专题五 生物与环境
[基础等级评价]
1．(精选考题·浙江高考)某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是( )
A．若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B．若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过b点
C．天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与b～c段相似
D．年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与c～d段相似
解析：若a点环境因素变化，增长的过程可能会有所变化，但由于食物量不变，a点以后个体数量变化最终还是符合逻辑斯谛增长；从图中个体数量在K值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统，若出生率提高，种群密度增大，环境阻力增加，种群数量会随之下降，仍在K值附近波动，不会大幅超过b点；种群数量波动的主要原因是食物和天敌，当种群被大量捕食时，下降趋势与b～c段相似；年龄结构变动会导致该种群数量波动，但环境容纳量基本不变，所以，种群数量也是围绕K值波动，趋势与c～d段相似。
答案：A
2．下图是用集合的方法表示各种概念之间的关系，其中与图示不相符的是( )
解析：森林生态系统(分布在湿润或较湿润地区)与海洋生态系统没有共同部分，草原生态系统分布在干旱地区；物质循环和能量流动是生态系统的主要功能，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。
答案：A
3．下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流量，下列有关叙述中正确的是( )
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．②和①的比值代表草→兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
解析：流经该生态系统的能量是生产者固定的太阳能总量，包括①和生产者自身呼吸消耗及存留在残枝落叶中的能量，②和①分别代表兔和狐的摄入量，不能代表同化量，两者比值不能代表草→兔的能量传递效率；分解者在生态系统中占有很大群体，并不一定获得能量最少；消费者粪便中所含有的能量均属于其上一营养级。
答案：D
4．如图所示，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；曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列说法中正确的是
( )
A．在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量保持不变
B．在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类有关，与数量无关
C．对同一个生态系统来说，y值和x值之间呈正相关
D．TS值越小，这个生态系统的总稳定性越小
解析：在正常作用范围内，生态系统中生物的种类和数量保持动态平衡；在遭到干扰时，x、y值的大小与生物种类和数量都有关；外来干扰越强，该生态系统恢复到原状态所需的时间就越长；受干扰后的生态系统恢复到原有状态的时间愈短，说明这个生态系统的总稳定性越大。
答案：C
5．如图1为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)，图2为生态系统中氮循环的简明示意图，图3表示某一生态系统中生物种类间的相互关系。其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石槭则在岩石表面来回爬动寻找食物。图中的数字表示海星食物中各种类所占的比例(%)。请回答下列问题：
(1)图1所示生态系统中的能量流动涉及了________个营养级，其中A的新陈代谢类型最可能是________。
(2)流经图1生态系统的总能量是________kJ，从A到B和从B到C的能量传递效率分别是________和________；欲使C增加6 kg，则需要A________kg；在该生态系统中，D是________。
(3)完成图2中④过程的生物是________，其代谢类型是________。
(4)图3所示生态系统中共有________条食物链，其中属于第三营养级的动物是________；含能量最多的生物类群是________，其中海星获取的能量主要来自________。
(5)在氮循环的过程中，连接生物群落和无机自然界的两个重要环节是( )
A．生产者和非生物成分
B．生产者和分解者
C．消费者和非生物成分
D．生产者和消费者
解析：(1)图1所示的生态系统中共有三个营养级，A是生产者，多是绿色植物，属于光能自养需氧型生物，B是初级消费者，C是次级消费者。(2)绿色植物A所固定的太阳能是流经该生态系统的总能量：175＋200＋875＝1 250(kJ)。从A到B的能量传递效率是B获得的总能量与A获得总能量的比，为200÷1 250×100%＝16%，B到C的能量传递效率是30÷200×100%＝15%。C增加6 kg，需要A的量为6÷15%÷16%＝250(kg)。D是分解者。(3)对图综合分析可知：A代表NH3，能把NH3转变成NO的④过程是化能合成作用，完成该过程的生物是硝化细菌，其代谢类型是化能自养需氧型。(4)食物链起始于生产者，含有能量最多，海藻和浮游植物是该生态系统中的生产者。(5)在生态系统的4种组成成分中生产者和分解者是连接生物群落和无机自然界的两个重要环节。
答案：(1)三 自养需氧型 (2)1 250 16% 15% 250
分解者 (3)硝化细菌 化能自养需氧型 (4)7 海星、荔枝螺、海葵 海藻和浮游植物 浮游植物 (5)B
[发展等级评价]
(限时30分钟，满分100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．(精选考题·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：“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态学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。故正确答案为C。
答案：C
2．(精选考题·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④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
解析：A项，呼吸代谢消耗量的大小对④/③值有影响，恒温动物在外界环境温度变化时，呼吸代谢消耗量基本不变，而变温动物的呼吸代谢消耗量随环境温度变化而变化。在高温环境中，变温动物的呼吸代谢消耗量大，④/③值低于恒温动物，在低温环境中，变温动物呼吸代谢消耗量小，④/③值高于恒温动物；B项，相邻两个营养级的能量传递效率(该营养级的同化量/上一营养级的同化量)为10%～20%；C项，提高③/②值，实际是提高对食物的(饲料)利用率，能够提高圈养动物生长量；D项与食草哺乳动物相比，食肉动物消化吸收有机物能力强，故③/②值一般较高。
答案：C
3．图1表示三种存活曲线的类型；图2表示在一定环境条件下，某种群出生率、死亡率与时间的关系。下列相关叙述错误的是( )
A．分析图1可知：Ⅰ型曲线可以表示藤壶的存活曲线；Ⅱ型曲线的特点是各年龄期死亡率相等；Ⅲ型曲线幼年期死亡率很高，如人类的存活状况
B．研究存活曲线可以判断各种生物数量最易受伤害的年龄而人为有效地控制某一种群的数量，以达到造福人类的目的
C．分析图2可知：若曲线2表示死亡率，则a点时种群数量达到最大增长速率
D．分析图2可知：若曲线1表示出生率，则b点时种群数量达到最大值
解析：分析图1可知：Ⅰ型曲线接近生理寿命前只有少数个体死亡，早期死亡率极低，但当达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡，如大型兽类、人类；Ⅲ型曲线，幼年期死亡率很高，如藤壶；分析图2可知：在一定环境条件中，种群数量是呈“S”型增长的，出生率是先增后减，死亡率是逐渐增大的，故曲线1表示出生率，曲线2表示死亡率，在a点时，出生率与死亡率相差最大，达到种群数量的最大增长速率；在b点时，出生率和死亡率相等，此时，种群数量达到最大值。
答案：A
4．(精选考题·江苏高考)某城市的一块荒地在城市发展过程中被改造成另一个相对稳定的生态系统，改造前后的一些变化见下表。据此作出的相关判断中错误的是( )
植物种类
植被覆盖率
群落中的植物优势种
改造前
20种
10%
狗尾草、艾蒿、蒲公英
改造后
30种
25%
菖蒲、芦苇、睡莲
A.改造增加了该区域的湿地面积
B．改造后该区域的植物多样性增加
C．改造后该区域的小气候得到改善
D．改造的主要目的是为人们提供丰富的生产和生活物质
解析：菖蒲、芦苇、睡莲属于湿地生态系统中的典型植物；改造后植物种类增多，生物多样性增加；植被覆盖率增加，该区域的小气候会得到改善；生态系统改造是为了改善生态、生活环境，并不是为人们提供丰富的生产和生活物质。
答案：D
5．如图A、B、C分别代表的是在－200 m～3 800 m的海拔高度内，山坡A、森林B、海洋C三个不同的自然区域内植物的分布状况。据此判断下列选项中正确的是( )
A．在－200 m～3 800 m范围内，不同区域内植物的种类出现了很大的差异，温度是影响分布的主要生态因素
B．A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这说明群落具有垂直结构
C．B、C处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，这说明群落具有垂直结构
D．影响B处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
解析：A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这是由于地形的起伏引起不同高度的山坡上温度不同，又由于A处的阔叶林和针叶林生长在不同的地段，因此不属于群落的垂直结构，而是水平结构；影响森林生态系统在陆地上分布的主要因素是水，但是森林中植物的分层现象是受光照强度影响形成的；C处藻类植物的分层现象是受光质(波长)影响形成的。
答案：C
6.右图表示一个食物网(能量传递效率按10%计算)，则下列有关叙述中正确的是( )
A．该食物网中初级消费者只有昆虫，次级消费者只有鸟
B．昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级
C．若绿色植物固定的太阳能总量为M，昆虫获得的总能量为m1，鸟获得的总能量为m2，则M>m1＋m2
D．在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性食物各占一半，则鸟类增加能量A时，生产者需提供能量为55A
解析：该食物网中鸟既可以是初级消费者又可以是次级消费者。昆虫属于第二营养级，鸟可分别属于第二营养级和第三营养级。绿色植物为第一营养级，其所固定的总能量远远多于其他各营养级生物所获得的能量。鸟类经“植物→鸟”增加能量A/2时，需要生产者提供能量5A；鸟类经“植物→昆虫→鸟”增加能量A/2时，需要生产者提供能量50A。
答案：D
7．右图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是 ( )
A．该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量
B．该生态系统中食物网可表示为：
C．A固定的能量＝D同化的能量＋A传递给B的能量＋A呼吸消耗的能量
D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境中往复循环，这种循环带有全球性
解析：由图示可知，A为生产者，C为非生物的物质和能量，D、E为消费者，B为分解者，其中的食物链应为A→D→E，分解者不参与捕食关系的食物链，每个营养级的能量有三个去向，流向下一营养级、被分解者利用、自身呼吸消耗，还有一部分未被利用的能量。
答案：D
8. (精选考题·黄冈模拟)下图所示为生态系统硫循环示意图。图中方框表示生态系统的生物成分，圆框表示非生物成分。据图分析不正确的是( )
A．图中表示绿色植物的是a，d表示大气中的SO2
B．图中硫元素以SO2、SO形式被植物吸收
C．化石燃料燃烧产生的SO2排放到大气就会导致酸雨
D．c→d和c→e都表示的是微生物的分解作用
解析：由图可知：a为生产者，b为消费者，c为分解者。硫元素以SO2的形式通过气孔进入植物体，而土壤中的硫以SO的形式，通过主动运输进入植物体。c→d和c→e表示微生物的分解作用，使进入生物群落的硫完成硫循环的回路。当SO2排放量超过了自动净化能力时，就会造成环境污染。
答案：C
9．有关下图的描述中，正确的是( )
A．若Y表示不同种植物的遗传多样性，则在剧烈变化的环境中生存能力最强的是d
B．若Y表示不同类型的生态系统的物种多样性，则恢复力稳定性最强的是d
C．若Y表示四个鸽种群中的个体数，则d种群被鹰攻击的成功率最大
D．若Y表示某有毒物质在某生态系统各营养级中的含量，则d代表生产者
解析：生物的遗传多样性高，在剧烈变化的环境条件下生存下来的几率高，对环境的适应能力强；生态系统物种的多样性越高，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越差；鸽群的个体数越多，种内互助越强，被鹰攻击成功的几率越小；有毒物质通过生物富集作用，在营养级高的生物体内积累量高，a有毒物质含量最小，营养级最低，属于生产者，d属于高营养级。
答案：A
10．(精选考题·兰州模拟)如图表示环境变化对不同生物群落的影响。相关叙述合理的是
( )
A．群落甲物种单一，只具有水平结构
B．随着环境的变化，群落乙出现的波动较大
C．群落甲、乙均具备一定的缓冲外来冲击的能力
D．群落甲中任一物种的消失必会破坏整个系统稳定性
解析：所有的群落都具有垂直结构和水平结构。由图中信息可知，随着环境的改变，群落乙变动不大，群落甲的变动较大，结构复杂的群落受环境的影响较小。群落甲和乙都具有一定自动调节能力来缓冲外来的干扰，群落甲中如非优势种的消失，不一定会破坏生态系统的稳定性。
答案：C
11．(精选考题·东城模拟)如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是( )
A．图中乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落
B．图中②③④过程均可表示不同生物的呼吸作用
C．缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行
D．由于呼吸作用的消耗，丁对食物的同化量远小于摄入量
解析：由图示生态系统中不同成分在碳循环中的关系可知：甲、乙、丙、丁分别表示分解者、生产者、消费者、消费者，故甲、乙、丙、丁共同组成了该生态系统的生物群落。分解者是生态系统中的重要成分，缺少分解者甲，能量流动、物质循环将不能正常进行。图中②表示生产者的呼吸作用，③④表示含碳的有机物沿食物链的传递过程。由于丁中的粪便没有被同化，导致丁同化的能量远小于其摄入量。
答案：C
12．将三株长势相同的幼苗按如图装置处理，密封。A钟罩内小烧杯中盛有稀硫酸并放0.276 mg亚硫酸钠，B钟罩内小烧杯中盛有稀硫酸并放0.138 mg亚硫酸钠，C钟罩内不放上述物质。(钟罩内气体体积为5 L)。下列说法正确的或与该实验要求一致的是( )
A．亚硫酸钠和稀硫酸可生成SO2气体，B钟罩内该气体含量最高
B．B钟罩内的植物最先受到危害，症状是叶发黄，焦枯并逐渐死亡
C．玻璃板与玻璃罩之间应用凡士林封住，其目的是防止罩内气体泄漏
D．根据生物学实验的单一变量原则判断3号装置的作用是对照
解析：亚硫酸钠和稀硫酸可生成SO2气体，A钟罩内小烧杯中盛有稀硫酸并放0.276 mg亚硫酸钠，B钟罩内小烧杯中盛有稀硫酸并放0.138 mg亚硫酸钠，C钟罩内不放上述物质，因而A、B罩内会产生不同浓度的SO2，且A>B；因此A钟罩内的植物最先受到危害；根据生物学实验的对照原则判断3号装置的作用是对照。
答案：C
二、非选择题(共40分)
13．(20分)下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答：
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________，C表示________，若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是__________________________。
(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如右图。其中，
甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量
增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母的表达式表示)。
解析：(1)m1表示流入该生态系统的能量，这部分能量是太阳能或同化固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量也越少。
(2)若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。
(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级递减。
(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则甲中直接提供给丙的能量为a×X×20%，由甲经过乙传递给丙的能量为a×(1－X)×20%×20%，根据题干中的条件可知：a×X×20%＋a×(1－X)×20%×20%＝A，因此a＝25A/(1＋4X)。
答案：(1)太阳能(或同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级高，可利用能量少(或营养级高的物种，往往体型较大) (2)同化固定的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)单向流动，逐级递减 (4)25A/(1＋4X)
14．(20分)(精选考题·四川高考)某石质海滩的潮间带由大小不一的水坑和水坑间的凸出基质两类环境组成，主要生长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食，其主要天敌是海鸥。
(1)有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑(A、B)，把B坑中的全部滨螺(233只)捉出，移入几乎无滨螺的A坑，研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响，结果如图所示。
①图A中浒苔数量下降的主要原因是____________。从种间关系角度看，浒苔和角叉苔是________关系。
②水坑中岸蟹种群密度与________海藻的种群相对数量呈正相关。研究发现，此种海藻占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌而另一种海藻占优势的环境则相反。请据此解释B坑中的滨螺在移出前数量较多的原因______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③本研究涉及的生物构成的最长食物链为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通过对水坑和凸出基质这两类微型生态系统中滨螺密度和海藻物种数的调查，绘制成图C。
①在滨螺极稀少的情况下，如果要最大限度地保护生物多样性，需要优先保护的是________生态系统，这种保护措施属于________。
②当滨螺密度长期保持在100～200只/m2时，________生态系统的抵抗力稳定性较高。
解析：(1)由图A移入滨螺后浒苔数量变化情况知：浒苔数量的减少是滨螺捕食的结果。而浒苔与角叉苔属于不同种类的海藻，故二者之间为竞争关系，由两图中岸蟹与浒苔的数量变化趋势知二者之间呈正相关，由题干信息知，岸蟹与滨螺是捕食关系。而岸蟹的数量受浒苔数量的影响，故B坑中滨螺数量在移出前数量较多的原因是浒苔数量少，不利于岸蟹躲避天敌从而导致岸蟹被海鸥大量捕食。
(2)由图C可知：当滨螺极稀少的情况下，凸出基质生态系统中海藻物种数较多，直接或间接以海藻为食的其他生物种类也会较多。即生物多样性较丰富，故在滨螺极稀少的情况下，如果要最大限度地保护生物多样性需要优先保护海藻物种种类较多的凸出基质生态系统；当滨螺密度保持在100～200只/m2时，水坑生态系统生物种类较多，故抵抗力稳定性较高。
答案：(1)①被滨螺取食 竞争 ②浒苔 B坑中浒苔不占优势，该环境不利于岸蟹躲避海鸥的捕食，因而数量较少；由于天敌(岸蟹)数量少，滨螺获得更多的生存机会，所以数量较多 ③浒苔→滨螺→岸蟹→海鸥
(2)①凸出基质 就地保护 ②水坑
15．(教师备用题)在某鱼塘中放养着A、B、C、D四种鱼，其营养结构如图甲所示。请据图回答下列问题：
(1)科研人员若调查四种鱼类的种群数量，采取的方法是________。
(2)若该鱼塘中只放养C种鱼，种群数量的变化曲线如图Ⅰ所示，池塘的承载量(K值)是________；若该鱼塘中只放养A和B两种鱼(假设二者都只取食同一种藻类)，两种鱼种群数量的变化曲线如图________所示；若该鱼塘中只放养A和D两种鱼，种群数量的变化曲线如图________所示；若该鱼塘中只放养A和C两种鱼，种群数量的变化曲线如图________所示。
(3)该鱼塘中属于次级消费者的有________。
(4)如图是该鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103 kJ/m2·a)。请据图分析：
①图中c代表的生理过程是________。
②能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为________。
解析：鱼类种群数量的常用调查方法是标志重捕法。从图Ⅰ中曲线的变化趋势可以看出，种群数量增加到a后，环境并不能承受，资源不能满足要求，种内斗争加剧，种群数量减少，并最终在b位置左右保持稳定，因此池塘的承载量(K值)为b。A、B两种鱼的食性相同，对同一种浮游藻类的竞争激烈，竞争能力弱的将被淘汰，对应图Ⅱ；A、D两种鱼为捕食关系，对应图Ⅲ；A、C两种鱼的食性不同，对空间资源的竞争程度小，可达到各自的K值，对应图Ⅳ。鱼A传递给鱼D的能量为2.1＋5.1＋0.05－5＝2.25(103 kJ/m2·a)，鱼A同化的总能量为4＋9＋0.5＋2.25＝15.75(103 kJ/m2·a)，第二营养级到第三营养级传递的效率为(2.25÷15.75)×100%≈14.3%。
答案：(1)标志重捕法 (2)b Ⅱ Ⅲ Ⅳ
(3)C、D (4)①呼吸作用 ②14.3%
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