高考生物专题强化训练：12生态系统与环境保护（含解析）

十二　生态系统与环境保护
(30分钟　100分)
一、选择题:本题共8小题,每小题7分,共56分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图为某海域渔获物(渔业捕捞的生物)的平均营养级和捕捞产量随时间变化的曲线图。下列叙述正确的是 (　　)
注:平均营养级指渔获物所处的营养级平均值。
A.海洋中营养级越高的生物体型越大
B.营养级越高的生物拥有的能量越多
C.该海域高营养级的优势种逐渐被低营养级取代
D.渔获物平均营养级与捕捞产量之间呈正相关
【解析】选C。食物链越长,在能量流动中损失的能量就越多,所以营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越少,但营养级越高的生物体型不一定越大,A错误;食物链越长,在能量流动中损失的能量就越多,所以营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越少,B错误;只有10%～20%的能量能够传递到下一营养级,营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越少,则营养级越高其个体的数量可能越少,该海域高营养级的优势种可能逐渐被低营养级取代,C正确;据图分析可知,平均营养级越高捕获量越低,说明渔获物平均营养级与捕捞产量之间呈负相关,D错误。
2.(2021·泰安模拟)生态果园与传统果园最大的区别是增加了果园中生物的种类,例如利用果树下光照强度弱、空气湿度高、风速低等环境条件,在两行果树间种植喜湿、喜温、喜半阴的草菇(一种食用菌),或种植生草,还可以向果园中引入鸡、鸭等动物,甚至可以在果园中养殖蚯蚓,以此提高果园的稳定性。下列叙述正确的是 (　　)
A.光能输入果树—草菇园的途径是果树和草菇等生产者的光合作用
B.果园中养殖鸡、鸭时,鸡、鸭粪便中的能量可以被果树利用
C.果树种植过程需要治虫,目的是使能量多级利用
D.果树固定的太阳能,一部分在呼吸作用中散失,一部分用于自身生长、发育和繁殖
【解析】选D。草菇是一种食用菌,不能进行光合作用,属于分解者,A错误;鸡、鸭粪便中的有机物被分解者分解成无机物后,可以被果树利用,粪便中的能量最终以热能的形式散失,不能被果树利用,B错误;果树种植过程需要治虫,目的是使能量更多地流向对人类有益的部分——果树所结的果实,C错误;果树固定的太阳能有两个去路,一部分在呼吸作用中散失,一部分用于自身生长、发育和繁殖,D正确。
　　　【加固训练】
　　胶州湾1万亩以上的海域准备推广“贝参藻多营养层次海洋牧场”这一养殖模式,它是指利用立体养殖技术,将藻类、扇贝和海参置于同一片海区养殖,达到生态互补、共生互促目的的养殖方式。鼠尾藻的枝条中上部生长着较窄的狭叶,下部生长着较宽的阔叶,可种植在表层;中层种植扇贝,底层播种海参。请分析此种养殖模式的可行性,下列相关说法错误的是 (　　)
A.鼠尾藻枝条叶片有狭叶和阔叶,可以充分利用不同水层的太阳光
B.牧场中的物质循环和能量流动是平衡的,不需要向海水中投放饵料
C.藻类、扇贝、海参的分布可体现生物群落的垂直结构
D.扇贝和海参的代谢物被分解者分解为无机物后才能被鼠尾藻吸收利用
【解析】选B。鼠尾藻的枝条中上部生长着较窄的狭叶,下部生长着较宽的阔叶,可以充分利用不同水层的太阳光,A正确;由于人类不断从牧场中收获产物,所以其中的物质循环和能量流动是不平衡的,同时物质循环是在生物圈内,而不是在该“牧场”中,因此需要向海水中投放饵料,B错误;鼠尾藻种植在表层;中层种植扇贝,底层播种海参,体现了群落的垂直结构,C正确;扇贝和海参的代谢物中的有机物需要被分解者分解为无机物后才能被鼠尾藻吸收利用,D正确。
3.(2021·厦门三模)轮作是指在同一田地按时间顺序轮换种植不同作物的方法。在花菜—毛豆轮作的大田中,将收割后的秸秆堆肥处理,能有效提高作物产量并减少碳排放。下列叙述正确的是 (　　)
A.花菜—毛豆轮作利用了群落的垂直结构,提高了对光能的利用率
B.轮作利用了不同作物根系对矿质元素的吸收具有选择性的特点
C.秸秆被土壤中微生物分解后产生的物质和能量可供农作物利用
D.该农田生态系统中碳循环都是通过植物的光合作用和呼吸作用完成的
【解析】选B。花菜和毛豆是不同时间段种植的,花菜—毛豆轮作未利用群落的垂直结构,也不存在对光能利用率的提高,A错误;不同作物对同一种矿质元素的吸收是有差异的,同一种作物对不同种矿质元素的吸收也有差异,轮作是利用了不同作物根系对矿质元素的吸收具有选择性的特点,从而避免土壤肥力下降,B正确;秸秆被土壤中微生物分解后产生的物质(无机物)可供农作物利用,但不能为农作物提供能量,C错误;该农田生态系统中碳循环是通过植物的光合作用和呼吸作用、微生物的分解作用共同完成的,D错误。
4.(2021·宣化模拟)东亚飞蝗,别名蚂蚱、蝗虫,为迁飞性、杂食性的农业害虫。为了给预防“蝗灾” 提供科学依据,研究者利用 2 年时间对某地区气温、降水量变化与东亚飞蝗种群数量变化的关系进行了研究,结果如图所示。研究还发现,东亚飞蝗喜欢在坚实的土地中产卵。下列叙述错误的是 (　　)
A.从图中可以看出,温度、水分等非生物因素影响东亚飞蝗的种群密度
B.东亚飞蝗种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、丰富度、性别比例等
C.在东亚飞蝗繁殖期人为疏松土壤,可影响其种群的出生率
D.经常灌溉,使用能干扰蝗虫识别食物信息的化学物质,引入天敌等可有效预防“蝗灾”
【解析】选B。由题图信息可知:不同季节的降水量和温度不同,均会影响东亚飞蝗的种群密度,A正确;东亚飞蝗种群的特征不包括丰富度,B错误;东亚飞蝗喜欢在坚实的土地中产卵,在其繁殖期及时疏松土壤,可以影响其种群的产卵,进而影响其出生率,以降低种群密度,C正确;为预防“蝗灾”,可通过经常灌溉,使用能干扰蝗虫识别食物信息的化学物质,引入天敌等措施来降低蝗虫数量,D正确。
5.榕树通过分泌化学物质吸引榕小蜂进入隐头花序内部完成传粉,同时榕树的隐头花序为榕小蜂产卵提供场所,为幼虫发育提供营养;蚜虫能利用刺吸口器吸食榕树的汁液,每隔1～2分钟,就会翘起腹部分泌蜜露,吸引蚂蚁舔食,蚂蚁能为蚜虫驱赶天敌。下列叙述错误的是 (　　)
A.榕树向榕小蜂传递化学信息,有利于促进榕树的繁殖
B.蚜虫通过寄生危害榕树,蚜虫和榕树之间共同进化
C.信息传递能够调节种间关系,复杂的种间关系有利于维持生态系统的稳定
D.依据能量传递规律,蚜虫可获得榕树同化能量的10%～20%
【解析】选D。榕树向榕小蜂传递化学信息,帮助榕树完成传粉,这有利于促进榕树的繁殖,A正确;由题干信息蚜虫能利用刺吸口器吸食榕树的汁液并分泌蜜露可知,蚜虫通过寄生危害榕树,二者之间共同进化,B正确;生态系统的信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定性,C正确;捕食食物链中相邻营养级之间能量的传递效率为10%～20%,蚜虫与榕树之间为寄生关系,D错误。
6.(2021·张家口模拟)据农业部最新统计,目前入侵我国的外来物种已达 400 多种,全球 100 种最有威胁的入侵生物中,我国已有 50 余种,成为遭受外来入侵生物危害最严重的国家之一。下列关于生物入侵的叙述中,正确的是 (　　)
A.外来物种迁入新环境后,均会在一定时期内出现“J”型增长
B.生物入侵使生态系统成分和营养结构复杂,抵抗力稳定性增强
C.一个群落中入侵种群的个体数量增加属于演替过程
D.外来物种入侵某地后,可能影响当地群落物种的丰富度
【解析】选D。外来物种进入新环境可能不适应当地环境被淘汰,A错误;外来物种入侵会威胁生物多样性,从而使生态系统的抵抗力稳定性降低,B错误;一个群落中入侵种群的个体数量增加不一定引起该群落物种组成和优势种的变化,不一定属于演替过程,C错误;外来物种入侵某地后,可能影响当地群落物种的丰富度,D正确。
　　　【加固训练】
　　某稻—蟹农田生态系统中部分生物类群食物关系如图所示,稻田中蟹的密度对浮游动物和底栖动物种类数的影响情况如表所示。下列叙述错误的是 (　　)
项目 低密度养蟹田 高密度养蟹田 不养蟹常规稻田
浮游动物种类数 33 29 30
底栖动物种类数 6 2 7
A.稻—蟹农田生态系统中,蟹与底栖动物的种间关系是捕食和竞争
B.底栖动物减少、浮游植物与杂草数量增多,蟹的数量可能增加
C.采用低密度养蟹模式,其生态系统的抵抗力稳定性更高
D.与不养蟹常规稻田相比,稻—蟹农田更能提高能量传递效率
【解析】选D。识图分析可知,稻—蟹农田生态系统中,蟹与底栖动物都以杂草和浮游植物为食,体现了竞争关系,同时蟹也可以以底栖动物为食,体现的是捕食关系,A正确;识图分析可知,图中食物链有浮游植物→底栖动物→蟹,杂草→底栖动物→蟹等,因此底栖动物减少,浮游植物与杂草会因捕食者减少而数量增多,而浮游植物与杂草传递到蟹的能量增加,故蟹的数量可能增加,B正确;分析表可知,低密度养蟹的模式中浮游动物种类总数33种,底栖动物种类总数6种,高密度养蟹的模式中浮游动物种类总数29种,底栖动物种类总数2种,低密度养蟹的模式相比高密度养蟹的模式,低密度养蟹田中的物种数更多,营养结构更复杂,其自我调
节能力更强,抵抗力稳定性更高,C正确;稻—蟹农田中蟹能以稻田中的杂草、浮游植物为食,有利于水稻的生长,同时蟹又能够成为人类的食物来源,稻田养蟹调整了能量流动的关系,实现了对生态系统中浮游动物、底栖动物等生物的物质和能量的利用,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,提高了能量的利用率,但是不改变能量的传递效率,D错误。
7.“既要金山银山,又要绿水青山。”社会经济发展的同时,还得注重环境的保护。以下叙述中正确的是 (　　)
A.可以通过建立精子库、种子库等措施对濒危物种进行保护
B.应当立法禁止人们开发和利用野生动植物资源
C.植树造林能降低大气的CO2浓度,也是降低温室效应最有效的方法
D.森林生态系统无须得到来自系统外的能量补充,也能维持其正常功能
【解析】选A。可以通过就地保护、易地保护、建立精子库、种子库等措施对濒危物种进行保护,A正确;人们要合理开发和利用野生动植物资源,而不是立法禁止,B错误;减少二氧化碳的排放,是减缓温室效应的有力措施,C错误;森林生态系统也要源源不断获得太阳光,固定太阳能,才能维持其正常功能,D错误。
　　　　　　【易错警示】关于生态系统碳元素循环的三个误区
(1)误以为碳循环指的都是碳元素在生物群落和无机环境之间的循环。
(2)误以为碳进入生物群落的途径只有光合作用。化能合成作用也是碳进入生物群落的途径。
(3)误以为分解者的分解作用和呼吸作用不同。分解作用实质也是呼吸作用,分解者通过呼吸作用将粪便、遗体或败叶中的有机物分解成无机物。
8.由于海洋的“公有性”,许多国家每年都向海洋中倾倒大量废物,其中多数为有机营养盐。下列说法正确的是 (　　)
A.有机废物的倾倒,导致浮游藻类的大量繁殖,有助于缓解温室效应
B.海洋污染导致水产品体内残留毒素增加,鱼类受这一影响比藻类更加严重
C.海洋水体有净化功能,只要向海洋中倾倒的废物适量就不会对环境造成污染
D.污染物排放导致赤潮的爆发,说明海洋生态系统的恢复力稳定性较低
【解析】选B。有机废物的倾倒,导致浮游藻类的大量繁殖,会导致其他水生植物死亡,不能缓解温室效应,A错误;海洋污染导致水产品体内残留毒素增加,由于食物链的富集作用,处于较高营养级的鱼类受这一影响比藻类更加严重,B正确;海洋水体有自我净化的能力,但能力有限,且为了保护生态环境,不能因为“适量”就向海洋中倾倒废物,C错误;恢复力稳定性是指生态系统遭到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力,污染物排放导致赤潮的爆发,海洋生态系统被破坏,未说明“恢复”情况,故不能得知海洋生态系统恢复力稳定性的高低,D错误。
二、非选择题:本题共2小题,共44分。
9.(24分)(2021·连云港模拟)生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。如图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态,其中P、A、B、C、D、E表示其生物成分,箭头表示物质的传递方向。回答下列问题:
(1)图中有　　　条食物链,A代表的生物是　　　　　　　。
(2)若B中的能量不变,将D的食物比例由B∶C=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统传递给D的能量是原来的　　　　倍。
(3)图中碳元素在B、E间以　　　　形式传递。虽然氮元素也是不断循环的,但农田生态系统中仍需不断施加氮肥,主要原因是　 　 　 　。
(4)某研究小组考察了一个位于置位点的湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成,结果如表所示:
年龄 0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+
个体数 92 187 121 70 69 62 63
年龄 7+ 8+ 9+ 10+ 11+ ≥12
个体数 72 64 55 42 39 264
注:表中“1+”表示鱼的年龄大于等于1,小于2,其他以此类推。
①研究表明:该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年),根据表中数据推测该鱼种群数量变化趋势是　　　　。
②如果引入该湖泊本没有的鲶鱼并大量繁殖后,导致原鱼种减少,从而改变了此湖泊群落演替的方向和速度,此演替类型属于　　　　。
③菖蒲在水陆交界处生长,调查某湖泊菖蒲种群密度的方法是 　 　 　 　 　
(填“五点取样法”或“等距取样法”)。
④沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面,从而抚育出高密度的浮游动物。浮游动物能够大量捕食浮游藻类,也间接地控制了浮游藻类的数量。这体现出信息传递的作用是 　 　 　 　 　 　 　。
【解析】(1)生产者能固定太阳能,是生态系统中的能量起点,图中P是生产者,A、B、C、D是消费者,共组成2条食物链,A处于第二营养级,以生产者为食,代表的生物是植食性动物。
(2)当D的食物比例为B∶C=1∶1时,设传递给D的能量为x,则1/2x来自B,1/2x来自C,能量传递效率按10%计算,需要B的能量为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x;当D的食物比例为B∶C=2∶1时,设传递给D的能量为y,则2/3y来自B,1/3y来自C,能量传递效率按10%计算,需要B的能量为2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y,B中的能量不变,则55x=40y,该生态系统传递给D的能量是原来的y÷x=55÷40=1.375倍。
(3)题图中碳元素在生物群落消费者B、分解者E间以含碳有机物形式传递。虽然氮元素是不断循环的,但农田生态系统中仍需不断施加氮肥,主要原因是氮元素不断通过农产品输出生态系统,所以还要往农田中不断施加氮肥。
(4)①该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),处于幼年时期的个体数为92+187+121=400,处于成年期的个体数为70+69+62+63+72+64=400,9+时丧失繁殖能力(进入老年),处于老年期的个体数为55+42+39+264=400,各年龄期个体数相等,表明该种群的年龄组成为稳定型,推测该鱼种群数量在一定时期内将保持稳定。②引入该湖泊本没有的鲶鱼并大量繁殖后,导致原鱼种减少,从而改变了此湖泊群落演替的方向和速度,此演替在具有一定生存条件的前提下发生,属于次生演替。③菖蒲在水陆交界处生长,调查某湖泊菖蒲种群密度的方法是等距取样法。为尽量减少实验误差,保证数据的科学性,应注意做到随机取样,计算平均值。④沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面,从而抚育出高密度的浮游动物。浮游动物能够大量捕食浮游藻类,也间接地控制了浮游藻类的数量。这体现出信息传递的作用是调节生物的种间关系(浮游动物捕食浮游藻类),以维持生态系统的稳定。
答案:(1)2　植食性动物　(2)1.375
(3)有机物　氮元素不断通过农产品输出生态系统,因此还要往农田中不断施加氮肥
(4)①保持稳定　②次生演替　③等距取样法　④调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
10.(20分)为了治理生活污水排放造成的环境污染,某地用芦苇、凤眼莲、藻类植物(轮叶黑藻)、鱼、浮游动物、细菌、真菌等构建的人工湿地处理污水(如图1所示),取得了良好的效益。请回答下列问题:
(1)凤眼莲能分泌对藻类繁殖具有抑制作用的物质,凤眼莲通过传递　　　　　　信息与藻类形成　　　　　　　的种间关系。通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,可增加湿地生态系统的　　　　　　　稳定性。
(2)该湿地的植物有挺水植物、浮游植物、沉水植物等,湿地植物的这种分布体现了群落的　　　　　　　结构。湿地中能分解污水中有机物的细菌、真菌属于生态系统成分中的　　　　　,向水体中通入空气能提高污水处理效果,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)图2是该湿地生态系统食物网,食肉动物粪便中的能量属于　　　　　　同化的能量。若蝌蚪从水蚤和植物中同化的能量比例相同,则流入蝌蚪的能量每增加10 kJ,至少需要消耗植物同化的能量为　　　　　　kJ。
【解析】(1)凤眼莲能分泌对藻类繁殖具有抑制作用的化学物质,因此凤眼莲通过传递化学信息与藻类形成竞争的种间关系。通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,增加了生态系统生物的种类,因此提高了该湿地生态系统的抵抗力稳定性。
(2)该湿地的植物有挺水植物、浮游植物、沉水植物等,湿地植物的这种分布体现了群落的垂直结构;其中能分解污水中有机物的细菌、真菌属于生态系统成分中的分解者。向水体中通入空气能提高污水处理效果,原因是促进细菌、真菌的有氧呼吸,加快有机物的氧化分解。
(3)据图2信息可知,食肉动物粪便中的能量属于它的上一营养级即鱼和甲虫同化的能量。若蝌蚪从水蚤和植物中同化的能量比例相同,则流入蝌蚪的能量每增加10 kJ,按能量传递效率为20%计算,至少需要消耗植物同化的能量为10÷2÷20%+10÷2÷20%÷20%=150 kJ。
答案:(1)化学　竞争　抵抗力
(2)垂直　分解者　促进细菌、真菌的有氧呼吸,加快有机物的分解
(3)鱼、甲虫　150
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