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压轴题04 生物与环境
命题预测
随着经济的迅速发展，环境保护的压力也随着而来，生态安全直接影响着人类的
生存空间、生命的延续等，因此高中阶段培养生态意识，积极参与环境保护是成为生
物学科核心素养的重要内容。需要考生了解关于种群、群落以及生态系统的全部重要
知识，并结合生活中的一些实例进行综合分析，能够解释生态现象，了解新型的农业
生产。
预计2024 年命题会继续在上述几个方面进行。分析近几年的高考生物试题，“自
然生态系统的研究”“生态文明建设”和“生态农业”真实科研、生产生活情境为载
体，考查“种群和群落的结构功能”“生物多样性保护”和“生态工程项目研究”等
核心知识，成为高考生物试题的必考的热点。非选择题常见的考查形式有措施思路
类、原因分析类和说明依据类。
高频考法
（1）种群的“J”形和“S”形增长曲线模型的分析及应用
（2）群落的结构与演替
（3）生态系统的结构和物质循环模型
（4）构建能量流动模型，分析能量传递效率从“高度”上研究高考
（5）“生物与环境”类主观题
（密押典例+思维建模，学会压轴题）
密押典例 01 种群的“J”形和“S”形增长曲线模型的分析及应用
(2022·山东高考)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的
饲料，其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系，曲线Ⅱ表
示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是( )
1
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A．亲体数量约为1 000 个时，可获得最大持续捕捞量
B．亲体数量约为500 个时，单位时间内增加的数量最多
C．亲体数量大于1 000 个时，补充量与亲体数量相等，种群达到稳定状态
D．饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素
思维建模
解题关键——破译新情境
情境信息
化新为熟
一个繁殖周期后的种群数量可表示为
该种群的补充量
按教材模型理解：假定繁殖周期为一年，
补充量就是一年后的种群数量
曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动
物的亲体数量与补充量的关系
补充量/亲体数量＝λ，曲线Ⅰ的λ 值不是
恒定不变的
曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等
λ＝1 时，一个繁殖周期后的种群数量不变
密押典例 02 群落的结构与演替
(2023·湖南高考)濒危植物云南红豆杉(以下称红豆杉)是喜阳喜湿高大乔木，郁闭度对其生长有重要影
响。研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生境的红豆杉野生种群开展了调查研究。选择性采伐和
放牧等人为干扰使部分上层乔木遭破坏，但尚余主要上层乔木，保持原有生境特点。无人为干扰生境下红
豆杉野生种群年龄结构的调查结果如图所示。回答下列问题：
(1)调查红豆杉野生种群密度时，样方面积最合适的是____(填“1”“20”或“400”)m2，理由是
__________________。由图可知，无人为干扰生境中红豆杉种群年龄结构类型为__________。
(2)调查发现人为干扰生境中，树龄≤5 年幼苗的比例低于无人为干扰生境，可能的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分析表明，人为干扰生境中6～25 年树龄红豆杉的比例比无人为干扰生境高11%，可能的原因是
____________________________________。选择性采伐与红豆杉生态位重叠度______(填“高”或“低”)
的部分植物，有利于红豆杉野生种群的自然更新。
(3)关于红豆杉种群动态变化及保护的说法，下列叙述正确的是( )
①选择性采伐和放牧等会改变红豆杉林的群落结构和群落演替速度
②在无人为干扰生境中播撒红豆杉种子将提高6～25 年树龄植株的比例
③气温、干旱和火灾是影响红豆杉种群密度的非密度制约因素
④气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量
⑤保护红豆杉野生种群最有效的措施是人工繁育
2
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思维建模
解题关键——破译新情境
情境信息
化新为熟
濒危植物云南红豆杉(以下称红豆杉)是喜阳喜湿高
大乔木，郁闭度对其生长有重要影响
红豆杉为高大乔木，种群密度小；联系人教
版选择性必修2 教材第13 页郁闭度是指林冠
层遮蔽地面的程度
研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生
境的红豆杉野生种群开展了调查研究(题图略)。人
为干扰生境中，树龄≤5 年幼苗的比例低于无人为
干扰生境；人为干扰生境中6～25 年树龄红豆杉
的比例比无人为干扰生境高11%
选择性采伐和放牧等人为干扰使部分上层乔
木遭破坏，导致郁闭度下降，土壤湿度下降
不利于幼苗的生长，但可以使6～25 年树龄
的个体能获得更多的阳光，有利于其生长
选择性采伐与红豆杉生态位重叠度高的部分植物
生态位表示一个物种在群落中的地位和作
用，不同物种间生态位重叠程度越高，竞争
越激烈
密押典例 03 生态系统的结构和物质循环模型
(2022·广东高考)如图为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。
下列归类正确的是( )
A．a、c 是生产者
B．b、e 是肉食动物
C．c、f 是杂食动物
D．d、f 是植食动物
思维建模
解题关键—科学思维
3
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以“食物链”为大概念串联核心元件
密押典例 04 构建能量流动模型，分析能量传递效率从“高度”上研究高考
(2023·全国新课标卷)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要
的食物来源。回答下列问题。
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟
的示意图如下，①②③表示生物的生命活动过程，其中①是________________ ；②是
____________________；③是________________。
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位，需要研究的方面有________________(答出3 点即可)。该生态系统
中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是____________________。
(3)近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一
些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是__________(答出1 点即可)。
思维建模
运用“拼图法”解释能量流动过程模型
4
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密押典例 05 “生物与环境”类主观题
(2023·广东高考)上世纪70～90 年代珠海淇澳岛红树林植被退化，形成的裸滩被外来入侵植物互花米
草占据，天然红树林秋茄(乔木)老鼠簕(灌木)群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被，科技人员在互花
米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑，现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2。各林龄
群落的相关特征见下表。
红树林群落(林龄)
群落
高
度/m
植物
种
类/种
树冠层
郁闭
度/%
林下互花
米草密
度/(株/m2)
林下无瓣海桑
更新幼苗密
度/(株/100 m2)
林下秋茄更
新幼苗密
度/(株/100
m2)
无瓣海桑群落(3 年)
3.2
3
70
30
0
0
无瓣海桑群落(8 年)
11.0
3
80
15
10
0
无瓣海桑群落(16 年)
12.5
2
90
0
0
0
秋茄老鼠簕群落(>50
年)
5.7
4
90
0
0
19
回答下列问题：
(1)在红树林植被恢复进程中，由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为________。恢复的红
树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，体现了生物多样性的________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果，其使互花米草消退的主要原因是
______________________________________________________。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木，生长速度快，5 年能大量开花结果，现已适应华南滨海湿地。
有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析，提出你的观点和理由
________________________________________________________。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性，根据生态
5
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工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异，提出合理的无瓣海桑群落改造建议
__________________________________________________________________________。
思维建模
解题关键——科学思维
一、单选题
1．吹绵蚧是一种严重危害果园生产的害虫，澳洲瓢虫以吹绵蚧为食可以有效抑制该害虫的数量，科学家
研究了吹绵蚧种群数量的变化规律，为防治害虫提供科学依据。如图是吹绵蚧种群数量与被捕食率、补充
率的关系模型，其中补充率代表没有被捕食的情况下吹绵蚧增长的比率。下列说法正确的是（ ）
A．当吹绵蚧种群数量介于m-n 点之间时，种群数量会逐渐稳定在m 点
B．当种群数量超过m 点时，会导致吹绵蚧虫害的爆发
6
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C．当种群数量超过p 点时，吹绵蚧种群数量会稳定在q 点
D．在果园中适当投放澳洲瓢虫，可使吹绵蚧数量长期稳定在n 点
2．群落中某种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比称为相对多度。科学家统计了某退耕地中
五种草本植物相对多度的变化如下图所示，已知裂科草和须芒草能将土壤中硝酸盐和氨态氮的浓度降到更
低水平。下列说法正确的是（ ）
A．在演替时间10 到40 年间，草地早熟禾因其相对多度最高而成为优势种
B．可以采用目测估计法对样方中植物的相对多度进行统计进而绘制以上图像
C．草地早熟禾在演替时间10-20 年间种群密度达到最大
D．剪股颖被淘汰的原因可能是对土壤中低水平氮元素的利用率更低
3．图1 为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D 是丙
中关系密切的四种生物。图2 为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图
3 为能量流经图2 所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ，下列说法不正确的是（ ）
A．若图1 表示碳循环，图中一共有3 条食物链
B．若图2 中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是16%
C．分析图3 中能量关系可知，代表第二营养级用于生长发育繁殖的能量的是乙
D．第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量
4．某兴趣小组调查了某人工鱼塘食物网及其能量流动情况，部分结果如图所示，数字为能量数值，单位
是J·m-2·a-l。下列叙述正确的是（ ）
7
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A．输入生态系统的总能量为3.192×104J·m-2·a-1
B．清除幽蚊幼虫可能有利于鲈鱼增产
C．上述食物网中相邻两个营养级的能量传递效率均为10%~20%
D．太阳鱼捕食摇蚊幼虫，摇蚊幼虫食用太阳鱼的粪便，如此可实现能量在两者之间的循环流动
5．科研人员设计了一种立体生态浮床用于水体水质提升、黑臭水体净化和水体景观修复，浮床分水生植
物层和深度处理层。上层污水进入水生植物层，水生植物和藻类同时利用水生植物吸收水中N、P 营养元
素。深度处理层从外到内分为A、B 和C 处理区，下层污水依次进入A、B 和C 处理区，A 处理区通过废
弃软壳（主要为鸡蛋壳）富集微生物及微小动物并吸附Р 元素，B 处理区通过水生动物消化作用将难降解
性污染物分解或者转化，C 处理区通过人工介质（主要为聚乙烯和涤纶丝）富集微生物，去除水中污染物。
下列有关该生态浮床设计目的及用途说法不正确的是（ ）
A．生态浮床具有净化水质和美化环境的作用，体现了生物多样性的直接和间接价值
B．利用该浮床进行水体景观修复过程中，物种丰富度增加，营养结构更复杂，使生态系统的自我调节
能力增强
C．利用该生态浮床可以对重金属含量较高的水体提升水质时，同时浮床中的水生植物还可以用于制作
家畜饲料
D．通过风机转动给浮床提供氧气，更有利于水体的净化，其原因是对浮床提供氧气，可以增强水生植
物根部的有氧呼吸，促进对无机盐离子吸收
二、非选择题
6．酵母菌是生物学研究常用的一种实验材料，为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某兴趣小组
按下表完成了有关实验。将酵母菌接种到装有10mL 液体的试管中，通气培养并定时取样计数，实验结果
如下表。图甲曲线A、B 是相同培养条件下两批次酵母菌培养的结果；图乙表示根据每天统计的酵母菌的
数量，计算其λ 值（λ＝当天种群个体数量/前一天种群个体数量）并绘制的曲线，完成下列问题：
试管编
号
培养液/mL
无菌水/mL
酵母菌液/mL
温度/℃
A
10
—
0. 1
28
B
10
—
0. 1
5
8
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C
—
10
0. 1
28
(1)该实验目的是探究 对酵母菌种群动态变化的影响。
(2)从试管中吸出酵母菌培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次的目的是 。如
果实验时发现血细胞计数板的一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取的措施是
。
(3)图甲中t1时两批次培养的种群增长速率、种内斗争的强度以及t2时两批次培养液中营养物质的剩余量依
次是 、 、 。（填“A＞B”“A＜B”或“A＝B”）
(4)图乙中 （填字母）点时种群数量达到最大。
7．放牧是温带草原的主要利用方式之一，也是生态系统结构和功能变化的重要干扰因素。研究放牧对草
原植被的影响对草原生物多样性保护、生态系统健康和畜牧业可持续发展具有重要意义。回答下列问题。
(1)放牧可以改变植物群落的演替方向，一方面，放牧通过牲畜的践踏、排泄行为等改变土壤的 （写出
一个），从而影响植物的生存环境，进而对植物的生长造成影响；另一方面，牲畜趋向采食适口性好的植
物，为其他植物 。
(2)某团队研究了禁牧（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）对某地区克氏针茅
群落特征的影响，结果如表1。
表1
放牧强
度
高度（cm）
植物鲜重（g/m2）
CK
20.51
343.88
LG
17.46
267.66
MG
14.09
264.84
HG
9.52
157.90
分析该研究结果，重度放牧对该地区克氏针茅的影响是 ，出现该现象可能是因为随着放牧强度的增加，
牲畜对植物枝叶的采食增多，影响植物体内营养物质的积累；另外植物为避免采食而趋向 （填“地面
生长”或“地上生长”）。综合上述情况分析，合理控制放牧强度的原因： 。
(3)据表2 分析，放牧强度对群落物种的影响是 ，与一般的群落研究结果不一致，研究人员认为这是由
于在高放牧强度下，群落中植被盖度减小， ，生境干旱化，原生境下的植物物种还未消失，同时 。
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表2
放牧强度
丰富度指
数
多样性指数
CK
1.53
1.99
LG
1.66
2.05
MG
1.98
2.09
HG
2.09
224
8．城市河流铅（Pb）污染主要来源于工业废水及生活污水。摇蚊幼虫具有较强的污染耐受性，广泛分布
于各类水体中。某研究小组对Pb 污染河道中的摇蚊幼虫进行培养，并将其暴露于含有不同Pb2+浓度的水体
中，分析摇蚊幼虫对高浓度 Pb 污染环境的生物耐受性和生物富集能力，结果如图所示。回答下列问题：
(1)Pb 等重金属元素可通过水、生物迁移等途径扩散到世界各地，从物质循环的角度分析，这些有害物质的
循环具有 的特点。生态系统中的消费者可以加快物质循环，但Pb 等重金属元素却很难快速回到非生
物环境中，一般而言，处于食物链顶端的生物体内的Pb 等重金属元素含量较高，其原因是 。
(2)摇蚊幼虫是许多经济鱼类的天然饵料，但摇蚊幼虫的同化量却不能全部流向鱼类，不考虑未利用的能量，
其原因是 （答1 点即可）。
(3)摇蚊幼虫是水体营养类型、环境监测和水质评价的指示生物，对污水自净有一定作用。据图1 分析，水
体中的Pb2+浓度升高会导致摇蚊幼虫的死亡率 （填“升高”或“降低”）。因此防治城市河流Pb 污染
时，在Pb2+浓度低于3.8g•L-1的环境中适合选用摇蚊幼虫，这样做的好处是 （答1 点即可）。
(4)据图2 分析，在防治城市河流Pb 污染时，为避免二次污染，对打捞的鱼进行处理时，需要特别注意
（填写鱼组织）的处理。
(5)研究人员进一步研究，在不同取样水体中均放入25g 相同生理状态的摇蚊幼虫，实验结果如表所示。
实验结束后各处理组中水体及幼虫体内的Pb2+含量
组别
D1
D2
D3
实验前取样水体中总Pb 量/mg
60
150
300
10
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实验后取样水体中总Pb 量/mg
4.2
8.3
108.7
实验结束后每克摇蚊幼虫中总Pb 量/mg
0.69
2.43
3.76
据表分析，实验结束后，摇蚊幼虫体内的Pb 富集率（摇蚊幼虫体内的总Pb 量占取样水体中·Pb 减少量的
百分比）最高的组是 ，但各组摇蚊幼虫体内的Pb 富集率均未达到100%，说明除了摇蚊幼虫具有富集
Pb 的作用外，可能是取样水体中的微生物也能降低水体中的Pb。
9．桑基鱼塘是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程，农民用桑叶养蚕、蚕沙（粪便）养鱼、塘泥
肥桑，桑茂蚕肥，三者相互促进，形成了良性循环。回答下列问题：
(1)下图为广东某地桑基鱼塘中的能量流动简图。
①桑在该生态系统中的角色为 。
②从物质循环的角度考虑，碳元素在无机环境与生物群落间的传递形式为 。
③输入该生态系统中的能量包括 。蚕沙的能量属于第 营养级同化的能量。
B 代表了 。
(2)家蚕是二倍体生物，雄蚕的性染色体为ZZ，雌蚕的性染色体为ZW。研究发现雄蚕比雌蚕食桑量低，产
丝率高。为了省去人工筛选的麻烦，科研人员培育出了一只特殊的雄蚕（甲）。甲个体内存在Z 染色体上
关键基因B、D 的缺失现象，胚胎只有在B、D 均存在时才可以正常发育。利用甲与普通雌蚕进行杂交，
杂交后代雌蚕在胚胎期死亡，可达到自动保留雄蚕的目的。
①甲的基因型为 。
②实际杂交中后代雌：雄
，少量雌蚕成活的可能原因是 。
③为使甲的基因型可以延续下去，科学家以甲为实验材料，将B 基因转接到W 染色体上构建了与之对应的
雌性个体（乙），且甲、乙交配产生的后代中成活的个体可完全保持原种特性，请你根据遗传学原理对这
一成果进行简要分析 。
10．地势低洼地带由于雨水不能及时排出，地下水含盐量高，各种易溶性盐在表层土壤积累而形成盐碱地，
盐碱地上农作物很难生长，山东省利津县汀罗镇陈家屋子村的村民采用“抬田挖塘”的方法建起了“上农
下渔”盐碱地生态农业，模式图如图所示。回答下列问题。
11
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(1)“抬田挖塘”是在低洼盐碱地上按池塘、台田和河渠为4：4：2 的比例开挖池塘的土垫在台田上，两三
年后台田上就可以种植棉花、黑枸杞等农作物了，请试述抬田挖塘的原理 。
(2)台田及池塘四周要种植多种草本植物以保护池坡，按群落水平结构的特点对种植这些植物在布局上的要
求是 。
(3)生产上常采用南美白对虾与罗氏沼虾混养模式，目的是利用罗氏沼虾不仅可捕食浮游生物，还可以清除
养殖残饵、吞食南美白对虾病死虾的特性。罗氏沼虾在这种混养虾塘中属于 ，这种混养模式的优点是
。
(4)“上农下渔”盐碱地生态农业主要应用的生态工程的基本原理是 ，这种人工生态系统虽然能在一定程
度上修复生态环境，但由于构成群落的种群过于简单，其稳定性也很差，因此在该生态工程的主要种群选
定后，还需要 。
12
