1、第四单元生态系统与环境保护第一讲生态系统的结构和能量流动知识点一生态系统的结构1生态系统的组成成分(1)无机环境:即非生物的物质和能量。(2)生物群落:连线2生态系统的营养结构连线知识二生态系统的能量流动1概念理解2过程图解3特点和意义(2)意义: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。帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。一、理解运用能力1(2010海南高考)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭,利用鸭控制稻田中的杂草和害虫,鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中,错误的是()A杂草和水稻是生产者B鸭与害虫的种间关系为捕食关系C杂
2、草和水稻的种间关系为竞争关系D水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统答案:D2(2009广东高考)下图为南极某海域食物网。据图判断正确的是()A此食物网共有6条食物链B硅藻既是生产者,又是分解者C磷虾在不同食物链上都属于同一营养级D严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大答案:C3(2011海南高考)关于生态系统的叙述,正确的是()A生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的B生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的C生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大D生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越小答案:A二、读图析图能力据能量流经第二营养级示意图回答下列问
3、题:(1)流入初级消费者的能量与其摄入量、同化量和粪便量之间有何关系?答案:流入初级消费者的能量即同化量摄入量粪便量。(2)被初级消费者同化的能量最终去向有哪些?答案:(2)呼吸作用散失;分解者利用;流入下一营养级。理清脉络考点一|生态系统的组成及营养结构1生态系统的成分生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物种类进行光合作用的绿色植物、蓝藻等进行化能合成作用的硝化细菌等绝大多数动物营寄生生活的植物(如菟丝子)和细菌、病毒等营腐生生活的细菌、真菌腐生动物,如蜣螂、蚯蚓等2生态系统各成分的相互关系3生态系统的营养结构(1)模型图示: (2)相关说明:由于第一营养级一定是生产者,因此一种动物在某
4、一食物链中的营养级消费者级别1,如兔是初级消费者,第二营养级。某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是一个种群。同一种消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级,如狼分别是第三、第四营养级。在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。典例1下图所示为草原生态系统中的一个食物网。相关叙述正确的是()A图中共含有3条食物链B在该食物网中,鹰处于4个不同的营养级C蛇和鹰既是捕食关系,又是竞争关系D若兔大量减少,鹰也会大量减少解析图中应有4条食物链。鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级,即鹰共处于3个不同的营养级。蛇和
5、鹰因都捕食相思鸟而存在竞争关系,又因鹰捕食蛇而存在捕食关系。若兔大量减少,鹰会更多地以相思鸟和蛇为食物,故鹰不会大量减少。答案C对生态系统成分认识的误区错误说法特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于消费者动物都是消费者秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者生产者是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者包含绿色植物植物都是生产者菟丝子营寄生生活,属于消费者食物链(网)中各营养级生物数量的变动(1)处于食物链的第一营养级生物减少的情况:第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少,即出现连锁反应,因为第一营养级生物是其他
6、生物直接或间接的食物来源。(2)“天敌”减少的情况:“天敌”减少,则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加,种内斗争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定,但最终结果比原来数量要大。(3)“中间”营养级生物减少的情况:如图所示食物网中,青蛙突然减少,则以它为食的蛇也将减少,鹰就要过多地捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇一种生物,它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。(4)特殊情况:在食物网中, 当某种生物因某种原因而大量减少时,对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。针对练习1关于生态系统中分解者的叙述,正确的是()A营腐生生活的细菌不
7、一定是分解者,而有可能是生产者或消费者B分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供绿色植物再利用C分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供绿色植物同化作用再利用D分解者一定都是微生物,微生物不一定都是分解者解析:选B营腐生生活的细菌属于分解者;分解者分解动植物遗体释放出来的能量,只能供给分解者自身的生命活动的需要;分解者不一定都是微生物,如营腐生生活的动物也属于分解者,微生物也不一定都是分解者,营寄生生活的细菌属于消费者,自养型的细菌属于生产者。考点二|以过程图为载体,考查生态系统的能量流动1能量流动的过程图解动漫演示更形象见课件光盘相关分析如下表:起点生产者源头光能能量输入相关生理过程
8、光合作用、化能合成作用总能量生产者固定的太阳能总量能量的传递传递形式:有机物传递渠道:沿食物链和食物网能量的散失相关生理过程细胞呼吸形式热能能量流动特点逐级递减;单向流动2流入某一营养级的能量来源和去路(1)能量来源(2)能量去向:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析:定量定时:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:a.自身呼吸消耗;b.流入下一营养级;c.被分解者分解利用;d.未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,即“未利用”。如果是以年为单位研究,这部分的能量将保留到下一年。3能量流动特点及原因分析(1)单向流动:能量流动是沿食物链进行
9、的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。(2)逐级递减:各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者,包括未被下一营养级生物利用的部分。典例2某同学绘制了下图所示的能量流动图解,相关叙述正确的是()A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2 B2C2D2)B由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1C初级消费者摄入的能量为(A2B2C2)DW1D1D2思维流程 图中面积大小代表能量的多少,据此可知,D1A2B2C2D2 据能量流动过程及特点逐项分
10、析解析由图可知,W1为生产者固定的太阳能,W1A1B1C1D1;D1为初级消费者同化的能量,D1A2B2C2D2;由于呼吸作用消耗部分能量,所以W1D1D2。答案A1动物同化的能量不等于摄入的能量动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量,即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获得了大象的能量。2粪便量不是该营养级同化量的一部分消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量,它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样,属于上一营养级的未被利用的部分。 1能量流动的计算方法在解决有关能量传递的计算问题时,首先要确定相关的食物链,理清生物在营养级上的差别,能量传递效率为10%20
11、%,解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼,从而确定使用10%或20%来解题。(1)设食物链为ABCD,分情况讨论如下:已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量M(20%)3;最多需要A营养级的能量M(10%)3。已知A营养级的能量为N,则D营养级获得的最多能量N(20%)3;最少能量N(10%)3。(2)在食物网中分析:如在中,确定生物量变化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则:食物链越短,最高营养级获得的能量越多。生物间的取食关系越简单,生态系统消耗的能量越少,如已知D营养级的能量为M,计算至少需要A营养级的能量,应取最短食物链AD,并以20%的效率进行传递
12、,即等于M20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链ABCD,并以10%的效率进行传递,即等于M(10%)3。(3)在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量,则按照单独的食物链进行计算后再合并。2利用能量流动的特点确定食物链(1)根据能量传递逐级递减的特点,能量含量越高,营养级级别越低。 (2)根据能量传递效率10%20%,可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右,若能量相差不多,则应列为同一营养级,如据下图1四种生物所同化的有机物的量的比例,可确定其营养结构如图2所示。 图1 图2针对练习2在某草原生态系统能量流动过程中,假设羊摄入体内的能量为n,羊粪便中
13、的能量为36%n,呼吸作用散失的能量为48%n,则()A羊同化的能量为64%nB贮存在羊体内的能量为52%nC由羊流向分解者的能量为16%nD由羊流向下一营养级的能量为64%n解析:选A生态系统某营养级生物摄入的能量同化量未利用的能量(存在于该动物粪便、食物残渣等中的能量);生物同化量呼吸消耗的能量流入下一营养级生物的能量流向分解者的能量。3有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%,各条食物链传递到庚的能量相等,则庚增加1 kJ的能量,丙最少含多少能量()A550 kJB500 kJC400 kJ D100 kJ解析:选A设丙的能量为x,经丙丁己庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙0
14、.5(10%)3500(kJ),经丙戊庚传递到庚的能量为0.5 kJ,则需要丙0.5(10%)250 (kJ),即丙最少含50050550(kJ)的能量。 图表信息获取能力|生态金字塔的识别典型图表 课件展示更丰富见配套光盘图1图2 信息解读(1)图1表示能量金字塔,每一阶表示营养级所含能量的多少。按能量流动逐级递减,自下而上,营养级级别依次增高,不会倒置。(2)图2可表示数量金字塔,在特殊情况下可倒置,如一株大树上,鸟、虫、树的数量关系。解题技法解答此类问题要明确题目中表示的是能量流动关系还是数量关系。只有数量金字塔才可能出现倒置。强化训练(2014合肥质检)右图表示某一生态系统的能量金字塔
15、,其、分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是()A和是实现物质循环的关键生态成分B该图所示的食物网只有1条食物链:CE1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量D能量可在食物链中循环利用解析:选C图中代表生产者,则E1表示的能量主要为生产者通过光合作用摄入的能量。、和都代表消费者,实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者。每一营养级的生物种类可能有很多,该图所示的食物网可能由很多条食物链组成。生态系统中能量流动是单向的,能量不能循环利用。课堂对点练题组一生态系统的结构1(2012海南高考)疟原虫在人体内只能进行无性生殖,在按蚊体内才进行有性生殖。人被感染疟原虫的按蚊
16、叮咬后可患疟疾。在水中,按蚊幼虫(孑孓)以藻类和细菌为食,同时又被鱼类捕食。下列叙述错误的是()A疟原虫与人是寄生关系B疟原虫与按蚊是共生关系C藻类属于生产者,孑孓和鱼类属于消费者D鱼类与藻类既存在捕食关系,也存在竞争关系解析:选B根据题中信息可断定疟原虫与人为寄生关系;疟原虫也可以感染蚊蝇,则疟原虫与被其感染的蚊蝇间为寄生关系;藻类能够进行光合作用,属于生产者,孑孓以藻类为食,是初级消费者,鱼类可捕食孑孓,为次级消费者;鱼类以藻类为食,二者为捕食关系,同时鱼类和藻类植物在水中因生存空间、氧气等资源而存在一定的竞争关系。2(2012浙江高考)右图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之
17、间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是()A图中所含的食物链为捕食食物链B这些生物的种群数量在各自的K值上下波动C旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的D旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节解析:选D由植物、旅鼠及其天敌形成的食物链为植物族鼠族鼠的天敌,此食物链为捕食食物链;三种生物都生存在资源有限的环境中,都存在环境容纳量(K值),并且种群数量都在各自的K值上下波动;旅鼠的种群数量变化主要是由食物和天敌的变化引起的;在这三种生物所形成的食物链中,捕食者数量的增多,必然会引起被捕食种群数量的减少,这属于负反馈调节。题组二生态
18、系统的能量流动3(2010江苏高考)有人发起:“多吃素食、少吃肉食”的运动,以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是()A多吃肉食会增加心血管病的发病率B直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量C多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多D节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平解析:选C“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食,其生态原理在于降低人在食物链中的营养级,从而节约更多的粮食。4(2010山东高考)以下表示动物利用食物的过程正确的分析是()A恒温动物的/值一般高于变温动物B哺乳动物的/值一般为10%20%C提高圈养动物生长量一般需提高/值D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物
19、解析:选C恒温动物需要消耗更多的能量维持体温,所以有机物质积累量()较少,其/值一般低于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为:/(未获取量)。食肉动物与食草动物的/值大小无法比较。/值越高,说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量,有利于提高动物的生长量。5(2012海南高考)下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是()A甲是生产者,乙是消费者B该生态系统是一个开放的系统C能量通过光合作用固定并进入系统,可以热能形式输出D甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量解析:选D根据题中简图可知,甲能够固定太阳能,为生产者,乙从甲获取能量,为消费者;该生态系统需要从外
20、界获得能量,同时能量也可以扩散到外界,是一个开放的生态系统;能量通过光合作用进入生态系统,经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失;输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量。课下提能练一、选择题1生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述,正确的是()A动物都属于消费者,其中食草动物属于第二营养级B细菌都属于分解者,其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型C生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本、最关键的生物成分D一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分解析:选C在生态系统中,不是所有动物都是消费者,如蜣螂、蚯蚓为分解者;
21、多数细菌是分解者,但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者;生产者能将无机物合成有机物,属于自养生物,是生态系统中最关键的成分;一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分,如猪笼草在进行光合作用时是生产者,在捕食虫子时为消费者。2在生态系统中,营养级越高的生物获得的总能量越少。下列解释错误的是()A各营养级中总有一部分能量被分解者利用B各营养级中的能量一部分以热能形式散失C生物维持自身的生命活动消耗一部分能量D能量金字塔顶层的生物数量少,需要能量少解析:选D各营养级生物的同化量一部分用于呼吸,以热能的形式散失;一部分用于自身的生长发育、繁殖等,其中一部分流向下一营养级,一部分流向分解者,所
22、以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点;能量金字塔顶层的生物因为所处营养级最高,因而获得的能量最少,不能满足太多数量的个体所需。3下列有关某草原上“草田鼠蛇”这一简单的食物链的说法,不正确的是()A流入田鼠体内的能量,除用于田鼠自身生长发育繁殖外,其余的以热能形式散失了B被田鼠摄入体内的能量,不一定传给下一营养级C该食物链体现了生态系统的功能之一能量流动D一条蛇捕食了一只田鼠,这只田鼠10%20%的能量被这条蛇同化了解析:选D流入田鼠体内的能量,被分为两部分:一部分用于自身呼吸作用的消耗,另一部分用于生长发育和繁殖,后一部分的能量可流向下一营养级、分解者等。田鼠摄入体内的能量,有一部分以粪便的
23、形式排出体外,这部分能量不会传给下一营养级。能量传递效率是针对营养级来说的,而不是针对个体。4(2014东北师大附中质检)某同学绘制的生态系统概念图如下图所示,下列叙述不正确的是()A表示生态系统的组成成分B越复杂,生态系统的抵抗力稳定性越强C中可能有微生物D该图漏写了生态系统的某项功能解析:选A题图中代表生态系统的结构,代表生态系统的成分,代表生态系统的营养结构(食物链、食物网),代表生产者;生态系统的营养结构越复杂其抵抗力稳定性越强;某些自养的微生物(如硝化细菌)也可作为生态系统中的生产者;生产系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,该图漏掉了信息传递。5下列有关生态系统中能量流动的叙
24、述,正确的是()A兔子吃了1 kg的草,则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内B一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中约有10%20%的能量流入狼的体内C生产者通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落D生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的解析:选C兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化,一部分残留在粪便中;能量传递效率中的10%20%指的是营养级与营养级之间的传递效率,并非个体与个体之间的;生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能,而太阳能来自无机环境;生态系统中的能量是单向流动的。6(2013广东高考)右图所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类
25、为食的鲈鱼,将出现的情况是()A鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势C浮游动物总量锐减后再急升D浮游植物总量急升后再锐减解析:选A鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系;引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后,土著鱼a、b的数量都下降,短期内浮游动物总量先急升后下降再趋于稳定,相应地浮游植物锐减后再急升最后近于稳定;鲈鱼以土著鱼为食,按能量传递逐级递减的特点,可知鲈鱼产量不能弥补土著鱼减少量。7.右图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解,已知麻风树的总能量为a,其中字母代表了能量,则下列叙述不正确的是()A从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为a/aBc是第二营养级用于生长发育和生殖的能
26、量Cd是指呼吸作用消耗的能量D该图中不包括非生物的物质和能量解析:选A由题干中的信息可知,该图只包括两个营养级,麻风树是第一营养级,则a只能代表第二营养级摄入量,b代表第二营养级的同化量,其中d代表用于呼吸作用消耗的能量,c是指第二营养级用于生长、发育和生殖的能量,e则是第二营养级流入分解者的能量;该图解中包括了生产者、消费者和分解者,没有非生物的物质和能量。8如图为一个草原生态系统的营养结构示意图,E表示牧草一年固定的太阳能总量,E1、E2、E3分别表示流入牲畜、昆虫、鼠的能量。下列说法错误的是()A该食物网中存在4条食物链B第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是(E1E2E3)/EC人
27、类发展草原生态系统主要是为了提高E1/ED图中缺少的生态系统的成分是分解者解析:选D该食物网共有4条食物链;牲畜、昆虫、鼠属于第二营养级,由第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是两个营养级同化量的比值,即(E1E2E3)/E;人类发展草原生态系统主要是为了更多地获取第二营养级中牲畜的能量;图中缺少的生态系统的成分是分解者、非生物的物质和能量。9(2014宿州联考)下图为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确的是()A能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1 250 kJB从乙到丙的能量传递效率为15%C将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D食物链的营养
28、关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性解析:选C能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能175200875 1 250 kJ;从乙到丙的能量传递效率为3020015%;将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为作物提供了无机盐,但不能提高能量传递效率;食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性。10下图为一个草原生态系统的营养结构示意图,图中Q表示牧草一年固定的太阳能总量,Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠的能量。据图判断,下列叙述错误的是()A当鼠全部被消灭后,鹰至少要获得0.01 Q1的能量B人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的第一营养级的
29、能量C可通过标志重捕法对鼠的种群密度进行调查D当此生态系统处于相对稳定状态时,鼠的种群数量的增长速率为0解析:选B当鼠全部被消灭后,计算鹰至少要获得的能量时,能量传递效率应按10%计算,即Q110%10%0.01 Q1。人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的牲畜的奶、肉等,牲畜属于第二营养级。11下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果。表中的、分别表示不同的营养级,为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量,NP表示生物体贮存着的能量(NPGPR),R表示生物呼吸消耗的能量,有关叙述正确的是()单位:102 kJ(m2a)GPNPR15.912.8113.10871.27369.69
30、501.580.880.340.54141.2062.0779.13211.8519.26192.59A生态系统能量流动的渠道可能是B能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%C若该生态系统维持现在能量输入、输出水平,则有机物的总量会增多D营养级GP的去向中,未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中解析:选C据题干信息,为分解者,不参与食物链构成。GP表示生物同化作用固定的能量,即流经每一营养级的总能量,根据、的GP值可判断食物链应为,则能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为(15.91/141.20)100%11.3%。该生态系统输入的总能量即生产者固定的能量(中的GP),
31、输入生态系统内的能量最终在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失,因此输出的总能量为五部分的R值之和,据两数据的比较可知,输入的能量多于输出的能量,因此有机物总量会增多。消费者产生的粪便中含有的能量属于它的上一营养级生物同化的能量。12(2014安庆模拟)科研人员研究了某种定居型蜘蛛(肉食性动物)的能量流动过程,并构建了下图所示模型,下列相关叙述正确的是()A蜘蛛在生态系统中至少属于第二营养级B流经蜘蛛的总能量是477.4 kJm2a1C排粪能和遗体残骸中的能量都属于蜘蛛同化能的一部分D下一个营养级的同化量可能会大于87.7 kJm2a1解析:选B蜘蛛是肉食性动物,至少属于第三营
32、养级,流经蜘蛛的总能量(其所同化的能量)摄入量排便量2 119.51 642.1477.4(kJm2a1);排粪能属于上一营养级所同化能量中的一部分;同化量呼吸作用的能量用于生长、发育、繁殖的能量,由图可知X包含被下一个营养级同化的量,下一个营养级的同化量应小于87.7 kJm2a1。二、非选择题13(2014武昌区联考)图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中、分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图,其中ag表示能量值。请据图作答:(1)图甲中,M2表示的能量形式为_。通常情况下,位于营养级的生物个体数量一般远远少于,主要原
33、因是_。(2)图乙中,若A表示图甲中营养级所摄入的全部能量,则B表示_, C表示_。(3)图乙中有两处不同的能量散失途径,其中E处散失的能量是通过_实现的。甲乙丙(4)若图甲中营养级、各有一种生物甲、乙、丙,它们构成的食物关系如图。其中,甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量为_(用含所给字母的表达式表示)kJ。解析:本题考查生态系统的能量流动过程、特点和应用。(1)M1是输入到生态系统中的能量,是太阳光能。M2是系统散失的能量,是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失,故最高营养级获得的能量最少,位于营养级的生物个体数量一般远远少于营养级。(2
34、)图乙中,若A表示图甲中营养级所摄入的全部能量,摄入的能量中有一部分(c)未被同化,B表示被同化的能量,同化的能量去掉呼吸散失的,即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图乙看出,生态系统能量散失的途径有两条:通过自身的呼吸作用散失;通过微生物(或分解者)的呼吸作用散失。(4)设至少需要消耗甲的能量为m kJ,则(mmx)1/51/5mx1/5A,m25A/(14x)。答案:(1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减,的营养级高,可利用的能量少(2)所同化固定的能量用于生长、发育和繁殖的能量(3)分解者的分解作用(4)25A/(14x)14下图甲表示能量在生态系统
35、中的流动过程,其中A、B、C表示不同类型的生物。图乙是B1中两个种群的数量变化。请回答问题:(1)图甲中A、B、C共同组成一个_,C在生态系统中的作用主要是_。(2)图乙中两个种群之间的关系是_,种群的数量不会无限增多的原因主要是_。(3)B2中动物的食性_(填“会”或“不会”)影响种群、的数量变化,若B2中的生物大量死亡,短时间内A中生物的数量会_。(4)若要使B2储存的能量增加x,最多需要A固定太阳能的增加量为y,则x与y的关系式应为_。解析:(1)图甲中A、B、C分别表示生产者、消费者、分解者,三者共同构成生物群落;在生态系统中,分解者的作用是将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机
36、物。(2)图乙中两种群数量开始时都增加,后来种群的数量减少,种群的数量继续增加直到保持稳定,两者为竞争关系,竞争的结果是种群被淘汰。环境最大容纳量即K值的大小由环境阻力决定,如果没有阻力,则种群无限增长,环境阻力包括天敌、食物、生存空间等。(3)若B2是杂食动物,其数量的变化对B1的数量变化影响相对较小;若B2是肉食动物,其数量的变化对B1的数量变化影响相对较大。若B2中的动物大量死亡,短期内,B1中的生物会由于缺少天敌而增多,A中的生物会由于天敌增多而减少。(4)能量传递效率应按最低计算,y与x之间的关系是y10%10%x,即y100x。答案:(1)生物群落将动植物遗体和动物排遗物中的有机物
37、分解为无机物(2)竞争生存资源和空间有限、天敌的制约(3)会减少(4)xy/100(或y100x)15(2014苏北四市联考)某自然保护区地震后,据不完全统计,植被毁损达到30%以上。下图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图单位为103 kJ/(m2a),图2表示恢复过程中某种群的种群密度与种群的出生率和死亡率的关系。请回答:(1)如图1所示,输入该生态系统的能量主要是_,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为_(保留一位小数)。(2)图1中A表示_,图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是_。(3)如图1所示,除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是_。计算可知,肉食性动物需补偿输
38、入的能量值至少为_103 kJ/(m2a)。(4)由图2可知,种群密度在_点时,种群数量的增长速率最大;在_点时,表示该种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移,地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于_演替。解析:(1)生态系统的能量输入有两种方式:输入太阳能和人为输入有机物,从图可以推知,该生态系统输入的太阳能为3147023110103 kJ/(m2a),输入的有机物能量植食动物和肉食动物补偿的能量之和,肉食动物需补偿的能量分析见(3)小题解析为7103 kJ/(m2a),所以输入该生态系统的能量主要是生产者光合作用固定的太阳能,第一营养级到第二营养级的能量传递
39、效率为14/110100%12.7%(保留一位小数)。(2)图1中A表示细胞呼吸(或呼吸作用),图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是有机物中化学能。(3)如图1所示,除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是植被受损,光合作用能力减弱,流入该生态系统的能量减少;补偿能量输入可以减轻植被恢复的压力。从第二营养级流入第三营养级的能量为:(142)(0.549)2.5103 kJ/(m2a),肉食性动物需补偿输入的能量值至少为:(0.050.252.15.1)2.55103 kJ/(m2a)。(4)由图2可知,种群密度在C点时,种群数量的增长速率最大;在E点时,种群数量的增长速率为0,表示该
40、种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移,地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于群落(或次生)演替。答案:(1)生产者光合作用固定的太阳能12.7%(2)细胞呼吸(或呼吸作用) 有机物中化学能(3)植被受损,流入该生态系统的能量减少;减轻植被恢复的压力(答出前者即可)5(4)CE(5)群落(或次生)第二讲生态系统的物质循环、信息传递与稳定性知识点一生态系统的物质循环1填写物质循环的概念图2据图回答碳循环过程图中光合作用;呼吸作用;摄食;呼吸作用;燃烧;分解作用。知识点二生态系统的信息传递1连线信息传递的种类2填写信息传递的作用和应用(1)作用:个体:生命活动的正常进
41、行,离不开信息的作用。种群:生物种群的繁衍,离不开信息的传递。群落和生态系统:能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。(2)应用:提高农产品和畜产品的产量。对有害动物进行控制。知识点三生态系统的稳定性1连线生态系统稳定性的种类2提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力。(2)对人类利用强度较大的生态系统,实施相应的物质能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。一、理解运用能力1.(2010全国卷)右图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是()A微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B沼气池中的微生物
42、也是该生态系统的分解者C沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率答案:C2(2008广东卷)下列关于生态系统信息传递特征的描述,正确的是()A生态系统的物理信息都来源于环境B植物都通过化学物质传递信息C信息沿食物链从低营养级向高营养级传递D信息可以调节生物种间关系答案:D3下列有关生态系统稳定性的叙述,不正确的是()A生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础B生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性C生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值D生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统恢复力稳定性就越强
43、答案:D二、读图析图能力据莴苣种子萌发率与光的波长的关系曲线回答问题。(1)光属于生态系统中信息的哪种类型?答案:物理信息。(2)光的波长影响莴苣种子萌发率体现了生态系统信息传递的什么功能?答案:影响生命活动。理清脉络考点一|以过程图为载体,考查物质循环的过程1碳循环过程(1)碳进入生物群落的途径:生产者的光合作用或化能合成作用。(2)碳返回无机环境的途径(3)温室效应的产生原因:化学燃料的大量燃烧,产生大量CO2。植被破坏,降低了对大气中CO2的调节能力。2物质循环的特点(1)全球性:物质循环的范围是生物圈。(2)往复循环,重复利用:物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。3碳循环及存在形
44、式(1)在生物群落和无机环境间:以CO2形式循环。(2)在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。(3)在无机环境中:主要以CO2和碳酸盐形式存在。典例1根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,不正确的是()A参与过程的生物包括生产者、消费者和分解者B过程增强后过程随之增强,故不能通过增强过程来减少大气中的CO2C生物群落内部碳循环的物质形式是含碳有机物D人类减少对过程的依赖是当前缓解温室效应的重要措施解析生物群落由生产者、消费者和分解者组成,它们通过呼吸作用分解有机物,释放CO2进入无机环境。生活中可以通过植树造林、退耕还林(草)等增强植物的光合作用,固定CO2,减少生物群落排放到大气中的C
45、O2量。碳在生物体内(生物群落内)主要以含碳有机物的形式存在。化学燃料的燃烧是导致大气中CO2含量上升的主要原因,因此,可以通过减少化学燃料的燃烧缓解温室效应。答案B 物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式太阳能化学能热能无机物特点单向流动、逐级递减全球性、循环性范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系同时进行、相互依存,不可分割能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链(网)流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力图示针对练习1下列与生态系统功能相关的描述中,错误的是()A碳在无机环境与群落两者间以CO2的形式循环B物质与能量在生物
46、与环境之间循环流动,信息的流动只在生物之间发生C植物的光合作用和生物的残尸分解是碳循环的一部分D全球气候变暖和地球上碳循环遭到破坏有关解析:选B碳在无机环境与群落两者间以CO2的形式循环;能量是单向流动的,不会循环流动,信息传递既可发生在生物之间,也可发生在生物与无机环境之间;植物通过光合作用将CO2固定为有机物,分解者的分解作用将有机物分解为CO2;全球变暖是因为大气中的CO2含量增多。2分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是()A物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动B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返C能量的总和便是生产者所固
47、定的太阳能总量D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的解析:选C生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量,的总和小于生产者所固定的太阳能总量。考点二|生态系统的稳定性与信息传递1抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状联系一般呈相反关系,抵抗力稳定性强的生态系统,恢复力稳定性差,反之亦然二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力,它们相互作用共同维持生态系统的稳定。如图所示: 2影响生态系统稳定性的因素食物链越短,生产者越多,生物种类越多,关系越复杂
48、营养结构越稳定自我调节能力越强生态系统的抵抗力稳定性越高3生态系统三大功能的比较项目区别联系来源途径特点范围能量流动太阳能食物链或食物网单向流动,逐级递减食物链各营养级生物间共同把生态系统各组分联系成一个统一整体,并调节生态系统的稳定性物质循环生态系统反复出现,循环流动群落与无机环境之间信息传递生物或无机环境多种发生生理或行为的变化(单向或双向)生物与生物之间或生物与环境之间典例2广州南沙区拥有200多公顷的湿地,是多种候鸟南下过冬的重要栖息地,被誉为广州的“南肾”。但是近年来多项大型石油化工项目落户南沙,引起环保专家对南沙自然环境的关注。下列有关叙述不正确的是()A湿地生态系统由于工业污水的
49、排放,受到很大的污染,距排污口越近的水体中溶解氧越多,N、P等无机盐也越多B负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础C由于污染而死亡的鱼腐烂后会加重污染并导致更多鱼类死亡属于正反馈调节D南沙湿地生态系统如果遭受严重破坏,物种数可能大量减少,抵抗力稳定性降低解析该污染为有机污染,距排污口越近的水体中有机物越多,分解有机物的微生物也越多,溶解氧越少,A错误。答案A1抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关在某些特殊生态系统,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。2抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断某一生态系统在彻底破坏之前,受到外界干扰,遭到一定程度的破坏而恢复的过程
50、,应视为抵抗力稳定性,如河流轻度污染的净化;若遭到彻底破坏,则其恢复过程应为恢复力稳定性,如火灾后草原的恢复等。3正反馈与负反馈调节辨析反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,包括正反馈调节和负反馈调节。 (1)负反馈调节使生态系统达到并保持平衡和稳态。实例:如右图甲所示的森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。(2)正反馈调节使生态系统远离平衡状态。若一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此,由于正反馈的作用,污染会越来越重,鱼类的死亡速度也会越来越快。如右图乙所示。针对练习 高考命题常从以下角度设置陷阱 创设情境,描述生态系统中各生物
51、种群数量变化间的关系,从中判断反馈调节的类型。4某池塘演变早期,藻类大量繁殖,食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖,导致藻类数量减少,接着又引起水蚤减少。后期因排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是()A早期不属于负反馈调节,后期属于负反馈调节B早期属于负反馈调节,后期属于正反馈调节C早期、后期均属于负反馈调节D早期、后期均属于正反馈调节解析:选B负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化,题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化,题干中
52、所述的后期属于正反馈调节。 一、实验探究能力|设计并制作生态缸,观察其稳定性(考纲要求实验)典例为观察生态系统的稳定性,设计4个密闭、透明的生态缸,各缸内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲缸是最稳定的生态系统。生态系统组成光水草藻类浮游动物小鱼泥沙生态缸编号甲乙丙丁 注:“”表示有;“”表示无。便于操作;缸内储备一定量的空气生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间为光合作用提供光能;便于观察生态缸的材料必须透明生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)防止外界生物或非
53、生物因素的干扰生态缸必须是封闭的相关分析设计要求 二、图表信息获取能力|碳循环示意图中各种成分的判断 典型图表课件展示更丰富见配套光盘 信息解读(1)图1先根据双向箭头确定A和B应为生产者或非生物的物质和能量,其中由多个内指箭头可判断B为非生物的物质和能量,再根据AD,CD,确定D为分解者,剩下C为消费者。(2)图2根据A与C之间的双向箭头及C有多个内指箭头判断:A和C分别是生产者和非生物的物质和能量。根据A、B、D的碳都流向E,可进一步判断:B是初级消费者,D是次级消费者,E是分解者。(3)图3首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即A和E,一个为生产者,一个是大气中的CO2库。又因为其他各
54、个成分都有箭头指向A,所以A为大气中的CO2库,E为生产者。然后观察剩余的几个成分,其中其他生物部分的箭头都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F则为消费者。解题技法(1)分析此类图解,常根据双箭头;通过双箭头相连的是非生物的物质和能量及生产者。(2)各种成分都指向的是非生物的物质和能量。强化训练1在一般情况下,下列关于生态系统中物质循环的主要渠道的图解,正确的是()解析:选A解题时要以碳在无机环境和生物群落之间的循环途径为突破口,还要注意各选项中的箭头方向。生态系统中的物质循环是由于生产者和分解者接通了生物群落与无机环境的通道,生产者通过光合作用或化能合成作用,利用光能或氧化无机物释放的能
55、量,将无机物合成有机物,这样无机环境中的物质进入生物群落,流经各级消费者,最后被分解者分解,又将有机物转化成无机物归还无机环境。2如图是生态系统中碳循环示意图,其中“”表示碳的流动方向,下列叙述不正确的是()A在碳循环过程中,同时伴随着能量流动B由于某种原因造成图中E生物数量大量减少,推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增加、F减少C该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、BDAC过程中碳的流动主要以CO2的形式进行,FB过程中以含碳有机物的形式进行解析:选C物质循环和能量流动是相互依存的,物质循环是能量流动的载体,能量流动是物质循环的动力。图中的食物链是ADEF,如果E的数量
56、大量减少,则它的食物来源D的数量在短期内会增加,而它的天敌F的数量在短期内会因食物减少而减少。B属于分解者,而不是消费者。C为大气中的CO2库,碳在A与C之间是以CO2的形式流动的,而在生物群落内是以含碳有机物的形式流动的。课堂对点练题组一生态系统的信息传递1(2013安庆三模)下列关于生态系统信息传递的叙述,正确的是 ()A物理信息只来源于无机环境B信息只能从低营养级向高营养级传递C性外激素只能向同种昆虫传递D行为信息只能向异种生物传递解析:选C物理信息可来自生物和无机环境;信息传递具有双向性;昆虫的性外激素这种信号分子只能被同种昆虫所接收;行为信息发生在生物与生物之间,可以是同种生物之间也
57、可以是异种生物之间。2森林中,狼能够依据兔子留下的气味去猎捕兔子,兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用是()A可以保证生命活动正常进行B可以维持生物种群的繁衍C能够促进生态系统的物质循环D能够调节生物的种间关系解析:选D狼能够依据兔子留下的气味去猎捕兔子,兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕,该信息在生态系统中的作用是能够调节生物的种间关系。题组二生态系统的稳定性3(2012海南高考)某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现,五年来,该河流中甲种群密度逐年显著增加,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是()A五年来该河流
58、中甲种群的种内斗争不断增强B甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构C大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延D该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统解析:选A在五年内,河流中甲种群密度逐年显著增加,导致种内斗争不断增强;由题干信息知,甲引进后,其种群密度越来越大,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减小,已经影响了原有生态系统的结构;甲的引进导致土著食草鱼类数量的减少,说明土著食草鱼类不能捕食物种甲,故投放土著食草鱼类不能抑制甲的蔓延;生态系统包括该区域内所有的生物和其生存的环境,包括所有生物、底泥、水及阳光等因素。4(2009天津高考)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影
59、响。据图分析,下列叙述正确的是()甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂乙生态系统在S点后一定有新的物种产生乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程ABC D解析:选B据图可知,在S点气候发生了很大变化,但对甲生态系统影响不大,说明甲生态系统的抵抗外界干扰能力较强,而乙生态系统变化较大,说明对外界干扰的抵抗能力较弱。乙生态系统在S点时,种群类型及数量几乎接近于零,而后又逐渐恢复到原来状态,所以可确定乙在S点后经历了次生演替过程。5(2012山东高考)右图中,曲线、分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后,其未来种群数量变化三种可能的情况。(1)图中
60、曲线_说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。当曲线趋近零时,对该动物种群已不宜采取_保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的_发生改变,进而导致物种进化。(2)若图中物种处于最高营养级,当其数量下降,且其他条件不变时,流向该营养级其他物种的能量会_。处于该营养级物种的种间关系是_。(3)若图中物种为食草动物,当看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的_功能。解析:(1)据图分析,种群对栖息地的破坏程度越严重,种群的数量下降越严重,结合曲线图判断可知,曲线能说明该种群对环境的破坏程度较轻;当该动物种群数量几乎降低为零时,说明环境已不适宜其生存,故不宜进行就地保护;生物进化的实质
61、是种群基因频率的改变。(2)在其他条件不变的情况下,该物种的种群数量下降,捕食量减少,那么流向该物种的能量就会减少,而与该物种处在同一营养级上的其他物种获得的捕食机会就会增加,食物增多,所以流向该营养级其他物种的能量增加;该物种和同一营养级上的其他物种间的种间关系是竞争。(3)生态系统的三大功能:能量流动、物质循环和信息传递。根据题意,食草动物从青草的减少获得食物不足的信息,然后另觅取食地,这体现了生态系统的信息传递功能。答案:(1)就地(或建立自然保护区)基因频率(2)增加(种间)竞争(3)信息传递课下提能练一、选择题1干旱环境下,森林中树木的根系比正常情况下扎得更深且分布更广,根本原因是(
62、)A生态系统具有一定的自我调节能力B森林中植物生长旺盛C森林有物质和能量的流动D森林生态系统的稳定性高解析:选A干旱条件下植物的根扎得深、分布广,才能保持水分的正常吸收,抵抗外界恶劣的环境,说明森林生态系统具有抵抗力稳定性,具有一定的自我调节能力。2要使海洋生物资源可持续利用,就必须保持海洋生态系统的动态平衡。对一个平衡的生态系统来说,下列相关叙述错误的是()A具有一定的自动调节能力B能量流动与物质循环保持动态平衡C植物与动物的数量相等D生物成分之间相互制约、相互协调解析:选C生态系统平衡时,植物与动物数量不一定相等。3(2014芜湖模拟)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能,下列
63、有关叙述不正确的是()A在捕食链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同B生态系统中的能量可促使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返C植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环D生物之间的捕食离不开信息传递解析:选A在捕食链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同,如生产者与消费者。4科学家做过一个实验:在一所丛林中的房子里,将一只雌蛾扣在一个纱罩中,尽管当晚风雨交加还是有40多只雄蛾穿过风雨赶来交尾,第二天在雌蛾周围洒满樟脑丸和汽油,一点也不影响雄蛾寻找雌蛾的兴趣。下列有关叙述不正确的是()A该实验证明雌蛾分泌的某种物质属于化学信息B该实验说明生物种群的繁衍离不开信息
64、的传递C信息传递是生态系统的基本功能D利用雌蛾分泌的物质扰乱雌雄交配属于化学防治解析:选D雌蛾分泌的物质是性外激素,属于化学信息。利用性激素扰乱害虫的交配可达到防治害虫的目的,这种防治属于生物防治。5有些人工林面积大,构成的树种单一,树木年龄和高度比较接近,树冠密集,这种森林被称为“绿色沙漠”。以下分析不正确的是()A植物种类单一,无法提供多样的食物或栖息环境,因而动物种类也十分稀少B密集的树冠遮挡了阳光,使林下缺乏灌木层和地表植被,群落结构简单C营养结构简单,食物链短,生态系统的稳态容易维持D生物多样性水平低,缺少天敌对虫害的控制,易爆发虫害解析:选C题干信息“树种单一”说明植物种类少,无法
65、提供多样的食物或栖息环境,因而动物种类也十分稀少;“树冠密集”遮挡光照,使林下缺乏灌木层和地表植被,群落结构简单;营养结构简单,食物链短,生态系统的稳态容易被破坏。6环境问题是全世界人民密切关注的问题,以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是()A煤、石油和天然气的大量燃烧,致使大气中的CO2急剧增加B大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用C生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用D大力植树造林是缓解温室效应的唯一方法解析:选A近代工业的迅速发展,导致化学燃料大量燃烧,打破了生物圈中碳循环的
66、平衡,因此减缓温室效应的重要措施是减少化学燃料的燃烧。光合作用和化能合成作用都能够固定大气中的CO2。动植物的呼吸作用和微生物的分解作用都能释放CO2。7(2014泰州模拟)下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程,则图甲、图乙、图丙可依次表示()A能量流动、碳的循环、信息传递B能量流动、信息传递、碳的循环C碳的循环、能量流动、信息传递D信息传递、能量流动、碳的循环解析:选C图甲表示生态系统中的碳循环,图乙表示生态系统的能量流动,图丙体现双向性,因此为信息传递。8某生态系统中的四种生物构成一条食物链abcd,通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1
67、、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是()AM1一定不是a种群固定的太阳能总量B若M15M2,则生态系统稳态可能遭到破坏Cd个体所含的有机物的质量应比c个体的小D一定时间内,若M2大量增加,一般会导致M1减少M3增加解析:选C生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分;根据能量流动的特点,前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍,才能满足后一营养级的能量需要;相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小,如虎与兔;一定时间内,M2增加即b数量增加,会导致被捕食者a减少,捕食者c增多,则所含有机物总量M1减少M3增加。9下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图。下列
68、说法正确的是()A植物在生态系统中的分布体现了群落的垂直结构B流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能C由于生态系统具有自我调节能力,故该湿地可以处理大量的污水D增加该湿地中生物种类可提高生态系统恢复力稳定性解析:选A该生态系统中有挺水植物、浮游植物和沉水植物,体现了群落的垂直结构;流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能及生活污水中的化学能;生态系统的自我调节能力有限,若排入的污水超过其调节能力范围,则该湿地不能进行处理;增加湿地中生物种类能提高该生态系统的抵抗力稳定性。10(2014皖北十二校联考)动物生态学家对林区周边区域进行了4种经济动物的调查,结果如下表: 种群 区域物种一二三四
69、五AA1A3A5BB2B3B4CC1C2C3DD1D2D3D5根据表中信息,有关叙述错误的是()A被调查的4种动物中,分布最广的是物种DBA1、A3、A5之间可能存在地理隔离,不存在生殖隔离C如果各物种存在着食物关系,且物种A处于最高营养级,那么各动物之间的食物关系是BDCAD如果选一区域,用标志重捕法调查4种经济动物的种群密度,最好选取第三号区域解析:选C从表中信息可知,D物种分布的区域最广;由于A1、A3、A5处于三个不同的区域且属于同一物种,所以可能存在地理隔离,不存在生殖隔离;从第五号区域动物的分布能确定A与D之间应存在捕食关系;只有第三号区域内有4种经济动物,所以最好选择第三号区域调
70、查四种动物的种群密度。11下图是某生态系统的物质和能量流向示意图(能量传递效率按10%计算)。下列有关叙述正确的是()AX1过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器BX1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量相等C当该生态系统处于相对稳定状态时,X3过程的能量值约为X1过程能量值的1%DZ1、Z2、Z3过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳解析:选C图示X1表示光合作用固定CO2的过程,参与的生物可能是绿色植物或原核生物蓝藻等,蓝藻等原核生物没有叶绿体。X2、X3等表示动物通过摄食同化有机物的过程,Y1、Y2等表示生产者和消费者通过呼吸作用释放C
71、O2的过程,Z表示分解者的分解作用。一般情况下,X1过程固定的CO2总量大于Y和Z过程释放的CO2总量,因为还有一部分有机物未被利用。Z1、Z2、Z3过程提供的有机物中的碳还有一部分转化为分解者自身的有机物。当生态系统达到相对稳定时,X3X110%10%。12下图一为科学家提供的大气中近40年每月平均二氧化碳浓度图,图乙为碳元素在生态系统中循环的模式图,“甲、乙、丙”表示生态系统的生物成分,“ag”表示生理过程。下列相关叙述中,正确的是()A图一所示CO2浓度逐年升高,主要原因是植物被破坏,使CO2的消耗减少B图二中c过程代表光合作用,f过程代表微生物的呼吸作用C图二中甲代表的营养级在生态系统
72、的食物链中占有的碳元素最多D图二中丙所代表的生物的细胞内没有成形的细胞核解析:选C图一中CO2浓度逐年升高主要是由化学燃料的燃烧造成的; 图二中甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者,丁是无机环境中的CO2库,c过程为消费者的呼吸作用,f过程为分解者的呼吸作用;甲是生态系统的第一营养级,固定的有机物中的能量是流经生态系统的总能量,因此占有的碳元素最多;丙是分解者,其中有真核生物也有原核生物,真核生物有成形的细胞核。二、非选择题13.(2014淮北联考)如图是某农田生态系统模式图,数字代表能量数值,单位是J/(cm2a),请回答下列问题:(1)以上生态系统成分中不属于生物群落的是_(用字母回答),以
73、上过程直接揭示了生态系统的主要功能是_。(2)向该农田中投放少量落叶等废弃物对生态系统不产生明显的影响,这是因为该生态系统具有_。(3)若生产者固定的能量是1 000 J/(cm2a),则B捕食A的过程中能量传递效率为_;B固定的能量中用于自身生长发育繁殖的能量是_J/(cm2a)。(4)田间管理除草、除虫可以提高农作物的产量,从能量流动的角度分析提高产量的原因是_。(5)当生物B因使用农药数量减少时,生物C的种群数量短时间内的变化为_。 (6)此农田生态系统弃耕以后发生的演替是_,在此过程中其恢复力稳定性将_。解析:(1)图示生态系统中A表示生产者、B表示初级消费者、C表示次级消费者、D表示
74、分解者、E表示非生物的物质和能量,E不属于生物群落,图示过程直接揭示了生态系统的主要功能是能量流动和物质循环。(2)农田生态系统受到轻微干扰不产生明显的影响,这是因为该生态系统具有一定的自我调节能力。(3)生产者固定的能量是1 000 J/(cm2a),B固定的能量为200 J/(cm2a),则B捕食A的过程中能量传递效率为200/1 000100%20%;B固定的能量中用于自身生长发育繁殖的能量是B固定的能量200 J/(cm2a)减去呼吸消耗的能量112 J/(cm2a),为88 J/(cm2a)。(4)除草、除虫合理地调整了生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
75、,从而提高农作物产量。(5)当B减少时,C的食物减少,种群数量短时间内会减少。(6)农田生态系统弃耕以后发生的演替属于次生演替,演替过程中,生态系统的结构将越来越复杂,其恢复力稳定性将降低。答案:(1)E能量流动和物质循环(2)一定的自我调节能力(稳定性或抵抗力稳定性)(3)20%88(4)合理地调整了生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(5)减少(6)次生演替降低14下图1表示某草原生态系统的营养结构,图2表示该生态系统受到干扰后,其功能的恢复过程。请回答:(1)该草原生态系统中有_条食物链,鹰位于第_营养级。(2)若某种原因导致蛇全部死亡,而狐的数目不变,则环境
76、容纳鹰的数目会_,原因是_。(3)若调查该生态系统某区域鼠的种群密度,可采用的方法是_;若用取样器取样进行土壤中小动物类群丰富度的研究,采集到的所有小动物_(填“能”或“不能”)构成土壤中的一个群落。(4)图2中的两条虚线之间的部分,表示生态系统功能正常的作用范围,y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,x表示恢复到原状态所需的时间。y越大,则说明该生态系统抵抗力稳定性越_(填“强”或“弱”);x越大,说明该生态系统_。解析:由图1可知,此食物网共有5条食物链,鹰处在第三、四营养级。由图可知,鹰、狐、蛇都捕食鼠,同时鹰捕食蛇和鼠,当蛇全部死亡而狐的数目不变时,鹰由第三和第四营养级变成了单纯的
77、第三营养级,食物链缩短,减少了能量的损耗,鹰获得的能量增加,因此其环境容纳量增大。由图2可知,y表示外来干扰使生态系统的功能偏离正常波动范围的大小,y值越大说明生态系统抵抗力稳定性越弱;x表示恢复到原来状态所需的时间,x值越大,说明生态系统恢复正常所需的时间越长,即恢复力稳定性越弱。答案:(1)5三、四(2)增多鹰由第三和第四营养级变成了单纯的第三营养级,食物链缩短,减少了能量的损耗(3)标志重捕法不能(4)弱恢复力稳定性越弱15下图1是某生态系统中碳循环模式图,图2为某生态农业发展模式图,据图回答下列问题:(1)图1中甲代表的生物成分是_,B代表的生理过程是_。造成温室效应的主要原因是_。若
78、第二营养级的生物具有食用和药用价值,则说明生物多样性具有_价值。(2)图2中农作物所积累的有机物中能量的去向有_。从生态系统的主要功能分析,该生态农业较好地实现了_。(3)如果要提高该农业生态系统的抵抗力稳定性,依据生态系统中生物种群间的相互关系,应科学增加农田中的_。(4)图2中属于图1中丙代表的生物有_。解析:结合图1分析碳循环过程可知,甲代表生产者、乙代表消费者、丙代表分解者,A代表的生理过程是光合作用、B代表的生理过程是细胞呼吸,主要是有氧呼吸。产生温室效应的主要原因是大气中CO2过多,而大气中CO2过多是人类大量燃烧化学燃料造成的。图2中农作物起着重要的作用,其固定的有机物中能量的去
79、向有:流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解。生态农业的建立实现了物质的循环利用和能量的多级利用,减少了能量的浪费和环境污染。生态系统的抵抗力稳定性与其营养结构的复杂程度有关,生物种类越多,其抵抗力稳定性越高。图1中丙代表分解者图2中属于分解者的生物有蚯蚓、食用菌。 答案:(1)生产者细胞呼吸化学燃料过快过多的燃烧直接(2)流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解物质的循环利用和能量的多级利用(3)生物种类(4)食用菌、蚯蚓生命系统信息传递的三类主体解读1细胞内的信息传递2细胞间的信息传递(1)通过激素、递质等化学物质传递信息。(2)通过细胞直接接触传递信息,如受精作用、效应T细胞与
80、靶细胞的识别等。(3)通过细胞通道传递信息,如植物的胞间连丝。3生态系统的信息传递(1)生物与生物之间的信息传递,如物理信息、化学信息、行为信息和营养信息。(2)生物与无机环境的信息传递,如物理信息。1细胞间和细胞内信息传递过程中,需要受体对信号的识别。下图中甲、乙分别表示人体细胞内受体和细胞表面受体的作用机制模式图。下列有关受体的叙述错误的是()A图中细胞膜上的受体、细胞质受体和核受体的化学本质均为糖蛋白(蛋白质)B雌性激素只能被特定的受体结合,从而使雌性激素只能作用于特定的靶细胞C人体内其他激素的作用机制与甲相似,即通过细胞内受体识别特定的激素D若乙表示神经元间兴奋的传递方式,其中信号分子
81、为神经递质解析:选C雌性激素为脂质物质,易通过细胞膜进入细胞内,其作用机理如甲所示。而人体大多数激素如生长激素、胰岛素、胰高血糖素等为蛋白质,不可以直接跨膜运输,这类激素的受体一般位于细胞膜上。2下图表示人体生命活动调节过程中细胞之间信息传递的两种方式,以下相关叙述错误的是()A甲状腺激素和神经递质的传输方式分别是甲和乙B乙中信息传递的速度比甲中信息传递的速度要快C甲中细胞a分泌的信息分子通过体液只能传送至细胞bD甲和乙中特定的信息均依靠细胞b的特异性受体识别解析:选C本题涉及细胞之间信息传递两种方式的比较:甲为细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,
82、将信息传递给靶细胞;乙为细胞分泌的化学物质(如神经递质)进入组织液,直接作用于受体细胞。两者相似点为特定的信息分子均依靠靶细胞特异性受体来识别,通过信息分子间接实现了信息交流。信息分子传递信息的一般步骤为:特定的细胞释放信息分子信息分子经扩散或体液运输与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应。选项C多了“只能”两字,甲中细胞a分泌的信息分子通过体液可传送至全身各处。3下列属于同一类信息传递的是()草原上的鸟,当出现敌情时,雄鸟急速起飞,扇动两翅,给雌鸟发出警报毒蜂身上斑斓的花纹萤火虫通过闪光来识别同伴红三叶草花的色彩和形状非洲草原上的豺用小便划出自己的
83、领地范围ABC D解析:选B生态系统中信息的种类可分为三类:物理信息、化学信息、行为信息,为行为信息,为化学信息,均为物理信息。4下图为含氮类激素的作用机理示意图:一般认为这类激素作用在靶细胞的膜上,并且与这类激素的特殊受体结合,结合之后,激素和受体结合物就激活了膜内的某种酶,这种酶与Mg2一起促进细胞质基质中的ATP转化为cAMP。cAMP影响细胞内某些酶及功能蛋白质的活动,如激活或抑制细胞内某些酶、改变细胞膜的通透性、影响分泌等。请根据所学生物学知识回答下列问题:(1)细胞膜上激素受体的化学本质可能是_,激素A能与靶细胞膜表面的受体结合,反映出细胞膜能进行细胞间的_。(2)激素A能够作用于
84、该靶细胞,而激素B则不能起作用,其根本原因是_。(3)cAMP及激素发挥作用后往往被迅速分解而失去活性,这对于生命活动的意义是_。(4)若该过程表示的是垂体细胞产生促甲状腺激素的过程,则图中激素A可能为_。(5)性激素、胰岛素这两种激素的作用机制符合图示的是_。若图中的靶细胞是肝细胞,则该激素与受体结合后所引起的生物学作用是_。若图中细胞膜上的受体发生缺陷而不能与该激素结合,则可能引起的内环境的改变是_。解析:激素作为一种信息分子,随体液到达靶细胞后,会使靶细胞原有的生理活动发生变化。细胞膜上激素受体的化学本质是糖蛋白,能与激素发生特异性结合,反映出细胞膜能进行细胞间的信息交流;激素A能够作用
85、于该靶细胞,而激素B则不能起作用,说明细胞膜上没有激素B相应的受体,其根本原因是细胞内基因的选择性表达,未能合成出与激素B相结合的受体;cAMP及激素发挥作用后往往被迅速分解而失去活性,从而提高了调节作用的精确性;若该过程表示的是垂体细胞产生促甲状腺激素的过程,则图中激素A除下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素外,考虑到甲状腺激素分泌的负反馈调节,还可能是甲状腺分泌的甲状腺激素;性激素为脂质物质,易通过细胞膜进入细胞内,不符合图示的激素作用机制;而胰岛素为蛋白质,符合图示激素作用机制,胰岛素作用于肝细胞,能促进肝细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,降低血糖浓度;若肝细胞膜上的受体发生缺陷而不能与胰岛素
86、结合,则可能引起血糖升高,导致高血糖。答案:(1)糖蛋白信息交流(2)细胞内基因的选择性表达,使该细胞不能合成与激素B结合的受体(3)提高调节作用的精确性(4)促甲状腺激素释放激素或甲状腺激素(5)胰岛素促进肝细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存高血糖5科学研究表明:精神因素(焦虑、紧张等的心理应激)会使T 细胞活性下降,对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降,还会间接引起机体生成抗体的能力降低。下图表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图,请据图回答下列问题。(1)由图可知,神经系统可通过突触前膜_直接调节免疫器官或免疫细胞的活动,还可通过下丘脑分泌有关激素间接调节免疫器官
87、或免疫细胞的活动。(2)精神因素使T细胞活性下降,为什么会引起机体生成抗体的能力降低?_。(3)维持机体稳态离不开细胞间的信息交流,动物细胞间进行信息交流的途径有:一是_(填3种)等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现;二是通过细胞的相互接触实现信息交流。(4)吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过哪种途径实现的?_。解析:从图中可以看出,动物细胞间进行信息交流的途径主要有两种:一是神经递质、激素、免疫活性物质等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现;二是通过细胞间的相互接触来实现信息交流,如吞噬细胞将抗原呈递给T细胞。精神因素使T细胞活性下降,T细胞呈递抗原以及释放细胞(淋巴)因子的能力就会
88、下降,B细胞增殖分化成的浆细胞就会减少,故机体生成抗体的能力会降低。答案:(1)释放神经递质(2)T细胞活性下降后,细胞(淋巴)因子的分泌量减少,影响了B细胞增殖分化成浆细胞的过程,使抗体生成量减少(3)神经递质、激素、免疫活性物质(4)细胞间的相互接触第三讲生态环境的保护知识点一人口增长对生态环境的影响1人口增长对生态环境的影响(1)人均耕地减少,粮食需求增加。(2)自然资源被大量消耗。(3)环境污染加剧等。2协调人口与环境的关系(1)继续控制人口增长。(2)加大保护资源和环境的力度。(3)监控、治理江河湖泊及海域的污染。(4)加强生物多样性保护和自然保护区建设。(5)推进生态农业。知识点二
89、关注全球性的环境问题连线生态环境问题及其原因知识点三保护生物多样性1生物多样性的内容(1)构成2连线生物多样性的价值和实例3生物多样性的保护(1)就地保护。(2)易地保护。(3)利用生物技术对濒危物种进行保护。(4)加强立法、执法和宣传教育。一、理解运用能力1(2009广东卷)目前气象预报中有“紫外线指数”的内容,提醒市民注意避免紫外线伤害。造成地面紫外线照射增强的直接原因是()A滥伐森林 B水体污染C南极冰川融化 D臭氧层破坏答案:D2判断下列有关生物多样性叙述的正误。(1)栖息地总量减少和栖息地多样性降低是生物多样性降低的重要原因(2012江苏卷T24A)()(2)过度的人为干扰导致生物多
90、样性降低(2012江苏卷T24D)()(3)物种多样性较高的生态系统相对稳定(2010北京卷T5C)()(4)群落演替过程中的生物多样性逐渐降低(2010北京卷T5B)()(5)遗传多样性较低的种群适应环境能力强(2010北京卷T5D)()二、读图析图能力原因哺乳动物鸟类偷猎31%20%丧失栖息地32%60%生物入侵17%12%其他原因20%8%据某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因回答下列问题:(1)据表分析,哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因是什么?答案:哺乳动物:偷猎和丧失栖息地;鸟类:丧失栖息地。(2)据表中数据分析,应如何保护生物多样性?答案:加强立法、执法和宣传教育;建立自然
91、保护区。理清脉络考点一|人口增长与全球性的环境问题环境污染的来源及危害典例1英国著名经济学家KE博尔丁把对自然界进行掠夺、破坏式开发利用的经济模式称为“牧童经济”。下列现象不是由“牧童经济”模式造成的是() A沙尘暴频发 B火山爆发C温室效应加剧 D湿地内物种减少解析“牧童经济”是对自然界进行掠夺、破坏式开发利用的经济模式,是对生态环境的人为破坏。火山爆发是自然现象,不是“牧童经济”模式造成的。答案B人口增长与其他生物种群增长规律的关系(1)一个国家或地区的全部人口可以看做一个种群,它同样具有种群的特征,其相互关系如下:(2)人口增长规律与其他生物种群消长规律并不完全相同。人是生物界中的一员,
92、所以生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。人不同于一般的生物:人具有发达和善于思维的大脑,具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等。因此,人口增长规律又有其特有特点,如实行计划生育。针对练习1下列关于我国人口增长与环境关系的认识中,正确的是()A我国现有的人口已经超过了环境容纳量B随着我国社会的发展和进步,人们的各种消费水平不断提高,人口增长会对生态环境造成更大的压力C因自然资源丰富,虽然人口增长快,消耗大量的自然资源,但并不影响生态环境D人口快速增长有利于解决我国在发展中遇到的困难和问题解析:选B我国现有的人口并没有超过环境容纳量。人口增长会带来相应的环境问题,
93、如人口生存空间的减少、土地资源压力、水资源压力、能源危机、环境污染等,不利于可持续发展。考点二|生物多样性及其保护1生物多样性的三个层次2生物多样性的原因分析(1)从分子水平看:DNA(基因)的多样性蛋白质多样性(根本原因) (直接原因) (即生物多样性)(2)从进化角度看:物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。典例2生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。下列关于生物多样性的说法错误的是()A模拟苍蝇后翅平衡棒原理,研制出的新型导航仪是利用了生物多样性的直接价值B建立自然保护区是保护生物多样性最为有效的措施C保护生物多样性就是在物种和生态系
94、统两个层次上采取保护战略和保护措施D引进物种不慎或对引进物种管理、监测不到位可能破坏生物多样性解析运用平衡棒原理研制出新型导航仪属于生物多样性在科学研究方面的应用,属于生物多样性的直接价值。保护生物多样性的措施有就地保护和易地保护,其中建立自然保护区属于就地保护的一种方式,它是保护生物多样性最有效的措施。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。引进物种不慎或对引进物种管理、监测不到位时,引进物种可能成为入侵物种,破坏当地生态系统,降低生物多样性。答案C不能正确理解富营养化的原因(1)富营养化产生的原因,如下图所示: (2)引起的后果:“水华”(发生在池塘和湖泊中)和“赤潮
95、”(发生在海水中)。针对练习高考命题常从以下角度设置陷阱结合光合作用与细胞呼吸考查富营养化产生的原因,并分析富营养化产生的危害。 22010年8月深圳海域发生了大规模赤潮,影响海域达15平方千米。下列相关叙述正确的是()赤潮的颜色主要取决于引起赤潮的浮游生物的颜色赤潮发生的关键因素是海水中N、P含量较高,导致海水富营养化赤潮会造成水体缺氧,引起虾、贝类等生物的大量死亡赤潮的发生,会破坏海洋生态系统的正常结构,从而威胁海洋生物的生存ABC D解析:选A引发赤潮的生物主要是一些藻类植物,在N、P含量较高的水体中,这些藻类在短时间内大量增殖,覆盖在水体的表面,影响光的透过,同时它们的细胞呼吸又消耗了
96、大量的溶解氧,致使水体缺氧,引起其他生物大量死亡。可见,赤潮的发生会严重影响海洋生态系统的结构。实验探究能力材料分析型实验(高考常考实验)典例环保部门怀疑某工厂是污染源之一,并对其排污口进行了检测。检验员沿河顺流每隔100 m取水样一次,依次编号为(已知号水样正对工厂排污口),对各水样进行了如下处理:首先,检测水样中的蓝藻数量(A组);然后,滤除水样中全部蓝藻后,每份水样分为三等份,编号B、C、D,其中B、C组分别添加适量的N和P,D组不添加;再在各组中加入等量的蓝藻,放置在阳光下若干天,最后检测水样中蓝藻数量,统计数据如下表(蓝藻数量,单位:百万细胞/mm3)。水样编号A组(原始水样)0.2
97、0.30.311010776.5B组(添加N)11.522.52019181718C组(添加P)899.510119.57.57.57D组(无添加)0.20.20.31109776.5请回答有关问题:(1)通过A组数据可以判断该工厂是污染源,依据是:_。(2)进行B、C、D分组实验的目的是探究工厂排出的污染物主要是N含量超标还是P含量超标,其中D组起_作用,从实验结果可得出的结论是_。解析B组和C组分别添加N和P的目的是使B组与D组、C组与D组分别形成条件对照。通过比较加入N或P的水样与污染源下游的水样中的蓝藻数量来分析原水样的污染原因。B组加N以后,在工厂排污口下游的明显增加,说明污水中含N
98、量并不多,而C组在中的蓝藻数目基本未变化,可知污水中本身含P超标。答案(1)工厂排污口和下游河水中的蓝藻数量明显多于上游(2)对照工厂排出的污染物主要是P含量超标材料分析型实验题的呈现形式及答题策略1材料分析型实验主要包括的三种形式(1)根据实验结果提出合理解释;(2)根据实验结果确定实验控制的条件;(3)根据实验原理和实验过程,预测实验结果。2材料分析型实验题应对总策略(1)注重分析实验程序:在实验教学和复习中,分析实验中每一步骤的作用,每一处的意义,以及各步骤之间的联系,既要知道怎么做,也要知道为什么这样做,从中学习解决问题、研究事物的方法。实验程序往往是分组标号单一变量处理和无关变量处理
99、观察、分析得出结论。如果实验之前材料或者所需溶液没有配制,往往第一步需要处理材料和配制溶液。单一变量处理和无关变量处理顺序可以调整。如果现象的观察需要特殊的工具,如显微镜,则需要制备临时装片。(2)结论分析离不开实验类型:探究性实验结论可以有多个,支持假设或者否定假设,需要根据不同结果来讨论。验证性实验,结论是唯一的,结果是支持假设的。(3)注意结论和假设的呼应:实验首先给出假设,最后需要补充结论,要注意结论与假设相呼应。结论或者肯定假设,或者否定假设,依据实验结果的不同而不同。课堂对点练题组一人口与环境问题1下列关于人口增长与环境关系的叙述,正确的是()A目前人口数量已经超出了地球环境容纳量
100、B生物种群消长规律完全适用于人口增长情况C科技进步能解决因人口增长过快导致的资源短缺问题D人口过度增长与自然灾害频繁发生有密切联系解析:选D地球人口仍在增加,所以人口数量还没有超出地球环境容纳量。人不等同于动物,生物种群消长规律并不完全适用于人口增长情况。科技进步能在一定程度上缓解因人口增长过快导致的资源短缺问题,但不能完全解决。人口过度增长造成资源短缺和环境污染,由于资源短缺人类会盲目地开发和无休止的破坏自然环境,进而使自然灾害频繁发生。2下图所示为四个不同国家中,在相同的时间内人口种群大小与土地粮食产量的关系(实线为种群大小,虚线为粮食产量)。在无粮食进口的情况下,能生存最长久的国家是()
101、A甲国B乙国C丙国 D丁国解析:选B在无粮食进口的情况下,人口的增长与粮食产量保持协调发展的国家生存的最长久。题组二生物多样性及其价值3(2010江苏高考)长在路边的小草一般不会引起人们的特别关注,从保护生物多样性的角度来看,它却有其存在的价值,但不包括A它属于该地区生态系统中的生产者B它对生态系统中其他种群的生存有利无害C它可能含有对人类有重要价值的基因D它可能为某种害虫的天敌提供栖息地解析:选B植物是生态系统中的生产者;该小草和其他植物之间是竞争关系,故并非对其他种群的生存有利无害;长在路边的小草可能含有一些利于生存的抗性基因,故可能对人类有重要价值;路边的小草可为某些动物提供栖息环境,该
102、动物可能是某种害虫的天敌。4(2011江苏高考)下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述,错误的是()A互花米草原产美洲,引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性,属于生物入侵B克氏原螯虾(小龙虾)原产美洲,经由日本引入南京地区后迅速扩散,对农田有一定危害,但成为餐桌上的美味,不属于生物入侵C麋鹿原产我国,但后来在国内绝迹,从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行迁地保护D丹顶鹤在我国东北等地繁殖,迁徙到江苏沿海滩涂越冬,在盐城建立自然保护区实行就地保护解析:选B互花米草引入到江苏沿海等地后,在与本地物种的竞争中占优势,改变了本地的生物多样性,属于生物入侵;小龙虾由日本引入后,
103、在与本地生物的竞争中占优势并迅速扩散,对农田产生了危害,属于生物入侵;麋鹿从欧洲引入并在大丰建立自然保护区,属于迁地保护;盐城的丹顶鹤自然保护区是在丹顶鹤越冬地进行的就地保护。5(2013江苏高考)将江苏某地当年收获的小麦秸秆剪成小段,于7月20日开始分别进行露天堆放、水泡和土埋3种方式的处理,3次重复,每隔15天检测一次秸秆腐解残留量,结果见图。下列分析合理的是(多选)()A秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的合理方法B土壤中的空气和水分条件有利于多种微生物对秸秆的分解C如果将处理开始时间提早30天,则3条曲线的位置将呈现上移趋势D从堆放、水泡2条曲线可以推测好氧性微生物分解能力高于厌氧性微生物
104、解析:选AB由图可知,土埋方式下秸秆残留量下降最快,因此秸秆还田后翻耕土埋是利用秸秆的合理方法;微生物分解作用的实质是细胞呼吸,土壤中的空气和水分条件有利于细胞呼吸的进行;图中纵坐标为秸秆残留量的百分比,因此提前处理,曲线位置不会上移;堆放时氧气相对充足,但残留量的减少速率最慢,可推测好氧性微生物的分解能力弱于厌氧性微生物。6(2013广东高考)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分,可用作肥料,但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高,施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验,研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移
105、的影响,结果见下表。测定项目红壤红壤污泥红壤含7%生物质炭的污泥土壤PAHs含量(g/kg)5271 079765黑麦草叶绿素含量(mg/g)2.02.12.3黑麦草每盆干重(g)1.72.32.7黑麦草PAHs含量(g/kg)401651428(1)生物质炭孔隙结构发达,能改善土壤的通气状况,使根系细胞_加强,_合成增加,从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥_,从而促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量_,但生物质炭的输入_,从而降低PAHs污染的风险。由此可见,生物质炭有望用作污泥改良剂,促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的_原理。解析
106、:(1)土壤的通气状况改善,细胞有氧呼吸增强,合成更多的ATP,为根吸收矿质元素提供大量的能量。(2)由表可知施用含7%生物质炭的污泥的黑麦草叶绿素含量增加,从而使黑麦草的光合作用增强,促进黑麦草生长。污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量都增加,但生物质炭可以吸附PAHs,从而降低PAHs污染的风险。答案:(1)有氧呼吸ATP(2)能增加黑麦草的叶绿素含量,使光合作用增强升高能吸附PAHs物质循环再生课下提能练一、选择题1(2014桂林模拟)科学家在南极洲近海大陆架下850 m处的泥床盆地发现超过100万只巨型帝王蟹。在帝王蟹所在水域的上方,生活着大量的植物和动物,其中棘皮动物包括海蛇尾、海
107、百合和海参。这些棘皮动物都没有生活在海蟹所在水域。下列有关说法错误的是()A南极水域所在的动物、植物和微生物共同构成了生物多样性B生物多样性的形成是生物长期进化的结果C帝王蟹的入侵可能会导致某些物种灭绝,使生物多样性减少D要保护当地生物多样性不被帝王蟹破坏,可以采用合理的有计划的捕捞措施解析:选A南极水域所有的动物、植物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性;生物多样性的形成是生物长期进化的结果;帝王蟹的入侵可能会导致棘皮动物包括海蛇尾、海百合和海参等不能生存,使生物多样性减少;要保护当地生物多样性不被帝王蟹破坏,就要减少帝王蟹的数量,可以采用合理捕捞措施。
108、2微山湖是山东境内的一个面积较大的湖泊,二十年前这里是碧波万顷、鱼儿满湖、野鸭成群,还有“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红”的美丽景象。二十年来,湖区四周县市的工业快速发展,城市居民急增,因而大量的工业废水、生活废水、垃圾涌入该湖。湖水变得不仅很浑浊,而且腥臭难闻。据有关专家说,近几年来,微山湖中已消失了一些物种,例如,四鼻孔鲤鱼、野鸭、水螅等,上述的现象说明的道理主要是()A环境污染是破坏生物的多样性的重要原因B掠夺式的开发是破坏生物多样性的主要原因C外来物种入侵破坏了生物的多样性D环境教育缺乏是破坏生物多样性的根本原因解析:选A抓住题干信息中湖泊的前后变化及经济发展变化,比较二者,不难发现环
109、境污染的同时,生物种类减少,生物的减少,导致污染物净化的减慢,二者形成恶性循环,最终造成生物多样性的破坏。3有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上()A回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统B撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复C回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产D回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林解析:选D引进外来物种和栽种当地经济作物不能恢复原有自然生态系统状态;撤出人类全部活动,实行全面封 闭,等待自然恢复,不能尽快使该山区恢复到原有自然生态系统的状
110、态。4我国科学家已成功培育出全球首例、遗传性稳定、能自然繁殖的四倍体鱼类。虽然四倍体鱼生长快、肉质好、抗病性强,但研究人员并不是直接把它投入生产,而是将它与二倍体鱼杂交,将它们的后代投入生产。你认为这样做的主要意义是()A充分利用杂种优势B保护环境中物种的多样性、维护生态平衡C保护自身知识产权D避免出现新基因解析:选B四倍体鱼生长快、抗病性强,直接投入生产可能会导致其他物种的灭绝,不利于生态平衡的维持,而四倍体鱼与二倍体鱼杂交,所得的后代为三倍体,高度不育,这样可以保护物种的多样性、维护生态平衡。5自然界中,有些新植物或动物物种的出现会打破原来固有的生态循环系统,有时甚至给当地环境带来压力和灾
111、难,造成生态系统退化。臭名昭著的入侵物种有能和鳄鱼搏斗的缅甸蟒蛇、疯狂繁殖的亚洲鲤鱼、数量惊人的八哥等。下列关于生物入侵的叙述中不正确的是()A生物入侵会使原生态系统的生物多样性受到严重威胁B生物入侵会使生态系统的成分和营养结构变复杂,抵抗力稳定性增强C生物入侵会打破生态系统中生物间的制约关系,破坏生态系统的稳态D适当引入外来物种,可增加物种多样性,使当地的生态平衡更加稳定解析:选B根据生态学原理,引入外来物种适当,可建立新的食物链,增加物种多样性,使当地的生态平衡更加稳定,达到生态效益和经济效益并重。但如果发生外来物种入侵或引种不当,则首先会减少当地的物种,从而破坏当地的生物多样性;其次是破
112、坏生态系统的功能。6下图甲为某清洁水体在遭受一次性有机物轻度污染后污染物含量的变化。水体中好氧性微生物数量变化的曲线最可能接近于图乙中的曲线是()A BC D解析:选D污染开始时,水体中有机物的含量较高,好氧性微生物大量增加,达到一定限度后,随有机物含量的减少,水中好氧微生物数量又逐渐减少。7调查某湖泊的水质污染状况,在注入湖泊的四个主要水源的入口处采集水样,镜检水中动物、植物的种类和数量,结果如下:1号水源水样中有单一种类的纤毛虫,如草履虫,且数量极多;2号水源水样中单细胞藻类种类较多,且数量也极大;3号水源水样中未见任何动物、植物,且发出刺鼻的气味;4号水源水样中浮游动物、植物均有发现,但
113、数量不多。根据以上结果分析,该湖泊的污染中,污染的严重性由重到轻的排列顺序是()A3、1、2、4 B3、1、4、2C4、2、1、3 D2、4、3、1解析:选A由题意可知,3号水源水样受污染程度最重,因为水样中未见任何动物、植物,且发出刺鼻的气味;1号水源水样受污染的程度较重,因为草履虫数量多,说明水体中细菌数量大大增加;2号水源水样受污染的程度较小,因为水样中单细胞藻类种类较多,且数量也极大,说明水体富营养化严重;4号水源水样受污染程度最小。8下图表示人与环境关系的三种模式图,下列对“环境容量”的理解错误的是()A环境容量是指生态系统对人口的承载能力B随着生产的发展,环境容量在不断加大C人口的
114、过度增长会造成资源枯竭,环境容量降低D生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础解析:选B从题图所示看出,随着生产的发展,人口的过度增长会造成对资源的过度利用,导致新的环境容量比原来的环境容量小。9(2014宿州一模)为应对“垃圾围城”危机,很多省市对生活垃圾进行分类管理。下列说法错误的是()A垃圾分类处理,实现了垃圾资源化和能量循环利用B微生物能分解垃圾说明生态系统具有一定的自我调节能力C垃圾分类处理减轻了环境污染,提高了城市生态系统的稳定性D此举有利于发展循环经济和实现城市可持续发展解析:选A垃圾分类处理,实现了垃圾资源化,提高了能量利用率,但不能使能量循环利用;微生物能分解垃圾,降
115、低垃圾对生态环境造成的危害,提高了城市生态系统的稳定性,说明了生态系统具有一定的自我调节能力;垃圾分类处理可以将废物资源化,有利于发展循环经济和实现城市可持续发展。10天鹅洲自然保护区是为了实现麋鹿回归自然而建立起来的,保护区内野生动植物资源丰富,但没有大型食肉动物。1993年以来,分三批从北京引进的94头麋鹿,自由生活在保护区内,完全以野生植物为食物,种群数量明显增加,2003年约为450头,目前已经超过800头,并形成了3个亚种群。但近年来,随着人类在保护区内的某些活动增加,麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象。以下分析正确的是()A保护麋鹿的意义在于保护基因的多样性和物种的多样性B建立自然保
116、护区后,麋鹿的环境容纳量就可以一直稳定不变C麋鹿在保护区内生活,没有捕食者,食物充足,因此没有环境阻力D由于出现生殖隔离,原来的一个麋鹿种群形成了3个种群解析:选A由于环境的变化,建立自然保护区后,麋鹿的环境容纳量并非一直稳定不变;“随着人类在保护区内的某些活动增加,麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象”,这个信息告诉我们,麋鹿在保护区内生活,同样存在环境阻力;3个亚种群间麋鹿并没有发生生殖隔离,没有形成新物种。11珍稀物种保护面临的最大问题是栖息地的破碎。人类已经把大部分陆地用于农业种植,而很多野生动物是无法在农业生态系统中生存的。其余的陆地很多都在经历破碎过程或已经破碎成许多很小的板块。下图所
117、示是栖息地破碎对种群动态的影响。 下列关于栖息地破碎对种群影响的叙述错误的是()A对于白脸猴来说,栖息地越大,种内斗争越少,个体生存机会越大B白脸猴种群越大,种群维持时间越长,是出生率高的缘故C白脸猴种群越小,种群维持时间越短,是因为气候和疾病等容易导致种群内生物忽然灭绝D栖息地的破碎也会导致基因交流的机会减少解析:选B若栖息地范围较广,则种内斗争不激烈,个体生存机会增大,出生率升高,同时死亡率降低,种群数量增多,种群维持时间变长;种群小,变异类型少,遇到不良环境容易被淘汰;栖息地的破碎在一定程度上形成地理隔离,阻碍了基因交流。12奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣,如不处理会严重影响周边人、
118、畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图,请据图分析下列说法错误的是()A废水流入厌氧池前,需经稀释处理,是为了防止微生物失水过多死亡B控制废水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有机物被充分分解外,还有利于无机盐被充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求C输入此氧化塘的能量有太阳能和化学能,氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多D氧化塘后部种植莲等挺水植物,有利于减少出水口处水中的浮游藻类,原因是挺水植物起遮光作用,影响浮游藻类进行光合作用解析:选C废水流入厌氧池前先经稀释处理,是为了防止微生物在高浓度废水中失水过多死亡。适当减缓废水的流速,延长废水与微生物、水生植物的接触时间,有利于废水中有机物
119、的充分分解和分解后产生的无机物的吸收,降低污染物含量。输入此氧化塘的能量有塘中生产者固定的太阳能和流入的废水中有机物含有的化学能;氧化塘前部的有机物含量较高,需氧微生物大量消耗氧气分解有机物,故溶解氧含量比后部的低。挺水植物能适当遮光,不利于藻类的光合作用,从而减少藻类的数量。二、非选择题13下图为组成生物多样性的3个层次示意图,请据图回答下列问题:(1)生物圈内所有的_,以及它们所拥有的全部_以及各种各样的_,共同构成了生物多样性。(2)保护生物的多样性是在_、_、_3个层次上采取保护战略和保护措施。(3)在“蒲公英麻雀蛇”这条食物链中:蒲公英可以作为工业原料,蛇可以作为制药原料。以上可说明
120、生物多样性具有_价值。在上述食物链中,麻雀数目的增多 ,导致蛇的数目也增多,但蛇增多后,麻雀数目受到抑制。这种内在的调节作用属于_,同时也说明生物多样性具有_价值。解析:图中的、分别是从基因、物种和生态系统三个不同层次说明生态系统的多样性。生物多样性的直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文艺创作等非实用意义的价值;间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的价值,也叫生态功能。答案:(1)植物、动物和微生物基因生态系统(2)基因物种生态系统(3)直接负反馈间接14(2013 合肥二模)在草原设置固定样地,研究不同程度下放牧和割草两种利用方式的地上生物量和生
121、物多样性之间的关系,结果如下图。(1)研究小组首先选取一定大小的样方,识别并统计_。(2)在放牧草地中,有利于_植物的生长;在割草草地中,有利于_植物的生长。随着割草强度的增加,草地的_整体呈现下降趋势,但图中_呈增加趋势。(3)低等、中等强度的放牧草地和割草草地比较说明,牲畜喜食_植物,导致各种植物间的_关系发生改变。(4)放牧和割草不仅影响地上植物的生长情况,也会影响土壤小动物和微生物的数量及分布,从而改变草原群落的_结构。(5)放牧量和割草量的增加会导致土壤盐碱化加重,研究小组通过大量的实验发现铺枯草层能有效地治理盐碱地,其主要原因是:_,无机营养物质不断归还土壤,有利于植物的生长。解析
122、:(1)调查物种丰富度时,要首先选取一定大小的样方,识别并统计物种的名称(种类、丰度)和数量。(2)据图分析发现,在放牧草地中,有利于1、2年生植物的生长;在割草草地中,有利于禾本科植物的生长。随着割草强度的增加,草地的地上生物量整体呈现下降趋势,但图中物种丰富度呈增加趋势。(3)比较低等、中等强度的放牧草地和割草草地,可以发现,牲畜喜食禾本科和豆科植物,导致各种植物间的竞争关系发生改变。(4)放牧和割草不仅影响地上植物的生长情况,也会影响土壤小动物和微生物的数量及分布,从而改变草原群落的垂直结构。(5)枯草在分解者的作用下,无机营养物质不断归还土壤,有利于植物的生长,所以铺枯草层能有效地治理
123、盐碱地。答案:(1)物种的名称(种类、丰度)和数量(生物量)(2)1、2年生禾本科地上生物量植物种类(生物多样性、物种丰富度)(3)禾本科和豆科竞争(4)垂直(空间)(5)枯草在分解者的作用下(微生物的分解作用)15(2014开封高中月考)研究发现,汞污染中的甲基汞(有机汞)的毒性远高于无机汞。在湿地生态系统等环境中,这两种物质可以相互转化,如下图所示。请回答:(1)湿地生态系统被称为“地球之肾”,是因为其具有_功能。图中各生物种群占据不同的位置,体现了群落的_结构。目前人们依据_的理论逐步恢复被破坏的红树林湿地生态系统。(2)甲基汞通过_的富集而危害人体神经系统。研究发现,在甲基汞的作用下突
124、触间隙会持续存在较多的乙酰胆碱(神经递质),同时发现甲基汞高度亲脂又能与蛋白质结合,请推测乙酰胆碱增多的可能原因是_。(3)底泥中存在与B类细菌类似作用的真菌,这类真菌在生态系统中所属的成分是_。浮游植物所固定的太阳能除流向下一营养级的生物外,其去向还有_。(4)根据题干信息,请提出一种有效降低水体汞污染危害的思路:_。解析:(1)紧扣题图中无机汞、有机汞带来的环境问题分析可知,湿地生态系统具有净化水体的功能;联系图中各生物种群的分布,因问题指向不具体,所以答案“空间结构”也不可具体化。(2)通过“甲基汞”、“富集”等字眼可知考查点为生物富集。“高度亲脂”可与生物膜(突触前膜)联系,“与蛋白质
125、结合”可与受体(突触后膜)联系,乙酰胆碱作用后即被灭活,灭活过程需要乙酰胆碱酶,而酶的化学本质是蛋白质。(3)据图可知,B类细菌将甲基汞(有机汞)转变为无机汞,此类生物为分解者。(4)“有效降低”即将原有水体中的汞减少,可联系浮床工艺;根据题干“汞污染中的甲基汞(有机汞)的毒性远高于无机汞”,可得出增加B类细菌可增强对有机汞的分解。答案:(1)净化水体空间(垂直和水平)(生物)群落演替(2)食物链甲基汞导致突触前膜过量释放乙酰胆碱(也可从影响酶活性的角度回答,也可从影响受体蛋白的角度回答)(3)分解者流向分解者和通过呼吸作用以热能形式散失(4)种植能大量吸收汞的植物,再从这些植物中回收汞(或在
126、汞污染的红树林生态系统投入一定量的B类细菌,或在汞污染的红树林生态系统投入能分解甲基汞的真菌) 生态系统的表格数据分析类试题必备答题流程 运用表格中的信息解决问题,即将【析表】过程中得出的数据特点、数据变化规律等与教材基础知识相联系,将表格数据蕴含的信息与需要解决的问题相联系,通过有效的信息转换,归纳总结出相应结论一看行和列:看清表格名称、行标题与列标题、标题的含义、数据的单位等,找出关键信息。二看行和列数据的规律和趋势:如数据上升、下降还是某个数据点后保持不变等。三看关键的数据点:如最大值、最小值、平均值、出现频率高或低的数值等,另外,表格中出现“0”的地方要特别小心 在识表的基础上,对表中
127、的数据进行整理分析;主要是理顺行与列的相关性,必要时可用数形转换、拆分表格等方法;在整理的基础上运用纵横比较等方法找出数据的特点和变化规律,并初步分析其原因。主要进行以下分析:分析行标题、列标题的生物学含义,找出两者之间的联系;分析关键数据(如最大值、最小值、零值、转折值等)所表示的生物学含义及其产生原因;分析比较行内、行间、列内、列间的数据,结合设问列出变量关系式,借助恰当的方法进行分析推导 案例技法展示典例 为研究含铅、汞的污染物对当地生物的影响,科技人员对下列四种生物体内的铅、 汞含量做了一个调查,见下表。请据表回答以下问题:生物种类RQ铅(pb)汞(Hg)A某种小乔木0.550.75B
128、某种植食动物0.841.36C某种大型真菌0.480.91D某种肉食动物1.352.25 (1)生态系统的成分主要包括_。一个封闭的、功能完善的生态系统,无需从外界获得物质就可长期维持其正常功能,但是如果在较长时期内断绝对它的_,这个生态系统就会自行消亡。(2)碳在生物群落中的循环主要以_的形式进行。若D每增重10 kg至少消耗A_kg。(3)用表中字母绘出该生态系统的碳循环简图。(4)在能量流动的渠道中,_越高,生物体内铅、汞的浓度也越高,即有毒、有害物质沿食物链传递时具有富集作用。(5)进行生态风险评估时,需要计算出一个风险商数(RQ),每一种生物的RQ是污染物的摄入剂量与临界水平的比率。
129、RQ1显示污染物对生物的健康只构成低风险,RQ1则显示污染物可能对生物有害。请运用表中RQ值预测污染物对4种生物生存和对该生态系统稳定性的影响。信息:表格内容表示的是铅、汞等污染物对四种生物的影响。信息:由RQ值的大小可判断污染物对生物生命活动的影响程度。信息:由表格可知,小乔木、大型真菌体内铅、汞的RQ1;肉食动物体内两种污染物的RQ1,且数值最大。信息:由表格可知,去掉C(大型真菌)后,从上到下,RQ值依次递增;在每种生物体内汞的RQ都大于铅的RQ。解读:由信息及表格中的四种生物可知,A、B、D三种生物可组成一条食物链,即ABD。解读:由信息可知,铅、汞污染对小乔木、大型真菌无影响;铅污染
130、对植食动物几乎无影响,但汞污染对其有影响;铅、汞污染都对肉食动物有影响,且影响最大。解读:由信息可知,小乔木、植食动物、肉食动物体内铅、汞的RQ依次递增,说明营养级越高,污染对生物的影响越大;汞的RQ都大于铅的RQ,说明汞污染对生物的影响更大。 1设问(2):A(小乔木)为生产者,B(植食动物)为初级消费者,C(大型真菌)为分解者,D(肉食动物)为次级消费者,因此,A、B、D三种生物可组成一条食物链,即ABD;由营养级之间的能量传递效率10%20%可得出,D每增重10 kg至少消耗A:1020%20%250 (kg)。2设问(3):由A、B、C、D四种生物在生态系统中的地位及关系,便可绘出碳循
131、环简图。3设问(4):铅、汞等重金属沿食物链传递时具有富集作用,即营养级越高,污染物在体内的含量越大。4设问(5):D内两种污染物的RQ1,B内汞(Hg)的RQ1,铅和汞污染将会威胁D、B的生存,而汞污染的威胁更为严重;A和C内两种污染物的RQ1,因此,生物A和C的生存不会受到这两种污染物的威胁。由于污染,D和B的生长发育受到影响,将会大量死亡或灭绝,A的生物数目将会大量增加,种内斗争加剧;该生态系统的生物多样性会降低,进而抵抗力稳定性会降低,生态系统稳定性可能会被破坏。 标准答案失分防范(1)生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量能量输入四项中漏掉任何一项不得分,第二空答“能量供应”也
132、得分(2)有机物250(3) 图示中四种生物和CO2漏掉任何一项都不得分,箭头方向错误不得分(4)营养级(5)对4种生物生存的影响:铅和汞将会威胁D、B的生存,而汞的威胁更为严重;对生物A和C的几乎无影响。对该生态系统稳定性的影响:由于污染,D和B将会大量死亡或灭绝,该生态系统的生物多样性会降低,抵抗力稳定性会降低,生态系统稳定性可能会被破坏。只答对B、D或A、C的影响得一半的分只要答出“生态系统的生物多样性会降低,生态系统的稳定性会被破坏”即可 易错探因(1)混淆了碳元素在生物群落内部传递形式(有机物)及在生物群落与无机环境中的循环形式(CO2),而错答设问(2)。(2)由于书写食物链错误,
133、把分解者也写入了食物链中,进而能量流动计算错误和碳循环过程书写错误。 大题冲关集训1某研究小组的同学调查了野外山坡上三个不同地点A、B、C的植物群落,并测量了三个地点的土壤特征等环境因素,结果见下表。根据所得数据回答问题:生物种类地点A(山腰)地点B(山腰)地点C(山腰)草3种5种9种蕨类7种5种8种灌木15种4种2种松树0种2种0种落叶树20种5种0种非生物因素地点A(山腰)地点B(山腰)地点C(山腰)风速低高高距地1.5米的光强低中高土壤湿度/%483515土壤中有机质/%6.53.82.5土壤深度/cm30010015土壤氨量/mgkg19.44.52.3 (1)根据调查结果判断,物种丰
134、富度最大的是地点_处的植物群落。(2)如果遭遇火灾,山坡上的植被被彻底烧光,则原地点将发生的群落演替类型属于_演替。群落演替总是向着_的方向发展,直至达到_为止。(3)如果地点A、B、C处的光照条件同等充足,则能更有效地利用太阳光能的是地点_处的植物群落,原因是_。(4)土壤中的有机质需经过_才能被植物吸收利用。当土壤缺氧时,将抑制根对矿质元素离子的吸收,据此可知根吸收矿质元素离子的方式为_。(5)落叶树在地点C不能生长的原因是_。(说出不少于两个原因)解析:物种丰富度是指群落中物种数目的多少,比较A、B、C三处的生物种类并进行统计后可得出A处生物种类数最多,物种丰富度最大。遭遇火灾,山坡上的
135、植被被彻底烧光,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留着种子或其他繁殖体,因而将发生的是次生演替过程。在自然条件下群落演替总是朝着生物种类多样化、结构复杂化、功能完善化的方向发展,直至达到稳态为止。在地点A处植物群落分层多、土壤中水和矿质养料丰富,这有利于植物的生长,因而更能充分利用光能。土壤中的有机物会通过土壤中的微生物(或分解者)分解为无机物,再被植物吸收利用。植物根细胞通过主动运输方式吸收无机盐离子。答案:(1)A(2)次生物种多样化、结构复杂化、功能完善化稳态(3)A地点A处的植物群落分层多、土壤中水和矿质养料丰富(4)微生物的分解主动运输(5)土壤中缺少相应的水分和矿质养料;土壤浅不足
136、以维持高大植物的生长2下表是某地区森林群落演替过程中相关项目的调查,试根据表中数据回答问题:调查时间调查项目1953年1973年1984年1996年叶面积指数2.486.6111.2817.76光能截获率(%)20.342.388.995.9总初级生产量(thm2a1)17.4355.50116.61150.81净初级生产量(thm2a1)1.5014.5223.8826.00(1)该地区生物群落的演替类型属于_演替,从数据分析,在演替过程中群落物种丰富度变化趋势是_。对该地区群落结构进行调查时,测定群落中植物丰富度的最简单方法是_,同时注意调查不同物种_情况,以获知群落的垂直结构。(2)请在
137、图中绘出生产者呼吸量与叶面积指数之间的关系曲线。(3)统计表明随着群落演替的进行,生态系统光能截获率变化与叶面积指数的关系是_;随演替的进行生态系统的_能力增强。(4)当各项调查数据_时,判断此生物群落发展到了顶级群落。解析:(1)在已有植被的地方发生的演替,为次生演替。该地区各种调查项目的数据,在调查时间内都逐渐增大,表明该生态系统正向着更稳定的方向演替,即该地区营养结构向复杂的方向发展。调查该地区植物的丰富度,最简单的方法是识别这些植物并列出它们的名录。要获知群落的垂直结构,应调查不同物种在垂直方向的分层情况。(2)生产者的呼吸量总初级生产量净初级生产量。(3)从表中数据可以看出,生态系统
138、光能截获率与叶面积指数呈正相关,即随着叶面积指数的增大,光能截获率升高;该生态系统物种丰富度逐渐增大,生态系统的自我调节能力不断增强。(4)一个群落发展到顶级群落,表明各种调查数据能长期保持在一定范围内波动(或长期保持相对稳定的状态)。答案:(1)次生逐渐增加识别这些植物并列出它们的名录在垂直空间上的分层(2)如右图所示(3)随着叶面积指数的增大,光能截获率升高自我调节(4)长时间地在一定范围内波动(长时间处于相对稳定的状态)3圆明园遗址公园是距北京市中心最近的、较为完善的湿地生态景观,这里生存着多种多样的沉水植物(多种水草)、挺水植物(荷花、菖蒲、芦苇等)和陆生植物,还生活着以蝗虫为主的多种
139、昆虫,水中的螺、沼虾、鱼类,此外还有蛙、蛇、鹭、野鸭以及野化的家猫等动物。回答以下问题:(1)圆明园遗址公园中的沉水植物生长于水域的中央区域,挺水植物生长于近岸的浅水区域,喜湿的植物生长于岸边,旱生植物分布于离岸较远处,形成了群落的_结构。(2)对动物类群进行解剖分析时,发现各类动物的消化道内容物如下表(“”表示有此类残骸)。动物类群消化道内容物植物昆虫螺沼虾鱼类蛙蛇鸟类蝗虫螺沼虾鱼类蛙蛇鸟类野化的家猫上表中所含内容,与完整的生态系统相比缺乏的成分有_。圆明园遗址公园中处于第二营养级的生物有_。鱼类与螺之间的种间关系为_。若用大量的杀虫剂杀除蝗虫等“害虫”,则不利于生态系统营养结构的稳定。试分
140、析其原因_。(3)近年来圆明园遗址公园为了改善水系景观,有计划地清除多种野生植物,扩大荷花等几种观赏植物的种植面积,此举对圆明园湿地生态系统的影响是_。解析:(1)由于水分的影响,圆明园遗址公园中的沉水植物、挺水植物、喜湿植物和旱生植物在不同的地方分布,这体现了群落的水平结构,不同深度水域的植物种类不同则组成了群落的垂直结构。(2)一个完整的生态系统包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质与能量四种成分,表格中只有生产者、消费者,没有分解者和非生物的物质与能量。蝗虫等昆虫、螺、沼虾和鱼类属于初级消费者,为第二营养级。鱼和螺有共同的食物,两者为竞争关系,鱼还以螺为食物,两者又构成捕食关系。(3)
141、清除多种野生植物,破坏了物种多样性,导致生态系统的成分单一,营养结构简单,抵抗力稳定性降低。答案:(1)水平(2)分解者和非生物的物质与能量蝗虫等昆虫、螺、沼虾、鱼类竞争与捕食蝗虫等昆虫是食物链(食物网)的重要环节,通过食物链影响其他物种的生存(或其他合理的答案)(3)破坏了物种多样性(或生态系统的抵抗力稳定性降低)4下图是为了处理污水(含有机和无机污染物)而设计建造的人工湿地生态系统,表1是对该湿地生态系统各组成成分的能量流动情况的调查结果,表中甲、乙、丙、丁分别代表不同的营养级,戊表示分解者。据图、表回答下列问题:表1同化作用固定的能量(kJm1a1)体内贮存的能量(kJm2a2)呼吸消耗
142、的能量(kJm2a1)体内DDT含量(ppm)甲145.962.883.10.066乙870.7369.4501.30.002 3丙0.90.30.60.94丁141.061.979.10.085戊211.520.1191.40(1)流经该生态系统的总能量是_。第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为_(保留两位有效数字)。(2)请据表1数据画出该湿地生态系统的食物链_。表1中不同营养级体内DDT含量的特点是_。(3)对该人工湿地作用效果进行检测,结果见表2。其中化学耗氧量(COD)表示在一定条件下氧化1 L水中有机物所需的氧气量;生化耗氧量(BOD)表示微生物分解一定体积水中有机物所需的
143、氧气量。 表2项目COD(mg/L)BOD(mg/L)总氮量(mg/L)进水750360700出水1505025COD、BOD值越高,表明_污染程度越高;总氮量的降低表明,植物的吸收作用可_(填“降低”或“升高”)水体富营养化程度。(4)该生态系统在建设过程中,对污水流入设计了流量和流速控制开关,并且在系统的底部铺设了通气的管网。前者是因为_,后者的目的是促进_。解析:根据能量流动的特点可知,在食物链(网)中,能量越多的生物所处营养级越低,另外,根据食物链的富集作用可知,营养级越高,DDT的含量越高,据此可以得出:乙是生产者,即处于第一营养级,甲、丁处于第二营养级,丙处于第三营养级。COD和BOD是反映环境污染程度的两个重要指标,两指标的数值越高,表明有机物的含量越高。答案:(1)生产者固定的太阳能和有机污染物中的化学能33%(2)营养级越高,DDT的含量越高(3)有机物降低(4)生态系统的自我调节能力有一定的限度好氧型微生物的有氧呼吸