生物与环境类专项突破
1．(2019·陕西延安高三模拟)生态浮床技术在我国美丽乡村建设中，为绿水再现做出了贡献。生态浮床技术是一个综合了物理、化学、生物方法的水环境原位生态修复过程，它利用水生植物及根系微生物吸收N、P元素，同时可降解有机物和重金属，并以收获植物体形式将其搬离水体，保护了水生态环境，实现了景观效益和生态功能的双赢。下图为某湖泊应用生态浮床技术的示意图，请回答相关问题：
(1)生态浮床的应用使水体中群落的空间更加复杂，发生变化的空间结构是____________________，这种变化的意义是________________________________。
(2)浮床下方水体中藻类植物的数量低于无浮床的水域，这主要是受________(环境因素)的影响，因此，浮床在一定程度上能够抑制藻类的生长繁殖，防止水华发生。
(3)请据图分析生态浮床加速水体净化的原因：____________________。(至少说出两点)
(4)生态浮床既能净化水质、防治水华，又能美化环境，这体现了生物多样性的____________价值。
答案 (1)垂直结构 有利于提高群落对环境资源的利用能力
(2)阳光
(3)水流流经浮床时，流速变缓，物理沉降作用显著；浮床植物可以吸收水体中的氮、磷等营养物质；浮床植物根系富集微生物，加速污染物分解
(4)间接和直接
解析 (1)生态浮床上的植物可供鸟类筑巢，下部根系形成鱼类和水生昆虫栖息环境表现为垂直分层现象，属于群落的垂直结构。
(2)植物的遮光效应抑制了藻类的发生，所以浮床下方水体中藻类植物的数量低于无浮床的水域，这主要是受阳光的影响。
(3)流速降低时浮游的污染物的沉降作用增强；浮床植物及根系微生物可以吸收水体中的氮、磷等营养物质；浮床植物根系富集微生物，加速有机物和重金属降解等均有利于生态浮床加速水体净化。
(4)生态浮床能净化水质、防治水华，体现了生物多样性的间接价值；生态浮床能美化环境，体现了生物多样性的直接价值。
2．(2019·惠州第三次调研)人工潜流湿地是将污水有控制地分配到生长着植物的土地上，利用土壤、植物和微生物等的作用处理污水的一种污水自然处理系统。回答下列问题：
(1)人工潜流湿地中不同的植物对水体中磷酸盐的吸收能力并不相同，根本原因是__________________；植物吸收的磷可用于合成自身细胞所需要的许多化合物，请写出其中的一种有机物并概述其功能：___________________________。
(2)请简要概述一下人工潜流湿地对生活污水中的有机物的降解机制：________________________________________________________________。
(3)除上述的净化功能外，人工潜流湿地的其他功能有(写出两种即可)：________________________________________。
答案 (1)它们的遗传物质(DNA或基因)不同 ATP，直接给细胞的生命活动提供能量；磷脂，是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分(写出一种含磷的有机物名称并说出其功能即可)
(2)有机物一般要被湿地中的微生物(分解者)降解成二氧化碳、水和无机盐等小分子物质，无机盐再被湿地中的植物或其他生物吸收利用，二氧化碳放出或被植物光合作用吸收利用
(3)调节气候、保护生物多样性、美化环境、涵养水源、分洪蓄洪等
解析 (1)不同的植物对无机盐的吸收能力不同，其根本原因是不同植物的遗传物质不同。P是ATP的组成元素，ATP是直接能源物质，能直接给细胞的生命活动提供能量；P也是DNA的组成成分，DNA是大多数生物的遗传物质；P也是细胞膜、细胞器膜、核膜上的磷脂的组成成分。
(2)人工潜流湿地中的微生物能将生活污水中的有机物通过分解作用降解为CO2、H2O、无机盐等小分子物质，CO2释放到大气中或被植物光合作用吸收利用，无机盐能被植物或其他生物吸收利用。
(3)人工潜流湿地除能净化污水外，还具有涵养水源、调节气候、美化环境、保护生物多样性等作用。
3．(2019·山东聊城高三二模)草原生态系统是主要的牧业基地，同时又能减轻风沙危害、涵养水源。对草原生态系统的保护是我国生态文明建设的一项重要内容。回答下列问题：
(1)由于水肥等条件不同，草原不同地段分布着不同的种群，这些种群通常呈________现象分布。草原返青，“绿色”为羊群流动采食提供了信息，说明信息传递能够________________________________________。流入草本植物体内的能量，一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于________________。
(2)豚草是一种外来入侵物种，在草原生态系统中具有明显的生存优势，这种优势是通过________来实现的。虽然入侵的豚草其叶型基因的基因频率与原产地豚草有了很大差异，但该豚草还没有进化为一个新物种，判断的依据是____________________________________。
(3)草原大型肉食性动物对低营养级肉食性动物、植食性动物除了捕食外，还具有恐吓、驱赶作用，属于“恐惧生态学”。若由于某大型肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，甲的数量优势地位丧失。不考虑捕食因素，根据“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的原因可能是_______________________________________________。
答案 (1)镶嵌 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 生长、发育和繁殖
(2)自然选择(或生存斗争) 与原产地豚草之间不存在生殖隔离
(3)甲对某大型肉食性动物的恐惧程度比乙高，某大型肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
解析 (1)由于水肥等条件不同，草原不同地段分布着不同的种群，通常呈镶嵌分布，属于群落的水平结构。草原返青，“绿色”为羊群流动采食提供了信息，说明信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。流入草本植物体内的能量即植物的同化量，一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于植物自身的生长、发育和繁殖(其中一部分流向下一营养级，一部分流向分解者)。
(2)豚草是一种外来入侵物种，在草原生态系统中具有明显的生存优势，这种优势是通过自然选择来实现的。虽然入侵的豚草其叶型基因的基因频率与原产地豚草有了很大差异，但二者不存在生殖隔离，故该豚草还没有进化为一个新物种。
(3)若由于某大型肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，甲的数量优势地位丧失。可能是因为甲对某大型肉食性动物的恐惧程度比乙高，某大型肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多，导致甲的数量优势地位丧失。
4．(2019·山东青岛高三模拟)林窗主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然因素(如火灾、龙卷风等)导致成熟阶段优势种的死亡，从而在林冠层造成空窗的现象。生态学家对某林窗的生态变化进行了研究。请回答下列问题：
(1)判断该林窗内的群落演替为次生演替，依据是_______________________。随着时间的推移，艾蒿、紫荆的种群密度逐渐下降，原因是____________________。
(2)在调查上述物种的种群密度时，为减少误差应注意________________。若用标志重捕法调查林窗内林鼠的种群密度，所得数据往往比实际结果偏大，可能的原因有_____________________________(列举两项)。
(3)在研究该林窗能量流动的过程中，第8年测得植物光合作用制造的有机物中的含碳量为9690 kg/(hm2·a)，被初级消费者摄入的仅为2070 kg/(hm2·a)，还有3600 kg/(hm2·a)未被利用，则其他部分是指________________________________中的含碳量。
答案 (1)在原有土壤条件保留的地方发生的演替 林窗逐渐关闭，导致林下光照强度减弱，艾蒿、紫荆处于竞争劣势
(2)随机取样并取平均值 林鼠对捕鼠器有记忆，重捕获的机会减少；被标记个体迁出调查区域；标志物脱落
(3)植物自身呼吸消耗的有机物及植物的遗体、残枝败叶等
解析 (1)在原有土壤条件保留的地方发生的演替，属于次生演替，通过表格数据分析，随着时间的推移，艾蒿、紫荆的种群密度逐渐下降，原因是樟树这种乔木数量增加，林窗逐渐关闭，导致林下光照强度减弱，艾蒿、紫荆处于竞争劣势。
(2)调查植物的种群密度，常用样方法，为减少误差应注意随机取样并取平均值。林鼠对捕鼠器有记忆，重捕获的机会减少；被标记个体迁出调查区域；标志物脱落等原因都会导致所得数据比实际结果偏大。
(3)生产者固定的能量＝流向下一营养级的能量＋分解者分解利用的能量＋呼吸作用利用的能量＋未被利用的能量，第8年测得植物光合作用制造的有机物中的含碳量为9690 kg/(hm2·a)，被初级消费者摄入的仅为2070 kg/(hm2·a)，还有3600 kg/(hm2·a)未被利用，则其他部分包含植物自身呼吸消耗的有机物及植物的遗体、残枝败叶等。
5．(2019·云南昆明高三质检)“稻—鱼—鸭”立体生态农业是指在农田里不仅种植水稻，还养鱼、鸭等。水稻的叶、碎稻谷是鱼和鸭的饵料，鱼和鸭的粪便为水稻生长提供了肥料，种养过程实现了绿色无污染。回答下列问题：
(1)鱼和鸭的种间关系是____________，它们属于生态系统组成成分中的________，该成分在生态系统中的主要作用是_________________________。
(2)在设计该立体生态农业系统时，需要考虑系统内不同营养级生物之间的________。
(3)“稻—鱼—鸭”立体生态农业是“无废弃物农业”，能提高能量的________，能通过________调节机制，使该系统具有保持或恢复自身____________相对稳定的能力，还能增加农田产出，达成经济效益与生态效益同步发展。
答案 (1)捕食和竞争 消费者 能加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播具有重要作用
(2)合适比例
(3)利用率 负反馈 结构和功能
解析 (1)鸭吃鱼是捕食关系，鸭和鱼都吃水稻又是竞争关系。鱼和鸭都是消费者，消费者能加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播具有重要作用。
(2)在生态农业中，不同营养级生物之间要有合适的比例，才能保证生态系统中的物质循环和能量流动。
(3)生态农业能提高能量的利用率，生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，生态系统之所以能维持相对稳定，是因为生态系统具有自我调节能力，负反馈调节机制是生态系统自我调节能力的基础。
6．(2019·全国100所名校高三模拟试题)稻田土壤中营养元素计量比(C∶N∶P)对生物代谢活动的正常进行和生态系统功能的维持有重要意义。请回答下列有关问题：
(1)C、N、P等都能在地球上最大的生态系统中循环，该生态系统指的是________。
(2)下图是生态系统中碳循环示意图，①表示________过程；若①～⑤表示含碳物质的量，则可用数学表达式______________来解释“温室效应”的成因。
(3)稻田土壤是很多小动物的家园，为调查其丰富度，通常用____________法。
(4)研究表明，在农田生态系统中施用磷肥会使反硝化细菌数量增加，进而导致氮损失。请你设计实验，探究上述稻田氮损失是否由反硝化细菌数量增加引起的(仅写设计思路)。______________________________________。
答案 (1)生物圈
(2)光合作用 ②＋④＋⑤＞①
(3)取样器取样
(4)将一块稻田隔离成两块，其中一块施用磷肥，其他条件相同，一段时间后，分别测量两块稻田中反硝化细菌数量，并进行氮量对比
解析 (1)地球上最大的生态系统是生物圈。
(2)根据生态系统中碳循环示意图可知，①表示绿色植物的光合作用过程；“温室效应”主要是因为CO2的排放量大于CO2的吸收量导致大气中CO2过多，即图中②＋④＋⑤＞①，使CO2含量不断升高。
(3)调查土壤中小动物丰富度常用取样器取样法。
(4)根据实验的目的可知本实验的自变量是是否施用磷肥，因变量是反硝化细菌数量和土壤含氮量，实验设计思路是：将一块稻田隔离成两块，其中一块施用磷肥，其他条件相同，一段时间后，分别测量两块稻田中反硝化细菌数量，并进行氮量对比。
7．(2019·天津市河西区高三二模)科研人员将某一长期种植单一品种茶树的茶园一分为二，对照组只种植原有单一品种茶树，实验组均匀种植多种茶树品种，茶树密度与对照组相同。一段时间后，对两组茶园进行相关生态调查。回答下列问题：
(1)蜘蛛是茶园害虫的重要天敌，茶园游猎型蜘蛛分为地面游猎型和茶树上游猎型，影响蜘蛛分布的主要环境因素是________________。若要预测某种蜘蛛种群数量的变化趋势，需要调查蜘蛛种群的________(数量特征)。
(2)实验组蜘蛛物种数比对照组要多，造成这种差异的主要原因是____________________________________________。据此推测，两组茶园抵抗力稳定性有一定的差异，原因是___________________________________。
(3)跟踪调查发现，两组茶园茶树的落叶量大致相同，但一段时间后，实验组土壤中有机碳的含量为21.5 g/kg，对照组为14.5 g/kg，出现这种结果的原因是______________________________________________________。
答案 (1)食物和栖息空间 年龄组成
(2)实验组茶树种类多，使害虫的种类增多，蜘蛛食物种类更丰富 两组茶园群落结构的复杂程度不同，自我调节能力不同
(3)实验组茶树落叶种类更多，但土壤中分解者种类单一，有机碳分解速率较慢
解析 (1)影响蜘蛛分布的主要环境因素是食物和栖息空间。种群的年龄组成能够预测种群数量的变化趋势。
(2)实验组茶树种类多，使害虫的种类增多，蜘蛛食物种类更丰富，因此实验组蜘蛛物种数比对照组要多。两组茶园群落结构的复杂程度不同，自我调节能力不同，据此推测，两组茶园抵抗力稳定性有一定的差异。
(3)跟踪调查发现，两组茶园茶树的落叶量大致相同，但由于实验组茶树落叶种类更多，土壤中分解者种类单一，有机碳分解速率较慢，所以一段时间后，实验组土壤中有机碳的含量高于对照组。
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