2025年大学《生物科学》专业题库-生态系统中的物种互动研究

2025年大学《生物科学》专业题库——生态系统中的物种互动研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的首字母填在题干后的括号内）1.以下哪种种间关系是指两个物种共同生活，双方都受益？()A.竞争B.捕食C.寄生D.互利共生E.偏利共生2.在生态学中，描述两个物种数量变化相互影响的经典数学模型是？()A.马尔萨斯方程B.逻辑斯蒂增长模型C.Lotka-Volterra方程D.频率依赖性选择模型E.生态位重叠模型3.当两个物种利用的资源完全相同，它们之间的竞争通常被称为？()A.红利竞争B.孤立竞争C.完全竞争D.部分竞争E.替代竞争4.捕食者种群数量的增长通常依赖于其猎物种群数量，这种关系在Lotka-Volterra模型中体现为？()A.捕食者项为负反馈B.猎物项为正反馈C.捕食者项为正反馈D.猎物项为负反馈E.密度制约5.生态位重叠现象的存在通常预示着？()A.物种间的互利共生增强B.物种间的竞争加剧或需要行为分异C.物种间的寄生关系密切D.物种间的捕食关系增强E.物种间资源利用完全独立6.通过观察动物的行为模式来研究其种间关系的方法属于？()A.标记重捕法B.样方法C.陷阱捕获法D.行为观察法E.实验分析法7.在一个生态系统中，某个物种对其生存环境具有不可替代的作用，该物种被称为？()A.次要生产者B.建群种C.杂食性物种D.关键种E.宿主种8.岛屿生物地理学理论主要解释？()A.物种竞争中优势种的确定B.捕食者与猎物数量周期性波动C.物种在岛屿上的物种丰富度与其面积、距离大陆远近的关系D.生态位分化在群落中的作用E.寄生关系中寄主与寄生虫的协同进化9.农田生态系统中的杂草与农作物之间的关系属于？()A.捕食关系B.寄生关系C.竞争关系D.互利共生关系E.偏利共生关系10.全球气候变化可能导致物种互动发生哪些变化？()A.捕食者与猎物地理分布范围重叠区扩大B.竞争物种的竞争压力减弱C.物种迁移速度减慢D.互利共生关系的解体E.物种间竞争加剧或互动模式改变二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题干横线上）1.描述一个物种在生态系统中的功能角色和利用资源的方式的术语是________。2.当一个物种从另一个物种那里获取营养，但并未对该物种造成显著伤害时，这种种间关系称为________。3.研究物种间相互影响对群落结构和功能整体效应的学科分支称为________生态学。4.在竞争排斥原理中，两个生态位完全相同的物种无法在有限资源条件下长期共存的预测被称为________定理。5.通过在样方内计数或测量个体数量来估算种群密度或资源分布的方法称为________。6.某些昆虫与其寄主植物之间形成的专一性很强的捕食或寄生关系，体现了物种互动中的________特征。7.当捕食者数量增加导致猎物数量下降，进而反过来限制捕食者数量增加时，形成了负________反馈调节。8.在互利共生关系中，若一个物种获利而另一个物种不受影响，则称为________共生。9.利用标记-重捕技术估计动物种群大小时，需要假设重捕的个体在重捕过程中标记丢失率保持不变，即具有________性。10.物种对环境资源的利用范围和方式，以及与其他物种利用资源的相似程度，是描述其________的关键。三、名词解释（每题3分，共15分。请给出每个名词的简要定义）1.生态位2.种间竞争3.岛屿效应4.生态金字塔5.行为互作四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述捕食关系的类型及其对猎物种群的影响。2.列举三种研究物种互动的实验方法，并简述其基本原理。3.解释什么是生态位分化，并说明其在群落中的意义。4.简述竞争排斥原理的主要内容及其在生态系统管理中的应用。五、论述题（每题10分，共20分。请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题）1.论述气候变化如何通过改变物种互动模式影响生态系统的结构和功能。2.结合实例，论述种间竞争在群落演替过程中的作用及其对物种多样性的影响。六、实验设计题（10分）设计一个简单的室内实验，用以探究光质（如红光vs蓝光）对两种竞争性植物生长及相互作用的影响。请说明实验目的、主要材料与设备、实验步骤、预期结果及数据记录方式。试卷答案一、选择题1.D2.C3.C4.A5.B6.D7.D8.C9.C10.E二、填空题1.生态位2.寄生3.功能4.格雷特5.样方法6.专一性7.密度8.偏利9.稳定10.生态位三、名词解释1.生态位：一个物种在生态系统中的功能角色和利用资源的方式，包括其利用的所有资源以及其在环境中的空间位置。2.种间竞争：不同物种之间为了争夺有限的共同资源（如食物、空间、光等）而发生的直接或间接的对抗性相互作用。3.岛屿效应：描述岛屿上物种丰富度与其面积（通常成正比）以及距离大陆远近（通常成反比）之间关系的理论，即面积越大、离大陆越近的岛屿，其物种丰富度通常越高。4.生态金字塔：描述生态系统中不同营养级生物量、生物数量或能量流动关系的图形表示，通常包括能量金字塔、生物量金字塔和生物数量金字塔。5.行为互作：不同物种之间通过行为表现出来的相互作用，如捕食、竞争、合作、通讯、寄生等。四、简答题1.捕食关系的类型及其对猎物种群的影响：*类型：主要包括植食、肉食、寄生和腐食。植食捕食者取食植物；肉食捕食者取食其他动物；寄生捕食者从宿主体内或体表获取营养，通常不立即杀死宿主；腐食者分解死亡有机物。*影响：捕食者通过捕食直接减少猎物种群数量。其数量变化通常滞后于猎物种群数量变化，形成负反馈调节，共同维持种群的动态平衡。捕食压力可影响猎物种群的分布、行为（如警戒性增加）和繁殖策略。顶级捕食者的存在可以控制次级捕食者数量，从而间接调控整个食物链结构。2.研究物种互动的实验方法及其原理：*1.人工控制环境下的混合培养实验：将两种或多种物种放置在相同且可控的环境条件下培养，直接观察和测量它们之间的相互作用（如生长抑制、资源消耗、行为改变等）。原理：通过排除环境变量的干扰，明确识别和量化特定物种间的相互作用。*2.野外移除/添加实验：在自然群落中，移除某种物种（移除实验）或人为添加该物种（添加实验），观察对其他物种群落结构和功能的影响。原理：模拟物种在群落中的缺失或出现，探究该物种在维持群落结构和功能中的作用。*3.标记重捕实验（间接研究）：虽然主要用于估计种群密度，但通过比较不同处理组（如添加干扰物或竞争对手）的种群动态变化，可以推断种间相互作用的影响。原理：基于捕获-标记-重捕过程中种群数量保持稳定的假设，推算总种群规模，并通过比较不同组间的捕获率或数量变化，推断相互作用的存在和强度。3.生态位分化及其意义：*生态位分化：指不同物种在利用环境资源（如食物类型、栖息地微环境、时间等）或执行功能方面存在差异，从而减少种间竞争，实现共存的现象。这种差异可以是绝对的（占据完全不同的资源），也可以是相对的（占据同一资源的不同部分或方式）。*意义：生态位分化是物种在群落中适应和共存的重要机制。它通过减少直接竞争，使得多个物种能够共享同一栖息地资源，从而提高群落物种丰富度和稳定性。它是群落演替和生态系统功能建设过程中的关键驱动力。4.竞争排斥原理的主要内容及其在生态系统管理中的应用：*主要内容：该原理（由格雷特提出）指出，两个生态位完全相同的物种（或高度相似的物种）无法在有限资源条件下长期共存在同一空间。其中一个物种将通过竞争逐渐排挤掉另一个物种，最终导致该物种在当地灭绝或被迫迁移。*应用：该原理可用于预测物种入侵的潜力（具有竞争优势的入侵物种可能排挤本地物种）、指导物种保育（为濒危物种寻找或创造与其竞争者生态位差异较大的生境）、农田管理（通过轮作、间作等方式打破作物的生态位重叠，减轻竞争）和生态恢复（引入新物种时需考虑其与本地物种的竞争关系，避免恶性竞争）。五、论述题1.气候变化如何通过改变物种互动模式影响生态系统的结构和功能：*气候变化（温度升高、降水模式改变、极端天气事件增多等）会直接影响物种的生理过程（如生长、繁殖、存活）和地理分布，进而改变物种间的互动模式。例如，变温可能使捕食者和猎物的活动时间或地理重叠区发生变化，导致捕食效率改变；温度升高可能使竞争物种的繁殖期或生长速率差异缩小，加剧竞争；极端天气可能对某一物种造成毁灭性打击，打破原有的种间平衡。*这些互动模式的变化会通过食物链传递，影响营养级的数量和结构，可能导致生态系统功能的改变，如初级生产力下降、分解作用减弱、养分循环失衡等。物种组成的变化也可能导致群落结构重组，降低生物多样性，减弱生态系统的稳定性和恢复力。例如，优势种更替可能导致生态系统服务功能（如授粉、水净化）的下降。2.结合实例，论述种间竞争在群落演替过程中的作用及其对物种多样性的影响：*种间竞争在群落演替中起着关键作用。在演替的早期阶段，环境通常资源丰富、干扰频繁，机会主义者物种（通常竞争力较弱，但适应性广）迅速定殖并繁殖，它们之间的竞争相对不激烈。随着演替进行，环境条件逐渐稳定，资源变得有限，竞争力强的物种（优势种）通过竞争逐渐取代竞争力弱的物种，占据更稳定、更优势的地位。*例如，在弃耕农田的演替中，早期阶段杂草和一年生植物种类繁多，相互竞争激烈，但很快被竞争力更强的多年生草本植物取代，随后可能被灌木层覆盖，最终可能达到以木本植物为主的顶极群落。在这个过程中，竞争是推动物种更替和群落结构变化的主要动力。*竞争对物种多样性的影响是复杂的。一方面，激烈的竞争可能导致资源利用者趋同，使得生态位重叠增加，部分物种可能被排挤出去，从而降低物种多样性。另一方面，竞争也可以通过限制优势种的早期建立和促进物种对微环境的利用，为其他物种的入侵和共存创造机会，从而在特定阶段维持或提高多样性。当竞争达到一定程度，可能形成复杂的生态位分化格局，维持较高的多样性。因此，竞争既是物种多样性的限制因素，也是塑造物种多样性的重要驱动力。六、实验设计题设计一个简单的室内实验，用以探究光质（如红光vs蓝光）对两种竞争性植物生长及相互作用的影响。*实验目的：探究红光和蓝光两种不同光质对两种竞争性植物（例如，选择生长速度相近、有一定竞争性的植物，如两种不同的豆科植物或草本植物）单独生长及共同生长条件下生物量积累、株高等生长指标的影响，以及它们之间的竞争关系是否因光质不同而发生变化。*主要材料与设备：两种选定的竞争性植物种子、花盆（大小规格一致）、土壤（统一来源和质地）、光照设备（可发出稳定红光和蓝光的灯源，如红色LED灯和蓝色LED灯，或使用不同颜色的滤光片）、培养箱或温室（保持温度、湿度等其他环境条件一致）、电子天平、尺子、剪刀等测量工具。*实验步骤：1.将两种植物的种子分别播种在大小规格一致的花盆中，每个处理设置多重复（例如，每个花盆种植10-20株幼苗）。2.设立以下处理组：*红光单种组：在红光条件下，每种植物单独种植（或种植足够多，形成近似封闭群落）。*蓝光单种组：在蓝光条件下，每种植物单独种植。*红光混合组：在红光条件下，将两种植物按一定比例（如1:1）混合种植在同一花盆中。*蓝光混合组：在蓝光条件下，将两种植物按一定比例混合种植在同一花盆中。3.确保所有处理组在光照强度（Lux）、光照时长（如每天12小时）、温度（如25°C）、湿度（如60%）、浇水等非光环境条件方面保持一致。4.定期（如每周）测量并记录各处理组中每种植物的株高、叶片数量、生物量（收获时小心取出植物，去除土壤，烘干至恒重称重）等生长指标。5.观察并记录植物的生长状况，如叶片颜色、茎干粗壮程度等。*预期结果：*在单独生长时，两种植物在红光和蓝光下的生长指标（如生物量、株高）可能存在差异，这反映了不同植物对不同光质的响应。*在混合生长时，由于竞争的存在，两种植物的生长指标通常会比单独生长时下降（即存在竞争抑制）。混合组中植物的生长指标可能低于按比例计算的理论平均值，这种现象称为负相互作用。*预期光质会调节竞争的