高考生物二轮复习限时集训：11 生态系统及生态环境的保护（含解析）

高考生物二轮复习限时集训
11　生态系统及生态环境的保护
[时间:30min]
1.[2023·福建厦门四模] 立夏可分为三候,据《礼记 ·月令》记载:初候蝼蛄鸣,二候蚯蚓出,三候王瓜生 。下列叙述错误的是 (　)
A.蝼蛄鸣叫声属于物理信息,对生物种群的繁衍具有重要作用
B.蚯蚓作为分解者可以为植物生长提供无机盐和二氧化碳
C.作物在夏季能快速生长与气温升高和雨量增多等因素有关
D.王瓜、蝼蛄和蚯蚓构成了一条完整的食物链
2.马达加斯加濒临灭绝的哺乳动物物种数量从2010年的56种增加到2021年的128种。研究人员警告称,如果不及时采取保育行动,马达加斯加生物多样性所受到的影响可能会长达几百万年。下列有关叙述错误的是 (　)
A.环境严重破坏导致生物锐减属于正反馈调节
B.保护生物多样性的最有效的措施是建立自然保护区以及国家公园等
C.生物多样性在促进生态系统中基因流动和协同进化等方面有重要价值
D.哺乳动物的灭绝只会引起物种和基因多样性的降低
3.某地是典型石灰岩地貌,自然环境恶劣。现通过生态工程的建设,移植填埋表土,种植油茶、果树、蔬菜、中草药,培养林菌,林下养殖林禽,打造森林景观的发展模式,不仅石漠化总体恶化趋势得到有效遏制,还提高了农民的收入。下列表述不正确的是 (　)
A.该模式体现了自生、整体等生态学原理
B.林下养殖林禽可在一定程度上增加生态承载力和生态足迹
C.油茶、药材合理搭配提高了群落对光等资源的利用率
D.该生态工程的建设改变了自然演替的速度和方向
4.磷虾是极地海洋中的精灵,养活了海洋中大部分生物,近些年来气候变化和人类捕捞导致磷虾数量大幅减少。如图表示南极海域典型食物网,下列说法正确的是 (　)
A.图中生物和分解者共同构成了生态系统的成分
B.南极海域能够容纳磷虾的最大数量称为环境容纳量
C.据图可知,磷虾能量可通过超过3条食物链流向海豹
D.可以通过大量捕杀须鲸等方法来增加磷虾数量
5.[2023·山东泰安模拟] 如图为某废弃草场部分能量流动关系图,每一营养级所积累有机物中的能量记为NPP,即净生产量;腐殖质中的能量记为DOM;呼吸散失的能量记为R。图中GS是指植食者系统所同化的能量。方框和箭头的相对大小与其蕴含及流动的能量多少相对应,图中数字为能量数值[单位∶J/(cm2·a)]。下列说法错误的是 (　)
A.草场生态系统的结构包括组成成分和营养结构
B.从能量流动的角度分析,图中NPP是指用于生长、发育和繁殖的能量
C.植食者系统的NPP可表示为GS-R1
D.已知图中营养级间能量传递效率为15%,生产者未利用的能量占其同化量的2.5%,则生产者呼吸消耗的能量为400 J/(cm2·a)
6.如图表示不同环境条件下生物体的同化量在以下三项主要生命活动中分配的情况:①用于与其他物种争夺相同资源所消耗的能量;②用于避免被捕食所消耗的能量;③用于产生下一代所消耗的能量。下列叙述正确的是 (　)
A.生物体同化量的去向包括呼吸散失,用于自身生长、发育和繁殖、流向分解者和下一营养级等
B.乙能量分配模式说明该物种与其他物种的生态位有较大重叠,有利于对环境资源的充分利用
C.竞争越激烈、被捕食压力越大,种群用于繁殖的能量比例就越大
D.为防治农田鼠害,可引入鼠的天敌使其能量分配向情况丙转变,从而降低鼠的环境容纳量
7.[2023·湖南长沙雅礼中学二模] 过去的圭塘河因工业污水排入等原因产生了生态退化的问题。经治理后,该地区生态环境已有明显改善,一些居民在河岸边种植了蔬菜。研究人员对河边蔬菜中重金属污染情况进行了调查,结果如下表所示:
蔬菜种类 重金属平均含量/(mg·kg-1)
Pb Hg As Cd
叶菜类 0.43 0.02 0.13 0.06
瓜果类 0.04 0.04 0.02 0.03
根菜类 0.12 0.03 0.05 —
下列相关叙述中不正确的是 (　)
A.圭塘河边土壤环境中重金属Hg、Cd含量可能很低
B.重金属Pb、As和Cd更容易在叶菜类蔬菜中富集
C.蔬菜中的重金属沿食物链富集到人体中,可能造成人体重金属中毒
D.蔬菜中的重金属元素沿食物链传递,能较快地回归到非生物环境
8.[2023·广东广州三模] “纳米曝气—生物膜(积聚较多微生物的人工织物)—水生植物”一体化生态修复集成系统分别从水体增氧、微生物增殖、植物吸收等途径对生活污水进行全面水质净化,从而实现对河道的生态修复。如图是该河道的模拟修复示意图。下列叙述错误的是 (　)
A.纳米曝气可促进湖底淤泥中和生物膜上需氧微生物分解有机污染物
B.消费者、分解者的能量最终均来自该系统中生产者固定的太阳能
C.有效选择人工浮床中的植物种类并合理布设,这遵循了自生原理
D.与修复前相比,该河道修复后物种丰富度更大,自我调节能力提高
9.南黄海辐射沙脊群是世界上规模最大的辐射沙脊群。研究者对该沙脊群及邻近海域生态系统进行了研究。请回答:
(1)如图为该水域生态系统某时期能量流动的部分图解,图中数字代表所占系统总能量的百分比。
①流经该生态系统的总能量是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为　　　　,第二营养级最主要的能量去向是　 　　。图中所示能量流动的特点是　　　　　　　　　　　　　。
(2)沿海湿地是巨大的“碳库”,对于碳循环的稳定进行具有重要的作用,这体现了生物多样性的　　　　　价值。试分析湿地被称为“碳库”的原因是　　　　　　　　　　。
(3)该海域浮游植物密度分别于春季和秋季出现双高峰值的周年变化趋势。已知浮游植物的密度与环境条件和无机营养条件密切相关,试分析出现春季峰值的主要原因是　　　　　　　　　　。
10.[2023·山东济南三模] 某湖泊由于水生植物腐败、污水排放等原因导致水体出现严重有机污染以及水华现象。科研人员创建了三个样池并标号1、2、3,除养分浓度不同(3>2>1)外,其余初始条件均相同且适宜,一段时间后统计了各样池中生产者同化的总能量GPP及呼吸散失量R与水层深度Z的关系,如下图。请回答以下问题:
(1)从生态系统的稳定性角度分析,该湖泊生态失衡的原因是　　　　　　　　　　。控制污染源若干年后该湖泊会重新回到原有的生态平衡,这依赖于生态系统具有　　　　　　　性。
(2)图中Zeu的含义是　　　　　　　　　　　　　　　。长期处于该点状态时生态系统　　　　(填“能”或“不能”)维持稳态。理由是　　　　　　　　。
(3)养分浓度对GPP和Zeu的影响分别是　　　　　　　,主要原因是　　　　　　　。
(4)为了治理该湖泊,研究人员采取太阳能水生态修复方案,利用太阳能电机系统产生纵向的高速流来搅动水体,破坏表层生物层的同时将底层低溶解氧的水提升到表层,该方案治理效果良好。请结合群落及生态系统的相关知识和以上信息,从两个角度说明该生态修复方案的作用机理:　　　　　　　　　　　　。
11.生态学家W.C.Allee提出,群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种群密度,在最适的种群密度时群体存活力最高,种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用,这一现象被称为阿利氏规律。种群的群体存活力及其部分影响因素如下图所示,请回答下列问题:
(1)野鸽、蜜蜂均属于群聚性生活的动物种群,这些种群中有明确的分工。如当“站哨”的野鸽发现鹰时,会发出有规律的叫声提醒同伴躲避鹰的捕食;蜜蜂发现“蜜源”时,会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜。野鸽的“叫声”、蜜蜂“跳舞”分别属于　　　　　　　　　　　信息;“站哨”的野鸽发出叫声提醒同伴躲避鹰的捕食体现了信息传递具有　　　　　　　　　　　　　的功能。
(2)当种群密度过低时,群体存活力较低,种群灭绝风险大大增加,据图分析,导致群体存活力较低的原因是　　　　　　　　　　　　。结合所学知识分析,种群密度过高会导致　　　　　　　　　　　,使种内竞争加剧,群体存活力迅速下降。
(3)研究和应用阿利氏规律具有重要的现实意义,例如,将某动物种群引入其他地区时,需要保证　　　　　;在规划、建设和发展城市时,对城市人口密度的要求是　　　　　　　,过疏或过密都会产生不良后果。
(4)天敌作为捕食者会影响被捕食者的种群数量,但捕食者的存在客观上可促进被捕食者种群的发展,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
限时集训(十一)
1.D　[解析] 蝼蛄鸣叫声属于物理信息,生态系统中信息传递对种群的繁衍具有重要作用,A正确;蚯蚓作为分解者可以通过分解有机物形成无机物,为植物生长提供无机盐和二氧化碳,B正确;作物在夏季能快速生长与气温升高和雨量增多等因素有关,即温度适宜、水量充足有利于细胞代谢,进而促进植物的生长,C正确;蚯蚓作为分解者,不参与构成食物链,D错误。
2.D　[解析] 正反馈调节会使生态系统偏离原来正常的状态,负反馈调节维持生态系统的相对稳定,环境破坏之后导致生物多样性锐减,会使生态系统进一步偏离稳定状态,属于正反馈调节,A正确;保护生物多样性最有效的措施是就地保护,如建立自然保护区以及国家公园等,B正确;生物多样性的间接价值体现在对生态系统起到重要调节作用的价值,也叫生态功能,此外,生物多样性在促进生态系统中基因流动和协同进化等方面也具有重要作用,C正确;生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次,某些生物灭绝后,物种数减少,这些生物所携带的基因也消失了,同时其所在生态系统也会受影响,所以会引起物种和基因以及生态系统多样性的降低,D错误。
3.B　[解析] 由题意可知,通过生态工程的建设打造的森林景观中有效选择生物组分并合理布设,考虑了自然生态系统规律以及经济和社会等系统的影响力,体现了自生、整体等生态学原理,A正确;生态足迹也称“生态占用”,生态足迹越大,代表人类需要的资源越多,对环境的影响越大,而林下养殖林禽并未增加生态足迹,B错误;油茶、药材合理搭配,增加了植物群落垂直结构的复杂程度,提高了群落对光等资源的利用率,C正确;该生态工程的建设涉及人类活动,而人类活动在一定程度上能改变自然演替的速度和方向,D正确。
4.C　[解析] 生态系统的成分包括非生物的物质和能量以及生物群落,A错误;环境容纳量是指一定环境条件所能维持的种群最大数量,B错误;图中方块内的生物可能不止1种,所以磷虾能量可通过多条食物链流向海豹,C正确;捕杀须鲸后,小型鱼类和鱿鱼以及阿德利企鹅会更多地捕食磷虾,且该方法会导致须鲸数量急剧下降,破坏了生态系统的稳定性,最终使得磷虾的数量不一定增加,D错误。
5.D　[解析] 生态系统的结构包括其组成成分及营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,营养结构是指食物链和食物网,A正确;从能量流动的角度分析,每一营养级所积累有机物中的能量NPP为该营养级同化量减去呼吸散失的能量,即用于生长、发育和繁殖的能量,B正确;植食者系统的NPP=植食者系统所同化的能量-呼吸作用散失的能量=GS-R1,C正确;植食者系统所同化的能量为180 J/(cm2·a),营养级间能量传递效率为15%,则生产者同化量为180÷0.15=1200 J/(cm2·a),生产者呼吸消耗的能量=同化量-未利用-流向分解者-流向下一营养级=1200-1200×0.025-540-180=450 J/(cm2·a),D错误。
6.D　[解析] 生物体同化量的去向包括呼吸散失、分解者分解利用、未利用、流向下一营养级等,但最高营养级的能量并不流入下一营养级,A错误;乙为高竞争影响,说明该物种与其他物种的生态位有较大重叠,导致与其他生物的竞争较激烈,使种群用于繁殖的能量比例较小,不利于对环境资源的充分利用,B错误;与其他生物的竞争越激烈,被捕食压力越大,这两方面消耗的能量就越多,导致种群用于繁殖的能量比例就越小,C错误;为防治农田鼠害,可引入其天敌,使鼠的能量分配向情况丙转变,从而降低鼠的环境容纳量,D正确。
7.D　[解析] 据表可知,重金属Hg、Cd在蔬菜中的含量较低,故推测圭塘河边土壤环境中重金属Hg、Cd含量可能很低,A正确;据表可知,重金属Pb、As和Cd在叶菜类中的平均含量最高,说明重金属Pb、As和Cd更容易在叶菜类蔬菜中富集,B正确;重金属很难被生物分解,蔬菜中的重金属沿食物链富集到人体中,可能造成人体重金属中毒,C正确;蔬菜中的重金属元素沿食物链传递,可以通过分解者的分解作用回归到非生物环境,但速度较慢,D错误。
8.B　[解析] 纳米曝气能提高水体中的溶氧量,进而可促进湖底淤泥中和生物膜上需氧微生物的有氧呼吸,快速分解有机污染物,A正确;本生态系统的最终能量来自该系统中生产者固定的太阳能和生活污水中的化学能,B错误;有效选择人工浮床中的植物种类并合理布设,可提高生态系统的自我调节能力,该设计遵循了生态工程的自生原理,C正确;与修复前相比,该河道修复后物种丰富度更大,营养结构更加复杂,抵抗力稳定性提高,自我调节能力提高,D正确。
9.(1)生产者固定的太阳能和通过河流输入的有机碎屑中的能量　12.37%　自身呼吸作用以热能的形式散失　单向流动,逐级递减
(2)间接　相对厌氧的条件限制了有机物的分解,使湿地中固定的有机物不断堆积,起到储存碳的作用
(3)春季光照增强,水温升高,同时分解者活动加强为浮游植物提供了更多无机营养,使浮游植物大量繁殖
[解析] (1)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和通过河流输入的有机碎屑中的能量。第一营养级的同化量所占比例为46.39%,第二营养级的同化量所占比例为5.738%,所以第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(5.738%÷46.39%)×100%≈12.37%;第二营养级的能量去向有自身呼吸作用以热能的形式散失、被分解者利用、流入下一营养级、被捕捞,根据图中数据计算可知,最主要的能量去向是自身呼吸作用以热能的形式散失(5.738%-0.0179%-0.485%-1.528%=3.7071%);由图可知能量流动的特点是单向流动、逐级递减。(2)沿海湿地对于碳循环稳定进行的作用,属于调节生态系统的功能,体现的是生物多样性的间接价值。湿地中植物种类丰富,通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,转化为有机碳,由于湿地底部相对厌氧的环境使有机物分解速度慢,动植物的有机碎屑大量累积,最终植物固定的碳大部分储存在湿地底部。(3)春季,光照增强,水温升高,同时分解者活动加强为浮游植物提供了更多无机营养,导致浮游植物大量繁殖,出现春季峰值。
10.(1)生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏　恢复力稳定
(2)该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深　不能　在此点时生产者同化的能量等于其呼吸消耗的能量,没有用于生长、发育和繁殖的能量,能量无法流向分解者和下一营养级
(3)随养分浓度增加,浅水层的GPP变大,深水层的GPP变小;Zeu变小　高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖,固定的太阳能增加,GPP增加;而照射到深水层的光照减少,水下植物固定的太阳能降低,GPP变小;随水深增加,GPP变小,而养分浓度越高生产者的R越大,所以Zeu变小
(4)搅动水体使溶解氧增加,减少了浮游动物等初级消费者的死亡,可通过捕食浮游植物缓解水华现象;溶解氧增加,水体中好氧细菌增加,加快分解有机物缓解有机污染;表层生物层被破坏,对光的遮蔽减弱,中下层植物获得的光照增加,生命活动增强,对N、P等元素的吸收增加
[解析] (1)生态失衡的原因是生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。抵抗力稳定性的实质是抵抗干扰,保持自身结构与功能相对稳定,恢复力稳定性的实质是遭到破坏,恢复原状。控制污染源若干年后该湖泊会重新回到原有的生态平衡,这依赖于生态系统具有恢复力稳定性。(2)由图可知,图中Zeu的含义是该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深。长期处于生产者同化的总能量和呼吸散失量相等这种状态时,生产者没有用于生长、发育和繁殖的能量,能量无法流向分解者和下一营养级,所以生态系统不能维持稳态。(3)随养分浓度增加,浅水层的GPP变大,深水层的GPP变小,Zeu变小。原因是高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖,固定的太阳能增加,GPP增加;而照射到深水层的光照减少,水下植物固定的太阳能降低,GPP变小;随水深增加,GPP变小,而养分浓度越高生产者的R越大,所以Zeu变小。(4)搅动水体使溶解氧增加,减少了浮游动物等初级消费者的死亡,可通过捕食浮游植物缓解水华现象;溶解氧增加,水体中好氧细菌增加,加快分解有机物缓解有机污染;表层生物层被破坏,对光的遮蔽减弱,中下层植物获得的光照增加,生命活动增强,对N、P等元素的吸收增加。
11.(1)物理信息、行为(顺序不能颠倒)　调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
(2)天敌捕食概率增加,个体交配概率较低　食物和栖息空间等环境资源不足
(3)引入的动物种群有一定的密度或引入的动物种群密度不能太低　人口密度要适宜
(4)捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进被捕食者种群发展的作用
[解析] (1)野鸽的“叫声”属于物理信息,蜜蜂“跳舞”属于行为信息,“站哨”的野鸽通过叫声提醒同伴躲避鹰的捕食,体现了信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡与稳定。(2)由图可知,当种群密度过低时,天敌捕食概率增加,个体交配概率较低,导致群体存活力较低。当种群密度过高时,食物和栖息空间等环境资源不足,使种内竞争加剧,群体存活力迅速下降。(3)种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用,将某动物种群引入其他地区时,需要保证引入的动物种群有一定的密度(或引入的动物种群密度不能太低)。群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种群密度,在最适的种群密度时群体存活力最高,在规划、建设和发展城市时,城市人口密度要适宜,过疏或过密都会产生不良后果。(4)捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,因此捕食者的存在客观上促进了被捕食者种群的发展。