大题04 生物与环境的协调发展(2大热点角度剖析)(广东专用)2026年高考生物终极冲刺讲练测
2026-05-22
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3份
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50页
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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 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 生物与环境 |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.00 MB |
| 发布时间 | 2026-05-22 |
| 更新时间 | 2026-05-22 |
| 作者 | RollRollRollRoll |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57563004.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“命题趋势-解题建模-实战刷题”为框架,通过过程推演模型、信息转译技法构建生态问题解决体系,强化群落演替与生态工程等核心知识逻辑,渗透生命观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|命题解码|3年真题+2热点角度|命题趋势四维度(过程推演/尺度嵌套等)|群落演替→生态位分化→生态恢复应用链|
|解题建模|2典例+2思路模板|交互效应判断/优势判定等公式化技法|生态系统功能→生物-环境互作→工程实践推导|
|实战刷题|7模拟+4真题|数据图表分析+实验设计规范|种间关系→物质循环→双碳战略关联|
内容正文:
专题04 生物与环境的协调发展
内容导航
【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点角度拆解
【解题建模·通技法】析典例,建模型,技法贯通破类题/变式
【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分
命题·趋势·定位
1.重过程推演:从“识数量”转向种群动态变化模型、群落演替驱动机理、能量流动与物质循环路径的链式推导。
2.重尺度嵌套:种群增长规律+种间关系/群落结构/景观格局叠加,强化局地生境片段化与生态交错带的动态考查。
3.重信息转译:以种群存活曲线、种间关系数量图、能量金字塔与生态足迹数据表、修复工程实景图为核心载体。
4.重综合关联:与气候变迁、污染治理、资源利用、生态修复、双碳战略深度融合,突出人与自然和谐共生。
热点·角度·拆解
热点角度01 群落演替与生态位分化及生态恢复应用
2023年广东卷19(2)(3)(4):据表格数据(郁闭度、幼苗密度)分析无瓣海桑抑制互花米草及是否成为入侵种的机制;提出混种改造建议以提升生态系统稳定性;
2025年广东卷17(1)(2)(3)(4):据AM与ECM树种对不同磷源利用差异分析生态位分化与共存机制;据生物量柱状图推断龙脑香科树种与ECM共生原因;分析菌丝网络“亲代抚育”与协同进化;提出接种多种菌根真菌、重建地下菌丝网络等生态修复建议。
热点角度02 生态系统的功能与生态工程实践
2024年广东卷20(3)(4)(5):据沉水植物光合速率曲线与水质净化能力柱状图,分析富营养化湖泊沉水植物消亡原因(光合<呼吸);推断垂直分布层次(③→②→①)与光强适应关系;阐述三种植物的净化功能互补(分别除藻、除氮、除磷);设计验证黑藻C₄碳浓缩优势的对照实验(材料、光强500、低CO₂条件、测氧释放量);针对强光抑制与凋落物打捞提出引入浮水植物与食碎屑生物的生态措施。
热点角度01 群落演替与生态位分化及生态恢复应用
析典例·建模型
1.(2026·广东·一模)温带森林群落中的优势树种大多与外生菌根(ECM)真菌共生,ECM真菌可以改良土壤理化性质和促进植物吸收养分。研究人员对某地温带森林开展了不同演替阶段和ECM树种比例对幼苗更新影响的研究,部分结果如下表。
演替阶段
森林类型
幼苗生长率
幼苗死亡率
平均ECM树种所占比例
ECM树种比例对幼苗生长率的影响
ECM树种比例对幼苗死亡率的影响
早期
杨桦林
0.38
0.73
0.32
无显著相关性
无显著相关性
中期
针阔混交林
0.29
0.58
0.58
无显著相关性
无显著相关性
后期
阔叶红松林
0.06
0.09
0.79
显著正相关
显著正相关
注:幼苗生长率指存活幼苗在两次调查间株高增长量与时间的比值。幼苗死亡率指萌发后死亡的幼苗占总幼苗的比例。ECM树种比例指在群落优势种中ECM树种占所有优势种的比例。
回答下列问题:
(1)本研究中的早期和中期群落是在采伐、火烧等干扰后经历______演替形成的群落,由于土壤还保留着植物的种子或其他繁殖体,所以这种演替趋向于______。
(2)交互效应指两个及以上自变量共同影响因变量时,某一因素对结果的影响会随着另一因素的改变而改变。据此判断演替阶段和ECM树种对于幼苗生长率和死亡率______(填“存在”或“不存在”)交互作用,依据是______。
(3)演替后期ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率有显著影响,此时同种和异种幼苗邻居密度成为了幼苗更新的主要因素,这种现象说明ECM树种比例升高对其产生了影响,一方面是______,另一方面是______,从而造成幼苗生长率和死亡率的变化。
(4)基于ECM真菌与植物的互利共生关系和本研究的结果,请提出促进温带森林乔木幼苗更新的具体措施并说明理由:______。
【解题建模】
第一步,思路模板
1.确定过程起点:明确演替梯度(早/中/后期)和生物互作类型(ECM真菌共生)作为两个可能的自变量。
2.梳理过程链条:
时间演替链:采伐/火烧干扰 → 杨桦林(早期先锋) → 针阔混交林(中期) → 阔叶红松林(后期顶极)。
共生功能链:ECM真菌 → 改良土壤、促进养分吸收 → 影响宿主幼苗竞争力。
交互效应分析链:自变量1(演替阶段) × 自变量2(ECM比例) → 观察因变量(幼苗生长率/死亡率)的显著性是否随阶段而变化。
3.标注关键节点:
表格趋势反转:ECM比例从早期到后期递增;其对幼苗的影响从“无显著相关性”突变为“显著正相关”(生长率、死亡率均被促进)。
交互效应核心判据:“某一因素的影响随另一因素的改变而改变”。
权衡分析:ECM既促进生长(互利),又增加密度竞争(负面),利与弊的权衡随演替进程变化。
4.链式推导结论:
演替趋势公式:次生演替趋于恢复原有群落结构(阔叶红松林)。
交互作用判断公式:如果在不同演替阶段,ECM比例的影响力(显著性、方向)发生了变化 → 存在交互效应。
实践应用公式:早期引入ECM树种促恢复;后期间伐调控密度降竞争
第二步,思路拆解
设问
过程起点
遗传/实验链条
关键节点
推导结论
(1) 演替类型与趋势
采伐、火烧等干扰后的群落
干扰移除原有植被,但保留土壤和种子库 → 群落重新发展
“土壤保留繁殖体”= 次生演替的本质特征;演替方向指向气候顶极
次生;恢复原来的群落(向顶极群落发展)
(2) 判断交互效应是否存在及依据
表格中ECM比例对幼苗的影响随演替阶段变化
早期/中期:无显著相关;后期:显著正相关
“某一因素(ECM比例)的影响随另一因素(演替阶段)改变而改变”正是交互效应的定义
存在;ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率的影响在不同演替阶段结论不一致(早期无相关,后期显著正相关)
(3) ECM比例升高造成的正反两方面影响
ECM真菌的共生功能 + 后期邻居密度增加的事实
利端:共生增强养分吸收 → 促生长;弊端:同种/异种密度增加 → 资源竞争加剧
显著正相关同时涉及生长率和死亡率,暗示同一驱动力下利弊并存
一方面是ECM真菌帮助植物吸收养分,促进幼苗生长;另一方面是ECM树种比例升高增加了幼苗周围邻居密度,加剧种内/种间竞争,导致死亡率上升
(4) 促进幼苗更新的具体措施及理由
综合早期(ECM影响不显)与后期(ECM显著影响但竞争也大)的结论
早期:引入ECM树种以加速土壤改良和养分供应;后期:适度降低ECM树种密度以缓解竞争
区分“促进恢复”和“维持更新”两种管理目标
森林恢复早期可引进ECM树种,利用其改良土壤、促进养分吸收的功能加速幼苗生长;演替后期可适度间伐ECM树种,降低幼苗密度和资源竞争,改善更新状态
第三步,尝试作答
(1) 次生 恢复原来的群落
(2) 存在 在不同演替阶段,ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率的影响不同
(3) 提高植物养分利用,促进幼苗生长 加剧了资源竞争造成对幼苗死亡率影响的上升
(4)森林恢复初期要引进ECM树种以提升土壤养分供应能力,在演替后期通过适度间伐等方式调控ECM树种密度改善幼苗更新状态
研考点·通技法
1.群落的演替
对比维度
初生演替
次生演替
起点条件
无植被、无土壤或土壤极少(裸岩、沙丘、冰川泥等)
原有植被被破坏,但保留了土壤、种子库或繁殖体
演替速度
缓慢(需从地衣/苔藓阶段开始成土)
较快(土壤条件已具备,养分基础好)
经历阶段
地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→乔木阶段(完整系列)
跳过地衣/苔藓等先锋阶段,直接从草本或灌木阶段恢复
实例
裸岩上的演替、沙丘上的演替、火山喷发后冷却的熔岩
弃耕农田、采伐/火烧后的林地恢复、过度放牧后的草原
最终趋向
趋向形成与当地气候相适应的顶极群落
趋向恢复原有的群落(与破坏前类似)
关键判断依据
无土壤、无任何繁殖体残留
有土壤、有种子库/根系残留
破类题·提能力
1.(2026·广东梅州·一模)随着梅州市生态环境持续向好、野生动物保护工作力度持续加大,豹猫等珍稀野生动物的出没频率明显增加。为更好保护国家二级保护动物豹猫,研究者根据本地保护区人类活动强度,将调查区域分为人类低干扰点和高干扰点,以研究人类活动对相关动物活动节律的影响。回答下列问题:
(1)豹猫主要生活在山林群落,区别同一地区不同群落的重要特征是______。
(2)已知山鸡是豹猫的主要猎物,在人类低干扰点和高干扰点,豹猫和山鸡的日活动节律如图所示。简述人类低干扰点的豹猫和山鸡的活动时间特点:______。与低干扰点相比,高干扰点的豹猫在______(填“日间”或“夜间”)的活跃度明显较高。
注:相对活跃度:某时间点出现的次数与全天出现总次数的比值;重叠度:豹猫和山鸡日活动节律的重叠程度。
(3)如果豹猫和山鸡每天的活动次数不变,据图所示,从重叠度角度分析人类高干扰对豹猫捕食的影响是______。
(4)根据上述研究结果,请提出在山林保护区内增加豹猫种群数量的具体措施:______(答出一点即可)。
热点角度02 生态系统的功能与生态工程实践
析典例·建模型
1.(2026·广东茂名·二模)互花米草是海边潮间带常见的外来入侵植物。为探究富营养化条件下蟹类活动对互花米草生长的影响,研究人员在某海边咸水沼泽设置了相关样地,以额外施加氮肥模拟富营养化环境,用塑料网隔离螃蟹(不妨碍其摄食芦苇和互花米草),进行了相关实验,部分结果如下表所示。
分组
芦苇
互花米草
不施氮
施氮
不施氮
施氮
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
地上生物量(g·m‒2)
2208
2789
2299
3155
1408
2102
4052
2654
地下生物量(g·m‒2)
3169
5528
2455
4319
4426
5092
5492
5885
植物茎密度(株·m‒2)
60
80
65
100
266
305
456
355
回答下列问题:
(1)调查发现互花米草通过根系释放某种化学物质抑制周围植物生长,该物质属于生态系统中的________。当地原有的芦苇群落已被芦苇和互花米草的混合群落取代,这种现象称为________________________。
(2)结合上表信息,无蟹环境中,________的生长更占优势,判断依据是________________________。
(3)科研人员进一步检测了土壤中无机氮的含量,结果如图。据图分析,在施氮条件下,螃蟹活动显著________________土壤无机氮的含量,不同植物样地中这种影响________(填“有”或“无”)差别。
(4)结合图表分析,在施氮条件下,螃蟹活动能促进互花米草生长,抑制芦苇生长的原因是________。
【解题建模】
第一步,思路模板
1.确定过程起点:明确研究系统中的受控因子(施氮:富营养化模拟)、生物因子(蟹类活动)、响应变量(植物地上/地下生物量、茎密度、土壤无机氮)。
2.梳理过程链条:
种间关系链:外来植物(互花米草)vs 本地植物(芦苇)→ 竞争光照、养分、空间。
生物-环境互作链:蟹类活动 → 土壤扰动/养分循环改变 → 土壤无机氮含量变化 → 不同植物利用氮效率差异 → 差异生长响应。
密度依赖链:施氮 → 茎密度增加 → 种内/种间竞争变化 → 生长优势转移。
3.标注关键节点:
表格双对比逻辑:不施氮 vs 施氮,有蟹 vs 无蟹。重点关注交互效应(如施氮条件下有蟹 vs 无蟹的差异与不施氮时不同)。
图表联动:表格给出生物量,柱状图给出土壤无机氮含量的机制证据。
关键题眼:“化学物质抑制周围植物”(化学信息,化感作用)、“原有群落被取代”(次生演替)。
4.链式推导结论:
优势判定公式:比较无干扰基线(无蟹不施氮),看两物种生物量/密度谁更高。
机制推导公式:螃蟹活动 → 增加土壤无机氮 → X植物氮利用效率高 → 补偿/超过摄食损失 → 生物量增加;Y植物利用效率低 → 摄食损失无法补偿 → 生物量减少。
第二步,思路拆解
设问
过程起点
遗传/实验链条
关键节点
推导结论
(1) 化学物质属于什么;群落取代现象叫什么
互花米草释放化学物质;芦苇群落变为混合群落
化学物质 → 抑制周围植物 → 属于信息传递中的化学信息;原有群落 → 被新群落取代 → 保留土壤条件
生态系统的信息类型(物理、化学、行为);群落演替(初生、次生)的分类依据:是否保留土壤种子库
化学信息;群落演替(次生演替)
(2) 无蟹环境中谁占优势,判断依据
无蟹、不施氮条件下的两种植物数据
比较生物量(地上+地下)和茎密度
互花米草数据全面高于芦苇(如茎密度266 vs 60,总生物量约5834 vs 5377)
互花米草;在无蟹不施氮条件下,互花米草的茎密度更大,地上和地下生物量总量更高
(3) 螃蟹活动对土壤无机氮的影响及样地差异
柱状图:施氮条件下有蟹 vs 无蟹
看施氮组的两个柱子对比;看芦苇样地和互花米草样地趋势是否一致
有蟹柱子显著高于无蟹柱子;两种样地的增高趋势幅度相近
增加;无
(4) 螃蟹活动促进互花米草、抑制芦苇的原因
表格(生物量对比)+ 柱状图(土壤无机氮)
螃蟹活动 → 无机氮↑ → 互花米草利用氮能力更强 → 地上生物量增长(施氮有蟹4052 > 无蟹2654);芦苇利用氮能力弱,螃蟹摄食伤害无法被氮增益抵消
互花米草在施氮有蟹时地上生物量达到峰值,芦苇则在无蟹施氮时最高
螃蟹活动增加了土壤无机氮含量,互花米草能更高效利用氮促进生长,补偿了被摄食的损失;而芦苇氮利用效率较低,摄食损失未被充分补偿
第三步,尝试作答
(1) 化学信息 群落演替(次生演替)
(2) 互花米草 与芦苇相比,互花米草植株茎密度大,生物总量高
(3) 增加 无
(4)在施氮条件下,螃蟹活动增加了土壤无机氮的含量,与芦苇相比互花米草能更好地吸收氮进行生长,抵消其受到螃蟹的摄食伤害,实现地上生物量的增加
研考点·通技法
1.生态系统的信息类型
信息类型
本质
来源/常见形式
实例
物理信息
物理过程,如光、声、温度、磁力、振动等
无机环境或生物本身发出的物理信号
- 光:萤火虫发光(吸引异性)、植物开花长短日照依赖
- 声:蝙蝠回声定位、鸟类鸣叫预警
- 温度:种子感受温度萌发
- 磁场:候鸟迁徙导航
化学信息
化学物质,即信息素/化感物质等
生物生命活动分泌或代谢产生的特定化学物质
- 植物:根系分泌化学物质抑制周围植物(化感作用)
- 昆虫:性外激素吸引同类异性(如蚕蛾醇)
- 哺乳动物:尿液标记领域、释放警报信息素
行为信息
生物的特殊行为动作,通过姿态、动作传递
同种或异种个体间的特定动作或表现
- 蜜蜂:侦查蜂跳“8字舞”指示蜜源方向与距离
- 孔雀:雄孔雀开屏求偶炫耀
- 雄鸟:求偶时进行复杂的筑巢展示或喂食动作
破类题·提能力
1.(2026·广东中山·一模)近年来随着工业助剂和表面活性剂的大量使用,含氟污染物在水体中被广泛检出。研究者比较了挺水植物(鸢尾、芦苇)和沉水植物(金鱼藻、眼子菜)对复合污染水体的修复效果,图甲为单独种植时的部分实验结果。
回答下列问题:
(1)N、P营养盐被植物吸收后可参与_____合成(写两种)。吸收的PFAAs在植物体内不易分解,可能会沿着_____在生物体内聚集,最终超过环境浓度,这种现象称作_____。
(2)对照组具有一定的去除率说明水体具有_____能力。由图甲可以得出:①_____;②同一类型的水生植物对同种污染物的净化效果相似。
(3)进一步研究发现(图乙),在挺水植物根系中引入共生菌-丛枝菌根真菌(AMF)能有效提高PFAAs的去除率,可能的原因是_____(答出一点即可)。
(4)结合上述相关研究,提出一个能提高复合污染水体修复效果的研究方向_____。
(建议用时:75分钟)
刷模拟
1.(2026·广东东莞·一模)抗生素残留会改变土壤pH,降低土壤微生物及磷酸酶含量,减弱有机磷转化为无机磷的过程,进而影响农作物产量与品质,危害人体健康。丛枝菌根真菌(AMF)可与植物根系形成共生体系,在获取光合产物的同时为植物提供无机盐,并能通过重塑土壤微生物群落,修复受抗生素污染的土壤。
回答下列问题:
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在生物群落与____之间不断循环的过程,AMF属于生态系统组成成分中的______。
(2)研究表明:温带草甸草原和典型草原土壤中的AMF种类和比例不同。为研究AMF与紫花苜蓿的共生关系,选用温带草甸草原土壤(AMF1)和典型草原土壤(AMF2)作接种剂,去除AMF的土壤为对照(CK1、CK2),分别接种两种紫花苜蓿,适宜条件培养后的检测结果如下表。
接种剂
苜蓿品种
苜蓿生物量(g/盆)
苜蓿N含量(mg/g)
苜蓿P含量(mg/g)
优势属中球囊霉属相对丰富度(%)
CK(对照)
0.16
24.78
0.74
-
AMF1
苜蓿甲
0.95
24.47
2.02
41
苜蓿乙
0.74
21.57
1.50
72
AMF2
苜蓿甲
0.77
19.83
1.72
74
苜蓿乙
0.63
16.50
1.62
85
注:因CK1、CK2数据差异小,故CK取二者均值。
据表分析,AMF可____(填“促进”或“抑制”)紫花苜蓿生长,原因是_________,AMF种类和苜蓿品种均能影响优势属中球囊霉属的相对丰富度,依据是_________。
(3)科研人员采用高温好氧堆肥技术,降低施肥后土壤中的抗生素含量,从而优化农作物生长环境,该举措利用了生态工程的____原理。请从控制污染源和污染治理的角度,再提出一条降低土壤抗生素污染的建议:_____________。
2.(2026·广东汕头·一模)团粒喷播技术可用于修复因开采过度导致生态受损的海岛。该技术通过使用粘合剂将保水剂、人工土壤原料(含有机堆肥、固氮微生物等多种功能性菌群)与植物种子混合形成团粒,通过喷播工艺覆盖受损地表。回答下列问题:
(1)由于采石活动的进行,某海岛原先有植被覆盖的边坡变成裸地,说明人类活动可以改变群落演替的_____。人工修复裸露的边坡可直接选用木本植物种子制作团粒进行喷播而不必先在该地种草本植物,主要原因是_____。
(2)利用团粒喷播技术对海岛进行修复后结果见图。据图a可知,6个月内可见修复效果显著而9-12月树种竞争明显,依据是_______。
(3)有学者认为此地后续有可能存在爆发严重病虫害的风险,根据图b并结合生态系统稳定性分析,提出你的观点和理由_________。
(4)因修复成效显著,若向生态受损的干旱地区推广此技术,请提出合理的团粒制作建议_______。
3.(2026·广东佛山·一模)因油菜花期集中、蜜源丰富,意大利蜜蜂被广泛引入作为油菜的高效传粉者。为探究意大利蜜蜂从油菜产区溢出对周边生态系统的影响,研究人员在产区周围设计了不同试验样地,并对各样地传粉网络的生态指标进行统计,结果如下表。回答下列问题:
样地生态指标
近蜂场样地
远蜂场样地
统计结果(p值)
传粉者资源利用差异性
0.6
0.4
0.01
传粉网络复杂性
3.0
4.5
0.016
传粉者物种数
26
30.5
0.127
植物类群抗干扰能力
2.5
3.0
0.232
注:p值为统计分析所得概率值,p<0.05时表示数据间有显著差异。
(1)油菜为蜜蜂提供丰富的花蜜资源,引入的意大利蜜蜂与本土熊蜂共同为油菜及其他植物传粉,油菜与意大利蜜蜂的种间关系为______。
(2)由表中数据可知,近蜂场样地“传粉者资源利用差异性”较远蜂场样地有明显提升,表明蜜蜂溢出促进传粉者间形成______进而实现共存。同时,由于______,可推断蜜蜂溢出并未对样地生态造成严重影响。
(3)为探究意大利蜜蜂溢出对除油菜外其他植物传粉网络的影响,研究人员调查了蜂场附近不同样地中的相关指标,结果如下表。其中访花忠诚度是指传粉者在单次觅食中只访问同种植物的概率。泛化种植物是指不依赖单一传粉者传粉的植物;专性种植物是指传粉高度依赖本地传粉者熊蜂的植物。
样地分组
意大利蜜蜂访问占比(%)
访花忠诚度(%)
泛化种植物种子数变化(%)
专性种植物种子数变化(%)
熊蜂对专性种植物访问频率(次/株·日)
高油菜覆盖
67.73
81.5
+42.3
-57.1
1.8
低油菜覆盖
43.15
72.3
+28.7
-31.4
3.2
分析表中数据,高油菜覆盖样地中泛化种植物种子数增加较多的原因是______。推测专性种植物的种子数降低的原因是:在意大利蜜蜂的竞争压力下,熊蜂对油菜的访花偏好______,当样地附近的油菜资源量充足时,忠诚度的提升不足以弥补授粉的缺口。
4.(2026·广东佛山·一模)黑腹果蝇Ⅱ号染色体上的分离异常因子SD可影响减数分裂。SD杂合(SD/SD+)雄果蝇只产生携带SD的配子,而杂合雌果蝇配子则不表现分离异常。回答下列问题:
(1)研究人员用SD杂合果蝇与野生型(SD+/SD+)果蝇进行正反交实验。若正交实验子代全部为SD杂合果蝇,则亲本中SD杂合果蝇为______(填“父本”或“母本”);反交实验子代中会发生分离异常的个体的理论比例为______。
(2)研究发现,SD是一个基因连锁复合体,其中是导致分离异常的基因,由野生型突变而来。另有与细胞正常分裂有关的基因,根据其对表达产物的敏感程度分为(不敏感)和(敏感)。表达产物作用于,使携带的次级精母细胞无法正常分裂,导致精子发育异常。根据以上信息,在图中标出SD杂合雄果蝇相关基因的位置及基因间的作用关系(“”表示促进,“”表示抑制)______。
(3)某研究团队尝试将SD杂合雄果蝇的基因易位到X染色体上,预测该雄果蝇子代的性别情况是______。根据预测结果分析,SD系统在害虫防治中的应用前景:______。
(4)后续研究发现,部分果蝇X染色体上存在显性抑制因子,可修复SD系统对精细胞发育的破坏,表达产物能在精原细胞阶段产生并积累,覆盖所有子细胞。若X染色体上存在的SD杂合雄果蝇和SD杂合雌果蝇杂交,子一代中的基因频率为______。综合分析,机制对果蝇种群繁衍的意义是______。
5.(2026·广东湛江·一模)珠海凤凰山位于珠海市香洲区北部,森林覆盖率约90%,属南亚热带常绿阔叶林。植被包含乔木、灌木、灌草、草本、苔藓等多种类型。回答下列问题:
(1)凤凰山从低海拔到高海拔依次分布着阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌木,不同海拔高度植物群落的差异主要体现在_____方面。影响这些植物群落分布的主要因素是_____。
(2)珠海凤凰山的代表性鸟类有白鹇,它既可以植物为食,也可以昆虫等动物为食,说明白鹇至少占有______个营养级。白鹇从某种植物获取食物后能量的流动过程如图所示,图中①表示_____,②表示______。
(3)依据食性情况捕食者可分为泛化种(食性广泛的物种)和特化种(只捕食特定猎物的物种)。泛化种的存在会增加物种的多样性,其意义是______;而对于特化种来说,如果猎物是该区域的优势种,则其存在往往会_____(填“提高”或“降低”)物种多样性。
(4)森林城市化进程中,野生物种的生存环境遭到破坏,主要表现为使得某些物种的栖息地______。早些年,凤凰山区域出现了一些人为滥砍滥伐的现象,林业保护相关部门提出“造林上做加法、采伐上做减法”的管理思路,可确保森林资源释放最大生态红利,请从种群或生态系统的角度分析该做法的原因______。
6.(2026·广东韶关·二模)植物—微生物联合修复技术利用植物和根际微生物的协同作用,常用来清除土壤中的重金属污染物。为探究A和B两种根际微生物联合藿香蓟对镉(Cd)污染土壤的最佳修复效果,研究者利用多种菌剂方案处理藿香蓟幼苗并种植在镉污染土壤中,一段时间后测定幼苗的生长情况(表)和植株各器官Cd积累量(图)。
处理方案
株高(cm)
根长(cm)
干重(g)
CK
45.3
12.7
1.40
A
49.3
13.0
1.64
B
68.0
20.3
2.10
A+B(1∶1)
60.3
13.0
1.66
A+B(1∶2)
67.7
20.0
2.04
A+B(2∶1)
63.0
17.3
1.83
注:CK为无菌水处理;A、B为单一菌剂处理;A+B为复合菌剂处理,括号内为A与B的比例。
回答下列问题:
(1)从物质循环的角度分析,土壤微生物能够促进作物生长的原因是:______;土壤中的重金属Cd被农作物吸收,继而通过食物链在人和家畜体内积蓄的生态学现象被称为______。
(2)据图可知藿香蓟积累Cd的主要器官是______(填“根”、“茎”或“叶”);综合分析表和图的数据,你认为哪种处理方案最好?并说明理由:______。
(3)进一步研究表明,A和B单双接种均可招募多种根际有益菌,这一过程提高了根际微环境的稳定性,原因是:______,体现了生态工程的______原理。
(4)植物—微生物联合修复技术在实际应用中需要考虑的生态问题有:______。
7.(2026·广东佛山·二模)土壤微生物在维持生态系统功能方面发挥着至关重要的作用。为探究环境压力对土壤微生物群落的影响,研究人员在黄土高原进行了相关研究,部分结果如下表。
环境压力指数
微生物α多样性指数
平均生态位宽度
βNTI值
细菌
真菌
细菌
真菌
细菌
真菌
0.2
2600
750
220
26
1.5
1.6
0.4
2450
600
228
32
2.6
2.3
0.6
2300
450
235
38
3.7
3.2
0.8
2150
300
242
45
4.8
4
注:环境压力指数越大,代表环境胁迫越强。α多样性指数与物种丰富度呈正相关。生态位宽度是指生物利用资源或占据空间的范围,其中生态位窄的生物为特化种,生态位宽的生物为泛化种。βNTI值用于衡量微生物群落物种的分布,其值大于2说明环境选择主导微生物聚集,小于2时说明随机分布主导微生物聚集。
回答下列问题:
(1)土壤中营腐生活的细菌和真菌属于生态系统组成成分中的______________。据表可知,随着环境胁迫加剧,细菌和真菌的物种丰富度均呈现______________的趋势。
(2)据表分析,在高环境压力下,土壤微生物群落的物种组成主要受______________影响,且______________(填“泛化种”或“特化种”)逐渐占据优势,推测其原因是______________。
(3)为探究环境压力影响土壤生态功能的机制,研究人员检测了微生物群落中两种不同功能基因类群的相对含量,结果如图。
注:基因类群1主要参与细胞呼吸、DNA复制和细胞生长等生存必需的生命活动调控,广泛存在于多种微生物中。基因类群2则参与氮代谢、甲烷代谢和特殊有机物分解等特定功能活动的调控,主要存在特化种中。
在高环境压力下,基因类群2相对含量下降的直接原因是______________。基因类群2相对含量下降主要影响土壤生态系统的______________功能。
(4)综合上述研究结果,概括出环境压力影响土壤生态系统功能的机制:______________。
刷真题
1.(2025·广东·高考真题)热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,是植物生长和幼苗更新的主要限制因素。热带雨林中绝大多数植物都与菌根真菌形成互利共生关系,菌根真菌为植物提供矿质元素和水分,并从宿主植物获得生长必需的碳水化合物,其中,乔木主要与丛枝菌根(AM)或外生菌根(ECM)真菌共生(图a)。为探究AM和ECM真菌对宿主植物磷元素吸收的作用,科学家选取AM和ECM树种开展盆栽实验,向接种菌根真菌后的幼苗分别提供(无机磷)、腺苷酸(简单有机磷)、植酸(复杂有机磷)和水(空白对照),种植一段时间后测定幼苗生长情况(图b)。
回答下列问题:
(1)不同类型的菌根植物可以利用土壤中不同形式的磷元素,形成树种间______进而实现稳定共存。
(2)热带雨林中冠层优势度较高的树种主要来自龙脑香科,以约3%的物种数占据30%以上的个体数。推测这些树种主要与 ① 共生,原因是 ② 。同时,母树还可以通过地下菌丝网络实现“亲代抚育”,帮助幼苗突破林下光照不足的限制,可能的机制是 ③ 。植物和菌根真菌间的互利共生越来越高效、相互依赖程度越来越高,这种生态学现象属于 ④ 。
(3)随着群落内宿主植物个体数增加,其对应的地下菌丝网络功能越强,越有利于同种个体生长和幼苗更新,这一过程属于______调节;但个体数增加到一定程度后,种内竞争加剧进而抑制种群进一步增长。上述调控机制共同维持了______的相对稳定。
(4)针对退化热带雨林开展生态修复工程,结合植物根际生态过程,提出合理建议以恢复生物多样性:________。
2.(2023·广东·高考真题)上世纪70-90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600hm2,各林龄群落的相关特征见下表。
红树林群落(林龄)
群落高度(m)
植物种类(种)
树冠层郁闭度(%)
林下互花米草密度(株/m2)
林下无瓣海桑更新幼苗密度(株/100m2)
林下秋茄更新幼苗密度(株/100m2)
无瓣海桑群落(3年)
3.2
3
70
30
0
0
无瓣海桑群落(8年)
11.0
3
80
15
10
0
无瓣海桑群落(16年)
12.5
2
90
0
0
0
秋茄-老鼠簕群落(>50年)
5.7
4
90
0
0
19
回答下列问题:
(1)在红树林植被恢复进程中,由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为_________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,体现了生物多样性的_________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果,其使互花米草消退的主要原因是_________。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由_________。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议_________。
3.(2022·广东·高考真题)“绿水逶迤去,青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力,有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体,多来自高污染排放企业)为原料,通过厌氧发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题:
(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对________________,利用PCR技术,在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是________________,终止子的作用是________________。
(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,出现了生长迟缓的现象,推测其原因可能是________________,此外丙酮的积累会伤害细胞,需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(4)这种生产高附加值化工产品的新技术,实现了________________,体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看,该技术的优势在于________________,具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
4.(2024·广东·高考真题)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是________,其原因是_______。
(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5)使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组:_______ 实验组:黑藻
实验条件
控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
控制条件
__________
测量指标
__________
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。
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专题04 生物与环境的协调发展
破类题·提能力:
热点角度01
(1)物种组成
(2) 豹猫和山鸡全天都存在一定程度的活动,但活动时间主要集中在晨昏 夜间
(3)人类高干扰使二者的重叠度降低,这意味着豹猫和山鸡相遇捕食的机会减少,不利于豹猫捕食山鸡获取食物
(4)减少人类活动对山林保护区的干扰(或保护山鸡等豹猫的猎物资源)
热点角度02
(1) 磷脂、ATP、NADPH、NADH、核酸 食物链(食物网) 生物富集
(2) 自我调节 挺水植物对水体中N、P营养盐去除率较高,沉水植物对含氟有机物(PFAAs)去除率较高
(3)AMF可以促进挺水植物对PFAAs的吸收和转移
(4)探究挺水植物和沉水植物混合种植对复合污染水体的净化效果(探究共生菌与挺水植物对复合污染水体的净化机制)
实战刷题·冲高分:
刷模拟:
1.(1) 非生物环境 消费者
(2) 促进 AMF可促进苜蓿吸收P,使其生物量增加 当AMF相同而苜蓿品种不同时,以及当AMF不同而苜蓿品种相同时,球囊霉属优势属相对丰富度均不同
(3) 循环(自生) 减少抗生素的滥用、接种特定高效降解菌、生物炭吸附、抑制抗生素抗性基因传播等(合理即可)
2.(1) 方向 此技术使该地已具备适宜木本植物种子生长的土壤条件
(2)6个月内盖度上升至接近100%,9-12月盖度仍保持稳定而生长密度降低
(3)有可能;银合欢种间竞争优势高,可能持续扩张为单一树种,生态系统稳定性低易爆发严重病虫害 不可能;银合欢在9-12月占比有所下降,可与其他物种稳定共存,生态系统稳定性较高不易存在爆发严重病虫害
(4)选用耐旱的植物种子;使用保水能力更强的保水剂
3.(1)原始合作
(2) 生态位分化 传粉者物种数及植物类群抗干扰能力未有显著变化
(3) 高油菜覆盖样地意大利蜜蜂访问占比多,增加了泛化种的传粉者数量;同时传粉者访花忠诚度更高,有利于泛化种授粉 高于专性种植物
4.(1) 父 1/4
(2)
(3) 均为雄性 开发SD系统破坏害虫性别比例进而降低种群密度
(4) 50% 避免基因突变引起配子多样性减少,从而维持遗传多样性
5.(1) 群落的物种组成 温度
(2) 2(或两) 同化量 用于生物生长、发育和繁殖的能量
(3) 避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,为维持物种多样性创造有利条件 提高
(4) 丧失和碎片化 种群角度分析:“造林上做加法”是扩大种群生存空间,种群的K值会提高;“采伐上做减法”可确保种群持续增长(或生态系统角度分析:“造林上做加法”可增加生产者固定的太阳能;“采伐上做减法”可减少生态系统的物质和能量输出)
6.(1) 土壤微生物可将有机物分解为无机物,无机物可被植物吸收从而促进作物生长 生物富集
(2) 叶 A+B(1:2)处理方案最好,该方案既较好地促进了藿香蓟的生长,又显著提高藿香蓟Cd积累量
(3) 该过程增加了根际微生物的种类,食物网变得更复杂,根际微环境的自我调节能力增强 自生
(4)可能会导致土著微生物种类和数量减少,存在物种入侵风险;修复效果受气温、降水等气候条件影响显著,极端天气可能导致修复失败;修复植物体内积累了大量污染物,若被动物摄食,污染物将通过食物链传递,加剧生物富集现象,对生态系统造成二次风险
7.(1) 分解者 下降
(2) 环境选择 泛化种 高环境压力导致可利用的生存资源减少,泛化种生态位较宽,可利用的资源和空间范围大,具有较强的适应能力。
(3) 特化种微生物数量减少 物质循环
(4)通过调控微生物的种类、数量和分布影响生态系统功能
刷真题:
1.(1)生态位分化
(2) ECM真菌 与其它组别相比,ECM树种在植酸(复杂有机磷)处理下生物相对量最高,说明其能将复杂有机酸分解利用 母树通过菌丝网络向幼苗传输碳源和养分 协同进化
(3) 正反馈 种群数量
(4)接种多种菌根真菌;搭配AM和ECM树种种植;重建地下菌丝网络
2.(1) 群落演替(或演替、或次生演替) 间接
(2)无瓣海桑使树冠层郁闭度(或覆盖度)高,使互花米草缺少充足的光照
(3)不会造成物种入侵。林下无瓣海桑更新幼苗密度逐年下降,而秋茄幼苗密度后期有提升,所以无瓣海桑可能会被本地物种秋茄代替
(4)上层种植无瓣海桑,中层种植秋茄,下层种植老鼠簕,形成多层群落结构(“引种不同高度的红树植物”、“将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种”)
3.(1)引物
(2) 作为标记基因,筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录,使转录在需要的地方停下来
(3)酶蛋白大量表达需要消耗大量能量,而厌氧代谢供能不足
(4) 工业废气资源化 通过捕获二氧化 碳,实现固碳减排
4.(1)呼吸作用消耗
(2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高
(3)①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷高
(4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量
(5)合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
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专题04 生物与环境的协调发展
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【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点角度拆解
【解题建模·通技法】析典例,建模型,技法贯通破类题/变式
【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分
命题·趋势·定位
1.重过程推演:从“识数量”转向种群动态变化模型、群落演替驱动机理、能量流动与物质循环路径的链式推导。
2.重尺度嵌套:种群增长规律+种间关系/群落结构/景观格局叠加,强化局地生境片段化与生态交错带的动态考查。
3.重信息转译:以种群存活曲线、种间关系数量图、能量金字塔与生态足迹数据表、修复工程实景图为核心载体。
4.重综合关联:与气候变迁、污染治理、资源利用、生态修复、双碳战略深度融合,突出人与自然和谐共生。
热点·角度·拆解
热点角度01 群落演替与生态位分化及生态恢复应用
2023年广东卷19(2)(3)(4):据表格数据(郁闭度、幼苗密度)分析无瓣海桑抑制互花米草及是否成为入侵种的机制;提出混种改造建议以提升生态系统稳定性;
2025年广东卷17(1)(2)(3)(4):据AM与ECM树种对不同磷源利用差异分析生态位分化与共存机制;据生物量柱状图推断龙脑香科树种与ECM共生原因;分析菌丝网络“亲代抚育”与协同进化;提出接种多种菌根真菌、重建地下菌丝网络等生态修复建议。
热点角度02 生态系统的功能与生态工程实践
2024年广东卷20(3)(4)(5):据沉水植物光合速率曲线与水质净化能力柱状图,分析富营养化湖泊沉水植物消亡原因(光合<呼吸);推断垂直分布层次(③→②→①)与光强适应关系;阐述三种植物的净化功能互补(分别除藻、除氮、除磷);设计验证黑藻C₄碳浓缩优势的对照实验(材料、光强500、低CO₂条件、测氧释放量);针对强光抑制与凋落物打捞提出引入浮水植物与食碎屑生物的生态措施。
热点角度01 群落演替与生态位分化及生态恢复应用
析典例·建模型
1.(2026·广东·一模)温带森林群落中的优势树种大多与外生菌根(ECM)真菌共生,ECM真菌可以改良土壤理化性质和促进植物吸收养分。研究人员对某地温带森林开展了不同演替阶段和ECM树种比例对幼苗更新影响的研究,部分结果如下表。
演替阶段
森林类型
幼苗生长率
幼苗死亡率
平均ECM树种所占比例
ECM树种比例对幼苗生长率的影响
ECM树种比例对幼苗死亡率的影响
早期
杨桦林
0.38
0.73
0.32
无显著相关性
无显著相关性
中期
针阔混交林
0.29
0.58
0.58
无显著相关性
无显著相关性
后期
阔叶红松林
0.06
0.09
0.79
显著正相关
显著正相关
注:幼苗生长率指存活幼苗在两次调查间株高增长量与时间的比值。幼苗死亡率指萌发后死亡的幼苗占总幼苗的比例。ECM树种比例指在群落优势种中ECM树种占所有优势种的比例。
回答下列问题:
(1)本研究中的早期和中期群落是在采伐、火烧等干扰后经历______演替形成的群落,由于土壤还保留着植物的种子或其他繁殖体,所以这种演替趋向于______。
(2)交互效应指两个及以上自变量共同影响因变量时,某一因素对结果的影响会随着另一因素的改变而改变。据此判断演替阶段和ECM树种对于幼苗生长率和死亡率______(填“存在”或“不存在”)交互作用,依据是______。
(3)演替后期ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率有显著影响,此时同种和异种幼苗邻居密度成为了幼苗更新的主要因素,这种现象说明ECM树种比例升高对其产生了影响,一方面是______,另一方面是______,从而造成幼苗生长率和死亡率的变化。
(4)基于ECM真菌与植物的互利共生关系和本研究的结果,请提出促进温带森林乔木幼苗更新的具体措施并说明理由:______。
【解题建模】
第一步,思路模板
1.确定过程起点:明确演替梯度(早/中/后期)和生物互作类型(ECM真菌共生)作为两个可能的自变量。
2.梳理过程链条:
时间演替链:采伐/火烧干扰 → 杨桦林(早期先锋) → 针阔混交林(中期) → 阔叶红松林(后期顶极)。
共生功能链:ECM真菌 → 改良土壤、促进养分吸收 → 影响宿主幼苗竞争力。
交互效应分析链:自变量1(演替阶段) × 自变量2(ECM比例) → 观察因变量(幼苗生长率/死亡率)的显著性是否随阶段而变化。
3.标注关键节点:
表格趋势反转:ECM比例从早期到后期递增;其对幼苗的影响从“无显著相关性”突变为“显著正相关”(生长率、死亡率均被促进)。
交互效应核心判据:“某一因素的影响随另一因素的改变而改变”。
权衡分析:ECM既促进生长(互利),又增加密度竞争(负面),利与弊的权衡随演替进程变化。
4.链式推导结论:
演替趋势公式:次生演替趋于恢复原有群落结构(阔叶红松林)。
交互作用判断公式:如果在不同演替阶段,ECM比例的影响力(显著性、方向)发生了变化 → 存在交互效应。
实践应用公式:早期引入ECM树种促恢复;后期间伐调控密度降竞争
第二步,思路拆解
设问
过程起点
遗传/实验链条
关键节点
推导结论
(1) 演替类型与趋势
采伐、火烧等干扰后的群落
干扰移除原有植被,但保留土壤和种子库 → 群落重新发展
“土壤保留繁殖体”= 次生演替的本质特征;演替方向指向气候顶极
次生;恢复原来的群落(向顶极群落发展)
(2) 判断交互效应是否存在及依据
表格中ECM比例对幼苗的影响随演替阶段变化
早期/中期:无显著相关;后期:显著正相关
“某一因素(ECM比例)的影响随另一因素(演替阶段)改变而改变”正是交互效应的定义
存在;ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率的影响在不同演替阶段结论不一致(早期无相关,后期显著正相关)
(3) ECM比例升高造成的正反两方面影响
ECM真菌的共生功能 + 后期邻居密度增加的事实
利端:共生增强养分吸收 → 促生长;弊端:同种/异种密度增加 → 资源竞争加剧
显著正相关同时涉及生长率和死亡率,暗示同一驱动力下利弊并存
一方面是ECM真菌帮助植物吸收养分,促进幼苗生长;另一方面是ECM树种比例升高增加了幼苗周围邻居密度,加剧种内/种间竞争,导致死亡率上升
(4) 促进幼苗更新的具体措施及理由
综合早期(ECM影响不显)与后期(ECM显著影响但竞争也大)的结论
早期:引入ECM树种以加速土壤改良和养分供应;后期:适度降低ECM树种密度以缓解竞争
区分“促进恢复”和“维持更新”两种管理目标
森林恢复早期可引进ECM树种,利用其改良土壤、促进养分吸收的功能加速幼苗生长;演替后期可适度间伐ECM树种,降低幼苗密度和资源竞争,改善更新状态
第三步,尝试作答
(1) 次生 恢复原来的群落
(2) 存在 在不同演替阶段,ECM树种比例对幼苗生长率和死亡率的影响不同
(3) 提高植物养分利用,促进幼苗生长 加剧了资源竞争造成对幼苗死亡率影响的上升
(4)森林恢复初期要引进ECM树种以提升土壤养分供应能力,在演替后期通过适度间伐等方式调控ECM树种密度改善幼苗更新状态
研考点·通技法
1.群落的演替
对比维度
初生演替
次生演替
起点条件
无植被、无土壤或土壤极少(裸岩、沙丘、冰川泥等)
原有植被被破坏,但保留了土壤、种子库或繁殖体
演替速度
缓慢(需从地衣/苔藓阶段开始成土)
较快(土壤条件已具备,养分基础好)
经历阶段
地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→乔木阶段(完整系列)
跳过地衣/苔藓等先锋阶段,直接从草本或灌木阶段恢复
实例
裸岩上的演替、沙丘上的演替、火山喷发后冷却的熔岩
弃耕农田、采伐/火烧后的林地恢复、过度放牧后的草原
最终趋向
趋向形成与当地气候相适应的顶极群落
趋向恢复原有的群落(与破坏前类似)
关键判断依据
无土壤、无任何繁殖体残留
有土壤、有种子库/根系残留
破类题·提能力
1.(2026·广东梅州·一模)随着梅州市生态环境持续向好、野生动物保护工作力度持续加大,豹猫等珍稀野生动物的出没频率明显增加。为更好保护国家二级保护动物豹猫,研究者根据本地保护区人类活动强度,将调查区域分为人类低干扰点和高干扰点,以研究人类活动对相关动物活动节律的影响。回答下列问题:
(1)豹猫主要生活在山林群落,区别同一地区不同群落的重要特征是______。
(2)已知山鸡是豹猫的主要猎物,在人类低干扰点和高干扰点,豹猫和山鸡的日活动节律如图所示。简述人类低干扰点的豹猫和山鸡的活动时间特点:______。与低干扰点相比,高干扰点的豹猫在______(填“日间”或“夜间”)的活跃度明显较高。
注:相对活跃度:某时间点出现的次数与全天出现总次数的比值;重叠度:豹猫和山鸡日活动节律的重叠程度。
(3)如果豹猫和山鸡每天的活动次数不变,据图所示,从重叠度角度分析人类高干扰对豹猫捕食的影响是______。
(4)根据上述研究结果,请提出在山林保护区内增加豹猫种群数量的具体措施:______(答出一点即可)。
【答案】(1)物种组成
(2) 豹猫和山鸡全天都存在一定程度的活动,但活动时间主要集中在晨昏 夜间
(3)人类高干扰使二者的重叠度降低,这意味着豹猫和山鸡相遇捕食的机会减少,不利于豹猫捕食山鸡获取食物
(4)减少人类活动对山林保护区的干扰(或保护山鸡等豹猫的猎物资源)
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【详解】(1)豹猫主要生活在山林群落,物种组成是区别同一地区不同群落的重要特征。
(2)据图可知,人类低干扰点的豹猫和山鸡的活动时间特点是豹猫和山鸡全天都存在一定程度的活动,但活动时间主要集中在晨昏。对比两图,与低干扰点相比,高干扰点的豹猫在夜间活跃度明显更高。
(3)高干扰点重叠度(0.72)低于低干扰点(0.84),意味着豹猫和山鸡相遇捕食的机会减少,不利于豹猫捕食山鸡获取食物。
(4)在山林保护区内增加豹猫种群数量,需要创造适合豹猫生存的环境,如减少人类活动对山林保护区的干扰、保护山鸡等豹猫的猎物资源等。
热点角度02 生态系统的功能与生态工程实践
析典例·建模型
1.(2026·广东茂名·二模)互花米草是海边潮间带常见的外来入侵植物。为探究富营养化条件下蟹类活动对互花米草生长的影响,研究人员在某海边咸水沼泽设置了相关样地,以额外施加氮肥模拟富营养化环境,用塑料网隔离螃蟹(不妨碍其摄食芦苇和互花米草),进行了相关实验,部分结果如下表所示。
分组
芦苇
互花米草
不施氮
施氮
不施氮
施氮
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
有蟹
无蟹
地上生物量(g·m‒2)
2208
2789
2299
3155
1408
2102
4052
2654
地下生物量(g·m‒2)
3169
5528
2455
4319
4426
5092
5492
5885
植物茎密度(株·m‒2)
60
80
65
100
266
305
456
355
回答下列问题:
(1)调查发现互花米草通过根系释放某种化学物质抑制周围植物生长,该物质属于生态系统中的________。当地原有的芦苇群落已被芦苇和互花米草的混合群落取代,这种现象称为________________________。
(2)结合上表信息,无蟹环境中,________的生长更占优势,判断依据是________________________。
(3)科研人员进一步检测了土壤中无机氮的含量,结果如图。据图分析,在施氮条件下,螃蟹活动显著________________土壤无机氮的含量,不同植物样地中这种影响________(填“有”或“无”)差别。
(4)结合图表分析,在施氮条件下,螃蟹活动能促进互花米草生长,抑制芦苇生长的原因是________。
【解题建模】
第一步,思路模板
1.确定过程起点:明确研究系统中的受控因子(施氮:富营养化模拟)、生物因子(蟹类活动)、响应变量(植物地上/地下生物量、茎密度、土壤无机氮)。
2.梳理过程链条:
种间关系链:外来植物(互花米草)vs 本地植物(芦苇)→ 竞争光照、养分、空间。
生物-环境互作链:蟹类活动 → 土壤扰动/养分循环改变 → 土壤无机氮含量变化 → 不同植物利用氮效率差异 → 差异生长响应。
密度依赖链:施氮 → 茎密度增加 → 种内/种间竞争变化 → 生长优势转移。
3.标注关键节点:
表格双对比逻辑:不施氮 vs 施氮,有蟹 vs 无蟹。重点关注交互效应(如施氮条件下有蟹 vs 无蟹的差异与不施氮时不同)。
图表联动:表格给出生物量,柱状图给出土壤无机氮含量的机制证据。
关键题眼:“化学物质抑制周围植物”(化学信息,化感作用)、“原有群落被取代”(次生演替)。
4.链式推导结论:
优势判定公式:比较无干扰基线(无蟹不施氮),看两物种生物量/密度谁更高。
机制推导公式:螃蟹活动 → 增加土壤无机氮 → X植物氮利用效率高 → 补偿/超过摄食损失 → 生物量增加;Y植物利用效率低 → 摄食损失无法补偿 → 生物量减少。
第二步,思路拆解
设问
过程起点
遗传/实验链条
关键节点
推导结论
(1) 化学物质属于什么;群落取代现象叫什么
互花米草释放化学物质;芦苇群落变为混合群落
化学物质 → 抑制周围植物 → 属于信息传递中的化学信息;原有群落 → 被新群落取代 → 保留土壤条件
生态系统的信息类型(物理、化学、行为);群落演替(初生、次生)的分类依据:是否保留土壤种子库
化学信息;群落演替(次生演替)
(2) 无蟹环境中谁占优势,判断依据
无蟹、不施氮条件下的两种植物数据
比较生物量(地上+地下)和茎密度
互花米草数据全面高于芦苇(如茎密度266 vs 60,总生物量约5834 vs 5377)
互花米草;在无蟹不施氮条件下,互花米草的茎密度更大,地上和地下生物量总量更高
(3) 螃蟹活动对土壤无机氮的影响及样地差异
柱状图:施氮条件下有蟹 vs 无蟹
看施氮组的两个柱子对比;看芦苇样地和互花米草样地趋势是否一致
有蟹柱子显著高于无蟹柱子;两种样地的增高趋势幅度相近
增加;无
(4) 螃蟹活动促进互花米草、抑制芦苇的原因
表格(生物量对比)+ 柱状图(土壤无机氮)
螃蟹活动 → 无机氮↑ → 互花米草利用氮能力更强 → 地上生物量增长(施氮有蟹4052 > 无蟹2654);芦苇利用氮能力弱,螃蟹摄食伤害无法被氮增益抵消
互花米草在施氮有蟹时地上生物量达到峰值,芦苇则在无蟹施氮时最高
螃蟹活动增加了土壤无机氮含量,互花米草能更高效利用氮促进生长,补偿了被摄食的损失;而芦苇氮利用效率较低,摄食损失未被充分补偿
第三步,尝试作答
(1) 化学信息 群落演替(次生演替)
(2) 互花米草 与芦苇相比,互花米草植株茎密度大,生物总量高
(3) 增加 无
(4)在施氮条件下,螃蟹活动增加了土壤无机氮的含量,与芦苇相比互花米草能更好地吸收氮进行生长,抵消其受到螃蟹的摄食伤害,实现地上生物量的增加
研考点·通技法
1.生态系统的信息类型
信息类型
本质
来源/常见形式
实例
物理信息
物理过程,如光、声、温度、磁力、振动等
无机环境或生物本身发出的物理信号
- 光:萤火虫发光(吸引异性)、植物开花长短日照依赖
- 声:蝙蝠回声定位、鸟类鸣叫预警
- 温度:种子感受温度萌发
- 磁场:候鸟迁徙导航
化学信息
化学物质,即信息素/化感物质等
生物生命活动分泌或代谢产生的特定化学物质
- 植物:根系分泌化学物质抑制周围植物(化感作用)
- 昆虫:性外激素吸引同类异性(如蚕蛾醇)
- 哺乳动物:尿液标记领域、释放警报信息素
行为信息
生物的特殊行为动作,通过姿态、动作传递
同种或异种个体间的特定动作或表现
- 蜜蜂:侦查蜂跳“8字舞”指示蜜源方向与距离
- 孔雀:雄孔雀开屏求偶炫耀
- 雄鸟:求偶时进行复杂的筑巢展示或喂食动作
破类题·提能力
1.(2026·广东中山·一模)近年来随着工业助剂和表面活性剂的大量使用,含氟污染物在水体中被广泛检出。研究者比较了挺水植物(鸢尾、芦苇)和沉水植物(金鱼藻、眼子菜)对复合污染水体的修复效果,图甲为单独种植时的部分实验结果。
回答下列问题:
(1)N、P营养盐被植物吸收后可参与_____合成(写两种)。吸收的PFAAs在植物体内不易分解,可能会沿着_____在生物体内聚集,最终超过环境浓度,这种现象称作_____。
(2)对照组具有一定的去除率说明水体具有_____能力。由图甲可以得出:①_____;②同一类型的水生植物对同种污染物的净化效果相似。
(3)进一步研究发现(图乙),在挺水植物根系中引入共生菌-丛枝菌根真菌(AMF)能有效提高PFAAs的去除率,可能的原因是_____(答出一点即可)。
(4)结合上述相关研究,提出一个能提高复合污染水体修复效果的研究方向_____。
【答案】(1) 磷脂、ATP、NADPH、NADH、核酸 食物链(食物网) 生物富集
(2) 自我调节 挺水植物对水体中N、P营养盐去除率较高,沉水植物对含氟有机物(PFAAs)去除率较高
(3)AMF可以促进挺水植物对PFAAs的吸收和转移
(4)探究挺水植物和沉水植物混合种植对复合污染水体的净化效果(探究共生菌与挺水植物对复合污染水体的净化机制)
【详解】(1)N、P营养盐被植物吸收后用来合成细胞内的含N、P的有机物,细胞中含N、P的有机物有磷脂、ATP、NADPH、NADH、核酸等。难以分解的污染物(如PFAAs)会沿食物链(食物网)传递,在生物体内不断聚集,浓度高于环境浓度的现象是生物富集。
(2)对照组无植物仍有一定去除率,说明水体生态系统自身具有一定的自净(自我调节)能力。根据图甲可知,挺水植物(鸢尾、芦苇)和沉水植物(金鱼藻、眼子菜)对复合污染水体的修复效果有一定的差别,但是同一类型的水生植物对同种污染物的净化效果相似,其中挺水植物对N、P去除率更高,沉水植物对含氟有机物去除率更高。
(3)由图乙可知,AMF形成的真菌网络扩大了根系吸收面积,可增强植物吸收污染物的能力,从而促进挺水植物对PFAAs的吸收和转移。
(4)图甲比较了单独种植挺水植物(鸢尾、芦苇)和沉水植物(金鱼藻、眼子菜)对复合污染水体的修复效果,基于这些研究,我们可以进一步探究挺水植物和沉水植物混合种植对复合污染水体的净化效果;图乙探究了挺水植物根系中引入共生菌-丛枝菌根真菌(AMF)后对复合污染水体的净化效果,基于这个研究,我们可以进一步探究共生菌与挺水植物对复合污染水体的净化机制。
(建议用时:75分钟)
刷模拟
1.(2026·广东东莞·一模)抗生素残留会改变土壤pH,降低土壤微生物及磷酸酶含量,减弱有机磷转化为无机磷的过程,进而影响农作物产量与品质,危害人体健康。丛枝菌根真菌(AMF)可与植物根系形成共生体系,在获取光合产物的同时为植物提供无机盐,并能通过重塑土壤微生物群落,修复受抗生素污染的土壤。
回答下列问题:
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在生物群落与____之间不断循环的过程,AMF属于生态系统组成成分中的______。
(2)研究表明:温带草甸草原和典型草原土壤中的AMF种类和比例不同。为研究AMF与紫花苜蓿的共生关系,选用温带草甸草原土壤(AMF1)和典型草原土壤(AMF2)作接种剂,去除AMF的土壤为对照(CK1、CK2),分别接种两种紫花苜蓿,适宜条件培养后的检测结果如下表。
接种剂
苜蓿品种
苜蓿生物量(g/盆)
苜蓿N含量(mg/g)
苜蓿P含量(mg/g)
优势属中球囊霉属相对丰富度(%)
CK(对照)
0.16
24.78
0.74
-
AMF1
苜蓿甲
0.95
24.47
2.02
41
苜蓿乙
0.74
21.57
1.50
72
AMF2
苜蓿甲
0.77
19.83
1.72
74
苜蓿乙
0.63
16.50
1.62
85
注:因CK1、CK2数据差异小,故CK取二者均值。
据表分析,AMF可____(填“促进”或“抑制”)紫花苜蓿生长,原因是_________,AMF种类和苜蓿品种均能影响优势属中球囊霉属的相对丰富度,依据是_________。
(3)科研人员采用高温好氧堆肥技术,降低施肥后土壤中的抗生素含量,从而优化农作物生长环境,该举措利用了生态工程的____原理。请从控制污染源和污染治理的角度,再提出一条降低土壤抗生素污染的建议:_____________。
【答案】(1) 非生物环境 消费者
(2) 促进 AMF可促进苜蓿吸收P,使其生物量增加 当AMF相同而苜蓿品种不同时,以及当AMF不同而苜蓿品种相同时,球囊霉属优势属相对丰富度均不同
(3) 循环(自生) 减少抗生素的滥用、接种特定高效降解菌、生物炭吸附、抑制抗生素抗性基因传播等(合理即可)
【详解】(1)物质循环是指组成生物体的元素在生物群落与非生物环境之间不断循环,因此磷循环发生在生物群落与非生物环境之间。丛枝菌根真菌(AMF)不能进行光合作用自养,需要从植物根系获取现成的光合产物(有机物),属于生态系统的消费者。
(2)对比表格数据可知:和对照组相比,所有接种AMF的紫花苜蓿,生物量、磷含量都远高于对照组,因此AMF可以促进紫花苜蓿生长,原因是AMF可促进苜蓿吸收P,促进有机物积累,提升生物量。分析球囊霉属相对丰富度可知:同一AMF接种剂处理不同品种苜蓿,丰富度不同;同一品种苜蓿接种不同AMF,丰富度也不同,因此AMF种类和苜蓿品种都能影响球囊霉属相对丰富度。
(3)高温好氧堆肥是利用微生物分解土壤中的抗生素,实现物质的循环利用,利用了生态工程的循环(自生)原理。从控制污染源角度,可通过规范抗生素使用、生物炭吸附、对含抗生素的废弃物无害化处理减少抗生素进入土壤;从污染治理角度,可通过接种高效降解抗生素的微生物、植物修复、抑制抗生素抗性基因传播等方式治理土壤抗生素污染。
2.(2026·广东汕头·一模)团粒喷播技术可用于修复因开采过度导致生态受损的海岛。该技术通过使用粘合剂将保水剂、人工土壤原料(含有机堆肥、固氮微生物等多种功能性菌群)与植物种子混合形成团粒,通过喷播工艺覆盖受损地表。回答下列问题:
(1)由于采石活动的进行,某海岛原先有植被覆盖的边坡变成裸地,说明人类活动可以改变群落演替的_____。人工修复裸露的边坡可直接选用木本植物种子制作团粒进行喷播而不必先在该地种草本植物,主要原因是_____。
(2)利用团粒喷播技术对海岛进行修复后结果见图。据图a可知,6个月内可见修复效果显著而9-12月树种竞争明显,依据是_______。
(3)有学者认为此地后续有可能存在爆发严重病虫害的风险,根据图b并结合生态系统稳定性分析,提出你的观点和理由_________。
(4)因修复成效显著,若向生态受损的干旱地区推广此技术,请提出合理的团粒制作建议_______。
【答案】(1) 方向 此技术使该地已具备适宜木本植物种子生长的土壤条件
(2)6个月内盖度上升至接近100%,9-12月盖度仍保持稳定而生长密度降低
(3)有可能;银合欢种间竞争优势高,可能持续扩张为单一树种,生态系统稳定性低易爆发严重病虫害 不可能;银合欢在9-12月占比有所下降,可与其他物种稳定共存,生态系统稳定性较高不易存在爆发严重病虫害
(4)选用耐旱的植物种子;使用保水能力更强的保水剂
【分析】一个群落替代另一个群落的过程叫作群落演替,群落演替可以分为初生演替和次生演替。人类活动会影响演替的速度和方向。
【详解】(1)人类的采石活动将植被覆盖的边坡变为裸地,这体现了人类活动可以改变群落演替的方向。团粒喷播技术使用的人工土壤原料包含有机堆肥、功能性菌群等,能为种子萌发和幼苗生长提供养分、改良土壤结构,因此裸地无需先经历草本植物改良土壤的阶段,可直接种植木本植物。
(2)由图 a 可知,6 个月内修复效果显著,盖度从约 90% 快速上升至接近 100%,说明植被快速覆盖了受损地表,9-12 月树种竞争明显,盖度保持稳定(植被覆盖度不再增加),但生长密度(单位面积植株数)明显下降,说明部分植株在种间竞争中被淘汰,体现了物种间对资源(光照、水分、养分等)的竞争加剧。
(3)此地后续有可能存在爆发严重病虫害的风险,从图 b 可见,银合欢在各时间点的生长密度占比都显著高于金合欢和台湾相思,种间竞争优势极强,若银合欢持续扩张,可能逐渐取代其他物种,形成单一树种为主的群落,导致物种丰富度降低、营养结构简单化,生态系统的抵抗力稳定性下降,更容易因专一性病虫害的侵袭而爆发严重灾害。或银合欢在 9-12 月的生长密度占比有所下降,金合欢和台湾相思仍保持一定比例,说明三者可稳定共存,群落物种多样性较高,营养结构复杂,生态系统抵抗力稳定性强,能够通过物种间的相互制约有效抑制病虫害的大规模爆发,故此地后续不可能存在爆发严重病虫害的风险。
(4)干旱地区的核心限制因子是水分,因此团粒制作需选用耐旱的植物种子,选择适应干旱环境、根系发达、保水能力强的本土耐旱植物种子,提高幼苗存活率;增强团粒的持水能力,减少水分蒸发,为种子萌发和早期生长持续提供水分。
3.(2026·广东佛山·一模)因油菜花期集中、蜜源丰富,意大利蜜蜂被广泛引入作为油菜的高效传粉者。为探究意大利蜜蜂从油菜产区溢出对周边生态系统的影响,研究人员在产区周围设计了不同试验样地,并对各样地传粉网络的生态指标进行统计,结果如下表。回答下列问题:
样地生态指标
近蜂场样地
远蜂场样地
统计结果(p值)
传粉者资源利用差异性
0.6
0.4
0.01
传粉网络复杂性
3.0
4.5
0.016
传粉者物种数
26
30.5
0.127
植物类群抗干扰能力
2.5
3.0
0.232
注:p值为统计分析所得概率值,p<0.05时表示数据间有显著差异。
(1)油菜为蜜蜂提供丰富的花蜜资源,引入的意大利蜜蜂与本土熊蜂共同为油菜及其他植物传粉,油菜与意大利蜜蜂的种间关系为______。
(2)由表中数据可知,近蜂场样地“传粉者资源利用差异性”较远蜂场样地有明显提升,表明蜜蜂溢出促进传粉者间形成______进而实现共存。同时,由于______,可推断蜜蜂溢出并未对样地生态造成严重影响。
(3)为探究意大利蜜蜂溢出对除油菜外其他植物传粉网络的影响,研究人员调查了蜂场附近不同样地中的相关指标,结果如下表。其中访花忠诚度是指传粉者在单次觅食中只访问同种植物的概率。泛化种植物是指不依赖单一传粉者传粉的植物;专性种植物是指传粉高度依赖本地传粉者熊蜂的植物。
样地分组
意大利蜜蜂访问占比(%)
访花忠诚度(%)
泛化种植物种子数变化(%)
专性种植物种子数变化(%)
熊蜂对专性种植物访问频率(次/株·日)
高油菜覆盖
67.73
81.5
+42.3
-57.1
1.8
低油菜覆盖
43.15
72.3
+28.7
-31.4
3.2
分析表中数据,高油菜覆盖样地中泛化种植物种子数增加较多的原因是______。推测专性种植物的种子数降低的原因是:在意大利蜜蜂的竞争压力下,熊蜂对油菜的访花偏好______,当样地附近的油菜资源量充足时,忠诚度的提升不足以弥补授粉的缺口。
【答案】(1)原始合作
(2) 生态位分化 传粉者物种数及植物类群抗干扰能力未有显著变化
(3) 高油菜覆盖样地意大利蜜蜂访问占比多,增加了泛化种的传粉者数量;同时传粉者访花忠诚度更高,有利于泛化种授粉 高于专性种植物
【分析】种间关系:原始合作、互利共生、寄生、捕食、种间竞争。生态位分化是维持生物多样性和生态系统稳定的关键机制,它促进资源高效利用、减少竞争压力,并增强群落抵抗力。
【详解】(1)油菜为意大利蜜蜂提供花蜜,意大利蜜蜂为油菜传粉,两者共同生活时双方都受益,但彼此分开后各自仍能够独立生活的一种松散合作关系,这种种间关系为原始合作。
(2)①近蜂场样地“传粉者资源利用差异性”提升,说明传粉者间形成了生态位分化,通过减少资源竞争实现共存。②由传粉者物种数、植物类群抗干扰能力的p值均大于0.05,可推断传粉者物种数及植物类群抗干扰能力未有显著变化,则蜜蜂溢出并未对样地生态造成严重影响。
(3)①高油菜覆盖样地中泛化种植物种子数增加较多的原因是:意大利蜜蜂访花占比高、访花忠诚度高,能为泛化种植物带来更多传粉机会;泛化种植物不依赖单一传粉者,可利用多种传粉者完成传粉。②推测专性种植物的种子数降低的原因是:在意大利蜜蜂的竞争压力下,熊蜂对油菜的访花偏好高于专性种植物,导致熊蜂对专性种植物的访问频率下降,专性种植物传粉不足,种子数减少。
4.(2026·广东佛山·一模)黑腹果蝇Ⅱ号染色体上的分离异常因子SD可影响减数分裂。SD杂合(SD/SD+)雄果蝇只产生携带SD的配子,而杂合雌果蝇配子则不表现分离异常。回答下列问题:
(1)研究人员用SD杂合果蝇与野生型(SD+/SD+)果蝇进行正反交实验。若正交实验子代全部为SD杂合果蝇,则亲本中SD杂合果蝇为______(填“父本”或“母本”);反交实验子代中会发生分离异常的个体的理论比例为______。
(2)研究发现,SD是一个基因连锁复合体,其中是导致分离异常的基因,由野生型突变而来。另有与细胞正常分裂有关的基因,根据其对表达产物的敏感程度分为(不敏感)和(敏感)。表达产物作用于,使携带的次级精母细胞无法正常分裂,导致精子发育异常。根据以上信息,在图中标出SD杂合雄果蝇相关基因的位置及基因间的作用关系(“”表示促进,“”表示抑制)______。
(3)某研究团队尝试将SD杂合雄果蝇的基因易位到X染色体上,预测该雄果蝇子代的性别情况是______。根据预测结果分析,SD系统在害虫防治中的应用前景:______。
(4)后续研究发现,部分果蝇X染色体上存在显性抑制因子,可修复SD系统对精细胞发育的破坏,表达产物能在精原细胞阶段产生并积累,覆盖所有子细胞。若X染色体上存在的SD杂合雄果蝇和SD杂合雌果蝇杂交,子一代中的基因频率为______。综合分析,机制对果蝇种群繁衍的意义是______。
【答案】(1) 父 1/4
(2)
(3) 均为雄性 开发SD系统破坏害虫性别比例进而降低种群密度
(4) 50% 避免基因突变引起配子多样性减少,从而维持遗传多样性
【分析】受精作用是卵细胞和精子结合成受精卵的过程。受精作用使受精卵(子代的第一个细胞)又恢复到与亲代一样的染色体数目,使亲子代间的遗传组成保持相对的稳定性。同时,雌雄生殖细胞的多样性和雌雄生殖细胞结合的随机性,致使同一双亲的后代既相似又不同。这是生物在稳定中发展变化的重要原因。
【详解】(1)已知 SD 杂合(SD/SD+)雄果蝇只产生携带 SD 的配子,而杂合雌果蝇产生 SD 和SD+两种配子且比例为1:1。正交实验子代全部为 SD 杂合果蝇,说明亲本中 SD 杂合果蝇只能产生 SD 配子,因此该 SD 杂合果蝇为父本。反交实验中,亲本为 SD 杂合雌果蝇(SD/SD+)和野生型雄果蝇(SD+/SD+),SD 杂合雌果蝇产生 SD 和SD+配子,比例为1:1;野生型雄果蝇只产生SD+配子,子代基因型为SD/SD+(占1/2)和SD+/SD+(占1/2)。只有SD/SD+的雄果蝇会表现分离异常,而雄果蝇在子代中占1/2,因此发生分离异常的个体理论比例为1/2×1/2=1/4。
(2)SD 染色体(Ⅱ 号)上连锁着d 基因(导致分离异常)和RI基因(对 d 产物敏感);SD+染色体上连锁着野生型d+基因和RS基因,且d 基因的表达产物会抑制RS基因的功能,使携带RS的次级精母细胞无法正常分裂,因此,SD杂合雄果蝇相关基因的位置及基因间的作用关系:。
(3)将RS基因易位到 X 染色体后,SD 杂合雄果蝇产生的精子中,携带 SD(同时携带 X 染色体和RS)的精子会因 d 产物抑制RS而发育异常,仅携带 Y 染色体的精子可正常受精。因此,子代全部为雄性。SD 系统可用于害虫防治,通过改造害虫基因,使其子代仅产生雄性个体,破坏性别比例,从而降低害虫繁殖率,最终减少害虫种群密度。
(4)含Su的 SD 杂合雄果蝇,其Su基因可修复 SD 系统对精细胞的破坏,因此产生 SD 和SD+配子的比例为1:1;SD 杂合雌果蝇产生的配子也为1:1,子一代基因型及比例为SD/SD:SD/SD+:SD+/SD+=1:2:1,d 基因仅存在于 SD 染色体上,总基因数为4×2=8,d 基因总数为1×2+2×1=4,故 d 基因频率为4÷8×100%=50%。Su 机制可修复 SD 系统对精细胞的破坏,保证精细胞正常发育,避免因 SD 突变导致配子多样性下降,从而维持果蝇种群的遗传多样性,利于种群繁衍。
5.(2026·广东湛江·一模)珠海凤凰山位于珠海市香洲区北部,森林覆盖率约90%,属南亚热带常绿阔叶林。植被包含乔木、灌木、灌草、草本、苔藓等多种类型。回答下列问题:
(1)凤凰山从低海拔到高海拔依次分布着阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌木,不同海拔高度植物群落的差异主要体现在_____方面。影响这些植物群落分布的主要因素是_____。
(2)珠海凤凰山的代表性鸟类有白鹇,它既可以植物为食,也可以昆虫等动物为食,说明白鹇至少占有______个营养级。白鹇从某种植物获取食物后能量的流动过程如图所示,图中①表示_____,②表示______。
(3)依据食性情况捕食者可分为泛化种(食性广泛的物种)和特化种(只捕食特定猎物的物种)。泛化种的存在会增加物种的多样性,其意义是______;而对于特化种来说,如果猎物是该区域的优势种,则其存在往往会_____(填“提高”或“降低”)物种多样性。
(4)森林城市化进程中,野生物种的生存环境遭到破坏,主要表现为使得某些物种的栖息地______。早些年,凤凰山区域出现了一些人为滥砍滥伐的现象,林业保护相关部门提出“造林上做加法、采伐上做减法”的管理思路,可确保森林资源释放最大生态红利,请从种群或生态系统的角度分析该做法的原因______。
【答案】(1) 群落的物种组成 温度
(2) 2(或两) 同化量 用于生物生长、发育和繁殖的能量
(3) 避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,为维持物种多样性创造有利条件 提高
(4) 丧失和碎片化 种群角度分析:“造林上做加法”是扩大种群生存空间,种群的K值会提高;“采伐上做减法”可确保种群持续增长(或生态系统角度分析:“造林上做加法”可增加生产者固定的太阳能;“采伐上做减法”可减少生态系统的物质和能量输出)
【分析】研究能量流动的意义:①研究能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。②研究能量流动可以帮助人们合理调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
【详解】(1)区别群落的重要特征是群落的物种组成。凤凰山从低海拔到高海拔依次是阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌木,可知影响凤凰山植物群落分布的主要因素是温度。
(2)白鹇以植物为食时,属于初级消费者,占第二营养级,以动物为食时,为次级消费者,属于第三营养级,因此白鹇至少占有两个营养级。由图可知,①=吃进的-粪便,即①=摄入量-粪便量=同化量,②=同化量-呼吸消耗的能量=用于生长、发育和繁殖的能量。
(3)泛化种是食性广泛的物种,捕食多个物种,可避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,从而使物种多样性增加。对于特化种来说,如果其捕食的是竞争力强的优势种群,则可以使其他种群获得更多的资源,使物种多样性提高。
(4)森林城市化进程中,野生物种的生存环境遭到破坏,主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化。种群角度:“造林上做加法”是扩大种群生存空间,种群的K值会提高;“采伐上做减法”可确保种群持续增长。生态系统角度:“造林上做加法”可增加生产者固定的太阳能;“采伐上做减法”可减少生态系统的物质和能量输出。
6.(2026·广东韶关·二模)植物—微生物联合修复技术利用植物和根际微生物的协同作用,常用来清除土壤中的重金属污染物。为探究A和B两种根际微生物联合藿香蓟对镉(Cd)污染土壤的最佳修复效果,研究者利用多种菌剂方案处理藿香蓟幼苗并种植在镉污染土壤中,一段时间后测定幼苗的生长情况(表)和植株各器官Cd积累量(图)。
处理方案
株高(cm)
根长(cm)
干重(g)
CK
45.3
12.7
1.40
A
49.3
13.0
1.64
B
68.0
20.3
2.10
A+B(1∶1)
60.3
13.0
1.66
A+B(1∶2)
67.7
20.0
2.04
A+B(2∶1)
63.0
17.3
1.83
注:CK为无菌水处理;A、B为单一菌剂处理;A+B为复合菌剂处理,括号内为A与B的比例。
回答下列问题:
(1)从物质循环的角度分析,土壤微生物能够促进作物生长的原因是:______;土壤中的重金属Cd被农作物吸收,继而通过食物链在人和家畜体内积蓄的生态学现象被称为______。
(2)据图可知藿香蓟积累Cd的主要器官是______(填“根”、“茎”或“叶”);综合分析表和图的数据,你认为哪种处理方案最好?并说明理由:______。
(3)进一步研究表明,A和B单双接种均可招募多种根际有益菌,这一过程提高了根际微环境的稳定性,原因是:______,体现了生态工程的______原理。
(4)植物—微生物联合修复技术在实际应用中需要考虑的生态问题有:______。
【答案】(1) 土壤微生物可将有机物分解为无机物,无机物可被植物吸收从而促进作物生长 生物富集
(2) 叶 A+B(1:2)处理方案最好,该方案既较好地促进了藿香蓟的生长,又显著提高藿香蓟Cd积累量
(3) 该过程增加了根际微生物的种类,食物网变得更复杂,根际微环境的自我调节能力增强 自生
(4)可能会导致土著微生物种类和数量减少,存在物种入侵风险;修复效果受气温、降水等气候条件影响显著,极端天气可能导致修复失败;修复植物体内积累了大量污染物,若被动物摄食,污染物将通过食物链传递,加剧生物富集现象,对生态系统造成二次风险
【详解】(1)从物质循环角度,土壤微生物属于生态系统的分解者,可将动植物遗体、有机物中的有机物分解为无机物(矿质元素等),供植物吸收利用,促进了生态系统物质循环,因此促进作物生长;重金属等难以降解的有害物质通过食物链在高营养级生物体内积蓄的现象称为生物富集。
(2)从柱形图可看出,镉积累量中叶占比最高,因此藿香蓟积累镉的主要器官是叶。结合表格的生长数据和图的总镉积累量分析:A+B(1∶2)处理的株高、根长、干重接近单菌B处理(已处于较高水平,植株生长良好),说明同时总镉积累量远高于单菌B、其他比例复合菌处理,仅略低于单菌A,但单菌A植株生长状况差,综上A+B(1:2)处理方案既较好地促进了藿香蓟的生长,又显著提高藿香蓟Cd积累量,因此A+B(1∶2)是最佳方案。
(3)招募多种根际有益菌会增加根际微生物的物种丰富度,使生态系统营养结构更复杂,自我调节能力更强,因此提高了根际微环境的稳定性;增加物种多样性提高生态系统稳定性,体现了生态工程的自生原理。
(4)该技术实际应用中,需要考虑的生态问题包括:可能会导致土著微生物种类和数量减少,存在物种入侵风险;修复效果受气温、降水等气候条件影响显著,极端天气可能导致修复失败;修复植物体内积累了大量污染物,若被动物摄食,污染物将通过食物链传递,加剧生物富集现象,对生态系统造成二次风险等,合理即可。
7.(2026·广东佛山·二模)土壤微生物在维持生态系统功能方面发挥着至关重要的作用。为探究环境压力对土壤微生物群落的影响,研究人员在黄土高原进行了相关研究,部分结果如下表。
环境压力指数
微生物α多样性指数
平均生态位宽度
βNTI值
细菌
真菌
细菌
真菌
细菌
真菌
0.2
2600
750
220
26
1.5
1.6
0.4
2450
600
228
32
2.6
2.3
0.6
2300
450
235
38
3.7
3.2
0.8
2150
300
242
45
4.8
4
注:环境压力指数越大,代表环境胁迫越强。α多样性指数与物种丰富度呈正相关。生态位宽度是指生物利用资源或占据空间的范围,其中生态位窄的生物为特化种,生态位宽的生物为泛化种。βNTI值用于衡量微生物群落物种的分布,其值大于2说明环境选择主导微生物聚集,小于2时说明随机分布主导微生物聚集。
回答下列问题:
(1)土壤中营腐生活的细菌和真菌属于生态系统组成成分中的______________。据表可知,随着环境胁迫加剧,细菌和真菌的物种丰富度均呈现______________的趋势。
(2)据表分析,在高环境压力下,土壤微生物群落的物种组成主要受______________影响,且______________(填“泛化种”或“特化种”)逐渐占据优势,推测其原因是______________。
(3)为探究环境压力影响土壤生态功能的机制,研究人员检测了微生物群落中两种不同功能基因类群的相对含量,结果如图。
注:基因类群1主要参与细胞呼吸、DNA复制和细胞生长等生存必需的生命活动调控,广泛存在于多种微生物中。基因类群2则参与氮代谢、甲烷代谢和特殊有机物分解等特定功能活动的调控,主要存在特化种中。
在高环境压力下,基因类群2相对含量下降的直接原因是______________。基因类群2相对含量下降主要影响土壤生态系统的______________功能。
(4)综合上述研究结果,概括出环境压力影响土壤生态系统功能的机制:______________。
【答案】(1) 分解者 下降
(2) 环境选择 泛化种 高环境压力导致可利用的生存资源减少,泛化种生态位较宽,可利用的资源和空间范围大,具有较强的适应能力。
(3) 特化种微生物数量减少 物质循环
(4)通过调控微生物的种类、数量和分布影响生态系统功能
【详解】(1)土壤中营腐生活的细菌和真菌能将有机物分解为无机物,属于生态系统组成成分中的分解者。 由表中数据可知,随着环境压力指数增大(环境胁迫加剧),细菌和真菌的α多样性指数均降低,因为α多样性指数与物种丰富度呈正相关,所以细菌和真菌的物种丰富度均呈现下降的趋势。
(2)据表中βNTI值,在高环境压力下(环境压力指数为0.8时),βNTI值大于2,说明环境选择主导微生物聚集,所以土壤微生物群落的物种组成主要受环境选择影响。 生态位窄的生物为特化种,由表中数据可知,随着环境胁迫加剧,真菌的平均生态位宽度逐渐增大,细菌的平均生态位宽度也呈增大趋势,生态位宽的生物为泛化种,所以泛化种逐渐占据优势。 推测其原因是高环境压力导致可利用的生存资源减少,泛化种生态位较宽,可利用的资源和空间范围大,具有较强的适应能力。
(3)由题可知,基因类群2主要存在于特化种中,在高环境压力下,特化种数量减少,所以基因类群2相对含量下降的直接原因是特化种微生物数量减少。 基因类群2参与氮代谢、甲烷代谢和特殊有机物分解等特定功能活动的调控,这些都与物质循环有关,所以基因类群2相对含量下降主要影响土壤生态系统的物质循环功能。
(4)综合上述研究结果,环境压力通过调控微生物的种类、数量和分布(降低微生物物种丰富度、改变微生物群落结构、使泛化种占据优势、改变功能基因类群相对含量等),进而影响土壤生态系统的功能。
刷真题
1.(2025·广东·高考真题)热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,是植物生长和幼苗更新的主要限制因素。热带雨林中绝大多数植物都与菌根真菌形成互利共生关系,菌根真菌为植物提供矿质元素和水分,并从宿主植物获得生长必需的碳水化合物,其中,乔木主要与丛枝菌根(AM)或外生菌根(ECM)真菌共生(图a)。为探究AM和ECM真菌对宿主植物磷元素吸收的作用,科学家选取AM和ECM树种开展盆栽实验,向接种菌根真菌后的幼苗分别提供(无机磷)、腺苷酸(简单有机磷)、植酸(复杂有机磷)和水(空白对照),种植一段时间后测定幼苗生长情况(图b)。
回答下列问题:
(1)不同类型的菌根植物可以利用土壤中不同形式的磷元素,形成树种间______进而实现稳定共存。
(2)热带雨林中冠层优势度较高的树种主要来自龙脑香科,以约3%的物种数占据30%以上的个体数。推测这些树种主要与 ① 共生,原因是 ② 。同时,母树还可以通过地下菌丝网络实现“亲代抚育”,帮助幼苗突破林下光照不足的限制,可能的机制是 ③ 。植物和菌根真菌间的互利共生越来越高效、相互依赖程度越来越高,这种生态学现象属于 ④ 。
(3)随着群落内宿主植物个体数增加,其对应的地下菌丝网络功能越强,越有利于同种个体生长和幼苗更新,这一过程属于______调节;但个体数增加到一定程度后,种内竞争加剧进而抑制种群进一步增长。上述调控机制共同维持了______的相对稳定。
(4)针对退化热带雨林开展生态修复工程,结合植物根际生态过程,提出合理建议以恢复生物多样性:________。
【答案】(1)生态位分化
(2) ECM真菌 与其它组别相比,ECM树种在植酸(复杂有机磷)处理下生物相对量最高,说明其能将复杂有机酸分解利用 母树通过菌丝网络向幼苗传输碳源和养分 协同进化
(3) 正反馈 种群数量
(4)接种多种菌根真菌;搭配AM和ECM树种种植;重建地下菌丝网络
【分析】生态位: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。群落中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,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之间协同进化的结果。
【详解】(1)一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,分析题意可知,不同类型的菌根植物(AM和ECM)能够利用不同形式的磷元素(无机磷、简单有机磷、复杂有机磷),说明它们通过利用不同的资源避免了直接竞争,这种资源利用的差异称为生态位分化,是物种间稳定共存的重要机制。
(2)由题可知,乔木主要与丛枝菌根(AM)或外生菌根(ECM)真菌共生,分析图b可知,ECM树种在植酸(复杂有机磷)条件下生长更好,而热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,说明ECM真菌能高效分解复杂有机磷(如植酸),适应热带雨林贫磷土壤,故推测这些树种主要与ECM真菌共生;据图a可知,ECM树种存在较为复杂的地下菌丝网络,据此推测“亲代抚育”机制是通过菌丝网络传输资源(如碳水化合物或磷),支持幼苗在光照不足的林下生长;植物和菌根真菌间的互利共生越来越高效、相互依赖程度越来越高,是不同生物之间、生物与无机环境之间协同进化的结果。
(3)随着群落内宿主植物个体数增加,其对应的地下菌丝网络功能越强,越有利于同种个体生长和幼苗更新,该过程中新结果跟老结果呈正相关,属于正反馈调节;个体数增加到一定程度后,种内竞争加剧进而抑制种群进一步增长,正反馈与种内竞争(负反馈)共同调控种群数量,从而维持了种群数量的相对稳定。
(4)恢复生态需兼顾磷元素利用多样性,可以引入多样化菌根真菌(如AM和ECM),提升不同磷源的利用效率;种植共生树种组合(如龙脑香科ECM树种与其他AM树种),促进生态位互补;重建地下菌丝网络,加速养分循环和幼苗更新。
2.(2023·广东·高考真题)上世纪70-90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600hm2,各林龄群落的相关特征见下表。
红树林群落(林龄)
群落高度(m)
植物种类(种)
树冠层郁闭度(%)
林下互花米草密度(株/m2)
林下无瓣海桑更新幼苗密度(株/100m2)
林下秋茄更新幼苗密度(株/100m2)
无瓣海桑群落(3年)
3.2
3
70
30
0
0
无瓣海桑群落(8年)
11.0
3
80
15
10
0
无瓣海桑群落(16年)
12.5
2
90
0
0
0
秋茄-老鼠簕群落(>50年)
5.7
4
90
0
0
19
回答下列问题:
(1)在红树林植被恢复进程中,由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为_________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,体现了生物多样性的_________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果,其使互花米草消退的主要原因是_________。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由_________。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议_________。
【答案】(1) 群落演替(或演替、或次生演替) 间接
(2)无瓣海桑使树冠层郁闭度(或覆盖度)高,使互花米草缺少充足的光照
(3)不会造成物种入侵。林下无瓣海桑更新幼苗密度逐年下降,而秋茄幼苗密度后期有提升,所以无瓣海桑可能会被本地物种秋茄代替
(4)上层种植无瓣海桑,中层种植秋茄,下层种植老鼠簕,形成多层群落结构(“引种不同高度的红树植物”、“将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种”)
【分析】随时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做演替。演替的种类有初生演替和次生演替两种。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】(1)由题意可知,红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替(或演替、或次生演替)。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,这是红树林在生态系统方面的调节作用,体现了生物多样性的间接价值。
(2)无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,在与互花米草在阳光等的竞争中占据优势,使树冠层郁闭度(或覆盖度)高,使互花米草缺少充足的光照,能有效抑制互花米草的蔓延。
(3)根据表格数据可知,随着时间的推移,林下无瓣海桑更新幼苗密度逐年下降,而秋茄幼苗密度后期有提升,所以无瓣海桑可能会被本地物种秋茄代替,所以不会成为新的入侵植物。
(4)通过适当控制引进树种规模,扩大本土树种的种植,增加物种,使营养结构变得复杂,可提高生态系统的稳定性,还能防止新的物种的入侵。
3.(2022·广东·高考真题)“绿水逶迤去,青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力,有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体,多来自高污染排放企业)为原料,通过厌氧发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题:
(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对________________,利用PCR技术,在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是________________,终止子的作用是________________。
(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,出现了生长迟缓的现象,推测其原因可能是________________,此外丙酮的积累会伤害细胞,需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(4)这种生产高附加值化工产品的新技术,实现了________________,体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看,该技术的优势在于________________,具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
【答案】(1)引物
(2) 作为标记基因,筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录,使转录在需要的地方停下来
(3)酶蛋白大量表达需要消耗大量能量,而厌氧代谢供能不足
(4) 工业废气资源化 通过捕获二氧化 碳,实现固碳减排
【分析】(1)PCR技术的原理是DNA半保留复制,是在体外大量复制DNA的技术,该技术的关键是Taq酶可以从引物的3’端延伸子链。
(2)减缓温室效应,一方面要减少二氧化碳的排放,另一方面通过植树造林等手段增加大气中二氧化碳的消耗。
【详解】(1)利用PCR技术扩增目标酶基因,首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物,引物与模板链结合后,Taq酶才能从引物的3’端延伸子链。
(2)基因表达载体中,抗生素抗性基因作为标记基因,可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞,终止子可终止转录,使转录在需要的地方停下来。
(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,需要消耗大量能量,而厌氧代谢供能不足,所以会导致生长迟缓。
(4)根据题意可知,这种生产高附加值化工产品的新技术,以高污染企业排放的二氧化碳等一碳温室气体为原料,实现了工业废气资源化,体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看,该技术生产丙酮的过程通过捕获二氧化 碳,实现固碳减排,所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
4.(2024·广东·高考真题)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是________,其原因是_______。
(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5)使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组:_______ 实验组:黑藻
实验条件
控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
控制条件
__________
测量指标
__________
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。
【答案】(1)呼吸作用消耗
(2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高
(3)①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷高
(4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量
(5)合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【分析】图a分析,一定范围内光照强度增大,三种植物的光合速率加快,光照强度超过一定范围,三种植物的光合速率均减小。图b分析,金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。
【详解】(1)由于湖底光照不足,导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物,生物量在减少,不足以维持生长,最终衰退和消亡。
(2)据图分析,最大光合速率对应光强度依次升高,因此生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是③②①。
(3)据图b分析,金鱼藻除藻率高,黑藻除氮率高,苦草除磷率高,三者配合能高效的去除氮、磷和藻,能实现综合治理效果。
(4)根据图a,在相同光照强度下,①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近,尤其在光照强度为500时,两者光合作用强度完全相同,有利于控制无关变量一致,而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径,而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定,所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。
验证黑藻的碳浓缩优势,因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢,因此检测指标是单位时间释放氧气的量。
(5)目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本,因此可以合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
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