考点四十九 生态系统的结构
高考试题
1.(2013年广东理综,T5,4分,★★★)如图所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是( )
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量 B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势 C.浮游动物总量锐减后再急升 D.浮游植物总量急升后再锐减
点睛:本题主要考查生态系统的结构,意在考查考生对生态系统中各成分的变化判断、分析能力。 解析:由题干中鲈鱼以中小型鱼类为食,判断鲈鱼以鱼a、鱼b两种土著鱼为食,处在土著鱼的下一个营养级,由于能量每流经一个营养级都要消耗一部分,因此鲈鱼产量不能弥补土著鱼的减少量,故A正确;土著鱼和鲈鱼为捕食关系,B错误;鲈鱼引入后,鱼a和鱼b减少,大型浮游动物和小型浮游动物增加,故浮游动物先增加后减少,C错误;浮游植物先减少后增加,D错误。 答案:A
2.(2010年海南单科,T20,2分, ★☆☆)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭,利用鸭控制稻田中的杂草和害虫,鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中,错误的是( ) A.杂草和水稻是生产者
B.鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C.杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D.水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
点睛:以生态农业为背景考查生态系统的成分,考查了识记能力和理解能力。是容易题。
解析:生态系统的组成成分有生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。水稻、杂草是生产者,鸭、害虫是消费者,还缺少分解者和非生物的物质和能量。 答案:D
3.(2009年广东单科,T14,2分,★★☆)如图为南极某海域的食物网。据图判断正确的是( )
A.此食物网共有6条食物链
B.硅藻既是生产者,又是分解者
C.磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D.严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大
点睛:本题通过分析生物之间的捕食关系考查了生态系统的成分、食物链、食物网知识,考查了学生分析问题、获取知识、解决问题的能力。
解析:此食物网共有9条食物链,硅藻属于生产者,不是分解者;生产者遭到破坏对食物网的影响最大;磷虾在每一条食物链中都是第二营养级,所以C项正确。有的同学误以为最高级的消费者遭到破坏对食物网的影响最大,事实上由于生产者是生态系统的基石,当遭到破坏时对食物网的影响最大。 答案:C
4.(2009年海南单科,T19,2分,★☆☆)如图是某池塘生态系统中的两食物链,大量捕捞花鲢后,种群将有所变化,下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是( )
A.绿藻上升
B. 白鲢下降
C.水蚤下降 D.乌鱼上升
点睛:考查了生态系统中食物链和食物网的相关知识,较为容易。 解析:大量捕捞花鲢后,乌鱼缺食物,会加强捕食白鲢,白鲢下降。 答案:B
5.(2012年海南单科,T28,8分,★★☆)某生态系统的食物网示意图如下:
回答下列问题:
(1)在该食物网中,共有 条食物链,最高营养级属于第 营养级。
(2)乙和丙的种间关系是 。
(3)为了调查该生态系统中乙种群数量,某研究小组捕获了100只乙,经标记后放回。一段时间后,重新捕获100只,其中有10只带有标记。在该生态系统中,乙的种群数量大约为 只。
点睛:考查了食物链、种间关系和调查种群密度方法的相关知识,相对较容易。
解析:(1)由图示可看出,该食物网中共有甲→乙→丙→戊、甲→乙→丁→丙→戊、甲→丙→戊、甲→乙→丁→戊4条食物链,在最长的食物链(甲→乙→丁→丙→戊)中,最高营养级是第五营养级。
(2)由图示可看出,乙和丙都以甲为食,同时丙还会捕食乙,因此两者间既有竞争关系,也有捕食关系。 (3)按照标志重捕法的原理:错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,若假设乙种群有x个个体,则得错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,则x=1 000。 答案:(1)4 五 (2)竞争和捕食 (3)1 000
6.(2011年大纲全国理综,T32,11分, ★★☆)回答下列与生态学有关的问题:
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后,导致生物多样性下降。从种间关系的角度分析,引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着 、 、 的关系。
(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。 种群 重金属含量(μg/kg 鲜重) 甲 0.003 7 乙 0.003 7 丙 0.035 丁 0.035 戊 0.34 据表中数据绘出该生态系统的食物网。
点睛:考查生态系统食物链中的生物富集效应,考查分析问题和解决问题的能力。
解析:(1)种间关系有:竞争、捕食、寄生、互利共生等。而外来物种引进以后,生物多样性下降,即对本地原有物种有抑制作用,所以是竞争、捕食、寄生,而不是互利共生。
(2)在生态系统中物质循环的渠道是食物链和食物网,有些物质具有生物富集效应,即随营养级的升高而不断积累。如重金属等。先根据重金属含量排出:甲、乙(同一营养级)→丙、丁(同一营养级)→戊,而题干中“消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食”,故这5种生物构成的食物网为
答案:(1)竞争 捕食 寄生 (2)
模拟试题
1.(2013合肥模拟)下列关于生态系统的叙述中,错误的是( ) A.草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂
B.环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一 C.我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱 D.植物可通过细胞呼吸和光合作用参与生态系统的碳循环
解析:我国北方四季分明,一年中温度变化较大,而南方热带雨林中温度、水分均较适宜,其分解者的代谢活动较强;草原生态系统比农田生态系统(农作物种类单一)动植物种类多,群落结构复杂;由于地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等环境条件分布不均匀使群落有一定的水平结构;植物通过光合作用使无机环境中的CO2进入生物群落,通过细胞呼吸产生CO2又归还到无机环境中参与碳的循环。
答案:C
2.(2012怀化模拟)在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上,生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠,还有秃鹫、苍蝇、蜣螂、细菌、真菌等,关于它们的叙述中,正确的是( )
①它们共同构成一个生态系统 ②它们中的牛、羊、鹿分别组成了三个种群 ③它们中的动物是一个生物群落 ④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者 A.②③ B.③④ C.①③ D.①④
解析:牛、羊、鹿是消费者,蜣螂、营腐生生活的细菌与真菌等是分解者,此外还包括了阳光、空气、温度、水、土壤等无机环境,即它们是由生产者、消费者、分解者及其无机环境构成的相互作用的自然系统,是一个生态系统;它们中的牛、羊、鹿分别是三种动物的总称,每一种动物会涉及很多具体种类,因而不能把它们中的牛、羊、鹿仅看作是三个种群;它们中的动物并不包括该环境中的所有生物,与生物群落概念不符。 答案:D
3.(2013潍坊摸底)下列关于生态系统的成分的叙述,正确的是( ) A.动物都属于消费者,其中植食性动物属于第二营养级
B.细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类 C.生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本、最关键的生物成分 D.一种生物只能处于生态系统中的一个营养级
解析:生态系统三种生物成分不是简单地分为植物(生产者)、动物(消费者)、微生物(分解者),而是根据生物本身在生态系统中的作用来区分是哪一种具体成分。A项,消费者中多数是动物,但并非所有动物都属于消费者,如营腐生生活的一些动物(蚯蚓、秃鹫等)为分解者。植物一般属于第一营养级,则植食性动物属于第二营养级。B项,营腐生生活的细菌和真菌为分解者,营寄生生活的细菌属于消费者。从异化作用看,微生物一般分为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型三类。C项,生产者是生态系统能量流动的开端,是生态系统中最基本、最关键的生物成分,生产者的多样性程度决定了生态系统的种类和稳定性。D项,一种生物的营养级的级别并不是固定不变的,在不同的食物链中所处的营养级是发生变化的。 答案:C
4.(2011盐城质检)长期处于相对稳定状态的生态瓶中只有一条食物链,共含有三个营养级。若每个营养级每日每小时的耗氧量如下图曲线所示,则曲线a、b、c所反映的营养级依次是( )
A.第三营养级、第二营养级、第一营养级 B.第三营养级、第一营养级、第二营养级 C.第二营养级、第三营养级、第一营养级
D.第一营养级、第二营养级、第三营养级
解析:根据图中提供的信息,a白天(6点~18点)氧气的消耗量为负值,说明a生物在光照的情况下,释放氧气,必定为生产者,为第一营养级。b、c消耗的氧气量,前者大于后者,根据能量单向流动、逐级递减的特点,表明c所含的能量比b更少,营养级更高。 答案:D
5.(2012合肥调研)如图表示一个草原生态系统的营养结构,下列说法不正确的是( )
A.该食物网包含了12条食物链 B.鹰处于第三营养级
C.优良牧草与杂草之间的关系主要表现为竞争
D.要了解某种优良牧草的种群密度,常用的调查方法是样方法
解析:A项中,以牲畜喜食的牧草开头的食物链有6条,以牲畜不喜食的杂草开头的食物链也有6条。B项中,鹰处于第三和第四营养级。C项中,牧草和杂草竞争水肥等。D项中,调查植物种群密度一般采取样方法。 答案:B
6.(2013信阳模拟)某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况,分别测定了池塘和草原生态系统中某重金属元素在各种生物体内的质量分数,结果如下表。请据表回答问题。 生物及环境因素 土壤 猫头鹰 食虫鸟 昆虫 草 重金属质 量分数/% 0.01 12 5 0.2 0.02 生物及环 境因素 池塘水 重金属质 量分数/% 0.02 0.5 2 10 5 浮游植物 浮游动物 大鱼 小鱼 (1)请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链。
池塘生态系统: 。
草原生态系统: 。 (2)重金属元素在这两条食物链中的各种生物体内的分布有什么规律?
(3)出现这种现象,你认为合理的假设应当是 。 (4)在上述池塘生态系统中,属于生产者的是 ;在上述草原生态系统中,属于消费者的是 。 (5)人如果误服重金属盐会引起中毒,原因是 ,采取解毒的相应措施是可服用大量的 (选填:A.水;B.食盐水;C.牛奶;D.蛋清;E.豆浆)(多选)。
解析:有毒物质的生物富集作用是沿着食物链逐级增加的。营养级越高含有的有毒物质越多。人如果误服重金属盐会引起中毒的原因是重金属盐引起蛋白质变性而失活;相应的解毒措施是服用蛋白质类物质。
答案:(1)浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼 草→昆虫→食虫鸟→猫头鹰 (2)营养级越高,含有的有毒物质越多。
(3)在生物体内重金属不易被分解,有生物富集的作用 (4)浮游植物 昆虫、食虫鸟、猫头鹰
(5)重金属盐能使人体内的蛋白质发生变性而失去生理活性 C、D、E
考点五十 生态系统的功能
高考试题
1.(2013年四川理综,T6,6分,★☆☆)稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统,卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是( ) A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定 B.防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率 C.精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度有差异 D.用性外激素专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降
点睛:本题考查了生态系统的结构和功能、群落的演替、动物激素的调节等相关知识,意在考查考生的理解及综合运用能力。
解析:信息传递在种间能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定,A正确;防治稻田害虫,可以改变能量的流动方向,不能提高能量的传递效率,B错误;人类活动可以改变演替的速度和方向,C正确;卷叶螟的数量减少,拟水狼蛛摄食褐飞虱增多,褐飞虱的种群密度下降,D正确。 答案:B
2.(2012年海南单科,T19,2分,★★☆)下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.该生态系统是一个开放的系统
C.能量通过光合作用固定并进入系统,可以热能形式输出
D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量
点睛:以图为背景考查生态系统的成分和能量流动的知识,考查学生获取信息并分析问题的能力。较容易。 解析:根据题中简图可知,甲能够固定太阳能,为生产者,乙从甲获取能量,为消费者,A正确;该生态系统需要从外界获得能量,同时能量也可以扩散到外界,是一个开放的生态系统,B正确;能量通过光合作用进入生态系统,经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失,C正确;输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量,D不正确。 答案:D
3.(2011年福建理综,T4,6分,★★☆)下表选项中,甲、乙、丙三者关系能用如图表示的是( )
选项 A B C 表示内容 碳元素的流向 内环境成分的关系 生态系统的能量流向 甲 消费者 血浆 生产者 乙 CO2库 淋巴 消费者 丙 生产者 组织液 分解者 D 甲状腺激素分泌的分级调节 下丘脑 甲状腺 垂体 点睛:本题考查生态系统、内环境、动物激素调节等内容相关概念之间关系,考查学生理解问题的能力,知识较为综合。
解析:血浆、组织液、淋巴关系应为
,故B错。生态系统中生产者、消费者、分解者之
间的能量流动方向应为,故C错。甲状腺激素分泌的分级调节关系应为
,故D错。生产者与CO2库之间应是双向箭头,生产者的碳可以流向消费者,消费者的
碳可以通过呼吸作用以CO2形式散失到大气中,故A正确。 答案:A
4.(2011年海南单科,T21,2分,★☆☆)关于生态系统的叙述,正确的是( ) A.生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 B.生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的 C.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大 D.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越小
点睛:本题考查生态系统的能量流动和信息传递的特点。属于理解内容,相对较为容易。
解析:营养级越低,具有的能量越多,但营养级高低与生物体型间无明显的相关性,故A正确,C、D错误。信息传递是双向的,如兔可根据狼留下的信息逃避狼,这对兔有利而对狼不利,故B错误。 答案:A
5.(2010年江苏单科,T11,2分,★★☆)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动,以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是( )
A.多吃肉食会增加心血管病的发病率
B.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量 C.多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多 D.节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
点睛:本题借助食物结构改变考查生态系统的能量流动规律。考查理论联系实际的能力。
解析:生态系统能量流动具有逐级递减的特点,吃肉时人的营养级比吃素食时的营养级高,因此能量消耗多,消耗的粮食多。“多吃素食、少吃肉食”使人所处的营养级降低,减少了能量(粮食)的消耗。C项符合生态学原理的解释。 答案:C
6.(2010年大纲全国理综Ⅰ,T5,6分,★☆☆)如图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是( )
A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
点睛:本题主要考查生态系统结构、功能的相关知识,考查学生的理解能力和获取信息能力。
解析:在该农业生态系统中,农作物可以成为家畜的饲料和人的食物,家畜也能成为人的食物,沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆、人和家畜粪便中的有机物,而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料,沼气池发酵
产生的沼气又能成为人类的能源物质,实现了能量的多级利用,提高了该生态系统的能量利用效率。沼气池中的微生物利用的是无生命的有机物,因此在生态系统中的地位属于分解者。能量是不能循环利用的,所以C项的叙述是错误的。
答案:C
7.(2009年山东理综,T4,4分,★☆☆)利用泥浆生物反应器处理污染土壤,原理是将污染土壤用水调成泥浆状,同时加入部分营养物质和菌种等,在有氧条件下剧烈搅拌,使污染物快速分解。由此推知,该反应器( )
A. 能够实现物质循环 B. 主要处理有机污染
C. 可看作一个小型生态系统
D. 存在能量输入、传递、转化和散失
点睛:本题通过泥浆生物反应器的介绍考查了对生态系统结构和功能的理解。考查获取信息的能力,较容易。 解析:解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解,故而肯定是菌种进行有氧呼吸而分解有机物,故B正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种,不满足生态系统(生物群落及其无机环境)的概念范畴,更谈不上生态系统功能中的物质循环和能量流动,A、C、D均错误。 答案:B
8.(2013年江苏单科,T26,7分,★☆☆)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性),稻田水深8~10 cm。对照小区不放鱼,其他条件相同。所有处理设置3次重复,实验持续2个月,期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题: (1)每个处理设置3次重复,其主要目的是 。
(2)实验的第一个月期间,检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组,原因分析如下:放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用;有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质,以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间,有利因素占据优势。
(3)实验的第二个月期间,所有小区的浮游植物生物量均显著下降,主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游
植物之间具有 关系。
(4)放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性,从而增加了该生态系统中 的速率。
(5)除了上述因素之外,对该实验研究影响最大的不定因素是 (填序号)。
①鸟 ②土壤质地 ③光照 ④水体肥力 ⑤稻田杂草
点睛:本题考查了生态系统的结构和功能,意在考查考生对生态系统结构与功能的全面把握,同时考查到了考生的实验设计与分析能力。
解析:(1)实验中多次重复的目的是减少实验误差,增加其精确性。
(2)根据题意:减弱对浮游植物的捕食作用可知,鱼还有其他的食物,并且这种食物是浮游植物的天敌,故为浮游动物。
(3)水稻和浮游植物需要共同的光照和养料,题干中浮游植物生物量下降,故存在竞争关系。 (4)放养鱼增加了生态系统中食物链或食物网的复杂性,即营养结构的复杂性。
(5)实验组中鲫鱼的数量是影响本实验的关键因素,而鸟类能捕食鲫鱼,从而影响实验的准确性。其余四项可通过实验组和对照组控制在相同的状态以避免这些因素的干扰。
答案:(1)减少实验误差(增加实验的精确性) (2)浮游动物 (3)竞争 (4)营养结构(食物网或食物链) 物质转化和能量流动
(5)①
9.(2012年安徽理综,T30Ⅱ,8分,★★☆)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究,结果如下表,单位是J/(hm·a)。 2
植物 固定的太阳能 2.45×1011 摄入量 1.05 ×109 田鼠 同化量 7.50 ×108 呼吸量 7.15 ×108 摄入量 2.44 ×107 鼬 同化量 2.25 ×107 呼吸量 2.18 ×107 (1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。
(2)在研究能量流动时,可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm范围内,第一次捕获并标记40只田鼠,第二次捕获30只,其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果 。 (3)田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%~5%用于 ,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者,田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见,信息能够 ,维持生态系统的稳定。
点睛:本题主要考查生态系统的功能。考查通过图表联系实际获取信息解决问题的能力。
解析: (1)能量传递效率=某一营养级同化量/上一营养级的同化量,所以田鼠到鼬的能量传递效率
=[(2.25×10)/(7.50×10)]×100%=3%。(2)种群密度=(第一次标记数×第二次捕获数)÷第二次捕获中标
2
记数=40×30÷15=80(只/hm),若标记的田鼠有部分被鼬捕食,使第二次捕获中标记数变小,从而使种群密度估算结果偏大。(3)食物链中每一营养级同化的能量大部分以热能形式散失,少量用于生长、发育和繁殖等生命活动。(4)不同动物依据气味、行为等信息去猎捕或躲避猎捕,体现了信息能调节生物之间的种间关系,维持生态系统的稳定的功能。
答案:(1)3% (2)80 偏大 (3)生长、发育和繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系
10.(2011年山东理综,T26,15分, ★★☆)6月5日是世界环境日,今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明,共享绿色未来”,草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。
7
8
2
2
(1)图中食物网较简单,因此,该草原生态系统的 能力较差,其 稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外,该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行。
(2)如果图中草能提供10 000 kJ的能量,营养级间的能量传递效率为10%~20%,那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是 kJ和 kJ。若去除蛇,且狐的数量不变,则草原容纳鹰的数量会 。若外来生物入侵该区,则会导致该草原的 锐减或丧失。
(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是 和竞争。若某年兔种群的K值为1 000只,且1只兔和4只鼠消耗的草量相等,其他条件不变的情况下,次年鼠的数量增加400只,则兔种群的K值变为 只。用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时,若部分标记个体迁出,则导致调查结果 (填“偏高”或“偏低”)。
(4)草原干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外液渗透压 ,引起 渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起 对水的重吸收增加,减少排尿量,以保持体内水平衡。 点睛:本题考查生态系统能量流动相关知识,还联系了种群数量的变化和动物水盐平衡的调节知识,较综合。考查了对相关知识的理解能力。
解析: (1)生态系统自我调节能力直接影响到其抵抗力稳定性,与生态系统的营养结构复杂程度有关。生物成分中除图中已有的生产者、消费者之外,还应有分解者才能实现物质正常循环。
(2)食物网中鹰既可作为第三营养级又可作为第四营养级。当计算鹰获得的最少能量时,应选择最长的食物链,最低的能量传递效率即:10 000×10%×10%×10%=10(kJ)。当计算鹰获得的最多能量时,应选择鹰所在最短食物链,按最高能量传递效率计算即:10 000×20%×20%=400(kJ)。去掉蛇后,狐的数量不变,鹰所在营养级降低,鹰可利用的能量将增加,数量会增加。若外来生物入侵,则会使草原原物种生存受到威胁甚至灭绝,从而使草原的生物多样性锐减或丧失。
(3)与兔的种群数量变化相关的种间因素有捕食和竞争。在其他条件不变时,鼠的数量增加400只,那么兔得到能量将减少,按1只兔和4只鼠消耗相等草量计算,兔应减少100只,成为900只。用标志重捕法调查鼠种群数量时,部分标记个体迁出,将直接导致重捕个体中被标志数减小,从而使计算出的种群数量值变大。
(4)兔摄取水分减少,细胞外液渗透压升高,下丘脑渗透压感受器兴奋,抗利尿激素增加,作用于肾小管、集合管,使其对水重吸收增加,从而保持体内水平衡。 答案: (1)自我调节(负反馈调节) 抵抗力 分解者 (2)10 400 增加 生物多样性(或物种多样性) (3)捕食 900 偏高
(4)升高 下丘脑 肾小管、集合管
模拟试题
1.(2012苏北四市二次联考)如图是生态系统中碳循环示意图,“→”表示碳的流动方向,下列说法正确的是( )
A.图中A是生产者,B、D、E是消费者,C是分解者 B.该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量 C.该生态系统中食物网可表示为:
D.E每增加1 kg的体重,至少需要25 kg的A
解析:图中A是生产者,D、E是消费者,B是分解者,C是大气中的CO2库。生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。此图中的食物链应为A→D→E,E要增加1 kg的体重,至少需要1÷20%÷20%=25(kg)的A。 答案:D
2.(2013湘潭模拟)下图为生态系统能量流动的部分图解,①代表一定的能量值。下列相关叙述中,正确的是( )
A.生态系统的能量流动是循环进行的 B.能量在沿食物链流动时逐级递减 C.次级消费者属于第二营养级
D.图中①代表呼吸作用所消耗的能量
解析:生态系统能量流动是单向的、逐级递减的;次级消费者属于第三营养级;图中①代表流向分解者的能量。 答案:B
3.(2012安师大附中模拟)下图表示某草原生态系统中能量流动图解,①~④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A.图中反映了生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递功能 B.①是流入该生态系统的总能量
C.图中②/①的比值代表鼠→鹰的能量传递效率
D.③和④是鼠同化量的一部分
解析:本题考查生态系统能量流动,图中不能反映生态系统的信息传递功能,故A错误;流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量,故B错误;①为鼠的同化量,②为鹰的同化量,则②/①的比值代表了鼠到鹰的能量传递效率,故C正确;③为鼠粪便中的能量,应为上一营养级即草同化的能量,故D错误。 答案:C
4.(2013益阳模拟)如图食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么,猫头鹰若要增加20 g体重,最少需要消耗的植物为( )
A.80 g
B.900 g C.800 g D.600 g
猫头鹰”食物链中,最少消
猫头鹰”中,猫
解析:依图中食物关系分析,猫头鹰处于第三、四营养级。在“植物→鼠(兔)
耗植物20 g×错误！未找到引用源。÷20%÷20%=400 g。另一食物链“植物→鼠→蛇耗植物900 g。 答案:B
头鹰属第四营养级,最少消耗植物20 g×错误！未找到引用源。÷20%÷20%÷20%=500 g,所以最少需要消
5.(2013济南模拟)下图为生态系统中碳循环示意图,箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是( )
A.图中甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落 B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸 C.缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行
D.由于细胞呼吸的消耗,乙对食物的同化量远小于摄入量
解析:甲、丁分别表示生产者、分解者,乙、丙表示消费者。图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落;c、d分别表示乙、丙同化的能量,b表示生产者的呼吸量;缺少丁类生物,物质循环将不能正常进行;乙同化的能量中有大部分通过呼吸作用散失,只有少部分用于乙生长、发育、繁殖。 答案:A
6.(2011连云港模拟)农场中种植着粮食作物、果树,饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理,可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是( ) A.圈养家畜,散养家禽
B.施放过量的性引诱剂,干扰害虫的正常交尾 C.延长家禽的光照时间,提高产蛋率
D.人工控制作物光周期,达到早熟、高产的目的
解析:生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。物理信息是通过物理因素、物理过程来传递的,如:光、声、温度、磁力等;传递化学信息的是一些化学物质,如:性外激素等;行为信息是通过动物的特殊行为、动作等“肢体语言”来传递和表达的。圈养家畜、散养家禽是利用能量流动的原理,减少能量的消耗,以达到增产的目的。 答案:A
7.(2013湖南四校联考)2010年11月在坎昆举行的全球气候大会的重要议题之一是确立各国“X气体”减排目标;如果坎昆会议制定的所有目标均顺利完成,全球“X气体”排放量可能下降60%,平均气温也将下降2 ℃,请据此资料回答:
(1)资料中所说的“X气体”主要是指 ,各国气体排放均会对全球气候造成影响,说明生态系统的物质循环具有 的特点。
(2)图1为生态系统中该气体的生成和构成该气体的某种元素的循环过程,其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落,箭头表示物质循环方向,则乙是 ,过程⑤表示 作用,若过程③和④的成分越复杂,则该生态系统的 稳定性越高。 (3)请再列举两项影响人类发展的全球性的环境问题:
。 解析:(1)向大气中过量排放CO2是造成温室效应的主要原因。因物质循环具有全球性特点,故各地的CO2排放量对全球气候均产生影响。(2)甲、乙、丙、丁分别表示分解者、生产者、消费者、消费者。③④代表生态系统的营养结构,生态系统抵抗力稳定性的大小取决于营养结构的复杂程度。
答案:(1)CO2 全球性 (2)生产者 分解者的分解 抵抗力 (3)酸雨、臭氧层破坏、土地荒漠化、水资源缺乏、海洋污染、生物多样性锐减等(任意两项即可)
考点五十一 生态系统的稳定性
高考试题
1.(2011年海南单科,T22,2分,★☆☆)某地区常年栖息着30万只鸟类,其中灰椋鸟占了最大优势,数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌,喜好群体活动,常集结成庞大的鸟群在天空盘旋,形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌,计划在林区大规模清除其他树种,并改种灰椋鸟喜居的树种,欲招引20万只以上灰椋鸟。该计划的实施将使该地区( ) A.灰椋鸟种内竞争必然减弱 B.鸟的种类必然增加
C.农林害虫数量必然大幅度上升
D.生态系统的结构必然发生变化
点睛:本题考查生态系统的稳定性及其保护。考查学生理解基础知识的能力和实际应用能力。 解析:在林区大规模清除其他树种而改种灰椋鸟喜居的树种,短时间内会使灰椋鸟因大量迁入而增多,此时害虫数量下降;同时其他鸟类因栖息环境改变而迁出,造成鸟种类减少;一段时间后,灰椋鸟因种内斗争激烈而减少,害虫数量会上升,故A、B、C错误。在整个过程中,生态系统的结构不断变化,故D正确。 答案:D
2.(2009年天津理综,T5,6分,★★☆)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。
据图分析,下列叙述正确的是( )
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强 ②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂 ③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生 ④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程 A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
点睛:通过图考查生态系统的稳定性,考查学生的识图能力和对知识的理解能力。
解析:从图可以看出,甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多,一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,抵抗力稳定性越强,因此甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。群落是同一时间内在一定区域中各种生物种群的集合,这样甲生态系统中生物群落的营养关系不一定较乙复杂;新的物种产生必须经过生殖隔离,乙生态系统在S点后不一定有新的物种产生;乙生态系统在S点时种群类型数量降到最低,而S点后种群类型数量又逐渐增加,可见S点后一定经历过一个次生演替的过程。所以①④正确,选B。 答案:B
3.(2010年新课标全国理综,T31,8分,★★☆)假设a、b、c、d是一个简单生态系统中最初仅有的四个种群,其a、c、d的营养关系为a→c→d,a与b的关系如图,a是该生态系统主要的自养生物,请回答:
(1)该生态系统中a和b的种间关系是 。
(2)若d大量死亡,则一定时间内种群密度增加的种群是 ,种群密度减少的种群是 。
(3)若持续干旱使a大量死亡,c和d种群密度将会 。 (4)当受到外界的轻微干扰后,经过一段时间,该生态系统可以恢复到原来的状态,说明该系统具
有 。与热带雨林相比,该生态系统的抵抗力稳定性 (填“低”或“高”)。 (5)为了调查该系统c种群的密度,捕获了50个个体,将这些个体标记后放掉,一段时间后重新捕获了40个个体,其中有5个带有标记,c种群的数量约为 个。
点睛:本题以坐标图为背景主要考查生态系统中各营养级生物间的关系及稳定性的分析。考查学生识图能
力、分析问题和解决问题的能力。
解析: (1)分析图中a与b的数量变化关系可知,它们是竞争关系;(2)若d大量死亡,c会因天敌减少而数量增多,a则因c增多而数量减少;(3)若a大量死亡,则c和d都会因食物减少而减少;(4)生态系统受到干扰后恢复到原来的状态,说明其具有恢复力稳定性。该生态系统的营养结构比较简单,其抵抗力稳定性低于营养结构复杂的热带雨林生态系统;(5)根据标志重捕法中种群数量的计算公式得:N=Mn/m=50×40/5=400(个)。 答案:(1)竞争 (2)c a (3)降低(或快速降低)
(4)恢复力稳定性(或自我调节能力) 低 (5)400
模拟试题
1.(2013东城区模拟)下列关于生态系统稳定性的叙述,正确的是( ) A.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B.自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高 C.不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同 D.提高生态系统稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用
解析:生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关,负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础;自我调节能力越强的生态系统其抵抗力稳定性越高,一般恢复力稳定性越弱;要提高生态系统的稳定性应该适当增加物种的种类和数目。 答案:A
2.(2012杭州模拟)某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖,导致藻类数量减少,接着又引起水蚤减少。后期因排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是( )
A.早期不属于负反馈调节,后期属于负反馈调节 B.早期属于负反馈调节,后期属于正反馈调节 C.早期、后期均属于负反馈调节 D.早期、后期均属于正反馈调节
解析:负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化,题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进和加强最初所发生的变化,题干中所述的后期属于正反馈调节。 答案:B
3.(2013合肥调研)下列有关生态系统稳定性的叙述,错误的是( ) A.生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础 B.生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性
C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值
D.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统恢复力稳定性就越高
解析:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性,生态系统的自我调节能力,是生态系统稳定性的基础;生态系统内部结构与功能的协调,能提高生态系统稳定性;生物多样性间接价值是对生态系统起到重要的调节功能;生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越强。一般来说,抵抗力稳定性越强,恢复力稳定性越弱。所以D不正确。 答案:D
4.(2011合肥调研)下图为某一生态系统稳定性图解。对此理解不正确的是( )
A.a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性 B.a为恢复力稳定性,b为抵抗力稳定性 C.恢复力稳定性与营养结构呈相反关系
D.一般抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
解析:生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,它们均与生态系统营养结构的复杂程度有关。营养结构越复杂,抵抗力稳定性就越大,而恢复力稳定性一般越小。 答案:B
5.(2012安徽安庆二模)下列关于生态系统的稳定性与营养结构复杂程度的关系图中正确的是( )
解析:生态系统稳定性是生态系统发展到一定阶段所具有的保持或恢复生态系统结构和功能相对稳定的能力。其中“抵抗干扰,保持原状”的能力为抵抗力稳定性,“遭受破坏,恢复原状”的能力是恢复力稳定性,一般二者存在着相反的关系,抵抗力稳定性与生态系统自我调节能力成正比关系,即自我调节能力越强,抵抗力稳定性越大,反之则越小,而自我调节能力大小又与生态系统物种组成及营养结构复杂化成正比,因此营养结构复杂程度越大,抵抗力稳定性越大,而抵抗力稳定性越大,一般其恢复力稳定性越小。
答案:A
6.(2013绍兴模拟)为观察生态系统的稳定性,某生物兴趣小组的同学设计了4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶是最稳定的生态系统。 生态系统的组成 甲 生态瓶编号 乙 丙 光 + - + 水草 + + + 藻类 + + + 浮游动物 + + + 小鱼 - - - 泥沙 + + - 丁 + + + + + + 注:“+”表示有;“-”表示无。
请回答以下问题:
(1)乙瓶中,藻类的种群密度变化趋势为 ,原因是
(3)丁瓶与甲瓶相比,氧气含量 ,原因是 。 (4)根据观察结果,得出结论:
。 (2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物,原因是 。 ① ;
② 。
解析:据表格分析可知:(1)乙瓶无光照,藻类因光合作用无法进行而死亡,种群密度下降。(2)丙瓶与甲瓶相比,少泥沙,分解者很少,无法将该瓶中动植物的遗体、动物的排泄物等中的有机物分解为无机物。(3)丁瓶与甲瓶相比,多小鱼,小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气。(4)总结结论的方法:找出该组实验中的自变量与因变量,归纳出自变量与因变量之间的关系。据表格分析,甲瓶为对照组,乙瓶、丙瓶、丁瓶都为实验组。乙瓶与甲瓶相比少光,造成稳定性降低,说明光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件;丙瓶与甲瓶相比少分解者,造成稳定性降低,说明分解者是生态系统中不可缺少的重要组成成分;丁瓶与甲瓶相比多小鱼,消费者过多,也造成稳定性降低,说明生态瓶中消费者不能过多。最后整体归纳得出结论。 答案:(1)下降 在缺乏光照的情况下藻类不能进行光合作用,不能生长 (2)丙瓶缺乏泥沙,分解者数量太少 (3)少 消费者较多,消耗较多的氧气
(4)①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能) ②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例,以维持生态系统的相对稳定
考点五十二 生态环境的保护
高考试题
1.(2012年江苏单科,T24,3分,★★☆)(多选题)全球范围内生物多样性有降低的趋势,对此所作的分析正确的是( )
A.栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因 B.栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性 C.这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量 D.过度的人为干扰导致生物多样性降低
点睛:本题考查生物多样性保护的有关知识。是对知识识记和理解能力的考查。
解析:生物多样性降低的原因有多种,如人为干扰、栖息地减少和多样性下降、新物种产生量少于现有物种灭绝量,故A、C、D正确;栖息地破碎化不利于维持生物多样性,故B错。 答案:ACD
2.(2011年江苏单科,T20,2分,★☆☆)下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述,错误的是( ) A.互花米草原产美洲,引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性,属于生物入侵 B.克氏原鳌虾(小龙虾)原产美洲,经由日本引入南京地区后迅速扩散,对农田有一定危害,但成为餐桌上的美味,不属于生物入侵
C.麋鹿原产我国,但后来在国内绝迹,从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行迁地保护 D.丹顶鹤在我国东北等地繁殖,迁徙到江苏沿海滩涂越冬,在盐城建立自然保护区实行就地保护
点睛:通过生态事件考查了生物入侵和建立自然保护区的相关知识,是对基础知识理解能力的考查,较容易。 解析:生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态,并对本地生态系统造成一定危害的现象。互花米草引入到江苏沿海等地后,在与本地物种的竞争中占优势,使本地的生物多样性受到威胁,A项正确;小龙虾由日本引入后,在与本地生物的竞争中占优势而大量繁殖并迅速扩散,属于生物入侵,B项错
误;麋鹿原产我国,在国内绝迹后,从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区保护起来,属于迁地保护,C项正确;盐城的丹顶鹤自然保护区是在其越冬地进行的就地保护,D项正确。 答案:B
3.(2010年江苏单科,T14,2分,★☆☆)长在路边的小草一般不会引起人们的特别关注,从保护生物多样性的角度来看,它却有其存在的价值,但不包括( ) A.它属于该地区生态系统中的生产者
B.它对生态系统中其他种群的生存有利无害 C.它可能含有对人类有重要价值的基因 D.它可能为某种害虫的天敌提供栖息地
点睛:结合实际考查生态系统的成分、种间关系、生物多样性的价值等知识,考查了理解能力,较简单。 解析:A项,小草属于植物,能利用无机物制造有机物,因此在生态系统中属于生产者;B项,小草与其他种群的关系可能是竞争,也可能是捕食,因而它对生态系统中其他种群的生存不一定是有利无害的;C项,小草所含的基因是生物多样性中遗传多样性的一部分,因而其可能含有对人类有重要价值的基因;D项,某种害虫的天敌可以栖息在小草中,小草为其提供了生存空间。 答案:B
4.(2010年北京理综,T5,6分,★☆☆)保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是( )
A.生物多样性的丰富程度与自然选择无关 B.群落演替过程中的生物多样性逐渐降低 C.物种多样性比较高的生态系统相对稳定 D.遗传多样性较低的种群适应环境能力强
点睛:本题主要考查生物多样性的相关知识。考查理解能力,较容易。
解析:A项,自然选择决定生物进化的方向,因而生物多样性的丰富程度与自然选择有关;B项,演替是一个群落被另一个群落代替的过程,一般而言,初生演替和次生演替过程中的生物多样性都逐渐增加;C项,物种多样性越高,生态系统中的自我调节能力就越高,生态系统就越稳定;D项,遗传多样性是生物多样性内容之一,遗传多样性越低,个体间的差异越小,种群适应环境的能力越弱。 答案:C
5.(2010年上海综合能力测试,T16,3分,★☆☆)人类活动会对生物多样性产生影响。以下措施中,有利于保护生物多样性的是( )
A.大量引进外来物种,使当地生物群落中的物种更多样化 B.禁止游人进入自然保护区的核心地区,让生物自然繁衍 C.把沼泽地改造成农田,种植多种农作物,增加经济收入 D.在亚热带林区大面积种植速生桉树,以增加林木生长量
点睛:考查保护生物多样性的措施,考查学生对生态知识的理解能力,较容易。
解析:大量引进外来物种到新地区,可能会因为其缺少天敌,大量繁殖对当地物种构成危害,造成外来物种入侵;也可能会因为不适应环境而被淘汰。禁止游人进入自然保护区的核心地区,避免人类活动对保护区物种造成不良影响,让生物自然繁衍,有利于保护生物多样性。沼泽地改造成农田,在亚热带林区大面积种植速生桉树,都属于人为地破坏生态系统的稳定性,破坏了生物多样性。 答案:B
6.(2012年山东理综,T26,8分,★★☆)如图中,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后,其未来种群数量变化三种可能的情况。
(1)图中曲线 说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。当曲线Ⅲ趋近零时,对该动物种群已不宜采取 保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的 发生改变,进而导致物种进化。
(2)若图中物种处于最高营养级,当其数量下降,且其他条件不变时,流向该营养级其他物种的能量会 。处于该营养级物种的种间关系是 。
(3)若图中物种为食草动物,当看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的 功能。
(4)人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。16世纪以来,世界人口表现为“J”型增长,因此需控制“J”型增长数学方程式中 参数,以实现人口和野生动物资源的协调发展。 点睛:本题通过坐标图考查种群数量的变化、种间关系、生态系统的信息传递和生物多样性的保护等知识,考查学生对知识的理解能力、获取信息和分析问题的能力,较为综合。
解析:(1)图中有“J”型曲线(作为对照)和三种达到“S”型后数量又减少了的曲线。根据减少的后果不同,可以分析出Ⅰ破坏程度最轻,Ⅱ次之,Ⅲ破坏程度最重,种群数量几乎到零,所以就地保护已经不是很适宜,需要采取异地保护措施了。阴影部分表示在生存斗争中被淘汰的个体数,种群的基因频率发生改变,进而导致物种进化。(2)同一营养级的各种生物间的关系是竞争,一方数量减少,另一方的数量必然增加;一方获得的能量少了,则另一方获得的能量就会增加。(3)生态系统的信息传递有利于调节种间关系,维持生态系统的稳定。(4)考查“J”型曲线的方程式,Nt=N0λ,这里的参数λ可以人为控制,以实现人口和野生动物资源的协调发展。
答案:(1)Ⅰ 就地(或建立自然保护区) 基因频率 (2)增加 (种间)竞争 (3)信息传递 (4)λ
7.(2011年广东理综,T28,16分,★★☆)人们使用含三丁基锡、三苯基锡等有机锡化合物的油漆涂于船只、海洋建筑物等的表面,有效防止了海洋生物附着生长,但近年来的研究发现油漆中的有机锡可释放入海,对多种生物造成毒害。有关该污染的部分研究如下,请回答:
(1)较低浓度的有机锡即能抑制软体动物雌性个体的雌性激素合成,这些雌性个体的繁殖功能有何变化? 。小鼠在食用含较高剂量三丁基锡的食物后胸腺萎缩,请推测其细胞免疫和体液免疫功能各有何变化? 。该污染物通过 的富集可能对鱼类、鸟类甚至人类造成危害。
t
(2)有机锡污染导致某海域一种鱼的种群年龄组成发生改变(如图),请预测该种群数量的变化趋势。
(3)某海域受有机锡污染后,部分海藻以及多种软体动物的生物量显著下降,个别物种消亡,而沙蚕等多毛纲动物变为优势类群,这是在 水平上研究的结果。
(4)以上资料表明,如果有机锡长期污染将会导致 下降,从而降低生态系统的 。若想探究海洋底泥中是否存在分解三丁基锡的细菌,以便用于今后的生态修复,筛选目标菌株的培养基成分为:蛋白胨、 、NaCl、H2O和琼脂。
点睛:本题以环境问题为材料背景,考查污染对生态系统的影响。考查获取信息、解决问题的能力。 解析: (1)雌性激素可促进生殖器官的发育和有性生殖细胞的形成,较低浓度的有机锡能抑制雌性激素合成,因而将导致动物繁殖功能下降。胸腺部位形成的T细胞参与全部的细胞免疫和大部分体液免疫,因此胸腺萎缩会使小鼠失去细胞免疫和大部分体液免疫。该污染物通过生物富集沿食物链传递,营养级越高的生物,其体内含有的该污染物越多,造成的危害也越大。(2)由图示可知种群年龄结构由增长型变成衰退型,因而种群数量将下降。(3)海域中的物种数目,哪些种群处于优势是群落水平上研究的问题。(4)有机锡长期污染将导致生物多样性降低,因而生态系统抵抗力稳定性下降。在含有三丁基锡的培养基中培养细菌可筛选出能分解三丁基锡的细菌,此方法为选择培养。
答案:(1)繁殖功能下降 失去细胞免疫以及大部分体液免疫 食物链(网) (2)种群数量将下降。 (3)群落
(4)生物多样性 抵抗力稳定性 三丁基锡
模拟试题
1.(2013杭州模拟)奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣,如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图,请据图分析下列说法错误的是( )
A.废水流入厌氧池前,需经稀释处理,是为了防止微生物失水过多死亡
B.控制废水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有机物被充分分解外,还有利于无机盐被充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求
C.输入此氧化塘的能量有太阳能和化学能,氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多
D.氧化塘后部种植莲等挺水植物,有利于减少出水口处水中的浮游藻类,原因是挺水植物起遮光作用,影响浮游藻类进行光合作用
解析:废水流入厌氧池前先经稀释处理,是为了防止微生物在高浓度废水中失水过多死亡,A 项正确。适当减缓废水的流速,延长废水与微生物、水生植物的接触时间,有利于废水中有机物的充分分解和分解后产生的无机物的吸收,降低污染物含量,B项正确。输入此氧化塘的能量有塘中生产者固定的太阳能和流入的废水中有机物含有的化学能;氧化塘前部的有机物含量较高,需氧微生物大量消耗氧气分解有机物,故溶解氧含量比后部的低,C项错。挺水植物能适当遮光,不利于藻类的光合作用,从而减少藻类的数量,D项正确。 答案:C
2.(2013深圳模拟)某硫铁矿废水造成的重金属污染严重危害当地农田、作物和人类健康,当地政府对此展开了综合治理,措施之一是调整作物种植结构,将食用作物改种为( ) ①饲料作物 ②观赏作物 ③能源植物 ④纤维植物 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
解析:土壤重金属污染是指由于人类活动使重金属在土壤中的累积量明显高于土壤环境正常值,致使土壤环境质量下降和生态恶化,如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大,砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集,营养级越高,相应重金属累积越多,因此畜、禽食用污染的粮食后,人再食用畜、禽,照样能引起中毒。 答案:B
3.(2013南通调研)下列对生物多样性的理解不正确的是( ) A.保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础 B.植物和动物以及它们拥有的全部基因构成了生物多样性 C.过度的人为干扰会导致生物多样性降低
D.种群在生态系统中所占据的位置变化可以提高物种的多样性
解析:地球上所有的生物,它们拥有的全部基因以及各种各样的生态系统构成了生物多样性,B项错误。 答案:B
4.(2012黄山七校联考)拧条、沙柳、毛条、花棒等沙漠植物现已覆盖北京郊区永定河滩地、潮白河滩地等4大荒滩,使这些地区不再成为京城沙源地。该则信息说明生物具有( ) A.直接价值 C.潜在价值
B.间接价值 D.科研价值
解析:间接价值是指生物多样性具有重要的生态功能,题干体现的是生态系统的生态功能,属于间接价值。 答案:B
5.(2013广州质检)薇甘菊原产于中南美洲,后来入侵我国,它生性喜光,善于攀援,生长迅速,致使许多植物被其覆盖后因缺少阳光而死亡。下列有关说法正确的是( ) A.薇甘菊入侵是破坏我国生物多样性的主要原因 B.薇甘菊与被其覆盖的绿色植物间是竞争关系
C.薇甘菊在原产地没有生物多样性的价值
D.薇甘菊泛滥是脱离原产地后发生基因突变的结果
解析:生存环境的改变和破坏是导致我国生物多样性锐减的主要原因;薇甘菊在原产地也有生物多样性的价值;薇甘菊在我国泛滥的原因是生存环境适宜和缺少天敌。 答案:B
6.(2011济南一模)由于人类的活动,云南滇池多次在夏季出现由蓝藻爆发引起的水体富营养化,请回答下列问题:
(1)滇池蓝藻爆发时湖面漂浮着一层绿膜,有人认为这是绿藻而不是蓝藻。对此,可以通过显微镜观察细胞是否具有 来判断。如果比较滇池水体的pH,则早上比傍晚要 。
(2)夏季气温偏高是滇池蓝藻爆发的原因之一,从本质上看这是人为污染超过了滇池生态系统的 ,而温度是通过影响细胞内 来影响蓝藻的生长的。
(3)环保部门怀疑某工厂是污染源之一,并对其排污口进行了检测。检验员沿河顺流每隔100 m取水样一次,依次编号为①~⑨(已知⑤号水样正对工厂排水口),对各水样进行了如下处理:首先,检测水样中的蓝藻数量(A组);然后,滤除水样中全部蓝藻后,每份水样分为三等份,编号B、C、D,其中B、C组分别添加适量的N和P,D组不添加;再在各组中加入等量的蓝藻,放置在阳光下若干天,最后检测水样中蓝藻数量,统计数据如下表(蓝藻数量单位:百万细胞/mm)。 3
水样编号 A组(原 始水样) B组(添 加N) C组(添 加P) D组(无 添加) ① 0.2 1 8 0.2 ② 0.3 1.5 9 0.2 ③ 0.3 2 9.5 0.3 ④ 1 2.5 10 1 ⑤ 10 20 11 10 ⑥ 10 19 9.5 9 ⑦ 7 18 7.5 7 ⑧ 7 17 7.5 7 ⑨ 6.5 18 7 6.5 请回答有关问题:
①通过A组数据可以判断该工厂是污染源,依据
是 。
②进行B、C、D分组实验的目的是探究工厂排出的污染物主要是N含量超标还是P含量超标,其中D组 起 作用,从实验结果可得出的结论
是 。 解析:(1)蓝藻为原核生物,而绿藻是真核生物。因经过一天光合作用,水中的CO2在傍晚较早晨低,故水体pH在早晨较低。(2)水体出现蓝藻爆发的原因是污染物的排放超过了生态系统的自我调节能力。(3)从⑤号取水点向下游的污染明显加重,说明工厂是污染源。由A、B、C、D对照知B组⑤号以后水样中蓝藻数量较其他组别多,说明N是限制河流中蓝藻生长的因素,而添加P后对⑤号以后水样中蓝藻无影响,说明P不是限制河流中蓝藻生长的因素,即河流中P含量超标。
答案:(1)成形的细胞核(或叶绿体等细胞器,答出一种真核细胞特有的细胞器也可) 低 (2)自我调节能力(或抵抗力稳定性) 酶的活性
(3)①工厂排水口和下游河水中的蓝藻数量明显多于上游 ②对照 工厂排出的污染物主要是P含量超标
综合训练
一、选择题
1.(2013浙江丽水模拟)生态学家研究发现,植物群落中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄-绿比率)与群落的P(光合作用)/R(呼吸作用)比率呈现一定的关系,这种关系如图所示,以下判断正确的是( )
A.在春暖花开的自然水域,黄-绿比率有升高趋势
B.在水稻的收获季节,群落P/R值可能在a点 C.幼年植物的黄-绿比率一定在b点
D.人工林的年平均黄-绿比率过高时,应进行适当采伐
解析:在春暖花开的自然水域,叶片绿色加深即黄-绿比率降低。收获季节,叶绿素含量减少,黄-绿比率较高,不应该在a点。幼年植物黄-绿比率较高,不一定在b点。人工林的年平均黄-绿比率过高时,P(光合作用)/R(呼吸作用)比率很低,净光合作用速率太低,原因是树的密度过大,应进行适当采伐。 答案:D
2.(2013合肥模拟)假设某种细菌的起始数量为M,理想状态下,每20分钟繁殖一代,T小时后该种群数量为( )
T3T
A.M×20 B.M×2
T20
C.2×M D.2×M
解析:T小时后细菌繁殖了3T代。在理想条件下种群呈“J”型曲线增长,根据种群“J”型增长的数学模型
t
为:Nt=N0λ(N0为该种群的起始数量,t为时间,Nt表示t时后该种群的数量,λ表示该种群数量是20分钟前
3T
种群数量的倍数),可知T小时后细菌的数量为M×2。 答案:B
3.如图表示某生态系统的能量锥体图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是( )
(注:图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量)
A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C.b和d之一,可代表生产者传递给分解者的能量 D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
解析:结合图形分析知,b+c+d+e为植物光合作用利用的光能(固定的能量),即本年度流入该生态系统的总能量;c1代表初级消费者流入次级消费者的能量即被次级消费者所同化的能量;b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量;初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量,应在b或d中。 答案:C
4.(2013扬州调研)根据图示判断,下列说法错误的是( )
A.若a、c、d、b四个生态系统营养结构的复杂程度依次递增,则M可以表示生态系统的自我调节能力 B.若M表示木本植物的丰富度,我国从南向北木本植物的丰富度变化的趋势是b→d→c→a C.若a→c→d→b是森林生态系统中的一条食物链,则M表示生物个体的数量
D.若M表示基因多样性,a~d表示四种不同的植物,则在剧烈变化的环境中最不容易被淘汰的可能是b 解析:生态系统中生物营养级别越低能量越多,呈金字塔形状,故一般情况下,食物链中营养级较低的生物,数量也越多。 答案:C
5.(2013济宁模拟)采取下列哪项措施,能提高一个生态系统的抵抗力稳定性( ) A.减少捕食者和寄生者的数量 B.使生产者和消费者的数量保持一样 C.增加适宜的物种种类 D.限制某一个演替过程
解析:生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统的自动调节能力,而该能力与其营养结构复杂程度呈正相关,适当增加物种的种类可以使其营养结构变得复杂,所以抵抗力稳定性也得到提高。 答案:C
6.(2013镇江模拟)海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,有利于资源的可持续利用。下列不正确的解释是( )
A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会 B.减少捕捞强度,保持足够的种群基数 C.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的恢复 D.改变性别比例,提高种群出生率
解析:用网眼尺寸较大的网具捕捞,使更多的幼体能够逃脱,得到生长和繁殖的机会。这样既能保持足够的种群基数,又能维持增长型的年龄结构,有利于资源的可持续利用。但网眼的大小并不能改变性别比例。 答案:D
二、非选择题
7.(2013石家庄模拟)研究者对某水域浮游生物群落进行调查,绘制出如下能量金字塔,据图回答:
(2)该群落中从生产者到初级消费者的能量传递效率远低于10%,原因是 。 (3)能量在流动过程中逐级 ,该群落必须 ,才能维持生态系统的正常功能。
(1)该群落共有 个营养级。各营养级获得能量的方式分别是: 。 (4)调查该群落中浮游生物的种类及数量一般用 (抽样统计方法),调查发现受到生活废水的轻微污染后,浮游生物的种类和数量不会受到明显的影响,这说明 。
解析:(1)分解者不占据营养级。(2)因为是据图回答,图示分解者获得的能量远大于消费者获得的能量。 (3)因为能量流动逐级递减,而各营养级又在生命活动过程中将获得的能量逐渐消耗,所以需不断从外界获取能量。
答案:(1)三 第一营养级(生产者)主要通过光合作用获得能量,其他营养级(各级消费者)通过摄取食物获得能量
(2)浮游植物的寿命较短,大多数未被消费者取食就死亡了 (3)递减 不断从外界获取能量 (4)样方法 生态系统具有自我调节能力
8.(2013徐州测试)如图为某农田生态系统及对秸秆进行进一步利用的示意图,请据图回答有关问题。
(1)流经此生态系统的总能量是 ;与自然生态系统相比,该生态系统的优势主要是 。 植物的光合作用,提高农作物的产量。
(2)秸秆利用后产生的废渣可以还田,其中的有机物可被 分解,产生的水、二氧化碳、无机盐可用于
(3)若蛇的食物有1/5来自蛙,4/5来自鼠,则从理论上讲,蛇每增加1 kg体重,至少消耗植物 kg;农田中的生物可以通过捕食与被捕食传递信息,体现了信息传递在生态系统中的作用是 。
(4)若要调查鼠的种群密度,利用的方法应是 ,当生态系统处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于 (K或K/2)值。
解析:流经生态系统的总能量是水稻光合作用固定的太阳能的总量。与自然生态系统相比,该生态系统实现了物质和能量的多级利用。秸秆废渣可被分解者分解为无机物供植物利用。计算蛇增加1 kg至少消耗植物的量时,能量传递效率按20%计算,由此可知在水稻→鼠→蛇这条食物链中蛇需消耗水稻20 kg,在水稻→昆虫→蛙→蛇这条食物链中蛇需消耗水稻25 kg,因此蛇每增加1 kg体重至少消耗植物45 kg;农田中的生物通过捕食与被捕食传递信息,保持了种群数量的相对稳定,体现了信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。调查动物种群密度的方法是标志重捕法;当生态系统处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于K值,出生率等于死亡率,此时种群数量增长率为0。
答案:(1)水稻固定太阳能的总量 实现了物质和能量的多级利用,提高了能量的利用率 (2)分解者 (3)45 调节种间关系,维持生态系统的稳定 (4)标志重捕法 K
9.(2013抚顺模拟)下面图1为碳循环示意图,图2为某一食物网示意图,请据图回答问题:
(1)通过过程①,碳由无机环境中的 转变成绿色植物(如玉米)中的 。
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(2)图1过程②越复杂,则该生态系统的抵抗力稳定性越 。设过程②代表的生物之间有如图2所示的关系,若E种群的能量为5.8×10 kJ,B种群的能量为1.3×10 kJ,D种群的能量为1.5×10 kJ,能量传递效率为10%,则A种群的能量是 kJ。
(3)过程④表示 作用。参与过程④的生物与同区域中的动植物等其他生物共同构成了 。 。
(4)由图1可见,碳循环的特点是 。伴随着物质循环进行的能量流动具有的特点是
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解析:(1)图示中过程①表示光合作用,通过该过程碳由无机环境中的CO2转变为有机物。
(2)图1中过程②代表食物网,食物网越复杂,生态系统的抵抗力稳定性越高,图2中若E的能量为5.8×10 kJ,B的能量为1.3×10 kJ,D的能量为1.5×10 kJ,按10%传递效率计算,A的能量应为[5.8×10×10%-(1.5×10+1.3×10)]×10%=3.0×10 kJ。
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(3)过程④表示分解者的分解作用,该系统中的所有生物共同构成了生物群落。 (4)碳循环的特点是“带有全球性”,能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案:(1)CO2 有机物 (2)高 3.0×10 (3)分解者的分解 群落 (4)带有全球性的循环 单向流动,逐级递减
10.(2013天津模拟)生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分,其中非生物的物质和能量、生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位。为了验证其重要性和不可缺少性,设计如下实验进行验证。实验过程如图所示。
在同样形状同样体积的锥形瓶中加等量的水(1、2号加清水,3、4号加少许河泥)、同样的金鱼、等量的金鱼藻(2~4号),用橡胶塞塞紧。1~3号放在阳光下,4号放入黑暗的纸箱中。(均放于室温20 ℃条件下)
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(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比 生活时间长。因为 。 (2)上述1~4号瓶中 瓶中金鱼生存时间最长。因为
。
(3)1、2、3号锥形瓶相比较,相同的非生物因素有 ,3、4号锥形瓶相比较,生态系统的成分中不同的是 。 其主要原因
是 。 明?
(4)4号锥形瓶中的鱼存活时间最短,说明 是生态系统根本的能量来源;3号锥形瓶的鱼最后也死亡,
(5)2号与3号对照,能否说明分解者是生态系统的必备成分? 。若不能,如何设置实验才能证
。
(6)本实验所得结论
是 。
解析:非生物的物质和能量是生态系统存在的基础,生产者是生态系统中唯一把无机物转变成组成生物体的有机物的成分,是生态系统的主要成分;分解者是生态系统必不可少的成分,没有它,动植物的尸体就会堆积如山,生态系统就会崩溃。解题时要注意对比分析。
答案:(1)1号瓶 4号瓶中有金鱼藻,但置于黑暗处,金鱼藻不能进行光合作用,且金鱼藻的细胞呼吸消耗水中溶解的O2,故生存时间更短
(2)3号 3号瓶置于日光下,有稳定的能量来源,金鱼藻和金鱼的细胞呼吸共同消耗水中的溶解氧,产生CO2,金鱼藻的光合作用向水中提供溶解氧,清水、河泥又为植物提供水和无机盐,河泥中的分解者将金鱼粪便分解为无机物供金鱼藻利用,这种状况能维持较长一段时间,故3号瓶中金鱼生存的时间最长 (3)水温和光照 有无光照
(4)光能 瓶内生物种类少,结构简单,无法长期保持稳定
(5)不能。应再设置一组5号瓶与3号对照,除加入进行烘烤过的杀死其中微生物的河泥外,其他成分和条件与3相同,观察并记录结果
(6)非生物的物质和能量(水、空气、矿物质和阳光等)、生产者(金鱼藻)、消费者(金鱼)和分解者(腐生微生物)四者共同构成一个生态系统,缺一不可
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