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专题03 生态系统的应用
北京生物高考在种群、群落和生态系统方面的大题命题方向，可能会涵盖上述内容，考查学生的理论知识、
应用能力和实验设计等多方面的能力。考生在备考时，应该重点关注这些方面的内容，通过做真题和模拟
题来提高自己的理解和应用能力。同时，也要注意分析近年的高考真题，对比不同年份的命题趋势，以便
更好地把握考试的方向和重点。此外，对于易错易混的知识点，需要进行特别的记忆和区分，以避免在考
试中出现失误。
1、（2023·北京·高考真题）为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进行了
延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳定）。
实验持续15 天：1～5 天，无人工光照；6～10 天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；11～
15 天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食性将
其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），结果
如图。
(1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据
是：与1～5、11～15 天相比， 。
(2)光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为 对节肢动物产生影响，
从而在生态系统中发挥作用。
(3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源
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导致 加剧；群落空间结构在 两个维度发生改变。
(4)有人认为本实验只需进行10 天研究即可，没有必要收集11～15 天的数据。相比于10 天方案，15 天方
案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是 。
(5)城市是人类构筑的大型聚集地，在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。
A．不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响
B．设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散
C．以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展
D．选择长时间景观照明光源时，以有利于植物生长作为唯一标准
【答案】(1)6~10 天节肢动物的平均捕获量有明显改变
(2)信息（或信号）
(3) 种间竞争 垂直和水平
(4)
1~15 天数据可以与15 天数据对比，评估本研究系统的稳定性
(5)
AC
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又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。
2、生态系统中信息的种类：（1）物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程
传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。（2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化
学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。（3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或
异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。
【详解】（1）分析题意可知，本实验中动物的活跃程度是通过动物捕获量进行测定的，结合图示可知，
与1～5、11～15 天相比，6~10 天节肢动物的平均捕获量有明显改变，据此推测人为增加光照时间会影响
节肢动物的活跃程度。
（2）生态系统的组成包括非生物的物质和能量，该研究中人工光照最可能作为信息（物理信息）对节肢
动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
（3）不同生物生活在一定的空间中，由于环境资源有限会形成种间竞争，故肉食动物在黄昏前活动加强，
有限的食物资源导致种间竞争加剧；群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，光照的改变可能通过影响
生物的分布而影响两个维度。
（4）分析题意可知，1～5 天无人工光照，6～10 天每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间，11～
15 天无人工光照，该实验中的光照条件改变可形成前后对照，故相比于10 天方案，15 天方案除了增加对
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照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是1~15 天数据可以与15 天数据对比，评估本研究系统
的稳定性。
（5）A、进行城市小型绿地生态景观设计时应充分考虑人与自然的协调关系，故不仅满足市民的审美需求，
还需考虑对其他生物的影响，A 正确；
B、若设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散，可能会影响生态系统间正常的物质交换和信息交流，B
错误；
C、进行城市小型绿地生态景观设计时应以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展，而
不应仅满足短期发展，C 正确；
D、选择长时间景观照明光源时，除有利于植物生长外，还应考虑对于其他生物的影响及美观性,D 错误。
故选AC。
2、（2021·北京·高考真题）北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天
敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入，目前已在该水域广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究
柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了系列实验。
(1)从生态系统的组成成分划分，柏桉藻属于 。
(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3 种本地藻各0．5 克，用纱网分区
（见图1）；三组水箱中分别放入0、4、8 只水虱/箱。10 天后对海藻称重，结果如图2，同时记录水虱的
分布。
①图2 结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用，作出判断的依据是：与没有水虱相比，在有水虱的水箱
中， 。
②水虱分布情况记录结果显示，在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱对所栖息的海
藻种类具有 。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料，一段时
间后检测，结果如图3（甲、乙、丙为上述本地藻）。
3
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该实验的对照组放入的有 。
(4)研究发现，柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出。
请综合上述研究结果，阐明柏桉藻成功入侵的原因 。
【答案】(1)生产者
(2) 柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反 选择性/偏好性
(3)隆头鱼和水虱
(4)因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本
地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【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，组成成分又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。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物，
消费者主要指动物，分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【详解】（1）生态系统的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，柏桉藻属于植
物，能进行光合作用，故其为生产者。
（2）①由图2 可知，与没有水虱相比，有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低，甚至
本地藻丙重量增加值为负值，说明本地藻丙不但没有增加，反而减少了，故与没有水虱相比，在有水虱的
水箱中，柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反。
②在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱更喜爱柏桉藻，体现了水虱对所栖息的海藻
种类具有偏好性。
（3）本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，实验的自变量为海藻的种类，因变量为水虱的生存
率，故实验的对照组应不放海藻，直接放入隆头鱼和水虱，观察统计水虱的生存率。
（4）物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足，天敌少，物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有
一种引起动物不适的化学物质，则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少，导致水虱数量增多。又因为水
虱更喜欢取食本地藻，导致本地藻的数量减少，从而为柏桉藻获得了竞争优势，最终柏桉藻入侵成功。
【点睛】本题考查了生态系统的结构、群落种间关系的相关内容，意在考查考生理解所学知识的要点，把
握知识间的内在联系的能力。
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3、（2020·北京·高考真题）北极圈附近的A 群岛由众多生态环境相似的岛屿组成，是许多海鸟的栖息地。
一百多年以前，北极狐被引入到一些岛屿上定居。几十年后发现，无北极狐岛（W 岛）的植物群落无明显
变化，而有北极狐岛（Y 岛）上较高的草本植物明显减少，苔藓增加。为分析北极狐的引入是否导致植物
群落的变化，生态学家进行了相关研究。
（1）Y 岛的生态系统由岛上所有的生物与 共同组成，在此生态系统组成成分中，北极狐属于
者。
（2）研究者调查了若干Y 岛和W 岛的海鸟密度，统计结果如图。
由图可知，Y 岛上的海鸟密度比W 岛 。
（3）进一步调查发现，Y 岛上单位面积的植物干重及土壤氮、磷含量均低于W 岛。研究者选择Y 岛上的
若干代表性地块，通过施肥实验证明了Y 岛植物干重较低是由土壤肥力低所致。支持此结论的实验结果应
为 。
（4）综所述，请将下列选项排序以解释北极狐的引入导致的植物群落变化。
A．岛屿土壤肥力降低 B．北极狐捕食海鸟
C．土壤中的鸟粪减少D．海鸟数量减少
北极狐引入并定居→ → → → →植物群落变化
【答案】 非生物的物质和能量 消费者 低 在Y 岛选择若干代表性地块，通过适量施肥
实验后发现Y 岛植物干重有所恢复，与W 岛差异不显著 B D C A
【分析】生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体。生态系统的组成包括非生物部分和生
物部分。非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤（泥沙）等；生物部分包括生产者（绿色植物）、消
费者（动物）、分解者（细菌和真菌）。
【详解】（1）某一区域的所有生物和非生物的物质和能量构成生态系统，在此生态系统组成成分中，北
极狐属于消费者。
（2）由图可知，Y 岛的海鸟种群密度低于W 岛。
（3）为验证Y 岛植物干重较低是否由土壤肥力低所致，需对Y 岛植物进行适量施肥，观察Y 岛植物干重
是否恢复，如果有所恢复说明Y 岛植物干重较低是由土壤肥力低导致的。
（4）由此推断，Y 岛植物干重之所以低，是因为北极狐的引入定居，海鸟被北极狐捕食，导致海鸟数目下
降，进而使得土壤中的鸟粪减少，最终导致土壤肥力下降，植物群落发生变化。
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【点睛】该题目主要考查考生获取信息的能力，知识点本身难度不大，在平时训练中注重学生逻辑思维能
力的培养。
种群、群落和生态系统试题一般出现在北京卷的16 题，今后的高考的命题趋势：
1. 种群密度的调查方法：这是考查学生对生态学基本研究方法的理解和应用能力的重要内容。考生需要
掌握不同的调查方法，如样方法和标记重捕法，并能够根据实际情境选择合适的方法进行调查。
2. 种群的数量变化及影响因素：这部分内容关注种群增长曲线（如J 型和S 型曲线）以及影响种群数量变
化的各种因素，如环境条件、食物供应、天敌等。考生需要理解这些因素是如何影响种群数量的，并能够
进行相关的数据分析。
3. 群落的演替及影响因素：群落演替是生态学中的一个核心概念，考生需要了解初生演替和次生演替的过
程，以及影响演替的环境和生物因素。这部分内容可能会通过具体的生态环境案例来考查学生的理解和分
析能力。
4. 群落中生物的种间关系：这部分内容关注不同物种之间的相互作用，如捕食、竞争、共生等。考生需要
理解这些关系对群落结构的影响，并能够分析具体情境下种间关系的动态变化。
5. 生态系统的能量流动和物质循环：考查生态系统中能量的流动路径，物质的循环过程，以及生态系统的
稳定性和抵抗力。这部分内容可能会结合具体的生态系统实例，考查学生的应用和分析能力。
6.生态系统服务功能：理解生态系统对人类的直接或间接利益，如净化水质、保持土壤肥力、调节气候等。
这部分内容可能会通过实际案例来考查学生的认识和应用能力。
7. 人类活动对生态系统的影响：分析人口增长、资源开发、环境污染等因素对生态系统的影响，以及如何
实现可持续发展。这部分内容可能会通过数据图表或情境分析题的形式出现，考查学生的综合分析能力。
8. 实验设计和数据分析：能够设计实验来研究种群、群落和生态系统的相关问题，并能够正确分析实验数
据，得出科学结论。这部分内容可能会通过实验设计题来考查学生的科学研究能力。
9. 生态环境的保护措施：了解保护生物多样性和生态系统稳定性的措施，如建立自然保护区、生态恢复等。
这部分内容可能会通过政策分析或案例讨论的形式来考查学生的理解和应用能力。
1．全球气候变暖对生物捕食会产生影响，研究人员利用人工温室模拟地球气候变暖，以大、小两种蜘蛛
作为研究对象，发现捕食者的捕食发生了相关变化。
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(1)蜘蛛是一种肉食性节肢动物，它与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成 ，成为生态系
统行使主要功能的途径。
(2)实验在两个温室中进行，其中一个温度适宜且恒定，另一个温度较高以模拟气候变暖，每个温室中有大、
小两个不同物种的蜘蛛及其猎物。其中，大型昆虫多为肉食性，小型昆虫多取食禾本科植物，中型昆虫多
为杂食性。研究人员统计了不同年份相关数据，结果如图1 及图2.
①据图1 可知，变暖导致大、小蜘蛛所结蛛网网孔尺寸的变化分别为 。
②结合图2 结果，推测高温环境下， ，因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化，以获得足够的猎物。
③蛛网网孔越大，结网吐丝量越低。小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所发生的变化，与高温下温室内生
物群落的多种因素有关。综合上述信息，结合猎物的变化，对此进行合理解释：环境温度变暖，禾本科植
物占优势， ，减少结网捕食的能量代价，利于生存；另一方面，中型昆虫营养丰富，口感更佳，
也获得了小蜘蛛的偏爱。
(3)据文中信息，推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有 （选填选项前的字母）。
a、植食性昆虫数量改变
b、大型昆虫具生存优势
c、昆虫等节肢动物种类、数量及分布均不变化
d、捕食者食物的种类及比例发生变化
e、大、小蜘蛛的生态位重叠加剧
【答案】(1)食物链
(2) 变小、变大 大蜘蛛的猎物变少 小型昆虫增多
(3)ade
【分析】生物之间的关系分种间关系和种内关系两种：种间关系又分互利共生（如藻类和真菌共同生活在
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一起形成地衣，二者密不可分）、原始合作（如海葵和寄居蟹在一起，互惠互利）、种间竞争（如水稻与
稗草）、捕食（如狼吃羊）和寄生（如蛔虫寄生在人体内）等；种内关系又分种内互助（如蜜蜂之间的合
作）和种内斗争（如狼群争抢猎物）等。
【详解】（1）蜘蛛与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成食物链，成为生态系统行使主要功
能的途径。
（2）①与恒温组比较，变暖导致大蜘蛛所结蛛网网孔尺寸变小，变暖导致小蜘蛛所结蛛网网孔尺寸变大。
②结合图2 结果，推测高温环境下，大蜘蛛的猎物变少，因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化，以获得
足够的猎物。
③环境温度变暖，禾本科植物占优势，小型昆虫增多，减少结网捕食的能量代价，利于生存；另一方面，
中型昆虫营养丰富，口感更佳，也获得了小蜘蛛的偏爱，小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所增大。
（3）据文中信息，推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有植食性昆虫数量改变、捕食者食物的种类
及比例发生变化、大、小蜘蛛的生态位重叠加剧，故选ade。
2．褐飞虱和白背飞虱是两种为害水稻的稻飞虱，研究者对二者的种间关系进行了一系列的研究。
(1)褐飞虱和白背飞虱都是通过吸食水稻汁液和在稻株上产卵等方式为害水稻，二者之间存在 关系。
(2)水稻自身可释放挥发物，会影响褐飞虱和白背飞虱的行为。研究者使用下图所示的“H”型嗅觉仪进行实
验。
注：“H”型透明封闭装置中，A 区放置稻飞虱，B 和C 区放置不同的水稻苗或土壤
①实验中水稻挥发物作为 物质发挥作用。
②在“H”型装置的B 和C 区放置不同的水稻苗或土壤，A 区放置稻飞虱，一段时间后统计两侧的稻飞虱数
量，为避免稻飞虱迁飞的影响，可通过 法进行计数。
(3)实验方案及结果如下表。
组别
第一组
第二组
第三组
第四组
A 区稻飞虱种类
褐飞虱
白背飞虱
褐飞虱
白背飞虱
B、C 区材料
土
壤
健康苗
土壤
健康苗
白背飞
健康苗
褐飞虱
健康苗
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虱
为害苗
为害苗
B、C 侧稻飞
虱数量
少
多
少
多
多
少
多
少
注：为害苗是被褐飞虱或白背飞虱吸食过汁液的水稻
①应增设实验组，其设计方案为 （可用文字或表格表示），结果为B、C 两侧稻飞虱数量无显著差
异，排除“为害苗对两种稻飞虱的影响无物种差异”的推测。
②实验结果说明，褐飞虱和白背飞虱的种间关系为 。
(4)进一步研究发现，随着水稻为害程度的增加，稻飞虱会因水稻产生的挥发物改变而避开为害较重的水稻
苗，这是稻飞虱与水稻长期 的结果。
【答案】(1)（种间）竞争
(2) （化学）信息 拍照计数（或减少样本量，肉眼观察计数，多次重复）
(3) 第五组A 区放褐飞虱，B、C 区分别放置褐飞虱为害苗和健康苗，第六组A 区放白背飞虱，B、C
区分别放置白背飞虱为害苗和健康苗 原始合作
(4)协同进化
【分析】种间关系：
①捕食：一种生物以另外一种为食的现象；
②寄生：一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象；
③竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象；
④原始合作：两种生物共同生活在一起时，双方都彼此受益，但分开后，各自也能独立生活；
⑤互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
【详解】（1）依题意，“褐飞虱和白背飞虱都是通过吸食水稻汁液和在稻株上产卵等方式为害水稻”，
可知二者争夺食物和空间，因此，二者之间存在竞争关系。
（2）①依题意，水稻自身释放挥发物，影响褐飞虱和白背飞虱的行为，由此可知，该物质是信息分子，
通过传递信息发挥作用。
②依题意，“H”型装置为透明装置，可透过装置观察或计数内部稻飞虱。为避免稻飞虱迁飞的影响，可通
过拍照方法计数（或减少样本量，肉眼观察计数，多次重复）。
（3）①实验的目的是探究水稻自身释放的挥发物，影响褐飞虱和白背飞虱的行为，故实验自变量为稻飞
虱种类及B、C 两侧所加水稻苗或土壤。根据实验的自变量，还应增设两个实验组：第五组A 区放褐飞虱，
B、C 区分别放置褐飞虱为害苗和健康苗，第六组A 区放白背飞虱，B、C 区分别放置白背飞虱为害苗和健
康苗。
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②据表分析，第一、二组实验中稻飞虱都可依赖健康水稻生活；第三组实验中白背飞虱为害苗会吸引褐飞
虱，第四组实验中褐飞虱为害苗人去吸引白背飞虱。由此可知，褐飞虱和白背飞虱的种间关系为原始合作。
（4）依题意，随着水稻为害程度的增加，稻飞虱会因水稻产生的挥发物改变而避开为害较重的水稻苗，
可知这是稻飞虱与水稻长期协同进化的结果。
3．为防止食草动物啃食，非洲稀树草原上生活的哨刺金合欢树除了长满锐利的长刺外，还长着一种特殊
的刺（图1），刺的下面膨大中空，能给蚂蚁提供巢穴。同时树叶基部有蜜腺，当受到食草动物攻击时会
分泌蜜汁吸引蚂蚁巡逻，蚂蚁的叮咬可以逼退食草动物。
(1)哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的 ，食草动物促进了稀树草原生态系统的 。该生态系
统长期维持相对稳定状态，是因其具有一定的 能力。
(2)稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn 和Tp 争相占领哨刺金合欢树，通常一棵树上只存在一种蚂蚁。研
究人员调查了不同高度的金合欢树被三种蚂蚁占领的比例（图2），据图可知三种蚂蚁中 的竞争能
力最强，约占据了一半的哨刺金合欢树。
(3)进一步的研究发现Cn 和Tp 具有不同的生存策略。下表统计了被三种不同蚂蚁占据的哨刺金合欢树的相
关特征。
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指
数
40%
30%
43%
①据表推测，Tp 通过 ，使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力：而Cn 则通过啃食芽对哨刺金合欢
树进行“剪枝”，去除金合欢树的 ，减少与其他树的联系，避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是 。
(4)有研究表明，当蜜汁减少时，Cm 会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”，这种蚧壳虫不仅对植物生
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长不利同时还传播疾病。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免食草动物的采食，十年后发现这些受
保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因，并阐述该结果对你的启示
。
【答案】(1) 生产者 物质循环和能量流动 自我调节
(2)Cm
(3) 大量啃食蜜腺 顶端优势 侵占蚂蚁种类不同导致哨刺金合欢树生长高度差异。
(4)原因：栅栏围起导致食草动物刺激减少，哨刺金合欢树减少蜜汁分泌，Cm 缺少食物，而扩大饲养蚧壳
虫，影响植物生长，传播病害，导致金合欢树死亡
启示：生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义；自然生态系统存在一定的自我调节能力（稳定
性），尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。（1 分，答出一点给分，合理即可）
【分析】生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。生态系统具有稳定性
的原因是具有一定的自我调节能力。
【详解】（1）哨刺金合欢树是生态系统组成成分中的生产者，食草动物促进了稀树草原生态系统的物质
循环和能量流动。该生态系统长期维持相对稳定状态，是因其具有一定的自我调节能力。
（2）稀树草原上常见的三种蚂蚁Cm、Cn 和Tp 争相占领哨刺金合欢树，通常一棵树上只存在一种蚂蚁。
研究人员调查了不同高度的金合欢树被三种蚂蚁占领的比例（图2），据图可知三种蚂蚁中Cm 占领比例
最高，所以Cm 的竞争能力最强，约占据了一半的哨刺金合欢树。
（3）①据表推测，Tp 蜜腺啃食率最大，Tp 通过大量啃食蜜腺，使这棵合欢树失去对其它蚂蚁的吸引力：
而Cn 芽啃食率最大，则Cn 通过啃食芽对哨刺金合欢树进行“剪枝”，去除金合欢树的顶端优势，减少与
其他树的联系，避免邻近树上蚂蚁的“入侵”。
②基于此研究得出“侵占蚂蚁的种类”与“哨刺金合欢树高度”的因果关系是侵占蚂蚁种类不同导致哨刺
金合欢树生长高度差异。
（4）有研究表明，当蜜汁减少时，Cm 会饲养一种能分泌蜜汁的蚧壳虫“解馋”，这种蚧壳虫不仅对植物
生长不利同时还传播疾病。生物学家曾用栅栏围起哨刺金合欢树以避免食草动物的采食，十年后发现这些
受保护的哨刺金合欢树日渐枯萎、死亡。推测围栏造成哨刺金合欢树死亡的原因是：栅栏围起导致食草动
物刺激减少，哨刺金合欢树减少蜜汁分泌，Cm 缺少食物，而扩大饲养蚧壳虫，影响植物生长，传播病害，
导致金合欢树死亡，该结果给我们的的启示是：生物多样性对生态系统的稳定性具有重要的意义；自然生
态系统存在一定的自我调节能力（稳定性），尽量减少人类活动对生态系统稳定性的干扰。
4．水稻矮缩病毒（RDV）可借助叶蝉侵染水稻。研究者对三种生物的互作关系进行了研究。
(1)RDV 与水稻种间关系是 ；叶蝉通过取食水稻获得水稻同化的 ，在生态系统营养结构中处于
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。
(2)利用携带RDV 的叶蝉（带毒叶蝉）取食水稻后移除叶蝉，获得带毒水稻作为实验组；用 取食水稻
后移除叶蝉，获得对照组水稻。将15 头饥饿处理的叶蝉接入图1 装置两株水稻的中心点，统计水稻上的叶
蝉数量，结果如图2。
图2 体现出不带毒、带毒叶蝉对水稻的取食偏好分别是 。
(3)研究发现，RDV 感染使水稻释放两种挥发性物质E 和H。将叶蝉置于图3a 所示的四臂嗅觉仪的中心，
其中一臂连接气味源，统计一段时间内叶蝉在四个区域停留的时间，如图3b、c。
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①据图3b、c 分析E、H 对叶蝉的作用 。
②现有无法合成E 的突变体甲，无法合成H 的突变体乙。利用图1 装置设计实验验证“RDV 通过诱导水稻
产生挥发性物质影响叶蝉的取食偏好”。
组
别
左侧水稻
右侧水稻
不带毒叶蝉的实验结果
带毒叶蝉的实验结果
1
野生型
突变体甲
a
a
2
带毒野生型
带毒突变体甲
3
野生型
突变体乙
a
a
4
带毒野生型
带毒突变体乙
请依据图3 结果，预期本实验结果 （选择字母填于表内）。
a．左侧水稻上的叶蝉数量与右侧水稻的基本相同
b．左侧水稻上的叶蝉数量多于右侧水稻
c．左侧水稻上的叶蝉数量少于右侧水稻
(4)进一步研究发现，病毒会影响叶蝉嗅觉相关基因的表达。RDV 对水稻和叶蝉的影响有利于RDV 在水稻
间 和繁殖，这是 的结果。
【答案】(1) 寄生 物质和能量 第二营养级
(2) （相同数量的）不带毒叶蝉 （不带毒叶蝉偏好取食）带毒水稻；（带毒叶蝉偏好取食）不带
毒水稻
(3) E 只吸引不带毒叶蝉，H 只对带毒叶蝉有趋避作用
组
别
左侧水稻
右侧水稻
不带毒叶蝉的实验结果
带毒叶蝉的实验结果
1
野生型
突变体甲
a
a
2
带毒野生型
带毒突变体甲
b
a
13
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3
野生型
突变体乙
a
a
4
带毒野生型
带毒突变体乙
a
c
(4) 传播 进化（自然选择）
【分析】群落的种间关系中有捕食、种间竞争、寄生和互利共生等，寄生，即两种生物在一起生活，一方
受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所，这种生物的关系称为寄生。
【详解】（1）RDV 寄生在水稻的活细胞中才能生长繁殖，故RDV 与水稻种间关系是寄生；叶蝉通过取食
水稻获得水稻同化的物质和能量，属于初级消费者，在生态系统营养结构中处于第二营养级。
（2）分析题意可知，该实验的自变量是叶蝉是否带毒，故应用（相同数量的）不带毒叶蝉取食水稻后移
除叶蝉，获得对照组水稻。分析图2，实验组中含有不带毒叶蝉的数量多于对照组，实验组中含有带毒叶
蝉的数量少于对照组，由此可知，图2 体现出不带毒、带毒叶蝉对水稻的取食偏好分别是（不带毒叶蝉偏
好取食）带毒水稻、（带毒叶蝉偏好取食）不带毒水稻。
（3）①分析图3，不带毒叶蝉在靠近物质E 区域聚集，带毒叶蝉在远离物质H 区域聚集，由此可知，E、
H 对叶蝉的作用：E 只吸引不带毒叶蝉，H 只对带毒叶蝉有趋避作用。
②组别2 带毒野生型可以合成物质E 和物质H，突变体甲无法合成E，左侧水稻为带毒野生型会吸引不带
毒叶蝉，右侧水稻不会吸引不带毒叶蝉，故不带毒叶蝉的实验结果为b 左侧水稻上的叶蝉数量多于右侧水
稻；左侧水稻和右侧水稻都会对带毒叶蝉有趋避作用，故带毒叶蝉的实验结果为a 左侧水稻上的叶蝉数量
与右侧水稻的基本相同。组别4 带毒野生型可以合成物质E 和物质H，突变体乙无法合成H，左侧水稻和
右侧水稻都会吸引不带毒叶蝉，故不带毒叶蝉的实验结果为a 左侧水稻上的叶蝉数量与右侧水稻的基本相
同；左侧水稻对带毒叶蝉有趋避作用，右侧水稻对带毒叶蝉没有趋避作用，故带毒叶蝉的实验结果为c 左
侧水稻上的叶蝉数量少于右侧水稻。具体如表：
组
别
左侧水稻
右侧水稻
不带毒叶蝉的实验结果
带毒叶蝉的实验结果
1
野生型
突变体甲
a
a
2
带毒野生型
带毒突变体甲
b
a
3
野生型
突变体乙
a
a
4
带毒野生型
带毒突变体乙
a
c
（4）进一步研究发现，病毒会影响叶蝉嗅觉相关基因的表达。RDV 对水稻和叶蝉的影响有利于RDV 在水
14
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稻间传播和繁殖，这是进化（自然选择）的结果。
5．为研究竹子在水华治理中的作用，科研人员进行相关实验。
(1)水华是由于淡水生态系统中N、P 含量过剩，超出了生态系统 能力，蓝细菌大量繁殖，导致生态系统
功能衰退。
(2)蓝细菌在胁迫状态下代谢紊乱会产生更多的H2O2，H2O2积累会伤害细胞。研究者向培养基中加入不同
浓度的竹液（将竹子制成粉末，用无菌水配置），培养单细胞蓝细菌和硅藻，统计种群密度，计算种群增
长率，结果如图1；进一步测定单独培养时蓝细菌胞内H2O2酶活性，结果如图2。
①由图1 可知，在高浓度竹液条件下，硅藻对蓝细菌的增殖起抑制作用，判断的依据是 。
②图1 显示单独培养时低浓度竹液对蓝细菌种群增长率无显著影响，高浓度竹液使其降低，据图2 结果解
释原因 。
(3)蓝细菌常集群分布于水系表层，硅藻一般存在于蓝细菌之下的水层，且集群分布的硅藻易迁移。在插入
竹签（富含硅）的培养液中共培养蓝细菌群和硅藻细胞，检测硅藻细胞的分布如图3，蓝细菌群的生存状
态如图4。
综合上述系列实验，推测竹子在治理水华中的多重作用： 。
【答案】(1) 自我调节 物质循环、能量流动和信息传递
(2) 与竹液浓度为0g/L 和1g/L 时相比，当竹液浓度为5g/L 时，与单独培养相比，共同培养时蓝细菌
的种群增长率低 低浓度竹液处理，蓝细菌中H2O2 酶活性升高，分解过量的H2O2，蓝细菌增殖不受
影响；高浓度竹液处理，H2O2 酶活性降低，H2O2 毒害作用无法消除，蓝细菌增殖被抑制
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(3)竹子产生的化学物质促进硅藻增殖，硅藻与蓝藻竞争加剧，蓝藻增殖被抑制；竹子促进硅藻集群分布，
并迁移到蓝细菌水层，加速蓝细菌的裂解，使其黄化、沉降，导致蓝细菌种群密度下降，水华得到治理；
竹子产生的化学物质直接抑制蓝细菌增殖
【分析】由图1 可知，较竹液浓度为0g/L、和1g/L，当竹液浓度为5g/L 时，与单独培养相比，共同培养时
蓝细菌的种群增长率低。
由图2 可知，低浓度竹液处理，蓝细菌中H2O2 酶活性升高；高浓度竹液处理，H2O2 酶活性降低。
由图3 可知，集群硅藻进行迁移，说明竹子产生的化学物质促进硅藻增殖。
由图4 可知，竹签组黄化、沉降的蓝细菌较多，说明竹子产生的化学物质直接抑制蓝细菌增殖。
【详解】（1）生态系统具有一定的自我调节能力，水华是由于淡水生态系统中N、P 含量过剩，超出了生
态系统自我调节能力，导致蓝细菌大量繁殖，导致其他生物大量死亡，进一步导致生态系统的物质循环、
能量流动和信息传递等功能衰退。
（2）①据图1 可知，较竹液浓度为0g/L、和1g/L，当竹液浓度为5g/L 时，与单独培养相比，共同培养时
蓝细菌的种群增长率低。
②由题意可知，竹液胁迫下蓝细菌产生更多H2O2，H2O2 积累会伤害细胞，由图2 可知，低浓度竹液处理，
蓝细菌中H2O2 酶活性升高，分解过量的H2O2，蓝细菌增殖不受影响；高浓度竹液处理，H2O2 酶活性降
低，H2O2 毒害作用无法消除，蓝细菌增殖被抑制。
（3）由图3 可知，集群硅藻进行迁移，说明竹子产生的化学物质促进硅藻增殖，硅藻与蓝藻竞争加剧，蓝
藻增殖被抑制，竹子促进硅藻集群分布，并迁移到蓝细菌水层，加速蓝细菌的裂解，使其黄化、沉降，导
致蓝细菌种群密度下降，水华得到治理；由图4 可知，竹签组黄化、沉降的蓝细菌较多，说明竹子产生的
化学物质直接抑制蓝细菌增殖。
6．人工孵化饲养幼鱼释放到自然水域是恢复渔业资源的有效措施。但是简单的人工饲养环境导致幼鱼没
有足够的野外生存能力。
(1)影响鱼类种群数量特征的因素是 。
(2)科研人员利用黑鲉（沿海经济鱼种）探究环境丰富对幼鱼生长的影响。环境丰富包括栖息地丰富（人工
设置海草、礁石等复杂环境）和社交丰富（加入竞争鱼种）。将幼鱼进行适应性培养后，选择 的
幼鱼在环境丰富不同的条件下人工投喂饵料饲养。7 周后测量生长指标，结果如图1.
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①结果说明 。
②研究者进一步评估幼鱼生长相关因子的变化，结果如图2.
根据图中生长相关因子的变化趋势推测黑鲉的体重应该增加，这与①中实验结果相反，请从物质与能量、
进化与适应的角度解释 。
(3)T 型迷宫可用于评估动物认知能力。研究者每天对以上四组黑鲉进行了T 型迷宫测试，并记录幼鱼到达
终点（有食物的人工栖息地）的时间，连续测试7 天，结果如图3.
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①测试结果表明，环境丰富下饲养的幼鱼认知能力和学习能力都显著增强，依据是 。
②研究者进一步评估幼鱼的认知相关因子的变化，发现环境丰富下饲养的幼鱼的脑源性神经营养因子和神
经生长因子均增加，从分子与细胞水平解释幼鱼各项能力均增强的原因 。
【答案】(1)生物因素、非生物因素
(2) 形态和生理状况一致 环境丰富会抑制幼鱼生长 环境丰富下饲养使幼鱼取食难度增加，
获得的物质和能量较少，消耗能量增加，因此体重增加缓慢；幼鱼的促生长因子增多，抑生长因子减少，
能更好的适应复杂环境。
(3) 环境丰富下饲养的幼鱼到达终点的时间比简单环境下饲养的幼鱼短：并随测试天数的增加，
S+H+组所需时间减少最多。 认知相关因子的增多会促进神经细胞生长以及新的突触的连接，利于幼
鱼的学习和记忆，从而增强认知和学习能力。
【分析】大脑皮层言语区中，W 区为书写中枢，V 区为视觉性语言中枢，S 区为运动性语言中枢，H 区为
听觉性语言中枢。语言、学习、记忆和思维都属于脑的高级功能，学习是神经系统不断地接受刺激，获得
新的行为、习惯和积累经验的过程，记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程，短期记忆与神经元的活动
及神经元之间的联系有关，长期记忆与新突触的建立有关。
【详解】（1）影响鱼类种群数量特征的因素包括生物因素、非生物因素，其中前者的影响与种群密度有
关。
（2）①将幼鱼进行适应性培养后，选择形态和生理状况一致（保证无关变量相同且适宜）的幼鱼在环境
丰富不同的条件下人工投喂饵料饲养。7 周后测量生长指标，结果如图1，图中数据显示环境丰富条件下鱼
的生长速率和体重增加值反而较小，因而说明环境丰富会抑制幼鱼生长。
②研究者进一步评估幼鱼生长相关因子的变化，结果如图2，根据图中生长相关因子的变化趋势推测黑鲉
的体重应该增加，这与①中实验结果相反，其原因可能是环境丰富下饲养使幼鱼取食难度增加，获得的物
质和能量较少，消耗能量增加，因此体重增加缓慢；幼鱼的促生长因子增多，抑生长因子减少，能更好的
适应复杂环境，即环境丰富条件下有利于提高幼鱼的适应能力。
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（3）①测试结果表明，环境丰富下饲养的幼鱼到达终点的时间比简单环境下饲养的幼鱼短，并随测试天
数的增加，S+H+组所需时间减少最多，因而可说明环境丰富下饲养的幼鱼认知能力和学习能力都显著增。
②研究者进一步评估幼鱼的认知相关因子的变化，发现环境丰富下饲养的幼鱼的脑源性神经营养因子和神
经生长因子均增加，据此可推测，认知相关因子的增多会促进神经细胞生长以及新的突触的连接，利于幼
鱼的学习和记忆，从而增强认知和学习能力，本实验结果说明对于幼小个体增加多样的环境刺激有利于学
习能力的提高。
7．大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中，对植物生产力和生态系
统碳循环等造成不良影响。为在植物多样性降低和大气氮沉降背景下，对草地生态系统进行科学管理，科
研人员进行了相关研究。
(1)碳循环是指碳元素不断在 之间反复循环的过程。碳循环失衡会导致温室效应加剧，全球变暖，
南极冰盖融化等，同时还会加速土壤中 对有机碳的分解，释放温室气体，进一步加剧温室效应，
此调节机制为 反馈调节。
(2)土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库，其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。研究者通过模
拟实验对某草地生态系统开展相关研究。
①据图1 分析，该实验的目的是探究低植物多样性条件下， 。
②地下植物碳库是土壤有机碳库的主要来源。研究者进一步对植被地下生物量进行测定结果如图2。适度
放牧可以缓解氮添加导致的土壤有机碳含量降低的可能原因是 。
(3)科研人员对高植物多样性群落也进行了相关研究，结果如图3。结合图1、图3 进行分析，提出保护土
壤有机碳库的两条措施。
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【答案】(1) 非生物（无机）环境和生物群落 微生物/分解者 正
(2) 氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响 草食动物的啃食使植物增加对地下
部分光合产物的投入，地下生物量增加；草食动物的粪便及啃食的植物碎屑使土壤有机碳含量增加
(3)保护并提高植物（物种）多样性；采取措施减少大气氮沉降（减少化石燃料燃烧）；适度放牧
【分析】物质循环（生物地球化学循环）概念：组成生物体的 C 、H、O、N 、P 、S 等元素，都在不断
地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程。
【详解】（1）碳循环存在形式：C 元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以
CO2 、碳酸盐和碳单质的形式存在，循环形式：碳在无机环境和生物群落之间的循环以CO2 的形式进行；
在生物群落内部以有机物的形式传递；温室效应加剧导致全球变暖会加速土壤中微生物对有机碳的分解，
释放温室气体，进一步加剧温室效应，符合正反馈调节。
（2）据图1 分析可知，自变量为氮添加和适度放牧，因变量为土壤有机碳含量，因此该实验目的是探究低
植物多样性条件下，氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响；分析图2 可知适度放牧可
以缓解氮添加导致的土壤有机碳含量降低的可能原因是草食动物的啃食使植物增加对地下部分光合产物的
投入，地下生物量增加；草食动物的粪便及啃食的植物碎屑使土壤有机碳含量增加。
（3）结合图1 低多样性、图3 高多样性进行分析，提出保护土壤有机碳库的措施保护并提高植物（物种）
多样性；采取措施减少大气氮沉降（减少化石燃料燃烧）；适度放牧。
8．间作是指在同一田地上于同一生育期内， 分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。为研究旱作
水稻与西瓜间作对西瓜枯萎病的影响， 研究者进行了系列实验。
(1)西瓜枯萎病由尖孢镰刀菌引起， 尖孢镰刀菌的菌丝可进入西瓜叶片组织， 造成叶片枯萎， 大量减产。
从种间关系角度分析， 二者的关系为 。
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(2)研究者将相邻种植的旱作水稻和西瓜之间的土壤分三组进行处理， 相关处理及实验结果如图1 不分隔
与塑料膜分隔分别模拟了 。据图1 可知， 与其他两组相比， 尼龙网组发病率 。
(3)为研究相关机制， 研究者进行了下列实验。
①用图2 所示装置种植水稻和西瓜。L 侧水稻幼苗地上部分单独密闭在充有
14CO2气体的容器中，装置底
部土层整体密封防止
14CO2泄露。一段时间后， S 侧西瓜叶片中检测出放射性。根据上述实验推测水稻根
部可 ， 通过土壤扩散至西瓜， 进入西瓜体内发挥作用。
②为验证上述推测， 将水稻根浸泡在无菌蒸馏水中一段时间后， 提取溶液中的物质， 鉴定后分别将其
中的主要成分施加于接种了尖孢镰刀菌的培养基中， 结果如下表。
施加浓度（mg·L-1）
尖孢镰刀菌菌落直径（mm）
香豆酸
阿魏酸
21
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0
65.03
65.03
0.25
63.57
65.88
0.5
61.39
67.65
据表中信息， 分析尼龙网组与塑料膜组发病率产生差异的原因是 。
③推测尼龙网组与不分隔组发病率差异的原因为 。
(4)研究发现间作土壤中加入丛枝菌根真菌（AMF） 可提高西瓜枯萎病抗性。AMF 可与多种植物共生，
通过菌丝桥可将植物的根连接起来。利用上述装置探究 AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制， 实验组在L
侧接种 AMF 菌液， 对照组 。检测S 侧西瓜叶片中的放射性， 结果如图3.据图3 推测 AMF
提高西瓜枯萎病抗性的机制为 。
【答案】(1)寄生
(2) 间作与单独种植 15～21 天高于不分隔组且低于塑料膜组，21 天后与塑料膜组相等且高于不
分隔组
(3) 释放物质 水稻根系释放的香豆酸可抑制尖刀镰孢菌的增殖 尼龙网组的L 侧与S 侧根系
无直接接触
(4) 在L 侧接种等量灭菌后的AMF 培养液 AMF 可通过菌丝桥将水稻与西瓜的根连接起来，将水
稻根释放的物质运输至西瓜叶片
【分析】间作是指在同一田地上于同一生育期内，分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。
【详解】（1）根据题意信息可知，尖孢镰刀菌的菌丝可进入西瓜叶片组织，导致叶片枯萎所以尖孢镰刀
菌和西瓜的关系为寄生。
（2）间作是指在同一田地上于同一生育期内，分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。根据题意
可知，不分隔可以模拟旱作水稻和西瓜之间间作，塑料膜分隔可以模拟旱作水稻和西瓜进行单独种植。分
析图1 可知，尼龙网组发病率在15～21 天高于不分隔组，且低于塑料膜组，但是到21 天后与塑料膜组相
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等且高于不分隔组。
（3）根据图示装置可知，L 侧水稻幼苗地上部分单独密闭在充有14CO2 气体的容器中，装置底部土层整
体密封防止14CO2 泄露。如果在 S 侧西瓜叶片中检测出放射性，说明水稻可以通过根部释放物质，通过
土壤扩散进入西瓜中，使得西瓜叶片具有放射性。根据表格信息可知，随着香豆酸施加浓度的增加，尖孢
镰刀菌菌落直径逐渐减小，而随着阿魏酸施加浓度的增加，尖孢镰刀菌菌落直径逐渐增加。由此推测，尼
龙网组与塑料膜组发病率产生差异的原因是水稻根系释放的香豆酸可抑制尖刀镰孢菌的增殖，而水稻根系
释放的香豆酸可以通过尼龙布，不能通过塑料膜。尼龙网组L 侧与S 侧根系无直接接触，不分隔组的根系
可直接接触，所以两组的发病率存在差异。
（4）根据题意可知，间作土壤中加入丛枝菌根真菌（AMF）可提高西瓜枯萎病抗性。所以在进行探究
AMF 提高西瓜枯萎病抗性的机制时，实验组在L 侧接种 AMF 菌液，对照组则需要在L 侧接种等量灭菌
后的AMF 培养液。检测S 侧西瓜叶片中的放射性，根据图示信息可知，与对照组相比，实验组的放射性
强度更高，根据题意可知，AMF 可与多种植物共生，通过菌丝桥可将植物的根连接起来，由此推测AMF
可以通过菌丝桥将水稻与西瓜的根连接起来，将水稻根释放的物质运输至西瓜叶片。
9．人类肠道微生物具有限制病原体在肠道定植的能力，称为定植抵抗力。科研人员开展了相关研究。
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(1)将含有荧光素酶基因的 导入病原菌，获得转基因菌株Al，该菌株产生的荧光素酶可催化底物
发荧光。通过检测荧光强度可以确定 。
(2)将10 种非致病肠道微生物（B1—B10）在适宜条件下进行体外培养。加入Al 共培养2 天，实验结果如
图1，结果表明 。
(3)进一步将不同菌种组合与Al 共培养，实验结果如图2，结果显示 ，说明微生物多样性导致的定
植抵抗依赖B5。
(4)为证明体外研究的结论适用于体内。研究者使无菌小鼠被肠道微生物定植，检测Al 感染1 天后Al 菌的
浓度。结果支持以上结论。但哺乳动物肠道中实现相同的定植抵抗效果需更高的微生物多样性。将实验结
果（106、108、109）填入下表对应位置。
B5
－
＋
＋
－
其他肠道微生物
无
10 种
50 种
10 种
50 种
Al 菌浓度
1010
i
ii
iii
108
(5)Al 和B5 能利用半乳糖醇而其他肠道微生物不能。B5 的突变体b5 失去了该能力。科研人员利用B5、b5
和其他肠道微生物进行实验，结果如图3。除半乳糖醇外，培养基还应含有 营养物质。据图3 实
验结果，下列推测合理的是 。
A．③显著低于①，说明b5 对营养的需求与Al 重叠度高于其他9 种微生物
B．④显著高于③的原因是半乳糖醇对b5 有害
C．⑥显著低于④是因为B5 能利用半乳糖醇
D．生态位重叠度越高，竞争越激烈
(6)结合本研究及所学知识，阐述滥用抗菌药可能带来的风险（两点）。
【答案】(1) 重组质粒（基因表达载体） Al 菌体浓度/数量
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(2)B5 比其他微生物抵抗Al 的能力强，十种微生物共同抵抗Al 的效果最好（定植抵抗力主要取决于微生物
的多样性）
(3)随微生物种类增加，加B5 组Al 浓度明显降低，而不加B5 组Al 浓度变化不显著
(4)108、106、109
(5) 水、其它碳源、氮源、无机盐 ACD
(6)滥用抗菌药会降低肠道微生物的多样性，对病原体的定植抵抗作用下降；对病原菌进行选择，易形成耐
药菌；抗菌药也是药物，可能会对身体产生副作用
【分析】1、目的基因：主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。获得目的基
因的方法：①从基因文库中获取 ②利用PCR 技术扩增 ③人工合成（化学合成）；
2、限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。其能够识别双链DNA 分子的某种特定的核苷
酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。结果是经限
制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。DNA 连接酶连接的是两个核苷酸之
间的磷酸二酯键。在构建基因表达载体时，DNA 连接酶将目的基因和质粒重组；
3、将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术（最有效一种方法）。具体操作程序：目的基因表达
载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的子宫或输卵管内发育
→新性状动物。
【详解】（1）要获得转基因菌株Al，就需要将荧光素酶基因与质粒构建基因表达载体，然后将该基因载
体导入病原菌，就可以得到转基因菌株Al；该菌株产生的荧光素酶可催化底物发荧光。因此通过检测荧光
强度可以确定菌株Al 的数量或浓度；
（2）由图1 可以看出，B5 比其他微生物抵抗Al 的能力强，十种微生物共同抵抗Al 的效果最好（定植抵
抗力主要取决于微生物的多样性）；
（3）由图2 可以看出，随微生物种类增加，加B5 组Al 浓度明显降低，而不加B5 组Al 浓度变化不显著，
说明微生物多样性导致的定植抵抗依赖B5；
（4）由于微生物多样性导致的定植抵抗依赖B5，且定植抵抗力主要取决于微生物的多样性，因此加入B5
后，10 种肠道微生物的Al 菌浓度比50 种肠道微生物的高，而不加B5 时A1 菌的浓度高于加B5 时的情况，
因此ⅰ、ⅱ、ⅲ对应的浓度依次为108、106、109。
（5）A、利用B5、b5 和其他肠道微生物进行实验，结果如图3。除半乳糖醇外，培养基还应含有水、其
它碳源、氮源、无机盐等营养物质；由图3 可知，③显著低于①，说明b5 对营养的需求与Al 重叠度高于
其他9 种微生物，A 正确；
B、④显著高于③的原因是突变体b5 不能利用半乳糖醇，B 错误；
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C、⑥显著低于④是因为B5 能利用半乳糖醇，C 正确；
D、生态位重叠度越高，生物共同资源越相似，竞争越激烈，D 正确。
故选ACD。
（6）滥用抗菌药会降低肠道微生物的多样性，对病原体的定植抵抗作用下降；对病原菌进行选择，易形
成耐药菌；抗菌药也是药物，可能会对身体产生副作用。
10．阿尔卑斯山上不同海拔地带分布着不同的群落，在海拔2200m 处的群落中车前草占据优势。
(1)研究人员发现，随着气候变暖导致阿尔卑斯山海拔2200m 处的群落发生 演替，导致车前草优势可
能消失。
(2)为探究气候变暖条件下群落变化对车前草造成的可能影响，进行如下移植实验，如图1。
①样地内车前草的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其它物种的关系等，称为这个物种的
。研究人员采用样方法调查其种群密度，取样时要遵循 原则。
②实验中，研究人员根据种群指数增长模型：Nt=N0×λt，计算移植到不同海拔的车前草周期增长率（λ）的
变化，实验结果如图2 所示。当气候变暖1．65℃时，低海拔群落生物对车前草种群稳定有一定的积极影
响，推测可能的原因 。根据气候变暖4．85℃时的实验结果，可得出结论 。
③有人认为步骤B 应直接将车前草个体种植到对应海拔，请评价该方案是否可行并说明理由 。
(3)研究人员预估车前草的灭绝时间，发现其灭绝时间滞后于气候变化的速度，这种现象称为“灭绝债务”。
下列关于“灭绝债务”的叙述正确的是_____。
A．初始种群规模较大可能会导致灭绝债务的产生
B．栖息地破碎化和栖息地破坏会减少灭绝债务产生
C．长期的灭绝债务可能有利于栖息地的恢复，以防止物种灭绝
D．多年生灌木可长期在不适宜的气候条件存活，更易产生灭绝债务
E．污染可以通过降低种群生育率或增加死亡率，造成灭绝债务
【答案】(1)次生
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(2) 生态位 随机取样 低海拔群落丰富度较高，带来更多样化传粉者，有利于车前草种子产
生或者有利于种子传播，使车前草种群增长 气候变暖条件下，群落的变化会加剧车前草种群的减
少/衰退/增长的负面影响 不可行，要排除草坪挖掘与移植对实验的干扰
(3)ACDE
【分析】1、初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了
的地方；而次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或
其他繁殖体的地方。
2、样方法是估算种群密度最常用的方法之―，用样方法调查种群密度时，取样的关键是要做到随机取样，
不能掺入主观因素。
【详解】（1）次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种
子或其他繁殖体的地方进行的演替。随着气候变暖导致阿尔卑斯山海拔2200m 处的群落发生次生演替，导
致车前草优势可能消失。
（2）①样地内车前草的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其它物种的关系等，称为这个
物种的生态位。研究人员采用样方法调查其种群密度，取样时要遵循随机取样原则。
②当气候变暖1．65℃时，低海拔群落生物对车前草种群稳定有一定的积极影响，推测可能的原因是低海
拔群落丰富度较高，带来更多样化传粉者，有利于车前草种子产生或者有利于种子传播，使车前草种群增
长。根据气候变暖4．85℃时的实验结果，可得出结论气候变暖条件下，群落的变化会加剧车前草种群的
减少/衰退/增长的负面影响。
③步骤B 直接将车前草个体种植到对应海拔，该方案是不可行，因为要排除草坪挖掘与移植对实验的干扰。
（3）A、初始种群规模较大使其灭绝时间滞后于气候变化的速度，可能会导致灭绝债务的产生，A 正确；
B、栖息地破碎化和栖息地破坏不会减少灭绝债务产生，B 错误；
C、长期的灭绝债务使物质灭绝时间滞后于气候变化的速度，可能有利于栖息地的恢复，以防止物种灭绝，
C 正确；
D、多年生灌木可长期在不适宜的气候条件存活，使其灭绝时间滞后于气候变化的速度，更易产生灭绝债
务，D 正确；
E、污染可以通过降低种群生育率或增加死亡率，造成灭绝债务，E 正确。
故选ACDE。
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