专题10 生物与环境
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热点题型一 种群的数量特征及种群密度调查的分析
典例1（2023·北京·模拟题）如图为某同学建构的种群各数量特征之间关系的模型，下列叙述正确的是（ ）
A．①②③④分别指的是迁出率、迁入率、死亡率和出生率
B．春节前后，某市的人口数量变化主要取决于图中的③和④
C．利用性引诱剂诱杀某种昆虫的雄虫主要是通过控制⑤，进而影响种群的数量
D．一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度
【答案】B
【解析】根据试题分析，①是死亡率，②是出生率，③是迁出率，④是迁入率，A错误；春节前后，某市的人口数量变化主要取决于③迁出率和④迁入率，B正确；利用性引诱剂诱杀某种昆虫的雄虫主要是通过控制⑥性别比例，进而影响种群的数量，C错误；单位面积的蒲公英的数量是蒲公英种群的种群密度，D错误。故选B。
典例2（2022·上海·模拟题）高原的生态环境相对脆弱，为探索高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落的影响，下列调查方案最合理的是（ ）
（ 代表1个样方，代表干扰区，代表非干扰区）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】由于鼠兔运动能力强，活动范围大，探索高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落的影响，应该选择距离较远的样地，在每块样地里用五点取样法进行抽样调查，A正确，BCD错误。故选A。
题型一攻略
1．图示法分析种群的数量特征
2．“三看法”选择合适的种群密度调查方法
热点题型二 “J”形曲线和“S”形曲线的比较及应用分析
典例1（2022·浙江·模拟题）如图是某生态系统中，甲、乙两种种群数量与其λ的对应关系，其中λ值为一年后的种群数量Nt＋1与当前种群数量Nt之比（即λ＝Nt＋1/Nt）。据图分析下列相关叙述错误的是（ ）
A．甲、乙两种群的K值相等且均为n2
B．n2之前甲、乙两种群数量的变化趋势均为先增后减
C．当甲、乙种群数量小于n1时，甲种群的增长率大于乙种群
D．当甲、乙种群数量大于n2时，最终均保持在n2附近
【答案】B
【解析】据图分析，甲、乙两种群在n2之前，其种群数量一直在增加，因此甲、乙种群的K值（环境容纳量）相等且均为n2，A正确；n2之前甲、乙两种群的λ值均大于1，甲、乙两种群的数量一直在增加，B错误；种群的增长率为（Nt＋1－Nt）/Nt＝λ－1，因此当甲、乙种群数量小于n1时，甲种群的增长率大于乙种群，C正确；当种群数量达到最大环境容纳量时，其数量会在K值上下波动，即当甲、乙种群数量大于n2时，最终均保持在n2附近，D正确。故选B。
典例2（2022·浙江·模拟题）调查某种群一段时间内某些特征的变化，得到下图A、B曲线，下列叙述错误的是（ ）
A．该种群自然增长率为0时，出生率等于死亡率
B．若曲线A表示“S”形曲线的增长率，则第6年增长速率可能小于0
C．若曲线A表示增长速率，当其为0时，则该种群可能达到K值
D．若曲线A表示出生率，B表示死亡率，则前6年该种群的年龄结构为增长型，但将面临种群衰退问题
【答案】B
【解答】种群增长率=出生率—死亡率，自然增长率为0时，出生率等于死亡率，A正确；“S”形曲线的种群数量先增长后稳定，“S”形曲线的增长率最小值为0，不会小于0，B错误；种群增长速率是指种群在单位时间内增加的个体数量，当增长速率为0时，种群停止增长，种群数量可能达到K值，C正确；若曲线A表示出生率，B为死亡率，尽管前6年出生率大于死亡率，该种群的年龄结构为增长型，但6年以后，出生率小于死亡率，将面临种群衰退的问题，D正确。故选B。
题型二攻略
1．运用数学模型分析“J”形曲线
种群“J”形增长的数学方程式模型：Nt＝N0λt，λ代表当年种群数量和与前一年种群数量的比值，不是增长率。
（1）λ>1时，种群密度增大，如图中AB段（不包括B点）
（2）λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点
（3）λ<1时，种群密度减小，如图中BD段（不包括B、D点）
2．变式法解读“S”形曲线
注：种群增长速率＝ΔN/ΔT
两图对比分析解读：
（1）t1之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相对充裕,种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率,种群增长率达到最大值。
（2）t1－t2时，由于资源和空间条件有限，当种群密度增大时,种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长率下降。
（3）t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率,种群增长率为0。
热点题型三 群落的物种组成、结构及生态位分析
典例1（2022·湖南长沙·模拟题）西双版纳是我国高纬度、高海拔保存最完整的热带雨林，包括季节雨林、山地雨林等植被类型，季节雨林主要分布在海拔1000米以下，山地雨林主要分布在1300～1800米。下表是某研究机构对雨林土壤节肢动物多样性的部分调查结果。下列相关叙述不正确的是（ ）
项目 山地雨林 季节雨林
种群数 数量密度/（个·m-2） 种群数 数量密度/（个·m-2）
9月 11月 9月 11月 9月 11月 9月 11月
凋落物层（50cm×50cm） 22 22 8892 8613 15 19 1004 4556
A（0-5cm） 15 7 11943 7095 12 9 3030 1604
B（5-10cm） 7 5 789 458 5 4 637 866
C（10-15cm） 8 5 840 407 5 6 637 306
A．由调查结果可知，土壤节肢动物主要栖息在凋落物层和A层
B．节肢动物在森林凋落物和土壤不同层次中的分布体现了群落的垂直结构
C．节肢动物在山地雨林和季节雨林中的分布有差异，体现了群落的水平结构
D．9月和11月的调查结果不同，说明群落的物种组成和空间结构可随季节发生变化
【答案】C
【解析】凋落物层和A层的种群数和数量密度远高于B、C层，可知凋落物层和A层是节肢动物的主要栖息场所，A正确；节肢动物在森林凋落物和土壤中的分布有明显的分层现象，体现了群落的垂直结构，B正确；山地雨林和季节雨林是分布于不同海拔高度的两种群落类型，节肢动物在不同群落中的分布不能体现群落的水平结构，C错误；9月是雨季，11月降水量减少，温度逐步降低，使群落的物种组成和空间结构都发生了变化，D正确。故选C。
典例2（2022·浙江·模拟题）甲、乙是某一自然群落中两个不同的种群，a、b、c是两者的食物来源，经过很长一段时间后，甲、乙生态位发生了如图所示的变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A．以c为食物来源的个体更难以在该环境中生存
B．图中变化前后甲、乙种群的生态位均有重叠
C．图中变化前后两个种群的种群密度基本不变
D．图中变化过程中两个种群的基因频率均发生了改变
【答案】C
【解析】c所占的比例下降，导致以c为食物来源的个体更难在该环境中生存，A正确；图中变化前后，甲、乙种群的生态位关于c食物来源均有重叠，只是重叠变小，B正确；种群密度是指某个物种在单位面积或单位体积内的个体数量，从生态位变化中不能确定种群密度的变化，C错误；图中变化过程中两个种群的基因频率均发生了改变，在进化的过程中，群落中的种群会发生生态位的分化，以减少生态位的重叠，降低竞争的激烈程度，D正确。故选C。
题型三攻略
1．群落的物种组成
2．“二看法”巧辨群落的垂直结构和水平结构
“一看”定义：垂直结构是指在垂直方向上，“同一地点不同高度”呈现出明显的分层现象；水平结构是指在水平方向上，“不同地点不同海拔”呈现出镶嵌分布的特点。
“二看”原因：群落中植物的垂直结构主要受光照强度的影响，群落中动物的垂直结构主要食物和栖息空间的影响；影响群落水平结构的因素有很多，如地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点及人和动物的影响。
3．生态位
群落中每种生物都占据着稳定的生态位（不可能有两个物种的生态位完全相同），这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
热点题型四 能量流动的过程、特点及相关计算分析
典例1（2023·广东·模拟题）某海洋生态系统的能量金字塔如图1.其中1、II、II、IV分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式，某森林生态系统食物网的图解如图2。据图分析能得出的结论正确的是（ ）
A．图1还可以表示为生态系统的生物量金字塔
B．图1中的IV为分解者，能够利用各营养级传递来的能量
C．图2中B的同化量与A的同化量的比值，一般10%—20%
D．图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3kg至少消耗A为225kg
【答案】D
【解析】能量传递的特点是单向流动，逐级递减。海洋生态系统的生物量金字塔是倒置的，生产者的数量比初级消费者少，A错误；能量金字塔反应的是生产者和消费之间的关系，图1中的IV为消费者，B错误；能量传递效率是指营养级之间的传递效率，B没有包含该营养级的所有生物，C错误；图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3kg至少消耗A为1.5÷0.2÷0.2+1.5÷0.2÷0.2÷0.2=225kg，D正确；故选D。
典例2（2023·陕西·模拟题）山东省蒙阴县生态环境曾遭到严重破坏，近年来大力推进自然生态修复，使境内林木覆盖率73%。同时大力发展生态循环农业，构建形成了“兔—沼—果”和“果—菌—肥”等农业模式，被评为国家生态示范区。下图为其境内某森林生态系统中营养级之间的能量流动示意图。请回答下列问题：
（1）蒙阴县境内林木覆盖率的提高，这说明人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的____________进行。
（2）图中B1表示生产者__________________________的能量，生产者用于生长、发育和繁殖的能量为______________（用图中字母表示）。能量在第一、第二营养级之间的传递效率为________________（用图中字母表示）
（3）能量流动的特点为____________________，“果—菌—肥”生态农业是以废弃果木果枝为基料，粉碎制成菌棒菌袋来培养香菇，再利用“废菌包或细小果木枝条+畜禽粪便+微生物菌剂”的轻简化堆肥技术，制成生物有机肥进行还田，这体现了研究生态系统的能量流动，可以____________________________。
【答案】（1）速度和方向
（2）呼吸作用以热能形式散失的能量 C1+D1+E1 （B2+C2+D2+E2）/A1×100%
（3）单向流动，逐级递减 实现能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率
【解答】（1）人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
（2）图中B1表示生产者呼吸作用以热能散失的能量，用于生长发育繁殖的能量=流入下一营养级的能量D1+流入分解者的能量E1+未利用的能量C1。相邻两个营养级的传递效率=能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%，即能量在第一、第二营养级之间的传递效率为第二营养级同化量（B2+C2+D2+E2）/第一营养级的同化量A1×100%。
（3）能量流动的特点是：单向流动，逐级递减。“果—菌—肥”生态农业，体现了研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
题型四攻略
1．规避与生态系统能量流动有关的易错点
（1）流经生态系统的总能量，在自然生态系统中一般指生产者固定的能量，在人工生态系统中有时候还要考虑人工投放的有机物中的能量。
（2）能量传递效率是相邻两个营养级之间的传递效率，不是两个个体之间的传递效率；是相邻两个营养级同化量的比值，不是摄入量的比值。
（3）能量传递效率≠能量利用率。通过桑基鱼塘等生态农业，能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率。
2．牢记能量传递效率的相关“最值”计算
热点题型五 生态系统功能的综合分析
典例1（2023·江苏·模拟题）（多选）人类活动在不断改变地球的生物化学循环，其中最主要的原因是大气中的CO2不断攀升。大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．能量作为物质的载体，使物质沿着食物链（网）流动
B．该示意图可体现碳循环具有循环往复的特点
C．藻类可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环
D．从物质循环的角度看，藻类碳元素的根本来源是大气中的CO2
【答案】BCD
【解析】生态系统的能量流动和物质循环是同时进行的，物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复，A错误；由示意图可知，物质可以从生物群落到无机环境，又可以从无机环境到生物群落，体现了物质循环具有循环往复运动的特点，B正确；藻类通过呼吸作用和光合作用完成碳在生物与无机环境间的相互转化，参与生态系统的碳循环，C正确；藻类中的有机物归根结底来源于进行光合作用的有机物，而光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的CO2，D正确。故选BCD。
典例2（2022·辽宁·联考题）湿地生态系统生物多样性丰富，具有很高的环保价值，被称为“地球之肾”。建立人工湿地公园是解决城市水污染的一种有效途径。下图1是人工湿地处理城市污水的示意图，其中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种成分；图2是该人工湿地能量输入、传递和散失的模式图，其中A、B、C、D表示不同的生物。据图回答下列问题：
（1）图2中的A、B、C、D生物分别属于图1中的___________（用甲、乙、丙回答）。
（2）湿地中河面水鸟嬉戏交颈，使人联想起“关关雎鸠，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑”的诗句。诗中“关关”（象声词，雌、雄二鸟相互应和的叫声）属于生态系统中的___________信息，“关关”信息在生态系统中的作用是_______________________。湿地中的鱼类在觅食过程中的游动引来了鸟类，鸟类捕食行为逼迫鱼类躲避捕食，这说明生态系统的信息传递还可以_______________________，以维持生态系统的平衡稳定。
（3）流经图1人工湿地生态系统的总能量一般_________（填“大于”、“小于”或“等于”）该系统中生产者所固定的太阳能。分析图2可知，能量逐级递减的原因主要是同化的能量被自身呼吸消耗和____
_________。通常第三营养级的生物体个数远远少于第二营养级，主要原因是_______________________。
【答案】（1）乙、丙、丙、甲
（2）物理 有利于生物种群的繁衍 调节种间关系
（3）大于 流向分解者 营养级越高，可利用的能量越少，种群数量也就越少
【解答】（1）图1中乙可以利用大气中的CO2，所以乙是生产者，丙中碳的来源是是乙，且还能流向甲，所以丙是消费者，则甲是分解者，图2中A吸收光能，则A是生产者，B是初级消费者，C是次级消费者，D是分解者，所以图2中的A、B、C、D生物分别属于图1中的乙、丙、丙、甲。
（2）叫声属于生态系统的物理信息，故“关关”（象声词，雌、雄二鸟相互应和的叫声）属于生态系统中的物理信息，该现象表明信息传递有利于生物种群的繁衍。湿地中的鱼类在觅食过程中的游动引来了鸟类，鸟类捕食行为逼迫鱼类躲避捕食，捕食关系属于种间关系，因此这说明生态系统的信息传递还可以调节种间关系，维持生态系统的稳定。
（3）流经图1人工湿地生态系统的总能量包括该系统中生产者所固定的太阳能和城市污水中带入的能量，所以流经图1人工湿地生态系统的总能量大于该系统中生产者所固定的太阳能。同化的能量=流向下一营养级+自身呼吸消耗+流向分解者。因为能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高，可利用的能量就越少，种群数量也就越少，因此第三营养级的生物体个数远远少于第二营养级。
题型五攻略
1．“三看法”分析物质循环
根据“三看法”分析：下图中Y、4、A是大气中的CO2,；X、1、E是生产者；W、3、C是分解者；其余成分均为消费者。
3．信息传递种类的辨析
热点题型六 生物多样性及其保护分析
典例1（2023·四川·模拟题）自贡釜溪河曾在开展综合治理建立湿地生态系统中，引进外来物种水葫芦（凤眼莲），结果造成了水葫芦疯长。下列说法合理的是（ ）
A．能实现当地物种多样性的增加
B．是对凤眼莲进行异地保护
C．引入水葫芦体现了生物多样性的直接价值
D．外来物种入侵会破坏釜溪河湿地生态系统的多样性
【答案】D
【解析】水葫芦引进后造成生态入侵，使当地物种多样性减少，A错误；凤眼莲已经造成生态入侵，因此是对凤眼莲进行治理，而不是异地保护，B错误；引入水葫芦的目的是综合治理建立湿地生态系统，属于生态功能，体现了生物多样性的间接价值，C错误；外来物种入侵会破坏釜溪河湿地生态系统的多样性，D正确。故选D。
典例2（2022·辽宁·历年真题）采用样线法（以一定的速度沿样线前进，同时记录样线两侧一定距离内鸟类的种类及数量）对某地城市公园中鸟类多样性进行调查，结果见下表。下列分析不合理的是（ ）
城市公园类型 植物园 森林公园 湿地公园 山体公园
物种数量 41 52 63 38
A．植物园为鸟类提供易地保护的生存空间，一定程度上增加了鸟类物种多样性
B．森林公园群落结构复杂，能够满足多种鸟类对栖息地的要求，鸟类种类较多
C．湿地公园为鸟类提供丰富的食物及相对隐蔽的栖息场所，鸟类种类最多
D．山体公园由于生境碎片化及人类活动频繁的干扰，鸟类物种数量最少
【答案】A
【解析】植物园为鸟类提供了食物和栖息空间，其中的鸟类不是易地保护迁来的，A错误；森林公园植物种类多样，群落结构复杂，能够满足多种鸟类对栖息地的要求，鸟类种类较多，B正确；湿地公园芦苇、水草繁茂，有机质丰富，为鸟类提供了理想的食物和隐蔽的栖息场所，鸟类种类最多，C正确；山体公园由于生境碎片化及人类活动频繁的干扰，鸟类物种数量最少，D正确。故选A。
题型六攻略
与生物多样性相关的“四个明确”
注：（1）同种生物（无生殖隔离）不同个体（或种群）间存在遗传多样性或基因多样性。
（2）不同生物（具有生殖隔离）即不同物种间存在物种多样性。
（3）不同生态系统（生物群落+非生物环境）间存在生态系统多样性。因此，生物多样性并不仅仅局限于“生物”范畴。
（4）生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
（5）一种野生生物一旦从地球上消失，就无法再生，它的各种价值就不复存在了，也就是说一个基因库消失了。
答案第1页，共2页
2专题10 生物与环境综合
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1. 在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情，先后两次（间隔3天）对该种群展开了调查，前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。
在两次调查间隔期内，该昆虫种群最可能遭遇到的事件为（ ）
A. 受寒潮侵袭 B. 遭杀虫剂消杀 C. 被天敌捕杀 D. 被性外激素诱杀
2. 根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为（ ）
A. 2×104条 B. 4×104条 C. 6×104条 D. 8×104条
3. 乔木种群的径级结构（代表年龄组成）可以反映种群与环境之间的相互关系，预测种群未来发展趋势。研究人员调查了甲、乙两地不同坡向某种乔木的径级结构，结果见如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 甲地Ⅲ径级个体可能在幼年期经历了干旱等不利环境
B. 乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度低
C. 甲、乙两地阳坡的种群年龄结构分别为稳定型和衰退型
D. 甲、乙两地阴坡的种群增长曲线均为S型
4. 分层现象是群落研究的重要内容。下列关于森林群落分层现象的叙述，正确的是（ ）
①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力
②森林植物从上到下可以分为不同层次，最上层为灌木层
③垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关
④森林群落中动物的分层现象与食物有关
⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果
⑥群落中植物垂直分层现象的形成是由动物种类决定的
A. ①③④⑤ B. ②④⑤⑥ C. ①②③⑥ D. ③④⑤⑥
5. 太平洋某岛上生存着上百个蜗牛物种，但同一区域中只有少数几个蜗牛物种共存。生活在同一区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性高，生活在不同区域的不同蜗牛物种之间外壳相似性低。下列叙述正确的是（ ）
A. 该岛上蜗牛物种数就是该岛的物种多样性
B. 该岛上所有蜗牛的全部基因组成了一个基因库
C. 同一区域内的不同蜗牛物种具有相似的外壳是自然选择的结果
D. 仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位重叠的结果
6. 树线是指直立树木分布的海拔上限，如图1所示。图2表示甲、乙两种群先后迁入树线以下后的种群数量变化曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 树线上下分布的生物群落不同，这种空间上的配置属于群落的水平结构
B. 用样方法调查不同样地内的植被类型，发现树线上升，推测群落发生了初生演替
C. 调查树线以下土壤小动物丰富度时，可以用样方法和记名计算法
D. t2到t3阶段甲种群的增长速率为零，当乙种群迁入后，甲种群λ值一直下降
7. 植物光合作用固定的能量中，有一部分被植物的呼吸消耗掉了，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这部分能量为净初级生产量。下图表示某人工林的能量流动过程（图中能量值的单位均为1010J m-2 a-1））。下列相关分析正确的是（ ）
A. 该人工林中植物固定的总能量为754 B. 木材中的能量占净初级生产量的24.4%
C. 净初级生产量被分解者利用的比例最低 D. 木材运出时部分净初级生产量随之输出
8. 如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，相关叙述错误的是（ ）
A. 能量流动和物质循环是沿着生态系统的营养结构进行的
B. 图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程
C. ②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D. 若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO2
9. 生态净化方法是在水体中构建健康的微型生态系统，是一种低成本、环境友好的景观水体水质净化方式。研究者利用构建模型的方法，探究了在北京奥林匹克森林公园主湖内放入底栖动物田螺后，向湖内投入不同量鲤鱼时，鲤鱼生物量随时间的变化结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A. 田螺的加入提高了主湖中鲤鱼的出生率
B. 模型2中鲤鱼生物量将维持在16g/m2不再变化
C. 生态净化方法利用了生态工程的自生原理
D. 利用田螺净化水质体现了生物多样性的直接价值
二、多选题
10. 高原鼢鼠是一种营地下生活的挖掘类啮齿动物，挖洞时将挖出的土堆在地面，会在草甸中形成无植被覆盖的裸露土丘，土丘需6年左右才能逐步恢复。图1中CK、A、B、C、D表示土丘密度不同的5个区域（“·”表示土丘）。图2表示演替至第6年时各区域的生物量和植物丰富度，下列分析正确的是 （ ）
A. 裸露土丘的恢复过程属于种群的次生演替
B. 草甸中高原鼢鼠数量越多，恢复后植物丰富度越高
C. 鼢鼠挖洞行为有利于疏松土壤从而促进植物生长
D. 彻底消灭鼢鼠不利于提高草甸生态系统的稳定性
三、填空题
11. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
蚜虫的适应策略
蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜；秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物，体内还有布氏菌等多种微生物，这些生物之间的关系如图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时，将口器刺入植物组织，寻找到筛管，持续吸食筛管汁液，但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明，筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。
蚜虫仅以筛管汁液为食，其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在，但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 甲硫 氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸
植物提供 + - - - - - - - \ -
布氏菌合成 - + + + + + + + \ +
注：“-”代表低于蚜虫需求的量，“+”代表高于蚜虫需求的量，“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分，为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力，在生态系统中扮演着独特的角色。
（1）蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析，图中实线单箭头代表了_______________的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，而在蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_____________。
（3）蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞，可能是因为蚜虫唾液中有_______________的物质。
（4）从文中可知，蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_________________________________________。
（5）从物质与能量以及进化与适应的角度，分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义。
12. 在一个群落中随机选取大量样方，某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度，频度分级标准如表所示。在植物种类分布均匀且稳定性较高的生物群落中，各频度级植物物种数在该群落植物物种总数中的占比呈现一定的规律，如图所示。
频度 级
1%~20% 21%~40% 41%~60% 61%~80% 81%~100% A B C D E
（1）若植物甲为该群落的优势种，则植物甲的频度最可能属于______级，而调查发现该频度级中的植物乙不是优势种，则乙的种群密度和分布范围的特点分别是______、______。
（2）若某草地植物物种的频度级符合上图所示比例关系，且属于D频度级的植物有16种，则该草地中植物类群的丰富度为______ 种。
（3）若研究植物甲的生态位，通常需要研究的因素有______（填标号）。
A. 甲在该区域出现的频率 B. 甲的种群密
C. 甲的植株高度 D. 甲与其他物种的关系
（4）随着时间的推移，群落可能会发生演替。群落演替的原因是______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
据图分析，第2次调查较第1次调查结果比较生殖期和生殖后期昆虫的性别比例变化较大。
【解答】
A、若昆虫种群受寒潮侵袭，则各日龄阶段昆虫侵袭程度应一致，A错误；
B、若昆虫种群遭杀虫剂消杀，则各日龄阶段昆虫消杀程度应一致，B错误；
C、若昆虫种群被天敌捕杀，则应是低日龄阶段昆虫被影响较大，C错误；
D、性引诱剂可以吸引交配期的雄性个体，进行诱杀，因此生殖期和生殖后期雄性昆虫数量变化较大，D正确。
故选D。
2.【答案】A
【解析】由题可知，“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”，假设该种群总数为X，则有950/（X-1000）=1000/X，计算得出X=2×104，即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条， A正确，BCD错误。 故选A。
3.【答案】B
【解析】A、由甲地个体数的柱形图可知，甲地Ⅲ径级个体可能在幼年期经历了干旱等不利环境，所以数量较少，A正确；
B、乙地阳坡的种群密度为（10+15+20+25+30+40）=140个/500m2，甲地阳坡的种群密度为（20+20+5+20+25+20）=110个/500m2，故乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度高，B错误；
C、甲地阳坡各径级的个体数相当，属于稳定型；乙地阳坡的老年期个体数＞中年期个体数＞幼年期个体数，属于衰退型，C正确；
D、甲、乙两地阴坡的种群数量均有幼年时期个体数多（增长快）、老年期数量趋于稳定的特点，故二者种群增长曲线均为S型，D正确。
故选：B。
种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用；年龄组成可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
本题主要考查种群的特征的相关知识，要求考生识记并理解种群的数量特征。
4.【答案】A
【解析】①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力，①正确；
②森林植物从上到下可分为不同层次，最上层为乔木层，其下依次是灌木层，草本层，②错误；
③在垂直方向上森林中植物分层现象与对光照的利用有关，③正确；
④森林群落中动物的分层现象与食物和栖息地有关，④正确；
⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果，⑤正确；
⑥群落中植物因受光照的影响具有垂直分层现象，所以植物的分层现象与植物对光的利用有关，⑥错误；
故选：A。
群落的空间结构：
a、定义：在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
b、包括垂直结构和水平结构。
垂直结构：是指在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。
意义：提高了群落利用阳光等环境资源能力；
植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，所以动物也有分层现象；植物分层与光照强度有关，动物与食物和栖息地有关
水平结构：是指由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，它们呈镶嵌分布。
本题主要考查群落中的分层现象，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
5.【答案】C
【解析】A、物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度，蜗牛只是其中的一种生物，其数量不能代表该岛的物种多样性，A错误；
B、一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库，而该岛上的蜗牛有上百个物种，故其全部基因不能组成一个基因库，B错误；
C、同一区域内的不同蜗牛物种所处的环境相同，具有相似的外壳，是自然选择的结果，C正确；
D、仅有少数蜗牛物种生存在同一区域是种间竞争造成生态位分化的结果，D错误。
故选C。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
图1中，树线上升幅度与树线之上植被厚度呈负相关。图2中，甲种群先迁入该生态系统呈现出S型种群增长曲线，乙种群后迁入，甲乙种群数量呈现不同步的增减变化，说明乙捕食甲。
【详解】
A、同一群落中不同种群占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构，在水平方向上表现出来的特征就是水平结构，“树线上下分布的生物群落不同”，这里指的不只是一个群落，不属于群落的水平结构范畴，A错误；
B、可以采用样方法调查不同样地内的植被类型，从而确定树线的上升幅度，树线上升过程中，群落发生了次生演替，B错误；
C、丰富度是指物种数目的多少，研究树线以下土壤小动物丰富度时，可以用样方法对小动物种类进行采集调查，用记名计数法或目测估计法进行统计和计数，C正确；
D、当乙种群迁入后，甲种群数量先降低后增加，因此甲种群λ值也是先减小后增加，D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】A、人工林中植物固定的总能量大于净初级生产量，即大于754，A错误；
B、木材中的能量占净初级生产量的比例为130÷754=17.2%，B错误；
C、从图示中的数据看出，净初级生产量被分解者利用的比例最高，C错误；
D、木材运出时部分净初级生产量随之输出，D正确。
故选D。
植物光合作用固定的能量中，有一部分被植物的呼吸消耗掉了，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这部分能量为净初级生产量，说明人工林中植物固定的总能量大于754。从图示中的数据看出，净初级生产量被分解者利用的比例最高，木材运出时部分净初级生产量随之输出，据此解答。
本题考查了生态系统的能量流动的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力。
8.【答案】D
【解析】A、能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程（即捕食关系）相依相伴进行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，A正确；
B、图中黑色箭头②③④单向流动，可表示能量流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质循环过程，B正确；
C、通过分析可知，②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量，C正确；
D、碳在③④之间是以含碳有机物的形式流动的，D错误。
故选：D。
图示分析：①主要表示生产者通过光合作用固定太阳能，②表示各种生物的呼吸作用以热能形式散失的能量，③④表示捕食关系以及能量流动的方向，⑤表示生物群落与无机环境中之间的物质循环。
本题以食物链和食物网为依托，考查物质循环和能量流动的特点和关系，较为基础。
9.【答案】C
【解析】A、据图可知，加入田螺后，鲫鱼的干重增加，但不能由此推断田螺的加入提高了主湖中鲤鱼的出生率，A错误；
B、模型2中鲤鱼生物量在16g/m左右波动，而非不再变化，B错误；
C、自生原理是把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，生态净化方法利用了生态工程的自生原理，C正确；
D、利用田螺净化水质是生态保护方面的作用，体现了生物多样性的间接价值，D错误。
故选C。
10.【答案】CD
【解析】A、裸露土丘的恢复过程属于群落的次生演替，因为该条件下有土壤条件，种群没有演替的特点，A错误；
B、根据实验结果可知，草甸中高原鼢鼠数量越多，恢复后植物丰富度越高，但超过C密度值后，植物的丰富度没有明显的增加趋势，B错误；
C、鼢鼠挖洞行为有利于疏松土壤促进根系的有氧呼吸，进而促进植物根系对矿质元素的吸收，从而促进植物生长，C正确；
D、调查结果显示，高原鼢鼠对群落具有一定的积极影响，因此，彻底消灭鼢鼠会使植物丰富度下降，进而使生态系统中的营养结构简单，自我调节能力下降，不利于提高草甸生态系统的稳定性，D正确。
故选CD。
11.【答案】(1) 群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料。
【解析】
【分析】
本题考查群落的结构和特点及其应用。
1、群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2、由图可知，虚线表示群落的种间关系，实线表示能量流动的方向。
3、由表可知，蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
【解答】
（1）蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了群落。由图可知，实线单箭头从植物指向蚜虫，从蚜虫指向瓢虫或草蛉，代表了能量流动的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，布氏菌与植物为蚜虫提供蚜虫自身不能合成的氨基酸，蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
（3）由题可知，筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。实验表明，筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶，可推测唾液中有抑制Ca2+对P蛋白作用的物质，使蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞。
（4）由题可知，筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少，蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露，蜜露以糖为主要成分。可推测蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分。
（5）春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜，秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，以降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料。
故本题答案为：
(1)群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料。
12.【答案】（1）E 大 广
（2）200
（3）ABCD
（4）环境不断变化；人类活动的干扰；种内与种间关系的改变；生物本身不断的繁殖，迁移或者迁徙
【解析】（1）优势种是指对群落的结构和形成有明显控制作用的种类，它包括群落每层中在数量上最多、体积上最大、对生境影响最大的种类，而某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度，因此若植物甲为该群落的优势种，则植物甲的频度最可能属于E级。调查发现E级中的植物乙不是优势种，说明植物乙在整个群落的数量较多，即乙的种群密度大，同时说明植物乙在整个群落中分布范围广。
（2）由图可知，D频度级物种数所占百分比为8%，属于D频度级的植物有16种，则该草地中植物类群的丰富度为16÷8%=200种。
（3）研究植物的生态位，通常要研究它在该区域出现的频率、种群密度、植株高度等特征，同时也要研究它与其他物种间的关系。故选ABCD。
（4）群落演替的原因：①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，但对另一些物种的生存产生不利影响。②人类活动的干扰：人对生物群落的影响远远超过其他的自然因素。③种内与种间关系的改变。④生物本身不断的繁殖，迁移或者迁徙。
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