資源簡介

高考生物大概念升華課
6　生態系統中的各種成分相影響，共同實現系統的物質循環、能量流動和信息傳遞，生態系統通過自我調節保持相對穩定的狀態
運用數學模型表征種群數量變化的規律，闡明種群數量變化受到內因和外因的影響，嘗試從近期效應和遠期效應分析或探討人類活動對種群及環境的影響。
1．(2021·泰安高三模擬)某自然保護區內共同生活著兩種鼠科動物：社鼠和中華姬鼠，它們均主要以嫩葉及種子為食，在春季還輔以部分土壤昆蟲為食。林中的普通鵟會捕食鼠類，社鼠與中華姬鼠的種群數量變化如圖1所示，圖2為該地區小型地棲鼠豐富度沿海拔的變化。下列相關敘述正確的是(　　)
圖1
圖2
A．兩種鼠之間為競爭關系，兩者的K值在2016～2019年間均逐年降低
B．中華姬鼠的種群數量達到K/2值時，種內斗爭最激烈，種群的增長速率也最大
C．在夏秋季，如果普通鵟體重增加1 kg，則最多需要消耗100 kg植物
D．該地區小型地棲鼠豐富度隨海拔的升高而逐漸增大，中度海拔種群密度一定大于低海拔種群密度
C　[據圖分析可知，兩種鼠之間為競爭關系，在2016～2019年間社鼠的K值逐年降低，中華姬鼠的K值保持穩定，A錯誤；中華姬鼠的種群數量達到K值時，種內斗爭最激烈，種群的增長速率為0，B錯誤；在夏秋季植物→鼠→普通鵟這條食物鏈中，如果普通鵟體重增加1 kg，最多消耗植物，則能量傳遞效率按10%計算，故最多需要消耗植物＝1÷10%÷10%＝100 kg，C正確；分析圖2可知小型地棲鼠類豐富度隨海拔的升高逐漸增大，在中度海拔達到最大，海拔進一步升高豐富度逐漸降低，且圖中只能得知豐富度的大小，不能判斷種群密度大小，D錯誤。]
2．(不定項)下圖中甲和乙兩條曲線代表兩種生物數量Nt和一年后的種群數量Nt＋1之間的關系，直線p表示Nt＝Nt＋1，下列有關說法不正確的是(　　)
A．對于甲種群而言，B點時其種群數量表現為下降
B．對于乙種群而言，F點表示種群增長速率最快時其種群的數量
C．東北虎等珍稀瀕危動物，容易滅絕，其變化曲線比較類似甲曲線
D．乙曲線可表示家鼠等繁殖力強的動物，在種群密度低時也能迅速回升
AB　[由分析可知：對于甲種群而言，B點時位于p曲線的上方，說明此時Nt＜Nt＋1，故種群數量表現為上升，A錯誤；對于乙種群而言，F點同時位于p曲線上，說明Nt＝Nt＋1，說明當年種群沒有表現增長，就乙種群曲線分析可知，增長速率最快的時間為D點時，B錯誤；東北虎等珍稀瀕危動物，繁殖率低，容易滅絕，其變化曲線比較類似甲曲線，C正確；乙曲線在Nt＜a時，Nt＋1>Nt，即在種群密度低時也能迅速回升，因此符合家鼠等繁殖力強的動物，D正確。]
運用結構與功能觀、進化與適應觀分析群落的形成和演替，舉例說明不同類型群落的結構、特征及演替規律。
1．(不定項)(2021·濱州高三期末)草履蟲主要以酵母菌和細菌為食，不同草履蟲對食物和空間的需求有的重合度較高，有的差異較大，草履蟲甲更喜食細菌。生態學家高斯利用富含酵母菌和好氧菌的培養液在試管中培養甲、乙、丙三種草履蟲，研究其數量變化，部分實驗結果如圖所示。下列說法正確的是(　　)
甲和乙混合培養結果
圖1
甲和丙混合培養結果
圖2
A．若將甲、乙、丙單獨培養，預期其增長曲線均為“S”形
B．甲、乙的食物和生活空間相似度較高，但甲競爭能力更強
C．甲、丙的食物和生活空間可能差異較大，丙更可能生活在上層
D．不同草履蟲對食物和空間需求的差異有利于草履蟲充分利用生態資源
AD　[若將甲、乙、丙單獨培養，由于受到生存空間和食物資源的限制，預期其增長曲線均為“S”形，A正確；分析圖1可知，甲、乙競爭激烈，可能是食物和生活空間相似度較高，由于培養后期，乙的數量高于甲，故乙競爭能力更強，B錯誤；由圖2可推測甲、丙的食物和生活空間可能差異較大，由題意可知，草履蟲甲更喜食細菌，而乙與甲的食物相似度高，故乙也應喜食細菌，則丙應更喜食酵母菌，由于酵母菌為兼性厭氧型，在試管的各個層次均有分布，所以丙不一定生活在上層，C錯誤；不同草履蟲對食物和空間需求的差異，可減少不同草履蟲之間的競爭，有利于草履蟲充分利用生態資源，D正確。]
2．(不定項)(2021·連云港高三模擬)高山樹線是樹木分布的海拔上限，是氣候變化對高寒生態系統影響的敏感指示器(如圖1)。生態學家研究了全球變暖環境下樹線之上植被厚度對樹線上升幅度的影響(如圖2)。下列敘述正確的是(　　)
圖1
圖2
A．生態學家可以通過調查不同樣地內的植被類型，確定樹線的上升幅度
B．影響樹線之上和之下植被分布的因素是陽光，樹線變化體現了群落的垂直結構
C．樹線上升過程中，群落發生了次生演替，演替過程中輸入該生態系統的總能量增加
D．目前調節碳循環卻不能實現碳中和時，樹線上升幅度大小與樹線之上植被厚度呈負相關
ACD　[生態學家可以通過調查不同樣地內的植被類型，確定物種的種類，從而確定樹線的上升幅度，A正確；樹線以上為高山灌叢和草甸，樹線之下為森林，這種空間結構與地勢起伏有關，影響樹線之上和之下植被分布的主要因素是溫度，B錯誤；樹線上升過程中，群落發生了次生演替，演替過程中，樹木越來越多，輸入該生態系統的總能量增加，C正確；據圖2分析可知，全球變暖環境下，樹線之上植被厚度越大，樹線上升幅度越小，即樹線上升幅度大小與樹線之上植被厚度呈負相關，D正確。]
運用結構分析法、模型方法、定量分析法等，分析生態系統的結構和功能，并對相關的生態學實踐應用作出合理的分析和判斷。
1．(不定項)(2021·濟南高三模擬)某生態系統由甲、乙、丙、丁、戊5個種群(不包括分解者)形成一定的營養結構，食物網關系如圖1，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。下圖2中的B表示種群乙同化的能量，其中①～⑦表示能量數值。下列說法錯誤的(　　)
圖1
圖2
A．圖2中的C表示乙種群用于自身生長、發育和繁殖的能量，④的數值為同化量與呼吸散失量的差值
B．⑦表示乙種群糞便中有機物所含的能量
C．若戊體重增加20 g，需要消耗植物1 750 g
D．在生態系統的營養結構中，食物網可使每種生物都限定在一條食物鏈的固定位置上
CD　[圖2中的C表示乙種群用于自身生長、發育和繁殖的能量，④的數值為同化量與呼吸散失量的差值，A正確；⑦＝乙攝入的能量－乙同化的能量，即表示糞便量，因此⑦表示乙種群糞便中有機物所含的能量，B正確；在甲→乙→戊食物鏈中，需要植物：1/2×20÷20%÷10%＝500；在甲→丙→戊食物鏈中，需要植物：1/4×20÷20%÷10%＝250；在甲→丙→丁→戊食物鏈中，需要植物：1/4×20÷20%÷20%÷10%＝1 250 g；所以共需要植物為：500＋250＋1 250＝2 000 g，C錯誤；在食物網中，各種動物所處的營養級并不是一成不變的，可以同時存在多種種間關系，如捕食和競爭，因此可以處于多個營養級上，D錯誤。]
2．我國農民發明了許多行之有效的生態農業生產經營模式。自明清時期起某地區就普遍存在“蟲草稻—雞鴨—魚塘”農業生態系統，其模式如下圖所示。回答下列問題。
(1)圖中①屬于生態系統組成成分中的_____________________________
______________________________________________________________。
(2)從生態系統能量流動的角度分析，圖中雞鴨糞便中的能量來自________(填序號)所同化的能量。
(3)塘泥富含有機物，許多地方都有“塘泥肥用，秋谷滿倉”的說法，請運用物質循環的知識分析其中的科學道理。________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)該農業生態系統實現了廢物資源化，使能量能更多被人類所利用，請據圖舉例說明__________________________________________________________
____________________________________________________________________
______________________________________________(寫出兩例)。
[解析]　(1)圖中①為綠色植物，屬于生態系統組成成分中的生產者。
(2)從生態系統能量流動的角度分析，圖中雞鴨糞便中的能量來自①生產者和④消費者所同化的能量。
(3)塘泥富含有機物，塘泥中的有機物在分解者的分解作用下轉變為水稻需要的無機物，因此許多地方都有“塘泥肥用，秋谷滿倉”的說法。
(4)該農業生態系統是人工生態系統，實現了廢物資源化，使能量能更多被人類所利用，如水稻秸稈和雜草中的能量流入魚、雞、鴨；雞、鴨糞便中的能量流入魚。
[答案]　(1)生產者　(2)①④　(3)塘泥中的有機物在分解者的分解作用下轉變為水稻需要的無機物　(4)水稻秸稈和雜草中的能量流入魚、雞、鴨；雞、鴨糞便中的能量流入魚
從生態系統具備有限自我調節能力的視角，預測和論證某一因素對生態系統的干擾可能引發的多種潛在變化。
1．(不定項)(2021·長沙雅禮中學高三模擬)幾年前瀏陽河起源地因生活污水、工業廢水的排放及人類電魚行為引起水體浮游藻類大量繁殖，出現水華。科研人員運用生物學相關原理對該段河流的水華進行治理。下列措施與原理都正確的是(　　)
A．禁止電魚、保護魚類等水生動物，可提高生態系統自我調節能力
B．定期定量打撈浮游藻類，可維持河流生態系統氮、磷等無機鹽平衡
C．投放大量殺藻藥物讓浮游藻類從水體中消失，可維持氮、磷平衡
D．引入大量捕食浮游動物的本地魚類，通過捕食關系可調節生態系統相對穩定
AB　[水華是由于淡水湖泊中浮游藻類大量繁殖引起，浮游動物及植食性魚類都可以捕食浮游藻類，禁止電魚，保護魚類等水生動物屬于保護生物多樣性，能提高生態系統自我調節能力，A正確；定期定量打撈浮游藻類，能將浮游藻類吸收的氮、磷等無機鹽輸出河流，從而抵消了生活污水、工業廢水中排放的氮、磷等無機鹽，進而維持了河流生態系統氮、磷等無機鹽平衡，B正確；投放大量殺藻藥物讓浮游藻類從水體中消失，不能從根本上解決污染問題，一方面殺藻藥物會污染河流，另一方面浮游藻類死亡后被微生物分解，氮、磷等無機鹽仍然在增加，C錯誤；引入大量捕食浮游動物的本地魚類，會使浮游動物大量減少，浮游藻類被捕食減少，不利于維持生態系統相對穩定，D錯誤。]
2．(不定項)池塘養殖普遍存在餌料、魚類排泄物、換水不及時等引起的水體污染現象，研究者設計了一種循環水池塘養殖系統(如圖)。下列說法正確的是(　　)
A．與自然池塘相比，人工養殖池塘生態系統恢復力穩定性高
B．該生態塘內若栽植水生植物、放養濾食動物會增加水體中的N、P含量
C．水體富營養化會破壞生態系統穩態，這種調節方式為負反饋調節
D．人工養殖池塘水體的N、P含量容易升高，會引起水體的富營養化
AD　[與自然池塘相比，人工養殖池塘生態系統中生物種類和數量少，營養結構簡單，自我調節能力弱，恢復力穩定性高，A正確；水生植物、濾食動物會凈化水體，吸收水體中N、P，降低N、P含量，B錯誤；水體富營養化使藻類等浮游生物大量繁殖，死亡后被微生物分解，水體中微生物分解消耗大量的O2，導致水體中魚蝦等動物死亡，進一步加劇了污染，這種調節方式稱為正反饋調節，C錯誤；人工養殖池塘水體的N、P等無機鹽含量易升高，則水體中的浮游植物會大量繁殖，引起水體的富營養化，D正確。]
強化生命的系統觀、結構與功能觀、物質與能量觀、穩態與平衡觀，并運用這些觀念分析自然界和社會中的一些問題，并提出人與環境和諧相處的合理化建議。
1．(2021·濰坊高三模擬)在助力“美麗鄉村”建設中，科研人員對某地富營養化水體實施生態恢復，先后向水體引入以藻類為食的某些貝類，引種蘆葦、香蒲等水生植物，以及放養植食性魚類等。一段時間后水體基本實現了“水清”“景美”“魚肥”的治理目標。下列敘述錯誤的是(　　)
A．美麗鄉村建設過程中涉及的生物多樣性直接價值大于間接價值
B．治理前的水體不能實現自我凈化，說明其自我調節能力有一定限度
C．科研人員通過引入競爭、捕食等種間關系，抑制水體中藻類的生長繁殖
D．引種的蘆葦、香蒲等生物導致該水體中的藻類優勢被取代，屬于次生演替
A　[美麗鄉村建設過程中涉及的生物多樣性直接價值小于間接價值，A錯誤。]
2．(不定項)(2021·石家莊高三質檢)森林砍伐、修路和農業活動導致大熊貓棲息地被分割，使野生大熊貓面臨著棲息地碎片化的局面。現有大熊貓被分割為33個孤立種群，其中24個種群具有較高的生存風險。下列敘述正確的是(　　)
A．由于棲息地碎片化，造成33個孤立種群間存在生殖隔離
B．對于小種群區域，可引入新個體增加種群數量和改善基因多樣性
C．可修建棲息地走廊加強種群間的基因交流，從而改善基因多樣性
D．恢復竹林并建立自然保護區，是提高大熊貓種群密度的最有效措施
BCD　[人類活動導致野生大熊貓棲息地碎片化，形成大小不等的區域，即野生大熊貓之間因地理隔離導致不能進行基因交流，但未必產生生殖隔離，A錯誤；對于小種群區域，可通過引入新個體增加種群數量并通過與原來種群個體之間的基因交流改善基因多樣性，B正確；可修建棲息地走廊緩解地理隔離，從而加強種群間的基因交流，進而改善種群的基因多樣性，C正確；恢復竹林并建立自然保護區，通過增加其食物資源，減少天敵，進一步改善大熊貓的生存環境，增加環境容納量，是提高大熊貓種群密度的最有效措施，D正確。]
3．某科研小組對某重金屬污染地區的單作桃園生態系統(種植單一品種桃樹)進行了調查研究，并對其實施了植物修復技術，植物修復是通過綠色植物(如禾本科、豆科等超積累植物)從被污染環境中吸收一種或幾種重金屬，并將其轉移、貯存到地上部分，從而降低環境中污染重金屬的濃度，以達到修復被污染環境的目的。請回答下列問題：
(1)桃園生態系統不同地段分布有不同的生物類群，體現了群落的________。桃園生態系統的修復是否成功，最終主要看它的________是否能夠長期保持穩定。
(2)研究發現，以桃葉上的害蟲桃蛀蜈為食的捕食性蜘蛛體內重金屬含量遠大于其他生物類群，從食物關系的角度分析，捕食性蜘蛛體內重金屬含量高的原因是______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)科研小組選擇適宜的大豆進行桃、豆間作，在增收兩季大豆的情況下，桃園土壤中鎘等重金屬的濃度明顯下降，且土壤肥力明顯提升，試分析其原因可能是______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)桃葉害蟲大規模爆發會對桃樹造成極大危害，有人建議該桃園可適當放養一定數量的雞。構建“桃園養雞”的生態農業模式，請從能量流動和環境保護的角度分析“桃園養雞”的生態學意義是______________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)由于地形起伏的變化，在不同地段分布有不同的生物種群，這體現了群落的水平結構。生態系統總是朝著物種多樣化、結構復雜化和功能完善化的方向發展，一個生態系統的修復是否成功，最終主要看該生態系統的結構與功能是否能夠保持長期穩定。
(2)重金屬大都是不易分解的，被消費者食用后，不易分解，殘留在生物體內，當它被下一級消費者捕食后就直接轉移到這一級消費者體內，依次被下一營養級轉移和積累，所以營養級越高，食物鏈越多，重金屬在其體內的積累就越多。
(3)土壤有機物積累，土壤腐殖質的質量下降原因應該是重金屬污染導致土壤微生物的生物多樣性及數量降低，其降解有機物能力下降。因為大豆吸收了重金屬，而大豆與根瘤菌是互利共生關系，根瘤菌固氮使土壤肥力增加。
(4)“茶園養雞”調整了能量流動關系，使能量持續、高效地流向對人類最有益的部分。而且雞群在園內活動取食，較為有效地控制了病蟲雜草的危害，減少了防治用藥，不僅可有效降低生產成本，更是減輕了因化肥、農藥的使用對環境污染的負荷，具有良好的生態學意義。
[答案]　(1)水平結構　結構和功能　(2)蜘蛛所處營養級高，重金屬難分解，沿著食物鏈積累　(3)大豆吸收了重金屬，而根瘤菌固氮增加了土壤肥力　(4)“桃園養雞”的生態學意義是調整了能量流動關系，使能量持續、高效地流向對人類最有益的部分。而且雞群在園內活動取食，較為有效地控制了病蟲雜草的危害，減少了防治用藥，不僅可有效降低生產成本，更是減輕了因化肥、農藥的使用對環境污染的負荷，具有良好的生態學意義
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