高中生物高考 2021届高三大题优练10 生态系统和环境保护 教师版

例1．假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：

（1）该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______（答出2 点即可）。

（2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图_______。

（3）假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物（C）后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_______。

【答案】（1）水体富营养化，没有其他生产者的竞争   

（2）   

（3）竞争   

【解析】（1）A是蓝藻，是该湖泊唯一的生产者，所以其种群密度极大的原因可能有该水域污染，水体富营养化，造成蓝藻爆发和缺少其他生产者竞争。（2）该生态系统存在唯一一条食物链A→B，所以能量流动关系如图：

。

（3）C和B都以A为食，所以二者是竞争关系。

例2．稻田养鱼能使水稻和鱼共生，通过鱼除草、除虫、活水、松土、增肥等，可减少水稻的病虫害，使水稻增收。下图是稻田养鱼生态系统的示意图。请回答下列问题：

（1）结合以上资料分析，稻田养鱼生态系统的基石主要是__________；判断水稻和鱼存在共生关系的依据是                      和鱼粪被水稻利用等。

（2）在稻田的食物链中，鱼处于第___________营养级。鱼的粪便被氧化分解成无机盐主要依赖___________的作用。稻田引进青蛙后不仅能进一步控制虫害，还能提高生态系统的调节能力，原因是_____________________________________。

（3）在稻田中也存在植物分层现象决定植物分层的主要环境因素是___________，与传统的生产模式相比，稻田养鱼模式的优点有______________________（答出2点即可）

【答案】（1）水稻    水稻为鱼提供食物、溶解氧和栖息空间，鱼可以捕食水稻害虫   

（2）二、三    分解者    引进青蛙后，稻田的营养结构更复杂   

（3）光照    充分利用空间和环境资源、提高了单位面积的产量、促进了能量的多级利用、减少化肥和农药的使用   

【解析】（1）水稻在生态系统中属于生产者，鱼属于消费者，生产者可以为消费者提供食物、氧气及生存空间等。鱼的粪便分解成无机盐可以被水稻所利用，且鱼可以捕食害虫，水稻和鱼之间相互有益，所以二者存在共生关系。（2）图示中的食物链有：水稻→鱼类；水稻→昆虫→鱼类；故鱼处于第二、三营养级。鱼的粪便排泄到水中，被分解者分解为无机物后，被水稻利用。引进青蛙使生态系统中的物种丰富度增加，生态系统的营养结构（食物链和食物网）更复杂提高了生态系统的自动调节能力。（3）稻田中的植物和动物都存在分层现象决定植物分层的主要环境因素是光照，决定动物分层的主要环境因素是动物栖息地和食物。与传统的生产模式相比，稻田养鱼模式的优点有充分利用空间和环境资源、提高了单位面积的产量、促进了能量的多级利用、减少化肥和农药的使用。

1．白洋淀湿地公园具有调节气候、净化污水等功能。公园内由近水边到陆地可分为光滩区、近水缓冲区、核心区等区域。回答下列问题：

(1)公园中的某种植物由近水边到陆地沿地表随机分布，这________(填“属于”或“不属于”)群落的水平结构，理由是_______________________。

(2)区别核心区和近水缓冲区这两个群落的重要特征是____________，湿地具有净化污水的功能，同时还能进行科学考察，体现了生物多样性的________价值。

(3)湿地中某种以草籽和食草昆虫为食的鸟类粪便中的能量属于第________营养级的能量，该种鸟类同化的能量不能100%用于生长、发育和繁殖等生命活动，原因是________________________________。

(4)在调查中发现，雄性斑鸠通过点头或鞠躬追求配偶，这属于信息传递中的________信息，该现象说明信息传递的作用是_______________________。

【答案】(1)不属于　  该现象描述的是种群的空间特征   

(2)物种组成　  间接和直接   

(3)一、二　  有一部分通过呼吸作用以热能的形式散失   

(4)行为　  种群繁衍离不开信息的传递

【解析】(1)公园中的某种植物由近水边到陆地沿地表随机分布，不能体现群落的水平结构，原因是该现象描述的是种群的空间特征，而不是不同种群在水平方向上的分布。(2)区别不同群落的重要特征是群落的物种组成，湿地具有净化污水的功能，体现了生物多样性的间接价值，同时湿地还能进行科学考察，体现了生物多样性的直接价值。(3)动物粪便中的能量属于其所在营养级的上一营养级中的能量，因此某种以草籽和食草昆虫为食的鸟类粪便中的能量属于第一、二营养级中的能量，某一营养级同化的能量不能100%用于生长、发育和繁殖等生命活动，是因为有一部分同化的能量通过呼吸作用以热能的形式散失。(4)雄性斑鸠通过点头或鞠躬追求配偶，属于信息传递中的行为信息，该现象说明信息传递有利于种群的繁衍。

2．鬼箭锦鸡儿（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。

据图回答：

（1）CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统________和________中的重要作用。

（2）本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为________________________，仅温度升高对两种植物的影响分别为________________________。

（3）两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：_______________________________________。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落________的速度与方向。

【答案】（1）物质循环    能量流动   

（2）促进两种植物生长    抑制鬼箭锦鸡儿生，促进紫羊茅生长   

（3）将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化    演替   

【解析】（1）生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物通过光合作用将大气中CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。（2）据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，都可以提高鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物量，故仅CO2浓度的升高，都可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实验中，相同条件下高温组的相对生物量高于常温组，因此，仅提高温度，会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。（3）根据题意，在群落水平上，温室效应加剧可能导致生活在同一高寒草甸中的鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的比例发生变化，即导致群落发生了演替。若要验证该推测，则可将鬼箭锦鸡儿和紫羊茅种植在一起，比较温室效应加剧前后该区域两种植物的相对生物量的变化。若推测成立，说明温室效应加剧可能会对群落演替的速度和方向产生影响。

3．某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的试验，利用高湿度、低风速等环境条件，获得了良好的经济效益。

（1）区别该群落与其它普通果园群落的重要特征是_________。

（2）苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模式体现了生态系统的_________功能。

（3）草菇在该生态系统成分中属于_________。长期间种草菇使该生态系统的营养结构趋于复杂，生态系统的_________能力将会增强，由此可知，从能量流动的角度分析，设计人工生态系统的意义是_______________________。

（4）雄蚊可通过感知雌蚊煽动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，该过程属于生态系统的__________功能，体现出的作用是___________。请据此原理设计一个降低雄蚊种群数量的方案。

（5）苹果小卷叶蛾幼虫是危害苹果的害虫，姬蜂是该虫的天敌。为研究苹果抵抗虫害的机制，某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B，进行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只姬蜂，观察其对这两种物质的选择情况，结果如下表。

实验中的对照物质是_______。分析实验结果得出的结论是__________。

【答案】（1）群落的物种组成   

（2）物质循环(或物质循环和能量流动)   

（3）分解者    自我调节    提高能量利用率，实现对能量的多级利用（使能量得到最有效的利用）   

（4）信息传递    种群的繁衍，离不开信息的传递    模拟雌蚊振动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量    

（5）丁原醇溶剂    苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害   

【解析】（1）该果园生态系统中，在苹果树下进行了间种草菇试验。与普通果园群落相比，群落的物种组成较丰富。（2）苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模式体现了生态系统的物质循环（或物质循环和能量流动）的功能。（3）草菇是食用菌，在该生态系统中属于分解者。长期间种草菇使生态系统的营养结构趋于复杂，该生物系统的自我调节能力将会增强。这种农业生产的模式能提高能量利用率，实现对能量的多级利用（使能量得到最有效的利用）。（4）雄蚊可通过感知雌蚊煽动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，属于物理信息，属于生态系统的信息传递功能，该过程体现了生物种群的繁衍，离不开信息的传递。鉴于这种行为信息，可以通过模拟雌蚊振动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量。（5）根据题意可知，“用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B”，根据对照实验的原则可知，实验中的对照物质是丁原醇溶剂。分析实验结果，苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害。

4．陆地生态系统主要分为森林、草地、荒漠和苔原四种类型。热带雨林生态系统是森林生态系统中生产力最高的，其食物网极其复杂，物质循环速度快，能量流动渠道多。热带雨林是地球之肺，对地球氧气的生产及二氧化碳的平衡起着关键性作用，是全球气候的重要调节器。

回答下列问题：

（1）在森林、草地、荒漠和苔原四种生态系统类型中，物种丰富度最高的是______生态系统。

（2）热带雨林的绿色植物通过______作用将碳释放到大气中。

（3）热带雨林比苔原生态系统土壤中累积的有机质少，其原因是______。

（4）大气二氧化碳浓度增加引起全球气候变暖。若在适宜的生长条件下，大气二氧化碳浓度增加对植物的短期影响，主要表现为两个方面，一方面为______；另一方面为引起气孔的部分关闭，气孔部分关闭的生理意义是______。如果温度和降雨量因大气圈中二氧化碳浓度增加而发生变化，从长期影响来看，二氧化碳浓度的增加，可能会导致位于北半球的热带雨林生态系统的分布向北方移动，原因是______。

【答案】（1）森林  

（2）呼吸  

（3）热带雨林中温度较高，分解者分解作用比较旺盛  

（4）光合速率加快    蒸腾作用减弱，减少植物水分的散失    CO2浓度升高使全球气温升高

【解析】（1）物种丰富度是指群落中物种数目的多少；与草地、荒漠和苔原生态系统相比中，森林生态系统的物种丰富度更高。（2）在生物群落和无机环境之间，碳的循环形式是CO2；热带雨林的绿色植物通过呼吸作用将碳以CO2的形式释放到大气中。（3）热带雨林中温度较高，分解者分解作用比较旺盛，所以热带雨林比苔原生态系统土壤中累积的有机质少。（4）若在适宜的生长条件下，大气二氧化碳浓度增加对植物的短期影响，主要表现为两个方面，一方面为：CO2是植物进行光合作用的原料，大气二氧化碳浓度增加导致光合速率加快；另一方面：大气二氧化碳浓度增加引起气孔的部分关闭，气孔部分关闭的生理意义是使蒸腾作用减弱，减少植物水分的散失。如果温度和降雨量因大气圈中二氧化碳浓度增加而发生变化，从长期影响来看，二氧化碳浓度的增加，使全球气温升高，可能会导致位于北半球的热带雨林生态系统的分布向北方移动。

5．如图是科研人员调查的某湖泊营养化程度以及部分藻类生长状况曲线图。鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料，微囊藻（一种蓝藻）会产生有毒物质污染水体。分析回答下列问题：

（1）若该水体出现了“水华”现象，将对_____________（1分）（填生物名称）的影响最大。

（2）微囊藻在适宜条件下培养时，数量可呈指数增长，但若在培养液中加入粉绿狐尾藻（一种高等水生植物），则微囊藻的生长会受到明显抑制，其主要原因是这两种生物在利用_________________等资源（至少答两项）时存在显著竞争的关系。

（3）若要控制富营养化水体中微囊藻的数量，可以采取的措施是_________________。富营养化使水生生物大量死亡，湖泊生态系统的自我调节能力_____（1分）。修复后的湖泊不仅能蓄洪防旱，还兼有旅游观光的功能，这主要体现了生物多样性的_____________价值。

（4）罗氏沼虾以绿藻、蓝藻等单细胞藻类为食物。科研小组又对该湖泊中的罗氏沼虾的能量流动情况进行分析，结果如表[数字为能量值，单位是kJ/（cm2·a）]。据表分析，沼虾用于生长发育和繁殖的能量值为____________。

【答案】（1）鱼鳞藻   

（2）光照、无机盐、二氧化碳   

（3）减少N、P的排放；培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物    下降    间接价值和直接   

（4）1.2kJ/（cm2·a）

【解析】据图分析：在中营养化水体中，脆杆藻数目较多，在富营养化水体中微囊藻的数量多，说明三种藻类是竞争关系。在富营养化水体中，鱼鳞藻的数量最少，说明其适应性最弱，而脆杆藻数量也急剧下降，不适宜在富营养化水体中生存，因此不能用脆杆藻来控制富营养化水体中微囊藻的数量。（1）“水华”是淡水出现的水体富营养化，图中显示富营养化的水体中鱼鳞藻数量最少，受影响最大。（2）微囊藻是蓝藻，粉绿狐尾藻是水生植物，两者都可进行光合作用，所以两者在光照、无机营养、二氧化碳等资源上存在竞争关系。（3）水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，对富营养化水体进行生态修复，首先是减少N、P的排放，其次是培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物。富营养化使水生生物大量死亡，湖泊生态系统的自我调节能力下降。修复后的湖泊不仅能蓄洪防旱，还兼有旅游观光的功能，这主要体现了生物多样性的间接价值和直接价值。（4）沼虾用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量=（47.8-25.4）-21.2=1.2kJ/（cm2·a）。

6．与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。

（1）土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括___________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是___________。

（2）取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的___________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为___________，依据是___________。

（3）经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是___________。

（4）植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是___________。

【答案】（1）流入下一个营养级    土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体   

（2）垂直    有机农业    生物组分多，食物网复杂程度高   

（3）镉随着食物链的延长逐渐积累   

（4）长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量   

【解析】（1）根据分析可知，一个营养级的生物所同化着的能量一般用于4个方面：一是呼吸消耗；二是分解者分解；三是流入下一营养级；四是未利用的能量。根据图示可知图中捕食性线虫处于最高营养级，因此与食细菌线虫相比同化能量的去向不包括流入下一营养级。根据以上生态系统的概念分析可知，土壤是由各类土壤生物组成的生物群落与土壤无机环境相互作用构成的统一整体，因此属于生态系统。（2）根据分析可知，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构的特点是分层现象，水平结构的特点是镶嵌分布，因此土壤中深度不同，土壤动物的不同体现了明显的分层现象，属于群落的垂直结构。生态系统稳定性与自我调节能力有关，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，稳定性就越高，因此分析表中数据可知，有机农业土壤中生物组分多，食物网复杂程度高，是土壤生态系统稳定性最高的农业模式。（3）生物富集作用亦称“生物放大作用”。指通过生态系统中食物链或食物网的各营养级的传递，某些污染物，如放射性化学物质和合成农药等，在生物体内逐步浓集增大的趋势。而且随着营养级的不断提高，有害污染物的浓集程度也越高，因此土壤中的污染物铬随着食物链延长逐渐积累，出现富集现象，在最高营养级生物捕食性线虫体内含量最高。（4）根据图中信息可知，长期施用有机肥后，土壤中腐生细菌数量增加，导致食细菌线虫数量增加，在食物网中引起捕食性线虫数量的增加，这使得植食性线虫由于被大量捕食而数量减少，且减少量多与因植物根系增长而增加的数量。