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第1章种群及其动态第2章群落及其演替P37第3章生态系统及其稳定性P76第4章人与环境P132高中生物选择性必修2《生物与环境》复习课件种群数量变化曲线的变式应用(1)图1表示种群三种存活曲线:Ⅰ型曲线:幼年期死亡率低,老年期死亡率高,即绝大多数个体都能活到生理年龄,如人类和其他一些大型哺乳动物。Ⅱ型曲线:种群各年龄段死亡率基本相同,如小型哺乳动物。Ⅲ型曲线:幼年时期死亡率较高,但一旦到达某一年龄,死亡率就较低且稳定,如鱼类等。(2)图2为K值的不同表示方法,图中A、B、C、D所对应的为种群数量的K值,A′、C′、D′所对应的为种群数量的K/2。例右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的正确表述是 (
)A.在K/2时控制有害动物最有效B.图示规律可作为控制人口增长的依据C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量【答案】C
【解析】在K/2时种群净补充量最大,控制有害动物应在K/2之前。人口增长既受自然因素影响,还受人们的生育观念、生育政策制约,该图不能作为控制人口增长的依据。在K/2时捕捞可持续获得最大捕捞量,获得最大日捕获量应在K值进行。素养解读:本章是种群及其动态,通过学习种群的特征和数量变化,掌握种群数量变化的分析方法和应用。常涉及的核心素养有生命观念(分析种群数量变化,建立生物与环境相协调的观点)、科学思维(构建种群增长数学模型)、科学探究(调查双子叶植物的种群密度,探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化)、社会责任(归纳总结种群数量变化在实践中的应用)。1.(科学探究)在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干,抽样镜检,如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后,稀释100倍,再抽样镜检,如图乙所示。根据实验结果判断,以下叙述正确的是 (
)A.培养5小时后,酵母菌种群密度增加200倍左右B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法C.用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体D.培养5小时后,酵母菌种群数量已经达到K值【答案】A
【解析】用血细胞计数板计数时,除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体,5小时前每个小格内约有5个菌体,而5小时后每个小方格内约有10个菌体,但这是在稀释100倍后的值,所以5小时内种群密度增加200倍,此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。2.(科学思维)如图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系。下列说法正确的是
(
)A.若第10年的种群数量是400只,则该种群在此环境中的环境容纳量约为400只B.种群数量最少的是第20年,此时种群增长速率最小C.第10年时,种群出生率等于死亡率D.种群增长速率的变化与食物、天敌的数量、种群密度等有关【答案】D
【解析】第10年时种群的增长速率最大,此时种群的数量为K/2,若第10年的种群数量是400只,则该种群在此环境中的环境容纳量约为800只,A错误;种群数量最多的是第20年,此时种群增长速率最小,B错误;第10年时种群的增长速率最大,种群出生率大于死亡率,C错误;种群增长速率的变化与食物、天敌的数量、种群密度等有关,D正确。3.(社会责任)在资源和空间有限的条件下,种群数量呈“S”形增长。如图是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线,下列叙述错误的是
(
)A.环境容纳量随环境温度不同而改变B.图中19.8℃条件下环境容纳量最小C.24.8℃条件下第5天左右的种群增长速率最大D.33.6℃条件下种群数量将维持在K值恒定不变【答案】D
【解析】由图可以看出,在温度不同的情况下,该藻类的个体数最大值不同,所以环境容纳量随环境温度不同而改变;在三条曲线中,19.8℃条件下环境中所容纳的最大个体数是最小的,所以在19.8℃条件下环境容纳量最小;曲线斜率表示种群的增长速率,由图中曲线可以看出,24.8℃条件下第5天左右曲线斜率是最大的,也就是此时种群的增长速率是最大的;K值是环境的最大容纳量,不是恒定不变的,会随环境变化而发生改变。4.(生命观念)下列关于种群的相关叙述,正确的是 (
)①生殖前年龄组个体数大于生殖后年龄组个体数,种群数量一定增长②没有迁出和迁入时,出生率大于死亡率,种群的数量一定增长③对捕捉器具有条件反射的动物种群不能用标记重捕法调查种群密度④年龄结构为增长型的种群,其繁殖期个体数一定大于衰退型繁殖期个体数⑤种群特征是单独个体不具备的A.①④ B.①③⑤C.②③⑤ D.②④【答案】C
【解析】①生殖前年龄组个体数大于生殖后年龄组个体数,种群年龄结构属于增长型,但数量不一定增长,如环境条件变得恶劣会使死亡率增大。②决定种群数量变化的因素是迁入与迁出、出生率与死亡率,若没有迁出和迁入,出生率大于死亡率,种群的数量一定增长。③动物对捕捉器具有条件反射时,重捕到的个体减少,所测数值会偏大。④不同的种群数目不同,年龄结构为增长型的种群其繁殖期个体数不一定大于衰退型繁殖期个体数。⑤单独个体不具备种群特征。典例(2020·山东卷)为研究甲、乙两种藻的竞争关系,在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养,结果如下图所示。下列说法错误的是
(
)A.单独培养条件下,甲藻数量约为1.0×106
个时种群增长最快B.混合培养时,种间竞争是导致甲藻种群数量在10~12天增长缓慢的主要原因C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”形增长D.混合培养对乙藻的影响较大考查角度从种群数量变化和影响因素等知识进行综合考查考查目的考查学生生物学基础知识认知和科学思维素养考查难度考查的知识点系统性强,注重理解,难度较高解题思路:(1)解题角度对比掌握种群数量变化曲线等知识,分选项判断。(2)解题步骤找出题目与教材中密切相关知识点,结合作答。单独培养时,甲藻的K值约为2.0×106个,所以种群增长最快的是K/2时,约为1.0×106个,A正确;10~12天乙藻种群数量接近0,所以竞争强度低,此时甲藻数量增长缓慢的原因是培养液和空间有限,B错误;由于空间和资源有限,所以种群数量呈“S”形增长,C正确;据图可知,混合培养时,乙藻在竞争中处于劣势,导致灭绝,D正确。解题技巧:“J”形和“S”形曲线总结[高考试炼]1.(2019·全国新课标Ⅰ卷)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点,设计了三个实验组,每组接种相同数量的细菌甲后进行培养,培养过程中定时更新培养基,三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h,得到a、b、c三条种群增长曲线,如图所示。下列叙述错误的是 (
)A.细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物B.培养基更换频率的不同,可用来表示环境资源量的不同C.在培养到23h之前,a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的D.培养基更新时间间隔为23h时,种群增长不会出现“J”形增长阶段【答案】D
【解析】由题意可知,细菌甲是异养生物,异养生物不能将无机物合成有机物,只能将现成有机物分解成无机物从中获得能量进行生命活动,A正确;相对而言,培养基更换频率越快,为细菌甲提供的物质和能量越多,细菌的环境资源量越大,B正确;分析图形曲线可知,在培养到23h之前,曲线a呈“J”形增长,表明a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的,C正确;三条曲线的最初阶段相同(重叠),说明培养基更新时间间隔为23h时,细菌甲的种群增长在实验开始后一段时间内会出现“J”形增长,D错误。2.(2019·江苏卷)下图是一种酵母通气培养的生长曲线,a、b是相同培养条件下两批次培养的结果,下列叙述合理的是 (
)A.a批次中可能有大量细菌污染B.b批次的接种量可能高于a批次C.t1时两批次都会产生较多的乙醇D.t2时两批次发酵液中营养物质剩余量相同【答案】B
【解析】K值大小取决于环境。两条曲线均为“S”形增长曲线,且K值相同,说明两批次培养的环境条件相同,A错误;b曲线达到K值所需时间较短,可能的原因是b批次接种量高于a批次,B正确;因为对酵母菌进行通气培养,所以t1时两批次都不会产生较多乙醇,C错误;因a、b两批次培养达到K值的时间不同,故两批次培养到K值时消耗的营养物质的量不同,即t2时两批次发酵液中营养物质剩余量不同,D错误。3.(2020·海南卷)用4种不同方式培养酵母菌,其他培养条件相同,酵母菌种群数量增长曲线分别为a、b、c、d,如图所示,回答下列问题。(1)培养酵母菌时需要将温度控制在20℃左右,原因是________________________。(2)曲线a所示的种群数量增长最快,主要原因是种群增长所需的____________________最丰富。(3)曲线d为对照组,对照组的培养方式是__________________。该组酵母菌数量增长到一定程度后,种群增长逐渐变慢,其限制因素有____________(答出2点即可)。(4)随着培养时间的延长,在有限的空间中,每组酵母菌种群数量都会达到环境容纳量。环境容纳量是指_________________________。【答案】(1)最适合酵母菌繁殖(2)营养物质(3)不换培养液营养物质的消耗、有害代谢产物的积累(4)一定的环境条件所能维持的种群最大数量【解析】据图分析,该实验的自变量是酵母菌培养液的更换时间间隔、培养时间,因变量是酵母菌数量,其中d曲线为对照组,其应该不换培养液;培养液更换频率越高,有害代谢产物积累越少,营养越充足,种群生长越趋向于“J”形曲线。(1)由于20℃左右最适合酵母菌繁殖,所以培养酵母菌时需要将温度控制在20℃左右。(2)据图分析可知,a曲线的酵母菌培养液更换的时间间隔最短,营养物质最丰富,所以其所示的种群数量增长最快。(3)根据以上分析已知,曲线d为对照组,应该不换培养液;培养一段时间后种群数量不再增加,其限制因素有:营养物质的消耗、有害代谢产物的积累等。(4)环境容纳量即K值,是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。4.(2021·辽宁适应性考试)辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区位于辽宁东半岛南端,蛇岛上分布着我国特有的物种——蛇岛蝮蛇。蛇岛上食物匮乏,蛇岛蝮蛇主要以春、秋两季迁徙途经蛇岛的鸟类为食。回答下列问题:(1)研究人员采用标记重捕法调查了全岛范围内蛇岛蝮蛇的种群数量,首次捕获5796(a)条,第二次捕获5339(b),其中带有标记的1855(c)条,估计该种群个体总数N=_____________(用字母列出算式)。(2)研究人员在鸟类迁徙高峰期,调查了不同生态环境中的鸟类密度,结果如表1所示。同时采用样方法调查了不同类型生态环境中蛇岛蝮蛇的种群数量,调查结果如表2所示。表1不同生态环境中鸟类密度
表2不同生态环境中蛇岛蝮蛇数量调查表生态环境类型树林灌丛草甸鸟类密度/(只/hm2)16.472120生态环境类型树林灌丛草甸样方个数15156样方总面积/m260003756蛇岛蝮蛇总量/条568319在表2的三种生态环境中,蛇岛蝮蛇种群密度最低的是_____________________,根据表1和表2中的数据,推测其原因是_________________________。(3)蛇是变温动物,在北方的冬季,蛇类有冬眠的习性。蛇岛蝮蛇除了具有冬眠习性以外,还形成了独特的“夏眠”习性,根据本题中的信息推测其形成的原因是_________________________。(4)建立自然保护区属于_____________________保护,这是对生物多样性最有效的保护。(5)根据该自然保护区的特点,最重要的保护工作应该是__________(单选)。A.防止偷猎偷盗B.促进迁徙鸟类数量增加C.保持蛇岛生态环境的相对稳定D.引入小型哺乳动物,增加蛇岛蝮蛇食物来源【答案】(1)(a×b)/c(2)树林树林中的鸟类密度最低,蛇岛蝮蛇食物来源少(3)夏季途经蛇岛的鸟类少,蛇岛蝮蛇没有食物来源,只能通过夏眠维持生存(4)就地(5)C【解析】(1)根据标记重捕法的公式可知:计算式为(a×b)/c。(2)根据表2可知,蛇岛蝮蛇在树林中的种群密度为56÷6000=0.009条/m2,在灌丛中为83÷375=0.221条/m2,在草甸中为19÷6=3.167条/m2,其中树林中的种群密度最低。与表1中鸟类密度的高低相一致,故推测蝮蛇捕食鸟类,所以鸟类密度低,蛇岛蝮蛇食物来源少,因此密度也最低。(3)根据题干“蛇岛上食物匮乏,蛇岛蝮蛇主要以春、秋两季迁徙途经蛇岛的鸟类为食”的信息推测,冬、夏两季途经蛇岛的鸟类少,蛇岛蝮蛇没有食物来源,因此形成了夏眠的习性。(4)建立自然保护区属于就地保护,这是对生物多样性最有效的保护。(5)根据该自然保护区的特点,最重要的保护工作应该是保持蛇岛生态环境的相对稳定。第2章群落及其演替1.比较法辨析物种、种群和群落项目物种种群群落概念在自然状态下能交配和繁殖并产生可育后代的一群生物在一定的空间范围内同种生物所有个体形成的集合同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合特征同一物种的个体间能自由交配并产生可育的后代种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例物种的丰富度、群落的空间结构、群落的演替例1下列组合中,依次属于物种、种群和群落的是 (
)①所有的朱槿②一片水田中所有的稻螟虫③一片农田中的所有水稻、杂草和无机环境④一片森林中的全部动物和植物⑤南湖中的全部生物⑥某草原的全部生物和环境A.①④⑥ B.①②⑤C.②③④ D.①⑤③【答案】B
【解析】物种是分类的基本单位,朱槿是物种名;在一片水田中同种稻螟虫的所有个体的总和称为种群;南湖中的全部生物包括植物、动物、微生物,属于群落。某草原上所有的生物属于群落,加上无机环境就属于生态系统。2.有关群落的几个认识的误区(1)“竹林中的竹子整齐一致”误认为是群落的结构特征:这里的竹子属于种群范畴。(2)误认为高山上植物的分布属于垂直结构:高山上植物的分布由温度决定,从山顶到山脚下,植物群落的这种结构属于水平结构。(3)误认为种群密度与物种丰富度呈正相关:前者属于种群范畴,后者属于群落范畴。(4)误认为草坪中不存在垂直结构:垂直结构是群落中各物种在垂直空间方向上的分布,是长期自然选择形成的,能够合理利用资源或空间,存在于所有群落(包括草坪群落)中。(5)垂直结构涉及的是群落中不同物种在空间垂直方向上呈现分层现象,切不可将同种生物的高矮差异视作垂直结构。例2下列关于森林群落垂直结构的叙述,错误的是 (
)A.群落中的植物具有垂直分层现象B.群落中的动物具有垂直分层现象C.动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关D.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构【答案】D
【解析】乔木层的疏密程度通过影响阳光透过的程度,进而影响生活在乔木下的草本层的水平结构,选项D错误。群落中不同植物因需要的光照强度不同而出现垂直分层现象;受食物、栖息场所等影响,群落中的动物也有垂直分层现象,即植物的垂直分层决定了动物的垂直分层,选项A、B、C正确。素养解读:通过学习群落的结构和演替,掌握群落结构的类型和群落演替的类型。常涉及的核心素养有生命观念(分析群落的空间结构和演替,建立生物与环境相协调的观点)、科学思维(构建种间关系的模式图,总结群落演替的特点)、科学探究(探究土壤中小动物类群的丰富度)、社会责任(通过学习人类活动对群落演替的影响,关注人类活动对环境的影响及树立保护环境的意识)。1.(科学探究)某生物兴趣小组为了调查两个河口水域的水母类动物类群(甲、乙)的种类组成及其数量特征,使用浮游生物捕捞网(网口内径50cm,网身长145cm,网目孔径0.169mm)各随机取样3次,调查结果如下表(单位:个)。项目物种1物种2物种3物种4物种5物种6物种7物种8物种9物种10甲类群样本155100151204202110样本252300231304102212样本348200201503902011乙类群样本13340124001025111522样本23560104101230141721样本33450183501126121619下列关于甲、乙两个类群之间物种丰富度和种群密度的比较,正确的是 (
)A.甲类群的丰富度大,物种2的种群密度小B.甲类群的丰富度小,物种4的种群密度大C.乙类群的丰富度大,物种7的种群密度小D.乙类群的丰富度小,物种10的种群密度大【答案】C
【解析】物种丰富度是指群落中物种数目的多少,物种的种类越多,丰富度就越大,故乙类群的丰富度大于甲类群。种群密度是指种群在单位面积或单位体积的个体数。甲类群和乙类群相比,甲类群中物种4的种群密度小,乙类群中物种7的种群密度小。2.(科学思维)生态系统的生产力是指生产者制造的有机物总量。有学者以“生产力假说”来解释生物多样性的原因,认为是高生产力造成高的物种丰富度。研究者在某山区研究发现,其生产力随着海拔高度增加而递减,且海拔高度与物种丰富度关系如图所示。由此判断下列叙述正确的是
(
)A.生产力最高的地区是物种丰富度最高的地区B.海拔1000m处物种丰富度低而生产力高C.高海拔地区的生产力比低海拔地区的高D.此研究结果支持“生产力假说”【答案】B
【解析】据图示可知,生产力最高的地区物种丰富度最低;海拔1000m处物种丰富度低而生产力高;高海拔地区的生产力比低海拔地区的低;该研究结果不支持“生产力假说”。3.(社会责任)自国家开展“退耕还林,退耕还草”工程以来,河北省每年因退耕还林工程涵养水源49.16亿立方米,防风固沙总物质量为10207.59万吨,固碳851万吨,释放氧气140.87万吨,吸收污染物18.3万吨,生态效益总价值达970.8亿元。下列说法错误的是 (
)A.“退耕还林”过程耕地中的杂草数量增加,呈“S”形曲线增长B.“退耕还林”过程中生态系统的物种组成增加,营养结构变得复杂,抵抗力稳定性提高C.“退耕还林”体现了人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行D.“退耕还林”能够有效地固定碳,缓解温室效应的进程,降低环境污染【答案】C
【解析】“退耕还林”过程耕地中的杂草数量增加,但是受环境阻力的影响,会呈“S”形曲线增长,A正确;“退耕还林”过程中生态系统的物种组成增加,营养结构变得复杂,自我调节能力增强,抵抗力稳定性提高,B正确;“退耕还林”体现了人类活动改变了演替的速度,但是没有改变演替的方向,C错误;由题干的信息可以看出“退耕还林”能够有效地固碳,缓解温室效应的进程,降低环境污染,D正确。4.(生命观念)如图所示的是某地三种食虫蝙蝠觅食活动强度与时间分布曲线,下列叙述正确的是
(
)A.棕蝙蝠比银毛蝙蝠、蓬毛蝙蝠更适于夜间的觅食活动B.蝙蝠的夜间觅食能有效降低被许多天敌捕食的风险C.三者之间捕食关系的存在,会影响蝙蝠活动的时间和范围D.三者的活动高峰时间相互错开,说明它们之间存在共生关系【答案】B
【解析】分析曲线可知,银毛蝙蝠和蓬毛蝙蝠的活动时间比棕蝙蝠晚,更适于夜间捕食。三种蝙蝠之间属于种间竞争关系而不是捕食或共生关系,三者的活动高峰时间相互错开,有利于降低它们之间的竞争压力。蝙蝠夜间觅食,既可以降低与白天觅食的食虫鸟之间的竞争,也可降低被天敌捕食的风险。典例(2020·全国Ⅱ卷)河水携带泥沙流入大海时,泥沙会在入海口淤积形成三角洲。在这个过程中,会出现3种植物群落类型:①以芦苇为主的植物群落(生长在淡水环境中),②以赤碱蓬为主的植物群落(生长在海水环境中),③草甸植物群落(生长在陆地环境中)。该三角洲上的植物群落是通过群落演替形成的,演替的顺序是 (
)A.②①③ B.③②①C.①③② D.③①②考查角度从群落的常见类型综合考查考查目的考查学生生物学基础知识认知和科学思维素养考查难度考查的知识点系统性强,注重理解,难度适中解题思路:(1)解题角度系统的对比分析群落演替的类型知识,逐个选项判断。(2)解题步骤找出题目与教材中密切相关知识点,结合作答。由题干信息可知,该处形成三角洲的过程发生的演替属于次生演替,由于入海口的海水环境,最先形成的群落应是②以碱蓬为主的植物群落,随着河水(淡水)的不断冲刷,此处环境中水中的盐浓度会逐渐下降,植物群落便逐渐演替为①以芦苇为主的植物群落,由于河水中带有泥沙,三角洲处的陆地面积也会有一定的增大,因此会逐渐演替为草甸植物群落,则演替顺序为②①③,A正确。[高考试炼]1.(2020·山东模拟)某山区的一些退耕地,随着退耕年限的增长,优势物种由喜阳的一年生或多年生草本逐渐向耐阴的多年生草本转变,有的地段可出现灌木林,甚至森林。下列说法错误的是 (
)A.退耕地逐渐转变为森林的过程属于群落演替B.喜阳植物形成的遮阴环境有利于耐阴植物生长C.该山区从低到高植被分布不同,体现了群落的垂直结构D.森林形成后水土流失减少,体现了生物多样性的价值【答案】C
【解析】退耕地逐渐转变为森林的过程属于群落演替中的次生演替,A正确;较低光照条件有利于耐阴植物的生长,故喜阳植物形成的遮阴环境有利于耐阴植物生长,B正确;该山区从低到高植被分布不同,体现了群落的水平结构,C错误;森林形成后水土流失减少,体现了森林在调节生态系统方面的价值,属于生物多样性的间接价值,D正确。2.(2020·山东模拟)草方格沙障是用干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙中,并在方格中播撒固沙植物的种子,用来防风固沙、涵养水分的一种治沙方法。某地用该方法治理正在沙化的土地并取得良好效果,下列说法错误的是 (
)A.草方格能蓄积降水促进固沙植物生长B.微生物对草方格材料的分解改善了土壤结构C.该过程改变了演替速度但没有改变演替方向D.该方法可增大治理区域的物种丰富度【答案】C
【解析】草方格能防风固沙、涵养水分,有利于蓄积降水,促进固沙植物生长,A正确;大多数微生物属于分解者,其对草方格材料的分解可增加土壤中有机物的含量,有利于土壤结构的改善,B正确;该过程是人工干预了当地的群落演替过程,不但改变了演替速度,也改变演替方向,C错误;该方法有利于土壤的形成,促进植物的生长,有利于其他生物的定居和物种丰富度的增加,D正确。3.(2019·江苏卷)下列关于种群和群落的叙述,正确的是 (
)A.种群是生物进化的基本单位,种群内出现个体变异是普遍现象B.退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁之后都会发生群落的初生演替C.习性相似物种的生活区域重叠得越多,对资源的利用越充分D.两只雄孔雀为吸引异性争相开屏,说明行为信息能够影响种间关系【答案】A
【解析】种群是生物进化与繁殖的基本单位,自然状态下由于存在突变与基因重组,因此种群内出现个体变异是普遍现象,A正确;退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁后原来的生存环境没有被完全破坏,因此其发生的群落演替属于次生演替,B错误;习性相近的物种的生活区域在一定范围内重叠得越多,对资源的利用越充分,但超过一定范围,会影响资源的再生能力,C错误;两只雄孔雀是同一物种,不是种间关系,D错误。4.(2021·湖北适应性考试)20世纪60年代,由于开沟疏浚等人类活动的加剧,加上气候变化的胁迫,某高原湿地生态系统受到严重损害,局部湿地逐渐退化成草地或荒漠,呈现出“沼泽→沼泽化草甸→草甸→沙漠化地→荒漠”的生态演替趋势。关于上述现象,下列叙述正确的是 (
)A.该演替类型属于初生演替B.自然演替的速度和方向都会受到人类活动的影响C.上述演替过程中群落结构呈现出由简单到复杂的趋势D.荒漠生态系统的抵抗力稳定性高于草甸生态系统【答案】B
【解析】初生演替是在从来没有被植物覆盖地面,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,沼泽中存在一定的植被条件,故题干中的演替不是初生演替,A错误;人类活动可使演替不按自然演替的方向和速度进行,B正确;沼泽→沼泽化草甸→草甸→沙漠化地→荒漠,该演替中群落结构呈现出由复杂到简单的趋势,C错误;与草甸生态系统相比,荒漠生态系统物质组成成分少,营养结构简单,故荒漠生态系统的抵抗力稳定性低于草甸生态系统,D错误。5.(2017·天津卷)大兴安岭某林区发生中度火烧后,植被演替过程见下图。据图回答:(1)该火烧迹地上发生的是_____________________演替。与①相比,③中群落对光的利用更充分,因其具有更复杂的_____________________结构。(2)火烧15年后,草本、灌木丰富度的变化趋势均为____________,主要原因是它们与乔木竞争时获得的_____________________。(3)针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢。火烧后若补栽乔木树种,最好种植___________________,以加快氮磷循环。(4)用样方法调查群落前,需通过逐步扩大面积统计物种数绘制“种—面积”曲线,作为选取样方面积的依据。下图是该林区草本、灌木、乔木的相应曲线。据图分析,调查乔木应选取的最小样方面积是_________。【答案】(1)次生垂直(2)下降后保持相对稳定光逐渐减少(3)阔叶树(4)S3【解析】(1)林区发生中度火烧后,原有土壤条件基本保留,在其上发生的演替属于次生演替。③针阔混交林比①草本、灌木在垂直方向上具有更复杂的分层现象,因此③中群落对光能的利用更充分。(2)分析图中曲线,火烧15年后,草本、灌木的物种数即丰富度都是先下降后保持相对稳定。主要原因是乔木更高,在与草本、灌木的竞争中更易获得阳光,即草本与灌木获得的阳光逐渐减少。(3)针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢,氮磷在生态系统中的循环就慢。火灾后若补栽乔木树种,最好种植阔叶树,其凋落物的氮磷分解速率较快,能加快氮磷循环。(4)据植被演替过程图可知,该林区物种数为草本>灌木>乔木,据此可知,最下面的曲线为乔木对应的曲线。用样方法调查群落物种丰富度时,若样方面积过小,统计的物种就不全面,当达到最大物种数的样方面积后,继续增大样方面积会浪费人力、物力和财力,故对于乔木来说,应选取的最小样方面积为S3。第3章生态系统及其稳定性1.能量流动、物质循环和信息传递的比较项目能量流动物质循环信息传递区别来源太阳能生态系统生物或非生物环境途径食物链或食物网食物链或食物网多种途径特点单向流动、逐级递减全球性;循环往复运动往往是双向的范围生态系统中的各营养级生物圈生物与生物之间或生物与非生物环境之间联系相互依存,不可分割,共同把生态系统各组分联系成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性例1分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是
(
)A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的【答案】C
【解析】生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量,①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。2.图解生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,偏离小说明抵抗力稳定性强。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间:x越大,表示恢复原貌的难度越大,反之,恢复原貌的难度越小。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低或被破坏的程度越大。例2如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是
(
)A.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B.在受到干扰后,曲线偏离正常范围越晚和幅度越小,说明生态系统的抵抗力稳定性越高C.S2所代表的面积越大,生态系统的恢复力稳定性越高D.S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高【答案】C
【解析】由于生态系统具有一定的自我调节能力,因此,生态系统具有一定的稳定性,A正确;生态系统的抵抗力稳定性越高,受到干扰后,曲线偏离正常范围的时间越晚,幅度越小,B正确;生态系统的恢复力稳定性越高,受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短,曲线围成的面积S2越小,C错误;读图可知,S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高,D正确。素养解读:本章主要内容是生态系统及其稳定性,通过学习生态系统的结构和功能,掌握其各成分及作用和物质循环、能量流动、信息传递的过程及特点。常涉及的核心素养有生命观念(比较物质循环、能量流动与信息传递的过程,建立物质和能量观)、科学思维(构建生态系统组成成分之间关系模型,分析能量流动及物质循环过程图解,培养逻辑思维能力等)、科学探究(设计并制作生态缸,观察其稳定性)、社会责任(通过总结能量流动的实践意义,形成学以致用、关注社会生产生活的态度)。1.(科学探究)某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列说法中错误的是
(
)A.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少B.乙瓶中的生物存活的时间相对较长C.丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中D.若想维持生态平衡,丙瓶不应放在黑暗中【答案】A
【解析】甲瓶中主要是因为消费者植食性(小鱼)过多,所以会较快死亡。应保持各组分的比例合适,方能使生态瓶维持较长时间。2.(科学思维)下图为碳元素在生态系统中循环的模式图,图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分,箭头表示生理过程。下列相关叙述中,错误的是
(
)A.d过程代表光合作用,b过程代表呼吸作用B.甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C.碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递D.碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用【答案】A
【解析】丁为无机环境,甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者;d过程为呼吸作用,b过程为光合作用;碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递,在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递。3.(社会责任)两个不同生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的所示变化情况如图所示,由图不能得出的结论是
(
)A.同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强B.同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B点左移C.若甲生态系统的干扰强度增大,则C点右移D.乙生态系统B点后一定有新的物种产生【答案】D
【解析】同等强度的干扰下,乙生态系统结构和功能所受影响小,偏离正常范围的程度小,说明乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强;同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则恢复到正常范围的第一时间点B也会提前,即B点左移;若甲生态系统的干扰强度增大,则恢复到正常范围的时间也会延长,即C点右移;题目条件不能表明乙生态系统B点后一定有新物种产生。4.(生命观念)下图表示某农田生态系统的能量流动情况,其中箭头表示能量流动方向,数字为同化能量数值,单位为J/(cm2·a)。下列叙述错误的是
(
)A.流经该农田生态系统的总能量为900J/(cm2·a)B.图中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为15%C.E生物在该食物网中处于最高营养级D.图中B和C的种间关系为种间竞争【答案】C
【解析】流经农田生态系统的总能量是农作物固定的太阳能,为900J/(cm2·a),A正确;第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(65+70)÷900×
100%=15%,B正确;E是分解者,不计入捕食链,C错误;B和C都以A为食物,种间关系为竞争,D正确。典例
(2020·全国新课标Ⅲ卷)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。
回答下列问题:(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是____________(答出2点即可)。(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是__________________。考查角度从种群、生态系统“种群密度”“结构和功能”“种间关系”等多个角度综合考查考查目的考查学生生物学基础知识认知和科学思维素养考查难度考查的知识点系统性强,注重理解与应用,难度稍大解题思路:(1)解题角度系统的分类理解“种群数量变化的影响因素”“能量流动的过程”“种间关系的判断”等知识,分小题作答。(2)解题步骤找出题目与教材中密切相关知识点,结合作答,具体如下:①A是蓝藻,是该湖泊唯一的生产者,所以其种群密度极大的原因可能有该水域污染,水体富营养化,造成蓝藻爆发和缺少其他生产者竞争。②该生态系统存在唯一一条食物链A→B,所以能量流动关系如图:
③C和B都以A为食,所以二者是竞争关系。[高考试炼]1.(2020·江苏卷)(不定项)蚯蚓分解处理技术可实现固体废物的减量化和资源化。下图为某农业生态系统的示意图,下列叙述正确的是(
)A.该生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者B.该生态工程设计突出体现了物质循环再生的原理C.农作物、果树等植物获取的物质和能量主要来自有机肥D.影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度、含水量等【答案】BD
【解析】生态系统中的微生物不一定是分解者,如硝化细菌为生产者,A错误;该生态系统中,物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用,体现了物质循环再生原理,B正确。植物获得的能量来自太阳光能,C错误;分析图示可知,影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度和含水量等,D正确。2.(2019·全国Ⅱ卷)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是 (
)A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形C.前者为金字塔形,后者为金字塔形D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形【答案】A
【解析】夏季草原生态系统中牧草的数量远多于羊的数量,该生态系统的数量金字塔呈金字塔形;森林生态系统中乔木的数量远少于昆虫的数量,该生态系统的数量金字塔呈倒金字塔形,A项正确。3.(2019·北京卷
)为减少某自然水体中N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响,环保工作者拟利用当地原有水生植物净化水体。选择其中3种植物分别置于试验池中,90天后测定它们吸收N、P的量,结果见下表。植物种类单位水体面积N吸收量/(g·m-2)单位水体面积P吸收量/(g·m-2)浮水植物a22.301.70浮水植物b8.510.72沉水植物c14.612.22结合表中数据,为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果,推断应投放的两种植物及对该水体的生态影响是 (
)A.植物a和b,群落的水平结构将保持不变B.植物a和b,导致该水体中的食物链缩短C.植物a和c,这两种植物种群密度会增加D.植物a和c,群落中能量流动方向将改变【答案】C
【解析】单位水体面积N吸收量最大的植物是a,单位水体面积P吸收量最大的植物是c,因此为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果,应投放的两种植物为a和c,A、B项错误。投放a和c这两种植物后,由于水中N、P充足,这两种植物的种群密度会增加,C项正确。植物a和c是当地原有物种,投放后水体的食物链没有变化,能量流动方向并没有改变,D项错误。4.(2019·海南卷)假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是 (
)A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定【答案】B
【解析】猎物的气味信息属于化学信息,可以为狼追捕猎物提供依据,A正确;由于相邻两个营养级之间的能量传递效率只有10%~20%,能量流动逐级递减,因此猎物从生产者获得的能量大于狼从猎物获得的能量,B错误;由于岛上狼的数量长期稳定在m+n+若干只单独生活的狼,说明岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量即环境容纳量,C正确;从岛上狼的数量多年来保持相对稳定,可推测岛上环境条件相对稳定,若环境条件变化较大,则狼的数量会出现较大变化,D正确。
5.(2019·天津卷)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是 (
)A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期协同进化的结果C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施【答案】C
【解析】植物产生的挥发物质属于生态系统中的化学信息,其吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能,A项正确。植物与其天敌之间存在着协同进化的现象,B项正确。烟粉虱的Bt56基因表达出的Bt56蛋白可抑制茉莉酸启动的抗虫反应,所以若烟粉虱的Bt56基因的表达被抑制,则烟粉虱的数量增长速度会减慢,C项错误。若Bt56蛋白被水解,则烟粉虱无法抑制植物茉莉酸启动的抗虫反应,有利于对烟粉虱的防治,D项正确。6.(2021·广东卷)为积极应对全球气候变化,我国政府在2020年的联合国大会上宣布,中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值),力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺,彰显了大国责任。回答下列问题:(1)在自然生态系统中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等,可以自我维持___________。自西方工业革命以来,大气中CO2的浓度持续增加,引起全球气候变暖,导致的生态后果主要是______________________。(2)生态系统中生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________,消费者通过食物网(链)取食利用,______________________________。(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,减少_______________和增加_______________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。【答案】(1)碳平衡极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等(2)光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递(3)碳排放碳吸收【解析】(1)在自然生态系统中,植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和微生物的分解作用释放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展,人类大量燃烧煤、石油等化学燃料,使地层中经过千百万年而积存的碳元素,在很短的时间内释放出来,打破了生物圈中的碳平衡,使大气中的CO2浓度迅速增加,引起全球气候变暖,导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。(2)生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素,使碳元素通过生产者进入生态系统,消费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素,分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪便、遗体残骸来获取碳元素。消费者通过食物网(链)取食利用,从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递。(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,一方面从源头上减少二氧化碳的排放,主要是减少化石燃料的燃烧、开发新能源等,另一方面增加二氧化碳的去路,主要可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等方法,增加碳吸收和减少碳排放是实现碳达峰和碳中和的重要举措。7.(2020·山东卷)与常规农业相比,有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用,加大有机肥的应用,对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示,三种农业模式土壤生物情况如表所示。取样深度(cm)农业模式生物组分(类)食物网复杂程度(相对值)0~10常规农业151.06有机农业191.23无公害农业171.1010~20常规农业131.00有机农业181.11无公害农业161.07(1)土壤中的线虫类群丰富,是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级,与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括______________________。
某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统,其判断依据是________________________。(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的____________________结构。
由表中数据可知,土壤生态系统稳定性最高的农业模式为___________________,依据是_________________________。(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群,从土壤生物食物关系的角度分析,捕食性线虫体内镉含量高的原因是_________________________。(4)植食性线虫主要危害植物根系,研究表明,长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少,依据图中信息分析,主要原因是_________________________。【答案】(1)流入下一个营养级土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体(2)垂直有机农业生物组分多,食物网复杂程度高(3)镉随着食物链的延长逐渐积累(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量【解析】分析表格:表中是三种农业模式土壤生物情况,其中有机农业模式的土壤中生物组分最多,食物网的复杂程度相对值最大,说明该模式农业的生态系统稳定性最高。(1)若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级,则其同化能量的去向不包括流入下一个营养级。生态系统是由生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体,土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体,因此可以认为土壤是一个生态系统。(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的垂直结构。食物网越复杂,则生态系统的稳定性越高,结合表中数据可知,有机农业的土壤中,生物组分多,食物网复杂程度高,因此生态系统稳定性最高的农业模式为有机农业。(3)根据生物富集作用可知,捕食性线虫体内镉含量高的原因是镉随着食物链的延长逐渐积累。(4)长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少,主要原因是长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量。8.(2019·江苏卷)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题:(1)生态系统最基本的生物成分是___________________。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中,杂食性鸟分别处于第_________________营养级。(2)从图1所示的营养关系分析,属于分解者的有______________。有机碎屑被彻底分解产生的___________________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。(3)由于乔木的遮挡程度不同,导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异,地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有_____________________结构。(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有______________(填序号)。①空间分布②迁入率③互利共生④物种丰富度⑤种群密度(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在______________(填图2中字母)中,乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为__________________(用图2中字母和计算符号表示)。【答案】(1)生产者二、三、四(2)大型真菌、跳虫无机盐、CO2、H2O(3)水平(4)①②⑤(5)c
a-b【解析】(1)在生态系统中,生产者是自养生物,主要是绿色植物。生产者可以通过光合作用,把太阳能固定在它们所制造的有机物中,太阳能变成化学能从而可以被生物所利用,因此生产者可以说是生态系统的基石,是生态系统的主要成分。杂食性鸟以草本植物等生产者为食处于第二营养级,以蝗虫为食处于第三营养级,以蜘蛛为食处于第四营养级。(2)生态系统的分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物,图1中的大型真菌和跳虫属于分解者,它们可以将有机碎屑分解成CO2、H2O和无机盐被生产者重新利用。(3)群落的水平结构是指由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响,不同地段上往往分布着不同的种群。乔木的遮挡程度不同,造成了光照强度的不同,使不同地段上分布的生物种类和数量有一定差异,体现了群落具有水平结构。(4)种群特征包括数量特征和空间特征。种群的数量特征有:种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄结构。种群的空间特征即种群的空间分布,包括均匀分布、集群分布、随机分布。因此①②⑤属于东亚飞蝗种群的基本特征,而③④属于群落水平上研究的问题。(5)乙粪便中的能量属于乙的摄入量,但是乙没有消化、吸收的能量,因此不是乙的同化量而是甲同化的能量中流向分解者的一部分,故乙粪便中食物残渣的能量包含在c中。乙同化的能量一部分用于呼吸消耗,一部分用于自身生长、发育、繁殖,图中a为乙的同化量,b为乙呼吸作用消耗的能量,所以乙用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为a-b。第4章人与环境一、水体富营养化和水污染1.水体富营养化分析(1)产生原因:
(2)引发的后果:产生“水华”(发生在池塘和湖泊中)和“赤潮”(发生在海水中)。2.水污染类型的判断技巧(1)根据污染成因判断:①若水中富含N、P等矿质元素引起的污染,则为无机污染。②若水中富含有机物引起的污染,则为有机污染。③若重金属、农药进入食物链引起的污染,则为重金属、农药污染。(2)根据危害结果判断:①若湖泊中表现为水华,水体缺氧,水生生物大量死亡,则为无机污染。②若异养生物繁殖,使河水变黑发臭,则为有机污染。③若较高营养级生物体内浓度高,则为重金属、农药污染。例1上世纪80年代初,生活污水被排放到大多数河流后,河水仍能保持清澈,但随着污水排放增多,河流的生态平衡遭到破坏,某学生科技实践小组在某河流上设置了3个监测点,相关水质指标检测结果如图所示。下列相关叙述错误的是
(
)A.河流受到轻微污染保持清澈属于抵抗力稳定性B.发生水华现象最严重的是2号监测点C.测定水体中藻类的种类是在种群水平上进行的研究D.可以利用捕食关系治理河流水华现象【答案】C
【解析】河流受到生活污水的轻微污染后仍能保持清澈,体现的是生态系统的抵抗力稳定性,A正确;分析图中物质含量相对值可知,2号监测点的水华现象最严重,依据是该监测点藻类叶绿素a浓度最大,溶氧量最低,B正确;研究藻类的种类属于群落水平上的研究,C错误;可以通过对水体投放适量植食性鱼类来治理水华现象,植食性鱼类以藻类为食,存在捕食关系,D正确。二、石油农业、生态农业与精确农业1.石油农业是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得名。由于其投入高,产出也高,同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大,造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。2.生态农业是以生态学理论为依据,以环境与经济协调发展为前提,在一定区域内,因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业促进物质在系统内循环和重复使用,以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。3.精确农业是美国明尼苏达大学的土壤学者倡导下开始探索的环境保护型农业的统称。作为基于信息高科技的集约农业,精确农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统等技术与作物生长模型、作物—土壤养分动态等农学技术,以及传感技术、电脑控制喷洒施肥装置等农业机械技术结合起来。例2
生态农业的特点是在维持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列不属于生态农业生产方式的是
(
)A.病虫害的生物防治B.作物轮作、套种C.使用化肥提高作物产量D.秸秆等农业废弃物的资源化利用【答案】C
【解析】生态农业是采用生态工程的基本原理实现的无污染、可持续发展的农业生产思路,病虫害的生物防治和废弃物的利用都能够避免环境污染,作物轮作、套种实现了土地的可持续利用,均符合生态原理。化肥的生产和使用会造成环境污染,同时不利于土地的利用。素养解读:本章是人与环境,通过学习生态系统的保护和生态工程的原理,能联系实际生产加以应用。常涉及的核心素养有科学思维(生态原理的应用、生态系统的不同保护措施)、社会责任(分析全球性生态环境问题及外来物种入侵的危害,形成保护环境的意识)。1.(科学思维)目前南方地区普遍采用在荔枝园内养鸡的生产模式,总收益约是普通荔枝园的2倍。下图为该模式的结构与功能示意图。下列说法正确的是
(
)A.该模式遵循的原理主要是协调等原理B.鸡粪中所含的能量流入果树,促进果树的生长C.与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率D.荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量【答案】C
【解析】题述模式中,鸡的粪便能改良土壤,鸡粪便中的有机物被分解者分解为无机物后,被荔枝树吸收,可以供给荔枝树生长所需的肥料,荔枝园为鸡遮风挡雨,鸡可以给荔枝园捕虫、吃草,因此该模式遵循的原理主要是循环原理,A项错误。鸡粪中所含的能量被分解者分解,最终以热能的形式散失,果树只能利用鸡粪被分解者分解后的无机物,B项错误。与普通荔枝园相比,该模式提高了能量的利用率,C项正确。该荔枝园还需要给鸡投放饲料,因此输入该系统的全部能量包括生产者(不只是荔枝树,还有杂草等)固定的太阳能和给鸡投放的饲料,D项错误。2.(社会责任)生命条形码是利用标准的DNA片段对物种进行快速鉴定的技术。加强生命条形码领域的国际合作可推动全球生物多样性的保护和发展。下列相关叙述中,错误的是 (
)A.生命条形码技术有利于建立濒危物种种质库B.退耕还林、退田还湖是保护生物多样性的重要手段C.生态系统中捕食者的存在不利于物种多样性的提高D.物种多样性形成的重要原因之一是自然选择的作用【答案】C
【解析】生命条形码是利用标准的DNA片段对物种进行快速鉴定的技术,从而有利于分辨珍稀物种,有利于建立濒危物种种质库,A正确;退耕还林、退田还湖是保护生物多样性的重要手段,B正确;生态系统中捕食者的存在,可增加生物的种类和数量,有利于物种多样性的提高,C错误;不同环境的自然选择是物种多样性形成的重要原因,D正确。3.(社会责任)“赤潮”被喻为“红色幽灵”,国际上也称其为“有害藻华”,是海洋生态系统中的一种异常现象。随着环境污染的日益加剧,我国海域发生赤潮的次数也呈逐年上升趋势,下列关于“赤潮”的表述错误的是 (
)A.赤潮发生时水体多变为红色,进而导致鱼、虾、贝类的死亡B.生活中减少含磷洗涤剂的使用可以降低赤潮发生的概率C.赤潮发生时水中的溶解氧降低D.化肥的使用、生活污水的排放不会引起赤潮【答案】D
【解析】赤潮是在特定的环境条件下,海水中的某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性的增殖或高度聚集引起水体变色的一种有害生态现象。大量赤潮生物聚集于鱼类的鳃部,使鱼类因缺氧而窒息死亡。赤潮发生后,藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧,导致鱼类及其他海洋生物因缺氧而死亡。大量含氮有机物和其他生活污水排入海洋,是引发海水富营养化的一个重要原因,也是引发赤潮的主要因素。4.(社会责任)(2021·浙江选考)原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性,近年来在我国某地大肆扩散,对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题:(1)加拿大一枝黄花入侵了某草本群落,会经历定居→扩张→占据优势等阶段,当它取得绝对的优势地位时,种群的分布型更接近___________。为了清除加拿大一枝黄花,通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法,收割的适宜时机应在_____________(填“开花前”或“开花后”)。上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局,同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向_________。(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落,它们之间建立起以_______________关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节,其原因是_________________________。若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等,昆虫比鸟类体重的净增长量要高,其原因是鸟类同化的能量中用于维持____________的部分较多。(3)加拿大一枝黄花虽存在危害,但可以运用生态工程中的________原理,在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。【答案】(1)均匀分布开花前分解者(2)营养该种鸟的取食对象处于不同的营养级体温(3)循环【解析】(1)加拿大一枝黄花入侵了某草本群落,会经历定居→扩张→占据优势等阶段,当它取得绝对的优势地位时,种群的分布型更接近均匀分布,有利于种群个体发展,减轻种内竞争;为了清除加拿大一枝黄花,通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法,收割的适宜时机应在开花前,防止该种群开花后结种子,否则自然腐烂后会将种子留在土壤中;采用人工收割并使之自然腐烂是分解者的作用,加快了加拿大一枝黄花聚积的能量以化学能的形式流向分解者。(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落,它们之间建立起以吃与被吃的营养关系为纽带的食物网;某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节,形成食物网,原因是该种鸟的取食对象处于不同的营养级;每一个营养级的同化量的去向为自身呼吸作用消耗以热能形式散失(维持体温)和用于生长、发育和繁殖,若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等,昆虫比鸟类体重的净增长量要高(说明鸟类用于生长、发育和繁殖的能量更少),其原因是鸟类同化的能量中用于维持体温的部分较多。(3)加拿大一枝黄花虽存在危害,但可在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用,说明物质可以循环利用,运用的是生态工程中的循环原理。典例(2020·山东卷)为加大对濒危物种绿孔雀的保护,我国建立了自然保护区,将割裂的栖息地连接起来,促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是 (
)A.将割裂的栖息地连接,促进了绿孔雀间的基因交流B.提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径C.绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声,属于物理信息D.建立自然保护区属于易地保护,是保护绿孔雀的有效措施考查角度从生态系统“常见保护措施”“信息传递的种类”等多个角度综合考查考查目的考查学生生物学基础知识认知和科学思维、社会责任素养考查难度考查的知识点系统性强,注重记忆,难度较低解题思路:(1)解题角度系统的分类比较“生态系统的保护措施”“信息传递的种类”等知识,分小题作答。(2)解题步骤找出题目与教材中密切相关知识点,结合做答。
将割裂的栖息地连接,打破了种群之间的地理隔离,促进绿孔雀间的基因交流,A正确;提高出生率可以增加绿孔雀的种群数量,B正确;雄鸟发出的鸣叫声属于物理信息,C正确;建立自然保护区属于就地保护,D错误。解题技巧:生态系统的信息传递的种类(1)物理信息:生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,如蜘蛛网的振动频率。(2)化学信息:生物在生命活动中,产生了一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸,动物的性外激素等。(3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,如孔雀开屏。[高考试炼]1
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