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专题04 生物与环境模块
1.考查趋势:种群和群落常以数学模型、实例、表格信息等形式考查。
2 考查学生已学知识在新情境中的迁移应用,考查学生解决实际问题的能力。核心素养的考查主要是生命
观念和科学思维的考查,引导学生用系统观、整体观认识生态系统。
1、(2023·辽宁·高考真题)迁徙鸟类与地球上不同生态系统、当地生物多样性和人类文化的时空关联,诠
释了“地球生命共同体”的理念。辽东半岛滨海湿地资源丰富,是东亚—澳大利西亚水鸟迁徙通道中鸟类
的重要停歇、觅食地,对保护生物多样性具有全球性的重要意义。回答下列问题:
(1)迁徙鸟类对迁徙途中停歇、觅食地生态系统的结构和功能产生影响,生态系统的基本功能是 、
和 。
(2)每年春季,数量巨大的迁徙水鸟在辽宁滨海湿地停歇、觅食,形成“鸟浪”奇观。此时,该地生物群落
体现出明显的 变化。决定该地生物群落性质最重要的因素是 。
(3)该地区迁徙水鸟还停歇、觅食于由自然滩涂改造形成的水田和养殖塘等人工环境,这说明保护迁徙的候
鸟,并不意味禁止 自然滩涂,适度的人类生产活动会 (填“提高”或“降低”)湿地生态系统
的多样性。
(4)在鸟类迁徙通道的觅食地,影响各种鸟类种群数量变化的关键生物因素是湿地中的 。
(5)为稳定发挥辽宁滨海湿地在鸟类迁徙过程中重要节点的作用,应采取 (答出两点即可)等措施,
对该区域湿地进行全面的保护。
2、(2022·辽宁·高考真题)碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求,增加碳存储是
实现碳中和的重要举措。被海洋捕获的碳称为蓝碳,滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。回答下列问
题:
(1)碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在 和 之间循环
往复的过程。
(2)滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15 倍,主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物
处于 条件,导致土壤有机质分解速率 。
(3)为促进受损湿地的次生演替,提高湿地蓝碳储量,辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程(如图1)。
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该工程应遵循 (答出两点即可)生态学基本原理,根据物种在湿地群落中的 差异,
适时补种适宜的物种,以加快群落演替速度。
(4)测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量,发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2,说
明在 的不同阶段,盐沼湿地植被的碳储量差异很大。
(5)图2 是盐沼湿地中两种主要植物翅碱蓬、芦苇的示意图。据图分析可知,对促进海岸滩涂淤积,增加盐
沼湿地面积贡献度高的植物是 ,原因是 。
3、(2021·辽宁·高考真题)生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵种一般具有较强的适应能
力、繁殖能力和扩散能力,而且在入侵地缺乏天敌,因而生长迅速,导致本地物种衰退甚至消失。回答下
列问题:
(1)入侵种爆发时,种群增长曲线往往呈“J”型从环境因素考虑,其原因有 (至少答出两点)。
入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性 ,群落发生 演替。
(2)三裂叶豚草是辽宁省危害较大的外来入侵植物之一,某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生,可使叶片
出现锈斑,对其生长有抑制作用为了验证该锈菌对三裂叶豚草的专一性寄生,科研人员进行了侵染实验。
方法:在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液,将叶片静置于适宜条件下,观察
和记录发病情况。
实验结果是: 。
(3)为了有效控制三裂叶豚草,科研人员开展了生物控制试验,样地中三裂叶豚草初始播种量一致,部分试
2
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验结果见下表。
组别
三裂叶豚草生物量(kg·m-2)
第1 年
第2 年
第3 年
A:三裂叶豚草
8.07
12.24
12.24
B:三裂叶豚草+锈菌
7.65
6.43
4.77
C:三裂叶豚草+广聚萤叶甲
8.10
12.43
12.78
D:三裂叶豚草+野艾蒿
4.89
4.02
3.12
注:野艾蒿一植物,锈菌一真菌,广聚萤叶甲一昆虫
分析表中数据可知,除锈菌外,可用于控制三裂叶豚草的生物是 ,判断依据是 。
(4)根据研究结果分析,在尚未被三裂叶豚草入侵但入侵风险较高的区域,可以采取的预防措施是
;在已经被三裂叶豚草入侵的区域,为取得更好的治理效果可以采取的治理措施是 。
对于基础性题目,只要能够熟记课本知识即可解题。综合类的题目,如神经调节方面的
考题,一般以反射弧的结构为基础和切入点,因此,应正确识别反射弧的结构,如根据是否
具有神经节进行判断,有神经节的是传入神经;根据脊髓灰质结构判断,与前角(膨大部分)
相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经;根据切断实验法,若切断某一神
经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉
收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。解与血糖调节、体温调节及水盐调节相关
的题时关键是理解参与调节的方式都有两种,即激素调节和神经调节,然后借助相应的激素
调节的原理和神经调节的过程进行解题即可。
以生命活动的调节为背景的实验设计是出题的高频切入点,解这类题时首先要理清实验
的原理,然后需要关注的是实验设计需要遵循的基本原则,最后用生命活动相关的知识进行
解题。这类题主要考查学生是否理解实验原理和是否具备分析实验结果的能力,是否具有灵
活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解题思维模板如下∶
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1.“五谷者,万民之命,国之重宝”, 如今中国人的饭碗要靠自己的力量揭稳!研究人员发现某突变体
水稻的叶绿素含量约为野生型水稻的50%,但在光饱和条件、不同浓度氮肥处理下叶片光合速率均比野生
型高。为探究其作用机制,研究人员对该突变体和野生型水稻分别施不同浓度的氮肥0kg·N·hm-2、
120kg·N·hm-2,240kg·N·hm-2。并标记为0N、120N、240N,实验结果如图。回答下列问题。
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(1)叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2与C5生成C3,其作用的场所是 由图b 可知, 随着氮肥
浓度升高,突变体水稻光合速率 。在温度、pH 等条件均最适的情况下,请结合现代技术手段,
从分子水平上提高水稻细胞中Rubisco 酶活性的办法是
(2)施用氮肥时,据图a 分析突变体水稻叶片的 比野生型大,能从环境中吸收更多CO2;从图b 分
析, 。因此,突变体提高光合速率的机制可能是: N 元素促进光合作用 反应,进而提
高光合速率。若实验条件改为低光照强度,突变体的光合速率可能会 (高于或低于)野生型。
(3)实验过程中施加氮肥,保持根细胞的通气良好,有助于吸收氮肥,而在农业生产中保证水稻根部通气良
好还有生态学意义,是 。
2.高原鼹鼠是一种营地下生活的啮齿动物,挖洞时将挖出的土堆置于地面,土堆会在草甸中形成无植被
覆盖的裸露土丘,土丘上的群落需要6 年左右才能逐步恢复。图1 中CK(对照)、A、B、C、D 表示土丘
密度不同的5 个区域;图2 表示演替到第6 年时各区域的生物量和植物丰富度。回答下列问题:
(1)草甸中所有的植物、动物和细菌、真菌等微生物组成 。若要调查该森林群落土壤中小动物类群
的丰富度,可采用的方法是 。草甸生态系统中,没有两种鼠的生态位是完全重叠的,这有利于
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。
(2)由图可知,5 个区域内的草甸中高原鼹鼠数量越多,恢复后植物丰富度 ,从鼹鼠挖洞行为对植物
生长的角度分析,推测其原因可能是 。
(3)植物在食草动物的摄食作用下,细胞分化形成的强化针、刺等物理防卫结构保留下来,细胞分化形成防
卫结构的根本原因是 。
(4)生态系统被破坏后的修复需要生物措施与工程措施相结合,以生物措施为主,逐步恢复生态环境功能。
选择适宜的植物进行种植,主要体现了生态工程中的 原理。
3.河流不仅是生物多样性丰富的区域,还是生态系统中连通山、水、林、田、湖的重要纽带,对维持流
域生态安全具有重要意义。回答下列问题:
(1)当过多的N、P 等元素从陆地生态系统进入河流水体后会导致水体 ,出现水华现象。
(2)河流生态系统中的植物、动物组成了复杂的食物网,能量在营养级之间流动过程中逐级 ;
在物质循环和能量流动的过程中,物质与能量的关系表现为 。
(3)河岸带是陆地生态系统和水域生态系统的生态过渡区。
①随着降雨量的季节性变化,河岸带植被体现出明显的季节性特征,群落的 会发生相应变化。
②河岸带生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面,还体现在能促进生态系统中
、 等方面。
③生态修复工程是重新恢复生态功能的技术。下图是河岸修复常见的两种模式,根据河岸生态特点和其生
态功能,应选择模式 ,其理由是 。
4.瑞香狼毒是一种主根粗长、根系发达的多年生草本植物,曾一直被视为草原退化的标志,但近年来有
研究发现其在退化草原生态系统的恢复过程中具有积极作用。某研究团队就瑞香狼毒对松嫩草原生态系统
羊草等植物的影响展开了一系列研究。回答下列问题:
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(1)在松嫩草原,羊草通常占有显著优势,调查羊草种群密度选择的方法是 。过度放牧导致草原退化,
羊草种群的优势地位逐渐被瑞香狼毒取代,此过程发生了群落的 演替。
(2)有些植物可以释放“化感物质”对邻近植物产生影响。为研究瑞香狼毒“化感物质”对羊草生长的影响,
该研究团队在松嫩草原野外天然种群中选取大小均一的羊草幼苗, 移栽到若干装有等量取样地土壤的花
盆中,适宜条件下培养15 天后进行相关处理,部分实验结果如下:
组别
羊草分株数
羊草根冠比
水分充
足
干旱胁迫
水分充
足
干旱胁迫
对照组
11
6
1.1
1.4
瑞香狼毒根系水浸液组
17
8
0.6
0.8
注:羊草根冠比指植物地下鲜重与地上鲜重的比值
根据实验结果分析:
①实验对照组添加的是 。
②施加瑞香狼毒根系水浸液后,瑞香狼毒“化感物质” (“促进”或“抑制”)羊草的分株。与水分
充足时相比,干旱胁迫下瑞香狼毒“化感物质”对羊草分株能力的影响是 。羊草的生长更倾向于
(“地上部分”或“地下部分”)。
③瑞香狼毒“化感物质”属于生态系统的 信息, 其能对羊草发挥相应作用,说明羊草根系细胞有能
接受该信息的 。
(3)有研究报道,瑞香狼毒“化感物质”对食草动物有致毒作用。该研究团队经野外实验发现,在退化草原
群落中,随着瑞香狼毒密度的增加,其周围植物多样性指数升高,从种间关系角度推测可能的原因是:
。
5.镉(Cd)造成的水体污染已成为世界各国共同关注的环境问题。科研人员为筛选适合华北某地区Cd 污
染修复的水生植物,用不同浓度Cd 溶液处理本地沉水植物和浮水植物,并检测不同浓度Cd 溶液下两类植
物的生长量和单位干重Cd 的含量,结果如下图1 所示。
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回答下列问题:
(1)治理污染优先选择本地物种;这主要遵循了生态工程建设的 原理。由图1 可知,水体Cd 浓度
较大时,应选 植物用于修复水体,依据是 。
(2)为了进一步筛选,研究人员从Cd 污染水体中取底泥,分别栽培苦藻、灯笼藻和眼子菜,并测定不同部
位的富集系数(代表富集能力)和迁移系数(指由地下部分向地上部分的迁移能力),结果如图2 所示。
根据研究结果,若要采用及时收割地上部分并无害化处理以达到修复目的,则应选择 作为最佳植
物,主要原因是 。
(3)除了植物修复技术外,目前还有通过微生物对含Cd 水体进行修复的相关技术,你认为植物修复具有的
显著优势是 。经历一段时间的修复,Cd 污染物含量显著下降至符合国家标准后,该地被
打造成湿地公园,既可休闲娱乐又能优化环境,这体现了生物多样性的 价值。
(4)以沉水植物为食的动物称为初级消费者,下表是初级消费者能量流动情况:
项目
摄入量J/(hm2·a)
粪便量J/(hm2·a)
呼吸量J/(hm2·a)
初级消费者
1.06×109
3×108
7.1×108
次级消费者
3.9×107
1.9×106
2.18×107
据表可知初级消费者同化的能量中不经次级消费者的任何作用而直接流向分解者的能量最多为 。
6.由于过度砍伐和不合理的土地利用,导致我国西南山区亚热带常绿阔叶林大规模减少,形成了不同退
化程度的群落类型。现阶段本区域的自然群落动态主要表现为群落优势种不断变化、生产力大幅提高,草
地、灌丛、常绿阔叶林等多个群落类型并存。回答下列问题:
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(1)过度砍伐和不合理的土地利用对群落演替的影响是 ,从生态系统稳定性的角度出考虑,过
度砍伐导致稳定性下降的原因是 。
(2)云豹以保护区的斑羚等植食性动物为食,某同学认为,云豹与斑羚的能量传递效率不能按照两者同化量
进行计算,其原因是 。国家加大对云豹的保护,从生物多样性的角度,主要是对 的
保护。
(3)已知该地区克氏原螯虾捕食田螺,田螺又常以黑毛藻为食。为研究克氏原螯虾对大小田螺采食黑毛藻的
影响,科研人员制作了四个培养箱,进行了如图1 所示的处理,若干天后统计平板上黑毛藻的存活率,结
果如图2 所示。
①本实验中d 组的作用是排除 ,以免对实验结果产生影响。用隔板隔开克氏原螯虾和田螺,是
为了防止 。
②实验结论: 。
7.分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带水乡的桑基鱼塘,是一种典型的水陆物质和能量交换型生态
工程。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图,据图回答下列问题:
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(1)图中桑、浮游植物属于生态系统生物成分中的 ,可从蚕粪中获得能量和营养的微生物属于生态
系统生物成分中的 。蚕和鱼等消费者在该生态系统中的作用是 。
(2)图中A 和B 表示 的能量。鱼摄食的蚕粪中的能量属于第 营养级同化量的一部分。由图
中数据可知,鱼和浮游植物间的能量传递效率为 %(小数点后保留一位)。
(3)饵料中含有丰富的蛋白质和脂质,工作人员为了增加鱼的产量,大量增加了饵料的投入。从物质循环的
角度分析,该做法 (填“合理”或“不合理”),原因是 。
(4)图示生态系统遵循的生态工程原理是 (填一种)。该生态系统的建立,减少水体污染的同时,
产出的农副产品还增加了农民的收入,体现了生物多样性的 价值。
8.稻田养鸭也可称之为“稻鸭农法”(如图),其技术要点是:先将一定数量的优质雏鸭放入稻田中,
让它们在稻田中自由活动、觅食昆虫、杂草和落粒,同时为水稻提供有机肥,产生“浑水肥田”的效果;
在生长期适当控制放鸭数量和频率,并在水稻成熟前将鸭子从稻田中移出,避免对水稻造成损害,进而实
现水稻的高产。
(1)该图示食物网中的所有生物 (填“能”或“不能”)构成一个群落,原因是 。
(2)采用“稻鸭农法”模式,稻田中增加了许多有机肥,经微生物的分解为水稻的生长提供了
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(填“物质”“能量”或“物质和能量”);从种间关系和能量流动角度分析,鸭的活动有利于提高水稻
产量的原因是 。
(3)在水稻生长期,适当控制放鸭数量和频率,遵循生态工程的 原理(答出一点即可)。“稻
鸭农法”与常规稻田相比,“稻鸭农法”生态系统的稳定性高,分析其原因是 。
(4)如果要在单纯种植水稻的地区推广“稻鸭农法”,你认为应该重点向农民宣传该方法的优势是
(答出两点即可)。
9.藏羚羊栖息于海拔3700~5500 米的高山草原、草甸和高寒荒漠地带,雄性有角,雌性无角。回答下列问
题:
(1)科研人员对甲、乙、丙三个地区的藏羚羊种群特征进行调查,结果如图1 所示。图中I、Ⅱ、Ⅲ、IV 分
别对应大(5-8 龄)、中(3-5 龄)、小(1-3 龄)、幼(0-1 龄)四个年龄等级(藏羚羊最长寿命8 年左
右)。则图1 中甲地区藏羚羊种群的年龄结构类型为 ,预测此后一段时间, 地区藏羚
羊种群数目将增加。
(2)科研人员对某地区的藏羚羊种群特征进行调查,上图2 表示某地区藏羚羊出生率和死亡率的比值变化
(R=出生率/死亡率),a~b 段时间藏羚羊种群数量变化最可能是 。如果在d 时间,少量藏羚羊
从其他地区迁入该地区,则该地区藏羚羊的K 值 。
(3)成年藏羚羊一年中除了繁殖季节,绝大部分时间是雌雄分群生活。生态学家为解释此现象,提出如下假
说:形态相同的个体集中在一起,能有效迷惑天敌,使其难以果断选择捕食对象,减少了被捕食的机会。
为检验该假说的正确性,研究小组用狗(能将抛到草坪上的物体叼回来),质量和大小相同且适宜的橡胶
圈和橡胶棒做了如下3 组实验,
甲组:同时向草坪中抛出2 个相同橡胶圈
乙组:同时向草坪中抛出2 个相同橡胶棒
丙组:
重复实验,分别记录每次抛出后,狗叼回第一个物体所用的时间,求三组的平均时间。回答完成下列问题:
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①补充丙组实验操作: 。测试时要求甲、乙、丙3 组抛出橡胶圈和橡胶棒的距离 (填
“相同”或“不同”)。
②实验中橡胶圈或橡胶棒模拟的对象是 。
③若实验结果为 ,则假说成立。
10.中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分
布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示,苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991
~1999 年均值为873 只,2000~2015 年均值为642 只;丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标
的变化见下表。回答下列问题:
栖息地类
型
栖息地面积(km2)
斑块数(个)
斑块平均面积(km2)
1995 年
2005 年
2015 年
1995 年
2005 年
2015 年
1995 年
2005 年
2015 年
沼泽地
1502
916
752
427
426
389
3.51
2.15
1.93
盐田
1155
1105
1026
98
214
287
11.79
5.17
3.57
(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,沼泽地生境破碎化是 导致的,而盐田生境
破碎化则是 导致的。
(2)丹顶鹤种群数量少、警惕性强,捕捉不利于其个体生存。在调查其种群数量时,确定调查地点后,可借
助望远镜以 法统计其数量。在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是 。
(3)为了有效保护丹顶鹤,动物保护人员提出以下建议:①对沼泽地的芦苇进行选择性收割;②冬季稻田中
预留部分谷物不收割;③冬季捕鱼后降低鱼塘水面高度。这样做的目的是 。扎龙丹顶鹤自然保护区成
立后,促进了丹顶鹤种群的发展,根本原因是建立保护区提高了种群的 。
(4)生态系统的自我调节能力以 机制为基础,该机制的作用是使生态系统的 保持相对稳定。丹顶鹤的
食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多生态学问题可供科研工作者研究。丹顶鹤的这种价值属于 。
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