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微專題九 生物與環(huán)境中兩個易錯方面的知識辨析 高考大題加固練(四)　種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)綜合題 1.南方某地區(qū)農田棄耕后，很快就長滿了一年生的雜草，后來又出現(xiàn)了灌木。圖中曲線b、c表示該群落中的植物物種或個體數(shù)的變化。據圖分析回答有關問題： (1)圖中發(fā)生的群落演替屬于________演替，________階段更易遭受外來物種的入侵而使占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化。 (2)圖中曲線a可表示該群落所含能量的變化；灌木階段比草本階段所含能量多，是因為灌木群落比草本群落的________更復雜，具有更強的利用________的能力。曲線b表示________數(shù)；調查該群落中某種雙子葉植物的種群密度通常要用到________法，使用該方法時，關鍵要做到________，不能摻入主觀因素。 (3)在出現(xiàn)人為干擾的情況下，圖中群落演替的________可能發(fā)生改變。 解析：(1)在棄耕的農田上發(fā)生的演替，屬于次生演替。由于草本階段，生物比較單一，營養(yǎng)結構簡單，抵抗力穩(wěn)定性比較弱，容易被外來物種的入侵而使占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化。(2)灌木階段比草本階段所含能量多，因為生物種類較多，在群落的垂直結構上更復雜，能利用更多的陽光等環(huán)境資源。曲線b表示在演替過程數(shù)量減少，草本植物個數(shù)會減少，因此曲線b表示植物個體數(shù)。調查雙子葉植物用樣方法，使用該方法要注意隨機取樣，減少誤差。(3)人類的活動會改變群落的演替速度和方向。 答案：(1)次生　草本 (2)垂直結構　陽光等環(huán)境資源(或陽光)　植物個體　樣方　隨機取樣 (3)速度和方向 2．如表所示為科研人員對鳥類資源的調查統(tǒng)計結果，請分析回答下列問題： 鳥類豐富度(種) 平均種群密度(只/km2) 次生雜木林 55 11.506 3 灌叢 51 16.358 1 農田 21 3.941 7 人工馬尾松林 23 14.385 7 (1)在生態(tài)系統(tǒng)組成成分中，鳥類一般屬于__________________。次生雜木林中的生物分布具有鑲嵌現(xiàn)象，這屬于群落的________結構。 (2)表中數(shù)據表明，4種生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度差別較大，其中農田生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度最低，原因是________________________；灌叢的鳥類平均種群密度最大，說明灌叢為鳥類的生存提供了更多的________。 (3)調查中發(fā)現(xiàn)甲、乙兩種鳥類存在捕食關系，二者的種群數(shù)量變化如圖所示。分析可知，________是捕食者。甲、乙種群數(shù)量的變化，體現(xiàn)了群落內部的________。 解析：(1)鳥類一般以植物或動物為食，屬于消費者。群落水平結構的特征是鑲嵌性，次生雜木林中的生物分布具有鑲嵌現(xiàn)象，這屬于群落的水平結構。(2)農田生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)，其營養(yǎng)結構簡單，物種數(shù)量少，故表中農田生態(tài)系統(tǒng)中的鳥類豐富度最低。灌叢為鳥類的生存提供了更多的食物和棲息空間，故表中灌叢的鳥類平均種群密度最大。(3)分析題圖可知，甲種群的數(shù)量較多，乙種群的數(shù)量隨甲種群數(shù)量的變化而變化，所以甲為被捕食者，乙為捕食者。甲種群的數(shù)量增加，進而使乙種群的數(shù)量增加，乙種群的數(shù)量增加又使甲種群的數(shù)量降低，體現(xiàn)了群落內部的負反饋調節(jié)。 答案：(1)消費者　水平　(2)營養(yǎng)結構最簡單　食物和棲息空間(答案合理即可)　(3)乙　負反饋調節(jié) 3．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網，據圖回答下列問題： (1)圖中共有________條食物鏈，其中最長的食物鏈是________。 (2)在植物→鼠→鷹這條食物鏈中，鼠的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)鷹的能量。 (3)圖中鷹同時占有第________營養(yǎng)級，蛇與鷹之間的關系是________，該生態(tài)系統(tǒng)未體現(xiàn)的成分有________________。 (4)若鷹增加1 kg至少需要消耗植物________kg。食蟲昆蟲糞便中的能量屬于________的同化量。 (5)如果環(huán)境中的某種重金屬在生物體內不能分解，也不能排出體外，則該物質經________的傳遞后，便可在不同的生物體內積累。因此，通常生物所在的________越高，該重金屬在其體內的積累量越大。 解析：(1)本食物網中的生產者是植物，從生產者→最高營養(yǎng)級，共有8條食物鏈，分別是①植物→食植昆蟲→食蟲鳥→鷹；②植物→食植昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹；③植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→鷹；④植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹；⑤植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹；⑥植物→食植昆蟲→蛙→蛇→鷹；⑦植物→鼠→鷹；⑧植物→鼠→蛇→鷹，其中最長的食物鏈有六個營養(yǎng)級，即④與⑤。(2)在植物→鼠→鷹這條食物鏈中，鼠屬于第二營養(yǎng)級，鷹屬于第三營養(yǎng)級。由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有逐級遞減的特點，故鼠同化的能量大于鷹同化的能量。(3)鷹在不同的食物鏈中占據不同的營養(yǎng)級，根據圖示可知，鷹同時占有第三、四、五、六營養(yǎng)級(如⑦①②④所示)；由食物鏈(網)可知，鷹可以捕食蛇，而鷹和蛇都可以以食蟲鳥和鼠為食，故蛇與鷹之間既有競爭關系又有捕食關系。生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量，食物鏈中只有生產者和消費者，未體現(xiàn)的成分有非生物的物質和能量、分解者。(4)鷹可以以食蟲鳥、蛇、鼠為食，若計算鷹增加1 kg至少需要消耗植物的量(知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級)，應選最短食物鏈按最大能量傳遞效率20%計算，即選擇⑦植物→鼠→鷹這條食物鏈，至少需要消耗植物的量為120%20%＝25 kg。食蟲昆蟲糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級的同化量即食植昆蟲的同化量。(5)難降解的化合物和重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中具有生物富集現(xiàn)象，即隨著食物鏈的延長，營養(yǎng)級越高，重金屬含量就越高。 答案：(1)8　植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹、植物→食植昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹　(2)大于　(3)三、四、五、六　競爭和捕食　非生物的物質和能量、分解者　(4)25　食植昆蟲　(5)食物鏈　營養(yǎng)級 4．如圖1表示某草原自然保護區(qū)中碳循環(huán)的部分過程，其中甲、乙、丙、丁構成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，箭頭表示物質循環(huán)的方向。圖2所示為某生態(tài)系統(tǒng)的部分食物網。請分析回答： (1)碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)形式主要是________。 (2)圖1中碳循環(huán)的平衡是由于____________與____________的速率相同(用圖1中數(shù)字序號表示)，而導致這一平衡被打破的主要原因是___________________________________。 (3)圖2所示食物網中有________條食物鏈，若去除昆蟲，且草的數(shù)量不變，則該草原容納鷹的數(shù)量會________。 (4)生物群落中物種數(shù)目的多少稱為________。若使用藥物毒殺高原鼠兔，一段時間后高原鼠兔的數(shù)量反而會爆發(fā)性增長，請簡述理由：__________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)碳在無機環(huán)境中是以CO2和碳酸鹽形式存在的，碳在無機環(huán)境和生物群落之間是以CO2形式進行循環(huán)的，碳在生物群落之間的循環(huán)以含碳有機物的形式進行。(2)圖中碳循環(huán)的平衡是由于生產者的光合作用(①)和消費者、生產者的呼吸作用(②)及分解者的分解作用(⑥)速率相當，而導致這一平衡被打破的主要原因是化石燃料的大量燃燒。(3)根據圖2可知，該食物網中共有5條食物鏈，分別是草→高原鼠兔→鷹，草→昆蟲→鼬→鷹，草→昆蟲→高原鼠兔→鼬→鷹，草→昆蟲→高原鼠兔→鷹，草→高原鼠兔→鼬→鷹。去除昆蟲后，鷹由原來的第三、第四和第五營養(yǎng)級變成第三、第四營養(yǎng)級，又因草的數(shù)量不變，所以該草原容納鷹的數(shù)量會增加。(4)生物群落是指一定時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，生物群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度。由于毒殺高原鼠兔后，會導致其天敵鼬、鷹等的數(shù)量減少，使得高原鼠兔的數(shù)量增加，所以使用藥物毒殺高原鼠兔，一段時間后高原鼠兔的數(shù)量反而會暴發(fā)性增長。 答案：(1)CO2　(2)①?、冖蕖』剂系拇罅咳紵?3)5　增加　(4)豐富度　毒殺高原鼠兔后，會導致其天敵鼬、鷹等的數(shù)量減少，進而使得高原鼠兔的數(shù)量增加 5．薇甘菊原產于中南美洲，后來入侵我國，它生性喜光，善于攀緣，生長迅速，致使許多植物被其覆蓋后因缺少陽光而死亡。薇甘菊入侵某生態(tài)系統(tǒng)后植物種類數(shù)及碳儲量變化如表所示： 未被侵入時期 輕微入侵時期 重度入侵時期 種類(種) 150 121 69 碳儲量(噸/公頃) 植被 56.2 50.9 43.5 凋落物 2.0 3.5 5.4 土壤 161.9 143.2 117.7 (1)薇甘菊入侵后導致植物群落的豐富度________(填“上升”或“下降”)，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性將逐漸________(填“升高”或“降低”)。土壤中分解者的分解作用逐漸________(填“增強”或“減弱”)。 (2)田野菟絲子的莖纏繞在薇甘菊植株上，莖上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的營養(yǎng)物質。田野菟絲子與薇甘菊之間存在________關系，可利用田野菟絲子控制薇甘菊數(shù)量。 (3)關于薇甘菊的成功入侵，研究者認為，這是由于入侵種群在遷入新環(huán)境后發(fā)生適應性變化，把原來用于防御原產地天敵的能量投入到生長和繁殖中。為驗證該假設，研究者將薇甘菊入侵種群和對照種群種植在與入侵地氣候、土壤等條件相同的環(huán)境中，除草、治蟲，測定株高、分枝數(shù)和生物量。 ①實驗中，對照種群應從________獲取。 ②若測定結果為薇甘菊入侵種群______________________________，則該結果支持上述假設。 解析：(1)薇甘菊入侵，導致植物種類減少，故植物群落的豐富度下降，該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性將逐漸降低。比較從未被入侵到重度入侵的三個階段，隨著凋落物的增加，土壤中的碳儲量在下降，說明土壤中分解者的分解作用逐漸增強。(2)根據題干信息：菟絲子的莖纏繞在薇甘菊植株上，莖上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的營養(yǎng)物質，故田野菟絲子與薇甘菊之間為寄生關系，可利用田野菟絲子控制薇甘菊數(shù)量。(3)根據題意，研究者做出了假設“由于入侵種群在遷入新環(huán)境后發(fā)生適應性變化，把原來用于防御原產地天敵的能量投入到生長和繁殖中”。如果該假設正確，我們可以推知：在相同的入侵地環(huán)境條件下，如果比較發(fā)生適應性變化之后的入侵種群和未發(fā)生適應性變化的入侵種群，前者的生長狀況應該優(yōu)于后者。所以可以據此設計對照實驗： 對照組：生長于原產地的薇甘菊種群＋入侵地的環(huán)境條件→測定生長情況。 實驗組：已適應入侵地環(huán)境的薇甘菊種群＋相同的入侵地環(huán)境條件→測定生長情況。 如果實驗組的薇甘菊種群的株高、分枝數(shù)、生物量都高于對照組，則就可以支持上述假設。 答案：(1)下降　降低　增強　(2)寄生　(3)①原產地　②株高、分枝數(shù)、生物量都大于對照組 6．科學家根據外來植物入侵程度對棄耕地入侵區(qū)(分為輕度、中度、重度入侵區(qū))的群落植物多樣性進行調查，結果如圖1所示；同時對輕度入侵區(qū)的能量流動進行了研究，結果如圖2所示。請分析回答： 圖2　能量流動示意圖[單位：J/(hm2a)] (1)由圖1可知，隨入侵程度的加大，棄耕地原有植物群落豐富度________；棄耕地群落的形成是________演替的結果；調查說明外來物種的入侵能改變群落演替的________。 (2)該入侵物種能分泌化學物質抑制其他植物生長發(fā)育，同時能引起昆蟲和動物拒食。入侵物種與本地植物之間構成________關系，這說明信息傳遞能夠調節(jié)生物的________。 (3)圖2中A表示的能量是________；初級消費者到次級消費者的能量傳遞效率是________。若有一種昆蟲專以某動物的糞便為食，設該動物在某段時間內所同化的能量為107 kJ，則這部分能量中可流入昆蟲體內的大約為________ kJ。 (4)右圖所示為一食物網。若要使丙體重增加x，已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a，則至少需要的生產者(甲)的量為y，那么x與y的關系可表示為________。 解析：(1)群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度，根據題圖可知，棄耕地群落豐富度隨入侵程度的增加而減小。該群落的形成是次生演替的結果，調查說明外來物種的入侵能改變群落演替的速度和方向。(2)由題意可知，入侵物種與本地植物之間構成競爭關系，這說明信息傳遞能夠調節(jié)生物的種間關系。(3)圖2中A表示的能量是初級消費者的同化量；初級消費者到次級消費者的能量傳遞效率是[(2.44107－1.9106)/(1.05109－3108)]100%＝[(2.25107)/(0.75109)]100%＝3%。某動物的同化量不包括該動物的糞便中的能量，所以該動物同化的能量流向昆蟲體內的為0 kJ。(4)由題干中的“至少”可知，應該按最大傳遞效率20%計算，a表示丙食用的動物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x20%＋ax20%20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。 答案：(1)減小(或降低)　次生　速度和方向 (2)競爭　種間關系　(3)(初級消費者的)同化量　3%　0　(4)y＝20ax＋5x 7．下列圖表表示東亞飛蝗種群的數(shù)量變化和攝食植物后能量流動的情況，請分析并回答相關問題。 項目 東亞飛蝗攝食量 東亞飛蝗糞便量 東亞飛蝗呼吸消耗量 儲存在東亞飛蝗有機物中的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 (1)圖中種群數(shù)量增長速率最大的點是________，從d點開始利用性引誘劑誘殺雄蟲，可通過引起種群的________失調，從而使種群的出生率降低，最終降低種群數(shù)量。 (2)東亞飛蝗在生態(tài)系統(tǒng)中的成分屬于________，東亞飛蝗同化的能量中有________%的能量用于生長、發(fā)育和繁殖，表中儲存在東亞飛蝗有機物中的能量的去向有：①________、②________。 解析：(1)“S”型曲線中種群數(shù)量在K/2時，種群數(shù)量增長速率最大，故圖中種群數(shù)量增長速率最大的點是a。從d點開始利用性引誘劑誘殺雄蟲，會引起種群的性別比例失調，從而使種群的出生率降低，最終降低種群數(shù)量。(2)東亞飛蝗捕食農作物，為消費者。東亞飛蝗同化的能量＝攝食量－糞便量＝410－210＝200(kJ)，除去呼吸消耗量130 kJ，剩余70 kJ用于東亞飛蝗自身的生長、發(fā)育和繁殖，即東亞飛蝗同化的能量中有(70/200)100%＝35%用于生長、發(fā)育和繁殖。儲存在東亞飛蝗有機物中的能量的去向有：①被分解者分解利用；②流向下一營養(yǎng)級。 答案：(1)a　性別比例　(2)消費者　35?、倭飨蛳乱粻I養(yǎng)級?、诒环纸庹叻纸? 8．近段時間我國持續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣，給人們的健康與生活造成了很大影響，其罪魁禍首為化石燃料的過量燃燒，如圖所示為生態(tài)系統(tǒng)中“碳”元素的循環(huán)途徑，請回答下列問題： (1)該生態(tài)系統(tǒng)中A、B(B1、B2、B3)、C共同構成了______________________________。 圖中食物鏈是________(用圖中字母和箭頭表示)。 (2)碳元素主要通過①________途徑進入生物群落，②為生物的________作用，為防止霧霾天氣，人們應采取的措施是__________________________________________________。 (3)成分C所起的作用是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)圖中捕食者能依據被捕食者的氣味捕獵，說明信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若圖中生產者固定的太陽能為600 kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)中次級消費者最少可得到能量________kJ。 (6)森林能保持水土、調節(jié)氣候，但森林遭到毀滅性破壞時不能自動恢復，這一事實說明________________________________________________________________________。 解析：(1)從題圖可以看出，A為生產者，B(B1、B2、B3)為消費者，C為分解者。結合群落的定義——同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合可知，它們共同構成了生物群落。食物鏈由生產者和消費者組成，圖中食物鏈是A→B1→B2→B3。(2)碳元素主要通過綠色植物的光合作用進入生物群落；②是細胞呼吸作用。為防止霧霾天氣，要做到“低碳、減排”，人們應采取的措施是大量植樹造林，減少化石燃料的燃燒，改善化石燃料的品質。(3)成分C是分解者，分解者能夠將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物，釋放到無機環(huán)境中去。(4)圖中捕食者能依據被捕食者的氣味捕獵，說明信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(5)若圖中生產者固定的能量為600 kJ，在計算該生態(tài)系統(tǒng)中次級消費者最少可得到的能量時應按“10%”能量傳遞效率來計算，即60010%10%＝6(kJ)。(6)森林能保持水土、調節(jié)氣候，這體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值；森林的自我調節(jié)能力是有限的，當遭到毀滅性破壞時就不能自動恢復了。 答案：(1)生物群落　A→B1→B2→B3　(2)綠色植物的光合作用　細胞呼吸　大量植樹造林，減少化石燃料的燃燒，改善化石燃料的品質　(3)將動植物遺體和動物的排遺物等分解成無機物釋放到無機環(huán)境中去　(4)調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性　(5)6　(6)生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是有限度的