1、高考大题专攻系列(四)种群、群落与生态系统 考查角度一 种群与生态系统 【典题例证】(2015全国卷)某生态系统总面积为250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物，乙种动物种群的K值为1 000头。回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为_ _；当乙种动物的种群密度为_时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_。(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量_(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。【解题导引】【解题指南】(
2、1)题干关键信息：“生态系统总面积”“K值为1 000头”“增长速度最快”“数量增加”“同化的能量”。(2)关键知识：当种群数量为K值的一半时，种群的增长速度最快。【解析】本题考查计算种群密度的方法、种群的数量变化以及生态系统能量流动的特点。(1)种群密度=种群数量/生态系统面积，故该生态系统中乙种动物的种群密度=550/250=2.2(头km-2)。当种群数量为K值的一半时，种群的增长速度最快，即乙种动物为500头时，其增长速度最快，此时的种群密度为500/250=2(头km-2)。(2)丙种动物以乙种动物为食，丙种动物数量增加，乙种动物数量减少。乙种动物以甲种植物为食，乙种动物数量减少，甲
3、种植物数量增加。(3)能量沿着食物链单向流动，逐级递减；乙种动物的同化量用于满足自身的生长发育、繁殖和呼吸作用消耗等。丙种动物以乙种动物为食，其能量来自乙种动物用于生长、发育和繁殖中的一部分，故其同化的能量小于乙种动物同化的能量。答案：(1)2.2头km-2 2头km-2(2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加(3)大于【答题必备】1.知识层面：(1)种群密度的估算。方法：样方法和标志重捕法都是对种群密度的估算方法。关键：随机取样是关键，不能掺入个人因素。但样方法也可用于某些动物(如动物的虫卵、活动能力弱的蚯蚓、蝗虫的幼虫跳蝻及蚜虫
4、等)种群密度的调查，由于动物生活习性的差异，对调查结果会造成一定影响，应尽量使结果更准确。(2)种群数量的变化规律：“S”型增长和“J”型增长。“J”型曲线的增长率是不变的，增长速率是逐渐增大的。“S”型曲线的增长速率都是先上升，后下降。其中种群数量为K/2时，种群的增长速率最大，种群数量为K时，种群的增长速率为0。(3)食物链。生态系统中的生物通过捕食关系构成食物链，上一营养级的数量会制约下一营养级数量的变化，反过来下一营养级的数量也会影响上一营养级数量的变化。2.命题特点：(1)多以某种群的种群密度调查为切入点，联系生态系统中的营养结构，分析食物链中某一营养级的生物数量变化，或判断该生物在
5、食物网中所处的营养级。(2)通过食物网的分析，给予某一环境条件的改变，判断某生物在一定时期内的数量变化，以及在食物网中的能量传递或物质积累。(3)解答技巧：熟练掌握食物网(链)的有关知识，判断生物所处的生态位，依据题目背景进行解答。【类题精练】(2016福州模拟)为了了解某草原生态系统的食物网组成，某生物小组调查并统计了其中多种生物之间的食物关系，如表所示(表中“+”表示构成食物关系)，表中甲为该草原生态系统的生产者。请回答下列问题：被捕食者 捕食者 甲乙丙丁戊己乙+丙+丁+戊+己+庚+(1)表中未列出的该草原生态系统的成分是_ _，该草原生态系统的功能是_ _。(2)该草原生态系统的食物网包
6、含_条食物链，处于第三营养级的生物是_，所处营养级最多的生物是_。(3)乙与丙的关系是_；庚的同化量的去路有被分解者分解、_、_。(4)庚为外来物种，当其迁入该生态系统后种群数量增长速率变化曲线如图甲所示，已知庚的环境容纳量为K，请在图乙中画出庚的种群数量与时间的关系曲线，要求标出t1、t2对应的数值。【解析】(1)表中列出的生态系统成分有生产者和消费者，未列出的生态系统成分是分解者和非生物的物质和能量。物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三大功能。(2)由表格提供的信息，甲为生产者，被捕食者中无庚，庚处于最高营养级。表中包含的食物链有：甲乙丙己庚；甲丙己庚；甲丁戊庚；甲戊庚。(3)乙和丙
7、都能以甲为食，为竞争关系；丙又能以乙为食，两者之间又存在捕食关系。(4)t1时，种群的增长速率最快，对应的种群数量为K/2；t2时，种群的增长速率为0，意味着之后种群数量不再增加，对应的种群数量为K。答案：(1)非生物的物质和能量、分解者 物质循环、能量流动、信息传递(2)4 丙、己、戊、庚 庚(3)捕食与竞争 呼吸消耗 未利用(4)如图 考查角度二 群落与生态系统 【典题例证】(2013全国卷)南方某地的常绿阔叶林曾因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。下表为恢复过程中依次更替的群落类型及其植物组成。演替阶段群落类型植物种数/种草本植物灌木乔木1草丛34002
8、针叶林521213针阔叶混交林6724174常绿阔叶林1063116回答下列问题：(1)该地常绿阔叶林恢复过程中群落演替的类型为_ _演替。常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因，除了植物的种子或者繁殖体可能得到保留外，还可能是原有的_条件也得到了基本保留。(2)在由上述群落构成的相应生态系统中，恢复力稳定性最强的是_生态系统，抵抗力稳定性最强的是_生态系统。(3)与草丛相比，针叶林中的动物分层现象较为_ _(填“简单”或“复杂”)，原因是_。【解题导引】【解析】本题以某常绿阔叶林遭到破坏后重新恢复为命题线索，综合考查群落的结构和演替、生态系统的稳定性等知识。(1)根据题干可知，该常绿阔叶林因过
9、度砍伐而遭到破坏后逐渐得以恢复，在此过程中植物的种子或繁殖体可能得到保留，而原有的土壤条件也得到了基本保留，因而在恢复的过程中群落的演替类型应为次生演替。(2)生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。一般来说，生态系统中组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强，而恢复力稳定性就越弱。(3)与草丛相比，针叶林中植物种类更多，能为动物提供更为丰富的食物和栖息场所，因而动物分层现象就较为复杂。答案：(1)次生 土壤(2)草丛 常绿阔叶林(3)复杂 针叶林中植物群落的垂直结构更复杂【答题必备】1.知识层面：(1)群落演替的判断。关于演替类型的判断，关键看植被情况：在没有
10、植被分布或没有植被生存的环境条件的基础上进行的演替为初生演替。在有植被分布或有植被生存的土壤环境的条件下进行的演替为次生演替。(2)群落演替与生态系统的关系。生态系统是由生物群落及它们生活的无机环境构成。演替方向：演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律随时间而变化的有序过程，它往往是能预见的或可测的，一般都可以演替到森林生态系统。能量：总生产量增加，生态系统中的有机物总量增加。结构：生物种类越来越多，生态系统的营养结构越来越复杂。稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，生态系统的稳定性越来越高。2.命题特点：(1)以某一自然灾害为背景材料，引入群落演替知识，在此
11、基础上考查生态系统的稳定性。(2)以群落的结构特点为命题的起点，考查生态系统的能量流动或物质循环。(3)解答技巧：能正确区分初生演替和次生演替的类型，利用生态系统中营养结构的复杂程度分析生态系统的稳定性。【类题精练】(2016广州模拟)珊瑚礁生态系统拥有惊人的生物多样性，被称为“海洋中的热带雨林”。科学家为了提高生物多样性和海产品产量，在某片海域建立了人工鱼礁。图一为该鱼礁中的食物链，图二为该人工鱼礁能量流动简图。(1)图一中，水蚤和粗皮鲷存在_关系；要调查该鱼礁中大马哈鱼的种群密度，可采用_法，该方法常用于调查活动性强、_广的动物的种群密度。(2)在该人工鱼礁不同的水层生活着不同的鱼类，这体
12、现了生物群落的_结构，形成此结构的意义是_。(3)图二中，A、B、C、D表示生态系统的组成成分，能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为_ _；在碳循环过程中起着关键作用的成分为_ _(填字母)。【解析】(1)图一中可看出水蚤和粗皮鲷都是以虫黄藻为食物，同时水蚤又被粗皮鲷所捕食，所以二者之间是捕食和竞争的关系。该鱼礁中大马哈鱼活动能力强，活动范围广，调查其种群密度可采用标志重捕法。(2)生活在该人工鱼礁的鱼类因食物和栖息空间不同，分布在不同的水层，这体现了群落的垂直结构，可以充分利用水体空间和食物资源。(3)图二中A是生产者，属于第一营养级，B是分解者，C和D属于消费者，分别属于第二、三营
13、养级。能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为1.7 106J/(m2a)8.5106J/(m2a)100%=20%。碳循环指碳在生物群落与无机环境之间的循环，其中生产者和分解者起关键作用。答案：(1)捕食和竞争 标志重捕 活动范围(2)垂直 更充分地利用水体空间和食物资源(3)20%A、B 考查角度三 生态系统的结构与功能 【典题例证】(2016长沙模拟)图为某生态系统的碳循环示意图，图为该生态系统中部分生物构成的食物网，回答下列有关的问题。(1)图中构成生物群落的是_，与CO2从无机环境进入生物群落有关的生理活动主要是 _。其中过程表示_作用，大气中CO2的来源除了图中所示之外，还可来
14、自_ _。(2)图中有_条食物链，处于最高营养级的是_。丙和丁的关系是_。该食物网中，若生产者固定的总能量为1108kJ，能量传递效率按10%20%计算，则最高营养级至少能获得_kJ的能量。(3)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【解题导引】【解析】(1)生物群落包括生产者(A)、消费者(D、E)和分解者(B)；大气中CO2除来自生物的呼吸作用外，还可来自化石
15、燃料的燃烧。(2)最高营养级戊从最长食物链(甲乙丁丙戊)，并且按10%传递效率计算获得的能量最少，即1108(10%)4=1104(kJ)。(3)羊一年的同化量=摄入量-粪便量=80(kg)。粪便中的能量是羊未同化的能量。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。答案：(1)A、B、D、E 光合作用 分解者的分解 化石燃料的燃烧(2)4 戊 捕食和竞争 1104(3)B【答题必备】1.知识层面：(1)能量传递特点。食物链越短，最高营养级获得的能量越多。生物间的捕食关系越简单，生态系统消耗的能量就越少。(2)物质
16、循环特点。物质在生物群落与无机环境之间循环往返。物质循环与能量流动密不可分，相互依赖。(3)信息传递特点。信息在生物与生物之间的传递是双向的。能正确区分物理信息、化学信息和行为信息。2.命题特点：(1)多以建立生态系统模型的方式，通过分析组成成分，考查能量流动、物质循环及信息传递。(2)解答技巧：以食物链(网)为主线，理清生物之间的关系；确定能量的传递效率，进行能量的计算。以碳循环为例把握好物质循环的关键，考虑光合作用与呼吸作用在这一过程中的作用。【类题精练】(2016荆门模拟)下图1是生态系统的碳循环部分示意图，其中甲、乙、丙、丁组成该生态系统的生物群落；图2是能量传递效率为10%的食物网；
17、图3所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。据图回答以下问题。(1)碳循环的特点是_。物质循环与能量流动之间的相互内在关系是_ _。(2)图1中缺少两个重要过程，请用文字和箭头的形式表示：_、_。(3)雾霾天气持续一段时间后，会自行散去，据此说明生态系统具有_。(4)若图2中的b大量减少，则短期内e的数量会_ _。(5)若图2食物网中一种生物摄食两种生物时，两种被摄食的生物所占比例相等，则e每增加10 kg生物量，需要消耗生产者_kg。(6)图3中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于_ _的能量。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第_营养级所
18、含的能量。【解析】(1)生态系统物质循环的特点是“具有全球性，能反复利用”，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。(2)由图1中乙、丁均可指向丙可推知，丙为分解者，又由丁可指向甲、甲可指向乙推知，丁为生产者，甲、乙分别为初级消费者、次级消费者，因此图中缺少的两个重要过程是无机环境丁及甲丙。(3)雾霾自行散去，表明生态系统具有自我调节能力。(4)若图2中的b大量减少，则短期内e会因食物链缩短，能量消耗减少而数量增加。(5)若图2食物网中一种生物摄食两种生物时，两种被 摄食的生物所占比例相等，则e每增加10 kg生物量，按能量传递效率10%计算，由ade这条食物链需要 消耗a：10
19、 10%10%=500 kg；由ace这条食 物链需要消耗c：10 10%=50 kg，c所摄食的生物 所占比例相等，再由ac这条食物链需要消耗a：50 1212 10%=250 kg；由abc这条食物链需要消耗a：50 10%10%=2 500 kg，因此共需要消耗生产 者a：500+250+2 500=3 250 kg。1212(6)图3中C可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量，而B1+C1+D1则表示蚕用于生长、发育、繁殖的能量，蚕沙中的能量不属于蚕的同化量，而属于桑树(第一营养级)的同化量。答案：(1)具有全球性，可被反复利用 物质循环以能量流动为动力，能量流动以物质循环作为载体(2)无机环境丁 甲丙(3)自我调节能力(4)增加(5)3 250(6)自身生长、发育、繁殖等生命活动 一
