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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
【答案】 B
【解析】 亲体数量约为1 000 个时，该种群的补充量等于亲体数量，即出生率等于死亡率，是K 值，
根据种群的增长速率变化可知，捕捞后种群数量处于K/2 时获得最大持续捕捞量，A 错误；种群数量处于
K/2 时单位时间内增加的数量最多，即亲体数量约为500 个时，单位时间内增加的数量最多，B 正确；由图
可知，亲体数量等于1 000 个时，补充量与亲体数量已经相等，种群达到稳定状态，C 错误；一般来说，
食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，这些因素称为密度制约因素，饲
料是影响该种群数量变化的密度制约因素，D 错误。
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
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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
【答案】 (1)400 红豆杉属于高大乔木，且是濒危植物 增长型 (2)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，不利于幼苗的生长 人为干扰生境下6～25 年树龄的个体获得
更多的阳光，有利于其生长 高 (3)①③④
【解析】 (1)红豆杉属于高大乔木，且是濒危植物，因此调查其种群密度时，应选取较大样方面积。
由题图可知，无人为干扰生境下，树龄≤5 年幼苗所占比例大，而老年树龄个体所占比例小，年龄结构为
增长型。(2)由题意可知，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，光照强
度过强不利于幼苗的生长，故人为干扰生境中，树龄≤5 年幼苗的比例低于无人为干扰生境。由题意可知，
红豆杉是喜阳喜湿高大乔木，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中6～25 年树
龄红豆杉的比例高11%，可能是人为干扰生境下6～25 年树龄的个体能获得更多的阳光，有利于其生长。
若要有利于红豆杉野生种群的自然更新，应选择性采伐与红豆杉生态位重叠度高的部分植物，从而减少竞
争。(3)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；在无人为干扰生境中播撒红豆杉
种子将提高0～5 年树龄植株比例；气温、干旱和火灾等自然因素属于非密度制约因素；由题意可知，红豆
杉是喜阳喜湿高大乔木，气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量；保护红豆杉野生种群最
有效的措施是建立自然保护区。故选①③④。
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
3
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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
【答案】 C
【解析】 图中食物网包含的食物链有a→f、a→d→e→f、a→d→e→c、a→c、b→f、b→c。 a、b 处
于第一营养级，是生产者；d 只处于第二营养级，是植食动物；e 只处于第三营养级，是肉食动物；c、f 可
以处于第二营养级也可以处于第四营养级，是杂食动物。C 正确。
思维建模
解题关键—科学思维
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。
4
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(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)。
【答案】(1)水鸟同化 呼吸作用 分解者分解 (2)水鸟的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系
等 有利于不同生物充分利用环境资源 (3)不要近距离观赏、不要追赶或伤害水鸟、不要乱扔垃圾、不用
闪光灯拍照等(合理即可)
【解析】 (1)水鸟摄入的能量，一部分流入其体内，即水鸟同化，另一部分未被同化，以粪便的形式
排出。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于自身的生长、发育和
繁殖。粪便和遗体残骸会被分解者分解。(2)研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌
以及与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境
资源。(3)在观赏水鸟时，应该采用远观的方式，不要近距离观赏，以免干扰水鸟；要尊重鸟类，不应该追
赶或者伤害它们；注意保护环境，不要乱扔垃圾，以免破坏水鸟的生存环境；在拍摄水鸟时不要用闪光灯
拍照，以免惊扰到水鸟。
思维建模
运用“拼图法”解释能量流动过程模型
5
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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
6
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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
__________________________________________________________________________。
【答案】 (1)群落演替(或演替或次生演替) 间接 (2)无瓣海桑树冠层郁闭度(或覆盖度)高，使互花
米草缺少充足的光照 (3)答案一： 有可能。无瓣海桑的幼苗可以生长，能快速适应滨海湿地环境(或第3
～8 年，无瓣海桑群落高度由3.2 m 长到11 m，且16 年时，植物种类减少); 答案二：不可能。16 年以上，
林下没有无瓣海桑幼苗更新，而秋茄老鼠簕群落林下却有秋茄幼苗生长，故无瓣海桑很难在天然红树林中
定居 (4)上层种植无瓣海桑，中层种植秋茄，下层种植老鼠簕，形成多层群落结构；引种不同高度的红树
植物；将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种等
【解析】 (1)由题意可知，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，则由裸滩经互
花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替(或演替或次生演替)。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，这是红树林在生态系统方面的调节作用，体现了生物多样性的间接价
值。(2)无瓣海桑是速生乔木，种植后由于其生长速度较快，在与互花米草竞争阳光等资源中占据优势，且
其树冠层郁闭度(或覆盖度)高，使互花米草缺少充足的光照，能有效抑制互花米草的蔓延。(3)根据表格数
据可知，随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，16 年以上的林下没有无瓣海桑和秋茄更新
幼苗，则无瓣海桑的种群数量不再增加，而秋茄老鼠簕群落林下却有秋茄幼苗生长，故可能会被本地物种
所替代，所以不会成为新的入侵植物。[无瓣海桑有可能成为新的入侵植物。无瓣海桑的幼苗可以生长，能
快速适应滨海湿地环境(或第3～8 年，无瓣海桑群落高度由3.2 m 长到11 m)，且16 年时，植物种类减少]。
(4)通过适当控制引进树种规模，扩大本土树种的种植，增加物种数目，使营养结构变得复杂，可提高生态
系统的稳定性，还能防止新的物种的入侵，具体改造建议见答案。
思维建模
解题关键——科学思维
7
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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
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
【答案】A
【分析】题意分析，图中显示的种群数量变化情况为，m 点之前种群数量增加，m 点之后种群数量下降，
逐渐在m 点稳定下来，n 点时种群数量达到平衡，高于n 点之后种群数量增大，p 点达到新的平衡点，高
于p 点之后，种群数量下降，然后在p 点稳定。
【详解】A、当吹绵蚧种群数量介于m～n 点之间时，被捕食率大于补充率，因此可推测种群数量会逐渐下
降而后稳定在m 点，A 正确；
B、当种群数量超过m 点时，被捕食率大于补充率，种群数量会下降，B 错误；
C、当种群数量超过P 点时，被捕食率大于补充率，因此种群数量下降，最终稳定在p 点，C 错误；
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m 点，D 错误。
故选A。
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（ ）
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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
【答案】D
【分析】随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替，包括初生演替和次生演替
两种类型。演替分为初生演替和次生演替，二者的本质区别在于演替的起点不同。
【详解】A、在群落中，不仅仅数量多就能成为优势种，还得对群落中其他物种的影响也很大，A 错误；
B、目测估计法是研究物种丰富度时用的方法，不是某个物种的数量，B 错误；
C、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，相对多度大，并不代表它
的种群密度达到最大，C 错误；
D、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，图中可知，剪股颖被淘汰时，裂科
草和须芒草数量增加的较快，可推知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，D
正确。
故选D。
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
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【答案】B
【分析】分析图一可知，图中甲是非生物的物质和能量、乙是生产者、丙代表各级消费者，丁代表分解者。
①为生产者的呼吸作用，②为生产者的残枝败叶被分解者分解，③为分解者的分解作用。
分析图二可知，表示某生态系统的能量金字塔简图，①表示生产者，为第一营养级，②③④表示消费者，
②为第二营养级，③为第三营养级，④为第四营养级。
分析图三可知，表示能量流经图二所示生态系统第二营养级的变化示意图，甲表示第二营养级生物的同化
量，乙表示用于生长发育和繁殖的能量，丙表示在细胞呼吸中以热能的形式散失，丁表示分解者分解释放
的能量。
【详解】A、图1 为某生态系统的碳循环示意图，其中甲是非生物的物质和能量，乙是生产者，丙代表各
级消费者，丁是分解者，食物链中只有生产者和消费者，图中一共有3 条食物链，乙→A→B→D；乙
→A→D；乙→A→C，A 正确；
B、若图2 中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ，第二营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝500－100
＝400kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是400÷3125×100%＝12.8%，B 错误；
C、分析图3 中能量关系可知，甲为同化量，丙为呼吸作用消耗的能量，甲=乙+丙，故乙表示第二营养级
生物用于生长、发育、繁殖的能量，C 正确；
D、第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量，所以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，D 正确。
故选B。
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（ ）
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
【答案】B
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能
量流动的特点是单向流动、逐级递减。
2、一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%~20%的能量能够流到下一个营养级，也就是说，
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消
耗的能量就越多。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5 个营养级。
【详解】A、该生态系统为人工鱼塘，输入该生态系统的总能量为鱼塘中生产者同化的太阳能和人工输入
的能量，所以输入该生态系统中的总能量应大于3.192×104J·m-2·a-1，A 错误；
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B、能量是单向流动、逐级递减的，营养级越高，获得的能量越少。幽蚊幼虫存在时，太阳鱼为第三、四
营养级，清除幽蚊幼虫，太阳鱼为第三营养级，太阳鱼获得的能量增多，其数量会增多，导致鲈鱼数量增
多，所以清除幽蚊幼虫可能有利于鲈鱼增产，B 正确；
C、第一营养级浮游植物的同化量为31920J·m-2·a-l，第二营养级浮游动物和摇蚊幼虫的同化量为
（3780+4200）=7980J·m-2·a-l，第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是7980/31920×100%=25%，
该值不在10%~20%之间，C 错误；
D、能量是单向流动、逐级递减的，所以能量在太阳鱼和摇蚊幼虫之间不能循环流动，D 错误。
故选B。
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
【答案】C
【分析】生态浮床是指将植物种植于浮于水面的床体上，体现了群落的空间结构，可以为鸟类及鱼类提供
栖息环境和食物，其处理污水具有简单有效、花费少、耗能低和无二次污染等优势，同时浮床还可以美化
环境。
【详解】A、生态浮床具有净化水质，体现了生物多样性的间接价值，美化环境体现了生物多样性的直接
价值，A 正确；
B、该立体生态浮床充分利用群落的空间结构，提高了该群落对空间和资源的利用率，一般来说，生态系
统中的生物种类越多，物种丰富度增加，营养结构越复杂，自我调节能力就越强，B 正确；
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C、由于重金属难以被机体代谢出去，会沿着制作家畜饲料的植物→家畜→人这一食物链传递，最终积累
在食物链的顶端，对家畜和人的健康产生危害，因此浮床中的水生植物不可以用于制作家畜饲料，C 错误；
D、若给浮床提供氧气，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，同时促进A、C 处理
区好氧微生物对有机物的分解速度和B 处理区动物对难降解性污染物的分解或转化速度，从而更有利于水
体的净化，D 正确。
故选C。
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
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。
【答案】(1)温度、营养物质
(2) 使酵母菌分布均匀 适当稀释样液（或增加稀释倍数）
(3) A>B A<B A>B
(4)d
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【分析】在分析表格时要运用单一变量的原则，找出自变量。影响酵母菌种群数量变化的因素很多：营养
物质的量、温度、PH、溶氧量等。
【详解】（1）根据表格分析，自变量包括温度（28℃和5℃）、营养物质（A 和B 是培养液，C 是无菌
水），故该实验目的是探究温度和营养物质对酵母菌种群动态变化的影响。
（2）对酵母菌进行计数可采用抽样检测法：从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次，
目的是使酵母菌分布均匀。若血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应适当稀释样液。
（3）图甲曲线A、B 均为“S”形增长曲线。在t1时两批次培养的种群增长曲线中A 正处于K/2 时，此时增
长速率最大，而B 曲线此时种群数量大于K/2，因此其增长速率已经小于K/2 时的增长速率，故A>B，而
种内斗争的强度此时A<B。t2时，A 和B 数量一样多，但前期二者数量不同，A 数量少，消耗的营养物质
少，剩余的营养物质多，故A、B 两个种群的营养物质的剩余量A>B。
（4）d 点以前，λ＞1，种群数量一直在增加，d 点以后，λ＜1，种群数量减小，因此，d 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 。
表2
放牧强度
丰富度指
数
多样性指数
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CK
1.53
1.99
LG
1.66
2.05
MG
1.98
2.09
HG
2.09
224
【答案】(1) 紧实度、含水量、无机质含量等（写出一个，合理即可） 提供了更多的生长空间和
生长资源（合理即可）
(2) 使植物的鲜重和高度均显著降低 地面生长 重度放牧抑制植物生长，使牧草矮小化，生
产力下降（合理即可）
(3) 群落的物种丰富度和生物多样性随放牧强度的增加而增大 土壤水分含量降低（合理即可）
适应新生境的物种出现（要求答出“新物种出现”）
【分析】本题研究了禁牧（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，分析表1 数据可知，重度放牧使克氏针茅的高度和植物鲜重明显下降；分析表2 可
知重度放牧使群落的丰富度和多样性指数增加。
【详解】（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和排泄行为改变土壤的
紧实度，使得植物根系发展受到影响，也会使土壤的养分、含水量得以提高，从而影响植物的生存环境；
另一方面，牲畜趋向采食适口性好的植物，可为其他植物提供更多生长空间和生长资源。
（2）重度放牧时牲畜对植物枝叶的采食增多，植物合成与积累的有机物减少，鲜重显著降低；另外植物
为避免采食而趋向地面生长，使高度显著降低。分析表1 数据可知，重度放牧抑制植物生长，使牧草矮小
化，生产力下降，所以应合理控制放牧强度。
（3）根据表2 数据可得出随着放牧强度的增加，植物群落的丰富度指数、多样性指数增大，这可能是因为
在高放牧强度下，群落中植被盖度减小，土壤水分含量降低，生境干旱化，原生境下的植物物种还未消失，
同时适应新生境的物种出现。
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
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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
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。
【答案】(1) 全球性 含有Pb 的生物被更高营养级的动物食用，Pb 会沿着食物链逐渐在生物体内
聚集，最终积累在食物链的顶端
(2)摇蚊幼虫的同化量有一部分在呼吸作用中以热能形式散失、摇蚊幼虫的遗体残骸被分解者所利用
(3) 升高 具有较好的防治效果、能保证摇蚊幼虫的存活率
(4)鱼内脏
(5)D3
【分析】分析片段某一营养级的同化量的去向包括一部分在呼吸作用中以热能形式散失，另一部分用于自
身的生长、发育等生命活动，而用于自身生长发育繁殖的能量中又包括流向分解者的能量，流向下一营养
级的能量（最高营养级除外），暂时未被利用的能量。
【详解】（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，和其他物质循环一样也具有
全球性。Pb 等重金属元素在生物体内难以分解，会随着食物链不断富集，营养级越高的生物体内的Pb 含
量一般也越高，最终积累在食物链的顶端。
（2）摇蚊幼虫的同化量有一部分在呼吸作用中以热能形式散失，另一部分用于自身的生长、发育等生命
活动，这部分同化量一部分流向鱼类等消费者，一部分随摇蚊幼虫的死亡而流入分解者。
（3） 据图1 分析，随着水体中的Pb2＋浓度升高，摇蚊幼虫的存活率逐渐降低，说明其死亡率随着水体中
的Pb2＋浓度升高而升高。在Pb2＋浓度低于3.8g·L－1的环境中利用摇蚊幼虫防治河流Pb 污染时，既可以保
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证摇蚊幼虫的存活率在50％以上，又能保证一定的防治效果。
（4）根据图2 可知，摇蚊幼虫被鱼摄食后，在鱼内脏中Pb 含量最高，肌肉和鳃中较少，因此要注意处理
好鱼的内脏，避免二次污染。
（5） 每组摇蚊幼虫均为25g，D1 组所有幼虫含有的Pb 为0.69×25＝17.25mg，实验后Pb 减少量为60－
4.2＝55.8mg，即摇蚊幼虫体内的Pb 富集率为17.25÷55.8×100％≈30.9％，同理可计算D2 组、D3 组摇蚊幼
虫体内的Pb 富集率分别约为42.9％、49.1％。因此实验结束后，摇蚊幼虫体内的Pb 富集率最高的是D3 组。
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 。
【答案】(1) 生产者 二氧化碳 鱼饲料等中的化学能和生产者固定的太阳能 一 浮
游植物用于生长、发育和繁殖的能量
(2) ZBZD 雄蚕甲在减数分裂过程中发生交叉互换导致产生ZBD的配子 甲的基因型为ZBZD，
构建出的雌性个体乙ZDWB与甲杂交，后代基因型及其比例为ZDZD (胚胎致死)： ZBZD： ZDZB： ZBZB (胚
胎致死)=1:1:1:1
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【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分包括非生物的物质和能量、生产
者、消费者和分解者，营养结构就是指食物链和食物网。
【详解】（1）①从生态系统的组成成分看，桑可以进行光合作用，属于生产者。
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以二氧化碳的形式进行传递。
③该系统为人工生态系统，流经该系统的总能量不仅来自系统内生产者固定的太阳能，还有人工投喂的鱼
饲料等中的化学能。蚕沙（粪便）的能量不属于蚕的同化量，是桑树固定的能量，属于第一营养级同化的
能量。浮游植物同化量包含呼吸作用消耗的能量和浮游植物用于生长、发育和繁殖的能量，故B 代表浮游
植物用于生长、发育和繁殖的能量。
（2）①雄蚕甲个体内存在Z 染色体上关键基因B、D 的缺失现象，而胚胎只有在B、D 均存在时才可以正
常发育胚胎，可知甲的基因型可能为 ZBDZ 或者 ZBZD；“甲与普通雌蚕杂交，后代雌蚕在胚胎期死亡”，
说明后代雌蚕的基因型为 ZBW 或 ZDW，且这两种基因型均胚胎期致死，进而可确定甲的基因型只能为
ZBZD。
②在甲与普通雌蚕实际杂交后代中，有少量雌蚕成活，推测很可能是甲（ZBZD）在减数分裂过程发生了交
叉互换，产生了ZBD的配子，使得后代中出现了基因型为ZBDW 的可成活的雌蚕。
③依题意可知：甲的基因型为ZBZD，构建出的雌性个体乙（Z-WB）与甲杂交，其后需要保留甲的特殊基因，
据此说明乙的基因型应该为 ZDWB，甲、乙杂交（甲♂ZBZD×乙♀ZDWB ），后代基因型及其比例为♂ZDZD
（胚胎致死）：♂ZBZD：♀ZDWB：♀ZBWB（胚胎致死）=1：1：1：1。
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。
(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
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定后，还需要 。
【答案】(1)开挖池塘的土垫在台田上，台田增高，不再有积水，自然降水和灌溉水的冲刷会使台田的无机
盐减少，pH 降低，从而适合农作物的生长
(2)距离池塘由近及远，种植植物的耐盐碱能力依次减弱
(3) 消费者和分解者 既能净化水体，又能有效控制南美白对虾病害的发生和传播机率
(4) 整体和协调 选择与之匹配的次要种群以形成互惠共存稳定性强的群落
【分析】生态工程与生态经济
（1）生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达
到经济效益和生态效益的同步发展。
（2）生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。
（3）生态经济：通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统
的生产原料，从而实现废弃物的资源化。
【详解】（1）分析题目中的信息可知，“抬田挖塘”是将开挖池塘的土垫在台田上，使台田增高，不再
低洼，也不会再有积水，而且自然降水和灌溉水会将台田的无机盐冲刷到池塘，台田的无机盐减少，pH 降
低，从而适合农作物的生长。
（2）群落的水平结构指的是在水平方向上由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度差异等因素，在不同地段
分布着不同的种群，因此在池塘周围种植植物时可按距离池塘由近及远，种植植物的耐盐碱能力依次减弱。
（3）罗氏沼虾与南美白对虾都是池塘中的消费者，但罗氏沼虾能清除养殖残饵、吞食南美白对虾病死虾，
也起到了分解者的作用。这种混养模式既能净化水体，又能有效控制南美白对虾病害的发生和传播机率。
（4）“上农下渔”盐碱地生态农业在种植和养殖的生物种类上都体现了与环境相协调的特点，另外这种
生态工程既考虑了生态效益也有一定的经济效益，体现了生态工程的整体原理。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，还需要选择与之匹配的次要种群以形成互惠共存稳定性强的群落。
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