高考生物一轮复习大题加固练四种群群落与生态系统综合题剖析

高考生物一轮复习大题加固练四种群群落与生态系统综合题剖析

大题加固练(四)　种群、群落与生态系统综合题 ‎1．如图表示的是某草原生态系统中田鼠种群在不同条件下数量变化情况的数学模型，请据图回答以下问题：‎ ‎(1)如果要调查该草原生态系统中田鼠的种群密度，常用的方法是标志重捕法，该方法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度；若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值________________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。‎ ‎(2)图中a段种群数量增长曲线近似于“________”型曲线，其增长快速的原因是________________________________________________________________________，‎ 该种群的环境容纳量是________(填“K1”或“K2”)。‎ ‎(3)影响种群数量变化的因素很多，分析图中曲线，与d段相比，影响c段的因素最可能是________(填“食物和天敌”或“气候和传染病”)。‎ ‎(4)在d段，若该田鼠的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，其________会变小。‎ 解析：(1)调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度常用标志重捕法；用标志重捕法调查田鼠的种群密度时，根据公式：个体总数N/初次捕获个体数M＝重捕个体总数n/重捕中被标记的个体数m，可推出种群个体总数N＝M×n/m，若标记个体更易于被捕食，则等式中M、n不变，m减小，故N增大，即种群密度的估计值偏高。(2)限制种群数量增长的主要因素是生存条件，如食物和空间有限、天敌对种群的限制等，图中a段种群数量迅速增加，接近“J”型曲线，原因是食物和空间充足、气候适宜、没有敌害等。由图可知，田鼠的种群数量在K1值附近上下波动，故该种群的环境容纳量是K1。(3)d段表示种群数量相对稳定，c段表示种群数量迅速下降，与d段相比，影响c段的因素最可能是气候和传染病。(4)在d段，若该田鼠的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，田鼠种群的增长会受到限制，其K值(或环境容纳量)会变小。‎ 答案：(1)活动能力　偏高　(2)J　食物和空间充足、气候适宜、没有敌害等　K1　(3)气候和传染病　(4)K值(或环境容纳量)‎ ‎2．如表所示为科研人员对鸟类资源的调查统计结果，请分析回答下列问题：‎ 鸟类丰富度(种)‎ 平均种群密度(只/km2)‎ 次生杂木林 ‎55‎ ‎11.506 3‎ 灌丛 ‎51 ‎ ‎16.358 1‎ 农田 ‎21‎ ‎3.941 7‎ 人工马尾松林 ‎23 ‎ ‎14.385 7‎ ‎(1)在生态系统组成成分中，鸟类一般属于__________________。次生杂木林中的生物分布具有镶嵌现象，这属于群落的________结构。‎ ‎(2)表中数据表明，4种生态系统中的鸟类丰富度差别较大，其中农田生态系统中的鸟类丰富度最低，原因是________________________；灌丛的鸟类平均种群密度最大，说明灌丛为鸟类的生存提供了更多的________。‎ ‎(3)调查中发现甲、乙两种鸟类存在捕食关系，二者的种群数量变化如图所示。分析可知，________是捕食者。甲、乙种群数量的变化，体现了群落内部的________。‎ 解析：(1)鸟类一般以植物或动物为食，属于消费者。群落水平结构的特征是镶嵌性，次生杂木林中的生物分布具有镶嵌现象，这属于群落的水平结构。(2)农田生态系统是人工生态系统，其营养结构简单，物种数量少，故表中农田生态系统中的鸟类丰富度最低。灌丛为鸟类的生存提供了更多的食物和栖息空间，故表中灌丛的鸟类平均种群密度最大。(3)分析题图可知，甲种群的数量较多，乙种群的数量随甲种群数量的变化而变化，所以甲为被捕食者，乙为捕食者。甲种群的数量增加，进而使乙种群的数量增加，乙种群的数量增加又使甲种群的数量降低，体现了群落内部的负反馈调节。‎ 答案：(1)消费者　水平　(2)营养结构最简单　食物和栖息空间(答案合理即可)　(3)乙　负反馈调节 ‎3．如图表示某生态系统的食物网，据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中共有________条食物链，其中最长的食物链是________。‎ ‎(2)在植物→鼠→鹰这条食物链中，鼠的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)鹰的能量。‎ ‎(3)图中鹰同时占有第________营养级，蛇与鹰之间的关系是________，该生态系统未体现的成分有________________。‎ ‎(4)若鹰增加‎1 kg至少需要消耗植物________kg。食虫昆虫粪便中的能量属于________的同化量。‎ ‎(5)如果环境中的某种重金属在生物体内不能分解，也不能排出体外，则该物质经________的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，通常生物所在的________越高，该重金属在其体内的积累量越大。‎ 解析：(1)本食物网中的生产者是植物，从生产者→最高营养级，共有8条食物链，分别是①植物→食植昆虫→食虫鸟→鹰；②植物→食植昆虫→食虫鸟→蛇→鹰；③植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→鹰；④植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰；⑤植物→食植昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰；⑥植物→食植昆虫→蛙→蛇→鹰；⑦植物→鼠→鹰；⑧植物→鼠→蛇→鹰，其中最长的食物链有六个营养级，即④与⑤。(2)在植物→鼠→鹰这条食物链中，鼠属于第二营养级，鹰属于第三营养级。由于生态系统的能量流动具有逐级递减的特点，故鼠同化的能量大于鹰同化的能量。(3)鹰在不同的食物链中占据不同的营养级，根据图示可知，鹰同时占有第三、四、五、六营养级(如⑦①②④所示)；由食物链(网)可知，鹰可以捕食蛇，而鹰和蛇都可以以食虫鸟和鼠为食，故蛇与鹰之间既有竞争关系又有捕食关系。生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，食物链中只有生产者和消费者，未体现的成分有非生物的物质和能量、分解者。(4)鹰可以以食虫鸟、蛇、鼠为食，若计算鹰增加‎1 kg至少需要消耗植物的量(知高营养级求低营养级)，应选最短食物链按最大能量传递效率20%计算，即选择⑦植物→鼠→鹰这条食物链，至少需要消耗植物的量为1÷20%÷20%＝‎25 kg。食虫昆虫粪便中的能量属于上一营养级的同化量即食植昆虫的同化量。(5)难降解的化合物和重金属在生态系统中具有生物富集现象，即随着食物链的延长，营养级越高，重金属含量就越高。‎ 答案：(1)8　植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰、植物→食植昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰　(2)大于　(3)三、四、五、六　竞争和捕食　非生物的物质和能量、分解者　(4)25　食植昆虫　(5)食物链　营养级 ‎4．如图1表示某草原自然保护区中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落，箭头表示物质循环的方向。图2所示为某生态系统的部分食物网。请分析回答：‎ ‎(1)碳在生物群落和无机环境之间的循环形式主要是________。‎ ‎(2)图1中碳循环的平衡是由于____________与____________的速率相同(用图1中数字序号表示)，而导致这一平衡被打破的主要原因是_________________________。‎ ‎(3)图2所示食物网中有________条食物链，若去除昆虫，且草的数量不变，则该草原容纳鹰的数量会________。‎ ‎(4)生物群落中物种数目的多少称为________。若使用药物毒杀高原鼠兔，一段时间后高原鼠兔的数量反而会爆发性增长，请简述理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)碳在无机环境中是以CO2和碳酸盐形式存在的，碳在无机环境和生物群落之间是以CO2形式进行循环的，碳在生物群落之间的循环以含碳有机物的形式进行。(2)图中碳循环的平衡是由于生产者的光合作用(①)和消费者、生产者的呼吸作用(②)及分解者的分解作用(⑥)速率相当，而导致这一平衡被打破的主要原因是化石燃料的大量燃烧。(3)根据图2可知，该食物网中共有5条食物链，分别是草→高原鼠兔→鹰，草→昆虫→鼬→鹰，草→昆虫→高原鼠兔→鼬→鹰，草→昆虫→高原鼠兔→鹰，草→高原鼠兔→鼬→鹰。去除昆虫后，鹰由原来的第三、第四和第五营养级变成第三、第四营养级，又因草的数量不变，所以该草原容纳鹰的数量会增加。(4)生物群落是指一定时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，生物群落中物种数目的多少称为丰富度。由于毒杀高原鼠兔后，会导致其天敌鼬、鹰等的数量减少，使得高原鼠兔的数量增加，所以使用药物毒杀高原鼠兔，一段时间后高原鼠兔的数量反而会暴发性增长。‎ 答案：(1)CO2　(2)①　②⑥　化石燃料的大量燃烧　(3)5　增加　(4)丰富度　毒杀高原鼠兔后，会导致其天敌鼬、鹰等的数量减少，进而使得高原鼠兔的数量增加 ‎5．薇甘菊原产于中南美洲，后来入侵我国，它生性喜光，善于攀缘，生长迅速，致使许多植物被其覆盖后因缺少阳光而死亡。薇甘菊入侵某生态系统后植物种类数及碳储量变化如表所示：‎ 未被侵入时期 轻微入侵时期 重度入侵时期 种类(种)‎ ‎150‎ ‎121‎ ‎69‎ 碳储量(吨/公顷)‎ 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)薇甘菊入侵后导致植物群落的丰富度________(填“上升”或“下降”)，生态系统的抵抗力稳定性将逐渐________(填“升高”或“降低”)。土壤中分解者的分解作用逐渐________(填“增强”或“减弱”)。‎ ‎(2)田野菟丝子的茎缠绕在薇甘菊植株上，茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质。田野菟丝子与薇甘菊之间存在________关系，可利用田野菟丝子控制薇甘菊数量。‎ ‎(3)关于薇甘菊的成功入侵，研究者认为，这是由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中。为验证该假设，研究者将薇甘菊入侵种群和对照种群种植在与入侵地气候、土壤等条件相同的环境中，除草、治虫，测定株高、分枝数和生物量。‎ ‎①实验中，对照种群应从________获取。‎ ‎②若测定结果为薇甘菊入侵种群____________________，则该结果支持上述假设。‎ 解析：(1)薇甘菊入侵，导致植物种类减少，故植物群落的丰富度下降，该生态系统的抵抗力稳定性将逐渐降低。比较从未被入侵到重度入侵的三个阶段，随着凋落物的增加，土壤中的碳储量在下降，说明土壤中分解者的分解作用逐渐增强。(2)根据题干信息：菟丝子的茎缠绕在薇甘菊植株上，茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质，故田野菟丝子与薇甘菊之间为寄生关系，可利用田野菟丝子控制薇甘菊数量。(3)根据题意，研究者做出了假设“由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中”。如果该假设正确，我们可以推知：在相同的入侵地环境条件下，如果比较发生适应性变化之后的入侵种群和未发生适应性变化的入侵种群，前者的生长状况应该优于后者。所以可以据此设计对照实验：‎ 对照组：生长于原产地的薇甘菊种群＋入侵地的环境条件→测定生长情况。‎ 实验组：已适应入侵地环境的薇甘菊种群＋相同的入侵地环境条件→测定生长情况。‎ 如果实验组的薇甘菊种群的株高、分枝数、生物量都高于对照组，则就可以支持上述假设。‎ 答案：(1)下降　降低　增强　(2)寄生　(3)①原产地　②株高、分枝数、生物量都大于对照组 ‎6．科学家根据外来植物入侵程度对弃耕地入侵区(分为轻度、中度、重度入侵区)的群落植物多样性进行调查，结果如图1所示；同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究，结果如图2所示。请分析回答：‎ 图2　能量流动示意图[单位：J/(hm2·a)]‎ ‎(1)由图1可知，随入侵程度的加大，弃耕地原有植物群落丰富度________；弃耕地群落的形成是________演替的结果；调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的________。‎ ‎(2)该入侵物种能分泌化学物质抑制其他植物生长发育，同时能引起昆虫和动物拒食。入侵物种与本地植物之间构成________关系，这说明信息传递能够调节生物的________。‎ ‎(3)图2中A表示的能量是________；初级消费者到次级消费者的能量传递效率是________。若有一种昆虫专以某动物的粪便为食，设该动物在某段时间内所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中可流入昆虫体内的大约为________ kJ。‎ ‎(4)右图所示为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为________。‎ 解析：(1)群落中物种数目的多少称为丰富度，根据题图可知，弃耕地群落丰富度随入侵程度的增加而减小。该群落的形成是次生演替的结果，调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的速度和方向。(2)由题意可知，入侵物种与本地植物之间构成竞争关系，这说明信息传递能够调节生物的种间关系。(3)图2中A表示的能量是初级消费者的同化量；初级消费者到次级消费者的能量传递效率是[(2.44×107－1.9×106)/(1.05×109－3×108)]×100%＝[(2.25×107)/(0.75×109)]×100%＝3%。某动物的同化量不包括该动物的粪便中的能量，所以该动物同化的能量流向昆虫体内的为0 kJ。(4)由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示丙食用的动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。‎ 答案：(1)减小(或降低)　次生　速度和方向 ‎(2)竞争　种间关系　(3)(初级消费者的)同化量　3%　0　(4)y＝20ax＋5x ‎7．下列图表表示东亚飞蝗种群的数量变化和摄食植物后能量流动的情况，请分析并回答相关问题。‎ 项目 东亚飞蝗摄食量 东亚飞蝗粪便量 东亚飞蝗呼吸消耗量 储存在东亚飞蝗有机物中的能量 能量(kJ)‎ ‎410‎ ‎210‎ ‎130‎ ‎70‎ ‎(1)图中种群数量增长速率最大的点是________，从d点开始利用性引诱剂诱杀雄虫，可通过引起种群的________失调，从而使种群的出生率降低，最终降低种群数量。‎ ‎(2)东亚飞蝗在生态系统中的成分属于________，东亚飞蝗同化的能量中有________%的能量用于生长、发育和繁殖，表中储存在东亚飞蝗有机物中的能量的去向有：①________、②________。‎ 解析：(1)“S”型曲线中种群数量在K/2时，种群数量增长速率最大，故图中种群数量增长速率最大的点是a。从d点开始利用性引诱剂诱杀雄虫，会引起种群的性别比例失调，从而使种群的出生率降低，最终降低种群数量。(2)东亚飞蝗捕食农作物，为消费者。东亚飞蝗同化的能量＝摄食量－粪便量＝410－210＝200(kJ)，除去呼吸消耗量130 kJ，剩余70 kJ用于东亚飞蝗自身的生长、发育和繁殖，即东亚飞蝗同化的能量中有(70/200)×100%＝35%用于生长、发育和繁殖。储存在东亚飞蝗有机物中的能量的去向有：①被分解者分解利用；②流向下一营养级。‎ 答案：(1)a　性别比例　(2)消费者　35　①流向下一营养级　②被分解者分解 ‎8．近段时间我国持续出现的雾霾天气，给人们的健康与生活造成了很大影响，其罪魁祸首为化石燃料的过量燃烧，如图所示为生态系统中“碳”元素的循环途径，请回答下列问题：‎ ‎(1)该生态系统中A、B(B1、B2、B3)、C共同构成了________。图中食物链是________(用图中字母和箭头表示)。‎ ‎(2)碳元素主要通过①________途径进入生物群落，②为生物的________作用，为防止雾霾天气，人们应采取的措施是_______________________________________。‎ ‎(3)成分C所起的作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若图中生产者固定的太阳能为600 kJ，则该生态系统中次级消费者最少可得到能量________kJ。‎ ‎(6)森林能保持水土、调节气候，但森林遭到毁灭性破坏时不能自动恢复，这一事实说明________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)从题图可以看出，A为生产者，B(B1、B2、B3)为消费者，C为分解者。结合群落的定义——同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合可知，它们共同构成了生物群落。食物链由生产者和消费者组成，图中食物链是A→B1→B2→B3。(2)碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落；②是细胞呼吸作用。为防止雾霾天气，要做到“低碳、减排”，人们应采取的措施是大量植树造林，减少化石燃料的燃烧，改善化石燃料的品质。(3)成分C是分解者，分解者能够将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，释放到无机环境中去。(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性。(5)若图中生产者固定的能量为600 kJ，在计算该生态系统中次级消费者最少可得到的能量时应按“10%”能量传递效率来计算，即600×10%×10%＝6(kJ)。(6)森林能保持水土、调节气候，这体现了生物多样性的间接价值；森林的自我调节能力是有限的，当遭到毁灭性破坏时就不能自动恢复了。‎ 答案：(1)生物群落　A→B1→B2→B3　(2)绿色植物的光合作用　细胞呼吸　大量植树造林，减少化石燃料的燃烧，改善化石燃料的品质　(3)将动植物遗体和动物的排遗物等分解成无机物释放到无机环境中去　(4)调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性　(5)6　(6)生态系统的自我调节能力是有限度的