可能是___________。(多选)
A.红树植物凋落物的生物量高 B.土壤中分解者有氧呼吸速率高
C.海水中有机碳随潮汐沉积至土壤 D.红树根系发达且释放大量有机物
互花米草是一种外来入侵物种,可能对本土红树林生态系统造成损害。研究人员引入异国的红树植物“无瓣海桑”,以生物替代的方式来治理已被互花米草入侵的红树林生态系统。治理5年后,成效显著且无瓣海桑郁闭度达65%(郁闭度指树冠在地面的投影面积占林地总面积的比例)。无瓣海桑与本土红树植物秋茄,以及互花米草的相关数据如表1所示。此外,无瓣海桑无法在盐度超过25g/L的环境中生长;其种子密度大多低于海水密度,易随潮汐迁移。
表1
树种名称
成株的一般高度(m)
年平均生长高度(m)
幼苗生长所需的光照比例(%)
适宜生长的盐度(g/L)
无瓣海桑
5~10
3.0~3.4
70~100
0~15
秋茄
3~6
0.1~1.1
40~70
10~30
互花米草
1~3
2.3~2.8
80~100
10~35
注:该地潮间带的盐度为16~22g/L;植物生长所需的光照比例=所需光照/全光照×100%≈(1-郁闭度)×100%
(4)选用无瓣海桑治理已被互花米草入侵的红树林生态系统的过程中,发生的群落演替类型为______。
(5)据表1推测,与本土红树植物相比,选择无瓣海桑治理互花米草的优势主要在于_____。(编号选填)
①平均高度高,与互花米草争夺阳光 ②生长速度快,与互花米草争夺土壤
③对光照需求高,为土壤固定更多碳源 ④更适合低盐区,对本土红树不造成威胁
(6)有人认为,无瓣海桑虽是外来物种,但短期内不会成为入侵物种。据表1及相关信息推测,支持上述观点的理由有___________。(多选)
A.无瓣海桑郁闭度高,其幼苗无法正常生长
B.潮间带盐分较高,无瓣海桑无法快速生长
C.无瓣海桑的种子会随着潮汐扩散至潮间带
D.无瓣海桑与其他红树植物不会竞争生态位
1.(2024·上海·高考真题)水溶性含氯有机农药广泛使用,主要对昆虫、浮游动物等无脊椎动物有毒,而对鱼类等脊椎动物相对安全。在稻田中使用含氯有机农药后,天然海湾渔场也检测到了该类农药的存在,且发现渔场中的鱼的年产量受到影响,其中三种鱼的年产量数据如图所示。
(1)渔场中,海底水草、浮游藻类、浮游动物及各种鱼组成了______。该群落体现的空间结构特征为______(垂直/水平)结构。
(2)稻田中的农药进入渔场生态系统的途径是______。
A.碳循环 B.氮循环 C.磷循环 D.水循环
(3)渔场中的三种鱼的生态位______(相同/不同)。据图分析,稻田使用农药后,三种鱼中种群数量下降最快的鱼是______。
(4)据图,使用农药后M鱼年产量变化的原因是______
A.浮游藻类下降 B.浮游动物下降
C.浮游藻类增加 D.浮游动物增加
(5)据图推测,P鱼在1—5年间可能的食物是______,推测P鱼在8—10年间最可能的主要食物是______。(编号选填)
①M鱼 ②浮游动物 ③O鱼 ④浮游藻类和水草
(6)据图,P鱼年产量在8—10年间发生变化,可能的原因是______。
A.P鱼发生定向突变 B.P鱼营养级发生变化
C.P鱼中农药富集 D.P鱼的环境容纳量改变
(7)要保障渔场鱼的总年产量,可采取的有效措施是______。
A.稻田中减少农药使用量 B.海湾投放大量浮游藻类
C.稻田中使用光诱捕害虫 D.构建生态循环模式稻田
2.(2024·上海·高考真题)研究人员调查了我国某生态系统的结构及生物多样性,并用模拟增温的方式,研究全球变暖对该草地生态系统特征的影响。如图显示了该生态系统中不同口器类型昆虫与不同蜜距花型植物之间的传粉关系。昆虫与花朵之间的连线表示有传粉关系。图中L表示蜜距。
(1)下列生态系统的组分①-④中,A~D花型的植物属于该草地生态系统的__;a-d口器类型的昆虫属于该草地生态系统的__;除了图中所示的生态系统组分外,该草地生态系统至少还应有__(编号选填)。
①无机环境 ②分解者 ③消费者 ④生产者
(2)下列①~④中,能正确表示生物之间信息传递关系的有___;能正确表示生物之间能量流动方向的有___(编号选填)。
①a型口器昆虫↔d型口器昆虫 ②C花型植物↔b型口器昆虫
③a型口器昆虫→D花型植物 ④C花型植物→b型口器昆虫
(3)要获得图中所示的研究结果,且使研究结果准确和具有代表性,应选择下列实验方法中的___(多选)。
A.在禁止放牧区随机取样 B.记录昆虫口器形态
C.在放牧区域固定地点取样 D.测量花蜜距
a型口器昆虫熊蜂是A花型植物蓝翠雀花主要的传粉者。研究人员通过模拟增温,研究全球气候变暖对两者关系的影响,部分研究数据如表所示。
蓝翠雀花的指标
对照组
实验组(模拟增温)
第一朵花开放时间
一年中的第214天
一年中的第211天
平均花寿命(天)
13
10
平均蜜距长度(毫米)
25
21
总种子数目(粒)
99±5
90±2
种子发芽率(%)
80
70
(4)据表1推测,全球气候变暖对蓝翠雀花的影响是___(单选)。
A.只影响花期 B.种群数量和花期都受影响
C.只影响种群数量 D.种群数量和花期都不受影响
(5)据图和表推测,全球气候变暖过程中,熊蜂的长口器基因最可能发生___(单选)。
A.定向突变且基因频率升高 B.定向突变且基因频率降低
C.非定向突变且基因频率升高 D.非定向突变且基因频率降低
(6)据图中信息,下列关于全球气候变暖对该草地生态系统影响效应的预测中,最合理的是___(单选)。
A.若a型口器昆虫的种群数量显著减少会引起四种花型植物种群数量增加
B.若四种花型植物种群数量波动会引起a型口器昆虫的种群数量波动
C.若d型口器昆虫的种群数量显著增加会导致b、c型口器昆虫形成竞争关系
D.若b型口器昆虫的种群数量显著增加会导致c、d型口器昆虫形成竞争关系
/
学科网(北京)股份有限公司
$
专题10 种群、群落和生态系统
(
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 种群与群落
串讲
2
生态系统的结构
串讲3 生态系统的物质循环、能量流动和信息传递
串讲4 生态系统的稳定性与保护
能力进阶
能力1 “J”型曲线和“S”型曲线
能力2 探究培养液中酵母种群数量的变化规律
能力3 生态系统各成分的判断方法
能力4 能量流动的相关计算
能力5 物质循环相关辨析
能力6 信息传递的应用
能力7 生态系统的稳定性之间的关系
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
题型03 生态系统
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
种群与群落
(2024上海卷)种群数量增长曲线、群落中生物的种间关系
1. 结合最新科技研究成果综合考查种群、群落和生态系统,重点考察种群数量和生态系统的能量传递;
2. 结合生物代谢进行交叉命题,重点考察细胞呼吸和光合作用与种群、群落和生态系统的关系。
生态系统
(2024上海卷)食物链与食物网、生态系统的组成成分
新风向演练
1.【新情境·蓝细菌和水华】(2026·上海黄浦·一模)蓝细菌和水华
调查显示,2025年7月H市自来水异味事件与水源地苕溪的水华爆发有关。水华发生时,富含N、P等元素的水体中蓝细菌(蓝藻)大量繁殖,导致水生生物因溶解氧不足而大量死亡,破坏生态平衡。表是苕溪部分生物的生态位信息。
生物种类
分布
食物来源
蓝细菌
浮游
/
苦草
底栖
/
沼虾
底栖
浮游藻类、底栖植物
鲤鱼
水体下层
浮游藻类、螺
翘嘴红鲌
水体中上层
鱼、虾
铜锈环棱螺
底栖
浮游藻类、有机碎屑
(1)苕溪中的全部沼虾、鲤鱼和翘嘴红鲌,在生态学上称为______。(单选)
A.种群 B.群落 C.消费者 D.第二营养级
(2)苕溪中与铜锈环棱螺之间存在捕食关系的有______,存在种间竞争关系的有______。(编号选填)
①蓝细菌 ②苦草 ③沼虾 ④鲤鱼 ⑤翘嘴红鲌
(3)蓝细菌等生产者能吸收水体中的无机C、N、P等元素合成自身有机物,则上述过程参与______。(编号选填)
①碳循环 ②氮循环 ③水循环 ④磷循环
(4)夏季是苕溪水华高发期,下列原因分析合理的有______。(多选)
A.水温上升,蓝细菌增长率上升 B.光照增强,输入生态系统的能量增多
C.降水增多,稀释水体N、P浓度 D.鱼虾死亡,蓝细菌的环境容纳量增大
复合式生态浮床是集风动曝气、植物吸收、滤污除藻及光照补偿等多种治理技术于一体的综合处理系统,能降低水华爆发的可能及水华对生态系统造成的损伤,结构如图所示。
(5)上图设施①~④中,直接有助于避免水华发生时水生生物大量死亡的是______,有助于降低水体中N、P含量的设施有______。(编号选填)
(6)为保证生态浮床长期稳定地发挥作用,其上的水陆两栖植物应尽可能选择______。(多选)
A.株高近似的个体 B.对N、P吸收能力最强的一种植物
C.H市原有乡土物种 D.对N、P吸收能力较强的多种植物
【答案】(1)C
(2) ①④ ③④
(3)①②③④
(4)ABD
(5) ① ①②④
(6)CD
【分析】1、生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高;反之,生物种类越少,营养结构越简单,生态系统的自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
2、垂直结构指在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象.群落中植物的垂直结构为动物创造了许多的栖息空间和食物条件,所以动物也有分层现象。
【详解】(1)苕溪中的全部沼虾、鲤鱼和翘嘴红鲌都是动物,直接摄取有机物作为能量的来源,因此属于消费者,故选C。
(2)铜锈环棱螺的食物来源是“浮游藻类、有机碎屑”,因此它捕食浮游藻类,与①蓝细菌是捕食关系,此外,其他以螺为食的生物与铜锈环棱螺也是捕食关系,表中吃螺的是鲤鱼,因此捕食关系:①④;与铜锈环棱螺存在种间竞争关系:竞争相似的食物资源(浮游藻类、有机碎屑)。表中食物与螺重叠的生物:③沼虾(吃浮游藻类、底栖植物,食物与螺部分重叠 → 竞争),④鲤鱼(也吃浮游藻类,与螺部分竞争)因此竞争关系选:③④。
(3)C、N、P 三种元素循环都涉及,此外蓝细菌生活在水中,因此水循环也是,生物直接吸收合成有机物的过程。
因此选:①②③④。
(4)A 、水温上升,酶活性上升,新陈代谢加快,蓝细菌增长率上升,A正确;
B、 光照增强,光合作用加强,输入生态系统的能量增多,B正确;
C、夏季降水可能增加,但会稀释元素的浓度,不利于水华爆发,C错误;
D 、鱼虾死亡减少对蓝细菌的捕食,使其环境容纳量增加,D正确。
故选ABD。
(5)直接有助于避免水华发生时水生生物大量死亡:水华引起死亡主要是溶解氧不足,所以 ①风动曝气增加氧气,避免水生生物缺氧死亡,故选①。有助于降低N、P含量的设施:植物吸收、滤污除藻都可以,图中①风动曝气增加氧气,避免水生生物缺氧死亡,进而促进生物对N、P的吸收;②水生植物吸收N、P用于生长发育;④人工介质(吸附、微生物降解)都能降低N、P,故选①②④。
(6)生态工程要兼顾稳定性、净化效果、生态安全。
A、 株高近似个体,不是必需的,A错误;
B、吸收能力最强的一种植物,单一物种构成的生态系统不稳定,B错误;
C、H市原有乡土物种,本地适应本地环境,维护成本低,C正确;
D、吸收能力较强的多种植物,增强净化效果和稳定性,D正确。
故选CD。
2.【新情境·长苞铁杉】(2026·上海崇明·一模)长苞铁杉是我国特有的珍稀濒危植物,为探究某地区长苞铁杉种群的生存现状及发展趋势,研究人员开展了相关调查研究。表1是某长苞铁杉群落的部分数据。
表1
乔木层
灌木层
草本层
物种数/种
34
92
41
个体数/株
1650
7344
3409
(1)若依次表示乔木层、灌木层和草本层的样方(图示大、中、小样方的面积分别为10m×10m、5m×5m、2m×2m),则采用样方法获得表1数据时合理的取样方案有______。(编号选填)
(2)该长苞铁杉群落的组成成分不包括________。(单选)
A.长苞铁杉种群 B.其他的植物种群
C.栖居其中的动物和微生物 D.水、阳光等环境因素
(3)表1数据体现该群落在空间分布上具有____(垂直/水平)结构;物种多样性最高的是____层。
(4)长苞铁杉为雌雄同株、异花传粉的常绿乔木。可作为衡量长苞铁杉种群生存现状及发展趋势的指标有____。(多选)
A.种群密度 B.出生率和死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
(5)表2为该群落的乔木层不同优势树种之间的关系,据此分析适量减少______树种的数量有利于长苞铁杉种群的自然更新。(填树种编号)
研究表明,长苞铁杉林中的“倒木”(死木质残体)不仅能为动物、微生物提供栖息环境和生存养分,还具有涵养水源、提高土壤肥力等作用。研究者探究了不同腐烂等级(I~V)倒木对土壤肥力的影响及其含水率,结果见图1、图2.
(6)“倒木”上附生的多种真菌具有促进“倒木”分解的作用,M跳虫也常以“倒木”为食。上述真菌属于生态系统中______;真菌与M跳虫间的关系为______。(编号选填)
①生产者②消费者③分解者④正相互作用⑤负相互作用
(7)“倒木”可能影响该长苞铁杉林的______。(编号选填)
①群落演替速度 ②食物网复杂度 ③能量流动的特点
④物质循环速度 ⑤自我调节能力 ⑥生物多样性程度
(8)有人认为“倒木”容易引起森林火灾并建议及时清除所有“倒木”。综合有关信息,对如何合理的管理和利用“倒木”提出建议,并说明理由。______________________________。(已知可燃物含水率大于30%时,不易燃烧)
【答案】(1)①③
(2) D
(3) 垂直 灌木
(4) ABC
(5) 3和7
(6) ③ ⑤
(7) ①②④⑤⑥
(8) 图1表明I~V级倒木对应的土壤肥力指数显著高于空白组,说明不同等级的倒木均可显著提高土壤肥力。 但图2中,防火期I~Ⅱ级倒木的含水率低于30%,容易燃烧引起森林火灾,适当清理(或管控)低腐烂等级(I~Ⅱ)的倒木,保留中高腐烂等级(Ⅲ~Ⅴ级)的倒木。 非防火期仅Ⅰ级倒木的含水率低于30%,需适当清理(或管控)Ⅰ级倒木(或可保留 Ⅱ~Ⅴ级的倒木)。(非防火期仅Ⅰ级倒木的含水率低于30%,因此可暂不处理,节约人力物力,但需及时观测管控,该种建议也可得分) 以上处理,清除低腐烂等级倒木,保留中高腐烂等级倒木,不仅可降低因倒木而引发森林火灾的可能性,且有利于倒木提高土壤肥力,抑制水土流失,为更多的动物、微生物提供栖息环境提高生物多样性,最大限度地发挥倒木的生态功能。
【分析】(1)①草本层用小方块,灌木层用中方块,乔木层用大方快,样方大小适宜,嵌套分布,样方位置随机且覆盖各林层取样合理,①正确;
②样方大小适宜,但草本层样方数量少,且偏离灌木层中方块的覆盖范围,未处于乔木层样方的核心调查区域,属于选择性偏离,违背了取样具有代表性的原则,②错误;
③样方大小适宜,嵌套分布,样方位置随机且覆盖各林层取样合理,③正确;
④样方大小不适宜,草本层选用大方块,乔木层选用小方块,④错误。
故选①③。
(2)群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,包括动物、植物和微生物,ABC正确,D错误。
故选D。
(3)乔木层、灌木层和草本层体现的群落中生物在垂直方向上的分层现象,因此属于垂直结构,由表格可知,灌木层的物种数量最多,个体数量也是最多,因此物种多样性最高的是灌木层。
(4)种群是生物存在和群落建立的基本形式,种群特征可揭示种群的现状及发展趋势,种群密度是种群最基本的数量特征,出生率和死亡率与年龄结构有关,性别比例对种群密度有一定影响,出生率、死亡率和迁移率是决定种群数量变化的因素。长苞铁杉为雌雄同株、因此不存在性别比例,所以ABC正确,D错误。
故选ABC。
(5)2号代表长苞铁杉种群,找到与长苞铁杉显著负相关的树种,减少这类树种数量,利于长苞铁杉种群自然更新,根据关系图可知,树种3号和7号与长苞铁杉显著负相关,因此适量减少3号和7号树种的数量有利于其种群自然更新。
(6)真菌具有促进“倒木”分解的作用,说明这些真菌营腐生,因此在生态系统中扮演分解者的角色,即③正确,M跳虫也常以“倒木”为食,因此二者之间存在竞争关系,所以真菌与M跳虫间的关系为负相关作用,即⑤正确。
(7)①倒木改善土壤肥力、提供生物栖息环境,会改变群落演替的速度,①正确;
②倒木为动物、微生物提供栖息和养分,会增加生物种类或数量,使食物网更复杂,②正确;
③生态系统能量流动的特点是单向流动、逐渐递减,倒木不会改变这个固有特点,③错误;
④倒木被微生物分解,加快碳、氮等物质循环,④正确;
⑤食物网更复杂,生物多样性增加,群落的自我调节能力增强,⑤正确;
⑥倒木为生物提供生存条件,有利于增加物种丰富度,提升生物多样性程度,⑥正确。
故选①②④⑤⑥。
(8)图1表明I~V级倒木对应的土壤肥力指数显著高于空白组,说明不同等级的倒木均可显著提高土壤肥力。 但图2中,防火期I~Ⅱ级倒木的含水率低于30%,容易燃烧引起森林火灾,适当清理(或管控)低腐烂等级(I~Ⅱ)的倒木,保留中高腐烂等级(Ⅲ~Ⅴ级)的倒木。 非防火期仅Ⅰ级倒木的含水率低于30%,需适当清理(或管控)Ⅰ级倒木(或可保留 Ⅱ~Ⅴ级的倒木)。(非防火期仅Ⅰ级倒木的含水率低于30%,因此可暂不处理,节约人力物力,但需及时观测管控,该种建议也可得分) 以上处理,清除低腐烂等级倒木,保留中高腐烂等级倒木,不仅可降低因倒木而引发森林火灾的可能性,且有利于倒木提高土壤肥力,抑制水土流失,为更多的动物、微生物提供栖息环境提高生物多样性,最大限度地发挥倒木的生态功能。
核心串讲1 种群
1.种群的数量特征:
(1)出生率:单位时间内种群新生的个体数与该种群个体总数的比值。
(2)死亡率:单位时间内种群死亡的个体数与该种群个体总数的比值。
自然增长率:出生率-死亡率
(3)迁入率和迁出率:通过计算单位时间内迁入、迁出的个体数占该种群个体总数的比值。计算迁入率和迁出率是分析东滩越冬水鸟各物种数量变化的重要依据。
(4)年龄结构(预测种群数量的发展趋势):一个种群中各年龄期个体数量的占比。每个种群都是由不同年龄和不同性别的个体组成的。
(5)性别比例:指种群中雌雄个体数量的比例。
注:①出生率、死亡率、迁入率和迁出率能够直接决定种群密度。
②年龄结构只能预测种群数量的发展趋势,但不能决定种群密度。种群密度的变化还受到气候、天敌等其他因素的影响。
③性别比例是生物长期环境适应、种群繁衍的进化结果。当这个比例被破坏时,种群数量就会受到影响。利用这一特性,人类可以使用性引诱剂杀灭某些农林业害虫的雄性个体,破坏它们的正常性别比例,从而有效抑制其种群规模,降低对农林业的破坏。
2.种群密度的调查方法
(1)种群密度(种群最基本的数量特征):单位面积或单位体积内种群的个体数量来表示种群的大小(种群大小:一定空间内种群全部个体的数量)。
(2)预估种群密度的方法:用样方法、样线法、标志重捕法等不同方法来估测它们的种群密度。
①样方法:分布相对固定的生物,如高等植物。
a.根据被调查生物的种类和分布情况确定样方的大小。
b.
c.计数样方中目标生物的数量(计数原则:记上不记下,记左不记右)
d.计算出样方面积内的种群密度。根据实际需要,调查一定数量的样方,求取这些样方种群密度的平均值,即可估测出整个调查区域中目标生物的种群密度。
种群密度=所有样方种群密度之和/样方数=N1+N2+.....+Nn/n
注:“随机”取样是为了确保所选择的样方具有代表性,不受主观因素的影响,使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。
②标志重捕法:
调查对象
许多动物活动能力强、活动范围大且难以直接观察,则可以使用标志重捕法估测它们的种群数量。
调查程序
在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体(数量为M)并标记后释放。一段时间后,在该区域内重新捕捉。根据重新捕捉到的个体(数量为n)中有标记的个体(数量为m)所占的比例,来计算调查区域内整个种群的数量(N)。
计算公式为:N/M=n/m
注意事项
①被标记个体在群体中应混合均匀;
②调查期间无大规模出生和死亡、迁入和迁出;
③标记物不易脱落,不对生物造成伤害,不会增加其被天敌捕食的概率。
误差分析
重捕标记数m偏小会导致调查值偏大,如:①标记物脱落;②被标记个体更难被重捕:③被标记个体易被天敌捕食等。
重捕标记数m偏大会导致调查值偏小,如:①被标记个体还未充分混匀就被重捕:②在被标记个体数密集处重捕。
③样线法:
易于观察且体型较大的生物,如鸟类、大型哺乳类、高大乔木等。简单的样线法调查,只需记录调查样线两侧规定宽度(W)范围内观察到目标生物的个体数量(N)以及样线的长度(L),进而计算样线调查覆盖面积中目标生物的种群密度(D)。
④微生物抽样调查:血细胞计数板(样方法)。
⑤土壤取样器法:
鼠妇等。诱虫器的结构。在搭建诱虫器时,使用一个去底小水桶,里面固定一张金属网来盛放土样。然后,将这个盛土器放置在一个大漏斗上,漏斗下部接装有固定液(乙醇)的集虫器。将整个装置置于电灯(白炽灯,40-60w)下烘烤,利用土壤动物躲避高温的习性,将它们逐渐赶往盛土器的底部并掉落,沿着漏斗收集在集虫器中。
3.环境因子影响种群特征
4.用数学方法描述种群数量的变动规律
核心串讲2 群落
1.群落是多个物种种群组成的有机整体
(1)群落概念:同一时间内,聚集在一定区域中的各种生物种群集合。
(2)群落特征:物种组成、种间关系、空间结构、群落演替等
(3)物种组成:
鉴别群落:可以依据群落中具有代表性的物种来判断。植物通常是决定群落外貌的主要部分。通常用植被来表示群落中的植物组成。
2.种间关系将群落物种联系在一起
种间关系:群落中各物种之间存在着复杂的相互作用。这类物种间的相互作用,称为种间关系。
种间关系分类:负相互作用和正相互作用
负相互作用:作用双方至少有一方受害,例如捕食、种间竞争、寄生。
正相互作用:双方至少有一方受益,而且另一方没有受损,例如共生。
种间关系
定义
负相互
捕食
“先增加者先减少”的非同步性变化,且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者
一种生物以另一种生物为食。鸟吃鱼等等
种间竞争
两种生物生存能力不同,数量上呈现出“你死我活”的变化,如图1;两种生物生存能力相同,如图2
两种或多种生物共同利用同一资源。竞争表现为物种间相互抑制其结果通常是一方占优势,而另一方居于劣势甚至灭亡。
寄生
寄生种群A得利,宿主种群B受害;宿主B一般不会全部死亡
寄生生物寄宿在宿主生物体内或体表,并从宿主生物组织、体液、已消化物质获取营养造成危害。
正相互
共生
数量上常表现“同生共死”
不同种的生物生活在一起,相互依存,彼此有利。
原始合作
分开后,各自也能独立生活
3.群落具有一定的空间结构(群落的空间结构)
(1)群落的空间结构概念:每一种生物在群落中都有一定的分布空间。将这些物种的空间分布特征集合起来,就形成了群落的空间结构。
(2)类型
垂直结构
水平结构
概念
大多数群落在垂直方向上都有分层现象
物种组成的变化、土壤理化特性、小地形、风、水分布等许多局部环境条件的变化会导致群落植被(植物的总称)的分布出现较大的局部差异,最终在水平方向上形成斑块状的镶嵌结构
表现
垂直方向有明显的分层现象
水平方向上形成斑块状的镶嵌结构
决定因素
植物:光照、温度、水分、无机盐等;
动物:栖息空间和食物条件;
植物分层决定动物分层
补充: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:生物自身生长特点不同及人与动物影响
4.群落的季节性
气候的周期性和昼夜的节律作用于生物,群落会随时间而发生变化或改变。不同的物候期,群落中不同物种分别处于不同的生理阶段,导致群落的结构和外貌存在显著差异。而不同生物的昼夜节律也有差异,
5.生态位
①定义:生物在生态环境中所处的位置,是该生物对其生存所需一切环境要求的总和。
②研究内容:
③生态位重叠:当两个或更多的物种共同利用某些资源时,即出现了生态位重叠,如果资源供应不足,就会产生种间竞争,如果竞争激烈,种群对资源的利用就会发生改变,可能出现(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。
6.群落演替
(1)群落演替概念:一定地理范围内,群落由一种类型变化为另一类型的有序演变过程。
(2)分类
分类
初生演替
次生演替
起点
如果一个地区从未被生物定居过(或者彻底清除了一切生物),从无开始
原生群落受自然或人为破坏后再次发生的演替
实例
实例:在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
实例:在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替
过程
(裸岩上演替)裸岩阶段-地衣阶段-苔藓阶段-草本植物阶段-灌木阶段-森林阶段
(火灾后草原)一年生的速生草本植物→多年生草本植物→灌木和乔木
演替时间
长
短
速度
缓慢
较快
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
相同点
群落结构由简单到复杂,物种数量和群落层次增多,土壤,光能得到充分的利用
顶级群落(群落演替的终点):在某一特定地理环境中,群落经历一系列演替阶段,最后出现的、相对稳定的群落阶段,称为顶级群落。
(3)群落演替原因
核心串讲3 生态系统
1.生物群落与非生物因素相互作用形成生态系统
(1)生态系统定义:由生物群落与非生物因素相互作用而形成的、能够自我维持的整体。
(2)生物圈(地球最大的生态系统):包含了地球有生命活动的所有区域。
(3)分类
2.生物生态系统的结构
(1)生态系统的结构
(2)生态系统的组成成分:
组成成分
无机环境
生产者
消费者
分解者
必需成分
基石
最活跃的成分
关键成分
营养方式
-
自养生物
捕食或寄生
腐生
定义
非生物因素的总和
利用无机物制造有机物,维持自身生命活动
通过摄食植物或者捕食动物,获得有机物
能够将死亡后的生物体、存活时脱落的残体和动物排泄物,分解为简单的无机物
实例
水、底质(泥、沙或石)等
微生物:硝化细菌、水生高等植物、大型藻类、浮游植物等
植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等等。
营腐生生活的细菌和真菌、腐食动物等
作用
为生物提供物质好能量
①合成有机物,储能
②为消费者提供食物和栖息场所
①加快生态系统的物质循环;②帮助植物传粉和传播种子
把动植物遗体(枯枝败叶,尸体残骸)和动物排遗物中的有机物分解成无机物
3.食物链或食物网呈现出生态系统的营养结构
(1)食物链
①食物链:生态系统中各种生物间存在着摄食关系,这种以食物营养关系彼此联系起来的序列。
②食物链特点:从生产者开始(完整的食物链),只含有生产者和消费者
③营养级:在食物链中,箭头用来指示从食物到摄食者,生物在生态系统食物链中所处的层次。
(2)食物网
①食物网定义:食物链彼此相互交错连接成的复杂、交叉的营养关系。
②形成原因:一种生物可以被多种动物捕食,也可能为多种生物提供食物。
③功能:生态系统物质循环和能量流动的渠道。
④食物网的复杂程度:主要取决于有食物联系的生物种类,而并非取决于生物的数量。
⑤意义:生态系统保持相对稳定的重要条件。
a.某种动物减少或消失,其在食物链上的位置可能会由其他生物取代。
b.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力一般越强。
4.生态系统的能量流动
(1)能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失等过程。
①能量的输入
来源:生态系统所需的能量最终来源于太阳能。
流经生态系统的总能量:生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。
②能量的传递
过程/途径:食物链和食物网
形式:有机物中的化学能
③能量的转化和散失
转化:太阳能→有机物中的化学能→热能
散失:通过呼吸作用最终以热能形式散失
生产者固定的能量=自身的呼吸作用热能形式散失+以有机物的形式贮存在生产者体内
(2)能量流动特点
①特点1:能量沿生态系统食物链和食物网流动,在生态系统中只能单向流动,不能逆向流动。
单向流动
②特点2:能量沿营养级逐步递减
消费者摄入量=同化量+粪便中能量
同化量=呼吸作用以热能形式散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
生长、发育和繁殖的能量=通过遗体残骸流向分解者的能量+下一营养级摄入量+未被利用
动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,应为上一营养级同化的能量,严格来说是上一营养级流向分解者的能量。
植物光合作用与同化量的关系:光合作用储存的能量=同化量,净光合作用储存的能量=用于生长、发育和繁殖的能量(净光合作用=光合作用-呼吸作用)。
(3)生态金字塔体现食物网各营养级间关系
①生态金字塔:将生态系统各营养级间的关系,由低到高绘制成图,通常呈现一个金字塔图形,称为生态金字塔。
②生态金字塔分别称为能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。
项目
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
定义
单位时间内各营养级所得到的能量数值(同化量)转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列
如果用同样的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系
如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系
每一层含义
单位时间内,食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
单位时间内,每一营养级生物所容纳的有机物的总干重
每一营养级生物个体的数目
特点
天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形
一般为上窄下宽的金字塔形
一般为上窄下宽的金字塔形
象征
意义
能量在流动过程中逐级递减
生物量(有机物总干重)随食物链中营养级升高逐级递减
生物个体数目在食物链中随营养级升高逐级递减
特殊
形状
某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置的金字塔形
倒置生物量金字塔出现的原因主要是初级消费者(浮游动物)大量摄食生产者(浮游植物),使生产者的生物量仅能维持在一个相当低的水平。
如果消费者个体小而生产者个体大,就会呈现倒置的金字塔形
5.生态系统的物质循环
(1)物质在生物群落与无机环境间不断循环
①物质循环:生物体是由许多基本元素组成的,这些元素以多样的物质形态在无机环境与生物群落间往复循环,此过程称为生态系统的物质循环,也称生物地球化学循环。
②
③地球上主要的物质循环有碳循环、水循环、氮循环和磷循环等。
(2)碳循环
①碳循环:碳元素主要贮存在化石燃料,土壤、沉积物、海洋、生物体以及大气中,在各组分间持续运动和交换的现象。
②形式:
6.生态系统的信息传递
(1)信息的种类
定义
来源
举例
物理信息
光、声、温度、湿度、磁场、机械振动等物理因素
非生物环境、生物
①光强和光周期调控植物的生长和发育;
②海豚、蝙蝠等利用声波进行回声定位;
③雄性蟋蟀的鸣叫可以向雌性个体传递信息。
化学信息
生命过程中产生的传递信息的化学物质
生物
①雌蚕蛾释放的性外激素等
②黄鼠狼放出臭味信息,吓跑敌人;
③狗撒尿标记地盘。
行为信息
动物的某些行为用于同种或异种间的信息传递
动物特殊表现和行为
①蜜蜂“舞蹈”准确传递蜜源的距离、方位等信息;
②孔雀开屏是雄孔雀求偶炫耀行为,在雌孔雀面前表现自己,以期待获得与雌孔雀交配繁衍机会。
(2)信息传递过程:信息产生、传输和接收三个基本环节。
(3)信息传递特点:双向性
(4)信息传递功能:是生物长期进化的结果,可以出现在个体、种群、群落等不同水平上。
7.信息传递、能量流动和物质循环相互依存并协同作用
项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
双向传递
途径
食物链和食物网
多种
地位
能量是生态系统的动力,使物质能够连续地在生物群落和无机环境间循环利用
能量的载体,使能量能够沿生态系统食物链(网)流动
决定能量流动和物质循环的方向和强度
联系
能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的主要功能,三者同时进行,彼此相互依存、不可割裂。能量在生态系统中的固定、转换和释放,离不开物质的合成、转化和分解,也都伴随着信息的产生、传递和响应。
生态系统的各组分正是通过能量流动、物质循环和信息传递三者的协同作用,形成一个统一的有机整体。决定了生态系统的整体性和稳定性。
8.生态系统的稳定性
(1)生态系统的稳定性:生态系统具有自我调节的能力,在受到影响后能够保持和恢复相对稳定状态的能力。
(2)原因:生态系统具有自我调节能力(基础:负反馈调节:生态系统面对干扰时能通过一系列自我调节的过程,降低干扰对其影响,维持或恢复其相对稳定的状态的调节机制)
(3)分类:
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
概念
生态系统具有这种抵抗影响、保持自身的结构与功能相对稳定的能力
生态系统受到一定程度的破坏后,经过一段时间可以恢复相对稳定状态的能力
区别
实质
保持自身的结构与功能相对稳定
恢复自身的结构与功能相对稳定
核心
抵抗干扰,保持原状的能力
遭到破坏,恢复原状的能力
影响因素
生态系统中物种丰富度越大,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强
一般情况下,生态系统中物种丰富度越小,营养结构越简单,恢复力稳定性越强
二者联系
①呈相反关系:一般来说,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性弱,反之亦然;
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用,共同维持生态系统的稳定。
核心串讲4 生物多样性
1.生物多样性维持生态系统的稳定性
生物多样性:生物圈内所有的微生物、植物、动物等和它们的基因,以及它们与环境共同组成的各种各样的生态系统。
生物多样性分类:遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性
2.生物多样性对人类生存和发展意义重大
生物多样性的价值:直接价值、间接价值和潜在价值。
直接价值
间接价值
潜在价值
举例
人类提供食品、药物、工业原料、燃料等直接作为生产资料使用的这部分价值,还包括人类享受的那部分价值。
光合作用固定CO2、合成有机物,微生物分解死亡有机体;森林、草原、湿地保持水土、调节气候、防风固沙等与生态系统功能有关的这些价值。
目前人们尚不清楚的价值。
大小
生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
3.保护生物多样性是全人类的重要使命
生物多样性保护的根本目标:保护、维持并发展现有的生物多样性,合理持续地开发、利用生物资源,保护生物种群持续生存和繁衍所依赖的生态环境,达到人与自然和谐统一。
保护栖息地
划定保护区域(自然保护地)
意义:保护荒野地、保存物种和遗传多样性,维持环境服务、保持特殊自然和文化特征
保护物种
就地保护
最有效的保护
迁地保护/异地保护
最后的保护机会
能力1 “J”型曲线和“S”型曲线
1.“J”型曲线的“λ”
项目
种群数量变化
年龄结构
λ>1
增加
增长型
λ=1
不变
稳定型
0<λ<1
减少
衰退型
λ=0
种群在下一代灭亡
2.“S”型曲线
(1)曲线分析
(2)实践应用
b点的应用
消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期(b点之前),严防种群增长进入加速期
c点(K/2值)的应用
对有害生物:严防种群数量达到该点,如害鼠达到K/2时,鼠害将难以控制
书上原话:畜牧养殖业中常将种群数量维持在K/2,以保证种群健康,同时又能获取相对最大的捕获量。
e点(K值)的应用
有害生物的防治:增大环境阻力,限制生存条件,降低环境容纳量(K值),如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量
野生生物资源保护:改善生存条件,尽量提升K值,如建立自然保护区,保护大熊猫。上世纪50年代,以为朱鹮已经灭绝了,日本国鸟。
3.增长率、增长速率的分析
增长率
增长速率
定义
单位时间内新增加的个体数占原有个体总数的比值
单位时间内新增个体数
单位
无单位,只是百分比
有单位,个/天,个/年
与斜率关系
斜率只能代表增长速率
S型:增长率随种群密度增大而不断降低;增长速率先增大后减小,K/2处达到最大
环境阻力指种群生活的环境中存在着限制种群数量增长的因素,如有限的空间、资源,废物的积累,生物之间的相互作用如种内和种间竞争、捕食等。
能力2 探究培养液中酵母种群数量的变化规律
1.过程
(1)使用天平称取0.3g活性干酵母,在酒精灯火焰旁将其加入到盛有100mL已灭菌培养基的三角烧瓶中,充分摇匀。每组取10mL进行实验。
(2)取洁净的血细胞计数板一块,盖上盖玻片。在酒精灯火焰旁,用移液器吸取少许充分混匀的培养液,滴入盖玻片边缘,让培养液自行缓慢渗入,一次性充满计数池,同时防止产生气泡。
(3)用对侧引流法满加亚甲基蓝染液,用吸水纸吸去多余的液体。静置3min,将计数板置于显微镜下,先用低倍镜找到计数池,再转换至高倍镜观察。
(4)25中方格的血细胞计数板,分别取左上 (A1) 、左下(A2)、右上(A3)、右下(A4) 和中心位置的中方格(A5) ,共5个中方格,对酵母进行计数。估算出1mL培养液中酵母的初始种样数量(N0) ,计数通常需安重复3次,取平均值。
(5)将母培养液置于37°C左右的条件下培养,每天定时进行显微计数,持续观察5人以上,分别记录数据。
(6)根据统计结果,画出酵母数量变化曲线。
2.注意
(1)将少量亚甲基蓝溶液滴入菌液并静置3min,死亡的酵母细胞将变成蓝色,而活体细胞不会被染色。只有活体才能被记作种群的一员,但是计数死细胞又能为我们提供什么种群信息呢?
(2)是否需要对照实验? 时间上前后自身对照
(3)是否需要重复实验?如果需要,如何处理各重复实验获得数据间的差异?需要重复试验,对每个样品可计数二次,再取平均值
(4)酵母有出芽生殖现象。如果观察到正在出芽的个体应该算作几个个体呢?(建议:确定一个芽体和母体的体积比阈值(芽体达到母细胞的1/2时,记作2个菌体),当超过这个阈值时就记为 2个个体,否则算1个个体。)
(5)落在网格线上的个体用什么方法进行计数? 落在网格线上的酵母,依照“记上不记下,记左不计右的原则进行计数。(右图18个)
(6)如果小方格里酵母过多,难以数清,怎么办?稀释培养液重新计数。如果过少,可以对整个大方格中所有的菌体进行计数。
3.血细胞计数板的使用方法
(1)血细胞计数板中央有2个3mm×3mm的计数池。每个计数池划分成9个1mm×1mm的大方格,正中央的大方格称为计数区。每个大方格进一步划分为16个中方格,每个中方格再进一步划分成25个小方格。因此,1个计数区最终由400个等尺寸的小方格组合成。每个小方格的面积是1/400mm2。计数区的高度是0.1mm,当盖上盖玻片时,每个小方格的体积为1/4000mm3。
(2)血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格(教材:图2左)而言,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16规格(图2右)而言,计四角和正中间的5个中方格共计 80个小方格中的个体数量。不管哪一种规格,大方格的小方格数均为400个。
(3)计算公式:1mL培养液中细胞个数=中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数×400×104×稀释倍数.
能力3 生态系统各成分的判断方法
1.组成成分
(1)生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。前言视窗:深海热泉生态系统中的化能合成生产者:
(2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
(3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
(4)有些生物具有双重“身份”,如大肠杆菌生活在肠道中属于消费者,生活在腐烂的有机体中属于分解者。
2.联系
(1)依据文字判断
①判断生产者时要注意是否为自养型生物,若为自养型生物,则为生产者。
②判断消费者时要特别注意异养型、非腐生等关键词。植物、微生物都可能是消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、动物的排遗物中的有机物分解成无机物,即是否腐生生活,如蚯蚓。
(2) 依据图形判断
①根据双向箭头找出生产者和非生物的物质和能量。
根据A⇔D确定A、D两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。
②根据箭头指向判断各成分。
A有三个箭头指出,A应为生产者。
D有三个箭头指入,为无机环境。
B和C中一个为消费者,另一个为分解者,A(生产者)和B均有箭头指向C,则C为分解者,B为消费者。
能力4 能量流动的相关计算
1.求某营养级获得能量的“最大值”或“最小值”
(1)食物链的能量计算:在一条食物链中,若生产者(第一营养级)能量为100%,那么第n营养级获得的能量最多为(20%)n-1,最少为(10%)n-1。
(2)食物网中的能量计算:
①已知A的同化量,求D获得的能量最多或最少?
②已知D的同化量,求A获得的能量最多或最少?
(3)在食物网中,若某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量,则按照单独的食物链进行计算后再合并。
2.具有人工输入能量的生态系统
若两个营养级均有人工能量输入,在计算能量传递效率时,分子为从上一营养级流入的能量,分母为上一营养级的总同化量(包括人工输入的能量和经食物链流入营养级的能量×100%。如:
能力5 物质循环相关辨析
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统,而是指地球上最大的生态系统——生物圈,因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物,而是指组成生物体的化学元素,如C、H、O、N、P、S等。
(3)碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的,只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。
项目
能量流动
物质循环
形式
光能→化学能→热能
(碳循环为例)CO2→有机物→CO2
范围
生态系统各营养级
全球性
特点
单向流动,逐级递减
反复利用
联系
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者同时进行。彼此相互依存,不可分割。
①能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体;能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
②生态系统各组成成分,通过能量流动和物质循环,紧密联系在一起,形成一个统一的整体。
注:①不能说物质循环和能量流动是相互依存的两个过程,能量存在于物质中,能量驱动着物质循环,故是不可分割的。
②能量流动的终点是热能散失到非生物环境中,不能循环利用。而物质循环产生的 CO2又被重新利用,所以没有终点。
能力6 信息传递的应用
1.信息传递在农业生产中的应用
措施
目的
养鸡场延长光照时间
提高产蛋率
用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子
提高萌发率
利用模拟的动物信息吸引传粉动物
提高作物的传粉效率和结实率
利用音响设备模拟动物声音
诱捕或驱赶动物
施加昆虫信息素
诱捕或警示有害动物
2.有害动物三种防治方法的比较
名称
化学防治
机械防治
生物防治
措施
化学药剂喷施等
人工捕捉等
引入天敌或寄生生物等
优点
作用迅速;短期效果明显
无污染;见效快,效果好
效果好且持久;成本低,无污染
缺点
引起害虫抗药性增强;杀灭害虫天敌,破坏生态平衡;污染环境
费时费力;对体型很小的害虫无法实施
天敌数量不确定;寄生生物专一性强
能力7 生态系统的稳定性之间的关系
(1)在受到干扰之前,曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。
(2)热带雨林生态系统与草原生态系统相比,受到相同干扰时,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
(3)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标,x值越大,说明恢复力稳定性越低。
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,TS值越大,说明生态系统的总稳定性越低。
01 种群与群落
1.(25-26高三上·上海·开学考试)三裂叶豚草是传入我国的一种外来入侵植物。为减少其危害,可选取紫穗槐、沙棘等经济植物作为替代植物,建立豚草替代控制示范区。示范区建成后三裂叶豚草的数量明显减少,带来了明显的经济效益。如图为三裂叶豚草的种群数量变化曲线。
(1)调查某区域中三裂叶豚草的种群密度常采用________法。
(2)三裂叶豚草入侵我国初期,种群数量按_______(曲线I/曲线Ⅱ)增长,对该曲线的描述正确的是______(编号选填)。
①该曲线模型中种群的增长率不变
②该曲线模型中种群增长速率不变
③该曲线出现的条件是生存空间充裕、气候适宜、没有敌害等
(3)曲线Ⅱ中种群增长速率最高的时间点是________,此时的种群数量约为________,种群出生率小于死亡率的时间段是______。
(4)进化速度较快的是________(曲线I/曲线Ⅱ)所代表的种群,其进化过程中种群的基因频率_______(一定会/一定不会/不一定会)发生改变。
(5)下列关于曲线Ⅱ的叙述正确的是________(单选)。
A.环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后
B.控制入侵物种应在b点之后进行
C.曲线Ⅱ代表的种群数量不会超过K值
D.曲线Ⅱ代表的种群数量在de时间段增长率为0
(6)下列对图1中阴影部分的解释正确的是________(多选)。
A.反映环境中影响种群增长的阻力
B.表示环境中允许种群增长的最大值
C.表示种群内迁出的个体数
D.表示通过生存斗争被淘汰的个体数
(7)研究机构对三裂叶豚草入侵区域的能量流动进行了调查,如下图所示。据图分析,初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为_______J/(hm2·a),能量从第二营养级到第三营养级的营养级效率为_______。
【答案】(1)样方
(2) 曲线1 ①③
(3) b K/2 e-f
(4) 曲线Ⅱ 一定会
(5)D
(6)AD
(7) 1.5×108 12%
【分析】分析图A:曲线Ⅰ表示种群在理想条件下的增长情况,即呈“J”形曲线增长;曲线Ⅱ表示存在环境阻力时种群数量的增长情况,b对应的种群数量为,此时种群数量增长速率最大;在b点之前种群数量增长速率逐渐增大,b点之后种群数量增长速率逐渐减小;d点后种群数量达到最大值,即K值;ef段种群数量减少。分析图B:表示样方法计数结果,计数原则为:计左不计右,计上不计下。
【详解】(1)调查某区域中三裂叶豚草的种群密度常采用样方法。
(2)三裂叶豚草入侵我国初期,由于环境适宜,没有天敌等因素,种群数量按曲线I增长,该曲线属于J形曲线,①该曲线中种群的增长率不变,①正确;②但种群增长速率一直在增大,②错误;③该曲线的种群数量会一直增长下去,因此出现的条件是生存空间充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件,③正确。
故选①③。
(3)曲线Ⅱ是S型曲线,种群增长速率最高的时间点是b点,此时种群数量约为K/2,随着种群数量增长,食物和空间资源减少,种内斗争加剧,因此种群出生率会下降,死亡率会上升,当种群出生率小于死亡率的时间段种群数量下降,因此是e-f段。
(4)曲线Ⅱ环境条件变化大,自然选择压力大,进化可能更快;进化的实质是种群基因频率的改变,所以基因频率一定会改变。
(5)A、环境阻力一直存在,并不是在d点之后才出现的,A错误;
B、控制入侵物种应该在其种群数量达到K/2之前,即在b点之前,B错误;
C、曲线Ⅱ为“S”形增长的种群,其种群数量在K值附近上下波动,会超过K值,C错误;
D、曲线Ⅱ为“S”形曲线表示种群数量与环境阻力之间的关系,在de时间段种群数量未变,增长率为0,D正确。
故选D。
(6)图中阴影部分是理想条件下的“J”形增长和自然条件下的“S”形增长种群相差的数量,表明这是环境中影响种群增长的阻力或者通过生存斗争被淘汰的个体,AD正确。
(7)生产者处于第一营养级,初级消费者处于第二营养级,次级消费者处于第三营养级,同化量=摄入量-粪便量,所以初级消费者同化量为1.05×109-3×108=7.5×108J/(hm2·a),初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸量=7.5×108-6×108=1.5×108J/(hm2·a)。次级消费者同化量为1.25×108-3.5×107=9×107,从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(9×107)/(7.5×108)×100% = 12%。
02 生态系统的结构与功能
2.(25-26高三上·上海·期中)在非洲肯尼亚的稀树草原上,优势树种金合欢为本地蚂蚁提供花蜜和带刺的庇护所,本地蚂蚁则保护其免受大象等大型植食性动物的啃食。外来入侵物种大头蚁攻击并消灭了本地蚂蚁,导致金合欢减少,稀树草原可见度增加,如图所示。
(1)本地蚂蚁与金合欢之间存在_________关系,与大头蚁之间存在_________关系。(编号选填)
①捕食 ②种内竞争 ③种间竞争 ④寄生 ⑤共生
(2)大头蚁入侵后,种群的增长如图所示,以下说法不合理的是_________。(单选)
A.大头蚁在ab段因适应新环境而增长缓慢
B.大头蚁在c点种群增长速率最大
C.大头蚁在cd段种内竞争加剧
D.大头蚁在de段种群数量达到最大
(3)大头蚁的入侵破坏了稀树草原群落的_________结构。(不定项选择)
①垂直结构 ②水平结构
研究人员发现,大头蚁入侵后,狮子对斑马的捕食减少,对非洲野牛的捕食增加。
(4)在进行种群密度调查时,金合欢常采用_________,斑马和野牛常采用_________。(编号选填)
①样方法 ②标志重捕法 ③样线法 ④粪便统计法 ⑤遇见率
(5)大头蚁入侵改变稀树草原的面貌,影响了种间关系,这属于_________(A.初生B.次生)演替。(内容选填)
(6)关于稀树草原生态系统,以下说法正确的是_________。(单选)
A.大象在食物网中位于最高营养级
B.斑马和狮子之间的能量传递效率一定为5%-20%
C.狮子在捕食斑马时存在信息传递
D.本地蚂蚁作为分解者常取食昆虫尸体
(7)以下对狮子捕食对象改变的原因推测合理的是_________。(多选)
A.大头蚁入侵导致狮子栖息地结构改变
B.稀树草原能见度提高,狮子捕食斑马容易失败
C.非洲野牛跑的慢,更容易被捕食
D.非洲野牛数量多,可以作为稳定的食物来源
(8)以下哪些措施可以用来降低大头蚁入侵的负面影响_________。(编号选填)
①使用大量化学毒饵杀灭大头蚁 ②从大头蚁原产地引入其天敌
③保护金合欢不受大象啃食 ④将大象迁移到远离金合欢的区域
⑤加强对狮子和非洲野牛种群监测
【答案】(1) ⑤ ③
(2)D
(3)①②
(4) ① ②
(5)B
(6)C
(7)ABD
(8)③⑤
【分析】生物之间的关系有种间关系和种内关系两种:种间关系又分互利共生(如藻类和真菌共同生活在一起形成地衣,二者密不可分)、原始合作(如海葵和寄居蟹在一起,互惠互利)、种间竞争(如水稻与稗草)、捕食(如狼吃羊)和寄生(如蛔虫寄生在人体内)等;种内关系又分种内互助(如蜜蜂之间的合作)和种内斗争(如狼群争抢猎物)等。
(1)金合欢提供花蜜或庇护所,蚂蚁保护金合欢,二者相互依存、彼此有利,属于⑤共生关系。本地蚂蚁与大头蚁,二者争夺金合欢的资源(花蜜、庇护所),属于③种间竞争关系。
(2)A、ab段是适应期,种群增长缓慢,A正确;
B、S型曲线中,种群增长速率最大的点是K/2(c 点),B正确;
C、cd段种群数量接近K值,资源有限,种内竞争加剧,C正确;
D、de段种群数量稳定在K值(环境容纳量),并非达到最大后持续增长,D错误。
故选D。
(3)大头蚁入侵后,金合欢减少、稀树草原可见度增加。垂直结构:群落中不同物种的分层(如树木、草本的分层)被破坏。 水平结构:群落中物种的空间分布(如金合欢的分布)被改变,因此①垂直结构、②水平结构均被破坏,故选①②。
(4)金合欢是植物(静止不动),种群密度调查常用样方法(①),斑马和野牛是活动能力强、活动范围大的动物,种群密度调查常用标志重捕法(②)。
(5)初生演替是在从未有生物的裸地发生的演替,次生演替是原有群落被破坏后,在原有土壤条件保留的基础上发生的演替,大头蚁入侵是破坏了原有稀树草原群落,属于次生演替(B)。
(6)A、大象是植食性动物,处于第二营养级(最高营养级是食物链的顶端捕食者),A错误;
B、相邻营养级的能量传递效率是约5%-20%,而不是两个物种间的能量传递效率,B错误;
C、狮子捕食斑马时,通过视觉、气味等信息传递定位猎物,C正确;
D、本地蚂蚁是消费者(取食金合欢花蜜、保护金合欢),不是分解者,D错误。
故选C。
(7)A、大头蚁入侵导致金合欢减少,栖息地结构改变,影响狮子捕食,A正确;
B、草原可见度提高,斑马易发现狮子、逃跑,狮子捕食斑马易失败,B正确;
C、非洲野牛 “跑得慢” 不是合理推测(野牛奔跑能力强),C错误;
D、金合欢减少后,野牛数量可能增加,成为稳定食物来源,D正确。
故选ABD。
(8)①大量化学药剂,会污染环境、破坏生态,①错误;
②引入天敌,可能造成新的生物入侵,②错误;
③保护金合欢,可恢复本地蚂蚁的生存环境,间接抑制大头蚁,③正确;
④迁移大象,破坏原有生态平衡,④错误;
⑤监测狮子和野牛,可及时调控种群数量,维持生态稳定,⑤正确。
故选③⑤。
03 生态系统的稳定性
3.(2026·上海长宁·一模)湿地荷花
“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红。”某景区以粉红、白色的荷花闻名,图为景区荷塘的部分食物网。近年来由于生产生活中过量排放N、P引起的荷塘富营养化问题,常导致绿藻爆发式生长。研究表明,荷花根系能吸收水中的磷酸盐、硝态氮等物质。
(1)荷塘中的挺水植物荷花、水中的各种鱼类以及塘底水草的分布,体现的空间结构特征为_____,荷塘的各色荷花形成了________。(单选)
A.垂直分层、群落 B.垂直分层、种群
C.水平分区、群落 D.水平分区、种群
(2)荷塘生态系统中,能量流动的起点是_______;与杂食性鱼类的生态位重叠度最高的是_______。(编号选填)
①蜜蜂 ②食虫性鱼类 ③荷花 ④植食性鱼类 ⑤绿藻 ⑥浮游动物
(3)N、P进入荷塘生态系统的途径是_______。(编号选填)
①氮循环 ②磷循环 ③水循环 ④碳循环
(4)水体富营养化会导致荷塘绿藻爆发,并逐渐消耗水体中溶解氧,该过程中浮游动物的数量 _。(单选)
A.减少 B.增加 C.先增加后减少 D.先减少后增加
(5)若荷花固定的太阳能总量为10000kJ,且其中仅5%的能量流向蜜蜂。食虫性鱼类从蜜蜂处获得的能量为60kJ,则该过程的营养级效率为_________。(单选)
A.5% B.6% C.10% D.12%
该景区的荷花主要以蜜蜂等昆虫为传粉者。表为不同花的荷花吸引蜜蜂访花的相关信息,其中蓝受体和绿受体是蜜蜂复眼中实现颜色识别的核心感光单元,二者协同工作使蜜蜂能精准分辨植物颜色。
花色
主导色素
蜜蜂感知效果
粉红
花青素
能激活绿受体和蓝受体
红色
花青素
仅能微弱激活绿受体
白色
无色素
能均等激活绿受体和蓝受体
(6)下列关于荷花花色与蜜蜂访花行为,推测正确的是____。(多选)
A.白色荷花的蜜蜂访问频率最低 B.粉红荷花的蜜蜂访问频率最高
C.蜜蜂的访花行为不完全由花色决定 D.信息流动方向是:蜜蜂→荷花
(7)为治理水体富营养化问题,同时提升景区观赏性,该景区计划大量增种人工培育的红色荷花。下列分析合理的是________。(多选)
A.红色荷花颜色鲜艳,在荷塘中有种内竞争优势
B.蜜蜂的访花偏好会导致红色荷花定向变异
C.实施此项计划短期内有助于抑制藻类繁殖
D.实施此项计划无助于水体富营养化的长期治理
【答案】(1) B B
(2) ③⑤ ④
(3)①②③
(4)C
(5)D
(6)BC
(7)CD
【分析】水体富营养化是指因生产生活中过量排放氮(N)、磷(P)等营养物质,导致水体中藻类(如绿藻)爆发式生长,进而引发水体溶解氧下降、生态失衡的现象。
【详解】(1)“挺水植物荷花、水中鱼类、塘底水草” 是不同生物在垂直方向的分层,属于群落的垂直结构;“各色荷花” 属于同一物种在水平方向的不同表现,构成种群,故选B。
(2)生态系统能量流动起点是生产者固定的太阳能,荷塘中生产者为③荷花(挺水植物)、⑤绿藻(浮游植物)等。生态位重叠度高指物种食物、栖息环境相似。杂食性鱼类可吃植物(如荷花、绿藻),植食性鱼类(④)以植物为食,二者食物来源重叠度最高;蜜蜂(①)吃花蜜、食虫性鱼类(②)吃昆虫,与杂食性鱼类食物差异大,④正确。
(3)题干明确N、P是“生产生活中过量排放”进入荷塘,排放的N、P需通过水循环(③)随雨水、污水进入水体;①氮元素主要通过氮循环(如生物固氮、大气沉降等方式)进入生态系统,是N进入荷塘的途径②磷元素通过磷循环进入生态系统,是P进入荷塘的途径;④碳循环与N、P无关,均非“进入途径”,①②③正确,④错误。
故选①②③。
(4)水体富营养化先导致绿藻爆发,浮游动物以绿藻为食,食物增多,浮游动物数量增加;绿藻大量繁殖后死亡分解,消耗水体溶解氧,导致浮游动物因缺氧减少,数量变化为“先增加后减少”,C正确,ABD错误。
故选C。
(5)营养级效率=下一个营养级获得的能量÷上一个营养级传递的能量×100%。荷花(第一营养级)流向蜜蜂(第二营养级)的能量:10000kJ×5%=500kJ;食虫性鱼类(第三营养级)从蜜蜂处获得 60kJ,效率=60kJ÷500kJ×100%=12%,D正确,ABC错误。
故选D。
(6)A 、白色荷花 “均等激活绿受体和蓝受体”,蜜蜂可清晰识别,访问频率不会最低;红色荷花 “仅微弱激活绿受体”,识别度低,访问频率可能最低,A错误;
B、粉红荷花 “能激活绿受体和蓝受体”,蜜蜂识别最清晰,访问频率最高,B正确;
C 、蜜蜂访花还受花蜜多少、花香等影响,不完全由花色决定,C正确;
D、信息流动是 “荷花(花色)→蜜蜂(感知)”,而非蜜蜂→荷花,D错误。
故选BC。
(7)A 、“种内竞争”是同一物种内部的竞争(如荷花间争夺光照、养分),红色荷花颜色鲜艳与种内竞争无关,且红色荷花蜜蜂识别度低,传粉效率可能弱,无竞争优势,A错误;
B、变异是不定向的,蜜蜂访花偏好仅起 “选择作用”,不会导致红色荷花 “定向变异”,B错误;
C、红色荷花根系可吸收磷酸盐、硝态氮,短期内减少水体中 N、P,抑制藻类繁殖,C正确;
D、水体富营养化根源是 “生产生活过量排放 N、P”,仅增种荷花无法解决排放问题,无助于长期治理,D正确。
故选CD。
4.(2026·上海青浦·一模)中华哲水蚤主要以浮游植物为食,凭借种类组成和数量上的优势成为东海海域浮游动物类群中重要的组成部分,是鲐鱼等经济鱼类的天然饵料,其种群的兴衰对东海生态系统的结构变化起到警示作用。
(1)结合题干信息,中华哲水蚤在东海生态系统中属于_______。(编号选填)
①生产者 ②初级消费者 ③次级消费者 ④第一营养级 ⑤第二营养级
(2)中华哲水蚤同化的能量去向有_______。(编号选填)
①用于自身生长、繁殖 ②呼吸作用散失 ③以粪便的形式排出
(3)由于受食物、水温等因素的影响,中华哲水蚤的个体大小、种群数量、性别比例具有明显的季节性变化。下列有关说法不正确的是_______。
A.中华哲水蚤的个体大小随季节发生变化的过程属于次生演替
B.鲐鱼的摄食压力可能会影响中华哲水蚤的种群数量
C.中华哲水蚤的性别比例在一定程度上影响种群的出生率
D.从某个时间点上看,中华哲水蚤等浮游动物的生物量可能高于浮游植物
为探究全球气候变暖对海洋生态系统影响,研究人员以中华哲水蚤(浮游桡足类)和猛水蚤(底栖桡足类,主要以浮游植物、有机碎屑等为食)为研究对象,探究温度对桡足类摄食的影响,相关实验结果如图1、图2。
(4)海洋中各种桡足类动物生活在不同的水层,形成了群落的______(垂直/水平)结构。
(5)据题干信息推测,中华哲水蚤和猛水蚤之间的种间关系为______。(编号选填)
①竞争 ②正相互作用 ③捕食 ④负相互作用
(6)结合图1、图2信息,下列有关说法不正确的是________。
A.中华哲水蚤与亚心形扁藻之间存在双向的信息传递
B.猛水蚤的摄食率总体上比中华哲水蚤的摄食率高
C.小球藻不适宜作为饵料喂养中华哲水蚤
D.温度对桡足类摄食的影响具有种间差异性
(7)从合理开发东海生物资源角度出发,下列叙述合理的是______。
A.根据中华哲水蚤生物量变化规律,确定鲐鱼等经济鱼类的捕捞时机和捕捞量
B.参考不同体长中华哲水蚤的数量占比,评估东海生态系统的健康状况
C.结合中华哲水蚤在生态系统中的作用,制定保护和开发东海生物资源的综合策略
D.利用中华哲水蚤与浮游植物的捕食关系,可提升水体氮磷含量以增加浮游植物数量
【答案】(1)②⑤
(2)①②
(3)A
(4)垂直
(5)①④
(6)B
(7)ABC
【分析】群落的结构包括垂直结构和水平结构:(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。
【详解】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,其中组成成分由生产者、消费者、分解者和非生物物质与能量构成。由题干信息可知,中华哲水蚤主要以浮游植物为食,故在东海生态系统中,中华哲水蚤属于初级消费者,处于第二营养级,②⑤正确。
故选②⑤。
(2)中华哲水蚤同化的能量,一部分用于自身生长、发育和繁殖,一部分经呼吸作用散失,其粪便中的能量不属于中华哲水蚤同化的能量,属于上一营养级,即浮游植物同化的能量流向分解者的部分,①②正确、③错误。
故选①②。
(3)A、中华哲水蚤的个体大小随季节发生变化的过程属于群落的季节性,不属于次生演替,A错误;
B、由题意可知,鲐鱼捕食中华哲水蚤,鲐鱼的摄食压力可能会影响中华哲水蚤的种群数量,B正确;
C、中华哲水蚤的性别比例通过影响种群的出生率,进而影响种群密度,C正确;
D、由于海洋中的浮游植物个体微小、繁殖快和浮游动物取食强度大等原因,在海洋生态系统中的某个时间点,中华哲水蚤等浮游动物的生物量可能高于浮游植物,D正确。
故选A。
(4)群落的垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象。水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的镶嵌分布。海洋中各种桡足类动物生活在不同的水层,形成了群落的垂直结构。
(5)由题干信息可知,中华哲水蚤属于浮游桡足类,主要以浮游植物为食,猛水蚤属于底栖桡足类,主要以浮游植物、有机碎屑等为食,两者的食物中都有浮游植物,两者的种间关系为竞争。负相互作用是指两个物种之间的相互作用对至少一方产生不利影响,主要包括竞争、捕食、寄生等类型。故中华哲水蚤和猛水蚤之间存在负相互作用。①④正确。
故选①④。
(6)A、分析图1,15℃时,中华哲水蚤对亚心形扁藻的摄食率最高,两者之间存在捕食关系,它们之间存在双向的信息传递,A正确;
B、分析图1和图2可知,两个图的纵坐标的值不同,猛水蚤的摄食率最高为8,中华哲水蚤的摄食率最高接近20,故猛水蚤的摄食率总体上比中华哲水蚤的摄食率低,B错误;
C、三种温度条件下,中华哲水蚤对小球藻均最低,故小球藻不适宜作为饵料喂养中华哲水蚤,C正确;
D、随温度变化,中华哲水蚤和猛水蚤对三种藻类的摄食率的变化趋势并不相同,说明温度对桡足类摄食的影响具有种间差异性,D正确。
故选B。
(7)A、从合理开发东海生物资源、实现可持续发展的角度分析,应根据中华哲水蚤生物量变化规律,确定鲐鱼等经济鱼类的捕捞时机和捕捞量,避免过度捕捞,A正确;
B、不同体长中华哲水蚤的数量占比可反映其种群结构是否稳定,参考该数据可以评估东海生态系统的健康状况,B正确;
C、结合中华哲水蚤在生态系统中的作用,如在食物链中的位置、物质循环中的角色等,制定保护和开发东海生物资源的综合策略,从整体上维护生态平衡,实现资源的可持续利用,C正确;
D、提升水体氮磷含量以增加浮游植物数量可能导致赤潮出现,会破坏生态平衡,不符合合理开发东海生物资源的理念,D错误。
故选ABC。
1.(2025·上海闵行·一模)长江口滩涂湿地生态系统是以通过种子或地下根茎繁殖的海三棱藨草为基础形成的,存在图1所示捕食关系。互花米草入侵对该生态系统产生了极大破坏。研究人员彻底根除互花米草后,发现本地植物海三棱藨草种群难以自然恢复,且使用人工种植进行传统修复也收效甚微。
(1)长江口滩涂湿地为东亚-澳大利亚迁飞通道上的多种候鸟提供了关键停歇栖息地,体现了生物多样性的________价值。
(2)蟹类啃食的植物中的物质和能量,可能会________。(编号选填)
①以粪便形式排出 ②被蟹类同化吸收 ③以热能形式散失 ④用于滨鸟的生长
(3)结合已有知识和本题信息分析,海三棱藨草种群难以自然恢复和人工种植收效甚微的主要原因分别是________、________。(编号选填)
①土壤中缺乏种子库 ②蟹类的持续啃食 ③土壤中缺乏地下根茎 ④滨鸟对蟹类的持续捕食
研究者进一步查到,互花米草入侵后长江口滩涂湿地的滨鸟数量持续下降,且在互花米草清除后仍未恢复。为探究滨鸟对海三棱藨草恢复的影响,研究人员在已根除互花米草的光滩区实施了一项人工种植海三棱藨草的实验,结果如图2。
(4)根据探究目的分析,设置“人工种植+蟹类去除”组的目的是________。(编号选填)
①保护人工种植的海三棱藨草 ②模拟减少滨鸟 ③保持自然状态 ④模拟增加滨鸟
(5)根据图2结果,结合滨鸟数量的变化情况,分析海三棱藨草种群难以恢复的原因,写出分析过程______。
(6)扇动翅膀的鸟形装置实验显示,仅鸟形装置的“威慑”即可使蟹类数量降至近零,证实滨鸟可通过________干扰抑制蟹类。设置该鸟形装置可能影响该生态系统的________,从而可作为传统修复方法的重要补充,为退化湿地修复提供创新思路。(编号选填)
①物理信息 ②化学信息 ③行为信息 ④物质循环 ⑤能量流动 ⑥信息传递
【答案】(1)间接
(2)①②③④
(3) ①②③ ②
(4)④
(5)由图2可知,与组1相比,去除滨鸟的组2中海三棱藨草数量下降更多(下 降幅度增加),并与组1有显著差异。去除蟹类的组3(模拟滨鸟增加)中海三棱藨草 数量下降减少(下降减缓),也与组1有显著差异。说明滨鸟可以通过捕食蟹类减少了 蟹类对海三棱藨草的啃食,有利于海三棱藨草种群数量增加。滨鸟数量下降时,捕食蟹类减少,蟹类数量增加造成其对海三棱藨草的啃食增加,使得海三棱藨草种群难以恢复
(6) ③ ④⑤⑥
【分析】1、生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。
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)长江口滩涂湿地为东亚-澳大利亚迁飞通道上的多种候鸟提供了关键停歇栖息地,属于对生态方面的价值,所以属于间接价值。
(2)蟹类啃食的植物中的物质和能量,属于摄入量,摄入量可以以粪便的形式排出,也可以被蟹自身所同化,同化的能量可以以热能的形式散失,也可以被天敌滨鸟所捕食,①②③④正确。
故选①②③④。
(3)海三棱藨草主要通过种子或地下根茎繁殖,所以海三棱藨草种群之所以难以自然恢复,主要是由于①土壤中缺乏种子库 ②蟹类的持续啃食 ③土壤中缺乏地下根茎;人工种植之所以收效甚微,主要是由于②其天敌蟹类的持续啃食。
(4)实验目的是探究滨鸟对海三棱藨草恢复的影响,所以自变量为是否投放滨鸟,或投放滨鸟数量的多少,因变量为海三棱藨草植株的数量变化,所以依据图2可知,人工种植组1为对照组,组2(人工种植+滨鸟去除)和组3(人工种植+蟹类去除)为实验组,与组2对比分析可知,人工种植+蟹类去除组模拟的是增加滨鸟,④正确。
故选④。
(5)由图2可知,与组1相比,去除滨鸟的组2中海三棱藨草数量下降更多(下降幅度增加),并与组1有显著差异。去除蟹类的组3(模拟滨鸟增加)中海三棱藨草 数量下降减少(下降减缓),也与组1有显著差异。说明滨鸟可以通过捕食蟹类减少了蟹类对海三棱藨草的啃食,有利于海三棱藨草种群数量增加。滨鸟数量下降时,捕食蟹类减少,蟹类数量增加造成其对海三棱藨草的啃食增加,使得海三棱藨草种群难以恢复。
(6)扇动翅膀的鸟形装置实验显示,仅鸟形装置的“威慑”即可使蟹类数量降至近零,证实滨鸟可通过行为信息干扰抑制蟹类。设置该鸟形装置可能影响该生态系统的④物质循环 ⑤能量流动 ⑥信息传递,从而可作为传统修复方法的重要补充,为退化湿地修复提供创新思路。
2.(2026·上海浦东新·一模)吉隆山谷的动物迁徙
垂直迁徙是生物在不同海拔区间发生的季节性往返移动。某科研团队调查了吉隆山谷(海拔范围:1800~5400m)的哺乳动物和鸟类,在暖季(5月至10月)和冷季(11月至次年4月)的垂直迁徙现象。下图表示该地区部分物种间的营养关系。
(1)吉隆山谷生态系统除图所示的组分外,还应有__________。(编号选填)
①生产者 ②消费者 ③分解者 ④阳光、空气、水分等
(2)吉隆山谷生态系统碳循环实现的通路,除图所表示的通路外,还包括____________。(编号选填)
①光合作用 ②呼吸作用 ③分解作用 ④蒸腾作用
(3)下列能表示图中生物之间能量流动的有____;能表示生物之间信息传递关系的有____。(编号选填)
①植物→昆虫 ②金雕→赤狐 ③藏鼠兔红隼 ④昆虫→狼
(4)冷暖两季转换时,图中的部分动物会发生垂直迁徙,导致该现象发生的因素有( )(多选)
A.植被变化 B.太阳能固定量变化 C.温度变化 D.群落演替
TBI表示冷暖两季同一海拔物种组成的差异程度,图是调查得到的不同海拔鸟类的TBI。
(5)为获得图的调查结果,在调查过程中需采集的数据有( )(多选)
A.调查月份 B.种群密度 C.物种数 D.海拔带
(6)分析图所示的不同海拔的物种组成变化,推测其发生的时期是“冷季→暖季”还是“暖季→冷季”,并说明理由____________。
(7)在冷季到来时,林岭雀发生垂直迁徙,而处于同一海拔的斑翅岭雀继续留守。下列解释的推测合理的有( )(多选)
A.冷季食物匮乏,斑翅岭雀竞争力更强
B.林岭雀捕食的昆虫在冷季发生垂直迁徙
C.斑翅岭雀可调整食物类型比例适应冷季
D.林岭雀能够适应的温度范围更广
【答案】(1)③④
(2)①②③
(3) ①④ ③
(4)ABC
(5)ACD
(6)暖季→冷季;理由:据图2可知高海拔带鸟类的TBI主要由物种丧失引起,物种增加对TBI 的贡献较小,而低海拔带物种增加对鸟类的TBI的贡献程度显著升高,表明在该时期物种表现为从高海拔带垂直迁徙至低海拔带。可能原因是冷季到来,高海拔带温度更低、食物资源匮乏,迫使原本栖息在此处动物迁徙至低海拔带
(7)ABC
【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网)。其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。
【详解】(1)生态系统的组成成分:生产者、消费者、分解者与非生物的物质和能量。图中食物网包含①生产者(植物)和②消费者(动物),缺少③分解者(如细菌、真菌)和④非生物的物质和能量(阳光、空气等)。
(2) 碳循环的通路包括:①光合作用(生产者固定CO2)、②呼吸作用(生物释放CO2)、③分解作用(分解者分解有机物释放CO2)。图中仅体现食物链中的碳传递(消费者摄食),还需补充①②③;④蒸腾作用是水分散失过程,与碳循环无关。
(3)能量流动沿食物链单向进行,需符合“被捕食者→捕食者”关系。①植物→昆虫(昆虫以植物为食),④昆虫体内的能量可间接传递到狼,选①④。
信息传递在生物之间进行双向传递。③藏鼠兔红隼(红隼感知藏鼠兔、藏鼠兔感知红隼),故信息传递选③。
(4)A、冷暖季植被变化(如暖季高海拔植物茂盛,冷季枯萎),导致动物食物来源变化,驱动迁徙,A正确;
B、太阳能固定量变化(暖季光照足,生产者光合效率高,食物总量多;冷季相反),影响动物生存资源,B正确;
C、温度变化(冷季高海拔寒冷,不适宜生存;暖季温度适宜),直接影响动物生存环境,C正确;
D、群落演替是群落类型长期替换的过程(如裸岩→森林),非季节内的物种移动,D错误。
故选ABC。
(5)TBI反映“冷暖季同一海拔物种组成的差异”,需采集调查月份(区分冷季和暖季,确定对比的两个季节)、物种数(统计同一海拔冷暖季的物种种类,判断组成差异)、海拔带(确定“同一海拔”范围,保证对比对象一致),ACD正确,B错误。
故选ACD。
(6)推测为“暖季→冷季”。理由:据图可知高海拔带鸟类的TBI主要由物种丧失引起,物种增加对TBI 的贡献较小,而低海拔带物种增加对鸟类的TBI的贡献程度显著升高,表明在该时期物种表现为从高海拔带垂直迁徙至低海拔带。可能原因是冷季到来,高海拔带温度更低、食物资源匮乏,迫使原本栖息在此处动物迁徙至低海拔带。
(7)A、冷季食物匮乏,斑翅岭雀竞争力更强,可获取足够食物,无需迁徙,A正确;
B、林岭雀以昆虫为食,若昆虫冷季垂直迁徙,林岭雀会随食物移动,B正确;
C、斑翅岭雀可调整食物类型比例(如从吃昆虫改为吃植物种子),适应冷季食物变化,无需迁徙,C正确;
D、林岭雀发生迁徙,说明其不耐寒,能适应的温度范围更窄,D错误。
故选ABC。
3.(2025·上海金山·一模)上海周边有许多滨海湿地,生长着芦苇、海三棱藨草等耐盐植物,栖息着弹涂鱼、震旦鸦雀等生物。
(1)滨海湿地是一类重要的生态系统,从分类上属于______。(编号选填)
①自然生态系统 ②人工生态系统 ③水域生态系统 ④陆地生态系统
(2)震旦鸦雀是上海滨海湿地的代表性鸟类之一,以芦苇等湿地植物茎秆内的螟虫幼虫为主要食物,辅以少量植物种子。由此可见,震旦鸦雀在滨海湿地生态系统中属于______。(编号选填)
①第一营养级 ②第二营养级 ③第三营养级 ④第四营养级
(3)震旦鸦雀生性敏感,对高频、近距离的人类活动噪音或动静极为警惕,持续干扰下,震旦鸦雀的逃离会使芦苇种群生物量______。
A.增多 B.减少
C.基本不变 D.先减少后增多
上海周边滨海湿地面临着比较严重的互花米草入侵,比如杭州湾北岸边滩互花米草约100.2hm2,集中分布在海堤与保滩坝之间滩涂(高滩区)。为了治理滨海湿地高滩区互花米草,研究人员在2021年5月开始开展了相关治理实验,对比分析不同措施的治理效果和对生境的影响。部分实验结果如下:图1为互花米草密度变化;图2为底栖生物生物量和密度变化;表为底栖生物种类组成。
种
对照
刈割+翻耕
刈割+遮荫
多齿围沙蚕
+
+
圆锯齿吻沙蚕
+ +
+ +
背蚓虫
+ + +
+ +
绯拟沼螺
+ + +
尖锥拟蟹守螺
+ + +
+
中国绿螂
+ +
+
+ + +
彩虹明樱蛤
+
+ + +
粗腿厚纹蟹
+
红螯螳臂相手蟹
+
+
天津厚蟹
+
+
弹涂鱼
+
+ +
注:+++表示该物种的数量占所在群落大型底栖动物数量的20%以上(+++>20%),为优势种,+ <10%。
(4)据实验结果分析,控制互花米草更有效的治理方式是______。
(5)实验采取的两种治理方式都能改善滨海湿地的生态,原因是______。
A.底栖生物生物量增加 B.底栖生物密度增加
C.底栖生物种类增加 D.底栖生物优势种改变
(6)通过两种方式治理1年半后,请预测滨海湿地鸟类等更高营养级生物的生物量变化趋势是______。与底栖生物相比,更高营养级生物的生物量______(“更多”“更少”或“差不多”)。
【答案】(1)①③
(2)②③
(3)B
(4)刈割+遮荫
(5)ABCD
(6) 增加 更少
【分析】营养级是指生态系统中,生物在食物链或食物网中所处的位置。
【详解】(1)自然生态系统是指在一定时间和空间范围内,依靠自然调节能力维持的相对稳定的生态系统。滨海湿地是在自然条件下形成的,没有经过大规模的人工干预,所以它属于自然生态系统,①正确;人工生态系统是指经过人类干预和改造后形成的生态系统,如农田生态系统、城市生态系统等。滨海湿地并非主要由人类建造和控制,所以不属于人工生态系统,②错误;水域生态系统是指在水域中由生物群落及其环境相互作用所构成的自然系统。滨海湿地位于沿海地区,有大量的水域环境,生物群落也适应了这种水域环境,因此属于水域生态系统,③正确;陆地生态系统是指地球陆地表面由陆生生物与其所处环境相互作用构成的统一体。滨海湿地虽然有部分陆地部分,但它的主要特征是与水域密切相关,其生态系统的结构和功能更偏向于水域生态系统,所以不属于陆地生态系统,④错误。综上所述,滨海湿地从分类上属于自然生态系统和水域生态系统。
故选①③。
(2) 震旦鸦雀的主要食物是芦苇等湿地植物茎秆内的螟虫幼虫,因此属于第三营养级,辅以少量植物种子,因此也属于第二营养级,②③正确,①④错误。
故选②③。
(3)震旦鸦雀逃离后,其捕食的螟虫幼虫因缺少天敌,种群数量会增加。螟虫幼虫以芦苇茎秆为食,幼虫数量增多会加重对芦苇的取食危害,导致芦苇的生长受到抑制,最终使芦苇种群的生物量减少,B正确,ACD错误。
故选B。
(4)据图1分析,刈割+遮荫处理后互花米草密度的降低幅度最大,因此刈割+遮荫处理是最有效的治理方式。
(5)据图2分析可知,两种治理方式后底栖生物生物量和密度均增加。据表分析可知,对照组底栖生物只有4种,两种治理方式后底栖生物种类均增加,对照组优势种为背蚓虫和尖锥拟蟹守螺,刈割+翻耕处理的优势种为绯拟沼螺,刈割+遮荫处理的优势种为中国绿螂和彩虹明樱蛤,ABCD正确。
故选ABCD。
(6)鸟类等生物多以底栖生物为食,治理后底栖生物种类增加、生物量提升,为更高营养级生物提供了更丰富的食物资源和更适宜的栖息环境,因此其生物量会逐渐增加。 根据生态系统能量流动的特点 —— 逐级递减,能量在相邻两个营养级间的传递效率仅为 10%~20%。更高营养级生物获取的能量来自底栖生物,但能量传递过程中会有大量损耗,因此更高营养级生物的生物量更少。
4.(2025·上海杨浦·模拟预测)果园常采用人工或化学手段清除所有杂草和自然植被,即“清耕模式”,而“果园生草技术”是指在果树行间或全园种植某些草本植物 (如长柔毛野豌豆),旨在提高果实产量和品质。为分析这种生草模式对果园昆虫及其控害功能的影响,研究人员选择三种果园地面管理模式,对绣线菊蚜(主要危害苹果、海棠等)、害虫天敌和传粉昆虫的数量进行调查。结果如图1所示。
(1)果园中的多种生物和长柔毛野豌豆分别构成 。
A.群落和群落 B.种群和群落
C.群落和种群 D.种群和种群
(2)选择合适的草种是果园生草技术的关键,根据所学知识判断,确定草种需考虑的因素包括_____(编号选填)
① 所选草种的生态位 ② 花量、花色和开花时间
③ 与果树有无共同病虫害 ④ 根系的深浅和植株的高度
(3)与清耕模式相比,采用“果园生草技术”的果园 。
A.营养结构更复杂 B.能量金字塔倒置
C.抵抗力稳定性提高 D.信息交流呈单向性
(4)若果园中输入第一营养级的能量n,该营养级呼吸作用共消耗36%n,通过残枝落叶等损失48%n,则苹果园中输入第二营养级的能量约为 。
A.16%n B.<16%n C.>16%n D.16%n~36%n
为了研究生草对果园土壤肥力改善及果树叶片营养状况的影响,研究人员测定了“果园生草”模式下种植三种不同草种的果园的相应指标,结果如下表。
处理
土壤环境
果树叶片
方式
含水量
容重
有机质
叶绿素
氮
磷
钾
(%)
(g/cm³)
(g/ kg)
(mg/g)
(mg/g)
(mg/g)
(mg/g)
C
19.4
1.84
11.1
2.66
18.5
3.56
3.55
T
25.4
1.55
15.0
4.15
25.9
4.28
5.20
L
25.1
1.65
18.6
3.22
28.0
4.59
3.44
B
22.6
1.47
23.9
3.24
30.8
5.60
7.21
注:C代表对照处理、T代表白三叶草处理、L代表黑麦草处理、B代表油菜处理土壤容重越低代表土壤越疏松、通气性越好
(5)表中作为对照组的果园管理模式应为 。
A.消耕处理 B.自然生草 C.果园生草 D.引入天敌
(6)综合上述所有信息及所学知识,分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是____。
【答案】(1)C
(2)①②③④
(3)AC
(4)B
(5)A
(6)生草增加生物多样性,为害虫天敌和传粉昆虫提供栖息地和食物,增强自然控害和授粉效果(图 1 显示天敌和传粉昆虫增加,蚜虫减少)。改善土壤结构(容重降低,通气性提高),增加土壤有机质和养分(N、P、K 等);调节果园微气候(增加湿度,减少水分蒸发,稳定地温);减少水土流失,提高土壤保水保肥能力;减少与果树恶性竞争的杂草(所选草种与果树生态位互补);果树叶片叶绿素含量及氮磷钾含量提高,光合作用增强,果实产量和品质上升。
【分析】生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量;生产者、消费者、分解者共同组成生物群落;生态农业模式的原理是能量多级利用、物质循环再生。
【详解】(1)果园中的多种生物包括多种物种,例如包括植物、动物、微生物,因此属于群落,长柔毛野豌豆是其中一种植物,只有一个物种,因此属于种群,故选C。
(2)选择合适的草种需考虑的因素:① 考虑所选草种的生态位 ,避免与果树强烈竞争;② 考虑花量、花色和开花时间 ,涉及是否有利于传粉昆虫;③ 考虑与果树有无共同病虫害,可以避免增加病虫害;④考虑根系的深浅和植株的高度,深浅不同可减少竞争,高度低避免遮光等;故选①②③④。
(3)与清耕模式(只有果树)相比,果园生草技术:
A 、果园生草技术可以增加群落中的物种数目,使营养结构更复杂,食物链/网更复杂,A正确;
B、果园生草技术不会导致能量金字塔倒置,B错误;
C 、由于果园生草技术使得生态系统中物种数目增加,营养结构更加负载,因此抵抗力稳定性提高,C正确;
D、信息交流是双向、多向的,D错误。
故选AC。
(4)输入第一营养级的能量n,呼吸消耗36%n,残枝落叶损失48%n,(未进入食物链)。可传给下一营养级(第二营养级)的能量为:n−0.36n−0.48n=0.16n,理论上第一营养级净生产量(用于生长繁殖的能量)。但第二营养级(初级消费者)只能获得其中的一部分(因为未被采食的部分最终进入分解者)。题干说“苹果园中输入第二营养级的能量”是指被植食性昆虫等吃掉的能量,不是全部0.16n都进入第二营养级,实际要 < 0.16n,故选B。
(5)表格中C组各项指标(土壤含水量、有机质等)相对较低,符合清耕处理(无草)的特征。故选A。
(6)综合上述所有信息及所学知识,分析“果园生草技术”有利于提高果实产量和品质的原因是生草增加生物多样性,为害虫天敌和传粉昆虫提供栖息地和食物,增强自然控害和授粉效果(图 1 显示天敌和传粉昆虫增加,蚜虫减少)。改善土壤结构(容重降低,通气性提高),增加土壤有机质和养分(N、P、K 等);调节果园微气候(增加湿度,减少水分蒸发,稳定地温);减少水土流失,提高土壤保水保肥能力;减少与果树恶性竞争的杂草(所选草种与果树生态位互补);果树叶片叶绿素含量及氮磷钾含量提高,光合作用增强,果实产量和品质上升。
5.(2025·上海·二模)“红树”是生长在海岸线高潮水位和低潮水位之间一类植物的统称,因其分泌的“单宁酸”颜色鲜红而得名。红树林生态系统(如图)土壤中的有机碳储存量高,常被冠予“碳储明星”的美誉。
(1)红树分泌的单宁酸具有抑制害虫体内消化酶、降低海水中腐蚀性物质的活性等功能。据此推测,单宁酸能___________。(编号选填)
①作为化学信息吸引害虫 ②提高红树对环境的适应能力
③增加红树与害虫之间的能量传递效率 ④提高害虫种群单宁酸抗性基因的频率
(2)红树根部土壤附近生活着相手蟹种群。在图中食物链中,被相手蟹同化的能量去路___。(编号选填)
①相手蟹的粪便 ②鸟类的生长发育 ③相手蟹的呼吸作用 ④红树叶片的呼吸作用
(3)据相关信息推测,红树林生态系统土壤中的有机碳储存量高,其原因可能是___________。(多选)
A.红树植物凋落物的生物量高 B.土壤中分解者有氧呼吸速率高
C.海水中有机碳随潮汐沉积至土壤 D.红树根系发达且释放大量有机物
互花米草是一种外来入侵物种,可能对本土红树林生态系统造成损害。研究人员引入异国的红树植物“无瓣海桑”,以生物替代的方式来治理已被互花米草入侵的红树林生态系统。治理5年后,成效显著且无瓣海桑郁闭度达65%(郁闭度指树冠在地面的投影面积占林地总面积的比例)。无瓣海桑与本土红树植物秋茄,以及互花米草的相关数据如表1所示。此外,无瓣海桑无法在盐度超过25g/L的环境中生长;其种子密度大多低于海水密度,易随潮汐迁移。
表1
树种名称
成株的一般高度(m)
年平均生长高度(m)
幼苗生长所需的光照比例(%)
适宜生长的盐度(g/L)
无瓣海桑
5~10
3.0~3.4
70~100
0~15
秋茄
3~6
0.1~1.1
40~70
10~30
互花米草
1~3
2.3~2.8
80~100
10~35
注:该地潮间带的盐度为16~22g/L;植物生长所需的光照比例=所需光照/全光照×100%≈(1-郁闭度)×100%
(4)选用无瓣海桑治理已被互花米草入侵的红树林生态系统的过程中,发生的群落演替类型为______。
(5)据表1推测,与本土红树植物相比,选择无瓣海桑治理互花米草的优势主要在于_____。(编号选填)
①平均高度高,与互花米草争夺阳光 ②生长速度快,与互花米草争夺土壤
③对光照需求高,为土壤固定更多碳源 ④更适合低盐区,对本土红树不造成威胁
(6)有人认为,无瓣海桑虽是外来物种,但短期内不会成为入侵物种。据表1及相关信息推测,支持上述观点的理由有___________。(多选)
A.无瓣海桑郁闭度高,其幼苗无法正常生长
B.潮间带盐分较高,无瓣海桑无法快速生长
C.无瓣海桑的种子会随着潮汐扩散至潮间带
D.无瓣海桑与其他红树植物不会竞争生态位
【答案】(1)②④
(2)②③
(3)ACD
(4)次生演替
(5)①②
(6)AB
【分析】生态系统的能量流动是指能量输入、能量传递、能量散失的过程。(1)能量输入:生态系统中能量流动的起点是生产者(主要是植物)通过光合作用固定的太阳能开始的,生产者固定的太阳能总量是流经生态系统的总能量。能量流动的渠道是食物链和食物网 。(2)能量传递:生态系统能量流动中,能量以太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能散失的形式变化。能量在食物链的各营养级中以有机物(食物)中化学能的形式流动。(3)能量散失:生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸,主要以热量的形式散失。
【详解】(1)①单宁酸不能吸引害虫,①错误;
②红树分泌的单宁酸具有抑制害虫体内消化酶,说明单宁酸能提高红树对环境的适应能力,②正确;
③单宁酸没有改变红树与害虫之间的能量传递效率,③错误;
④单宁酸杀死一些害虫,留下一些抗单宁酸的害虫,提高害虫种群单宁酸抗性基因的频率,④正确。
故选②④。
(2)①相手蟹的粪便没有被其吸收,故粪便中的能量不属于相手蟹,①错误;
②鸟类捕食相手蟹,相手蟹同化的能量有一部分流向鸟类,用于鸟类的生长发育,②正确;
③相手蟹同化的能量一部分用于相手蟹的呼吸作用 ,一部分用于其生长繁殖,③正确;
④红树叶片的呼吸作用无法被相手蟹同化,④错误。
故选②③。
(3)A、红树植物凋落物储存在土壤中,使土壤中的有机碳储存量高,A正确;
B、土壤中分解者有氧呼吸速率高,会使得土壤中的有机碳储存量低,B错误;
C、海水中有机碳随潮汐沉积至土壤,使得土壤中的有机碳储存量高,C正确;
D、红树根系发达且释放大量有机物,储存在土壤中,D正确。
故选ACD。
(4)无瓣海桑治理开始时有植被覆盖, 因此发生的演替属于次生演替。
(5)①无瓣海桑平均高度高,与互花米草争夺阳光 ,治理互花米草,①正确;
②无瓣海桑生长速度快,与互花米草争夺土壤,②正确;
③结合表格可知,无瓣海桑幼苗生长所需的光照比例为70%~100%,低于互花米草80%~100%,若无瓣海桑对光照需求高,则在与互花米草竞争时不会为土壤固定更多碳源,③错误;
④更适合低盐区,对本土红树也有一定的影响,无瓣海桑成株的一般高度大于秋茄,④错误。
故选①②。
(6)A、无瓣海桑郁闭度高,其幼苗无法正常生长,不会大量繁殖成为入侵植物,A正确;
B、无瓣海桑无法在盐度超过25g/L的环境中生长,潮间带盐分较高,无瓣海桑无法快速生长,B正确;
C、种子密度大多低于海水密度,易随潮汐迁移,无瓣海桑的种子不会随着潮汐扩散至潮间带,C错误;
D、无瓣海桑与其他红树植物会有一定的生态位重叠,因此会竞争生态位,D错误。
故选AB。
1.(2024·上海·高考真题)水溶性含氯有机农药广泛使用,主要对昆虫、浮游动物等无脊椎动物有毒,而对鱼类等脊椎动物相对安全。在稻田中使用含氯有机农药后,天然海湾渔场也检测到了该类农药的存在,且发现渔场中的鱼的年产量受到影响,其中三种鱼的年产量数据如图所示。
(1)渔场中,海底水草、浮游藻类、浮游动物及各种鱼组成了______。该群落体现的空间结构特征为______(垂直/水平)结构。
(2)稻田中的农药进入渔场生态系统的途径是______。
A.碳循环 B.氮循环 C.磷循环 D.水循环
(3)渔场中的三种鱼的生态位______(相同/不同)。据图分析,稻田使用农药后,三种鱼中种群数量下降最快的鱼是______。
(4)据图,使用农药后M鱼年产量变化的原因是______
A.浮游藻类下降 B.浮游动物下降
C.浮游藻类增加 D.浮游动物增加
(5)据图推测,P鱼在1—5年间可能的食物是______,推测P鱼在8—10年间最可能的主要食物是______。(编号选填)
①M鱼 ②浮游动物 ③O鱼 ④浮游藻类和水草
(6)据图,P鱼年产量在8—10年间发生变化,可能的原因是______。
A.P鱼发生定向突变 B.P鱼营养级发生变化
C.P鱼中农药富集 D.P鱼的环境容纳量改变
(7)要保障渔场鱼的总年产量,可采取的有效措施是______。
A.稻田中减少农药使用量 B.海湾投放大量浮游藻类
C.稻田中使用光诱捕害虫 D.构建生态循环模式稻田
【答案】(1) 食物网 垂直
(2)D
(3) 不同 M鱼
(4)B
(5) ①③(或①②③④) ④
(6)BD
(7)ACD
【分析】1、食物网是由许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
2、生态位是指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。
3、能量流动特点:单向流动,逐级递减。
【详解】(1)食物网是由许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构,渔场生态系统中海底水草(生产者)、浮游藻类(生产者)、浮游动物(初级消费者)和各种鱼类(次级或顶级消费者),它们通过捕食关系形成复杂的食物网。在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象,这就是群落的垂直结构,该群落中不同生物分布在不同水层等,体现了垂直结构。
(2)ABCD、稻田中的农药会随着雨水等进入水体,通过水循环进入渔场生态系统,碳循环主要是碳元素在生物群落和无机环境之间的循环,氮循环是氮元素的相关循环,磷循环是磷元素的循环,都不是农药进入渔场的途径,ABC错误,D正确。
故选D。
(3)生态位是指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,渔场中的三种鱼在食物、栖息空间等方面存在差异,所以生态位不同。从图中可以看出,在稻田使用农药后,M鱼的年产量下降最为迅速。
(4)因为水溶性含氯有机农药对昆虫、浮游动物等无脊椎动物有毒,使用农药后浮游动物下降,M鱼以浮游动物为食,食物减少导致M鱼年产量下降。
(5)在1 - 5年间,M鱼和O鱼年产量相对较高, P 鱼年产量稳定但相对较低,说明P鱼营养级较高,可能以M鱼、O鱼为食,以及浮游动物、浮游藻类和水草为食,即①②③④;
在8 - 10年间,使用含氯有机农药后,浮游动物下降,M鱼和O鱼年产量较低, 而P 鱼年产量显著上升,说明P鱼最可能主要以浮游藻类和水草为食,因为此时P鱼从高阶消费者(吃鱼)转为低阶消费者(吃藻类),食物链变短,获得能量增多,从而使种群数量增加,即④。
(6)A、突变是不定向的,A错误;
B、P鱼从高阶消费者(吃鱼)转为低阶消费者(吃藻类),食物链变短,获得能量增多,种群数量增加,因此P鱼营养级发生变化会影响其获取能量的方式和数量,可能导致年产量变化,B正确;
C、P鱼中农药富集可能会使其减产或无影响,不会引起其增产,C错误;
D、P鱼食物来源从有限的鱼类变为丰富的藻类,环境承载能力(K值)上升,环境容纳量改变会影响P鱼的种群数量增加,进而导致年产量变化,D正确。
故选BD。
(7)A、稻田中减少农药使用量,可以减少农药通过水循环进入渔场,降低对浮游动物和鱼类的直接毒害,有利于保障渔场鱼的年产量,A正确;
B、海湾投放大量浮游藻类不一定能有效保障渔场鱼的总年产量,可能会引起生态系统的其他变化,例如 可能引发藻华,破坏生态平衡,B错误;
C、稻田中使用光诱捕害虫,属于生物防治,可以减少农药使用,C正确;
D、构建生态循环模式稻田,可以减少农药的使用等,增强生态系统稳定性,有利于保障渔场鱼的年产量,D正确。
故选ACD。
2.(2024·上海·高考真题)研究人员调查了我国某生态系统的结构及生物多样性,并用模拟增温的方式,研究全球变暖对该草地生态系统特征的影响。如图显示了该生态系统中不同口器类型昆虫与不同蜜距花型植物之间的传粉关系。昆虫与花朵之间的连线表示有传粉关系。图中L表示蜜距。
(1)下列生态系统的组分①-④中,A~D花型的植物属于该草地生态系统的__;a-d口器类型的昆虫属于该草地生态系统的__;除了图中所示的生态系统组分外,该草地生态系统至少还应有__(编号选填)。
①无机环境 ②分解者 ③消费者 ④生产者
(2)下列①~④中,能正确表示生物之间信息传递关系的有___;能正确表示生物之间能量流动方向的有___(编号选填)。
①a型口器昆虫↔d型口器昆虫 ②C花型植物↔b型口器昆虫
③a型口器昆虫→D花型植物 ④C花型植物→b型口器昆虫
(3)要获得图中所示的研究结果,且使研究结果准确和具有代表性,应选择下列实验方法中的___(多选)。
A.在禁止放牧区随机取样 B.记录昆虫口器形态
C.在放牧区域固定地点取样 D.测量花蜜距
a型口器昆虫熊蜂是A花型植物蓝翠雀花主要的传粉者。研究人员通过模拟增温,研究全球气候变暖对两者关系的影响,部分研究数据如表所示。
蓝翠雀花的指标
对照组
实验组(模拟增温)
第一朵花开放时间
一年中的第214天
一年中的第211天
平均花寿命(天)
13
10
平均蜜距长度(毫米)
25
21
总种子数目(粒)
99±5
90±2
种子发芽率(%)
80
70
(4)据表1推测,全球气候变暖对蓝翠雀花的影响是___(单选)。
A.只影响花期 B.种群数量和花期都受影响
C.只影响种群数量 D.种群数量和花期都不受影响
(5)据图和表推测,全球气候变暖过程中,熊蜂的长口器基因最可能发生___(单选)。
A.定向突变且基因频率升高 B.定向突变且基因频率降低
C.非定向突变且基因频率升高 D.非定向突变且基因频率降低
(6)据图中信息,下列关于全球气候变暖对该草地生态系统影响效应的预测中,最合理的是___(单选)。
A.若a型口器昆虫的种群数量显著减少会引起四种花型植物种群数量增加
B.若四种花型植物种群数量波动会引起a型口器昆虫的种群数量波动
C.若d型口器昆虫的种群数量显著增加会导致b、c型口器昆虫形成竞争关系
D.若b型口器昆虫的种群数量显著增加会导致c、d型口器昆虫形成竞争关系
【答案】(1) ④ ③ ①②
(2) ①② ④
(3)ABD
(4)B
(5)D
(6)B
【分析】生态系统的结构包含组成成分和营养结构。前者包含生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
【详解】(1)A~D花型的植物可通过光合作用讲二氧化碳转化为有机物,属于自养型生物,在生态系统中属于生产者;a~d口器类型的昆虫通过口器吸食花蜜,属于异养型生物,在生态系统中属于消费者;生态系统的组成成分除生产者和消费者外,还有非生物的物质和能量以及分解者,因此除图中所示的生态系统组分外,该草地生态系统至少还应有无机环境与分解者。
(2)昆虫传粉的过程中,花朵开放以及分泌化学物质产生香气吸引昆虫前往吸蜜是植物向昆虫传递了物理信息和化学信息,研究表明,当昆虫口器伸入到花朵蜜腺,触碰到花丝,整个雄蕊会迅速向花的中心弹起,使得花粉粘附到昆虫的身上,过程中昆虫向植物传递了物理信息,因此该过程中的信息传递是双向的,例如C型花植物与其对应的b型口器昆虫进行传粉时,便会进行生态系统中的双向的信息传递,同时a型口器昆虫和d型口器昆虫可吸食同种花型花朵的花蜜,存在种间竞争关系,二者的信息传递也可双向传递,能正确表示生物之间信息传递关系的有①和②;
生态系统中的能量具有单向传递的特点,题中昆虫与植物之间可通过吸食花蜜建立能量流动关系,能量从提供花蜜的植物传向吸食花蜜的昆虫,如b类型口器昆虫从C花型植物获取能量,能正确表示生物之间能量流动方向的有④。
(3)ACD、图中所示的研究结果需要取样研究该生态系统中的花朵类型并根据蜜距进行分类,在采用样方法统计花朵类型时,取样关键是随机取样,取样后需要测量花蜜距,以对花朵进行分类,为避免放牧导致花朵类型及数目减少,应禁止放牧,AD正确,C错误;
B、观察统计吸食不同蜜距花型花朵的昆虫并根据不同类型的口器进行分类,因此需要记录昆虫口器形态,B正确。
故选ABD。
(4)由表格数据可知,模拟增温后,平均花朵寿命(花期)变短,平均蜜距长度变短,总种子数目变少,种子发芽率也变低,种子数量及种子发芽率均减少将导致该种植物种群出生率降低,种群数量减少,B正确,ACD错误。
故选B。
(5)雄蜂种群在生长繁殖的过程中会发生不定向的变异,由于气候变暖导致花朵蜜距变短,口器较短的雄蜂更适应花朵的蜜距,自然选择导致雄蜂短口器基因频率增加,长口器基因频率降低,D正确,ABC错误。
故选D。
(6)A、a型口器昆虫可帮助四种花型植物传粉,若A型口器昆虫减少,将导致四种植物的传粉率降低,降低种群出生率,四种植物种群数量将减少,A错误;
B、a型口器昆虫以四种植物花朵花蜜为食,四种植物种群数量波动将会引起a型口器昆虫的种群数量波动,B正确;
C、b、c型口器类昆虫均可以C、D两种花型的花蜜为食,两种昆虫本身就具有竞争关系,二者种间竞争关系与d型口器类昆虫的种群数量无关;若d型口器昆虫的种群数量显著增加,将导致D型植物的花蜜被d型口器类昆虫吸食得更多,b、c型口器类昆虫的食物来源减少,种间竞争关系变得更激烈,C错误;
D、c、d型口器昆虫均可以D型花朵的花蜜为食,二者本身具有种间竞争关系,该种竞争关系与b型口器类昆虫的种群数量无关,但c、d型口器昆虫的种间竞争关系的激烈程度与b型口器类昆虫的种群数量有关,D错误。
故选B。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。