第2课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
知识点一 生物富集
1.(2025·湖南常德高二月考)自2023年8月以来,日本多次向近海海水中排放核污染水,核污染水有较多的放射性氚、锶、铯等元素。在硅藻→浮游动物→鲱鱼→鳕鱼这条日本近海食物链中,体内铯含量最高的生物是( )
A.硅藻 B.浮游动物
C.鲱鱼 D.鳕鱼
2.(2025·河南郑州高二期末)生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。下列叙述正确的是( )
A.生物富集使相关物质的循环不具有全球性
B.水绵对氮元素的大量吸收属于生物富集现象
C.生物富集的物质易被生物体吸收和排出体外
D.铅、镉等会沿着食物链不断在生物体内聚集
3.铅、镉、汞等重金属和DDT、六六六等有机化合物存在生物富集现象,即这些物质在生物体内的浓度超过环境浓度的现象。下列关于这类现象的叙述,错误的是( )
A.生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解
B.DDT这类化合物从非生物环境到生物群落,再从生物群落回到非生物环境的过程就是物质循环
C.生物富集也具有全球性,因为这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
D.一般来说,食物链中营养级越高的生物,体内富集的这些物质或元素就越多
4.(2025·河南新乡高二期末)铀是一种危险的环境污染物,具有化学和放射的双重毒性。某科学组织调查了某被铀污染的海域中鲤鱼不同器官的铀含量,实验结果如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.食物链是海水中的铀进入鲤鱼体内的唯一途径
B.人类捕食鲤鱼后,体内的铀相对含量低于鲤鱼
C.铀进入体内会影响细胞内其他元素的相对含量
D.各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应
5.(2025·河北衡水高二期中)如图表示某水生生态系统中4种成分之间的关系,其中甲~丁各代表一种成分。下列相关叙述正确的是( )
A.甲代表的是生产者,都是绿色植物
B.甲、乙、丁不能构成该生态系统的生物群落
C.若丙中的CO2含量持续增加,则可能会加剧全球变暖
D.经过生物富集作用,丁中的有害物质积累的量最多
知识点二 探究土壤微生物的分解作用
6.(2025·黑龙江双鸭山高二期末)土壤中的微生物数量繁多,下列关于土壤微生物的叙述正确的是( )
A.土壤中的微生物均是分解者,可以将土壤中有机质分解为无机物
B.土壤微生物对落叶的分解能力与土壤的温度、湿度有关
C.探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关,实验组的土壤要进行100 ℃高温灭菌处理
D.土壤微生物的存在能够促进生态系统的物质和能量的循环利用
7.(2025·安徽合肥高二期中)某兴趣小组为了验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用,进行了相关实验。下列操作及分析错误的是( )
A.土壤微生物促进了物质的循环利用,有利于维持生态平衡
B.可以选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤
C.将土壤等分成两份,对照组去除微生物,实验组不做处理
D.实验组和对照组的落叶在土壤中的处理时间属于无关变量
8.一位同学要探究土壤微生物能否分解农药,并尽快得出实验结论,用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验:取等量沙土分装于相同的两个容器中,a组高压灭菌,b组不灭菌。下列有关叙述正确的是( )
A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”,再置于同一恒温箱中培养相同时间
B.检测“敌草隆”的消失情况,预计a的“敌草隆”全部消失,b的基本不变
C.只用沙土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D.再增加c组作为对照,不喷入“敌草隆”,其他处理与a、b组相同
9.多氯联苯(PCB)是人工合成、不易被降解的有机物,有强致畸性,青岛近海海域及生物体内PCB的含量如表。下列叙述错误的是( )
采样点 海域PCB平均含量/(ng·g-1) 肌肉组织PCB平均含量/(ng·g-1)
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A.PCB在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若PCB扩散到远海水域,则体现了物质循环具有全球性
D.PCB污染说明PCB在环境中的存在形式不稳定
10.(2024·甘肃高考13题)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全,是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物,某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况,以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg-1)。一段时间后,测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
镉浓度 (mg·kg-1) 地上生物量(g·m-2) 地下生物量(g·m-2) 植物体镉含量(mg·kg-1)
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A.在不同浓度的镉处理下,植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比,植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中,镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料,植物A的安全风险更大
11.胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产约3%~8%。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下,添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,降低丙二醛和H2O2含量,有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是( )
A.高温下水稻、小麦等由于呼吸作用变强,消耗大量养分,光合作用强度减弱,有机物合成减少,导致作物减产
B.在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降,水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
C.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级
D.镉通过物质循环回归到无机环境中不会对生物体造成损坏
12.土壤微生物对促进物质循环和提高土壤肥力有重要影响。用特定的方法可以测得土壤微生物量碳(土壤有机质中最为活跃的组成),土壤微生物量碳=同一土壤样本中不灭菌量碳-灭菌量碳。科研人员测定了玉米生长期内土壤微生物量碳的变化和土壤纤维素酶的活性(土壤纤维素酶活性是评价土壤肥力的重要指标),结果如图所示,相关叙述错误的是( )
A.图示各种处理下土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性都存在高峰值
B.“不刨掉玉米茬+N肥、P肥、K肥”组对促进土壤微生物繁殖、提高土壤肥力最有利
C.“不刨掉茬”组都比“刨掉茬”组更有利于土壤有机物的分解和微生物的繁殖
D.土壤纤维素酶活性升高可通过促进玉米根茬分解来提高土壤微生物量碳
13.(2025·湖北武汉高二期末)生物富集是指生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群,从周围环境中蓄积某种元素或难以降解的化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。科学家为研究生物富集,进行了以下几项科学探究:
植物间作能否有效修复镉污染土壤。菜心植株较高,地上部分可食用,为常见的农产品,东南景天植株矮小,具有一定的观赏价值。科研人员以东南景天和菜心为材料,通过单作和间作45 d后检测菜心和东南景天地上部分、地下部分的镉含量,结果如图所示。回答下列问题:
(1)依据实验结果分析,间作能修复农田中镉污染的机制可能是 ,间作对农产品有一定保护作用,依据是
。
(2)镉(Cd)是一些湖泊中最具毒性的污染物之一,镉可通过生物富集最终危害人体健康。沉水植物由于整株处于水体中,其根和茎、叶对Cd有较强的富集能力,因此科研人员尝试利用沉水植物对该湖泊底泥中的Cd进行净化。他们选择黑藻、狐尾藻、菹草等三种沉水植物种植在该湖泊底泥中进行培养,并进行以下测定实验:一是通过三种植物随时间的生长情况测定它们对Cd的耐受性(结果见下图),二是测定三种沉水植物对底泥Cd的富集和迁移能力(结果见下表),并从中选出最适合修复该湖泊Cd污染水体的沉水植物。
三种沉水植物Cd的富集系数和迁移系数
沉水植物 富集系数 迁移系数
地上部分 根部
黑藻 0.33±0.02 0.41±0.01 0.79±0.11
狐尾藻 0.05±0.01 0.14±0.02 0.34±0.01
菹草 0.21±0.04 1.01±0.12 0.21±0.01
注:富集系数是指沉水植物对底泥中Cd的富集能力;迁移系数是指沉水植物对Cd由底泥向地上部分的迁移能力(富集系数和迁移系数越高,淤泥中Cd的残留量越少)。
①三种植物中对Cd的耐受能力最强的是 ,由表中富集系数的数据可以得出的结论是
。(写出两点)
②科研人员最终认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的沉水植物,他们做出这样判断的依据是 。
(3)利用黑藻修复Cd污染水体时,蓝细菌和绿藻等浮游生物的大量繁殖,使水下的光照强度很弱,影响了沉水植物的扩张或恢复。科研人员尝试利用白虾改善水体光照条件,发现黑藻的生长率与白虾的密度(低密度组、中密度组和高密度组)呈正相关。为验证这一结论,请写出大致的实验思路。
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4 / 4第1节 生态系统的结构
知识点一 生态系统的范围和组成成分
1.下列各项中,能看作一个生态系统的是( )
A.一条小河中的所有生物
B.一块稻田中所有的水稻
C.一个池塘
D.一个森林里所有的阳光、土壤、空气等无机环境
2.(2025·贵州贵阳高二期末)下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是( )
A.分解者只包括腐生细菌和真菌
B.非生物环境在生态系统中属于可有可无的成分
C.自养生物一定是生产者,是生态系统的基石
D.异养生物一定是消费者,动物不一定都是消费者
3.如果在草原上使用高效灭鼠药,使鼠类在短时期内几乎全部死亡,则草原生态系统的各成分中,受影响最大的首先是( )
A.生产者 B.分解者
C.初级消费者 D.次级消费者
4.(2025·山东青岛高二期末)生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体,叫作生态系统。下列说法正确的是( )
A.生产者一定能进行光合作用,所以是自养生物
B.一种生物只能属于生态系统中的一种组成成分
C.消费者和分解者都是异养生物,它们获取营养的方式相同
D.非生物的物质和能量为生物的生存提供了必备条件
知识点二 食物链和食物网
5.成语“螳螂捕蝉,黄雀在后”所隐含的食物链中,至少具有的营养级数目和螳螂在此食物链中所处的营养级分别是( )
A.3个、第二营养级 B.3个、第三营养级
C.4个、第二营养级 D.4个、第三营养级
6.一个完整的生态系统的结构应包括( )
A.全部的食物链和食物网
B.生产者、消费者、分解者和食物网
C.非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D.生态系统的组成成分、食物链和食物网
7.(2025·辽宁沈阳高二期末)一个池塘中生物之间的捕食关系如图,下列叙述中正确的是( )
A.图中生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量
B.“轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼”构成一条食物链
C.鲶鱼在该生态系统占据第三、四、五营养级
D.轮虫和水蚤之间具有种间竞争和捕食的种间关系
8.如图表示某草原生态系统中的食物网简图。下列相关叙述错误的是( )
A.该食物网中含有4条食物链
B.处于第三营养级的生物只有鼬
C.鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系
D.大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降
9.生态系统种类繁多,每种生态系统都有其特定的结构和功能。下列有关生态系统结构的叙述,正确的是( )
A.食物链和食物网反映的是各生物之间的营养关系
B.每种生物在生态系统中所处的营养级是固定的
C.处于同一营养级的生物一定属于同一物种
D.食草动物往往是食物链的第一环节
10.(2025·河南郑州高一期末)极端天气与人为活动会导致源于陆地生态系统的树木被输送入海,并在被海水浸透至饱和后沉入海底,形成一种以厌氧菌和硫细菌等为主体的特殊生态系统——“木落”。厌氧菌以“木落”中木材的纤维素为食,同时产生一些硫化氢等硫化物。硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐,并以该过程中释放的能量合成有机物。下列说法正确的是( )
A.“木落”中的所有生物构成完整的生态系统
B.“木落”中的群落存在垂直结构和水平结构
C.由于深海中没有阳光,故“木落”中不存在生产者
D.厌氧菌和硫细菌直接或间接以木材中的纤维素为食,均为分解者
11.(2025·安徽合肥高二期末)单向性集团内捕食作用是指不同天敌共享同一猎物,而一种天敌捕食共同猎物的同时还捕食另一种天敌,被称为集团内捕食者,另一种天敌被称为集团内猎物。某生态系统中瓢虫与寄生蜂、蚜虫三者之间存在单向性集团内捕食作用,其中寄生蜂既是猎物又是捕食者,蚜虫以吸取植物汁液为生。下列说法错误的是( )
A.题中所述的生物构成了两条食物链
B.瓢虫与寄生蜂之间存在种间竞争和捕食关系
C.题中所述食物关系中,瓢虫占据第二、三营养级
D.瓢虫属于集团内捕食者,寄生蜂属于集团内猎物
12.如图是某生态系统食物网结构示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构是食物链、食物网
B.该生态系统是由图中的几种生物与非生物成分组成
C.丁在该食物网中处于第三营养级、次级消费者
D.由图可知,若乙、丙的数量减少,戊的数量也会减少
13.(2025·河北石家庄期末)某湿地公园湖水水体出现水华的初期,管理人员利用“水葫芦+(草鱼+鲢鱼)”模式进行了治理。水葫芦大量吸收水体中的矿质元素,草鱼以水葫芦为食抑制其繁殖,鲢鱼以浮游植物、浮游动物和腐烂物为食,可解决草鱼粪便造成的二次污染。下列叙述错误的是( )
A.鲢鱼在该生态系统中的成分为消费者和分解者
B.水体中的矿质元素不属于该生态系统的组成成分
C.浮游植物→浮游动物→鲢鱼,构成一条食物链,鲢鱼是次级消费者
D.蓝细菌和绿藻以及引入的水葫芦、草鱼、鲢鱼不能共同组成湿地生态系统
14.(2025·广东汕头高二期末)旱獭是生活在我国青藏高原的哺乳类动物,因为其站立大喊的有趣图片在互联网上被大家熟知。旱獭是高原生态环境中的重要一环,很多小型鸟类、蜥蜴都以旱獭的洞作为它们重要的栖息场所,同时旱獭也是青藏高原大量食肉动物的重要食物来源。旱獭因为皮毛的利用价值曾被广泛捕捉,现在已经从捕捉利用转变为以保护为主。如图是青藏高原部分生物间的营养关系。据图回答问题:
(1)图中营养级最高的生物是 ,其与藏狐之间的种间关系是 。
(2)只考虑图中生物的前提下,如果人工捕杀大量旱獭,图中受影响最大的食肉动物是 ,依据是 。
(3)秃鹫除了会捕食旱獭和白马鸡之外,也会进食牦牛、藏羚、藏马熊、藏狐等大型动物的尸体,由此可知秃鹫在生态系统中的成分属于 。
(4)只考虑图中生物,如果人工捕杀大量藏狐,则一段时间后藏马熊的种群数量变化是 ,理由是 。
3 / 3第5节 生态系统的稳定性
知识点一 生态平衡与生态系统的稳定性
1.下列关于生态平衡的说法,不正确的是( )
A.生态平衡就是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
B.处于生态平衡的生态系统的各种组成成分保持不变
C.处于生态平衡的生态系统的物质和能量的输入和输出达到平衡状态
D.生态平衡的调节机制是负反馈调节
2.下列有关负反馈调节的叙述中,错误的是( )
A.负反馈调节在生物群落中普遍存在,但在生物群落与无机环境之间不存在
B.当农田里蚜虫的数量增多时,七星瓢虫的数量也会增加,这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制,这属于生物群落内的负反馈调节
C.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
D.甲状腺激素分泌的调节属于负反馈调节
知识点二 抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
3.下列有关生态系统稳定性的表述错误的是( )
A.温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低
B.不同的生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同
C.在同等强度的干扰下,草原生态系统恢复的速度比沙漠生态系统的慢
D.一般来说,生态系统中的生物种类越多,食物网越复杂,其抵抗力稳定性就越高
4.如图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解不正确的是( )
A.a为抵抗力稳定性,b为恢复力稳定性
B.为农田除草除虫可使其营养结构的复杂程度降低,提高a的大小
C.一般来说,物种丰富度与a的大小呈正相关,与b的大小呈负相关
D.本图适用于森林生态系统,但不适用于北极冻原生态系统
5.下列事例中,属于恢复力稳定性的是( )
A.由于乱砍滥伐,长江流域森林面积急剧减小,引发了百年不遇的洪涝灾害
B.当天气干旱时,草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化
C.乡村的一个池塘,每天都有人到池塘边洗东西,可池水依然清澈如故
D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食性动物后,生态系统的稳定性遭到破坏,生态系统的各种成分相互作用,一段时间后恢复原来的状态
6.如果在一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物,它们之间可以形成下图中的几种结构,其中最稳定的是( )
A.甲→乙→丙→丁 B.
C. D.
7.如图表示盐碱化草原改造的一个简化的技术流程,下列分析错误的是( )
A.改造过程中群落的空间结构将变复杂
B.改造完成后营养结构将变复杂
C.为保证草原生态系统的稳定性,应谨慎引入外来物种
D.改造完成后不再需要人力投入即可维持稳定
知识点三 设计制作生态缸,观察其稳定性
8.(2025·江西南昌高二期末)下列关于生态缸制作的叙述,错误的是( )
A.设计生态缸时必须考虑系统内生物组分的生活力及营养级的合适比例
B.生态缸的组成成分中,联系生物群落与非生物环境的是生产者和消费者
C.制作完成的生态缸应避免阳光直射,以免温度过高杀死生态缸内的生物
D.生态缸密封性较差时,缸内与外界的联系较大,生态缸维持的时间会较长
9.为观察不同水质对生态系统稳定性的影响,设计并制作了小生态瓶,其与自然生态系统相比的特殊性表现在( )
A.不输入能量 B.应封闭而不开放
C.缺少分解者 D.不进行物质循环
10.(2021·湖南高考4题改编)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A.食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”形曲线
B.图中a点的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
11.如图是放牧草原生态系统中,放牧强度与植被净初级生产力(等于单位时间内生物通过光合作用所吸收的-植物自身呼吸的碳损耗)的关系。下列相关叙述错误的是( )
A.控制不同季节的放牧量,有利于畜产品持续高产
B.为保证净初级生产力的最大化,应将放牧量控制在A点左右
C.过度放牧导致草原生态系统退化,其抵抗力稳定性下降
D.一般情况下,生态系统的抵抗力稳定性与食物网的复杂程度呈负相关
12.(2025·江西南昌高二期末)科研人员通过建立污水处理系统(含多种微生物)、引种植物等措施,将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园。下图1表示湿地对城市污水的净化;图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程,其中D表示同化量,图中字母代表相应能量。回答下列问题:
(1)图1中甲、乙、丙代表该湿地生态系统中的三种组成成分,丙指的是 ,碳元素在图1的甲、乙、丙之间以 的形式进行传递。处于生态平衡的生态系统具有以下特征:结构平衡、功能平衡、 平衡。
(2)图1中输入人工湿地生态系统的能量是 ;分析图2可知,第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是 (用图中字母表示),第一营养级和第二营养级之间的传递效率为 (用图中字母表示)。
(3)为何热带雨林生态系统的抵抗力稳定性高于北极苔原生态系统?
。
2 / 3第1课时 能量流动的过程及特点
知识点一 能量流动的过程
1.下列有关能量流动过程的叙述,错误的是( )
A.进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等
B.能量流动的渠道是食物链(网)
C.某营养级的主要能量去向是呼吸消耗
D.每个营养级总有一部分能量流向分解者
2.(2025·辽宁沈阳高二期末)如图所示为一般生态系统的结构模式图。下列叙述正确的是( )
A.消费者将有机物转化为无机物后又被生产者重新利用
B.能量主要以太阳能的形式在生态系统内部传递
C.农田生态系统中能量的输入量和输出量总是相等的
D.组分1、2、3可分别代表生产者、消费者和分解者
3.如图表示某生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。下列有关叙述错误的是( )
A.乙粪便中食物残渣的能量包含在c中
B.乙用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a-b
C.如果甲表示生产者,则流入该生态系统总能量是a+e+c
D.乙的同化量小于摄取量,同化量可表示为a=b+d
4.(2025·山东烟台高二期中)在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为 a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,则a、b、c之间的关系是( )
A.a=b+c B.a>b+c
C.a<b+c D.c=a+b
知识点二 能量流动的特点
5.(2025·河南郑州高二期末)如图为生态系统中能量流动部分示意图(字母表示能量)。下列叙述正确的是( )
A.图中b=h+a+d+e+f
B.在“草→兔→狼”这条食物链中,狼粪便中的能量属于d
C.缩短食物链可以提高能量传递效率
D.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
6.(2025·黑龙江伊春高二期末)如图是某生态系统中第三营养级的能量流动示意图,其中a为摄入量,f为流向下一个营养级的能量。下列相关叙述正确的是( )
A.能量沿食物链的流动是双向的
B.该第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量
C.第三、四营养级之间的能量传递效率可用f/(a-d)表示
D.该营养级未利用的能量属于f能量的一部分
7.(2025·北京海淀高二期中)如图为某池生态系统能量流动示意图[图中数字为能量数值,单位是J/(m2·a)],下列叙述不正确的是( )
A.由此图不能计算出太阳鱼呼吸作用消耗的能量
B.输入该生态系统的总能量为31 920 J/(m2·a)
C.能量在不同营养级之间单向流动
D.从第一营养级到第二营养级的能量传递效率分别为11.8%和13.2%
8.(2025·四川宜宾高二期末)如表所示是某天然生态系统中两个营养级在某段时间内能量流动的相关数据(单位:×109 kJ),下列分析错误的是( )
项目 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 流向分解者 未利用
生产者 ? 445 711 0
植食性动物 268 732 125 30
A.由于捕食关系一般不可逆转,所以能量流动是单向的
B.第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3%
C.植食性动物粪便中储存的能量值是表中的125×109 kJ
D.生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为1 711×109 kJ
9.赛达伯格湖是一个沼泽湖,湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查,得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量,R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述正确的是( )
A.流经该湖泊生态系统的总能量是464.7 J/(cm2·a)
B.未利用②的能量中含有第二营养级粪便中的能量
C.该生态系统中营养级越高,同化量用于呼吸消耗的占比越低
D.未利用③的能量去向不包括沉积在湖底形成泥炭
10.(2025·河北邯郸高二期末)如图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动图解,图中字母代表相应能量。下列叙述错误的是( )
A.流经该生态系统的总能量是桑树净光合作用储存的能量C
B.蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为B1+C1+D1
C.桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/A表示
D.将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用,流入鱼体内的能量不属于C1
11.(2025·广东深圳高二期末)某湿地生态系统是由农田改造来的,主要存在三个营养级,分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级的能量流动调查结果如表所示(单位:×103 kJ)。请回答下列问题:
食物链 植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 463 X Y
呼吸消耗量 96 24.5 3.8
未被利用 292 29.3 3.1
分解者分解 12 2.1 微量
(1)由表中数据可知,植物用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ,能量由第二营养级向第三营养级的传递效率约为 (精确到小数点后两位)。
(2)下一个营养级不能得到其上一个营养级的全部能量的原因如下:①各营养级生物体内的大部分能量被 ;②各营养级生物体内的部分能量 ;③还有部分能量被 利用。
(3)植食性动物同化的能量流入分解者的部分包括 和 两部分的能量。
(4)若该湿地生态系统中的某种肉食性鱼类蛋白质含量丰富且味道鲜美,具有很高的经济价值。欲在该湿地生态系统某区域进行人工养殖,还需定期投放饵料。此时,流经该生态系统的总能量是 。
3 / 3重难突破练(三)
1.(2025·江西南昌高二期末)韦应物的诗句“独怜幽草涧边生,上有黄鹂深树鸣”,不但描绘了山间溪流的生态美,也蕴含了丰富的生物学知识。下列叙述正确的是( )
A.诗中描述的生态系统的结构由食物链和食物网组成
B.诗中生态系统的生产者只有涧边幽草、树等绿色植物
C.树叶等凋落物中的有机物可被生产者直接吸收利用
D.黄鹂的存在有利于该生态系统中某些植物的繁殖
2.(2025·湖南长沙高二期末)某生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况,得到的数据如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该玉米田中玉米高矮不一体现了群落的垂直结构
B.由图可知,该玉米田固定的太阳能总量是8.5×109 kJ
C.玉米中储存的1.07×108 kJ能量均能流向下一个营养级
D.农田除草除虫能使能量更多地流向对人类有益的部分
3.(2025·湖北武汉高二期末)调查发现,胶州湾渔场生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)为2.518,而同纬度C海区的P/R为1.181。相关推测合理的是( )
A.胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区
B.胶州湾渔场相邻营养级间的能量传递效率高于C海区
C.若海区被大量有毒物质污染将导致P/R值快速升高
D.降低鱼类捕捞强度有利于促进胶州湾渔场P/R值下降
4.(2025·河南洛阳高二期末)某生态系统的碳循环过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲表示大气圈和水圈中的CO2库,碳在生物群落中可循环利用
B.①②③可分别表示光合作用、分解作用和摄食过程
C.甲→丁→戊→乙是一条食物链,碳以有机物形式传递
D.碳元素在生物体内的浓度沿食物链不断积累和浓缩
5.(2025·四川凉山高二期末)物质循环和生物富集现象的叙述,错误的是( )
A.秸秆还田可增加农田土壤储碳量,有利于减缓温室效应
B.人类活动降低了铅循环的速度,改变了铅在环境中的分布
C.镉、汞等重金属及一些放射性物质存在生物富集现象
D.DDT等难降解的有机物在更高营养级的生物体内含量更高
6.(2025·江苏镇江高二期末)下列有关生态系统信息传递的叙述,不正确的是( )
A.草原返青时,“绿色”为食草动物提供物理信息
B.昆虫散发性外激素传递信息维持种群数量的稳定,调节种间关系
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫种群密度,属于生物防治
D.通过人工遮光或补光,控制作物光周期,以达到作物早熟、高产的目的
7.(2025·山东菏泽高二期末)栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程,它们沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统。下列有关说法错误的是( )
A.森林生态系统比草原生态系统抵抗力稳定性强,恢复力稳定性弱
B.亚洲象粪便中的有机物可以为植物提供物质和能量,提高了能量的利用率
C.为了保证玉米地生态系统的稳定性,需要合理灌溉、控制病虫害
D.气温和降水是影响蝗虫种群数量变化的非密度制约因素
8.海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。下列有关叙述错误的是( )
A.流经该生态系统的总能量主要来自植物净光合作用储存的能量
B.海水立体养殖中,养殖的海带数量过多,可能造成牡蛎减产
C.在构建海水立体养殖生态系统时,需要考虑所养殖生物的环境容纳量
D.该立体养殖将生物在空间上进行合理配置,获得了更大的收益
9.(2025·江苏苏州高二期末)“稻鱼共生系统”通过采取“巨型稻+青蛙+泥鳅+鲤鱼”的生态种养新模式实现粮渔共赢,鱼为水稻除草、除虫,水稻为鱼提供小气候、饲料,减少化肥、农药、饲料的投入,鱼和水稻形成和谐共生系统,下列说法错误的是( )
A.青蛙通过鸣叫吸引异性这是生态系统中的物理信息
B.多种动物的粪便为水稻生长提供所需的物质和能量
C.稻田中青蛙、鲤鱼等可以取食害虫,这种控制害虫危害的技术方法属于生物防治
D.稻鱼共生系统有效实现了物质和能量的多级利用,提高了能量利用率
10.(2025·湖南长沙高二期末)假设某个稳定生态系统中只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链中4种生物的相关指标,结果如下表所示,表中“-”表示该处数据省略。
物种 流经生物的能量(kJ) 生物体内镉浓度(μg/g)
① — 0.03
② — 0.08
③ 1.60×106
④ 2.13×108 —
回答下列问题:
(1)生态系统的结构包括食物链、 。食物链一般不会超过 个营养级。
(2)生态系统的能量流动是指生态系统中能量的 的过程。根据表中流经生物的能量数值判断,③④中 的营养级较高。镉等重金属进入生物体内后不易被排出,使其在机体内的浓度超过环境浓度,即 现象。根据表中生物体内镉浓度的数值判断,①②中 的营养级较低。
(3)除能量流动和物质循环外,生态系统的功能还有信息传递。大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用,这说明生态系统的信息传递能 ,维持生态系统的平衡与稳定。
11.(2025·江西上饶高二期末)湿地与森林、海洋并称为全球“三大”生态系统,为维护生态安全、粮食安全、淡水安全等发挥着重要作用。某湿地的物质和能量转化情况如图所示。回答下列问题:
(1)图中肉食动物获得的能量较少,其原因是 。物质循环中的“物质”指的是 。
(2)图中肉食性动物粪便中的能量属于 所同化的能量。已知该湿地中有A、B、C三种生物,它们之间的食物关系为A(m1)→B(m2)→C(m3),m1、m2、m3表示相应生物同化的能量。经过测算发现m3远小于m2/10,其原因可能是 。
(3)当湿地中陆生植物受到干旱胁迫时,植物往往通过扩展根系的分布空间尽可能多吸收水,这说明湿地生态系统具有一定的 (填“抵抗力稳定性”或“恢复力稳定性”)。
3 / 3课时跟踪检测部分
第1章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
1.B 根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”,在用样方法调查时,选取的样方过小,可能导致收集到的数据较少,偶然性较大,因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量,C、D不合理,B合理。用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记,A不合理。
2.C 调查濒危动植物的种群密度,由于濒危动物数量较少,可以采用逐个计数的方法,A错误;为保证调查结果的准确性,采用样方法调查植物种群密度时,差距大的样方内数值也应如实记录,不应舍弃,B错误;由于一些农业害虫具有趋光性,因此可用黑光灯诱捕法调查其种群密度,C正确;用标记重捕法调查种群密度时,若两次捕获间隔时间过长,标记个体可能会死亡,标记物可能会脱落等,因此标记个体被再次捕获概率降低,则计算出的种群密度可能比实际值大,D错误。
3.C 在调查分布范围小、个体较大的种群的种群密度时,由于种群数量较少,可采用逐个计数法,不需要估算,A正确;标记重捕法适用于活动范围大、活动能力强的动物,B正确;用样方法调查草本植物的样方大小与调查乔木不相同,调查乔木的样方要更大,C错误;不同个体具有的DNA不同,通过采集新鲜粪便,分析DNA数据,可以调查种群密度和性别比例,D正确。
4.C 调查期间,该褐家鼠种群的数量应保持相对稳定,且标记物不能影响被标记褐家鼠的生存和繁殖活动,这是应用标记重捕法的前提条件,A、D正确;种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数=203×240÷72≈677 只/公顷,B正确; 根据“种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数”可知,当重捕个体中带标记的个体数偏小时,调查结果中种群个体总数应比实际值偏大,C错误。
5.D 2021年,我国男性人口占51.2%,女性人口占48.8%体现的是男性人口和女性人口的占比,能反映种群数量特征中的性别比例,A不符合题意;2023年,中国出生人口902万人,死亡人口1 110万人,能体现出生率和死亡率的数据,出生率和死亡率属于种群数量特征,B不符合题意;祁连山地区监测面积1.58万平方公里,雪豹种群数量为251只,据此可以计算出雪豹的种群密度,属于种群数量特征,C不符合题意;2024年前三季度全国结婚登记474.7万对,同比减少94.3万对,结婚登记数据不属于种群数量特征,D符合题意。
6.A 这种鼠生活在孤岛上,没有迁入和迁出,因此决定这种鼠种群密度最直接的因素是出生率和死亡率,故选A。
7.A 年龄结构可以预测一个种群数量发展的变化趋势,A正确;迁入率和迁出率、出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用,不是预测种群数量变化的指标,B、C错误;性别比例可以通过影响种群的出生率来影响种群的数量,不是预测种群数量变化的指标,D错误。
8.D 人口老龄化会导致出生率降低、死亡率升高,A、B不符合题意;人口老龄化指社会人口年龄结构中,老年人口在总人口中所占比例不断上升的过程,C不符合题意;人口老龄化一般不会影响性别比例,D符合题意。
9.A 图中a、b能增大种群密度,可以表示出生率、迁入率,c能减小种群密度,可表示死亡率,d影响数量变动,可以表示性别比例,A错误;年龄结构为稳定型的种群,其种群数量在短期内可能增大或减小,B正确;性别比例主要是通过影响出生率来间接影响种群密度的,C正确;种群密度是种群最基本的数量特征,可以反映种群在一定时期的数量,D正确。
10.B 猪殃殃为草本植物,所以每个样方面积应以1 m2为宜,计数每个样方中该种植物的个体数目,再取平均值,A错误;根据实验组与对照组的数据比较可知,两种数据差距很大,显然该药物防治效果显著,B正确;由于调查结果需要计算平均值,所以杂草株数可以为整数,也可以是非整数,C错误;选取的3块麦田均需要在施药前后做调查,因此3块麦田中的麦苗数、施肥、水土状况等未必相同,D错误。
11.B 安装相机时将其牢固捆绑在树干上是合理的操作,并且相机安装高度确实会影响调查结果,比如安装高度不同可能拍摄到的动物种类和数量会有差异,A正确;红外相机具有可以代替科研人员长时间对被调查地区进行实时拍摄监测的优势,但红外相机调查的周期一般以若干个相机工作日 (24 h)计算,一般来说,该方法调查的周期较长,B错误;红外相机位点应随机均匀分布在调查区域内,优先选择有动物活动痕迹的地方,这样能更全面准确地调查动物种群情况,C正确;红外相机可收集大量野生动物影像资料用来分析,从图中可以看出兽类种数在前30天增加明显,D正确。
12.C 石斑鱼种群最基本的数量特征是种群密度,A错误;从图中看出,夏季石斑鱼雌雄比例较高,繁殖后代的能力强,因此应该在夏季休渔,B错误;由于石斑鱼个体小型化有利于降低被捕捞的风险,所以石斑鱼体型的逐年小型化趋势与长期捕捞压力有关,C正确;个体小型化有利于降低被捕捞的风险,有利于石斑鱼生存和种群繁衍,D错误。
13.C 由题干信息可知,两种害虫均具备较强的飞行能力,不适合用样方法调查两种害虫的种群密度,A错误;由图可知,害虫个体数量在水稻生长早期和中期基本维持稳定,此时其年龄结构可能为稳定型,B错误;水稻生长后期植株上可供害虫取食的部分增多,可能导致害虫出生率增加,同时由题干可知,这两种害虫均具有较强的飞行能力,因此还有可能是因为迁入率增加,C正确;由于水稻生长的各个时期,害虫个体数量并不相同,因此对害虫的防治力度也不相同,D错误。
14.(1)种群密度、年龄结构和性别比例 (2)种群中雌雄个体数目的比例 (3)S2 S2的年龄结构为衰退型,S3的为稳定型(合理即可)
解析:(1)图中反映的种群的数量特征包括种群密度、年龄结构和性别比例。(2)性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例直接影响出生率,间接影响种群密度。(3)由图分析,样地S2中幼年树比例明显低于老年树,其年龄结构为衰退型,样地S3为稳定型,因此可以预测未来一段时间内S2中的斑子麻黄的种群数量将减少得更明显。
第2节 种群数量的变化
第1课时 建构种群增长模型的方法及种群数量的增长
1.D 对模型进行检验或修正,需要观察、统计细菌数量。
2.C 据题意可知,设初始数量为a,则该种群一年后种子的数量为a×80%×500,则两年后种子的数量为a×80%×500×80%×500=a×(80%×500)2,三年后种子的数量为a×80%×500×80%×500×80%×500=a×(80%×500)3,以此类推,m年后种子的数量为a×(80%×500)m=a×400m,C正确。
3.B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。在这样的条件下,种群数量会呈“J”形曲线增长,B图所示的增长曲线属于此种情况。
4.C 用标记重捕法只能估算出该种鼠的种群密度,A错误;第9年时,种群数量增长速率不为0,说明此时还没有到达K值,B错误;该种群数量的增长速率先增加后减少,说明该种鼠种群数量呈“S”形增长,C正确;第5年到第9年,种群的增长率下降,但数值依然大于0,说明种群的数量仍在增加,D错误。
5.D 自然条件下种群数量按照“S”形曲线模型增长,由于种群起始数量较少,需要有一个对环境的适应调整时期,所以,种群刚迁入时会有一个缓慢增长期,A正确;呈“S”形增长的种群在数量达到K/2时,种群增长速率最大,B正确;种群数量达到K值时会处于动态平衡,即增长速率为0,此时种群的年龄结构为稳定型,C正确;“J”形曲线是食物充足、无限空间、无天敌的理想条件下生物无限增长的情况,但自然界的资源和空间总是有限的,因此环境阻力一开始就存在,所以种群增长的“S”形曲线模型中,种群数量在达到K/2前也不是“J”形增长,D错误。
6.A 曲线X为“J”形曲线,其数学表达式为Nt=N0λt,其中λ是大于1的定值,A正确;曲线Y为“S”形曲线,bc段种群增长速率逐渐下降,但仍大于0,说明年龄结构为增长型,B错误;渔业生产中为保证持续高产一般在曲线Y所示的b点后捕捞,捕捞后让其处于b点,使渔业生产保持快速增长,C错误;自然状态下种群数量达到K值后可能保持动态平衡,若环境受到破坏,种群数量会下降,D错误。
7.A 植物夏季生长茂盛,植食性动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以夏季最大,A错误;环境容纳量受环境条件的限制,生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的,B正确;对某草原上的有害动物进行控制,应尽量降低其环境容纳量,C正确;人类科技的进步、生产力的提高可提高资源的利用率,可能改变人口环境容纳量,D正确。
8.C 加拿大一枝黄花入侵的最初阶段,因没有天敌及生存环境适宜,种群增长速率会很快,与甲曲线相符合,随着时间的推移,空间资源有限,会限制加拿大一枝黄花的生长,最终种群增长速率可能符合乙曲线,A错误;乙曲线对应的种群数量增长模型为“S”形,b点对应的数量为某种群数量的K值,K值即环境容纳量,并不是一个固定值,B错误;某种群增长速率符合乙曲线,其雌雄比增大时,雌性数量增多,出生率升高,可能有利于种群数量的增长,使其种群增长速率加快,其增长速率的峰值即a点可能出现在t1之前,C正确;为持续获得养殖螃蟹的最大捕捞量,应将捕捞后的螃蟹数量控制在乙曲线a点对应的数量,即维持在K/2值,此时种群数量恢复最快,D错误。
9.B 当年末种群个体数量等于前一年末种群个体数量,L值为0,说明种群个体数量没有变化,当年末种群个体数量多于前一年末种群个体数量时,L值大于0且差值越大L值越大,图示曲线表示L值始终大于0,说明种群个体数量始终增长, A错误;由于该种群个体数量持续增长,所以该种群的年龄结构是增长型,B正确;如果是植物或活动范围较小的动物,可以选择样方法,C错误;该种群呈现持续数量增长的现象,第4年是否达到环境容纳量(K值)尚不可知,D错误。
10.A 根据λ=(Nt+1)/Nt,λ>1,种群数量一直在增加,在N2之前,甲、乙种群数量一直在增大,增长率先增大后减小,A错误;曲线横坐标为种群数量,当甲、乙种群数量均为N1时,一年后(Nt+1)/Nt相等,因此甲、乙种群数量仍相等,B正确;当种群数量大于N2后,乙种群数量下降较甲快,C正确;由图可知,该环境中,甲种群和乙种群在种群数量处于N2时达到稳定状态,说明两种群的环境容纳量相等,D正确。
11.B 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值,因此K值不是种群数量的最大值,改善栖息环境条件,从而提高环境容纳量,因此K值的大小取决于栖息环境条件,A错误,B正确;识图分析可知,A点时,由于某种因素的改变,环境容纳量由K1变化为K2,K值增加,可能是由于外界环境变得更加适宜,如增加营养、空间等,环境条件更加优良,C错误;K1和K2是该种群在不同环境条件下的K值,故K1不是该种群的1/2 K值,D错误。
12.(1)种群增长速率最大的点 (2)50 (3)资源和空间有限 (4)先增加后减少 基本不变 K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关
解析:(1)由图1可知,种群数量的最大值约为100,b点时种群数量为50,是种群数量的K/2,此时种群的增长速率最快,因此b点是种群增长速率最大的点。(2)由于K/2时种群的增长速率最快,因此根据图示可知,该鱼群最大日捕捞量(个体相对量)是100-50=50时可保证捕获后的数量为50,使种群的增长速率最快,有利于种群的恢复。(3)由于种群增长过程中存在环境阻力、资源和空间等有限,同时还会受到其他生物的制约,因此种群增长会形成“S”形曲线。(4)由图可知,b~c段R(出生率/死亡率)由大于1逐渐减小,然后小于1,R大于1时种群数量增加,R小于1时种群数量减少,因此b~c段时间该种群数量变化最可能是先增加后减少;由于K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关,因此如果在d时间,少量雪豹从其他地区迁入该地区,则该地区雪豹的K值基本不变。
第2课时 种群数量的波动和培养液中酵母菌种群数量的变化
1.A 建立大熊猫自然保护区可以给大熊猫更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,A正确;环境容纳量由环境的优良决定,与鼠的数量关系不大,B错误;种群的自然增长速率为增长量与时间的比值,每次产仔数多和每年生殖次数多使得出生率高,而增长速率还与死亡率有关,C错误;环境条件的改变,K值可能会发生改变,D错误。
2.C 1840年前,野生绵羊种群数量增长较快,与气候适宜、食物和空间较充裕有关,A正确;由题图可知,该绵羊种群的种群数量在1850—1940年间在K值上下不断地波动,B正确;该绵羊种群的环境容纳量在1850—1940年间不变,C错误;种群数量达到环境容纳量后,种群数量保持动态平衡,出生率和死亡率基本相等,D正确。
3.D 一块血细胞计数板上一般有两个计数室,A正确;计数时,应该先盖盖玻片再滴加稀释后的培养液,若先滴稀释后的培养液再盖盖玻片,则会导致血细胞计数板上存在多余的培养液,导致计算的值偏大,B正确;计数时,需要待酵母菌全部沉降到计数室底部后,计数每个样方内的菌体数量,这样的计数结果会更加准确,C正确;在16中格×25小格中计算,图中在a点对应的时间,此时培养液中酵母菌种群密度=[(22+26+24+28)/4] ×16×104×100=4×108个/mL,b点为环境容纳量,其种群密度为a点的2倍,因此培养液中酵母菌数量达到环境容纳量时种群密度为8×108个/mL,D错误。
4.B 由题图可知,a、b两组酵母菌初始量几乎相等,A错误;由题图可知,在第0~3天内,a组的酵母菌种群数量先增加后趋于稳定,种群数量增长曲线呈“S”形,B正确;继续延长培养时间,由于营养物质的消耗,有害代谢产物的积累,b组酵母菌数量将减少,不会保持相对稳定,C错误;检测酵母菌数量时,振荡试管的目的是使酵母菌混合均匀,D错误。
5.B 用血细胞计数板对培养液中酵母菌计数时,应先盖盖玻片,再从盖玻片边缘滴加培养液,让培养液自行渗入,按图示操作得到的实验数据将会偏大,A错误;图示对酵母菌的计数方法是通过血细胞计数板对酵母菌的数量进行抽样检测,B正确;吸取培养液前需轻轻振荡几次培养瓶,使酵母菌分布均匀,培养后期的原液中酵母菌种群密度较大,需经稀释后再进行计数,C错误;进行步骤③后,应稍待片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部后再开始计数,D错误。
6.B 由曲线乙可知,该种群的数量先增加,然后在一定程度保持相对稳定,符合“S”形曲线,A正确;如果某条件引起该种群的数量发生曲线丙所示的变化,即环境容纳量增大,最可能的原因是外界条件更适宜,如有了充足的食物和空间,B错误;一般情况下,气候是影响其波动的最大影响因素,C正确;若食物来源变少,该种群的数量会下降,D正确。
7.D 由于培养液的体积不同,起始酵母菌数不同,因此4个锥形瓶内的酵母菌种群数量达到K值的时间一般不同,A正确;由于4个锥形瓶中培养液的体积不都相同,因此培养的酵母菌种群的K值不都相同,D错误。
8.D 利用血细胞计数板统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和,计数结果会比实际活酵母菌的数量偏大,A正确;用血细胞计数板对酵母菌进行计数时,先加培养液再盖盖玻片会导致计数结果偏大,B正确;t2时, a、b均达到K值,但由于b条件下酵母菌数量首先达到K值,故消耗的营养物质较多,则b营养物质的剩余量相对较少,C正确;若酵母菌初始接种量增大一倍,但环境容纳量不变,故该培养体系所能容纳的酵母菌数量不变,D错误。
9.(1)出生率和死亡率 (2)250 r·min-1 (3)①将样液适度稀释后计数 ②未染色 ③4×107
解析:(1)影响种群密度的直接因素是出生率和死亡率,迁入率和迁出率。本实验是在培养液中培养酵母菌,无酵母菌的迁入和迁出,所以影响酵母菌种群密度的直接因素是出生率和死亡率。(2)接种量都为1.5 mL的3组实验中,摇床转速为210 r·min-1和230 r·min-1的酵母菌种群在第8天时达到K值,摇床转速为250 r·min-1的酵母菌在第6天时达到K值,所以摇床转速为250 r·min-1的酵母菌种群最早达到K值。(3)①如果培养后期计数室每小格酵母菌数量过多难以计数,可将样液适度稀释后再进行计数。②细胞膜具有选择透过性,鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。若对计数室里的酵母菌进行台盼蓝试剂染色,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色,计数时应只计数未染色的酵母菌细胞,防止已死亡的酵母菌也被计入,导致数值比实际值偏大。③该血细胞计数板一个计数室共有400个小方格,该计数室的体积为1 mm×1 mm×0.1 mm=0.1 mm3=1×10-4 mL,若计数得其中每一个小方格里酵母菌平均数为10个,则该1 mL培养液中共含有酵母菌≈=4×107个。
第3节 影响种群数量变化的因素
1.D 凡是影响种群数量特征的因素,都会影响种群密度,进而影响种群的数量变化,A正确;不同林木郁闭度下,林下植物受到的光照条件不同,植物生长离不开光合作用,因而导致种群密度的不同,B正确;春夏时节动植物种群密度普遍迅速增长的原因,除气温升高外,还有日照延长、降水增多等因素的影响,C正确;种内竞争是影响种群数量变化的内部生物因素,D错误。
2.D 由于受到食物、天敌、生存空间等因素的影响,种群数量会呈“S”形曲线增长,D错误。
3.B 种内竞争会影响种群数量的变化,A错误;据图可知,随着猎物增加、捕食者也增加;捕食者的增加又导致了猎物的减少,猎物的减少又使捕食者减少,二者的数量变化互为因果,B正确;植物种群能为其他种群提供食物来源或栖息空间,故其对猎物种群和捕食者种群的数量波动有影响,C错误;据图分析可知,捕食者数量峰值的出现总晚于猎物,D错误。
4.C 为保持该种鱼较大的种群增长速率,捕捞应在K/2之后进行,C错误。
5.C 海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,会使更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会,使得种群的年龄结构处于增长型,A正确;合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,减少了捕获个体的数量,保持足够的种群基数,使种群的年龄结构变为增长型,B正确;网眼尺寸较大的网具,只能对捕捞的鱼的大小进行选择,而不能对鱼的性别进行选择,不会改变其性别比例,C错误;种群的年龄结构处于增长型,则出生率大于死亡率,有利于种群数量的恢复,D正确。
6.D 在由甲点到丙点时,种群数量的增长速率上升,种群数量在增长;丁点时种群增长速率虽然下降,但仍然大于0,种群数量仍然在增加,在该点时开始捕获,捕获后使得种群数量降到K/2时,种群增长速率达到最大,更新能力更强,可实现持续发展。
7.A 由图可知,北极旅鼠种群数量每3~4年达到峰值,呈周期性波动,A正确;北极旅鼠种群数量每3~4年达到峰值,这种周期性波动主要受天敌、环境的影响,B错误;a~b段种群数量下降,北极旅鼠种群数量下降的原因可能是北极旅鼠的生殖能力下降(生物因素),C错误;环境容纳量表示种群在该环境中的稳定平衡密度,是长时期环境所能维持的最大数量,实际数量是在这个值上下进行周期性波动和非周期性波动,因此a到b属于种群在K值上下的数量波动,环境容纳量基本不变,D错误。
8.D 随着种群密度的增大,b的死亡率不变,故b代表非密度制约因素,A错误;当种群数量超过K值时,种群密度过大会导致种内竞争加剧,密度制约因素a对种群的作用增强,种群的死亡率增加,B错误;传染病在密度大的种群中更容易传播,可用a表示,C错误;寒流属于非密度制约因素,对某种食草动物种群密度的影响可用b表示,D正确。
9.C 调查种群的年龄结构能预测该种群未来一段时间的出生率和死亡率,从而预测种群数量的变化趋势,A正确;在1~2龄期对该鱼类进行捕捞,对资源的破坏最大,因为这段时间鱼类的增长率是最快的,B正确;5龄期鱼类的体重接近最大值,但是4~5龄期鱼的增长率慢,因此应在4龄期前进行捕捞,C错误;在K/2之后对该鱼类进行捕捞且剩余量在K/2能持续获得最大产量,D正确。
10.(1)数量 (2)28~30 (3)增大 增大 160 (4)保证现有的环境状况不恶化(或逐步恢复大熊猫的生存环境)、禁止偷猎和捕捉
解析:(1)种群最基本的数量特征是种群密度。(2)根据表格数据分析,初始种群规模为28只时,种群在200年内的灭绝概率为6.5%,初始种群规模为30只时,种群在200年内的灭绝概率为4.1%,因此若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为该种群可以维持存活的标准,则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在28~30只之间。(3)据图分析,随着限制压的增大,种群的灭绝概率越来越高,即种群灭绝的可能性增大,维持种群存活的最小规模也会增大;若以种群的灭绝概率小于5%为可持续存活的标准,则当限制压为0.02时,由曲线图可知,该种群的“最小存活种群”的规模为160只。(4)根据以上分析可知,影响种群存活率的因素有限制压、初始种群规模,因此针对秦岭大熊猫的保护建议为保证现有的环境状况不恶化或逐步恢复大熊猫的生存环境、禁止偷猎和捕捉。
重难突破练(一)
1.B 机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫的种类、数量,可用于蝗虫等迁飞性害虫的监测工作,A正确;“虫脸识别”技术对我国农业病虫害的防治起到了重要的作用,但是并不能彻底消除农业病虫害,B错误;需要遵循随机取样的原则,采样点越多,所采集的数据越接近实际情况,因此为避免偶然性,需结合多个采样点的数据来评估虫害等级,C正确;机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫数量,可以有效提供相应数据,适当适量使用农药,有利于防止盲目大量使用农药灭虫,D正确。
2.A 年龄结构能预测种群密度的变化趋势,A正确。
3.B 利用动物声音的个体识别技术,根据种群中不同个体的声音差异,可开展对长臂猿的种群数量的监测,A正确;红外触发相机是用于调查恒温动物的种群数量,蛇不属于恒温动物,因此不能用红外触发相机调查自然保护区内白眉蝮蛇的种群数量,B错误;结合计算公式,若利用标记重捕法过程中标记个体不易被再次捕获,则重捕中被标记的个体数偏小,会使估算值比实际数值偏大,C正确;分析动物粪便的微卫星DNA分子标记,根据种群中不同个体的微卫星DNA分子标记的差异性,来调查种群数量,D正确。
4.D 每天的取样时间属于无关变量,不同取样时间会对实验结果产生干扰,应每天定时取样,A错误;滴加样液时,应先盖盖玻片,然后在盖玻片边缘滴加培养液,让培养液自行渗入,B错误;滴加培养液后等细胞沉降到计数室底部再开始计数,C错误;在培养后期,随酵母菌数目不断增加,生存条件发生变化,即使更换培养液及时补充营养物质,酵母菌种群数量也可能因为生存空间不足而不再增加,D正确。
5.A 0~a点时,λ>1,种群数量不断增加,A错误;a点时λ=1,种群数量维持稳定,B正确;a点~b点时,λ<1,种群数量不断减少,C正确;b点时,λ=0,即一年后的种群个体数量为0,因此该种群灭绝,D正确。
6.C 净补充量是指补充出生数超过死亡数部分,即种群增加的部分,据图可知,0~K之间种群增长速率先增加后减少,但增长率是一直下降的,A错误;Nm点的种群数量特征是出生率与死亡率的差值最大,即种群增长速率最大时对应的种群密度,但此时种群的出生率不一定最高,B错误;与K点相比,Nm点时种群数量是K点的一半,因此种群内竞争压力较小,C正确;影响种群增长的因素很多,只要最大收获量低于Nm值,增长速率不一定保持较高水平,D错误。
7.D 本实验是研究不同密度的福寿螺对不同生物日平均增长率的影响,所以自变量是福寿螺的密度,A错误;实验过程中,狐尾草在不同小区中的日均密度增长率不变,但密度会增加,B错误;从图中只能看出中密度处理小区福寿螺的日平均增长率不为0,出生率不等于死亡率,同时还受迁入率和迁出率等其他因素综合作用,C错误;在自然条件下,由于资源和空间等是有限的,即使在高密度处理小区,鸭舌草种群数量也会受到环境容纳量(K值)的限制,将呈 “S” 形增长,D正确。
8.A 游客投喂食物,猕猴种群数量不会受到食物的制约,但是公园内空间有限,随着猕猴种群密度增大,猴群数量会受到栖息空间的制约,A错误;图中预测值曲线呈“S”形,且在2015—2020年期间达到最大数量,达到环境容纳量,B正确;调查期间种群增长速率可以用曲线的斜率表示,图中猕猴测量值在调查期间几乎呈“J”形增长,曲线的斜率逐渐增大,C正确;猕猴测量值大于预测值,超过园区的环境容纳量,可能导致生态环境被破坏,D正确。
9.B 种群密度为a时,Nt+1/Nt<1,说明种群数量在减少,出生率小于死亡率,A正确;e点时,Nt+1/Nt=1,但是e点之后,Nt+1/Nt<1,说明种群数量在减少,不能维持稳定,B错误;c点时Nt+1/Nt最大,说明这一年中种群增长率最大,C正确;Nt为d时,Nt+1/Nt>1,说明种群数量在增加,出生率大于死亡率,该种群的年龄结构最可能为增长型,D正确。
10.A 甲种群在t3时,种群增长速率达到最大,此时的种群数量为K/2,λ不一定最大,A错误;0~t1期间乙种群的λ大于1,且相对稳定,因此,此时的种群数量呈“J”形增长,B正确;0~t2期间甲的增长速率逐渐上升,因而种群数量逐渐增大,而乙种群的λ大于1,因此甲、乙种群数量均增加,C正确;t2~t4期间乙种群的λ小于1,说明此时的种群数量处于逐渐下降的状态,若不考虑迁入率和迁出率,其出生率一定小于死亡率,但决定种群数量的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率,因此其出生率不一定小于死亡率,D正确。
11.(1)蚂蚁是一种活动能力弱且活动范围较小的动物 随机取样 (2)大 警觉性高,一次捕捉后难以再次捕捉,导致重捕的啮齿动物中被标记的个体数减少 (3)食物、天敌、寄生虫等 (4)该段时间啮齿动物减少,导致大粒种子植物增多,大粒种子植物在与小粒种子植物的竞争中占优势,小粒种子植物减少,造成蚂蚁食物减少
解析:(1)调查蚂蚁种群密度一般采用样方法而不是标记重捕法,原因是蚂蚁是一种活动能力弱且活动范围较小的动物。选取样方时除要做到随机取样外,还要考虑样方的大小、样方的数量。(2)标记重捕法理论计算公式为N=M×n/m,N为样方中个体总数量,M为标记数,n为重捕个体数,m为重捕个体中被标记数,啮齿动物警觉性高,一次捕捉后难以再次捕捉,导致重捕的啮齿动物中被标记的个体数减少,因此调查的结果可能会偏大。(3)食物、天敌、寄生虫等都会影响该啮齿动物种群数量。(4)据图可知,从第2年到第3年蚂蚁数量逐渐减少,是因为该时间段内啮齿动物减少,大粒种子植物增多,大粒种子植物在与小粒种子植物的竞争中占优势,小粒种子植物减少,造成蚂蚁食物减少。
12.(1)稳定型 甲地各年龄段的褐家鼠比例接近 (2)b 乙地褐家鼠种群年龄结构为增长型,说明其出生率大于死亡率,图2中第b年的出生率大于死亡率 (3)位于 甲 (4)先减少后增加
解析:(1)根据图1分析可知甲地各年龄段的褐家鼠比例接近,所以甲地褐家鼠种群的年龄结构是稳定型。(2)根据图1中乙地各年龄段的褐家鼠比例分析可知乙地褐家鼠种群的年龄结构是增长型,说明其出生率大于死亡率,所以乙地褐家鼠种群的出生率和死亡率可能与图2中的第b年时的接近。(3)K值是一定环境条件所能维持的种群的最大数量,K值的大小和环境条件有关,图2中的第c年后的褐家鼠种群数量趋于相对稳定,种群数量位于K值上下,其年龄结构是稳定型,与图1中的甲地褐家鼠种群的年龄结构相对应。(4)据图2可知,第0年到第c年R值先小于1,再大于1,说明出生率先小于死亡率,再大于死亡率,即褐家鼠的种群数量先减少后增加。
第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
第1课时 群落的物种组成及种间关系
1.A 调查紫金山的鸢每年新增的个体数,为种群水平上研究的问题,A符合题意。
2.B 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合叫作生物群落。一片草地上的各种杂草、动物及各种大型真菌,没有包含所有的生物,不能构成群落。
3.D 由题表可知,甲群落由物种1、2、4组成,物种丰富度为3;乙群落由物种1、3组成,物种丰富度为2;丙群落由物种3、4、5组成,物种丰富度为3;丁群落由物种2、3、4、5组成,物种丰富度为4;故物种丰富度最大的群落是丁,D正确。
4.C 物种丰富度是指一个群落或生态系统中物种数目的多少,而非种群密度的大小,A错误;甲池塘中的鲫鱼种群数目说明的是种群的个体数,而不是物种丰富度,B错误;一片森林中的物种数目多于一片草原,能确定森林的物种丰富度高于草原,C正确;不同的群落,物种丰富度在一年之内变化的大小不同,可能变化很大,也可能变化不大,D错误。
5.D 当敌害来临时,鳄鱼逃走,则敌害与鳄鱼之间可能属于捕食关系,A正确;鳄鱼常爬上岸来躺着不动,并张开口让一种小鸟吃口腔内的小虫,则鳄鱼与小虫之间可能属于寄生关系,B正确;小鸟吃鳄鱼口腔内的小虫,小鸟从鳄鱼口腔中获得食物,当敌害来临时,鸟惊飞,鳄鱼逃走,为鳄鱼起到警报的作用,则鳄鱼与小鸟之间可能属于原始合作关系,C正确;小鸟吃鳄鱼口腔内的小虫,则小鸟与小虫属于捕食关系,D错误。
6.B 两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活,这种种间关系是原始合作。根据题干信息可知,蚂蚁和具有特化腺体的植物间属于原始合作关系,而豆科植物和根瘤菌的种间关系是互利共生,翠鸟和鱼的种间关系是捕食,马蛔虫和马的种间关系是寄生,海葵和寄居蟹属于原始合作的关系,A、C、D不符合题意,B符合题意。
7.C 根据题中曲线图可以判断物种A与物种B之间为捕食关系,且B为捕食者,A为被捕食者,A正确;物种B、C之间数量变化相反,是种间竞争关系,B正确;增大物种C的种群密度不会增加物种B的环境容纳量,C错误;B为捕食者,A为被捕食者,则物种A的种群密度减小会使物种B的种群密度减小,物种B、C之间是种间竞争关系,故可导致物种C的种群密度间接增大,D正确。
8.B 据图可知,单独培养时,甲藻的K值为2.0×106个,在K/2(即1.0×106个)时,甲藻的种群数量增长最快,A正确;混合培养时,10~12天,甲藻种群数量增长缓慢,此时乙藻的数量几乎为零,因此造成甲藻种群数量增长缓慢的主要原因是种内竞争,而不是与乙藻的种间竞争,B错误;混合培养时,甲藻种群数量变化不大,而乙藻种群数量下降并逐渐被淘汰,D正确。
9.C 据题图分析可知,b种群数量最终下降为0,a种群数量不断上升至稳定,可知二者为种间竞争关系,A错误;据题图分析可知,a种群与b种群开始时数量都增长,故竞争程度由弱到强,随着b数量下降,竞争程度又由强到弱,B错误;a种群为“S”形增长,其增长受本身密度制约以及周围其他生物和生存空间等资源的影响,C正确;b种群一开始为“S”形增长,后来趋于灭绝,始终受到a种群的制约,D错误。
10.C 种群是指在一定空间内同种生物所有个体形成的集合,大别山的全部马尾松可称为一个种群,A正确;大别山不同海拔,由于温度的差异,形成不同的群落,不同的群落中的物种组成各不相同,B正确;A~I群落发展的不同阶段,会发生群落的演替,优势种的取代,由图像的变化趋势可以看出,物种的丰富度并不是一直增加的,如E~I,C错误;从题图可以看出,物种的多样性在群落发展的中期,即E点达到最高,D正确。
11.C 藤壶、贻贝、石鳖都生活在海边潮间带,三者之间应存在种间竞争关系,A正确;海星被捕光后,藤壶数量增加比另外两种动物数量增加明显,成为优势物种,B正确;该潮间带中全部动物、植物和微生物构成生物群落,C错误;藤壶常附着在岩石上,可用等距取样法调查生活在狭长海岸的藤壶的种群密度,D正确。
12.(1)高 食物和栖息空间 (2)少 沙田柚园 A 使用杀虫剂,可降低害虫数量,同时因食物来源少,导致害虫的天敌数量也少 (3)林下种植大豆等固氮作物,为果树提供氮肥,同时通过竞争关系可减少杂草的数量;通过种植良性杂草或牧草,繁殖天敌来治虫,可减少杀虫剂的使用
解析:(1)由表格内容可知,沙田柚园B节肢动物的种类数多于沙田柚园A,即沙田柚园B节肢动物的物种丰富度高,可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了食物和栖息空间,有利于其生存,因为动物的生存需要植物直接或间接提供食物和栖息地。(2)沙田柚园A的节肢动物总数量以及害虫和天敌的比例均低于沙田柚园B,可推知沙田柚园A的害虫和天敌的数量均低于沙田柚园B,原因可能是沙田柚园A使用杀虫剂,降低了害虫的数量,同时因食物来源少,导致害虫天敌数量也低,因而物种丰富度低于沙田柚园B。(3)根据群落结构和种间关系原理,在沙田柚树下种植大豆等固氮作物,可以为沙田柚树提供氮肥,并通过竞争关系减少杂草的数量,避免使用除草剂;同时通过种植良性杂草或牧草,繁殖天敌来治虫,可减少杀虫剂的使用。
第2课时 群落的空间结构、季节性、生态位及研究土壤中小动物类群的丰富度
1.B 无论是草原还是森林中,动物都具有垂直分层现象,B错误;群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,决定了动物的垂直分层现象,C正确;群落中植物的水平分布受地形的变化等因素的影响,D正确。
2.D 决定群落结构的主要因素是光照,其次还与温度、湿度等多种环境因素有关,A正确;植物的分层现象主要与光照有关,动物的分层现象与食物种类和栖息空间有关,B正确;不同季节的阳光、温度、水分不同,群落的物种组成及空间结构会随着种群的迁徙和环境的改变而发生变化,C正确;不具有高大乔木或灌木的群落也具有一定的空间结构,比如在草本层、土壤表层和土壤深处的生物类群会不一样,这表明低矮的草原环境中具有群落的垂直结构,D错误。
3.C 群落的季节性变化与阳光、降雨量等的季节性变化有关,A正确;群落中的动物种类的季节性变化比(如迁入和迁出)主要是受到河流、食物季节性变化的影响,B正确;不同季节,群落的物种丰富度可能会发生明显变化,但并不是所有群落都是这样的变化,如热带雨林中的群落在不同季节物种丰富度的变化不明显或基本不变,C错误;在气候季节明显变化的地区,植物的生命活动随着气候表现出与季节相对应的周期性变化,北方地区农田中冬季多见小麦,夏季多见玉米,体现了农田群落的季节性,D正确。
4.B 每个物种都有自己在群落中的生态位,不同生物的生态位不同,有利于不同生物充分利用环境资源,A正确;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,但群落中每种生物占据的生态位不是固定不变的,B错误;生态位越接近的物种,其所利用的资源重叠性越高,因此竞争越激烈,选择压力越大,C正确;研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率,种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等,D正确。
5.B 同一物种生态位不是一成不变的,受到环境等各种因素的影响,所以处于动态变化中,A正确;高矮作物、深根浅根作物间作时,它们的生态位不完全相同,B错误;生态位很接近的物种食性上的特化有利于减少生态位重叠,C正确;各物种生态位的分化有利于生物对资源的利用,有利于群落稳定性与多样性的维持,有利于不同生物充分利用环境资源,D正确。
6.B 种内竞争和种间竞争会使不同物种或同一物种的不同个体对资源的利用出现差异,导致生态位的差别,A正确;生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置、占用资源情况以及与其他物种的关系等,B错误;a图两曲线生态位大部分重叠,竞争激烈,通过改变部分习性缩小生态位(生态位的分离)减少竞争,进而向b类型进化。c图两曲线之间仍有一些食物资源未被利用,在种内竞争的作用下,两个物种必然扩大生态位进而会有食物种类的重叠,向b类型进化,C正确;物种之间及生物与环境协同进化(物种之间、物种与无机环境之间相互适应)会导致生态位的形成,D正确。
7.D 不同生物的活动时间不一定相同,因此改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体数,D错误。
8.D 采集小动物的原理是利用土壤动物的避光、避高温、趋湿的习性,A错误;灯罩的功能是聚光,B错误;金属筛网可阻止泥土滑落,但小动物可向下移动,便于收集,C错误;广口瓶中加入体积分数为70%的酒精溶液,便于小动物的保存,D正确。
9.D 群落的物种组成在一定程度上,可以反映群落的生态位,据图可知:未去除组,丙的生态位先升高,后趋于稳定,去除组,丙的生态位先下降,后升高,A错误;即使优势种去除,当地环境没有改变,所以三地能够容纳的种群数量和物种数目是有限的,所以K值不会增加,B错误;据图可知,未去除组,甲也消失了,说明优势种去除不是甲消失的主要原因,C错误;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,据图可知,随着时间的推移,群落的物种组成在不断地发生变化,盐沼植物群落的空间结构也会发生改变,D正确。
10.B 从灌丛到针叶林,再到针阔叶混交林,生境越来越复杂,由表格数据可知,其白马鸡和血雉分布占比会发生改变,说明生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择,A正确;垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象,两物种在三种植被类型中的分布属于不同地域的分布,不在同一个生态系统,其分布差异不是群落的垂直结构,B错误;由表格数据可知,季节交替(旱季和雨季)影响两物种对植被类型的选择,如旱季时,针阔叶混交林白马鸡的分布占比高,而血雉的分布占比更低。三种植被类型中,旱季与雨季血雉的分布占比差值大于白马鸡的分布占比差值,说明降雨对血雉的影响更大,C正确;由图可知,两物种在8:00左右相对密度最大,说明两物种在白天均出现活动高峰,一天的时间内,其相对密度会发生很大的波动,说明在日活动节律上两物种存在生态位分化,D正确。
11.(1)它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系 (2)增长 (3)美丽星杆藻 硅酸盐浓度 (4)随着资源的消耗,硅酸盐浓度更早到达甚至低于美丽星杆藻的零增长线,使其无法生存和繁殖,在种间竞争中被淘汰(硅酸盐浓度更早达到/更早低于/更接近美丽星杆藻的零增长线) ①⑤⑥
解析:(1)一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。(2)分析题图, A 点的磷酸盐浓度正好位于梅尼小环藻的零增长线,而高于美丽星杆藻的零增长线,若初始环境资源处于 A 点且没有资源补充,在两种群共存的情况下,由于美丽星杆藻消耗磷酸盐,会使磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线,使梅尼小环藻的种群数量下降,即初始一段时间内,美丽星杆藻种群年龄结构处于增长型。(3)环境资源处于区域②时,硅酸盐浓度低于美丽星杆藻的零增长线,使美丽星杆藻在种间竞争中处于劣势。(4)环境资源处于 B 点时,随着资源的消耗,硅酸盐浓度更早到达甚至低于美丽星杆藻的零增长线(或“硅酸盐浓度更早低于美丽星杆藻的零增长线”或“硅酸盐浓度更接近美丽星杆藻的零增长线”),使其无法生存和繁殖,在种间竞争中被淘汰,故种间竞争中梅尼小环藻将获胜。由此推断,两物种同时出现在该地的情况下,一段时间内环境资源处于区域①(磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线,高于美丽星杆藻的零增长线)、⑤(磷酸盐浓度更早低于梅尼小环藻的零增长线)、⑥(磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线)时,该地梅尼小环藻将被淘汰。
第2节 群落的主要类型
1.A 草原主要分布在半干旱地区,故两栖类生物和水生生物分布并不多,B错误;世界上分布着不同的森林,如赤道两边的落叶阔叶林,中国北部的针叶林,不同的森林生活的生物适应环境的特点不同,C错误;草原上难以见到乔木与其寒、旱的环境有关,D错误。
2.D 生活在炎热荒漠环境中的生物具有耐旱的特性,如具有肉质茎、茎上有刺、发达的根系、气孔在夜间开放等。
3.B 荒漠分布在极度干旱区,动植物多具有抗干旱的能力,B符合题意。
4.D 湿地生物群落中的动植物物种十分丰富,既有水生生物又有陆生生物,A错误;湿地中的水生植物有芦苇、香蒲、黑藻和金鱼藻等,海带生活在海洋生物群落中,B错误;湿地中有鱼类、两栖类、鸟类等动物,C错误。
5.C 生态位表现了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系,由于森林中不同季节食物种类会有所变化,因此森林生物群落中种群的生态位会随季节更替而变动,C错误。
6.D 不同海拔高度上分布着不同的植物类群,体现了植物的垂直地带性分布,D错误。
7.A 热带雨林中降水非常充沛,湿度大,不需要降低蒸腾作用。
8.B 由于热带雨林空气流通不畅,植物难以靠风传粉,多靠传粉动物进行传粉,A错误;海南地区气温较高,因此大多植物的芽没有进化出越冬所需的鳞片,B正确;草原中树木稀少,因此大多数动物不善攀爬,也不在树上做窝,C错误;草原上降雨分布极不均匀,植物叶片狭窄以减少蒸腾作用,这是其对环境的一种适应,D错误。
9.D 生物对环境的适应是普遍存在的,A错误;由题目中的信息可知,裳夜蛾取食结束,把未吃完树叶的叶柄咬断,消除采食痕迹以逃避食虫鸟的捕食,所以裳夜蛾比尺蠖更适应环境,进化上更高等,B错误;尺蠖和裳夜蛾之间没有互利共生关系,互利共生为两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存。尺蠖和裳夜蛾均能以叶片为食,两者之间存在种间竞争关系,C错误。
10.D 图中区域大小代表群落在不同温度和年降水量的分布情况,据此不能确定物种多样性的大小关系,D错误。
11.D 梭梭树发达的根系不是为了适应干旱环境而产生的,而是干旱环境选择了发达的根系等性状,A错误;环境只能起到选择的作用,而不能使梭梭树等树种发生可遗传变异,B错误;吸水、保水能力差的植物不适应环境,但也不会很快灭绝,C错误;自然选择是进化的动力,对干旱环境的适应和不适应都是植物长期进化的结果,D正确。
12.D 肉苁蓉叶退化, 从梭梭的根部获取营养物质,故二者为寄生关系,A正确;梭梭的叶退化成小鳞片状,是为了减少水分的蒸腾,再根据其种子有一点点水就能快速萌发,说明梭梭是非常耐旱的植物,故该地区的群落类型可能为荒漠生物群落,B正确;热带雨林中水分充足,可能不利于梭梭的生长,C正确;荒漠生物群落中生物多样性较低,物种数量比森林的少,D错误。
13.D 使用样方法调查种群密度时,为使调查结果准确,应随机取样,而不是在植物丰富的区域取样,A错误;由表中数据可知,典型草原的平均种类数大于荒漠草原的,但是表中缺少单位面积中每个种群的个体数量,故不能说明典型草原中各种群的种群密度均大于荒漠草原的,B错误;草甸草原的平均产量大于典型草原,但两种草原的呼吸作用消耗量未知,无法比较两个草原光合作用的总量,C错误;由表中数据可知,荒漠草原中旱生植物种数为80×78.0%=62.4,典型草原中旱生植物种数为100×49.1%=49.1,草甸草原中旱生植物种数为160×25.0%=40,比较可知,荒漠草原旱生植物的物种数最多,D正确。
14.(1)叶片形态的筒状改变、叶片厚度加大、叶面积减少、渗透压加大、气孔开放度低等有助于提高吸水能力、保水能力和抵抗高原强辐射的能力 (2)渗透压升高有利于在干旱条件下吸收水分,C种锦鸡儿的渗透压最大,说明吸水能力最强 (3)与蒸腾作用水分散失有关 (4)C种 据题表可知,C种锦鸡儿叶片厚度最厚,叶片面积最小,被毛度大,渗透压大,气孔开放度最低,所以C种最适合作为沙漠植物
解析:(1)干旱环境中主要是水分不足,锦鸡儿属植物叶片形态的筒状改变、叶片厚度加大、叶面积减少、渗透压加大、气孔开放度低等有助于提高吸水能力、保水能力和抵抗高原强辐射的能力等,都可以减少水分的散失,是适应干旱环境的形态结构特征。(2)植物主要靠渗透吸水,渗透压升高有利于在干旱条件下吸收水分,C种锦鸡儿的渗透压最大,说明吸水能力最强。(3)气孔是气体和水分子进出细胞的通道,三种植物生活地区的空气湿度不同,气孔开放度日均值不同与蒸腾作用水分散失有关。(4)据题表可知,C种锦鸡儿叶片厚度最厚,叶片面积最小,渗透压大,气孔开放度最低,能够适应干旱环境,所以C种最适合作为沙漠植物。
第3节 群落的演替
1.C 群落演替是“优势取代”的过程,不是“完全取代”,所以群落演替到森林阶段时,在群落中仍能找到苔藓和灌木等植物,只是这些植物不再是优势种群,C错误。
2.A 初生演替是指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发生的演替。海底火山爆发形成的新岛属于从来没有植被存在过的地方,在其上发生的演替属于初生演替,A符合题意。
3.B 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,B错误。
4.C 初生演替速度慢,趋向形成新群落,经历的阶段相对较多,A错误,C正确;次生演替速度快,趋向于恢复原来的群落,经历的阶段相对较少,B错误;这两类演替不都是使群落中的物种量和群落层次增多,但这不属于两者的区别,D错误。
5.B 植物种群数量的改变会影响森林群落演替,A错误;“森林→灌丛→草本→荒漠”也是群落的一种演替类型,是逆行演替,主要是由于气候变迁、人为干扰等因素,导致生物多样性减少,群落结构平衡被打破,趋于不稳定,直至退化为荒漠,B正确;群落演替过程中,自然选择导致种群基因频率定向改变,种群的基因频率会发生变化,C错误;常绿阔叶林中香樟树明显长高属于生长发育现象,不属于演替,D错误。
6.D 并不是所有群落最终都能演替到森林群落,一个群落最终演替到什么阶段还与气候等环境因素有关,D错误。
7.D 废弃稻田演替过程中原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体,属于次生演替,A错误;废弃稻田演替的结果不一定是形成森林,该地区为湿地气候湿润,演替的顶极群落由气候和降水决定,B错误;由表中数据可知,该废弃稻田植物丰富度逐渐增加,趋近于自然湿地群落,但不一定与自然湿地相同,C错误;随着演替的进行,湿地植物占比减少,与自然湿地的湿地植物占比差距拉大,可能由于退耕后土壤条件改变,需进行适当的人为干扰促进废弃稻田向自然湿地的演替,D正确。
8.D 从图中可以看出,1942年比1917年物种丰富度减少了,进而推知植物种类也减少了,A正确;根据图示可以看出,化肥施用后该农场生物群落的物种丰富度下降,因而营养结构变得简单,B正确;化肥使用后农场中群落物种丰富度下降,反映出人类的干扰会影响群落的演替的方向和速度,C正确;1917—2017年间该农场种群类型、数量降低,但有些种群密度可能没有下降,D错误。
9.B 冰川退缩后在S0样地发生的群落演替是发生在冰川泥上,这是初生演替,A错误;发生在冰川泥上的演替属于初生演替,随着演替的发生,在S1、S2样地可能处于地衣或苔藓阶段,有机物逐渐积累,B正确;与S6样地相比,S0样地是才开始发生演替,所以S6的物种种类更多,C错误;演替过程是一个群落被另一个群落代替的过程,但不意味着以前群落中的生物会全部灭绝,所以S6样地群落中存在S3样地的生物,D错误。
10.A 甲、乙群落发生演替时,物种丰富度都不为0,所以都是发生在已有生物的基础上,属于次生演替,A正确;根据图示信息不能判断两群落的生态位部分重叠,物种之间存在竞争关系,B错误;第15年时,甲、乙群落物种丰富度相同,但不代表物种组成相同,C错误;乙群落第30年时物种丰富度最大,不代表各种群的种群密度达到最大,D错误。
11.A 图2显示,演替过程中植物的种数先增加后减小最后维持基本不变,岩石体积也是先增大后减小最终基本不变,A错误;该群落中,植物存在明显的分层现象,表现为垂直结构,水平方向上不同区域环境条件不同,生物的分布存在差异,表现为水平结构,B正确;图2显示:随着时间的推移,植物的种数逐渐增加并趋向稳定,说明演替过程中物种丰富度逐渐增大并趋于稳定,C正确;图1表示在裸露岩石上开始的群落演替过程,该演替类型属于初生演替,D正确。
12.C 发生在弃耕农田上的演替为次生演替,次生演替具备基本的土壤条件甚至植物的种子或其他繁殖体,会生出杂草,一般没有地衣或苔藓阶段,A错误;群落演替的速度除与外界环境有关外,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,以及人类的活动均会影响群落演替的速度,B错误;随着演替的进行,灌木和乔木逐渐增加,群落的垂直分层现象会更加明显,C正确;群落演替是优势种群的替代,而非取而代之,因此Ⅳ阶段的下一阶段中草本和灌木可能仍存在,D错误。
13.(1)群落外界环境的变化,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,人类活动 (2)次生演替 原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体 (3)均下降(灌木下降后保持相对稳定) 草本、灌木与乔木竞争时获得的阳光逐渐减少 (4)不能 云杉与群落中其他物种之间,云杉与环境之间相互影响,不断进化发展,达到稳定状态
解析:(1)影响群落演替的因素,有群落外界环境的变化,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,人类的活动等等。这些因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰,因此,群落就不断地演替。(2)火烧地发生的演替是从次生裸地上开始的演替,属于次生演替,次生演替速度较快的原因是原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体。(3)据图分析,火烧15年后,草本、灌木丰富度的变化趋势均为下降后保持相对稳定,主要原因是他们相对矮小,与乔木竞争时获得的阳光逐渐减少。(4)对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种称为优势种,它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强、占有竞争优势,并能通过竞争来取得资源的优先占有地位,不能单根据数量就判断云杉在该群落中是否占据优势。所以④中云杉的数量很多,据此不能判断云杉在该群落中是否占据优势。从协同进化的角度分析,云杉在④中能占据相对稳定生态位的原因是云杉与群落中其他物种之间,云杉与环境之间相互影响,不断进化发展,达到稳定状态。
重难突破练(二)
1.A 林窗改变了光、热、水、土等条件,有效维护了林下物种多样性及森林更新,所以林窗的出现会改变森林群落的垂直结构和水平结构,A正确;优势个体死亡后会为原来不占优势的生物提供更多的生存和发展空间,林窗有效维护了林下物种多样性,所以林窗区域的物种多样性一般大于林冠封闭区域的物种多样性,B错误;森林群落林下植物多为阴生植物,叶绿体颗粒大、颜色深,有利于适应弱光环境,C错误;由于温度、降雨量等随季节变化,森林群落的外貌和结构也随之变化,此现象属于群落的季节性,D错误。
2.C 生态位是指一个种群在群落中所占据的位置及其与相关种群之间的种间关系,是指它们在群落中的地位和作用,A正确;甲、乙的种间竞争导致两者生态位重叠程度减少,这是因为竞争会促使物种通过生态位分化来减少直接竞争,从而使得各自的生态位更加专门化,B正确;据题图分析可知,生态位重叠不仅影响种间竞争,也影响种内竞争,C错误;由于自然选择的作用,以及生物对环境长期适应,不同生物之间的生态位发生了分化,D正确。
3.D 随着时间的推移,该群落的物种丰富度增加,甲的种群密度下降,表明植物甲种群密度的变化说明群落演替过程中生物因素的变化剧烈,A错误;在调查时间内,物种丰富度一直增加,不能说明这段时间内没有物种的消失,也可能消失的少增加的多,B错误;火灾之后该群落的演替属于次生演替,C错误;从图中可以看出,植物中优势物种高度的增加,主要受阳光的影响,最终该群落中的植被可能以乔木为主,D正确。
4.C 生活在同一池塘的霍氏锄足蛙、灰树蛙、蟾蜍有共同的食物和生活空间,所以它们之间存在竞争关系,A正确;与无蝾螈时相比,有蝾螈时霍氏锄足蛙种群数量明显下降,说明蝾螈可捕食霍氏锄足蛙,蝾螈的数量会影响霍氏锄足蛙的种群数量,B正确;与其他三种生境相比,在无蝾螈且池塘自然干涸的条件下有霍氏锄足蛙和灰树蛙,但没有蟾蜍,故该池塘在不同的环境条件下,丰富度发生了变化,C错误;食物和天敌等生物因素是制约种群数量变化的密度制约因素,D正确。
5.A 生物群落是一定时间内,一定区域的全部生物,包括动物、植物和微生物,A错误;藤壶活动能力弱,活动范围小,其种群密度可以采用样方法进行调查,B正确;海星移除后,“小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种,同时发现藤壶和贻贝种群数量明显增加”,说明被捕食者之间竞争加剧,而藤壶和贻贝在竞争中获胜,C正确;海星移除后,“小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种”,说明捕食者有利于维持该群落的物种丰富度,D正确。
6.B 动物在红树林地上部分不同位置分布与栖息空间和食物条件有关,A错误;红树林群落中各种生物所占据的生态位往往是相对稳定的,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,B正确;红树林不同地段分布着不同的生物类群,体现了群落的水平结构,C错误;季节变化使红树林的物种组成和空间结构发生改变属于群落的季节性,D错误。
7.D 从海岸到外滩的水平方向上分布着不同种类的植物,这是群落水平结构的体现,A正确;若物种a为该群落的优势种,则其数量应相对较多,分布范围较广,频度级最可能属于图2中的戊级,B正确;若属于戊级的物种b不是优势种,说明其分布范围广,但对于其他物种的影响不大,可能其密度小,C正确;若属于丁级的植物有4种,则该群落中植物类群的丰富度为4÷8%=50种,D错误。
8.A 表中只列举了3个物种的种群密度变化情况,据此不能判断该生态系统中物种丰富度的变化情况,A错误;结合表格信息可知,第 1~5 年内,物种 a 成为优势物种,B正确;次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替,退耕还林发生的演替属于次生演替,C正确;第10~15年内,由于多年生草本和灌木的遮盖,物种a获得的光照较少,即物种a逐渐消失的原因可能与其不能适应弱光环境有关,D正确。
9.(1)碱蓬 增加 随着互花米草的入侵,乙的种群密度大量减少,甲可获得更多的阳光、土壤中的营养,以及更多的生存空间 (2)次生 水平 (3)地位和作用 加剧(或增加)
解析:(1)根据图2可知,互花米草入侵5年后与入侵前相比,存活的碱蓬数量明显减少,而芦苇的数量还有增加,因此图1中乙植物是碱蓬,甲是芦苇。据图1分析,互花米草入侵的第1年至第5年甲种群密度表现为增加,而乙种群密度逐渐减小,因此推测可能是因为随着互花米草的入侵,乙的种群密度大量减少,甲可获得更多的阳光、土壤中的营养,以及更多的生存空间。(2)该滨海湿地在互花米草入侵前存在着一定的土壤条件和植被,因此该滨海湿地在互花米草入侵前后的变化属于次生演替。从裸滩到芦苇丛分布着不同的种群为水平方向上种群的变化,属于群落的水平结构。(3)物种的生态位是一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。互花米草入侵多年后导致碱蓬和芦苇的数量急剧减少,从而导致某些种类的鸟类的生态位重叠,共用资源增多,使这些鸟类的种间竞争加剧,结果可能会导致其中一个或多个种群灭绝。
第3章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
1.C 一条小河中的所有生物是一个群落,A错误;一块稻田中所有的水稻是一定区域同种生物的全部个体,是一个种群,B错误;一个池塘包括一定区域所有的生物及非生物环境,属于生态系统,C正确;一个森林里所有的阳光、土壤、空气等非生物环境,不包括生物成分,不属于生态系统,D错误。
2.C 分解者主要包括腐生细菌、真菌和营腐生生活的动物,如蚯蚓,A错误;非生物环境中的非生物的物质和能量属于生态系统的成分,在生态系统中必不可少,B错误;自养生物能将二氧化碳合成有机物,所以都是生产者,生产者是生态系统的基石,C正确;异养生物包括消费者和分解者,动物不一定是消费者,也可能是分解者,如蚯蚓,D错误。
3.D 鼠类是植食性动物,为初级消费者,次级消费者以初级消费者为食;如果鼠类在短时期内几乎全部死亡,则次级消费者就会因食物短缺而数量锐减。
4.D 生产者不一定能进行光合作用,还可能进行化能合成作用,如硝化细菌等,A错误;一种生物可能属于生态系统中的多种组成成分,如捕蝇草可以捕食昆虫,此时为消费者,另外自身可以进行光合作用,此时为生产者,B错误;消费者和分解者都是异养生物,它们获取营养的方式不同,消费者获取营养的方式是捕食,而分解者获取营养的方式是腐生,C错误。
5.D 食物链的第一营养级是生产者,该成语中隐含的食物链是植物→蝉→螳螂→黄雀,故该食物链至少有4个营养级,螳螂处于第三营养级。
6.D 生态系统的结构包括营养结构和组成成分,营养结构指食物链和食物网,组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者以及分解者,D正确。
7.D 生态系统结构包括生态系统组成成分和营养结构(食物链和食物网),生态系统组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,图中食物链和食物网中只有生产者和消费者,图中生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量、分解者,A错误;食物链的起点应该是生产者,也就是藻类是食物链的起点,“轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼”不能构成一条食物链,B错误;鲶鱼在该生态系统可占据第二、三、四、五营养级,C错误;轮虫和水蚤都以藻类为食,具有种间竞争关系,水蚤又捕食轮虫,具有捕食关系,D正确。
8.B 分析题图可知,该食物网中含有4条食物链,A正确;在该食物网中处于第三营养级的生物有鼬和鹰,B错误;鹰捕食鼬,鹰和鼬都捕食鼠、兔,故鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系,C正确;鹰的食物种类有多种,故大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降,D正确。
9.A 食物链和食物网是生态系统的营养结构,反映的是各生物之间的营养关系,A正确;生态系统中,某些消费者所处的营养级并不固定,B错误;处于同一营养级的生物不一定属于同一物种,如食草的蝗虫和田鼠均属于第二营养级,但二者不是同一物种,C错误;生产者是食物链的第一环节,D错误。
10.B “木落”中的所有生物及其生活的环境构成完整的生态系统,A错误;任何生态系统组成的群落中都存在垂直结构和水平结构,“木落”中的群落也不例外,B正确;深海中没有光照,但“木落”中也存在生产者,如硫细菌可以利用硫化物合成有机物,是自养型生物,属于生产者,C错误;硫细菌可以利用硫化物合成有机物,是自养型生物,属于生产者,厌氧菌属于分解者,D错误。
11.C 根据题意可知,存在“植物→蚜虫→寄生蜂→瓢虫”“植物→蚜虫→瓢虫”两条食物链,植物是第一营养级,瓢虫占据第三、四营养级,C错误。
12.D 该生态系统的结构是食物链、食物网和组成成分,A错误;该生态系统是由所有的生物与非生物成分组成,不仅仅是图中生物,B错误;该食物网中共有4条食物链,其中有生产者→甲→乙→丁→戊,生产者→甲→丙→丁→戊,丁在该食物网中处于第四营养级、三级消费者,C错误;乙和丙是丁的食物,丁是戊的食物之一,由图可知,若乙、丙的数量减少,戊的数量也会减少,D正确。
13.B 分析题意,鲢鱼以浮游植物、浮游动物和腐烂物为食,由此可知鲢鱼在该生态系统中的成分为消费者和分解者,A正确;非生物的物质和能量属于生态系统的组成成分,故水体中的矿质元素属于该生态系统的组成成分,B错误;在此食物链中,鲢鱼是次级消费者,C正确;湿地生态系统需要此环境中所有生物群落及非生物环境相互作用才能形成,因此,导致水华产生的蓝细菌和绿藻以及引入的水葫芦、草鱼、鲢鱼不能共同组成湿地生态系统,D正确。
14.(1)藏马熊 捕食和种间竞争 (2)藏狐 藏狐的食物来源单一,旱獭数量下降会直接导致藏狐食物减少 (3)消费者和分解者 (4)增加 藏狐数量减少会使更多旱獭被藏马熊捕食,藏马熊获得的能量更多
解析:(1)草属于生产者,为第一营养级,藏马熊捕食藏狐,位于第四营养级,其余肉食动物最多位于第三营养级,因此图中营养级最高的生物是藏马熊。藏马熊与藏狐都食用旱獭,因此其种间关系是捕食和种间竞争。(2)藏狐的食物来源单一,只有旱獭,旱獭数量下降会直接导致藏狐食物减少,故其受影响最大。(3)秃鹫捕食旱獭和白马鸡时属于消费者,进食动物尸体时属于分解者,因此秃鹫在生态系统中的成分属于消费者和分解者。(4)藏马熊位于第三和第四营养级,人工大量捕杀藏狐后,更多旱獭被藏马熊捕食,藏马熊获得的总能量增多,其种群数量增加。
第2节 生态系统的能量流动
第1课时 能量流动的过程及特点
1.A 进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量,小于进入生态系统的总光能,A错误。
2.A 消费者能通过自身代谢,将有机物转化为无机物排出体外,这些无机物又可以被生产者重新利用,A正确;流经生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能,生态系统内部能量的传递形式是有机物中的化学能,B错误;在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中,能量的输入量大于输出量,C错误;据题图可知,生态系统的组分1、2、3可分别代表生产者、分解者和消费者,D错误。
3.D 乙粪便中食物残渣属于甲同化的能量,包含在c中,A正确;乙用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用消耗的能量=a-b,B正确;流入该生态系统的总能量=生产者固定的太阳能=a+e+c,C正确;乙的同化量除了b、d外,还包括传递给下一个营养级的能量,D错误。
4.B 由于生产者固定的能量a除了传递给消费者(b)和分解者(c)外,生产者自身通过呼吸作用消耗了部分能量,因此a>b+c。故选B。
5.B 摄入量=同化量+粪便量,即b=h+c,A错误;在“草→兔→狼”这一关系中,狼粪便中的能量属于上一个营养级(兔)的,即属于兔用于生长、发育和繁殖的能量d,B正确;缩短食物链可以减少能量的损耗,但无法提高能量传递效率,C错误;生产者与初级消费者之间的能量传递效率为初级消费者同化的能量/生产者固定的能量=(b-h)/a×100%,D错误。
6.B 由于食物链中捕食关系是单向的,因此能量沿着食物链单向流动,A错误;该第三营养级粪便中的能量未被第三营养级吸收,属于第二营养级的同化量的一部分,B正确;a为第三营养级的摄入量,则b为同化量,f为流向下一个营养级的能量,但d不单单指第三营养级粪便中的能量,因此第三、四营养级之间的能量传递效率不能用f/(a-d)表示,可以用f/b×100%表示,C错误;未利用的能量包含在c中,f是流向下一个营养级的能量,D错误。
7.D 太阳鱼同化的能量去向有:呼吸作用消耗、流入下一个营养级和被分解者分解利用,由于流向分解者的能量未知,因此不能计算出太阳鱼呼吸作用消耗的能量,A正确;输入该生态系统的总能量为生产者固定的总能量,即浮游植物固定的31 920 J/(m2·a),B正确;能量流动是单向流动、逐级递减的,能量流动只能从低营养级到高营养级,而不能倒过来流动,C正确;能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为(3 780+4 200)÷31 920×100%=25%,D错误。
8.C 由于捕食关系具有不可逆转性,因此能量流动也是单向的,即从低营养级流向高营养级,直至传递到生态系统的各个角落,A正确;第二营养级同化的能量是732+268=1 000(×109 kJ),第三营养级同化的能量是268-125-30=113(×109 kJ),故第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3%,B正确;植食性动物粪便中储存的能量属于生产者同化量中流向分解者的能量中的一部分,不是该营养级流向分解者的能量,C错误;用于生长、发育和繁殖的能量主要包括流向下一个营养级、流向分解者和未被利用,生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为732+268+711=1 711(×109 kJ),D正确。
9.A 流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,为497 693.3-497 228.6=464.7 J/(cm2·a),A正确;“未利用”表示未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量,第二营养级粪便中的能量属于第一营养级用于生长、发育和繁殖能量的一部分,未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量,B错误;未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭,D错误;一般情况下,营养级别越高的生物体型较大,结构较复杂,生长、发育和繁殖等各种生命活动所需要的能量越多,呼吸作用越强,所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗,高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物,C错误。
10.A 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量A,C为桑树用于自身生长、发育和繁殖的能量,A错误;蚕同化的能量一部分通过呼吸作用散失(A1),另一部分用于自身生长、发育和繁殖(B1+C1+D1),B正确;蚕同化的能量为D=(A1+B1+C1+D1),桑树同化的能量为A,故桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/A表示,C正确;蚕沙(粪便)中的能量属于上一个营养级(桑树)同化的能量,不属于C1中的能量,D正确。
11.(1)367×103 11.27% (2)呼吸作用消耗 未被利用 分解者 (3)植食性动物的遗体残骸 肉食性动物的粪便
(4)生产者固定的太阳能和投放的饵料中的化学能
解析:植物用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗的能量=(463-96)×103=367×103(kJ)。流向下一个营养级的能量=同化量-呼吸消耗的能量-未被利用的能量-流向分解者的能量。X=(463-96-292-12)×103=63×103(kJ),Y=(63-24.5-29.3-2.1)×103=7.1×103(kJ),所以第二营养级向第三营养级的传递效率=7.1÷63×100%≈11.27%。
第2课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
1.B
2.A 生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系,可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,A正确;每个营养级均包含多种生物,这些生物可能属于不同的食物链,B错误,生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔形,但有的呈倒置的金字塔形,故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列,C错误;生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制,D错误。
3.D 在生态系统的能量金字塔中,只有生产者和消费者两种成分,位于最顶层的成分一定是该生态系统中的最高级消费者。
4.D 乙中的1越宽,第一营养级占有的能量越多,但能量传递效率未必越高,D错误。
5.B 在食物链“草→昆虫→鸟”中,草的数量应该多于植食性昆虫数量,数量金字塔表现为正置关系;在食物链的“树→昆虫→鸟”中,昆虫数量最多,其次是鸟,树的数量最少,其显示的数量金字塔表现为倒置关系;在食物链“草→兔→狼”中,草数量多于兔,兔的数量多于狼的数量,数量金字塔表现为正置关系;在食物链“草→鼠→鼬”中,草的数量最多,鼠的数量居中,鼬的数量最少,其数量金字塔表现为正置关系,可见B项不同于其他选项,即B符合题意。
6.B 生物量金字塔大多是上窄下宽的金字塔形,一般而言,植物的总干重通常大于植食性动物的总干重,植食性动物的总干重也大于肉食性动物,A错误;生物同化的能量部分通过呼吸作用以热能的形式散失,剩下部分用于自身生长、发育和繁殖,包括流向下一个营养级、未利用和流向分解者,B正确;第二营养级到第三营养级的能量传递效率是41.2÷913.7×100%=4.5%,C错误;处于第二营养级的生物属于初级消费者,D错误。
7.B 油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分,A错误;茶树菇属于分解者,不能直接利用阳光,B正确,C错误;该林场的做法实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率而不是传递效率,D错误。
8.B 人工除草是调整能量流动关系,使得能量流向农作物等生产者,A错误;使用农药消灭害虫是防止能量流向害虫,调整能量流动关系,使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分,B正确;温室种植时,适当降低夜间温度,可以减少有机物的消耗,提高产量,C错误;对农作物施肥为农田生态系统额外补充了物质,从而提高农业产量, D错误。
9.C C项中,食物链的延长增大了能量的损耗,不利于能量流向对人类最有益的部分。
10.B 在该生态系统中,生产者主要是绿色植物,但也包括其他自养生物,如蓝细菌等,故P表示的是自养生物固定的能量,不仅是绿色植物固定的太阳能,A错误;次级消费者与三级消费者之间的能量传递效率约为×100%≈5.5%,B正确;C与P在数量上也有可能呈倒置的金字塔形,如松树与其上的虫,C错误;生态系统由生物群落、非生物环境组成,P、D、C组成生物群落,D错误。
11.D 能量金字塔包含生产者和消费者,不包含分解者,故图示生物加上它们生存的环境不能构成一个完整的生态系统,A错误;图中生物形成食物网:,可形成3条食物链,B错误;若戊取食丙的比例升高,则戊的营养级相当于降低,获得的能量会增多,C错误;若丁的数量减少,则乙的数量会增多,丙的数量会减少,D正确。
12.B 用残渣来培育食用菌和蛆,提高了能量利用率,但不能提高能量传递效率,A错误;生态系统的能量流动是单向的,不能循环利用,C错误;人工生态系统中人起到了决定性作用,离开人的管理,该生态系统不能正常运转,D错误。
13.(1)110 (2)1.17×105 食物链中生物之间的捕食关系是特定的,因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级,不能逆转 (3)是 该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级(合理即可) (4)生物量金字塔和数量金字塔
解析:(1)生产者这一营养级的同化量有四个去向:呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一个营养级、未被利用,因此表中A表示的数值=23+3+14+70=110。(2)输入该人工生态系统的总能量=生产者固定的太阳能(同化量)+人工输入的能量。人工输入的能量=(植食性动物同化量16-生产者流向下一个营养级的能量14)+(肉食性动物同化量7.5-植食性动物流向下一个营养级的能量2.5)=7,则输入该人工生态系统的总能量=117×103 kJ/(m2·a)=1.17×105 kJ/(m2·a)。生态系统中能量通过捕食与被捕食的关系沿着食物链流动,而食物链中生物之间的捕食关系是特定的,因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级,不能逆转。(3)b、c和d分别代表不同的营养级,因为食物链长短不同,该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级。(4)在生态金字塔中,生物量金字塔和数量金字塔不一定呈正金字塔形,比如在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量(用质量来表示),可能低于浮游动物的生物量(用质量来表示),会出现生物量金字塔倒置;再比如一棵大树可以养活很多毛毛虫,会出现数量金字塔倒置。
第3节 生态系统的物质循环
第1课时 生态系统的物质循环及与能量流动的关系
1.D 生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈,D错误。
2.C 碳进入生物群落的主要生理过程是①即绿色植物的光合作用,A正确;光合作用将大气中的碳元素固定到生物群落中,呼吸作用将碳元素以二氧化碳的形式释放到空气中去,光合作用和呼吸作用推动着碳循环,B正确;图中①②③④只体现了碳循环的部分过程,C错误;全球碳循环失衡的主要原因是煤和石油等化石燃料的过量燃烧,即⑤过程加快,加剧了温室效应,D正确。
3.D 光合作用和化能合成作用都能利用二氧化碳合成(CH2O),因此CO2能通过光合作用或化能合成作用从非生物环境进入生物群落,A错误;过程b表示(CH2O)分解产生二氧化碳,该过程可表示生物的呼吸作用和化石燃料的燃烧作用,B错误;过程a是利用二氧化碳合成(CH2O),表示光合作用和化能合成作用,光能自养型的蓝细菌和化能合成作用的生物都不含叶绿体,过程b可表示生物的呼吸作用,既可以表示有氧呼吸,也能表示无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸的原核生物可以没有线粒体,C错误;过程a是利用二氧化碳合成(CH2O),表示光合作用和化能合成作用,通过过程a,能量输入到生物群落中,D正确。
4.C 在物质循环过程中,无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,A正确;煤、石油和天然气的大量燃烧等导致大气中二氧化碳浓度升高,生物圈中的碳循环平衡被打破,从而加剧了温室效应的形成,B正确;碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的,二氧化碳是无机物,C错误。
5.C 一块农田是开放的生态系统,农田中的一些无机盐会随着农产品输出而导致农田中的无机盐减少,所以要施肥,C符合题意。
6.A 生态系统中物质是能量的载体,但能量不能在生物群落与非生物环境之间循环往复,A错误。
7.D 碳循环主要是以二氧化碳的形式进行,物质循环的特点是循环往复、反复利用,具有全球性,A正确;在生态系统中,组成生物体的C、H、O、P、S等元素,不断进行着从非生物环境到生物群落,再回到非生物环境的循环,B正确;生态系统中,各种生物进行生命活动所需能量的根本来源是绿色植物固定的太阳能,没有太阳能,植物就无法进行光合作用,不能制造有机物,其他生物因得不到有机物而死亡,因此自然界中的能量就会无法流动,C正确;能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,因此狼捕食兔,兔体内的能量不会全部流入到狼体内,D错误。
8.D 图示中“大气”的成分是氧气和二氧化碳,A错误;图示生态系统中的能量流动方向是植物到动物、动物到微生物、植物到微生物,B错误;生理过程①③④均表示生物的呼吸作用,②表示植物的光合作用,C错误;过程②表示植物的光合作用,是绿色植物在叶绿体中利用光能把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。其意义不仅在于为生物的生活提供物质和能量,还维持了生物圈的碳—氧平衡,D正确。
9.D 碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式传递,在非生物环境和生物群落之间主要是以CO2的形式传递,A错误;①过程表示光合作用,参与①过程的生物主要是绿色植物,B错误;①过程,即光合作用过程增强后,③④过程可能增强,但⑤化石燃料的燃烧过程与光合作用没有必然的联系,随着保护生态环境的提出,我们应该减少化石燃料的燃烧,保护环境,C错误;⑤过程表示化石燃料的燃烧,要减少该过程,需要开发太阳能、水能、核能等新的清洁能源才行,D正确。
10.B 碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落之间的循环过程,A错误;由表可知,中度放牧情况下,0~30 cm土壤有机碳储量都最多,故中度放牧最有利于增加土壤有机碳储量,B正确;由表可知,重度放牧导致牲畜对植物的取食增强,减少了土壤中有机物的输入,C错误;覆盖地膜不利于植物生长,不是增加土壤含碳量的有效措施,D错误。
11.C 据图可知,图中的A和D之间有双向箭头交换,且大多数箭头都指向D,故D表示大气中的二氧化碳库,该生态系统的生物群落不包括D,A错误;题图中CO2的排放量包括①、②、③、④,CO2的减少量为⑩,而碳中和指CO2排放量与减少量相等,因此用图中的数字构建的碳中和数学模型是⑩=①+②+③+④,B错误;植物的光合作用和呼吸作用受到温度和光照等影响,故森林发展至稳定后,大气中CO2含量仍会存在昼夜变化和季节变化,C正确;在生态系统中,物质是能量的载体,能量作为动力,使物质能够不断在生物群落和非生物环境中循环,在生物群落中不能完成碳的循环往返,D错误。
12.(1)碳循环 3 (2)10 (3)12.8% 单向流动,逐级递减
(4)乙 第二营养级 (5)物质是能量的载体,能量推动物质的循环
解析:(1)由图可知图1表示碳循环过程示意图,图1中,丙、乙和丁都指向甲,说明甲是大气中的二氧化碳库。乙可以固定来自大气的二氧化碳,乙为生产者,丙中为消费者,乙和丙均有含碳有机物流向丁,说明丁为分解者,因此图中的食物链有:乙→A→B→D、乙→A→D、乙→A→C,共3条食物链。(2)若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量,食物链为:乙→A→B→D,则图中D理论上最少可获得的能量为10 000×10%×10%×10%=10 kJ的能量。(3)若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ,第二营养级的同化量=摄入量-粪便量=500-100=400 kJ,则营养级之间的能量传递效率是400÷3 125×100%=12.8%。第二营养级能量比第一营养级少,且能量流动不可逆,从中可以看出生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。(4)分析图3中能量关系可知,代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是乙,丙为呼吸作用散失的能量。第三营养级粪便中的能量不属于第三营养级的同化量,而属于第二营养级固定的能量。(5)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。能量的固定、储存、转移和释放,都离不开物质的合成和分解等过程,物质是能量的载体,能量是物质循环的动力。
13.(1)分解者 有机物→CO2等无机物 (2)初期(0~5年)凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关,后期(5~10年)凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关 (3)不同树种凋落物中其他物质 (4)高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质,微生物繁殖速度加快,产生微生物残体更多 (5)对照组:某一树种的凋落物
实验组1:同一树种的等量凋落物+低N组分离得到的微生物残体
实验组2:同一树种的等量凋落物+高N组分离得到的微生物残体
观测指标:不同时间地点凋落物剩余质量的比例
预期结果:实验2>实验1>对照组
解析:(1)凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的分解者,分解者可将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物。此过程中碳元素的形式变化为有机物→二氧化碳等无机物。(2)由图可知,初期(0~5年)凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关,后期(5~10年)凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关。(3)(2)的实验对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。而该实验只对五角槭凋落物进行研究,该实验相比(2)的实验,可以排除不同树种凋落物中其他物质的影响。(4)高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质,微生物繁殖速度加快,产生微生物残体更多。(5)分析题意可知,该实验的自变量为N含量的多少,因变量为不同时间地点凋落物剩余质量的比例。
实验方案:对照组:某一树种的凋落物
实验组1:同一树种的等量凋落物+低N组分离得到的微生物残体
实验组2:同一树种的等量凋落物+高N组分离得到的微生物残体
观测指标:不同时间地点凋落物剩余质量的比例
预期结果:实验2>实验1>对照组
第2课时 生物富集及探究土壤微生物的分解作用
1.D 在生态系统中,有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累,其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加,这种现象叫生物富集。在硅藻→浮游动物→鲱鱼→鳕鱼这条日本近海食物链中,鳕鱼营养级最高,则它的体内铯含量最多,D正确。
2.D 生物富集的元素的循环也具有全球性, A错误;水绵对N大量吸收后将N转化为有机物,不会蓄积N元素,B错误;因为富集到生物体内的元素往往转化成难分解的化合物,不易被生物体吸收和排出体外,C错误;通过食物链,生物富集的物质最终会积累在食物链的顶端,D正确。
3.B 物质循环指的是组成生物体的元素从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,DDT是化合物,不符合物质循环的概念,B错误。
4.C 海水中的铀进入鲤鱼体内的途径不只是食物链,还可能通过鲤鱼的呼吸、体表接触等方式,A错误;人类处于更高的营养级,由于生物富集作用,人类捕食鲤鱼后,体内的铀相对含量往往高于鲤鱼,B错误;铀作为一种有害物质进入鲤鱼体内,可能会干扰细胞的正常生理功能,从而影响细胞内其他元素的相对含量,C正确;不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应,只有某些难以分解的有害物质才会,D错误。
5.C 甲代表生产者,主要是绿色植物,不一定全是绿色植物,也可以是蓝细菌或硝化细菌,A错误;在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落,甲表示生产者,乙表示消费者,丁表示分解者,三者构成该生态系统的生物群落,B错误;CO2属于温室气体,丙中CO2含量增加会导致全球变暖,C正确;生物富集作用是指环境中一些有害物质(如重金属、化学农药等),通过食物链在生物体内不断积累的过程,丁是分解者,不参与食物链构成,因此丁中的有害物质积累的量不一定最多,D错误。
6.B 土壤中的微生物不都是分解者(如硝化细菌是化能自养型的微生物,属于生产者),分解者可以将土壤中有机质分解为无机物,再供绿色植物吸收利用,以促进生态系统的物质循环利用,但能量不能被循环利用,A、D错误;土壤微生物的分解能力受温度和土壤湿度影响较大,一般情况下,温度与湿度越高,土壤微生物的分解能力越强,反之,则越弱,B正确;若要探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关,实验的自变量应为土壤微生物的有无,因变量是土壤中落叶的腐烂情况,对照组土壤不做处理,实验组土壤进行灭菌处理,以尽可能排除实验组土壤微生物对落叶腐烂的影响。但实验组的土壤不能进行100 ℃高温灭菌处理,若要尽可能避免土壤理化性质的改变,可以将土壤用塑料袋包好,放在60 ℃恒温箱中处理1 h,C错误。
7.C 微生物能促进物质的循环利用,有利于维持生态平衡,A正确;分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多,所以可选择带有落叶的土壤为实验材料,筛选出落叶和土壤,B正确;对照组土壤不做处理,实验组土壤进行处理,C错误;实验组和对照组的落叶在土壤中的处理时间属于无关变量,D正确。
8.A 实验组为a组,对照组为b组,控制单一变量,保证无关变量相同且适宜,A正确;a组灭菌后无微生物存活,“敌草隆”的量应该是不变的,b组“敌草隆”可能会部分减少,B错误;因为典型土壤中含微生物多,所以用几种典型土壤混合后的实验效果比只用沙土的好,C错误;a、b组已形成对照,没有必要再增加和本实验无关的c组,D错误。
9.D 由题意可知,PCB不易被降解,其在环境中的存在形式较稳定,在生物体内积累造成生物富集现象,A正确,D错误;有毒物质会沿食物链流动并逐级积累,营养级越高有毒物质积累越多,由表可知,鱼类肌肉组织PCB平均含量最多,所以鱼类可能处于较高营养级,B正确;若PCB扩散到远海水域,则可随洋流等扩散至全球,体现了物质循环具有全球性,C正确。
10.B 由表可知,与对照组相比,不同浓度的镉处理下,植物A和B的镉含量都有所增加,说明植物A和B都发生了镉的富集,A正确;由表可知,在不同浓度的镉处理下,植物A的镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B,所以与植物B相比,植物A更适合作为土壤第2课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义
知识点一 生态金字塔
1.将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,形成一个金字塔图形叫作( )
A.生物量金字塔 B.能量金字塔
C.数量金字塔 D.营养级金字塔
2.(2025·广西南宁高二期末)下列关于生态金字塔的叙述,正确的是( )
A.生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系
B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
3.在生态系统的能量金字塔中,位于最顶层的成分是( )
A.生产者 B.分解者
C.非生物的物质和能量 D.消费者
4.(2025·江苏徐州高二期末)甲、乙是某同学绘制的生态金字塔示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.图中1、2、3分别表示食物链或食物网中的一个营养级
B.甲和乙均可表示数量金字塔
C.自然生态系统的能量金字塔只能用乙来表示
D.乙中的1越宽,能量传递效率就越高
5.(2025·广东中山高二期末)生态金字塔根据营养级绘制,包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下面食物链的数量金字塔形态与其他三项不同的是( )
A.草→昆虫→鸟 B.树→昆虫→鸟
C.草→兔→狼 D.草→鼠→鼬
6.(2025·河南平顶山高二期末)如图是某生态系统的能量金字塔,图中数字表示能量,单位:(J·km-2·a-1)。下列相关叙述正确的是( )
A.第二营养级的总干重通常大于第一营养级的
B.第一营养级的能量会因自身呼吸作用而消耗
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率是10%
D.处于第二营养级的生物属于次级消费者
知识点二 研究能量流动的实践意义
7.茶树菇味道鲜美,常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇,并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是( )
A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场提高了能量的传递效率,实现了能量的多级利用
8.农民为提高农业产量采取了很多手段,根据能量流动特点进行分析,下列叙述正确的是( )
A.人工除草是为了减少营养级,从而降低能量传递过程中能量的损失
B.使用农药消灭害虫是为了使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分
C.适当降低温室大棚的夜间温度是为了提高农田生态系统的能量输入
D.对农田施肥为生态系统中的农作物额外补充了能量,从而提高农业产量
9.运用生态系统能量流动规律分析,下列各项不利于能量流向对人类最有益的部分的是( )
A.在森林中,使能量多储存在木材里
B.在草原牧场,使能量多流向牛和羊
C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物)
D.在养鱼池,让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食
10.如图为某自然生态系统的能量金字塔,其中Р表示生产者,D表示分解者,C表示消费者。下列相关叙述正确的是( )
A.图中P的能量只来自绿色植物固定的太阳能
B.次级消费者与三级消费者之间的能量传递效率约为5.5%
C.C与P在数量上形成的关系图与该能量金字塔完全相符
D.生态系统由P、D、C组成,P与C可以形成多条食物链
11.如图是某生态系统营养级的能量金字塔示意图,甲~戊为五种生物,其中丁和戊不存在种间竞争关系。下列分析正确的是( )
A.图示生物加上它们生存的环境构成一个完整的生态系统
B.图中生物可形成4条食物链,丙和丁存在捕食和种间竞争关系
C.若戊取食丙的比例升高,则戊获得的能量会减少
D.若丁的数量减少,则乙的数量会增多,丙的数量会减少
12.设计人工生态系统的常用方法之一是给食物链(网)“加环”,如图就是一种“加环”示意图,据图判断下列有关叙述正确的是( )
A.用残渣来培育食用菌和蛆,提高了能量的传递效率
B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可增加经济效益
C.用蛆的排泄物作为有机肥还田,使能量能够循环利用
D.离开人的管理,该生态系统仍可以正常运转
13.(2025·河北衡水高二期中)玄天湖是一个生活着大型水生植物、浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、滤食性鱼类(以浮游动物为食)、肉食性鱼类等各种生物的大型人工生态系统。如表为某时段内玄天湖生态系统能量流动过程中部分环节的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)]。请回答下列问题。
项目 同化量 呼吸作用消耗 流向分解者 流向下一个营养级 未被利用
生产者 A 23 3 14 70
植食性动物 16 4 0.5 2.5 9
肉食性动物 7.5 2.1 0.3 0 5.1
(1)表中A表示的数值是 。
(2)通过表格分析可知,输入该人工生态系统的总能量是 kJ/(m2·a)。生态系统中能量只能单向流动的原因是 。
(3)如图为该生态系统的能量金字塔,在分析该图时,某同学认为:“某种生物可能同时存在于b、c和d中”,你是否认同他的观点, ,理由是
。
(4)除能量金字塔之外,生态系统中还存在生物量金字塔和数量金字塔,统称为生态金字塔。在生态金字塔中,不一定呈正金字塔形的有 。
3 / 3第1课时 生态系统的物质循环及与能量流动的关系
知识点一 生态系统的物质循环
1.下列有关碳循环的叙述错误的是( )
A.生产者合成的含碳有机物通过食物链(网)被各级消费者所利用
B.碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动,因此碳循环具有全球性
D.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上的森林生态系统
2.如图表示碳循环过程,其中数字表示生理过程或化学变化。下列叙述不正确的是( )
A.碳进入生物群落的主要生理过程是①
B.光合作用和呼吸作用推动着碳循环
C.图中①②③④能充分体现碳循环的全过程
D.全球碳循环失衡的主要原因是⑤过程加快
3.(2025·云南临沧高二期末)如图为碳循环的部分示意图,下列叙述正确的是( )
A.CO2只能通过光合作用从非生物环境进入生物群落
B.过程b只能代表生物的呼吸作用
C.能参与过程a、b的生物必定含有叶绿体或线粒体
D.通过过程a,能量输入到生物群落中
4.下列有关生态系统物质循环的说法错误的是( )
A.在物质循环过程中,无机环境中的物质可以被生物群落反复利用
B.温室效应形成的主要原因是生物圈中的碳循环平衡被打破
C.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以含碳有机物的形式进行的
D.组成生物体的元素,不断进行着从生物群落到非生物环境,又从非生物环境到生物群落的循环过程
5.生态系统中的物质是循环利用的,则要向农田中施加N、P、K等肥料的原因是( )
A.在没有物质输出的情况下,物质在某一个封闭生态系统中是循环的
B.生态系统中的物质自给自足的前提是物质循环的全球性
C.一块农田中的一些无机盐会随着农产品输出而导致农田中的无机盐减少
D.一块农田不是一个生态系统,物质不能循环利用
知识点二 能量流动和物质循环的关系
6.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述,错误的是( )
A.物质为能量的载体,使能量在生物群落与非生物环境之间循环往复
B.能量作为动力,使物质在生物群落与非生物环境之间循环往复
C.物质循环的过程中伴随着能量流动
D.二者相互依存,不可分割
7.关于生态系统的物质循环和能量流动,下列叙述错误的是( )
A.碳循环主要是以二氧化碳的形式进行,具有全球性
B.除了碳循环,其他物质如氮、硫等,在生态系统中也反复循环
C.没有太阳能,自然界的能量流动难以维持
D.狼捕食兔,兔体内的能量就全部流入到狼体内
8.(2025·河南周口高二期末)生态系统中的物质循环伴随着能量流动,如图为生态系统的碳循环示意图。下列分析正确的是( )
A.图示中“大气”的成分只是氧气
B.图示生态系统中的能量流动方向是动物到植物、微生物到动物、微生物到植物
C.生理过程②③④均表示植物的光合作用
D.过程②的意义不仅在于为生物的生活提供物质和能量,还维持了生物圈的碳—氧平衡
9.(2025·山东济宁开学考试)“哥本哈根气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关注,大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行有关分析,正确的是( )
A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2
B.参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.①过程增强后,③④⑤过程随之增强,可以通过增强①减少大气中CO2
D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对⑤过程的依赖
10.土壤含碳量是指土壤中所有含碳有机物的含量,主要包括腐殖质、动植物残体和微生物体,这些有机物对土壤的肥力、结构以及全球碳循环都有重要影响。科研人员以某荒漠草原为对象,研究不同放牧强度对草原土壤有机碳储量的影响,实验数据如下表所示。下列说法正确的是( )
放牧强度 土壤有机碳储量/(g·m-3)
0~10 cm 10~20 cm 20~30 cm 30~40 cm
无 2 264.83 2 208.22 2 087.53 1 913.2
轻度放牧 2 688.23 2 401.37 2 164.3 1 947.3
中度放牧 2 810.76 2 445.04 2 196.6 1 937.5
重度放牧 2 246.72 1 984.55 1 903.48 1 682.7
A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的循环过程
B.中度放牧最有利于增加土壤有机碳储量
C.重度放牧下,牲畜对植物的取食量最少
D.覆盖地膜是增加土壤含碳量的有效措施
11.(2025·河北张家口期末)“碳达峰”是指在某一时刻,二氧化碳的排放不再增加达到峰值,之后逐步回落。“碳达峰”目标包括碳达峰年份和峰值。“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消CO2排放总量,实现相对“零排放”。如图为某生态系统碳循环图解,图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统中的生物群落由A、B、D构成
B.用图中数字构建的“碳中和”数学模型为⑩=①+②+③
C.森林发展至稳定后,大气中CO2含量仍会存在昼夜变化和季节变化
D.能量作为动力,可使碳不断地在生物群落中循环往返
12.(2025·河南开封高二期末)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ。
(1)图1表示 过程示意图,图中一共有 条食物链。
(2)若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量,则图中D理论上最少可获得的能量为 kJ。
(3)若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ,则营养级①②之间的能量传递效率是 。从中可以看出生态系统的能量流动具有 的特点。
(4)分析图3中能量关系可知,代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是 ,第三营养级粪便中的能量属于 固定的能量。
(5)该生态系统中,物质循环和能量流动的内在联系是 。
13.(2025·福建厦门高二期末)凋落物分解是森林碳循环和全球碳平衡的一个关键环节,其分解特性影响着森林生态系统的能量流动和物质循环。回答下列问题:
(1)凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的 ,此过程中碳元素的形式变化为 。
(2)大量研究表明,氮元素是调控森林凋落物分解速率的关键因素。我国科学家对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。首先测定各树种凋落物的初始含量,将N含量高于1.39%的归为高N组(29种),低于1.39%的归为低N组(33种)。每个树种的凋落物单独装入尼龙网中,连续监测10年,得到图示结果。
由图可知,凋落物分解速率与初始氮含量的关系是
。
(3)研究团队对低N组的五角槭的叶片喷施氮肥,使其氮含量增加,收集其凋落物,与未加氮肥的五角槭凋落物一起放置野外进行上述实验。
①该实验相比(2)的实验,可以排除 的影响。
②该实验所得结果仍然支持(2)中的规律。
(4)进一步研究发现:与低N组相比,高N组中发现了更多的微生物残体,请解释原因
。
(5)为解释(2)中的规律,科学家提出“凋落物分解过程中积累的微生物残体会抑制凋落物分解,微生物残体越多抑制效果越明显”的观点。请设计实验方案验证此观点。 。(要求:写出对照组、实验组、观测指标和预期结果。可供选择的材料有:某一树种凋落物、低N组分高得到的微生物残体、高N组分离得到的微生物残体)
4 / 4第4节 生态系统的信息传递
知识点一 生态系统中信息的种类、来源及特点
1.下列诗句中不包含物理信息的是( )
A.竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知
B.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
C.狗吠深巷中,鸡鸣桑树颠
D.遥知不是雪,为有暗香来
2.下列现象所利用的信息不属于化学信息的是( )
A.“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”:捕虫草产生香甜的分泌液,引诱昆虫前来并将昆虫捕食
B.“臭名昭著”——野生海芋:海芋释放臭味吸引蚊子前来,帮助传粉
C.“我最闪亮”——孔雀开屏:求偶炫耀
D.“我的地盘”——美洲猎豹:尿液标记自己的领地
3.某种海龟的舌尖处有两条红色突起,它在捕食时,先张开口并让舌头来回摆动,很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物,以利于捕食。海龟的这种活动包含下列哪种信息的传递( )
A.物理和化学信息 B.行为和化学信息
C.物理和营养信息 D.物理和行为信息
4.(2025·河北唐山高二期中)下列有关生态系统信息传递的叙述,正确的是( )
A.信息源只能是生物
B.信息的传递需要信道
C.和生物体内细胞间信息交流不同的是,生态系统的信息传递不需要信息受体
D.一种生物只能产生一种信息类型
知识点二 信息传递的作用及其应用
5.下列现象不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点的是( )
A.蜘蛛通过蜘蛛网的振动频率来获得昆虫落网的信息
B.自然界中,当日照时间达到一定长度时,植物才能够开花
C.番茄的叶会产生有毒的化合物来驱逐啃食它的毛毛虫
D.北极熊能闻到几千米外的冰雪层下面的猎物气味
6.交配迷向技术是指人为在茶园中放置性信息素味源,使得茶小卷叶蛾在求偶通讯中获得错误信号,进而延迟、减少或者阻止其顺利找到异性完成交配,从而减少下一代害虫数量。下列叙述正确的是( )
A.性信息素属于化学信息,交配迷向技术属于化学防治技术
B.茶园生态系统的信息传递可以发生在生物之间以及生物与环境之间
C.交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的性别比例达到防治的目的
D.性信息素影响茶小卷叶蛾的交配说明生物的生命活动离不开信息的传递
7.(2025·辽宁锦州高二期末)腐烂的水果周围经常能看到许多果蝇,其求偶过程如下:雄果蝇看到雌果蝇并闻到其释放的性外激素后,会靠近雌果蝇并用前足轻敲其腹部,还会展翅并振动以产生特定的“求偶曲”,有接受意愿的雌果蝇就会允许雄果蝇进行交配。下列选项错误的是( )
A.该过程中的信息传递有利于果蝇种群的繁衍
B.人工释放性外激素扰乱果蝇交配属于生物防治
C.该过程涉及物理信息、化学信息和行为信息
D.该过程发生在同种生物之间,不属于生态系统的信息传递
8.世界上每年有大面积的农田、草原和森林遭受病虫害、鼠害、鸟害。下列有害生物的防治方法中不是生物防治的是( )
A.利用六六六防治稻螟虫,可以使其种群数量急剧减少
B.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物,使其远离农田
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物,降低害虫的种群密度
D.利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配,使其繁殖力下降
9.下列生产实践措施不是利用生态系统中的信息传递的是( )
A.利用音响设备发出不同的声音信号来诱捕或驱赶某些动物
B.通过控制日照时间长短来调控植物开花时间
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物
D.通过给黄麻喷洒一定浓度的赤霉素溶液来提高其产量
10.(2025·湖北黄冈高二期末)香蚁体内可分泌出某种能散发出浓郁香味的物质。带有香味的信息素一下子使其他动物“着了道”而“昏迷不醒”,香蚁便可轻而易举地抢夺其他动物的食物。下列相关叙述错误的是( )
A.该实例说明信息传递有利于调节种间关系和生态系统的稳定
B.有香味的信息素属于化学信息,被抢夺食物的动物称为信息受体
C.信息传递既能发生在生物之间,也能发生在生物与环境之间
D.香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中不存在信息传递过程
11.为探究昆虫之间的信息传递方式,法国著名昆虫学家法布尔做了如下实验。相关叙述错误的是( )
组别 1 2 3
操作 将雌蛾放置于透气笼子中 将放置过雌蛾的滤纸置于透气笼子中 将雌蛾放置于不透气笼子中
结果 有雄蛾飞来交配 有雄蛾飞来交配 ①
A.①处应为没有雄蛾飞来交配
B.空气可作为传播雌蛾发出的信息的信道
C.该实验证明该种蛾通过性外激素进行交流
D.该实验说明生物种群的繁衍离不开信息传递
12.行为观察及捕鼠工具诱捕结果表明,动情雌鼠的尿液气味对雄鼠具有很强的吸引力。实验小组探究了辅加动情雌鼠尿液对毒饵灭鼠效果的影响,实验结果如图所示,下列说法错误的是( )
A.对照组应使用不添加雌鼠尿液的有毒饵料
B.该实例中雌鼠尿液作为化学信息调节种间关系
C.辅加雌鼠尿液能提高鼠死亡率,并降低其出生率
D.在第2天时两组实验的灭鼠效果差异最显著
13.为研究捕食者对被捕食者的影响,科研人员选取了海滨常见的滨蟹、玉黍螺、墨角藻进行实验。
(1)科研人员制作了四个培养箱(水流可通过),每个培养箱内放置两块平板,平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别进行处理(如图1),若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
①本实验中d组的作用是排除 对实验结果产生的影响。
②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,防止滨蟹直接捕食玉黍螺,但滨蟹传递的 信息能对玉黍螺取食墨角藻产生影响。
(2)上述实验统计得到的墨角藻存留率如图2。依据实验结果可得出的结论是
。
(3)在上述实验中,信息传递的作用是
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