2014年高考生物大一轮复习第九单元 第31讲 种群的特征和数量的变化教案
1． 涵盖范围
本单元包括必修3的第四、五、六章内容。从宏观方面研究生物与环境的关系，主要包括种群的特征和数量变化；群落的结构和演替；生态系统的结构、功能、稳定性及生态环境的保护。
2． 考情分析
(1)考查力度：此单元在高考中是高考三大考点遗传、代谢和调节之后最重要的考查内容。
(2)考查内容
①“J”型和“S”型种群增长曲线的理解与应用。
②生态系统的结构中组成成分及营养结构。
③物质循环的实例——碳循环图解与能量流动的过程图解。
④生态缸的制作及生态环境方面的热点问题。
(3)考查形式
选择题：②③中的特定知识点加上种群的特征、种间关系和群落演替。
非选择题
3． 复习指导
(1)复习线索
①以种群的特征为主线，理解种群的概念、数量变化、种间及种内关系。
②以生态系统的概念为核心，综合复习生态系统的结构和功能，从而理解生态系统的稳定性。
(2)复习方法
①比较法并结合曲线复习“J”型和“S”型种群数量变化。
②图解法复习生态系统的四种成分、食物链(网)、物质循环和能量流动。
③关注生态环境方面的热点问题，并学会运用本单元的知识进行分析。
第31讲 种群的特征和数量的变化
[考纲要求] 1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的数量变化(Ⅱ)。3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
一、种群的特征
种群各数量特征及其之间的关系
[判一判]
1． 种群密度越大，种群数量就越多 ( × )
2． 调查动物种群密度只能用标志重捕法 ( × )
3． 出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群数量的变化 ( √ )
4． 年龄组成有增长型、稳定型和衰退型三种类型 ( √ )
5． 样方法只适用于调查双子叶植物的种群密度 ( × )
6． 1 000个人的村庄一年出生10个小孩，则出生率为10/(1 000＋10)×100%＝0.9%
( × )
提示 10/1 000×100%＝1%。
[解惑] (1)一个种群不是个体简单的累加，而是具有发展、自我调节、动态稳定以及种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等一系列特征的有机整体。是生物繁殖和进化的基本单位。(2)种群密度是种群最基本的数量特征。(3)年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量。(4)性别比例只影响出生率。
二、种群数量的变化
1． 种群数量增长曲线
(1)“J”型曲线
(2)“S”型曲线
思考 当一个种群迁入一个新的环境时，种群数量如何变化？
提示 若不适应环境，则可能会灭亡；若适应新环境，在开始一段时间类似于“J”型增长，但最终呈“S”型增长。
2． 种群数量的波动和下降(判一判)
(1)气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素 ( √ )
(2)种群数量的变化包括种群数量的增长、波动和下降等 ( √ )
(3)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用
( √ )
考点一 种群的特征分析及种群密度的调查方法
1． 分析种群的数量特征
观察下图中种群各特征的关系，回答相关问题。
(1)种群密度是种群最基本的数量特征。
(2)出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但能够预测和影响种群密度的变化趋势。
(4)除以上条件外，气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。
2． 比较两种种群密度的调查方法
比较项目 样方法 标志重捕法
调查对象 植物或活动范围小的动物 活动范围大的动物
调查程序
注意事项 ①随机取样②样方大小适中③样方数量不宜太少④宜选用双子叶植物 ①标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰
易错警示 样方法的适用范围及计数时应注意的问题
(1)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。
(2)样方法计数时应遵循的原则。同种植物无论大小都应计数，若有正好在边界线上的个体，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。
1． 如图甲表示某一经济鱼类的种群特征，图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。下列分析正确的是 ( )
A．图乙为C点后该经济鱼类年龄组成曲线
B．在B点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
C．估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小
D．D点时种群数量达到最大值
答案 D
解析 由图甲可以看出：B点时，出生率大于死亡率，且出生率与死亡率的差值最大，此时种群的增加量最大；D点时，出生率与死亡率相等，种群数量达到最大。图乙代表衰退型年龄组成，而C点时，出生率大于死亡率，此时种群仍表现为数量增加。在B点有利于该种群的持续增长，在D点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大。出生率和死亡率是决定种群密度和种群数量的直接因素，此外性别比例、迁入率和迁出率等也影响着种群密度和种群数量，因此，仅估算一个种群的出生率和死亡率，并不能确定种群密度的大小。
2． 下列有关调查种群密度的说法，错误的是 ( )
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方法，遵循了随机取样的原则
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法
C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的实际值
D．将M只鹿标记后，在重新捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有(M×n÷m)只
答案 B
解析 采用样方法调查种群密度，在选取样方时要随机取样。样方法除适应于植物的种群密度调查外，一些运动能力弱、活动范围小的生物，如昆虫卵、蚜虫和跳蝻等也可用此法进行密度调查；由于蛇的活动范围较广，故调查其种群密度不宜采用样方法，而用标志重捕法。利用标志重捕法调查得到种群密度时，由于受各种因素的影响，得到的密度只是估计值，一般不是最精确的实际值。将M只鹿标记后，在重新捕获的n只鹿中有m只被标记，根据种群密度计算公式可知，该鹿群约有(M×n÷m)只。
种群年龄组成的类型及判断技巧
1． 明确图示类型
(1)模式图
(2)统计图
(3)曲线图
(4)柱形图
2． 关注组成特点，准确判断类型：无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例。增长型中的幼年个体多、老年个体少，稳定型中的各年龄段个体比例适中，衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
考点二 分析“J”型曲线和“S”型曲线
1． 在下表中比较“J”型和“S”型曲线
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
曲线模型
形成条件 资源无限的理想条件 资源有限的自然条件
增长率 不变 越来越小
有无K值 无K值，持续增加 有K值，可在K值附近上下波动
种群增长速率曲线
2． 讨论模型构建的应用
(1)K值的应用
①对野生生物资源的保护措施：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。
②对有害生物的防治措施：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。
(2)K/2值的应用
①对资源开发与利用的措施：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
②对有害生物防治的措施：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，会导致该有害生物成灾)。
易错警示 种群数量增长中的2个关注
(1)种群增长率和增长速率的区别
①种群增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例，通常以百分比表示。
②增长速率是指某一段时间内增加的个体数与时间的比值。在坐标图上可用某时间内对应曲线的斜率表示，斜率大则增长速率快。
③在“J”型曲线中，种群增长率基本不变，增长速率逐渐增大；在“S”型曲线中，种群增长率逐渐减小，增长速率先增大后减小。
(2)对“λ”的理解
Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。λ>1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ<1时，种群密度减小。
3． 如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是 ( )
A．当种群数量达到e点后，种群数量增长速率为0
B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后
C．图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量
D．若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值为400
答案 A
解析 当种群数量到达e点后，种群数量不再增加，因此增长速率为0；环境阻力在d点之前就已出现；阴影部分表示被淘汰的个体数量。
4． 下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果。以下分析错误的是 ( )
A．图1、2、3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律
B．图1中a点和图3中e点的增长速率与图2中的c点对应
C．图1中b点和图3中f点的增长速率与图2中的d点对应
D．图1、2、3中的b、c、f点都可以表示种群达到了环境容纳量
答案 D
解析 本题涉及种群数量增长的三条曲线，首先要对三个曲线图中纵横坐标的含义进行对比：图1和图2的横坐标都表示时间，但图1的纵坐标表示种群个体数，图2的纵坐标表示种群增长速率；图3的横坐标表示种群密度，纵坐标表示出生率或死亡率。通过分析曲线可知，三个曲线图中的种群个体数量最终都达到一个最大值，所以它们都属于“S”型增长，环境条件是有限的，A正确。图1中，曲线斜率最大的点(a点)增长速率最大，图3中出生率和死亡率差值最大的点(e点)增长速率最大，这两个点对应图2中的c点，B正确。图1中的b点增长速率为0，图3中的f点出生率＝死亡率，增长速率也为0，这两个点均对应图2中的d点，C正确。图1、2、3中表示种群达到了环境容纳量的点分别是b、d、f点，D错误。
1． 种群增长的两种曲线比较
阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。
2． K值变动的示意图
(1)同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。
(2)环境遭受破坏后K值会下降；环境得到改善后K值会上升。
3． K值的不同表示方法
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
实验十七 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1． 实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
2． 实验流程
(1)类型、条件,
(2)目的,
(3)―→ 每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数
(4)―→
(5)―→
易错警示 该探究实验应注意的问题
(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(4)溶液要进行定量稀释。
(5)计算1 mL菌液的数量。
5． 酵母菌生长的适宜温度在20～30 ℃，能在pH值为3～7.5的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大约每1.5～2 h增殖一代。某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了如下实验，实验操作步骤如下：
第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。
第二步：利用相同多套装置，按下表步骤操作。
装置编号 A B C D
装置容器内的溶液 无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL 10 10 5 5
无菌水/mL － － 5 5
活化酵母菌液/mL 0.1 0.1 0.1 0.1
温度(℃) 5 25 5 25
第三步：用血细胞计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。
第四步：将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。
第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。
回答下列问题：
(1)改正实验操作步骤中的一处错误__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学第5天在使用血细胞计数板计数时做法如下：
①振荡摇匀试管，取1 mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。
②先将______________________放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液________________，制作好临时装片。
③显微镜下观察计数：在观察计数时只记________________(被、不被)染成蓝色的酵母菌。
(3)如所使用的血细胞计数板有16个中方格，每1个中方格中有25个小方格，每1个小方格容积为0.1 mm3(1 mL＝1 000 mm3)。请推导出1毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式：酵母细胞个数/mL＝_________________________________________________。
答案 (1)第五步中应每天同一时间(定时)取样
(2)②盖玻片 用滤纸(吸水纸)吸去 ③不被
(3)平均每个小方格的酵母菌数×400×104×稀释倍数
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 审题不准，把场所误认为主要场所 细胞质基质和线粒体 ② 忽视了无氧呼吸的产生条件是氧气减少时产生，而不是无氧条件下产生 有氧呼吸和无氧呼吸
③ 忽视了酒精产物对酵母菌的影响 乙醇含量过高 ④ 表达不完整，不到位 酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少
⑤ 没答到问题的实质 酵母菌种群数量增多 ⑥ 所答的问题已在后面的答案信息中给出 未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体
题组一 种群的特征
1． (2012·新课标全国卷，6)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是 ( )
A．该种群10月份的出生率可能为零
B．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C．该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
答案 D
解析 据图可知，不同月份种群的年龄结构不同，其中4至10月份，个体逐渐发育到性成熟，12月份没有未成熟个体，表明在10月份种群的出生率可能为零，A、C两项正确；天敌迁入后，会捕食该种群中年幼或弱小的个体，影响种群的年龄结构，B项正确；大量诱杀雄性个体会降低种群的出生率，从而对种群的密度产生影响。D项错误。
2． (2012·海南卷，21)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。下列做法错误的是 ( )
A．随机取样
B．选择植物生长茂盛处取样
C．根据调查数据估算该种群密度
D．根据地段的形状确定取样方法
答案 B
解析 用样方法最主要的是进行随机取样，A正确，B错误；根据调查数据取平均数可估算该种群的种群密度，C正确；根据地段的不同可因地制宜采用不同的样方法，如五点取样法和等距取样法等，D正确。
3． (2011·北京卷，2)在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是 ( )
A．给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B．给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C．用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系
D．用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰(富)度
答案 D
解析 给海龟安装示踪器可调查其洄游的路线，故A项符合；给大雁佩戴标志环可调查其迁徙的路线，故B项符合；岩礁上的贝类活动能力比较弱，可用样方法调查其种群关系，故C项符合；丰(富)度是指群落中物种数目的多少，即有多少种生物。物种越多，丰(富)度越大。标志重捕法只能调查达乌尔黄鼠一种生物的种群密度，不能调查丰(富)度，故D项不相符。
题组二 种群的数量变化及其规律
4． (2011·江苏卷，25)在野外试验站，研究棉蚜发生期开放和封闭条件下、不同初始密度(1和20头/叶)的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如下图。有关叙述正确的是(多选) ( )
A．初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，可能与迁出有关
B．初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关
C．开放和封闭条件下种群数量均在达到K值时开始衰退
D．开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱
答案 AB
解析 封闭条件与开放条件相比最大的不同在于能否阻断种群的迁入和迁出，在初始密度相同的条件下，随着种群密度的增大，种内斗争逐渐加强，开放条件下容易在种群密度比较大时出现迁出现象从而导致种群数量减少，故A项正确；在初始密度相同的情况下，开始种内斗争较弱时，开放条件下容易出现外来种群迁入现象，从而使种群增长速度过快而率先达到密度峰值，故B项正确；分析图中的四条曲线可知，种群的密度在达到最高点时，都没有出现一段时间内种群数量保持稳定的现象，即达到K值的现象，所以四条曲线最高点所对应的种群数值并不一定是种群的K值，因此，无论是开放条件还是封闭条件，种群数量并不一定在达到K值时开始下降，故C项错误；因实验中放置规格、数量相同的棉叶，随种群数量的增加，棉叶减少，导致棉蚜因缺少食物而使种内斗争加剧，但种群数量减少后棉叶数量更少，种内斗争不会减弱，故D项错误。
5． (2010·山东卷，8)如图表示出生率、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 A项中，K/2时种群增长速率最大，控制有害动物应在K/2之前最有效；B项中，我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育，即降低人口出生率减少净补充量，不能靠增加死亡率来减少净补充量；C项中，可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量；D项中，在捕捞鱼类后使种群数量降低至K/2能获得最大的种群增长速率，但不能获得最大日捕获量。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
种群的特征及种群密度的调查 1、7、8、13
种群数量的变化及应用 2、3、4、5、6、9、10、14、15
探究培养液中酵母菌种群数量的变化 11、12
1． 下图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述正确的是 ( )
A．甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率
B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
C．丁为年龄组成，每种类型中包括幼年、青年和老年三个年龄期
D．种群密度是种群最基本的数量特征，调查方法有标志重捕法和取样器取样法
答案 B
解析 甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率，故A错误；年龄组成的每种类型中包括幼年、青年和老年三个年龄期，故C错误；取样器取样法是调查群落中物种丰富度的一种方法，故D错误。
2． 下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是 ( )
A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”型
B．达到K值后种群的增长速率也可能为负值
C．种群增长的开始阶段不受自身密度的影响
D．相同的种群，K值也可能不同
答案 C
解析 在自然情况下，种群一般是按“S”型曲线增长的。达到K值时出生率等于死亡率，种群增长速率为零，但也有可能在某个时刻出生率小于死亡率，种群增长速率为负值。种群增长受自身密度的影响，刚开始时种群密度较小，种群密度对种群增长的影响也较小。K值会随着环境的变化而变化。
3． 如图所示为一个鼠群迁入一个新环境后的种群增长曲线，其中最可能表示因种内斗争加剧而限制鼠群数量增长的曲线段是
( )
A．AB B．BC
C．CD D．AC
答案 C
解析 分析曲线图可知，CD段种群数量接近环境容纳量，种内斗争比较剧烈，故最可能表示因种内斗争加剧而限制鼠群数量增长的曲线段。
4． 如图中曲线Ⅰ表示某种群的出生率，曲线Ⅱ表示其死亡率。则 ( )
A．种群在c点之前呈“J”型曲线增长，c点之后呈“S”型曲线增长
B．种群数量增长最快的时期是a点对应的时期
C．c点时此种群的个体总数达到环境容纳量
D．曲线表明种群数量变化受食物的影响
答案 C
解析 由图可知，随着时间的变化，种群死亡率逐渐升高，出生率逐渐下降；c点时出生率等于死亡率，说明此种群的个体总数达到环境容纳量；种群数量在c点之前呈现增长趋势，c点之后呈现下降趋势，种群数量增长最快的时期位于a点之前；从曲线中不能得出种群数量变化受食物影响的结论。
5． 经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率α＝1.3且保持不变，则第三年该种群数量为 ( )
A．1.3N0 B．1.69N0 C．2.3N0 D．5.29N0
答案 D
解析 要注意在Nt＝N0λt中，λ代表的是该种群数量是一年前种群数量的倍数，不代表增长率；增长率＝增加的个体数/原来的个体数，设第一年个体数为X1，第二年个体数为X2，则α＝(X2－X1)/X1＝1.3，求得X2/X1＝2.3，即λ＝2.3。第一年种群数量用N0表示，则第三年种群数量就是(2.3)2×N0＝5.29N0。
6． 在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ)，并得到如图所示的曲线。据此图分析得到的下列结论，错误的是 ( )
A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B．第4到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多
C．第8年时种群数量最少，第8到第16年间种群数量增加，且呈“S”型曲线增长
D．如果持续第16到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长
答案 C
解析 根据题意，λ表示当年种群数量与一年前种群数量的比值，可推知第10年种群数量最少。
7． 下列结合种群特征的概念图所做的分析，错误的是 ( )
A．利用性引诱剂诱杀害虫会影响③
B．种群密度是种群最基本的数量特征
C．预测种群数量变化的主要依据是④
D．春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的①②
答案 D
解析 解题时，要抓住图示中①②决定种群密度这一信息。由于利用性引诱剂诱杀害虫会影响性别比例，可以推知种群特征的概念图中的①②③④分别是指死亡率(或出生率)、出生率(或死亡率)、性别比例和年龄组成。春运期间，广州人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率。
8． 如图为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。该人群的年龄组成 ( )
A．由稳定型变为增长型 B．由衰退型变为稳定型
C．由增长型变为稳定型 D．由稳定型变为衰退型
答案 A
解析 开始时，出生率和死亡率相等，年龄组成为稳定型；最后出生率远大于死亡率，故年龄组成变为增长型。
9． 如图所示为某种群数量增长曲线，下列关于各阶段种群数量变化的表述，错误的是 ( )
A．第1阶段种群数量缓慢增长
B．第2阶段种群增长速率先快后慢
C．第3阶段种群数量缓慢增长接近K值
D．第4阶段种群数量在K值上下波动
答案 C
解析 种群数量在呈“S”型曲线增长的过程中，第1阶段种群增长速率较低，种群数量增长缓慢，故A正确；在第2阶段种群增长速率先快后慢，在K/2时种群增长速率最大，故B正确；第3阶段种群数量超过了K值，种群数量先上升后下降，故C错误；第4阶段种群数量在K值上下波动，故D正确。
10．温州某地乌鸫连续10年的种群数量变化情况如图所示(λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)，下列分析正确的是 ( )
A．第6年以前乌鸫种群数量呈“S”型曲线增长
B．第5年和第7年的乌鸫种群数量相同
C．第3年的乌鸫种群增长速率最大
D．第3年的乌鸫种群数量最大
答案 D
解析 由曲线可知，前3年种群数量不断增加，但增加的速率不断下降，到第3年时种群数量达到最大，第3至第9年种群数量不断减少，第9至第10年种群数量保持稳定。
11．某同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验的结果绘制出了如图所示的酵母菌种群数量变化曲线图，下列有关实验分析错误的是 ( )
A．在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率
B．当种群数量达到K值时，其年龄组成为稳定型
C．de段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏
D．本实验中不存在对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得
答案 D
解析 增长速率是指单位时间内增加的个体数，在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率；在K值时，种群数量相对稳定，种群的年龄组成为稳定型；de段种群个体数量下降，其主要原因是营养物质被过度消耗，此时种群的增长速率为负值；本实验在前后之间形成自身对照。
12．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是 ( )
A．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌
B．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
C．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液
D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释再计数
答案 D
解析 在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，培养用具和培养液都必须经过严格的灭菌处理，否则会引起杂菌污染，影响酵母菌的生长；酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧气时，大量繁殖，所以培养酵母菌时，必须供应充足的氧气；从瓶中吸出培养液进行计数之前，必须摇匀培养瓶中的培养液，使酵母菌分布均匀，从而减小误差；为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释再计数。
13．如图是大兴安岭某一森林生态系统中红松的种群密度的变化。据图回答下列问题：
(1)图中A→B的种群密度变化速率约为________株/(100 m2·a)(以“＋”代表增加，以“－”代表减少)，以此变化速率估计到1995年，红松的种群密度将是________株/100 m2。
(2)图中哪一阶段所对应时间内种群的变化最明显________(填写字母序号)。
a．A→B b．A→C
c．B→C d．无明显差别
(3)图中红松种群密度的变化曲线通常是采取________(方法)调查获得的。
(4)影响种群密度的因素有________(填写字母序号)。
a．空间 b．营养 c．迁移 d．季节变化 e．人为改变环境
答案 (1)－1 0 (2)a (3)样方法 (4)abcde
解析 由图中的信息可知，A→B经过了5年，种群密度由10株/100 m2降到约5株/100 m2，因此计算可知，红松每年种群密度平均减少约1 株/100 m2，按此变化速率，再过5年，到1995年，红松的种群密度将是0 株/100 m2。由图中信息可知，A→B的种群密度变化速度大，种群变化最明显。植物种群密度的调查方法是样方法。影响种群密度的因素有环境条件的改变(包括营养)、迁入、迁出、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等。
14．如图表示三种可能的种群增长曲线，请回答：
(1)某食草动物侵入一个环境适宜的新地区后，种群数量增长表现为图中的a曲线，如果任其发展不做任何控制，终将表现为图中的________曲线。
(2)根据生态学原理，该种群的增长应该表现为图中的________曲线，该曲线与a曲线产生差别的原因是__________________________________________________________。
若该环境对其种群的容纳量(K)为20万，则此地该种群的最适数量为____________。
答案 (1)c (2)b 环境阻力(资源或空间有限) 10万
解析 (1)a曲线属于“J”型曲线，如果不进行控制，资源减少后，K值降低，种群数量会下降，最终将表现为如c曲线所示。(2)“J”型曲线和“S”型曲线的差别源于环境阻力；种群数量在K/2时，种群增长速率最快(没有其他因素影响的情况下，出生率与死亡率的差值最大)，此数量是种群存活的最适数量。
15．研究人员对某草原生态系统进行了相关的生态学调查。在无迁入、迁出的情况下，绘制出某昆虫种群数量的λ值随时间的变化曲线。请分析回答下列问题：
(1)该种群在前5年种群数量的变化类型是________曲线增长，5年后λ值开始变小的原因是_____________________________________________________________________。
(2)为提高牧草产量，计划在该草原上喷施某种化肥，若要探究这种化肥是否不利于上述昆虫的存活，请完善以下实验设计并预测结果。
实验步骤：
①将生理状况相似的该昆虫分成数量相等的两组。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④一段时间后，分别统计两组昆虫的生存率。
结果预测：_______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)“J”型 环境阻力增大(其他合理答案也可) (2)实验步骤：②实验组昆虫用喷施过化肥的牧草饲喂，对照组昆虫用喷施过等量清水的等量同种牧草饲喂 ③将两组昆虫置于相同的适宜环境中 结果预测：若实验组昆虫的生存率明显低于对照组，说明此种化肥不利于该昆虫的生存；若两组昆虫的生存率基本相同或实验组的生存率明显高于对照组(只答两组基本相同也可)，说明此种化肥对该昆虫没有不利影响
解析 (1)由图可知，在前5年，λ值不变且都大于1，说明种群数量的增长率不变，种群数量呈“J”型曲线增长，5年后λ值开始变小，但一段时间内该值还大于1，说明种群数量增长减缓，环境阻力加大。(2)是否喷施某种化肥是该实验的自变量，实验组的昆虫食用的牧草喷施了化肥，对照组的昆虫食用的牧草没有喷施；两组昆虫的生长状况、数量、昆虫的饲养环境都是无关变量，在实验组和对照组中应完全相同且适宜；因变量是昆虫的生存率。探究性实验的结果和结论不是唯一的，因此，在进行结果预测时，要注意全面分析。
教师备课资源
1． 种群存活曲线分析
存活曲线是反映种群个体在各年龄段的存活状况的曲线，存活曲线以相对年龄为横坐标，以个体存活数为纵坐标，分为三种类型，如图所示。
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，如小型哺乳动物等。
Ⅲ型曲线：幼年期死亡率较高，但一旦到达某一年龄，死亡率就较低且稳定，如鱼类等。
2． 种群数量变化曲线分析
(1)种群数量变化内涵：在自然界，种群数量总在气候、食物、天敌、传染病等多方面因素的影响下而处于动态变化中，这种动态变化包括种群数量的增长、波动与下降等。在某些极端因素干扰下，甚至还会出现物种(种群)的灭绝，从而导致物种丰富度(生物多样性)下降。
(2)种群的两种数量增长曲线及相关应用：种群增长主要有两种方式，可分别用“J”型曲线和“S”型曲线表示(如图)，二者的主要区别如下表：
曲线项目 “J”型曲线 “S”型曲线
曲线形状
种群增长(速)率
前提条件 环境资源无限(理想条件) 环境条件有限
特点 a.连续增长；b．增长率：种群数量连续增长，第二年是第一年的“λ”倍(注：Nt＝N0λt，λ代表增长倍数，不是增长率，λ>1时种群密度增大，λ＝1时种群密度保持稳定，λ<1时种群密度减小，“J”型增长时，λ>1) a.增长到一定数量保持相对稳定；b．增长速率先增大，后减小，数量达稳定状态时，增长速率为0，K/2值处增长速率最大
有无K值 无K值(持续增长) 有K值
曲线形成原因 无种内斗争，缺少天敌、空间条件充裕、气候适宜等 种内斗争加剧，捕食者数量增多等
(3)对曲线中K值的理解：①K值是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群数量的最大值。不同种群在同一环境条件下K值是不同的，同一种群在不同环境条件下K值也是不同的。这主要取决于食物、空间和其他生活条件的限制和由此引发的种内斗争以及捕食者的数量。②图中“J”型曲线无K值，且种群增长率始终不变；“S”型曲线有K值，种群增长率在各个阶段是不相同的。第32讲 群落的结构与演替
[考纲要求] 1.群落的结构特征(Ⅰ)。2.群落的演替(Ⅰ)。3.实验：土壤中动物类群丰富度的研究。
一、群落的概念与物种组成
1． 群落
(1)概念要点：①同一时间；②一定区域；③各种生物种群。
(2)特征：物种的丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替等。
2． 群落的物种组成
(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
(2)丰富度
①概念：群落中物种数目的多少。
②常用统计方法：记名计算法和目测估计法。
[判一判]
1． 池塘中的全部鱼、植物和微生物构成群落 ( × )
提示 群落包括该环境中的全部动物、植物和微生物，不只是全部鱼，还包括其他动物。
2． 物种丰富度从两极到赤道逐渐增大，而山上则随海拔高度的升高而降低 ( √ )
二、种间关系
[连一连]
[解惑] (1)大鱼吃小鱼均有利于种群的生存和繁衍。
(2)寄生和共生都是两种生物生活在一起，主要区别是看对一方有利对另一方有害(寄生)还是对双方都有利(共生)。
三、群落的空间结构
垂直结构 水平结构
现象 分层现象 镶嵌分布
决定因素 植物分层：光照动物分层：栖息空间和食物 地形变化、光照强度、土壤湿度、盐碱度的差异、生物自身生长特点不同以及人与动物的影响等
[辨析] 山上植被垂直分布的主要因素——温度；东西植被分布的主要因素——水分。
四、群落的演替
1． 演替的过程
(1)群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
(2)演替过程(以发生在裸岩上的演替为例)：
→→
←←
2． 演替的类型(连一连)
[判一判]
1． 如果时间允许，弃耕的农田总能形成森林 ( × )
提示 森林形成必须有适宜的气候条件。
2． 动物群落的演替与光照条件无关 ( × )
提示 光影响动物的形态结构和生活习性。
3． 西北干旱地区的典型草原最终能演替成森林 ( × )
4． 冰川泥上和弃耕农田的演替都是次生演替 ( × )
提示 冰川泥上的演替属于初生演替。
5． 人类活动使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 ( √ )
考点一 明析生物之间的关系
类型 数量坐标图 能量关系图 特点 举例
互利共生 相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化 地衣中的藻类和真菌；大豆与根瘤菌；人和大肠杆菌；白蚁与鞭毛虫等
寄生 略 对宿主有害，对寄生生物有利，如果分开，则寄生生物难以单独生存，而宿主会生活得更好 菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌
竞争 数量上呈现出“你死我活”的同步性变化 同一培养液中大小两种草履虫；牛与羊；水稻和稗草
捕食 一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化 羊和草；狼和羊
易错警示 几种难辨别的种间关系
(1)要正确区别竞争和捕食的关系：①竞争是两种或两种以上生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争，并不以直接获得食物为目的。②捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，用以维持自身的生存，以下情况不属于捕食：a.一种生物以非生物为食，如牛饮水；b.一种生物以同种的幼体为食，如鲈鱼以本种的幼鱼为食，这属于种内斗争。
(2)寄生与腐生的区别：寄生是从活的生物体内获得营养物质；腐生是从死的生物体内获得营养物质。
(3)种内斗争与竞争的区别：简记为：“同斗争”，“异竞争”。“同斗争”：同种生物争夺资源和空间是种内斗争，如公羚羊争夺配偶。“异竞争”：不同生物争夺资源和空间是竞争，如水稻和稗草争夺阳光。
1． 如图所示为甲、乙、丙三种生物的种群密度随时间的变化关系，已知甲和丙之间没有能量传递，则甲和乙、乙和丙的种间关系分别是 ( )
A．竞争、竞争 B．捕食、寄生
C．寄生、竞争 D．捕食、互利共生
答案 D
解析 由图可知，乙和丙表现为“同生共死”的同步性变化，则乙与丙之间为互利共生关系；乙的种群密度随甲的变化为非同步性变化，故甲和乙之间为捕食关系。
2． 某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如图所示。若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼(丙)，一段时间后，该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群间的关系及变化的叙述，正确的是
( )
A．甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
B．甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
C．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
D．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
答案 C
解析 从曲线上可以看出，甲、乙应该为捕食关系，甲为藻类，乙为浮游动物，而丙为后期向水池中投放的大量专食浮游动物的某种鱼。建立的食物链应该是：藻类→浮游动物→鱼。投放某种鱼的初期，乙和丙因争夺生存空间而存在竞争关系。由于鱼是大量的，短时间内它们的食物——浮游动物会急剧减少，而由于食物缺乏等生存斗争加剧，鱼类随之也会大量减少。所以甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群的话，该种群肯定是藻类，即甲种群。
技法提炼
巧辨几种种间关系曲线
1． 互利共生曲线——同步性变化(同生共死)；
2． 捕食曲线——不同步性变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝)，在捕食数量关系图中，捕食者与被捕食者的判断：其一，依两条曲线的关系，捕食者随着被捕食者的变化而变化，如图中A先达到最多，B随后才达到最多，即曲线B随着曲线A的变化而变化，故B捕食A；其二，依最多个体数，被捕食者的个体数通常多于捕食者，故由图中A的最大个体数多于B的，也可推出B捕食A。
3． 竞争曲线——看最终结果，一种数量增加，另一种下降甚至降为0，只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争，竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。
考点二 群落的结构与演替
1． 观察下列图示，完成群落的空间结构的相关问题
(1)写出图中群落空间结构的类型：
A图：垂直结构。B图：水平结构。
(2)根据上图分析决定群落空间结构的主要因素：
A图：①植物分层：光照；②动物分层：栖息空间和食物条件。
B图：地形变化、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。
2． 比较群落演替的两种类型
演替 类型项目 初生演替 次生演替
起点 在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方 在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
时间 经历时间漫长 经历时间较短
影响因素 自然因素 人类活动较为关键
实例 裸岩上的演替 森林砍伐地、弃耕农田上的演替
3． 概括群落演替的特征
(1)方向：一定的方向性。
(2)能量：群落有机物总量增加。
(3)结构：营养结构变得复杂，物种多样性增加。
易错警示 群落演替的几个易错点：(1)演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。(2)群落是一个动态系统，它是不断发展变化的。在群落演替的最终阶段，生态系统的抵抗力稳定性高。(3)决定群落演替的根本原因存在于群落内部。群落之外的环境条件，诸如气候、地貌、土壤和火等，常可成为引起演替的重要条件。
3． 如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述，正确的是 ( )
A．该群落的演替属于初生演替，群落结构越来越复杂
B．在人为干扰下，可能发生⑤→①的动态变化，但不属于群落演替
C．该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D．在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，没有水平结构
答案 C
解析 由图示可以看出，该演替的起点是采伐后的土地，原有土壤条件还保存，应是次生演替，A错误。⑤→①的动态变化也属于群落的演替，只是人为活动改变了演替的方向和速度，B错误。⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，同时也有水平结构，D错误。
4． 南方某农田弃耕后，很快就会长满一年生的杂草，后来又出现灌木。图中曲线b、c表示该群落中植物物种数或个体数的变化。下列说法正确的是 ( )
A．曲线a表示该群落所含能量的变化，曲线b表示植物物种
数
B．从草本阶段演替到灌木阶段，食物链基本不会发生变化
C．在人为干扰情况下，将来不可能演替至森林阶段
D．草本阶段最易遭受外来物种的入侵而使占优势的物种发生变化
答案 D
解析 从草本阶段演替到灌木阶段，植物物种数(曲线c)及群落所含能量增多(曲线a)，但个体数减少(曲线b)。演替过程中植物种类发生变化，会使相应的食物链发生改变。如果人为地植树造林，可能会加快群落的演替，更早地演替至森林阶段。草本阶段抵抗力较弱，容易受到外来物种的入侵。
技法提炼
1． 区分初生演替和次生演替的方法
(1)从起点上
①原先从没有过植被或原有植被被彻底消灭的环境是初生演替。
②原有群落环境只是失去了原有植被是次生演替。
(2)从时间速度上
①经历的时间长，速度缓慢是初生演替。
②经历的时间短，速度较快是次生演替。
2． 全面理解影响群落的主要因素
(1)群落内部因素，如群落中植物繁殖体的迁移。
(2)外界环境因素，如气候的变化和大规模的地壳运动。
(3)人类活动，人类活动通常是有意识、有目的地进行的，因此人类对群落演替的影响要远远超过其他所有的生态因子。
实验十八 土壤中小动物类群丰富度的研究
1． 实验原理
(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。
(2)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。
2． 实验流程
提出问题
↓
制订计划
实施计划
得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构也越复杂
易错警示 做好该实验的几个注意事项
(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从同样营养土壤中采集的样本，多组同学进行统计比较。
(4)识别命名要准确，并进行分类。
(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。
5． 跳虫、甲螨和线虫是土壤中的主要动物类群，对植物遗体的分解起重要作用。请回答：
(1)由于跳虫和甲螨活动能力____________________，身体________________，不适合用手直接捕捉，常采用吸虫器等进行采集。
(2)现要采集大量的跳虫用于实验室培养，最好选择下图中的吸虫器__________，理由是________________________________________________________________________。
若要采集大量的甲螨作为标本保存，最好选择吸虫器____________________，理由是________________________________________________________________________。
(3)现在一培养罐内同时培养跳虫、甲螨和线虫三个种群，若它们均仅以罐内已有的酵母菌为食，则跳虫与甲螨之间的关系是________，线虫与酵母菌之间的关系是____________。
(4)下图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置，下列有关叙述不正确的是 ( )
A．甲装置的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通
B．乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集
C．甲装置主要是利用土壤动物趋光、避高温、趋湿的习性采集
D．用乙装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中
答案 (1)较强 微小
(2)B 该吸虫器中的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活 D 该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂
(3)竞争 捕食
(4)C
解析 (1)跳虫和甲螨活动能力较强，身体微小，应用吸虫器等进行采集。(2)吸虫器中的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活。(3)跳虫与甲螨、线虫都以酵母菌为食，所以跳虫与甲螨属于竞争关系。线虫与酵母菌之间是捕食关系。(4)由图可知，甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集，其中的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通；乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集，用乙装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放到试管中。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不理解演替的类型 次生演替 ② 对样方法、标志重捕法、取样器取样法的适用范围区分不清 样方
③ 对竞争和种内斗争区分不清 油松和刺槐 ④ 太粗心，由于漏字丢失不该丢的分数 阳光
题组一 群落的结构特征
1． 判断正误
(1)环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一(2010·大纲全国Ⅱ，3B)
( )
(2)草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象
(2011·大纲全国，4D)( )
(3)演替过程中群落的物种组成不断变化(2011·海南，24B) ( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
2． (2012·大纲全国卷，4)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 森林群落中的植物因受光照条件的影响，具有垂直分层现象，A项正确。森林群落中的动物因受食物等因素影响，也具有垂直分层现象，B项正确。动物在群落中的垂直分层与植物提供的栖息场所和食物有关，C项正确。乔木层的疏密程度会影响树下光照的强弱，肯定会影响草本层的水平结构，D项错误。
3． (2012·福建卷，3)科技人员选取某地同一自然条件下三处不同类型的茶园，进行物种丰富度的调查，结果如下图。据图判断正确的是 ( )
A．纯茶园物种数变化幅度最小，不易产生暴发性虫害
B．杉茶间作园各物种的种群密度在10月份时最大
C．梨茶间作园的营养结构在6月份时最为复杂
D．人类生产活动不会改变茶园的群落结构
答案 C
解析 纯茶园内的物种丰富度较小，该生态系统的抵抗力稳定性在三种茶园中最低，容易产生暴发性虫害，A项错误。据图可知，10月份的杉茶间作园的物种数量多，但并不能说明各物种在此时的种群密度最大，B项错误。据图可知，6月份时梨茶间作园的物种数最多，此生态系统中食物链和食物网较其他生态系统的复杂，其营养结构也最为复杂，C项正确。人类对茶园除草和喷施农药等活动能减少茶园中的物种数，所以人类的活动可以对茶园的群落结构造成影响。
题组二 种间关系
4． (2012·海南卷，18)疟原虫在人体内只能进行无性生殖，在按蚊体内才进行有性生殖。人被感染疟原虫的按蚊叮咬后可患疟疾。在水中，按蚊幼虫(孑孓)以藻类和细菌为食，同时又被鱼类捕食。下列叙述错误的是 ( )
A．疟原虫与人是寄生关系
B．疟原虫与按蚊是共生关系
C．藻类属于生产者，孑孓和鱼类属于消费者
D．鱼类与藻类既存在捕食关系，也存在竞争关系
答案 B
解析 疟原虫与人是寄生关系，与按蚊之间也是寄生关系。藻类能进行光合作用，在生态系统中属于生产者。孑孓和鱼类是以其他生物为食的异养生物，在生态系统中属于消费者。鱼类以藻类为食，二者之间存在捕食关系。鱼类与藻类生活在同一空间，会因争夺生存空间、氧气等有限的生存条件而产生竞争。
5． (2012·大纲全国卷，3)一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是 ( )
A．田鼠和杂草
B．豌豆和杂草
C．豌豆和其根中的根瘤菌
D．细菌和其细胞内的噬菌体
答案 B
解析 存在竞争关系的生物有共同的生活资源，如食物、空间等。A项中田鼠和杂草是捕食关系，错误。B项中豌豆和杂草对光、水、肥、空间等资源形成竞争，正确。C项中豌豆和其根中的根瘤菌是互利共生关系，错误。D项中细菌和其细胞内的噬菌体是寄生关系，错误。
题组三 群落演替及土壤动物的研究
6． (2012·海南卷，17)关于群落演替的叙述，错误的是 ( )
A．人类活动可以影响演替的方向和速度
B．森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单
C．初生演替可发生在从来没有植被分布的地带
D．森林阶段对太阳光的利用比灌木阶段更充分
答案 B
解析 人类的活动可影响群落演替的方向，并能影响演替的速度。森林群落垂直结构比灌木群落要复杂，生活在其中的动物分层也比灌木阶段复杂(多了栖居在乔木层的动物)。初生演替指的是在一个从来没有被植物覆盖的地方，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。森林阶段垂直结构层次明显，各种植物对太阳光的利用比灌木阶段要高。
7． (2012·广东卷，4)有关土壤动物研究的叙述，正确的是 ( )
A．土壤动物群落不存在分层现象
B．土壤动物种间关系主要是互利共生
C．土壤盐碱度不同，土壤动物群落结构有差异
D．随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度
答案 C
解析 任何植物或动物群落中都存在分层现象，A项错误；土壤动物种间关系主要为竞争关系，B项错误；土壤盐碱度不同，其中的生物种类也有差异，故土壤动物群落结构有差异，C项正确；调查土壤小动物类群丰富度时，应将表层土上的落叶轻轻拨开，将取样器来回旋转按入土中进行取样，D项错误。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
种间关系 2、3、5、13
群落的结构与演替 1、4、6、7、8、9、10、14
土壤中小动物类群丰富度的研究 11、12、15
1． 关于群落的描述，不准确的是 ( )
A．水平结构上种群分布与土壤的湿度、光照强度及生物自身的生长特点有关
B．同一时间栽培，长势相同的人工马尾松形成树林，该群落不存在垂直结构的分层现象
C．自然群落往往是向物种丰富度越来越高的方向演替，而且种间关系越来越复杂
D．沙丘上造林说明了人类活动可以改变群落演替的速度和方向
答案 B
解析 任何一个群落都存在垂直结构的分层现象。
2． 如图表示某地域中以湿度和温度为变量，描绘出的两个种群能存活和增殖的范围。下列有关叙述正确的是 ( )
A．甲种群与乙种群之间存在的只是竞争关系
B．甲种群在该地域的分布包括垂直结构和水平结构
C．湿度和温度相互作用是种群数量变化的决定因素
D．在高温、高湿的条件下，乙种群具有更大的生存优势
答案 D
解析 由坐标图可知，甲种群生活在相对低湿度、低温环境中，乙种群生活在相对高湿度、高温环境中，因此在高温、高湿的条件下，乙种群具有更大的生存优势。
3． 某山区实施退耕还林之后，群落经过数十年的演替发展为树林。下图中曲线甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中优势植物种群的数量变化情况。下列说法错误的是
( )
A．实施退耕还林等措施之后，可增大部分野生动植物种群的环境容纳量
B．曲线甲、乙、丙对应的物种之间为竞争关系，第3阶段群落具有明显的垂直分层现象
C．演替中后一阶段优势物种的兴起，一般会造成前一阶段优势物种的消亡
D．该过程中，群落的物种丰富度和生态系统的抵抗力稳定性会逐渐提高
答案 C
解析 群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，在此过程中群落的总生产量增加，有机物总量增加，生物种类越来越多，营养结构越来越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越来越高。在演替过程中，后一阶段优势物种的兴起，一般不会造成前一阶段优势物种的消亡，而是取代其优势地位。
4． 某地区将天然林全部砍伐后，大量单一种植沙拉杨。下列叙述正确的是 ( )
A．天然林替换成沙拉杨林的过程属于初生演替
B．天然林替换成沙拉杨林后物种丰富度增加
C．沙拉杨林比天然林的抵抗力稳定性要高
D．在沙拉杨林中混种其他林木可改善该地区环境
答案 D
解析 天然林替换成沙拉杨林的过程属于次生演替；替换后该地区的物种丰富度降低，抵抗力稳定性下降。
5． 在自然界中，每一种生物几乎都受到周围其他生物的影响。如图1
表示甲、乙两种生物之间的数量变化关系，在图2所示的四个营养关系图中，与其所表示的种间数量关系最相符合的是 ( )
答案 D
解析 题图1中，甲、乙之间为捕食关系(乙捕食甲)。图2所示各选项的箭头表示物质和能量流动的方向，A表示互利共生关系；B表示寄生关系；C中甲、乙之间为竞争关系，而丙可以是生物，也可以是非生物；D表示捕食关系。
6． 某弃耕农田中植物种类在40年间的变化情况见下表。下列有关该地群落变化的叙述，错误的是 ( )
年数物种数量植物类别 1 4 15 25 40
草本 28 27 26 30 34
灌木 0 3 4 12 19
乔木 0 0 0 14 23
总计 28 30 30 56 76
A.物种多样性趋于增加
B．该地群落发生了初生演替
C．群落对光能的利用能力提高
D．群落的垂直结构和水平结构发生了变化
答案 B
解析 由表中数据可以看出，随着年份的增加，植物的总数逐渐增加，物种多样性趋于增加；发生在弃耕农田上的演替属于次生演替；乔木的数量增加，说明群落对光能的利用能力提高了；该表反映出了该地群落的垂直结构和水平结构发生了变化。
7． 演替是一个漫长的过程，当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态时，演替就不再进行，并形成热带雨林、温带草原、苔原或沙漠等顶级群落。下列有关叙述不正确的是 ( )
A．与演替之初相比，顶级群落的结构更为复杂和稳定
B．形成哪种顶级群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关
C．顶级群落一旦形成，将永远保持原状
D．热带雨林较草原、沙漠等群落的自我调节能力高
答案 C
解析 顶级群落若受到强烈的干扰，其群落可能发生改变；由于热带雨林较草原、沙漠等群落的营养结构复杂，故其自我调节能力较高。
8． 森林被砍伐殆尽，一段时间后该处出现了新的生物群落。下列相关叙述正确的是
( )
A．该群落形成过程中先出现的生物最可能是地衣
B．各种昆虫进入不会影响群落对环境变化的抵抗力
C．演替过程中，灌木取代草本植物的主要原因是草本植物属于较低等的生物
D．若有人类活动，则该群落演替的速度和方向可能发生变化
答案 D
解析 森林被砍伐殆尽后发生的演替为次生演替，先出现的生物最可能是草本植物；群落中物种增多可使生态系统的抵抗力稳定性提高；演替过程中，灌木比草本植物高大，更容易接受到较多的光照，因而会取代草本植物；人类活动可使群落演替按照不同于自然的演替速度和方向进行。
9． 下列有关群落演替的说法，错误的是 ( )
A．群落中一个种群被另一个种群替代的过程叫做演替
B．在保留有植物繁殖体的地方发生的演替为次生演替
C．在干旱的荒漠地区，群落演替很难形成森林
D．人类活动可以影响演替的速度和方向
答案 A
解析 群落演替指的是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程；从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方所发生的演替为初生演替，其他均为次生演替；群落能否演替至森林阶段，主要取决于当地的气候等条件，在干旱的荒漠地区很难形成森林；人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
10．以下关于群落及其演替的说法，正确的是 ( )
A．群落演替的结果是一定能形成森林
B．群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化
C．大鱼吃同种小鱼是群落中的捕食关系
D．群落演替过程中其结构越来越复杂
答案 D
解析 群落演替的结果是由该群落所处的环境条件所决定的，故A错误。在群落的演替过程中，生物的种类和数量在不断变化，其结构越来越复杂，种群的基因频率也在变化，故B错误、D正确。捕食属于种间关系，大鱼吃小鱼为种内斗争，故C错误。
11．在探究土壤小动物类群丰富度的实验中，某小组设计的采集小
动物的装置如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．采集的原理是利用土壤动物的趋光性
B．灯罩的功能是防止昆虫逃跑
C．金属筛网阻止小动物向下移动
D．广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液
答案 D
解析 采集小动物的原理是利用土壤动物的避光性；灯罩的功能是聚光；金属筛网可阻止泥土滑落，但小动物可向下移动，便于收集；广口瓶中加入体积分数为70%的酒精溶液，便于保存小动物。
12．下列有关说法中，不正确的是 ( )
A．调查种群密度常用的方法有标志重捕法、样方法等
B．丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法
C．调查土壤中小动物的类群丰富度，可用取样器取样进行采集、调查的方法
D．在白化病家族中，调查白化病的发病率；在人群中随机抽样，调查白化病的遗传方式
答案 D
解析 调查白化病的发病率，应该在人群中随机抽样调查；调查白化病的遗传方式，可在白化病家族中根据遗传规律进行分析。
13．某校生物研究性学习小组在对某森林生态系统中的植物进行种群密度调查后，得到如下统计数据：
第一年 第二年 第五年 第八年
甲种群 4 490 4 120 67 10
乙种群 0 120 3 210 4 500
请根据以上调查结果回答下列问题：
(1)甲种群与乙种群之间存在着________关系，可能是导致甲种群密度变化的重要因素；而影响甲种群密度变化的其他生物因素可能还有________________(答出两项)。
(2)甲种群和乙种群作为生态系统的生产者，为其他生物的生存提供所需的________________________。
(3)甲种群生物逐渐减少，甚至可能灭绝，这对该生态系统可能造成的影响是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲种群生物可能灭绝的内在因素是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)竞争 寄生、捕食(答案合理即可) (2)能量和有机物 (3)只以甲种群生物为食的其他生物也随之减少，甚至可能灭绝 (4)缺乏有利的可遗传变异
解析 (1)分析表中的数据可知，甲种群与乙种群之间存在着竞争关系。因生态系统中，影响一个种群数量变化的生物因素是多方面的，除了竞争外，还有寄生、捕食等。(2)生产者是生态系统的基石，它能为其他生物直接或间接提供能量和有机物。(3)甲种群生物逐渐减少，甚至可能灭绝，则只以甲种群生物为食的其他生物也随之减少，甚至可能灭绝。(4)缺乏有利的可遗传变异，可能是导致甲种群生物灭绝的内在因素。
14．下表是某地区森林群落演替过程中部分相关量统计，试根据表中数据回答问题：
群落演替 灌草丛 针叶林 针阔叶混交林 季风常绿阔叶林
群落垂直结构层数 2 3 4 5
叶面积指数 2.48 6.61 11.28 17.76
光能漏射率(%) 62.2 44.7 3.3 1.1
生产者 总初级生产量(t·hm－2·a－1) 17.43 55.50 116.61 150.81
净初级生产量(t·hm－2·a－1) 1.50 14.52 23.88 26.00
总生产量/总呼吸量 1.09 1.35 1.26 1.21
注 叶面积指数指单位土地面积上的植物叶面积。
(1)该地区生物群落的演替类型属于__________________；从数据上分析，在演替过程中群落物种丰富度的变化趋势是____________________________________________。
(2)统计数据表明随着群落演替的进行，生态系统截获光能的百分率________，总初级生产量增多，这可能与植物群落的垂直结构________________增多有关。
(3)生态系统总初级生产量指全部生产者(绿色植物)固定的能量，而净初级生产量指全部生产者固定并贮存的能量，统计数据表明在由针叶林到季风常绿阔叶林演替的过程中，生态系统的总生产量/总呼吸量有下降趋势，试解释可能的原因：____________________
____________________________________________________。
答案 (1)次生演替 随着时间的推移，群落物种丰富度逐渐增加 (2)增大 分层 (3)随着生态系统中生物种类和数量的增多，全部生物的总呼吸量不断增加，而绿色植物可利用的光能有限，限制了光合作用总生产量的增加
解析 (1)表中数据表明该地区生物群落的演替是由灌草丛开始的，因此，这种演替属 于次生演替；在该群落演替过程中，群落垂直结构表现出层数增多，群落物种丰富度不断增加。(2)生态系统的截光率＝1－漏射率，因此，根据表中数据可以得出：随着群落演替的进行，生态系统截获光能的百分率增大，这可能与群落中植物种类增多、分层增多有关。(3)在群落演替过程中，一方面是因为植物可利用的光能有限，限制了光合作用总生产量的增加；另一方面，随着生物数量的增加，生态系统呼吸作用(特别是动物和分解者的呼吸作用)总量增加，最终导致生态系统的总生产量/总呼吸量下降。
15．根据教材中关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”，回答有关问题：
(1)调查土壤中小动物常用________________进行采集、调查，而不适宜用样方法或标志重捕法进行调查，原因是许多土壤小动物具有________________，而且______________。
(2)丰富度的统计方法通常有两种：一是______________；二是____________。前者是指在一定面积的样地中，直接________________，这一般用于________________的群落。
(3)采集的小动物可以放入_______中，也可放入_______中。
(4)观察时最好用________________。如用普通显微镜，可在________的物镜和________的目镜下进行观察。
答案 (1)取样器取样法 较强的活动能力 身体微小 (2)记名计算法 目测估计法 数出各种群的个体数目 个体较大，种群数量有限 (3)体积分数为70%的酒精溶液 试管 (4)实体镜 4倍 5倍
解析 (1)土壤动物往往身体微小，活动能力较强，一般不采用标志重捕法和样方法进行调查，而常采用取样器取样法。(2)记名计算法和目测估计法是统计丰富度的常用方法。其中记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。(3)采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管中。(4)观察时，常用实体镜，如用普通显微镜，可在4倍的物镜和5倍的目镜下进行观察。第33讲 生态系统的结构
[考纲要求] 生态系统的结构(Ⅰ)。
一、生态系统的范围
1． 概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
2． 范围：有大有小。
3． 结构：组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
[解惑] 生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是一个具有自我调节能力的统一整体。
二、生态系统的组成成分
1． 非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。
2． 生产者：自养生物。
3． 消费者：主要指动物。
4． 分解者：腐生生活的细菌、真菌等。
[判一判]
1． 生产者都是自养生物，但主要类群是绿色植物 ( √ )
2． 消费者都是动物，都营异养生活 ( × )
提示 消费者还可以是寄生或共生的微生物。
3． 细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌 ( × )
提示 细菌种类繁多，各种成分都可以做，如硝化细菌做生产者、寄生细菌做消费者、腐生细菌做分解者。
4． 生产者是生态系统的基石，消费者和分解者是生态系统的必备成分 ( × )
提示 消费者为非必备成分。
三、食物链和食物网
[连一连]
[技巧] (1)生产者永远是第一营养级，第一营养级必须为生产者。
(2)消费者级别＝营养级级别－1。
(3)分解者不占据营养级。
考点一 分析生态系统的组成成分
1． 在下表中比较生态系统的四种成分
比较项目 组成内容 作用 生物同化类型 地位
非生物的物质和能量 阳光、热能、空气、水、无机盐等 为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础 必备成分
生产者 主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物(如硝化细菌) 无机物→有机物；光能、无机化学能→有机化学能；为消费者提供食物和栖息场所 自养型 主要成分(基石)
消费者 包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子) 加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播 异养型 最活跃的成分
分解者 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物，供生产者重新利用 异养型 物质循环中的关键成分
2． 确定下面各成分间的相互关系
易错警示 生态系统成分的误区类型与特例
误区类型 特例
细菌都是分解者 硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者
动物都是消费者 蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者
生产者都是绿色植物 蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物
植物都是生产者 菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者
1． 如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系，下列相关叙述中，错误的是 ( )
A．甲是生产者，乙是消费者
B．丙属于次级消费者
C．丙可以为甲提供无机盐
D．丙不属于食物链
答案 B
解析 从图中三种成分的关系可以判断出甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者。分解者可以将有机物分解，产生的无机盐被生产者利用。食物链由生产者和消费者组成，分解者不参与食物链的构成。
2． 下列有关生态系统成分的叙述，正确的是 ( )
A．自养生物都属于生产者，都可以进行光合作用，把无机物转变成有机物
B．动物都是消费者，其中食草动物为初级消费者
C．分解者都是腐生生物，都是生态系统不可缺少的成分
D．非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、细菌等
答案 C
解析 自养生物都属于生产者，但不一定都可以进行光合作用，如硝化细菌不可以进行光合作用，其进行的是化能合成作用；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者；分解者都是腐生生物，都是生态系统不可缺少的成分，它们能将有机物分解成无机物，返回无机环境；非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量。
技法提炼
生态系统四种组成成分的判断技巧
1． 先据双向箭头“??”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
2． 若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A为动物，B为营腐生生活的细菌和真菌。
3． 图示中D、A、B共同构成生物群落，食物链(网)中只包括D和A。考点二 分析食物链和食物网
观察下面图示，回答相关问题。
1． 图示食物网中包含8条食物链。
2． 写出图中含营养级最多的食物链：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。
3． 图中猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级。
4． 图中哪些生物属于次级消费者？狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇。
5． 写出图示食物网中未包含的生态系统的成分：非生物的物质和能量、分解者。
易错警示 生态系统营养结构的易错分析
(1)模型图示(如右图)。(2)相关说明：①由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，第二营养级。②某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。③同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。
3． 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
答案 C
解析 此食物网共有9条食物链，A错误；硅藻是生产者，但不是分解者，B错误；磷虾在不同食物链上都处于第二营养级，C正确；严禁过度捕杀蓝鲸是因为其已经濒临灭绝，D错误。
4． 如图所示为草原生态系统中的一个食物网。下列叙述正确的是
( )
A．图中共含有3条食物链
B．在该食物网中，鹰处于4个不同的营养级
C．蛇和鹰既是捕食关系，又是竞争关系
D．若兔大量减少，鹰也会大量减少
答案 C
解析 图中共含有4条食物链。鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级，即鹰共处于3个不同的营养级。蛇和鹰因都捕食相思鸟而存在竞争关系，又因鹰捕食蛇而存在捕食关系。若兔大量减少，鹰可以更多地以相思鸟和蛇为食物，所以鹰不会大量减少。
食物链(网)中各营养级生物数量的变动分析
1． 处于食物链的第一营养级生物减少的情况：第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
2． “天敌”减少的情况：“天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。
3． “中间”营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。
4． 特殊情况：在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
特别提醒 生产者比消费者稳定得多，当某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 没有按规则数食物链条数，造成了漏数 7 ② 没有充分考虑猫头鹰的食物来源 三、四、五、六
③ 由于前一问题错，造成了该问错 次、三、四、五 ⑤ 没有按照分析数量变化的规则去做 下降
④ 答案不完整 捕食和竞争
题组一 生态系统的成分
1． (2012·海南卷，6)关于微生物的叙述，错误的是 ( )
A．硝化细菌虽然不能进行光合作用，但是自养生物
B．蓝藻虽然无叶绿体，但在生态系统中属于生产者
C．酵母菌呼吸作用的终产物可通过自由扩散运出细胞
D．大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译
答案 D
解析 硝化细菌不能进行光合作用，但可通过化能合成作用将氨等物质氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，利用该过程释放的能量合成自身的有机物，为自养生物，A正确；蓝藻是原核生物，没有叶绿体，但是细胞内含有藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用，在生态系统中属于生产者，B正确；酵母菌的代谢类型为兼性厌氧型，有氧呼吸产物为水和二氧化碳，无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳，都可以通过自由扩散运出细胞，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录和翻译同时在细胞质中进行，D不正确。
2． (2010·海南卷，20)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
答案 D
解析 生态系统的组成包括了生物部分的生产者、消费者和分解者，还包括非生物的物质和能量。水稻田中的全部生物组成了群落。
3． (2008·上海卷，18)下图中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是 ( )
答案 A
解析 蓝藻为原核生物，同时属于生产者；腐生细菌属于原核生物，同时也是分解者；生产者绝大多数是绿色植物，也有少部分是单细胞生物和原核生物，综上所述，可知A项正确。
题组二 生态系统的营养结构
4． (2012·海南卷，28)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。
答案 (1)4 五 (2)竞争和捕食 (3)1 000
解析 (1)该生态系统的食物网中，共有4条食物链，最高营养级为生物戊，该生物占有第三、四、五3个营养级，其中所处的最高营养级是第五营养级。(2)乙和丙具有捕食和竞争关系。(3)由标志重捕法计算公式＝可知，N＝＝1 000(只)。
5． (2011·课标全国卷，31)某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第5年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年，野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问题：
(1)人与狐的种间关系是______________，兔瘟热病毒与野兔的种间关系是________。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内竞争强度________(增加、减小、不变)。
(4)一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而________(增强、减弱、不变)。
答案 (1)竞争和捕食 寄生 (2) (3)增加 (4)减弱
解析 (1)因人捕食狐，故两者之间是捕食关系；又因人牧羊，从而获得羊肉或羊奶，狐捕食羊羔，故人和狐之间又存在着竞争关系。所有的病毒都是营寄生生活的。(2)绘制食物网时，注意只包含生产者和消费者，生产者为牧草，羊和野兔以牧草为食，狐捕食羊和野兔，而人可从羊、野兔和狐三者获得食物。(3)因第5年野兔数量大大增加，故在岛上资源有限的条件下，野兔种群内为争夺资源和空间而使种内竞争强度增加。(4)被捕食者数量很多时，种群内体质较弱的个体容易被病毒感染而患传染病，因而容易被捕食，但随着捕食者的种群密度增加，则被捕食者中体质较弱的个体容易被捕食而被淘汰，剩下的被捕食者大多为体质较强的个体，不容易被病毒感染，故被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而减弱。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
生态系统的组成成分 1、2、3、4
生态系统的营养结构 7、8、9、11、12、13、14、15
生态系统结构综合题 5、6、10
1． 为了保护环境，到南极考察的科学工作者，除了将塑料及金属类废弃物带离南极，还必须把人体尿液、粪便等废物带离，这是因为南极 ( )
A．缺少生产者 B．分解者很少
C．没有消费者 D．缺乏必要的生活设施
答案 B
解析 南极温度较低，分解者数量很少，有机物分解速率慢。
2． 下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是 ( )
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
答案 B
解析 营腐生生活的细菌属于分解者，营寄生生活的细菌属于消费者，自养型的细菌属于生产者，分解者能将动植物遗体中的有机物分解成无机物释放到无机环境中，无机环境中的无机物可被绿色植物吸收再利用；分解者分解动植物遗体释放出来的能量，只能供给分解者自身生命活动的需要；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的动物也属于分解者。
3． 下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是 ( )
A．太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分
B．硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者
C．病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者
D．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者
答案 B
解析 太阳光属于非生物的物质和能量，属于生态系统的成分；病毒营寄生生活，在生态系统中属于消费者；蚯蚓为分解者。
4． 某农户在其庭院中种植了谷类、蔬菜和牧草，栽培了蘑菇，养殖了家畜和家禽，还建有一沼气池，构成了一个人工生态系统。下列关于该庭院生态系统的叙述，正确的是
( )
A．分解者的代谢产物都可作为生产者的肥料
B．生产者的代谢产物都可作为人的食物
C．人的有机排出物可作为分解者的原料
D．分解者及其代谢产物不能作为消费者的饲料
答案 C
解析 分解者指营腐生生活的细菌、真菌等，其代谢产物并非都可作为生产者的肥料，故A错误；生产者的代谢产物并非都可作为人的食物，如人吃蔬菜、水果时并不是把所有的都吃了，故B错误；人的有机排出物可作为分解者的原料，分解者及其代谢产物有的可以作为消费者的饲料，故C正确、D错误。
5． 如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。下列有关分析错误的是 ( )
A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C．若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
答案 B
解析 营腐生生活的细菌属于分解者，被线虫捕食的细菌属于消费者的食物；食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级；大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，还会使细菌数量增多，细菌和藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多；杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。
6． 某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下关于此种甲虫的分析，正确的是 ( )
A．与落叶树的关系属于捕食关系
B．属于次级消费者
C．对落叶林的物质循环有促进作用
D．在能量金字塔中位于底部
答案 C
解析 该种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，属于分解者，对落叶林的物质循环有促进作用；生产者在能量金字塔中位于底部。
7． 如图是某农田生态系统的两条食物链，若大量捕杀青蛙，则短期内对其他种群总重量增长率变化的影响正确的是 ( )
A．水稻上升 B．田鼠下降
C．稻螟虫下降 D．蛇上升
答案 B
解析 青蛙数量减少，稻螟虫数量上升；稻螟虫捕食水稻，使其数量下降；田鼠缺少食物，数量下降；蛇缺少食物，数量也下降。
8． 如图表示某生态系统中的食物网，下列相关叙述正确的是 ( )
A．图中共含有7条食物链
B．伯劳鸟和袋鼬只存在捕食关系
C．该食物网中最长的食物链含有6个营养级
D．食物链中营养级越高的生物，体型越大
答案 C
解析 此食物网中共含有8条食物链，故A错误；伯劳鸟和袋鼬既存在捕食关系，又存在竞争关系，故B错误；该食物网中最长的食物链有6个营养级，如桉树→甲虫→蜘蛛→知更鸟→伯劳鸟→袋鼬，故C正确；甲虫的营养级虽比桉树高，但体型小，故D错误。
9． 如图所示为一个简化的食物网，据图分析正确的是 ( )
A．该食物网由4条食物链组成
B．图中初级消费者只有植食性鸟
C．处于第三营养级的生物有3种
D．生态系统的4种成分中，该图只体现了两种成分
答案 D
解析 分析图可知，该食物网由5条食物链组成；植食性鸟和食草昆虫都是初级消费者；处于第三营养级的有鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙4种生物；该图中只有生产者和消费者，缺少生态系统的组成成分中的分解者和非生物的物质和能量。
10．如图表示生态系统中生物的部分代谢过程。下列叙述正确的是 ( )
A．能进行过程①或者③的生物肯定属于生态系统中的生产者
B．能进行过程②或者④的生物肯定属于生态系统中的消费者
C．各种生物都能通过过程②为自身的生命活动提供能量
D．过程②和④不能在生物体的同一细胞内进行
答案 A
解析 由图可知，过程①是光合作用，过程②是有氧呼吸，过程③是化能合成作用，过程④属于无氧呼吸。能进行过程①或者③的生物的同化类型都是自养型，属于生态系统中的生产者；生态系统中的分解者和生产者也可以进行有氧呼吸或无氧呼吸；厌氧型生物通过无氧呼吸提供能量；过程②和④可以发生在同一细胞，如酵母菌。
11．如图是某生态系统中的食物网结构模式图，下列相关叙述不正确
的是 ( )
A．在该食物网中，共有5条食物链存在
B．在该食物网中，H处于三个不同的营养级
C．若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D．在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化
答案 C
解析 在这个食物网中，从生产者到最高营养级的消费者，不重复的食物链有：①A→B→H；②A→C→D→H；③A→C→F→G→H；④A→E→D→H；⑤A→E→F→G→H，共5条。在该食物网的5条食物链中，H分别处于第三(链①中)、第四(链②④中)和第五(链③⑤中)营养级。若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄组成为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，而不会有明显变化。在该食物网中，若C种群的数量下降，则可由同一营养级的其他生物(B或E)来弥补，通过食物网中生物这种相互补偿、相互制约的自动调节机制，生态系统可维持平衡状态，生物的种类和数量能保持相对稳定。
12．某湖泊生态系统的食物网关系如图，下列叙述中正确的是
( )
①丙和丁存在着竞争关系 ②乙同化得到的能量一定比丁同化得到的能量多 ③若湖泊中受到DDT污染，则体内DDT浓度最高的生物是甲 ④此食物网中占有三个营养级的生物是丁
A．①② B．②③ C．①④ D．②④
答案 C
解析 分析题图可知，甲为生产者，丙和丁有共同的食物乙，所以二者之间除存在捕食关系外，还存在着竞争关系；乙只以甲为食物，丁除以甲为食物外，还以乙和丙为食物，二者之间缺乏其他条件，同化能量多少无法比较；若湖泊中受到DDT污染，根据富集作用的原理，丁中DDT的浓度可能最高；与丁有关的食物链有三条，丁分别占有第二营养级、第三营养级和第四营养级。
13．如图为一个简单的草原生态系统食物网，请回答：
(1)该生态系统中共有________条食物链。
(2)猫头鹰占有____个营养级，分别是___________________。
(3)既是该生态系统的主要成分，又含有最多能量的生物是________________。
(4)某种原因使蛇大量减少，但猫头鹰的数量却变化不大，这说 明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)环保工作者欲调查该生态系统中蛇的数量，可采用________________法。
答案 (1)5 (2)3 第三、第四、第五营养级 (3)植物 (4)当食物网中的一条食物链中断时，能量可沿其他食物链传递至最高营养级 (5)标志重捕
解析 (1)该生态系统的食物链有：植物→鼠→蛇→猫头鹰，植物→鼠→猫头鹰，植物→鸟→猫头鹰，植物→昆虫→蟾蜍→蛇→猫头鹰，植物→昆虫→鸟→猫头鹰。 (2)猫头鹰处在5条食物链的最高营养级，但所占营养级只有3个，即第三、第四、第五营养级。(3)生态系统的主要成分且含能量最多的是生产者，即植物。(4)营养级别高的生物，因同时占有多个营养级，故当其中一条食物链被切断时，能量可由其他食物链供应而维持数量基本不变。(5)在调查动物种群密度时，常用的方法是标志重捕法。
14．如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统的一部分，请回答：
(1)此生态系统中共有________条食物链。
(2)此生态系统中属于第三营养级的动物是________________，淡水虾与小鱼的关系是________________，大鱼与小鱼的关系是________________。
(3)此生态系统中的分解者是 ( )
A．水鸟 B．水绵
C．水藻 D．腐生细菌、真菌
(4)若所有水鸟迁徙到别处，则大鱼数目________，水藻数目________，淡水虾数目__________。
(5)若此生态系统中的水绵大量减少，则 ( )
A．水藻大量增多 B．小鱼的数目增多
C．水鸟的数目减少 D．甲壳类的数目增多
(6)此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为____________。
答案 (1)3 (2)水鸟、小鱼、淡水虾 竞争 捕食 (3)D
(4)增多 减少 减少 (5)A (6)群落
解析 水绵大量减少，导致水蚤减少，小鱼和淡水虾减少，大鱼减少，水鸟为了获得足够的能量，多食甲壳类，导致甲壳类数量减少，水藻大量增多。
15．下图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
据图1回答：
(1)从营养功能的角度来填写成分：B.________________、C.________________。
(2)B主要是指__________________________________________________________。
(3)____________和____________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。
(4)最主要成分和最活跃成分分别是____________、____________(填字母)。
据图2回答：
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链________________________________________________________________________。
(7)蛇和鹰的关系是______________________________________________________。
(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是_____________________________。
(9)若蛇绝种，鹰的数量可能________，原因是________________________________。
(10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)分解者 非生物的物质和能量 (2)营腐生生活的细菌和真菌 (3)D B (4)D A (5)8 (6)4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰 (7)捕食和竞争
(8)分解者、非生物的物质和能量 (9)增多 食物链变短，鹰获得的能量增多 (10)食虫昆虫 其食物单一且有许多天敌
解析 无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，食物链缩短，鹰获得的能量增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一且有许多天敌。第36讲 生态环境的保护
[考纲要求] 1.人口增长对生态环境的影响(Ⅱ)。2.全球性生态环境问题(Ⅰ)。3.生物多样性保护的意义和措施(Ⅰ)。
一、人口增长对生态环境的影响
1． 我国的人口现状与前景
(1)现状：人口出生率和自然增长率明显下降，目前已进入了低生育水平国家的行列。
(2)前景：人口基数大，在较长的时期内仍将持续增长。
(3)目标：2020年，人口总数要控制在14.5亿以内；21世纪中叶，人口总数达到峰值以后，将开始缓慢下降。
2． 人口增长对生态环境的影响
(1)人均耕地减少，粮食需求增加。
(2)自然资源被大量消耗。
(3)环境污染加剧等。
3． 协调人口与环境的关系
(1)继续控制人口增长。
(2)加大保护资源和环境的力度。
(3)监控、治理江河湖泊及海域的污染。
(4)加强生物多样性保护和自然保护区建设。
(5)推进生态农业。
二、关注全球性生态环境问题
1． 列举环境问题
2． 不同环境问题产生的原因(连一连)
三、保护生物多样性
1． 生物多样性的构成：生物圈内所有的植物、动物和微生物及它们所拥有的全部基因和各种各样的生态系统。
2． 生物多样性的层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
3． 生物多样性的价值(连一连)
4． 保护生物多样性的措施
(1)就地保护。
(2)易地保护。
(3)利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。
(4)加强立法、执法和宣传教育。
考点一 分析人口增长对生态环境的影响
观察下面的人口增长对环境影响的模型，回答相关问题。
从图中可以看出，人口增长会给生态环境带来的压力有：
1． 资源短缺：人类的生存资源、土地资源、森林资源、能源是有限的，过度利用使其减少。
2． 环境污染：人口增长，人类需求也不断增加，为了满足衣食住行的要求和经济发展，污染物的总量增大，大量工农业废弃物和生活垃圾排放到环境中，影响了环境的纳污量以及对有毒、有害物质的降解能力，加剧了环境污染。
易错警示 区分我国目前人口的增长率和增长速度
(1)增长率：由于实行计划生育，出生率大幅下降，我国目前人口的增长率比较低。
(2)增长速度：我国人口基数大，虽然增长率较低，但增长速度比较快。
1． 下列关于人口数量与环境关系的说法，正确的是 ( )
A．人口数量增多，对资源的需求量会增大，给环境带来巨大压力
B．人口数量的变动只取决于人口出生率和死亡率的变动
C．环境对人口数量的影响主要是通过影响出生率和死亡率来实现的
D．农业的出现和发展时期，由于人口数量不是很多，人类对环境没有破坏
答案 A
解析 人口数量增多，对资源的需求量会增大；人口数量的变动由出生率、死亡率、迁入率和迁出率来决定。
2． 下列有关人口增长与环境关系的叙述，正确的是 ( )
A．目前人口数量已经超出了地球环境容纳量
B．生物种群消长规律完全适用于人口增长情况
C．科技进步能解决因人口增长过快导致的资源短缺问题
D．自然灾害频繁发生与人口过度增长有密切联系
答案 D
解析 人口过度增长导致植被破坏、水土流失和环境污染等问题，很难用科技进步来解决；生物种群消长规律不完全适用于人口增长，因为人类有思想、有主观能动性；目前人口数量还未超出环境容纳量。
人口增长与其他生物种群增长规律的关系
1． 一个国家或地区的全部人口可以看作一个种群，它同样具有种群的特征，其相互关系如下：
2． 人口增长规律与其他生物种群增长规律并不完全相同。
(1)人是生物界中的一员，所以生物种群增长规律有适用于人口增长情况的一面。
(2)人不同于一般的生物：人具有发达和善于思维的大脑，具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等。因此，人口增长规律又有其特有特点，如实行计划生育。
考点二 关注全球性生态环境问题
1． 比较温室效应、酸雨和臭氧层破坏
温室效应 酸雨 臭氧层破坏
形成原因 化学燃料的大量燃烧导致大气中CO2的含量增多 化学燃料的大量燃烧导致大气中SO2和氮氧化物的含量增多 人类活动中产生的氮氧化物和氟利昂增多
危害 ①全球气候变暖；②冰川融化导致海平面上升 ①水体酸化；②影响动物的生长发育；③伤害植物的叶和芽；④腐蚀建筑物和金属材料 ①导致人患皮肤癌等疾病；②农作物减产
防治措施 ①减少化学燃料的燃烧；②开发新能源；③大量植树造林 ①减少化学燃料的燃烧；②使用脱硫煤；③开发新能源；④植树造林 减少氮氧化物和氟利昂的排放
2． 比较海洋污染和土地荒漠化
原因 表现 结果
海洋污染 生活污水、工业废水进入海洋水体，海洋运输时石油泄露和倾倒污染物等 富营养化 发生赤潮
土地荒漠化 植被(如草原、森林等)破坏 土地沙漠化 出现沙尘暴
3． 说出生物多样性锐减的原因
生存环境的改变和破坏；掠夺式开发和利用；环境污染；外来物种入侵。
易错警示 关注下面3种环境问题
(1)区分水污染的类型
污染情况 成因 危害
无机污染 水中富含N、P营养元素 湖泊中表现为水华，水体缺氧，水生生物大量死亡
有机污染 水中富含有机物 异养生物繁殖，使河水变黑发臭
重金属、农药污染 重金属、农药进入食物链 较高营养级生物体内浓度高
(2)水体富营养化
①富营养化产生的原因：如图所示
②引起的后果：水华(发生在池塘和湖泊中)和赤潮(发生在海洋中)。
(3)外来物种入侵：①引发生态危机的原因：入侵物种对环境适应能力强，迁入地环境条件适宜，缺少天敌的控制。②引起的后果：短时间内有可能呈现“J”型增长。随着时间的推移，会破坏原生态系统的稳定性或生态平衡，使原生态系统的生物多样性受到严重威胁。
3． 下列选项中，由温室效应所产生的影响是 ( )
A．永冻土融化，造成冻土区域内公路的破坏
B．水体富营养化，对近海生态环境造成一定的污染
C．酸雨加剧，对森林生态系统造成严重破坏
D．臭氧层破坏，使全球皮肤癌患者数量增加
答案 A
解析 大量燃烧煤、石油等化学燃料，大气中温室气体增多，导致全球变暖，冰川融化，海平面上升，干旱范围扩大。
4． 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，请据图回答：
(1)输入此氧化塘的能量有__________________________。氧化塘中的风车草、圆田螺、细菌等生物共同构成________________________。
(2)植物细胞吸收的磷酸根离子用于合成的生物大分子主要是________________。氧化塘后部的溶解氧含量比前部的________________。
(3)废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止____________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
使出水口处的水质达到排放要求。废水不能过量流入氧化塘，说明生态系统的________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)太阳能和化学能 生物群落
(2)核酸 高(多)
(3)微生物失水过多死亡
(4)挺水植物起遮光作用，影响浮游藻类进行光合作用
(5)无机盐被充分吸收 自我调节能力是有限的
解析 (1)输入池塘的能量有光能和厌氧池中的未彻底分解产物中的化学能。
(2)植物细胞中含P的生物大分子主要是核酸。因在氧化塘前部微生物分解厌氧池输入的有机物而消耗溶解氧，在后部植物光合作用释放氧，故后部溶氧量较高。
(3)若废水中的有机物含量过高，则厌氧池中的微生物就会因渗透作用大量失水而死亡。
(4)挺水植物通过与藻类竞争矿质元素和光而有效地限制了藻类的生长。
(5)因生态系统的自我调节能力是有一定限度的，故一次性注入氧化塘的废水不能过多，控制废水进入氧化塘的流速还可以使植物充分利用其中的矿质元素，使出水口处的水质达标。
技法提炼
环境污染的治理方法
处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用——特别关注微生物代谢类型与环境的关系。
1．自养型微生物处理无机物污染，如富营养化问题的解决、重金属污染等。
2．异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、农药等。
3．异养需氧型微生物处理时保证充足的空气——采用搅拌、通气等措施。
4．异养厌氧型微生物处理时保证厌氧环境——密封、池底沉积物等措施。
考点三 保护生物多样性
1． 分析生物多样性的原因
(1)从分子水平看
DNA(基因)多样性蛋白质多样性―→生物性状多样性
(根本原因) (直接原因) (即生物多样性)
(2)从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
2． 分析生物不同层次的多样性
(1)蛋白质多样性形成的原因：①氨基酸的种类、数量、排列顺序不同；②肽链的空间结构多样。
(2)DNA分子多样性的原因：每个DNA分子中四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。
(3)细胞多样性的原因：是基因选择性表达的结果，主要体现在细胞的形状、大小、种类、结构和功能等方面。
(4)物种多样性的原因：是生物进化和自然选择共同作用的结果。
(5)生态系统多样性的原因：是生物多样性及其生存环境共同作用的结果。
易错警示 生物多样性的2个关注
(1)区分就地保护与易地保护：就地保护除了保护区域内的物种，还应保护相应的生态环境，而在物种生存的环境遭到破坏，不再适于物种生存后，就只能实行易地保护。
(2)生物多样性的直接价值与间接价值的作用大小：生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
5． 生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。下列关于生物多样性的说法，错误的是
( )
A．模拟苍蝇后翅平衡棒原理，研制出的新型导航仪是利用生物多样性的直接价值
B．建立自然保护区是保护生物多样性最为有效的措施
C．保护生物多样性就是在物种和生态系统两个层次上采取保护战略和保护措施
D．引进物种不慎或对引进物种管理、监测不到位可能破坏生物多样性
答案 C
解析 运用平衡棒原理研制出新型导航仪属于生物多样性在科学研究方面的应用，属于生物多样性的直接价值。保护生物多样性的措施有就地保护和易地保护，其中建立自然保护区属于就地保护的一种方式，它是保护生物多样性最为有效的措施。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。引进物种不慎或对引进物种管理、监测不到位时，引进物种可能成为入侵物种，破坏当地生态系统，降低生物多样性。
6． 人类活动影响生物多样性。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
答案 B
解析 大量引进外来物种，很可能引起生态危机，破坏当地的生物多样性。保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三个水平上采取保护战略和保护措施，主要有就地保护、易地保护和制定必要的法规。把沼泽改造成农田和在亚热带林区大面积种植速生桉树都会破坏当地的生物多样性。
技法提炼
巧妙设计网络图理解生物多样性
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不明白植物在水质净化中的作用 吸收水中的无机盐 ② 没有考虑到植株数量的多少对实验结果的影响 多株且相等
③ 对自变量和因变量区分不清 污水中的N、P含量 ④ 不能根据因变量的不同全面获得结论 两种植物不论单独种植还是等量混合种植，净化效果均明显高于对照组(或菖蒲对总磷的去除效果明显高于菰和混合种植)
题组一 人口增长对生态环境的影响
1． (经典高考题)每年的7月11日被定为“世界人口日”，人口问题越来越受到国际社会的重视。如图表示三种可能的人口增长曲线，请回答：
(1)16世纪以来，世界人口增长表现为图中a曲线，人口剧增带来的严重后果有______________________________________________。
如果这种现状不能得到有效改善，人口增长趋势终将表现为图中____曲线。
(2)按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中________曲线，该曲线与a曲线产生差别的原因是_________________________________________________________。
若地球环境对人类种群的容纳量(K)为110亿，则全球人口的最适数量为__________。
(3)为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动物性与植物性食物的比例由1∶1调整为1∶4，地球可供养的人口数量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字)
(4)我国现阶段实行计划生育政策，提倡晚婚晚育，一对夫妇只生一个孩子。这一政策能有效地控制人口增长过快的趋势，原因是______________________________________
__________________________________。
答案 (1)环境污染(环境破坏、生态破坏)、资源短缺(生物多样性降低、耕地减少) c (2)b 环境阻力(资源或空间有限) 55亿 (3)1.96 (4)延长世代长度(延长繁衍一代的时间)，减少新生儿个体数，降低人口出生率
解析 (1)地球上的生存空间和生活资源是有限的，人口的剧增，必然带来环境的破坏和资源短缺，反过来，这些变化又会限制人口的增长，如果环境持续恶化下去，人口甚至会减少。(2)人类作为地球上的一个生物种群，符合种群的变化规律，如果在没有环境阻力的情况下，其增长应呈“J”型曲线，如果在有环境阻力的情况下，应呈“S”型曲线，若“S”型曲线的最大值为K，种群的最适生存数量应为K/2。(3)在一个生态系统中，按照能量流动的特点，食物链越长，营养级越高的生物获得的能量就会越少，种群数量的多少与获得的能量多少有着密切的关系。假定地球上的生产者固定的太阳能总量为A，平均每人需要的能量为X。在能量传递效率为10%的情况下，当动物性食物与植物性食物的比例为1∶1时，则每人生存需要生产者的能量为55X，当动物性食物与植物性食物的比例为1∶4时，则每人生存需要生产者的能量为28X，养活的人口约为原来的1.96倍(按要求保留小数点后两位数字)。(4)晚婚是指在法定的结婚年龄的基础上，适当推迟实际结婚年龄。迟于法定年龄三年以上结婚者为晚婚。晚婚对于控制人口数量的作用，一是缩短妇女的生育期，有利于减少生育量，二是拉长两代人的间隔，相对减少同一时间生存的人口数量。晚婚还有利于提高人口素质。晚育是指适当推迟妇女婚后的初育年龄。晚育年龄是指结婚年龄男22周岁、女20周岁各同时加上三年零九个月以上。晚育有利于青年妇女在德、智、体多方面得到发展，有利于控制出生人数和人口增长速度。晚育会使生育年龄推迟，拉长两代人的间隔，使人口增长速度减慢。
题组二 全球性环境问题
2． (2009·广东卷，13)目前气象预报中有“紫外线指数”的内容，提醒市民注意避免紫外线伤害。造成地面紫外线照射增强的直接原因是 ( )
A．滥伐森林 B．水体污染
C．南极冰川融化 D．臭氧层破坏
答案 D
解析 臭氧层可吸收紫外线，臭氧层被破坏后，照射到地面上的紫外线增多，使皮肤癌发病率增加，农作物和植物的产量和质量下降。
3． (2008·广东卷，32)随着水体富营养化程度日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生。人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，研究者采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，收到较好的效果。根据上述材料回答问题：
(1)杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是____________和____________。
(2)在该修复生态系统中，主要生产者是______________和________________，鱼类属于该生态系统的________。
(3)生物修复系统构建后，种间关系发生了哪些主要变化？
________________________________________________________________________。
(4)挺水植物在该系统中的作用是____________________________________________、____________________________。该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于________________________。
答案 (1)污染环境(杀伤天敌) 使藻类产生抗药性 (2)藻类 大型挺水植物 消费者 (3)大型挺水植物和藻类竞争，投放鱼类捕食藻类等 (4)吸收营养，降低富营养化程度 遮光影响藻类生长和分泌次生代谢物抑藻 次生演替
解析 富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。治理水体富营养化要从根源开始，减少氮、磷的排放量，增加以浮游植物为食的消费者数量，治理存在的污染等。分析试题给的材料，在该修复生态系统中，生产者是浮游植物和挺水植物，消费者是鱼类，它们之间的生物关系有竞争和捕食两种。大型挺水植物可以与藻类发生竞争，同时吸收营养降低水体中的氮、磷浓度，经过修复的生态系统可重新趋于稳定。
题组三 生物多样性及其保护
4． 判断正误
(1)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(2011·江苏，20A) ( )
(2)生物多样性的丰富程度与自然选择无关(2010·北京，5A) ( )
(3)基因多样性较低的种群适应环境能力强(2010·北京，5D，改编) ( )
(4)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
(2009·福建，2C)( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√
5． (2012·海南卷，20)某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现，五年来，该河流中甲种群密度逐年显著增加，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是 ( )
A．五年来该河流中甲种群的种内斗争不断增强
B．甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C．大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D．该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
答案 A
解析 在五年内，河流中甲种群密度逐年显著增加，导致种内斗争不断增强，A正确；甲引进后，甲的种群密度越来越大，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减小，已经影响了原有生态系统的结构，B不正确；因为甲的引进已经导致土著食草鱼类数量的减少，说明土著食草鱼类不能捕食物种甲，投放土著食草鱼类不能抑制甲的蔓延，C不正确；生态系统包括该区域内所有的生物和其生存的环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素，D不正确。
6． (2012·江苏卷，24)全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所做的分析正确的是(多选) ( )
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
答案 ACD
解析 生物多样性降低的主要原因是人类活动导致的栖息地总量减少和栖息地多样性降低，A项正确；栖息地的破碎化主要是由人为因素造成的，道路建设、居住点的扩大等造成了生物种群之间的基因交流受阻，小块、分裂的小种群对疾病抵抗力的降低、对环境变化适应力的减弱和繁殖率的降低，不利于维持生物多样性，B项错误、D项正确；生物多样性降低的直接原因是新物种的产生量少于现有物种的灭绝量，C项正确。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
人口增长对环境的影响 1、2
全球性环境问题 3、4、5、6、7、13
保护生物多样性 8、9、10、11、12
与环境有关的实验探究 14、15
1． 下列哪项不是由人口增长直接引发的问题 ( )
A．耕地减少 B．燃料需求增加
C．水源紧张 D．泥石流频发
答案 D
解析 泥石流是因人口增加，人均耕地面积减少，盲目毁林造田引发的，不是由人口增长直接引发的问题。
2． 下列各项中，不属于人口增长对生态环境造成负面影响的是 ( )
A．大量使用私家车等交通工具，造成石油等化学燃料供应紧张
B．大量占用耕地建设住宅，造成耕地面积锐减
C．大量种植优质杂交水稻，减少成本、增加产量
D．大量破坏植被导致耕地退化，农作物产量不高、不稳
答案 C
解析 大量种植优质杂交水稻可以提高粮食产量，不是人口增长对环境造成的负面影响。
3． 日本福岛地震后，核电站中的一些放射性物质(如131I)泄漏。地震后一段时间内，在我国一些沿海城市的空气和蔬菜中检测到了131I。下列解释中最合理的是 ( )
A．131I通过水和大气循环被带到其他区域
B．131I通过海洋生物捕食被带到其他区域
C．131I通过食物链富集在高营养级生物体内
D．131I插入蔬菜细胞的DNA中造成基因突变
答案 A
解析 131I具有放射性，可通过水和大气循环从日本到达我国一些沿海城市的空气和蔬菜中。
4． 环境问题是全世界人们密切关注的问题，以低耗能、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是 ( )
A．大气中CO2的来源之一是生物细胞的呼吸作用，人体细胞有氧呼吸与无氧呼吸都能产生CO2
B．大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用
C．C是构成生物体的最基本元素，C、H、O、N是构成细胞的主要元素，核酸、酶、果糖、脂肪中都含有这四种元素
D．20世纪以后，煤、石油和天然气的大量燃烧，致使CO2的全球平衡受到严重干扰，大气中的CO2量急剧增加
答案 D
解析 人体细胞的无氧呼吸只产生乳酸。除了植物的光合作用能固定二氧化碳外，光合细菌和蓝藻等生物的光合作用、一些微生物的化能合成作用也能固定二氧化碳。糖类(如果糖)只由C、H、O三种元素组成。大气中的CO2量急剧增加的主要原因是化学燃料的大量燃烧。
5． 2011年8月云南曲靖发生严重的铬污染事件。某生物兴趣小组利用溶液培养法探究铬进入细胞的方式，结果如图所示。已知铬能随着食物链传递，下表为某河流水域中一些生物种群的个体内铬的含量。下列有关叙述正确的是 ( )
甲 乙 丙 丁 戊
铬含量(mg/L) 0.026 0.028 0.25 0.23 2.2
A.该实验的自变量是铬元素含量，因变量是铬吸收速率
B．影响a、b两点铬吸收速率的主要因素均为能量和载体数量
C．该水域生态系统中食物链是甲→乙→丁→丙→戊
D．五种生物中甲和乙种群同化的能量可能最多，戊种群同化的能量可能最少
答案 D
解析 该实验的自变量是营养液中O2的相对含量，因变量是铬的吸收速率。影响a点铬吸收速率的主要因素是营养液中O2的相对含量，影响b点铬吸收速率的主要因素是细胞膜上的载体数量。甲和乙种群个体体内铬含量很接近，可能处于同一营养级，铬在生物体内表现为生物富集现象，生物所处营养级越高，体内铬含量越高，即甲、乙种群可能处于较低营养级，戊种群可能处于较高营养级，故五种生物中甲和乙种群同化的能量可能最多，戊种群同化的能量可能最少。
6． 人工湿地是为了处理污水人为设计建造的、工程化的湿地生态系统如图。对该人工湿地作用效果进行检测，结果见下表。其中化学耗氧量(COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧气量；生化耗氧量(BOD)表示微生物分解水体中有机物所需的氧气量。调查结果显示此人工湿地生态系统中 ( )
项目 COD(mg/L) BOD(mg/L) 总氮量(mg/L)
进水 750 360 700
出水 150 50 25
A．COD、BOD值越高，说明污染程度越低
B．植物的吸收作用可降低水体富营养化程度
C．人工设计的该湿地中，群落只有垂直结构，而没有水平结构
D．该湿地中的能量传递效率一定比自然湿地的高
答案 B
解析 COD、BOD值越高，说明水中有机物含量高，污染程度高，A项错误；植物可吸收水中的矿质元素，抑制水中藻类的生长，可以降低水体富营养化程度，B项正确；生态系统都有水平结构和垂直结构，人工设计的湿地，从进污口到出水口，水中的营养物质是不同的，生长的植物也是不一样的，表现出群落的水平结构，C项错误；人工湿地的生物种类简单，能量传递效率应比自然湿地的低。
7． 在某农业示范基地，“海水蔬菜”长势良好。这是一些从国外引进的蔬菜品种，种植时以高盐分的海水进行浇灌，其所需无机盐由海水提供，生长周期短，营养价值高。大面积推广“海水蔬菜”种植的目的不包括 ( )
A．节约淡水资源，缓解水资源短缺的问题
B．增加当地的生物多样性，提高生态系统稳定性
C．充分利用闲置的盐碱地，减少对耕地的需求压力
D．减少化肥用量，有利于保护环境
答案 B
解析 种植“海水蔬菜”能节约淡水资源，缓解水资源短缺的问题；可充分利用闲置的盐碱地，减少对耕地的需求压力；可减少化肥用量，有利于保护环境。
8． 干旱对生物多样性造成的损害影响深远，在短期内无法得到恢复，有的影响甚至具有不可逆性。对此理解正确的是 ( )
A．生态系统不具有抵抗干旱、保持自身相对稳定的能力
B．生态系统对干旱不具有自我调节能力
C．随着干旱时间的延长、程度的加深，生态系统的恢复力稳定性逐渐增强
D．某种生物灭绝后，它在食物网中的位置不可能由其他生物来代替
答案 C
解析 生态系统都具有抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力，这种能力就是自我调节能力，属于生态系统的抵抗力稳定性；随着干旱时间的延长、程度的加深，生态系统遭到破坏的程度也加深，其抵抗力稳定性逐渐减弱，恢复力稳定性逐渐增强；某种生物灭绝后，它在食物网中的位置可以由相同营养级的其他生物来代替。
9． 如图表示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因及其比例，下列有关叙述正确的是 ( )
A．该地生态系统一定是草原生态系统
B．哺乳动物生存受到威胁的主要原因是偷猎
C．生物入侵可以提高生物的多样性，有利于维持生态系统的稳定
D．鸟类生存受到威胁的主要原因可能是人类活动使其栖息地丧失
答案 D
解析 图中只列出了哺乳动物和鸟类，因此不能确定该生态系统的类型；哺乳动物生存受到威胁的主要原因是偷猎和丧失栖息地；生物入侵后常常无天敌的制约，不利于生态系统的稳定。
10．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．生物多样性的形成过程与自然选择无关
B．群落演替过程中的生物多样性逐渐降低
C．物种多样性高的生态系统相对较为稳定
D．基因多样性较低的种群适应环境能力高
答案 C
解析 生物多样性的形成与自然选择有关。群落在演替的过程中生物多样性逐渐增加。基因多样性较低的种群适应环境能力低。
11．下列有关生物多样性的叙述，正确的是 ( )
A．四川地震灾区的部分大熊猫转移到成都、北京等地饲养属于就地保护
B．共同进化导致生物多样性的形成
C．生物的多样性包括物种、种群、生态系统三个层次
D．森林调节气候属于生物多样性的直接价值
答案 B
解析 就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等，A描述的是易地保护。生物与生物之间、生物与无机环境之间相互影响，不断发展导致生物多样性的形成。生物的多样性包括基因、物种、生态系统三个层次。森林能调节气候属于生物多样性的间接价值。
12．下列关于生物多样性的叙述，错误的是 ( )
A．生物与生物、生物与无机环境的共同进化导致生物多样性
B．湿地可以调节气候、净化污水，体现了生物多样性的间接价值
C．基因重组导致多种等位基因的产生，从而形成基因多样性
D．就地保护是对生物多样性最有效的保护
答案 C
解析 等位基因的产生是基因突变的结果，基因重组只是在原有基因的基础上重新组合，不能产生新的基因。生物多样性的保护方式主要有就地保护和易地保护，其中就地保护是对生物多样性最有效的保护。
13．近年来，巢湖在每年的梅雨季节都会不同程度地发生水华(蓝藻爆发)现象，下面是发生水华现象时，巢湖生态系统中一些成分的关系图。请回答：
(1)水华现象发生的环境因素主要有________________________________________；水华现象发生后，一般不会导致巢湖生态系统的崩溃，这是因为_____________________。
(2)微囊藻是造成水华的主要生物之一。当巢湖水中的N、P等元素含量变化时，对微囊藻的环境容纳量是否有影响？________，理由是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中a、b分别代表____________________________。水华现象发生后，会导致水体污染加重，这一调节方式是________________。
答案 (1)水体富营养化、温度较高、光照较强 巢湖具有一定的自我调节能力
(2)有 在其他环境条件适宜、空间充裕等情况下，营养物质将是限制生物环境容纳量的重要因素(其他合理答案均可)
(3)水体中的溶解氧、有毒物质 (正)反馈调节
解析 (1)引发水华的原因主要是水体富营养化、温度较高、光照较强等，这些因素也易导致水生植物繁殖过快，消耗水体中的大量溶解氧，同时一些水体微生物会产生有毒物质，这些都会使鱼类等水生生物死亡，致使水体变臭。由于生态系统具有一定的自我调节能力，水华发生之后，一般不会导致巢湖生态系统的崩溃，而会在一定时间内恢复正常。
(2)水中的N、P等矿质元素是植物需要的营养物质，其含量发生变化时，会影响微囊藻的环境容纳量。
(3)一种因素加速最初发生变化的那种因素的变化为正反馈调节。水华现象发生后，会导致水体污染加重，这属于正反馈调节。
14．夏初，在某河口多地点采集并测定水样，结果表明，各采样点无机氮浓度相近，而无机磷浓度差异较大。按无机磷浓度由低到高的顺序，绘制各采样点对应的浮游植物和浮游动物的密度曲线，结果如下图。
据图回答：
(1)磷元素进入浮游植物细胞后，以__________分子的形式成为细胞膜支架的成分；在细胞内，磷元素通过参与________________________反应(写反应式)，保持细胞内ATP含量的相对稳定。
(2)分析发现，P1、P2采样点浮游植物种类差别非常明显，从进化角度分析，这是__________的结果。
(3)无机磷浓度高于P1的采样点，浮游动物的密度反而比P1采样点低，下列有关其原因的分析，不可能的是 ( )
A．可被浮游动物取食的浮游植物种类较少
B．水体溶解氧较高
C．浮游动物的捕食者数量较多
D．水体有害物质浓度较高
(4)请用箭头补充完整该河口生物群落中氮元素的流向图。
―→―→―→
答案 (1)磷脂 ADP＋Pi＋能量ATP
(2)自然选择 (3)B
(4)
解析 (1)磷元素在细胞膜中以磷脂成分构成其基本骨架，同时磷元素又可形成磷酸基团，通过化学反应ADP＋Pi＋能量ATP，保持细胞内ATP含量的稳定。
(2)P1、P2采样点不同，对应的磷元素浓度有很大差异，在两种不同的自然环境的定向选择下，其内的浮游植物种类差别非常明显。
(3)浮游动物减少的原因存在以下几个方面的可能：从能量流动上看，是因为其食物减少或其天敌增多；从物质循环上看，食物链中的生物富集作用非常明显，营养级越高，有害物质积累的浓度越大，对生物的影响也越明显。水体溶解氧较高，应是浮游动物密度增大的条件，并非浮游动物密度减小的原因。(4)物质的循环离不开生产者的固定和分解者的分解，因此，所有生态系统中的各营养级应都有箭头指向分解者。
15．为探究菖蒲(一种湿地植物)对污水的净化作用，某研究小组进行了以下实验：①从4个不同地点采集生活污水(1#)、工业污水(2#)、混合污水(3#)、人工池塘水(4#)；②分别测定4种水样的BOD(即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量)和总氮含量；③取等量的上述4种水样，分别加入到4个相同的透明玻璃容器中，再将等量的4份菖蒲分别在4个容器中水培15天，定期观察、记录，结果表明菖蒲在各种水样中生长良好；④取经过菖蒲处理的4种水样，再次测定其BOD(单位：mol/L)和总氮含量(单位：mol/L)。数据整理后，如下图所示。
据图回答下列问题：
(1)4种水样中，有机污染物浓度最高的是____________。4#在实验中起________作用。
(2)该实验中，可以通过观察菖蒲的________、________等生理指标来比较其在各种水样中的生长态势。
(3)BOD和总氮含量的测定表明，菖蒲对污水的净化作用明显，但还需要通过进一步的实验来了解其对水质净化的程度。现有金鱼若干条、鱼缸4个、各种水样及其他需要的材料用具，请你就菖蒲对生活污水的净化程度进行定性对比实验，完成以下实验步骤。
①取4个相同的鱼缸，编号为A、B、C、D。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)其他研究发现，水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与菖蒲相似。由此看来，利用人工湿地来净化污水是可以取得良好效果的。但在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统造成危害。原因是这些物种________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)从安全角度考虑，用于净化污水的湿地植物收获以后，不适宜作为___________。
答案 (1)1# 对照
(2)根数 根长(节长或叶数等其他可测量的指标，要求写出两项)
(3)②向A、B中各加入等量未处理的生活污水、池塘水，向C、D中各加入与A、B等量的经处理的生活污水、池塘水 ③向A、B、C、D 4个鱼缸中分别放入5条同种、长势相同的金鱼，在相同且适宜条件下饲养 ④每天定时观察，记录每个鱼缸中金鱼的生存时间(天数)，取平均值，对数据进行比较、分析
(4)适应性强，繁殖率高，如当地缺乏天敌和强有力的竞争者，则容易泛滥成灾
(5)动物饲料
解析 由题可知，容器中的BOD越高，说明有机污染物的浓度越大，而菖蒲通过代谢过程能够消耗水中的无机氮，使BOD明显下降，说明菖蒲对有机污染物具有净化作用。实验中一定要注意遵循对照原则，单一变量原则，实验观察指标的选取要注意易于观察、测量、记录。本实验的自变量为污染物种类，4#没有用污染物处理，应为对照组。引进外来物种一定要慎重，否则就会引起严重的后果。用于净化污水的湿地植物含有较多的有害物质，不适合作为动物饲料。第34讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲要求] 生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用(Ⅱ)。
一、能量流动的过程
1． 概念理解
—
—
—太阳能→有机物中的化学能→热能
—
2． 过程图解
[判一判]
1． 生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程 ( × )
提示 还包括传递和转化过程。
2． 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 ( × )
提示 是生产者固定的太阳能或化学能。
3． 散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统 ( × )
提示 生产者只能利用太阳能或化学能(化能合成作用)，不能利用热能。
4． 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 ( × )
提示 初级消费者同化的能量。
二、能量流动的特点及意义
1． 能量传递效率：是指相邻两个营养级之间同化量的比值。
2． 能量流动的特点：单向流动、逐级递减。
3． 研究意义
(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
[解惑] 相邻两营养级之间能量传递效率只有10%～20%，因此食物链中营养级一般不超过4～5个。
[判一判]
1． 相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20% ( × )
2． 能量金字塔可以出现倒置现象 ( × )
3． 研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率 ( × )
三、物质循环
1． 概念
(1)物质：组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。
(2)循环范围：生物群落和无机环境之间。
(3)循环特点：具有全球性。
2． 碳循环
(1)循环形式
①无机环境与生物群落之间：CO2。
②生物群落内：以有机物形式沿食物链和食物网传递。
(2)图解
[解惑] 生态系统物质循环的物质是指组成生物体的基本元素，而非其组成的化合物；在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。
考点一 分析生态系统的能量流动
1． 观察下面的能量流动过程图解，回答相关问题。
(1)能量的太阳能。
(2)起点：从生产者固定太阳能开始。
(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。
(4)渠道：食物链和食物网。
(5)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(6)流动形式：有机物中的化学能。
(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。
(8)能量散失的形式：以热能形式散失。
2． 观察下图能量在营养级之间流动过程图解，回答相关问题。
(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。
(2)在各营养级中，能量的三个去路：①通过呼吸作用以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用。
(3)概括能量流动的特点
①单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
②逐级递减：相邻两个营养级的能量传递效率约为10%～20%。
3． 写出能量传递效率的计算公式
相邻两个营养级的传递效率＝×100%。
易错警示 能量流动中的2个“比较”
(1)生态系统中同化量和摄入量的比较
同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。消费者产生的粪便中的能量，不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利用的那部分能量。
(2)能量传递效率与能量利用效率的比较
能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。其计算公式为能量传递效率＝(下一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。
能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高；同时，生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，能量利用效率越高。
1． 如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是 ( )
A．①表示流经该生态系统内部的总能量
B．一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kg
C．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
D．从能量关系看②≥③＋④
答案 C
解析 ①仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分；次级消费者增加1 kg，生产者至少增加25 kg；从能量关系上看，②>③＋④。
2． 如图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为 ( )
A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x
答案 C
解析 由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。
技法提炼
生态系统中能量传递的相关计算
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
1． 设食物链A→B→C→D，分情况讨论如下：
(1)已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。
(2)已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
2． 在食物网中分析：
如在A→B→C→D中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：
(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
(2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。
3． 在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
考点二 聚焦生态系统的物质循环
1． 观察下面碳循环过程图，回答相关问题。
(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
(2) 碳返回无机环境的途径
(3)分析温室效应产生的原因
①化学燃料的大量燃烧，产生CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
(4)概括物质循环的特点
①全球性：物质循环的范围是生物圈。
②往复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。
2． 观察下面能量流动和物质循环的关系图解，填写表格中的内容。
项目 能量流动 物质循环
形式 光能→有机物中的化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动
过程 沿食物链(网)单向流动 在无机环境和生物群落间往复循环
范围 生态系统各营养级 全球性
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动
联系 ①能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解②物质是能量沿食物链(网)流动的载体③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
易错警示 与物质循环有关的2点提示
(1)物质循环的“物质”和“范围”
①参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。
②循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。
(2)碳循环及存在形式
①在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。
②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
3． 下图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是
( )
A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B以含碳有机物的形式进行流动
答案 C
解析 分析图形，A、B、D、E、F均有箭头指向C，则C是无机环境中的二氧化碳库。A、C之间为双向箭头，A为生产者。A、D、E、F均有箭头指向B，则B为分解者，D、E、F为消费者。图示中包含的食物链为A→D→E→F，故E减少，短时间内D增多，F减少。碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。
4． 如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，不正确的是 ( )
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进行传递
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过程代表呼吸作用，b过程代表光合作用；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。
技法提炼
巧辨图形判断参与碳循环的四种成分
1． 图1——先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据A→D，确定D为分解者，剩下C为消费者。
2． 图2——根据A与C之间是双向箭头判断：A和C一个是生产者，一个是非生物的物质和能量。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是非生物的物质和能量，D是次级消费者，E是分解者。
3． 图3——首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。
实验十九 探究土壤中微生物的分解作用
完善该实验的探究案例
实验假设 案例1 案例2
微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤高温处理 A杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B杯中加入30_mL蒸馏水
自变量 土壤中是否含微生物 土壤中微生物的有无
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不变色
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
注 在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。
易错警示 对空白对照实验的理解：空白对照指的是不对实验对象做任何处理，但是不给对照组任何处理是相对实验组而言的。实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，其他的处理与实验组完全相同。空白对照能清晰地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强说服力。
5． 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。
(1)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。
(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B。实验时A不做处理(自然状态)；B用塑料袋包好，放在60 ℃的恒温箱中灭菌1 h。B处理的目的是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)(2)中实验的自变量是________________________，因变量是____________________，无关变量是______________(至少写出两点)。
(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶_________________________
_______________________________________________。
(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预期结果在图中绘出相应的曲线。
答案 (1)单一变量 对照 (2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变 (3)土壤微生物(作用)的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小等(合理即可) (4)腐烂程度小于对照组 (5)如图
解析 由题意可知，该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则，应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH、落叶的种类和大小等。在绘制曲线时，应注意以下几点：①明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；②两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；③由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度较C组快；④随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是由慢到快。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不理解总能量的含义 N2 ② 不清楚粪便量的来源 0
③ 不清楚能量传递效率的计算方法 ×100% ⑤ 对种类和数量区分不清 增加各营养级生物的种类
④ 不清楚自我调节能力如何进行 负反馈调节
题组一 生态系统的能量流动
1． (2012·海南卷，19)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、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量
答案 D
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；能量通过光合作用固定并进入生态系统，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。
2． (2010·山东卷，6)以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是 ( )
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
答案 C
解析 恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉哺乳动物与食草哺乳动物的③/②值无法比较。
3． (2010·江苏卷，11)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
答案 C
解析 从食物链中的能量流动特点来看，营养级越高，在能量流动过程中损失的能量越多。多吃素食，是将人放在初级消费者的层次上，只经过一次能量传递，这样人获得的能量最多，消耗的粮食总量最少。
题组二 物质循环与能量流动的综合
4． (2009·重庆卷，5)如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是 ( )
A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等
B．生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量
C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用
D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用
答案 B
解析 进入该生态系统的CO2量应该包括各h产生的CO2总量和未利用部分的总和，A项错误；能量流动是逐级递减的，所以生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量，B项正确；能量流动是单向的，所以流向分解者的k不能被生产者直接吸收利用，C、D项错误。
5． (2012·安徽卷，30Ⅱ)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/(hm2·a)。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 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 hm2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/hm2。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。
答案 (1)3% (2)80 偏高 (3)生长、发育、繁殖等生命活动 (4)调节生物的种间关系
解析 (1)田鼠的同化量是7.50×108 J/(hm2·a)，鼬的同化量是2.25×107 J/(hm2·a)，故能量传递效率为(2.25×107)/(7.50×108)×100%＝3%。(2)设1 hm2的范围内种群数量为M，则40/M＝15/30，M＝80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。(3)某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用(细胞呼吸)，一部分用于自身的生长、发育和繁殖。田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。(4)由题意知，通过信息传递，鼬和田鼠的数量基本稳定，可见信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
6． (2010·广东卷，26)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。
时期 碳吸收量(kg C·a－1) 碳释放量(kg C·a－1)
A 1.20×1014 1.20×1014
B 1.20×1014 1.26×1014
(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。
(2)表中____________时期的生态系统处于稳定状态，原因是_____________________。
(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的__________，导致大气中____________增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。
答案 (1)光合 呼吸 (2)A 碳的吸收量等于碳的释放量 (3)碳平衡 CO2浓度 (4)光反应 有机物
解析 (1)光合作用吸收CO2，呼吸作用释放CO2，生态系统中的碳循环主要是通过光合作用和呼吸作用实现的。(2)生态系统中的碳吸收量等于碳释放量时，说明该生态系统处于相对稳定状态。(3)过度的人工碳排放使得碳释放量大大超过碳吸收量，从而破坏了生态系统的稳定性。向大气中排放大量的CO2会引起温室效应，导致全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段中，对光能的吸收和转化发生在叶绿体的类囊体薄膜上。蓝藻光合作用的产物是糖类(有机物)，经酒精发酵可生成乙醇。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
能量流动 2、4、7、8、9、10、11
物质循环 3、6、12、15
能量流动与物质循环的综合 1、5、13、14
1． 图中甲、乙、丙分别代表热带雨林生态系统中的三大功能类群。下列说法正确的是 ( )
A．丙处于两个营养级，是杂食性动物
B．图中表示出了两条食物链
C．图中的箭头可以表示物质和能量的传递方向
D．乙→丙的能量传递效率为10%～20%
答案 C
解析 本题的关键词为“三大功能类群”，即生产者、消费者与分解者，分解者不属于食物链中的营养级。据图分析，甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者。
2． 在生态系统中，能量可以通过食物链在生物群落中流动。随着营养级的升高，其获得的总能量越来越少。下列解释错误的是 ( )
A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失
C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D．能量金字塔顶层的生物生命活动需要的能量少
答案 D
解析 能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，其原因是各营养级中总有一部分能量被分解者利用；一部分以热能形式散失；还有一部分用于维持自身的生命活动。能量金字塔顶层的生物个体通常较大，其生命活动需要的能量相对较多。
3． 若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO2库，则图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是 ( )
答案 B
解析 生产者从大气中吸收CO2进行光合作用，合成的有机物一部分被消费者利用，一部分被分解者利用，一部分未被利用，还有一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中；消费者只能从生产者获得有机物，一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中，一部分传递给分解者，一部分未被利用，还有一部分传递给下一级消费者(最高营养级除外)；分解者可以从生产者、消费者中获得有机物，最终通过呼吸作用产生CO2释放到大气中。
4． 下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是 ( )
A．生态系统的能量流动是指能量随着物质循环而循环
B．生态系统的能量流动是指生物体内的能量代谢过程
C．生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程
D．生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
答案 C
解析 生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的。物质循环是能量流动的载体，而能量流动是物质循环的动力，生态系统的能量流动不能随着物质循环而循环。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多。
5． 下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是 ( )
A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
答案 C
解析 兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，故A错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，故B错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，故C正确；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失，故D错误。
6． 如图所示是碳循环过程示意图，下列叙述正确的是
( )
A．图中①～⑤所表示的生理过程是生物圈维持稳态的重要因
素
B．增加图中A、D、E等各营养级生物的数量可提高该生态 系统的抵抗力稳定性
C．图中的食物链只有3条
D．大气中C的含量增多是造成温室效应的主要原因，通过控制B、D、E的活动和增 加A的数量能得到缓解
答案 A
解析 参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用、生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用，都是生物圈维持稳态的重要因素，故A正确；生态系统中，生物种类越多，食物链和食物网的结构越复杂，生态系统越稳定，故B错误；图中的A、D、E只是代表营养级，所以不能确定图中食物链的数目，故C错误；图中参与碳循环过程的生物有生产者A，消费者D、E，分解者B，C为大气中的CO2库，造成温室效应的原因是大量化学燃料的燃烧，使大气中二氧化碳增多，缓解的措施主要是减少化学燃料的使用，其次是植树造林、开发新能源等，故D错误。
7． 某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是 ( )
A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量
B．若M1<5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏
C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小
D．若M2大量增加，一般会导致M1减少、M3增加
答案 C
解析 生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间内，M2大量增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。
8． 对下列两条食物链的分析正确的是 ( )
①玉米→人 ②玉米→牛→人
A．一个吃玉米的人获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级升高而逐级递减
C．长期坚持素食可缓解世界粮食短缺问题
D．若种植玉米的土壤中含相同浓度的某重金属盐，则②中的人比①中的人重金属元素积累少
答案 C
解析 能量的传递效率是10%～20%，与营养级高低没有直接关系，故B错误；长期坚持素食，可减少能量传递过程中的损失，有利于缓解世界粮食短缺问题，故C正确；重金属元素在食物链中流动时存在富集现象，营养级越高，富集作用越强，所以②中的人体内重金属元素积累相对较多，故D错误。
9． 如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中，正确的是 ( )
A．图中A＝D，B＝E，C＝F
B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级
D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D
答案 B
解析 图中应是A>D，B>E，C>F；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。
10．如图甲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。现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：图乙中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是包含在c中的
答案 D
解析 由图可知，c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。b＋c＋d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；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，应包含在b或d中。
11．一只羊在一年内吃了100 kg的草，排出20 kg的粪，长了10 kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是 ( )
A．该羊一年的同化量是80 kg
B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%
C．20 kg的粪属于羊未同化的能量
D．该羊一年的呼吸量是70 kg
答案 B
解析 羊一年的同化量＝摄入量－粪便量＝80 kg。粪便是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有机物积累量＝70 kg。题干中未指出草的同化量，故不能计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。
12．如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是 ( )
A．图中B能实现光能→电能→化学能的转化
B．碳元素在B→C→D中以有机物的形式流动
C．B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节
D．B、C、D被E食用，E处于第二、三、四营养级
答案 D
解析 由图可以看出A为无机环境、B为生产者、C为初级消费者、D为次级消费者、E为分解者，所以B能实现光能→电能→化学能的转化；B、E是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节；而E表示分解者，不占营养级。
13．某山区于25年前发生森林火灾，焚毁所有林木。该地区25年间没有人类活动的干扰，经过演替形成相对稳定的森林生态系统。请回答下列问题：
(1)火灾后，群落的演替类型是____________。整个过程中，生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是__________(填“增加”、“减少”或“不变”)，生态系统的____________稳定性提高。
(2)严重的森林火灾会破坏生态平衡，但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶，对该生态系统是有利的，其原因是___________________________________________________
________________________。
(3)调查人员在该地区发现了有药用价值的五味子，可食用的榛蘑、榆黄蘑，以及矮鹿、狼等多种生物。请写出该地区的一条捕食链：_______________________________。
(4)该生态系统中的生产者合成的有机物除了供自身呼吸作用消耗外，还能够提供给____________和流入________________________。
答案 (1)次生演替 增加 抵抗力
(2)加速生态系统的物质循环
(3)五味子→矮鹿→狼
(4)分解者 下一营养级(或初级消费者)
解析 (1)森林发生火灾后，还保留土壤、植物根等，故火灾后发生的群落演替是次生演替。在次生演替过程中，生态系统的营养结构趋于复杂化，生态系统的抵抗力稳定性提高。(2)“地面火”会将地面落叶焚烧，加快生态系统中物质的循环，故对生态系统有利。(3)狼捕食矮鹿，矮鹿捕食植物，比如五味子等。注意书写食物链时起点一定是生产者。(4)生产者同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中，其中构成植物体的有机物中的能量又可流向初级消费者和分解者。
14．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：
(1)图中由于缺少____________________和____________，故不能构成生态系统。
(2)图中食物网中仙人掌属于生态系统的______________(成分)，鹰和蛇的种间关系是__________________。
(3)该食物网中碳元素以________________的形式流动，动力是________________________________________________________________________。
(4)若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动量，则流入该食物网中的总能量是____________________________________，⑥/②的值表示__________________________。
答案 (1)非生物的物质和能量 分解者
(2)生产者 捕食和竞争 (3)有机物 能量流动
(4)仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能 蚂蚁→老鼠的能量传递效率
解析 生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。仙人掌和矮灌木是生产者。鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能是流入该食物网中的总能量。⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。
15．下面是生态系统的碳循环示意图，请据图回答：
(1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的________________。
(2)图中分解者通过____________或____________方式将生物组织内的碳释放到大气中。
(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，通过____________作用回到大气中。
(4)在无机环境与生物群落之间，碳元素主要以__________的形式进行循环，循环始终与____________结合在一起进行。碳元素在生物群落中以______________的形式存在。
答案 (1)光合作用 (2)有氧呼吸 无氧呼吸 (3)燃烧
(4)CO2 能量流动 有机物
解析 (1)无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落。(2)分解者能够通过有氧呼吸或无氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中。(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中。(4)碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环；物质循环往往伴随着能量流动。在生物群落中，碳主要以有机物的形式存在。
教师备课资源
1． 利用“拼图法”解决能量流动中的难题
输入第一营养级的能量(W1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。
(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。
(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。
(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值。
2． 生态金字塔
不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
含义 各营养级生物所含能量 各营养级生物的“个体数量” 各营养级“现存生物的总质量”
形状
图形特点 呈正金字塔形 一般呈正金字塔形，有时会出现倒金字塔形，如树上昆虫与树的数量关系 一般呈正金字塔形，某一时期内会出现倒金字塔形，如某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量
