2022版高考生物一轮复习第9单元生物与环境实验探究系列8调查类实验方案的设计与实施学案新人教版

这是一份2022版高考生物一轮复习第9单元生物与环境实验探究系列8调查类实验方案的设计与实施学案新人教版，共4页。学案主要包含了思路导引等内容，欢迎下载使用。
(2020·山东模拟)科研小组通过践踏实验来模拟人类活动对高山草甸植被的干扰作用。他们选用5名体重不同的实验员进行不同频度的践踏处理，实验过程如下：
①选取生长状况良好的草甸区域，均分成五块，编号为T0、T1、T2、T3、T4，分别调查并记录其物种丰富度。
②____________________________________________。
③每天定时践踏，15天后调查各实验田的物种丰富度，记录并绘制表格，结果如下。
根据实验结果回答下列问题：
(1)请补充该实验的步骤。
(2)轻度践踏使物种丰富度有所增加，分析原因是_________________________________________________________。
(3)在重度践踏区域群落恢复过程中，发生的演替类型是________________，该生态系统抵抗力稳定性逐渐__________。
(4)已知践踏会不同程度地压实土壤，结合表中数据分析践踏区植被光合作用下降的原因：________________________ (至少两点)。
【思路导引】
解析：(1)②T0不作践踏处理，让该5名同学分别以践踏频度25次、75次、250次、500次，分别对T1～T4块草甸区域(实验田)进行践踏处理。(2)对草地的轻度践踏，可能会在短期内打破优势种对资源的绝对占有格局，抑制优势种群的生长，物种丰富度增加。(3)在重度践踏区域群落恢复过程中，发生的演替类型是次生演替，在此过程中由于物种丰富度的增加等因素，该生态系统抵抗力稳定性逐渐增强。(4)践踏会使草地中的土壤板结，而板结的土壤，其土壤颗粒间的间隙减小，其中氧气含量减少，因此根的呼吸作用减弱，从而使根的吸收功能受到抑制，影响植物地上部分的生长。从表中数据来看，不同程度的践踏会导致植物平均叶面积变小，影响其对光能的利用率；另外践踏会使植物平均株高降低，同样影响植物对光能的利用，降低了光合作用。
答案：(1)T0不作践踏处理，让该5名同学分别以践踏频度25次、75次、250次、500次，分别对T1～T4块草甸区域(实验田)进行践踏处理 (2)对草地的轻度践踏，可能会在短期内打破优势种对资源的绝对占有格局，抑制优势种群的生长，物种丰富度增加 (3)次生演替 增强 (4)践踏会使草地中的土壤板结，根的呼吸作用减弱，从而使根的吸收功能受到抑制，影响植物地上部分的生长。从表中数据来看，不同程度的践踏会导致植物平均叶面积变小，影响其对光能的利用率；另外践踏会使植物平均株高降低，同样影响植物对光能的利用，降低了光合作用
调查类实验的步骤及方法
1．鸭为杂食性水禽，除捕食昆虫及其他小动物外，对稻田中几乎所有的杂草都有取食。为研究稻鸭共作复合农业生态系统的功能，研究人员进行了实验，结果如下表。
稻鸭共作对稻田中杂草密度、物种丰富度及
稻田杂草相对优势度的影响
注：相对优势度表示植物在群落中的优势地位。
(1)采用样方法调查杂草密度时，选取样方的关键是______________________。
(2)由物种丰富度的变化可知稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的________。由于稻鸭共作，原本在群落中优势明显的草龙地位下降，而有些杂草的优势地位明显上升，这一现象可称为__________。
(3)稻田生态系统中鸭的引入增加了生态系统________的复杂性，从而使该生态系统的______________________功能提高。
(4)若野兔进入该环境后需进行种群密度调查，调查其种群密度的常用方法是______________，当该种群大小为K值时，该种群的数量增长率为________。在不考虑迁入和迁出的前提下，在种群大小为________时，单位时间内出生个体数与死亡个体数之差最大。
解析：(1)杂草种群密度的调查方法常用的是样方法，取样的关键是随机取样。(2)鸭为杂食性水禽，对稻田中几乎所有的杂草都有取食，因此稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的物种数目；原本在群落中优势明显的草龙地位下降，而有些杂草的优势地位明显上升，这一现象可称为群落演替。(3)稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物。鸭的引入增加了稻田生态系统中营养结构的复杂性，从而使该生态系统的物质循环和能量流动功能提高。(4)野兔的活动范围大，活动能力强，适宜用标记重捕法调查其种群密度；在种群大小为K值时，种群的出生率等于死亡率，该种群的数量增长率为0；在种群大小为K/2时，单位时间内出生个体数与死亡个体数之差最大。
答案：(1)随机取样 (2)物种数目 群落演替 (3)营养结构(或食物链和食物网) 物质循环和能量流动 (4)标记重捕法 0 K/2
2．青藏高原啮齿类动物鼠兔是高寒草甸生态系统重要生物干扰源之一，其对草原生产力、物种多样性以及水土保持等方面具有复杂而深远的影响。研究高原鼠兔干扰强度与物种多样性等的关系，对于科学解释草地多样性的维持机制和评价鼠兔对草地生态系统的危害具有重要意义。
(1)鼠兔作为高寒草甸生态系统成分中的________，其采食、掘洞等行为会造成土壤裸斑，可以通过________________来监测鼠兔的种群密度。
(2)控制鼠兔的干扰强度，划分出高、中、低3种干扰区域，并对区域内群落的________进行调查，来研究干扰程度对高寒草甸物种多样性的影响。
(3)高强度鼠兔干扰会导致草原裸斑数量及面积增加，加剧草地生境的旱化，使得杂草增加，破坏高寒草甸生态系统的________，但鼠兔的适度干扰又可以改善土壤的通透性。请提出一种措施或方案来控制鼠兔的干扰强度：_________________________________。
(4)为了更有效地科学防控草原鼠害，保护草原生物多样性，请你从生态系统功能的角度出发，提出一个可用数据来进一步深入研究的问题：_____________________________________。
解析：(1)鼠兔是动物，属于生态系统的消费者；调查鼠兔的种群密度应采用标记重捕法。(2)研究干扰程度对高寒草甸物种多样性的影响，需要控制鼠兔的干扰强度，划分出高、中、低3种干扰区域，并对区域内群落的丰富度进行调查。(3)根据题意分析，高强度鼠兔干扰会导致草原裸斑数量及面积增加，加剧草地生境的旱化，使得杂草增加，破坏高寒草甸生态系统的稳定性，但鼠兔的适度干扰又可以改善土壤的通透性，因此需要通过一定的措施来控制鼠兔的干扰强度，如调查鼠兔的捕食者与被捕食者，控制鼠兔的数量；通过开洞堵洞的方式来控制鼠兔的生存区域等。(4)从生态系统功能的角度出发，更有效地科学防控草原鼠害，保护草原生物多样性，可提出的研究问题为草甸生态系统中生产者流向鼠兔的能量的传递效率是多少？鼠兔干扰强度对草原土壤有机质、N、P等含量的影响是怎样的？
答案：(1)消费者 标记重捕法 (2)丰富度 (3)稳定性 调查鼠兔的捕食者与被捕食者，控制鼠兔的数量；通过开洞堵洞的方式来控制鼠兔的生存区域(符合题目要求即可) (4)草甸生态系统中生产者流向鼠兔的能量的传递效率是多少？鼠兔干扰强度对草原土壤有机质、N、P等含量的影响是怎样的？(符合题目要求即可)
践踏实验
实验前物种丰富度相对值
实验15天后物种丰富度相对值
平均叶片大小/cm2
平均植株高度/cm
T0对照组
8.79
8.50
1.6
8.1
T1践踏频度25次
8.41
8.73
1.5
7.9
T2践踏频度75次
8.88
7.79
1.3
7.6
T3践踏频度250次
9.00
7.23
1.0
5.0
T4践踏频度500次
9.41
5.00
0.7
3.8
项目
杂草密度/(株/m2)
物种丰富度/种
杂草相对优势度
草龙
节节菜
稗草
陌上菜
异形莎草
常规区
40
12.0
0.247
0.189
0.100
0.102
0.094
稻鸭区
2.3
5.3
0
0.259
0.271
0.089
0