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专题04 生物与环境模块
通过近三年试题分析发现，种群密度、种群数量的变化是种群与群落部分的高频考点。与生活联系比较密
切的生物(如酵母菌、藻类、细菌等)在特定的环境条件(如培养基、培养液、池塘等)下或在有其他生物(外
来物种入侵)或环境的变化(不断更新培养液)等其他因素的影响下,种群数量的变化也成为考查的热点。种群
的数量特征及种群密度的调查方法大多以坐标曲线、图表及新情境等形式呈现，考查学生在新情境下获取
信息、分析问题、解决问题的能力和创新能力。
1、（2023·山东·高考真题）研究群落中植物类群的丰富度时；不仅要统计物种数，还要统计物种在群落中
的相对数量。群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比可用相对多度表示。在某退耕
农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度与演替时间的关系
如图所示。
(1)该群落演替与在火山岩上进行的群落演替相比，除了演替起点的不同，区别还在于该群落演替类型
（答出2 点区别即可）
(2)在研究该群落植物类群丰富度的过程中，统计丙的相对数量采用了记名计算法。根据记名计算法适用对
象的特点分析，丙的特点是 。
(3)据图分析，第30 年至第50 年乙种群密度的变化是 （填“增大”“减小”或“不能确
定”），原因是 。
(4)该农田退耕前后的变化，说明人类活动对群落演替的影响是 。
2、（2022·山东·高考真题）在一个群落中随机选取大量样方，某种植物出现的样方数占全部样方数的百分
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比为该物种的频度，频度分级标准如表所示。在植物种类分布均匀且稳定性较高的生物群落中，各频度级
植物物种数在该群落植物物种总数中的占比呈现一定的规律，如图所示。
频度
级
1%~20%21%~40%
41%~60%
61%~80%
81%~100%
AB
C
D
E
(1)若植物甲为该群落的优势种，则植物甲的频度最可能属于 级，而调查发现该频度级中的植物乙不
是优势种，则乙的种群密度和分布范围的特点分别是 、 。
(2)若某草地植物物种的频度级符合上图所示比例关系，且属于D 频度级的植物有16 种，则该草地中植物
类群的丰富度为 种。
(3)若研究植物甲的生态位，通常需要研究的因素有______（填标号）。
A．甲在该区域出现的频率
B．甲的种群密度
C．甲的植株高度
D．甲与其他物种的关系
(4)随着时间的推移，群落可能会发生演替。群落演替的原因是 。
3、（2021·山东·高考真题）海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游
植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示
意图如下，M、N 表示营养级。
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（1）估算海参种群密度时常用样方法，原因是 。
（2）图中 M 用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/（m2•a）。由 M 到 N 的能量传递效率为
%（保留一位小数），该生态系统中的能量 （填：“能”或 “不能”）在 M 和遗体残骸间循环
流动。
（3）养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是 。
（4）海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是
。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生
物之间的合适比例，这样做的目的是 。
生物与环境模块的简答题中常常涉及基础文字类和原因分析类：
①基础文字类题型：不需借助其他形式，以纯文字的形式呈现问题的一种常见题型。考查内容涉及生
物学的基本概念、基本原理和规律及理论、结论性语言等，遍布各个板块。该题型主要考查学生的识
记能力、理解能力及原理和规律的应用能力等。这类题目在高考试题中也常出现，并且一般比较容易
得分。
【答题指导】若此类题目直接考查概念、原理或规律等，注意用课本专业术语规范回答。
若题目文字信息较多时，要注意充分理解题中相关信息，进行快速分析、判断和迁移，确定试题考查
的主要生物学的概念、原理和规律等相关知识，然后做出完整规范的解答。对于这类题型，可按以下
思路解题：阅读理解文字材料，筛选有效信息，联系课本确定答题依据的概念与原理等，联系材料组
织答案。
②原因分析类：一般根据题中文字信息或图文信息结合分析实验现象或结果产生的原因。答案依据有的
就是课本中的结论性语句或原理、规律等；有的是将课本中的理论及规律等迁移到新情景的题目中解
题。
【答题指导】一般性原因分析题依据是课本中的原理、理论或规律等。难度较大的是分析新情境下结
果的成因，思路为：条件→过程→结果即因果链条，根据情况也可以逆推，即结果→过程→条件，然
后顺答。思路找到后再组织语言，规范准确答题。
1．某淡水湖泊由于长期受到人类活动及自然因素的影响，面临着严重的水体恶化、水华频频爆发和生态
环境恶化等问题。为改善该湖泊的生态环境，人们采取了许多措施进行综合治理，部分治理措施如下：
措施一：采取限磷措施，提倡使用无磷洗涤用品，大力兴建污水处理系统，对污水处理后再排入湖内。
措施二：在特定的区域种植水葫芦和芦苇等植物，定期收割和清除水葫芦和芦苇。
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措施三：放养白鲢、鳙鱼及挂养贝类等滤食藻类的水生动物，控制藻类的疯长。
经过多年治理，该湖的水质得到明显改善，水生生物的种类和数量有所增加。回答下列问题：
(1)P 元素在生物群落内部是以 的形式流动。从物质循环角度分析，限磷及对污水去除N、P 后排
放的目的是 。
(2)芦苇等挺水植物能够显著降低藻类等沉水植物的数量，原因是 。种植水葫芦需要采取严格的围
网防逃措施，若水葫芦大量扩散逃逸到整个湖区并大量繁殖，有可能产生 等危害。
(3)对治理后的湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，数据如下表所示（X 表示能量流动的去向之一，
Y、Z 为能量值，能量单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物作为一个营养级研究）。据表分析，X 是指
的能量，流入该生态系统的总能量值为 J·cm-2·a-1。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是
cm-2·a-1 （保留一位小数）。
生物类型
呼吸作用散失的能
量
X
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
44.0
5.0
95.0
Y
0
植食性动物
9.5
1.5
11.0
Z
6.0
肉食性动物
6.8
0.5
7.2
0
10.5
(4)水域污染、过度捕捞等人类活动使水体生物多样性持续下降，如今人们还实施禁渔等措施修复生态环境，
使生态系统 稳定性增强。从上述实例可以发现，人类活动往往会使群落演替 。
2．玉米蚜虫是玉米害虫之一。玉米、蚜虫与不同寄生蜂之间存在如下食物链：玉米→蚜虫→初级寄生蜂
→重寄生蜂。
(1)在上述食物链中，若玉米蚜虫摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则重寄生蜂同化的能量
最多为 。
(2)为构建玉米田中蚜虫与不同寄生蜂之间具体的营养结构模型，研究人员从僵蚜（初级寄生蜂将卵产于蚜
虫体内，取食蚜虫组织导致蚜虫死亡，形成僵蚜）中提取DNA 样本，进行PCR，并通过电泳检测扩增产
物，实验结果如下图。
据图可知，农田中玉米、蚜虫和各类寄生蜂之间具体的营养关系为 。（用文字、字母和箭头表
示）。
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(3)为了更好的防治蚜虫，研究人员进行了玉米单作和玉米—大蒜间作的对照实验，实验结果如图。
①与玉米单作相比，玉米—大蒜间作发生蚜虫灾害的可能性更小，结合表中数据，分析其原因是 。
大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用，这说明生态系统的信息传递能够 维持生态系统的稳定。
②从群落空间结构分析，与玉米单作相比，玉米—大蒜间作的优点是 。
3．2023 年世界湿地日的主题为“湿地修复”。修复湿地不仅保护生态环境，也能够改善民生、助力减贫，
对人类生存和发展至关重要。
(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量，主要操作流程是选取样方、
空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有 （答出2 点即可）。
已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区域的种群数量可表示为 。
(2)互花米草是外来入侵植物，严重威胁滨海湿地生态系统。“生物替代”是根据群落演替的规律，由本地
物种取代外来入侵植物的一种生态防治技术。有人认为，不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。
结合下图信息分析，能支持该观点的证据是 。在滨海湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生
植物，使它们形成互利共存关系，这体现了生态工程的 原理。
(3)研究发现，在逆境胁迫下植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤，超氧化物歧化酶（SOD）等
活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡。为探究互花米草适应滨海湿地的原因，研究人员对生活在不同
盐浓度下互花米草叶片和根中的SOD 活性进行了检测，结果如图。据图分析，叶片与根部SOD 活性随盐
浓度的变化不同，根部SOD 活性变化是 ，试分析互花米草适应滨海湿地环境的可能机制是 。
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(4)研究人员利用生态浮床技术（浮于水面上种植植物的床体，植物根系能吸收水体中的污染物质），对某
滨海湿地进行了镉、汞污染有效治理。有人提议，浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料，以提高该系
统的经济效益，请结合所学知识分析，该提议 （填“可行”或“不可行”），理由是 。
4．受农田施肥和生活污水的影响，内流河水体容易出现“富营养化”现象。底栖动物河蚬以水中藻类等
微小生物和有机碎屑为食可使水质变清，降低污染度。科研人员设计了不同河蚬密度的实验以研究河蚬对
富营养化水体的改善效果，结果如表所示（注：TN、TP 分别表示水体总氮量和总磷量）。回答下列问题：
TN/mg/L
TP/ug/L
对照组
1.55
69.1
低密度
1.40
55.4
中密度
1.36
41.6
高密度
1.28
32.2
(1)生态平衡是指 。农田施肥和生活污水使该河流生态失衡的原因是 （从生态系统的稳定性角度分
析）。
(2)水体出现富营养化后，蓝细菌和藻类等生物大量繁殖形成水华现象，调查蓝细菌的种群密度可以采用
的方法。河蚬受水源影响很大，水源条件直接作为 （填“密度”或“非密度”）制约因素影响其种群
数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有 。
(3)河蚬在生态系统成分中属于 ，据表数据分析，可以得出的结论是 。河流治理后水质得以恢复，水
清鱼肥，空气清新，还给河流两岸带来了可观的经济收入，这体现了生态系统的 价值。
5．森林生态系统是陆地最大的碳库，森林土壤碳库在全球气候调控和碳平衡维持方面具有至关重要的作
用。作为碎屑食物网的起点，土壤微食物网是森林生态系统地上-地下碳转化的关键驱动者，决定着森林土
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壤有机碳的分解、转化和储存等过程，影响着森林生态系统的固碳潜力。下图是土壤部分生物微食物网及
碳库主要途径，a~e 为生理过程。请结合下图回答问题：
(1)土壤微食物网中有众多的微小生物类群和部分中型动物（<2mm），欲调查这些动物丰富度用 法，
对于个体较小数量较多的小动物用 进行统计，调查过程中发现土壤中落叶含量不同，分布的生物
类群也不同，体现了群落的 结构。
(2)土壤微食物网中含碎屑食物链（以有机碎屑为第一营养级，以碎屑为食的腐生细菌和真菌也占营养级）
和捕食食物链，请写出上图食物网中捕食食物链 ，土壤微食物网中第四营养级生物有 ，短时
间内若食菌线虫大量减少，根 食性线虫数量会 。
(3)在碳循环中，上图e 为 途径。为了缓解温室效应，我国提出碳中和目标，若要达到此目标，上图
要满足 关系（用a~e 表示）。而森林中大量植被可以为人类提供木材，也可以吸收二氧化碳缓解温
室效应，这些用途体现了生物多样性的 价值。
(4)土壤碳库转化伴随着能量流动，能量流动是指 。
6．黄河三角洲湿地河口泥沙淤积形成潮间带裸露滩涂，随着新生滩涂湿地向海扩展，开始发育盐地碱蓬
群丛等盐生植被；当盐沼湿地进入潮上带位置时，植被就演化为较耐盐的柽柳等湿地草甸植被；地貌条件
稳定后，再向温带落叶阔叶林演替。植被的顺行演替过程使其碳储量不断增大，固碳能力不断提高。植被
分布如下图所示。
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(1)引起黄河三角洲湿地植被顺行演替的主导环境因素是 。盐地碱蓬群丛、柽柳群丛、芦苇群丛等不
同种群，在空间上构成群落的 结构。
(2)为提高黄河三角洲湿地碳储量，政府逐步实施了“退耕还湿、退养还湿”生态修复工程，该工程根据物
种在湿地群落中的 差异，适时补种柽柳、杞柳等物种，以加快群落演替速度。该过程体现了人类活
动与群落演替的关系是 。
(3)研究发现，黄河三角洲流域的天然湿地因其独特的地理环境和水文条件，有机碳积累的速率较高，原因
是 。
(4)当地政府在湿地的建设和保护过程中，清除了入侵物种一互花米草后的一年内，大型底栖动物数量总体
呈增加趋势，鸟类种类及数量均比治理前显著增加，原因是 。
7．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，其采食、挖洞等行为会造成土壤
裸斑。研究高原鼠兔的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。封育是退化草原恢复与重建的重要措施，在一定恢复年限内可提高
物种丰富度。某自然保护区草原生态系统经过长期封育后，研究人员引入羊群进行中度放牧，并对中度放
牧前后该草原植被的生态位重叠指数和物种多样性进行调查，结果如图。回答下列问题：
(1)高寒草甸和草原群落是依据 等方面的差异区分的。为控制高寒草甸鼠兔的干扰强度，将草地划分出
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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地物种多样性的影响。
(2)高原鼠兔的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，破坏高原草甸
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。请提出一种措施或方案来控制鼠兔的干
扰强度： 。
(3)经过长期封育的草原达到生态平衡，据图分析，此时进行中度放牧使草原植被种群间的竞争强度
（填“增大”“不变”或“减小”），对物种多样性的影响是 （填“增强”“不变”或“减小”）。
从物质循环的角度分析，引入的羊群能加快生态系统物质循环的原因是 。
8．为研究不同放牧强度对某草原生态系统植被的影响，研究人员进行了相关放牧实验。实验共设置4 组：
禁牧组、轻牧组、中牧组和重牧组，结果如下表所示（物种密度指样方中各种植物的植株总数）。
指标
禁牧组
轻牧组
中牧组
重牧组
物种丰富度
20.33
21.78
23.11
16.22
物种密度/（株/m-2）
229.67
219.22
237.11
227
(1)该草原中的一些植物在早春开花和结实，到了夏季其生活周期结束，另一些种类则在夏季达到生命活动
的高峰，这体现了群落的 性。研究发现生产者流向牛的能量传递效率远低于10%，分析其原因是 。
(2)调查物种丰富度时，选择样方要做到 ，根据表中数据，分析不同放牧程度对群落物种丰富度的影响
是 。
(3)实验结果显示中牧组较对照组（禁牧组）的物种密度更高，原因可能是 。
(4)该草原的植物类群包括禾草、莎草、杂类草（毒草、可食杂草）和毛茛科植物，研究发现随着放牧程度
的加重，毛茛科植物的地上部分的生物量在植物类群中的比例有所增加，原因可能是 。
9．零增长线又称生态位边界，是一种生物在利用某些必需资源时能生存和繁殖的边界线。线上每一个点
所对应的资源组合仅允许种群维持自身大小不变，若资源组合低于这个范围，则一段时间后，种群无法生
存和繁殖。为探究同一地区梅尼小环藻和美丽星杆藻两个物种在不同的资源组合情况下能否共存，科学家
分别研究了两个物种对两种必需资源的零增长线，如下图实线所示。已知其余条件均充足且适宜，请回答
以下问题：
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(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，研究植物的生态位，通常要研究 等方面。
(2)若初始环境资源处于 A 点且没有资源补充，在两种群共存的情况下，初始一段时间内，美丽星杆藻种
群年龄结构处于 型，梅尼小环藻种群年龄结构处于 型。
(3)环境资源处于区域②时， 在种间竞争中处于劣势，主要限制因素是 。
(4)若两种群只在区域④实现了共存，环境资源处于 B 点时，种间竞争中 将获胜，原因是
。由此推断，两物种同时出现在该地的情况下，一段时间内环境资源处于区域 (填序号)时，该地
梅尼小环𤂋将被淘汰。
10．某小型湖泊中存在如下图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长露斯塔野鲮鱼的食性相对值，图丙表
示绿藻和蓝细菌对水体中N、P 吸收量及其体内藻毒素含量相对值。请回答：
(1)调查露斯塔野鲮鱼的数量常用标记重捕法，原因是 。若标记个体更易被天敌发现而被捕
食，则会导致种群密度估算结果 （填“偏高”、“偏低”或“不变”）
(2)同样增重2kg，体长为2.8cm 的露斯塔野鲮鱼需要绿藻和蓝细菌的量是体长为4.2cm 的露斯塔野鲮鱼的
倍（能量传递效率按20%计算）。
(3)该湖泊受到富含P 的生活用水污染，某科研小组提出生态治污的方案：
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①首先培养 去除水体中的P，理由是 。
②然后投放体长大于4.2cm 的露斯塔野鲮鱼控制绿藻和蓝细菌的数量。选择体长大于4.2cm 的野鲮鱼，其
原因是 。
(4)科研小组对罗氏沼虾的能量流动情况进行分析，结果如下表所示（数字为能量值，单位是
kJ·cm-2·a-1）。由表中结果分析可知，罗氏沼虾同化量为 kJ·ccm-2·a-1。罗氏虾用于生长、发育
和繁殖的能量，除去传递给露斯塔野鲮鱼的能量和流向分解者的能量，还包括 。
摄入食物中的能
量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸作用散失的能量
57.6
7.5
23.1
11
