1、1生态系统的结构、功能与稳态1.碳循环是生态系统中重要的物质循环类型。下列过程与碳循环无直接关系的是( )A.生物的细胞呼吸 B.植物的光合作用C.化石燃料的燃烧 D.植物的水分吸收答案 D 生物的细胞呼吸、化石燃料的燃烧使碳回到非生物界,植物的光合作用使碳从非生物界到生物界,这些过程与碳循环直接相关;植物的水分吸收与碳循环无直接关系,故选D。2.(2016 课标全国,31,8 分)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地” 。回答下列问题:(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指 。 (2)与热带森林生态系统相比,通常冻
2、原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是 。 (3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 。 答案 (1)群落中物种数目的多少 (2)低温下,分解者的分解作用弱 (3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的(其他合理答案可酌情给分)解析 (1)丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)冻原生态系统中,因环境温度低,分解者的数量少且分解能力弱,导致土壤有机物质分解量少,有利于土壤有机物质的积累。(3)因能量沿食物链流动时是逐级递减的,所以生态系统的食物链不会很长。3.(2016 四川理综,9,11 分)豌豆蚜和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫,蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人员用疏果剂处理去
3、除部分豆荚后,测试以上动物密度的变化,结果见下表(单位:个/株,疏果剂对以上动物无危害)。物种 分组 第 7 天 第 14 天 第 21 天对照组 0.20 0.62 0.67蝉大眼蝽 处理组 0.20 0.10 0.13对照组 2.00 4.00 2.90豌豆蚜处理组 2.00 8.70 22.90鳞翅目 对照组 1.00 1.31 0.822幼虫 处理组 1.13 2.19 2.03(1)调查豌豆蚜的种群密度应采用 法。施用疏果剂后,预测豌豆蚜的种群数量将呈 型增长。 (2)在该生态系统中蝉大眼蝽属于第 营养级;蝉大眼蝽摄入有机物所含的能量,一部分流向 ,另一部分被蝉大眼蝽同化用于自身呼吸
4、和生长发育繁殖。 (3)利马豆根部的根瘤菌可以将空气中的氮转变为 供利马豆利用,利马豆与根瘤菌的种间关系为 。 (4)分析表中数据可知,蝉大眼蝽主要取食 ,请说明你判定的依据: 。 答案 (1)样方 S (2)二、三 分解者 (3)含氮的养料互利共生 (4)利马豆 利马豆豆荚减少后,豌豆蚜和鳞翅目幼虫的密度增加,而蝉大眼蝽密度减少解析 (1)调查豌豆蚜的种群密度应采用样方法;由实验数据可知,施用疏果剂后豌豆蚜的种群数量增加,但由于利马豆的数量有限,且存在天敌蝉大眼蝽的制约作用,所以豌豆蚜的种群数量不能无限增长,应呈现 S 型增长。(2)因为蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫,所以蝉大眼蝽应属于第二
5、、三营养级;动物摄入的有机物所含能量=粪便中有机物所含能量(流向分解者)+消化吸收的有机物所含能量(同化量)。(3)根瘤菌与利马豆共同生活在一起,相互依存,彼此有利,两者应为互利共生关系:根瘤菌可将空气中的氮转变为含氮的养料供利马豆利用,而利马豆为根瘤菌提供有机养料。(4)分析表中数据可知,利马豆豆荚减少后,豌豆蚜和鳞翅目幼虫的密度增加,而蝉大眼蝽密度减少,由此说明蝉大眼蝽主要取食利马豆。4.6 月 8 日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。3(1)根据图甲分析,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于 点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时,若标记个体
6、更易于被捕食,则种群密度的估计值 (填“偏高” “偏低”或“不变”)。 (2)海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的 结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着,随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等,该过程称为 。 (3)图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D 表示生态系统的组成成分。图中 和 (填字母)在碳循环过程中起着关键作用;能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为 。 (4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的 ,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。 答案 (1)b 偏高 (2)垂直 (群落的)演替(或原生演替) (3)A B(注两空可颠倒) 20%
7、 (4)自我调节能力(或自净能力)解析 (1)从图中可看出 b 点时种群的增长速率最大,要获得最大持续捕捞量,捕捞后,大黄鱼种群数量应处于 b 点;用标志重捕法调查种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则重捕率降低,种群密度的估计值偏高。(2)海洋鱼类生活在不同的水层,体现了生物群落的垂直结构;从最初没有生物到被多种生物附着,这个过程为群落演替。(3)分析图乙可知,A 为生产者,B 为分解者,D 为初级消费者,C 为次级消费者,在碳循环过程中起关键作用的是生产者和分解者;第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为:(1.510 6)(7.5106)100%=20%。(4)如果污染超过海洋生态系统
8、的自我调节能力(或自净能力),海洋生态系统很难恢复。5.在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6 月 5 日在一定面积的实验小区插秧后放养 300条小鲫鱼(杂食性),稻田水深 810 cm。对照小区不放鱼,其他条件相同。所有处理设置 3次重复,实验持续 2 个月,期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题:(1)每个处理设置 3 次重复,其主要目的是 。 (2)实验的第一个月期间,检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组,原因分析如下:放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用;有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质,以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间,有利因素占据优势。
9、 (3)实验的第二个月期间,所有小区的浮游植物生物量均显著下降,主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有 关系。 (4)放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性,从而增加了该生态系统中 4的速率。 (5)除了上述因素之外,对该实验研究影响最大的不定因素是 (填序号)。 鸟 土壤质地 光照 水体肥力 稻田杂草答案 (1)减少实验误差(增加实验的精确性) (2)浮游动物 (3)竞争 (4)营养结构(食物网或食物链) 物质转化和能量流动 (5)解析 本题主要考查食物链、食物网、物质转化和能量流动的相关知识。(1)实验设置应遵循平行重复原则,故每个处理设置 3 次重复,主要目的是减少实验误差。(2)与
10、对照组相比,实验组放养的杂食性鲫鱼会大量捕食以浮游植物为食的浮游动物,同时鱼的粪便为浮游植物提供营养物质,从而使实验组的浮游植物生物量显著高于对照组。(3)随着时间的延续,浮游植物和水稻竞争稻田中有限的矿质元素等生存条件,水稻生长旺盛即水稻在竞争中处于优势地位,浮游植物便会大幅度减少,浮游植物光合产量下降,最终导致以浮游植物为食的浮游动物减少。(4)稻田中鱼类的加入,增加了该生态系统营养结构的复杂性,从而增加了该生态系统中物质转化和能量流动的速率。(5)该实验的实验变量为鲫鱼的有无,与土壤质地、光照、水体肥力、稻田杂草相比,鸟可以捕食鱼,故对该实验研究影响最大的不定因素应为鸟。6.(2018
11、课标全国,31,11 分)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题:(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是 。 (2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位
12、丧失的可能原因是 (答出一点即可)。 (3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有 (答出两点即可)。 答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的5能量较少 (2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多 (3)大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食解析 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少,相邻营养级间的能量传递效率大约是 10%20%,所以生态系统中食物链
13、的营养级数量一般不超过 5 个。(2)顶级肉食性动物引入后,甲的数量优势地位丧失,且不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的。根据“恐惧生态学”知识可推测,甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,引入顶级肉食性动物后,甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在森林中出现后,会减轻野猪对农作物的破坏程度,可能是因为大型肉食性动物捕食野猪,从而减少了野猪数量,也可能是因为野猪因恐惧该大型肉食性动物而减少了对农作物的采食量。7.(2018 课标全国,32,10 分)下图是某农业生态系统模式图。据图回答下列问题:(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的 (填“有机物”或“无机物”)。生活垃
14、圾中的细菌和真菌属于分解者,在生态系统中分解者的作用是 。 (2)根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时,通常需要考虑的因素可概括为 3 个方面,即 。 (3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生 N ,通常植物根系对 N 的吸收是通过 运输完成的。 答案 (1)有机物 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 (2)待分解垃圾的性质,引进的分解者生物的种类,处理环境的理化条件 (3)主动解析 本题主要考查生态系统的物质循环、生活垃圾的处理、物质运输等知识。(1)蚯蚓为异养生物,属于生态系统中的分解者,分解者的作用是把动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
15、。蚯蚓生命活动所需能量来自生活垃圾中的有机物。(2)用生物方法处理生活垃圾,6需考虑分解者的种类、待分解垃圾的性质以及分解者分解垃圾时所处环境的理化条件等。(3)植物根细胞通过主动运输吸收 K+、N 等无机盐离子。8.(2018 天津理综,8,10 分)为研究森林生态系统的碳循环,对西黄松老龄(未砍伐 50250 年)和幼龄(砍伐后 22 年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定,结果见下表。据表回答:7碳量西黄松生态系统 生产者活生物量(g/m2)死有机质(g/m2)土壤有机碳(g/m2)净初级 生产力 *(g/m2年)异养呼吸 *(g/m2年)老龄 12 730 2 560 5 330 4
16、70 440幼龄 1 460 3 240 4 310 360 390*净初级生产力:生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率*异养呼吸:消费者和分解者的呼吸作用(1)西黄松群落被砍伐后,可逐渐形成自然幼龄群落,体现了生态系统的 稳定性。 (2)大气中的碳主要在叶绿体 部位被固定,进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有 克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量中;其中,部分通过生态系统中 的呼吸作用,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过 的分解作用,返回大气中的 CO2库。 (3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力 (大于/等于/小于)老龄群落。根
17、据年碳收支分析,幼龄西黄松群落 (能/不能)降低大气碳总量。 答案 (1)恢复力 (2)基质 360 消费者 分解者 (3)大于 不能解析 (1)生态系统有抵抗力稳定性和恢复力稳定性,西黄松群落被砍伐后,可逐渐形成自然幼龄群落,体现了生态系统的恢复力稳定性。(2)大气中的碳主要在叶绿体基质部位被固定,进而被还原形成有机物进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米中用于生产者当年的生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量中的碳量等于生产者光合作用固定总碳量减去自身呼吸作用消耗的碳量,即净初级生产力乘以 1 平方米(360 g/m21 m2=360 g)。储存在生产者活生物量中的碳量,部分通过消费者的呼吸作用,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过分解者的分解作用,返回大气中的 CO2库。(3)根据表格可知:老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为 0.037/年;幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为 0.25/年,所以幼龄群落中每克生产者活生物量每年的净初级生产力大于老龄群落。根据年碳收支分析:“收”即净初级生产力,“支”即异养呼吸,360390,即“收”小于“支”,所以幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。
