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专题05 生物与环境
1．（2024·北京西城·一模）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。
(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
－
＋
＋
－
1
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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
(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，
2
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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；
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。
2．（2024·北京顺义·一模）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。
3
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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
(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。
3．（2024·河南·三模）信江国家湿地公园位于江西省鹰潭市，总面积1699.40 公顷，其中湿地总面积
1483.67 公顷，湿地率为87.31%。为更好地保护两岸的天然湿地，政府提出了两种护岸方案：一是自然植
被护岸，二是抛石自然护岸，如图所示。回答下列问题：
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(1)自然植被护岸时，引入植物考虑了春季开放的迎春花、夏季的月季、秋季的枫叶林等植被，这利用了群
落的 特点；对湿地原有植物进行梳理，适当移植和补植，补植植物时主要以本土树种为主，
而不是引入外来植被，原因是 ，这也遵循了生态学基本原理中的 原理。
(2)研究人员欲调查两岸湿地改造后土壤小动物丰富度，其调查步骤为准备→ →统计和分析。与陆地
生态系统相比，两岸湿地物种丰富度也明显较高，试分析其中的原因 。
(3)信江水势平缓，根据其生态特点和生态功能，最好选择 护岸方案，理由是 。
【答案】(1) 季节性 本土树种能更好的适应当地气候环境，外来植被可能不适应本地气候环境而
无法存活或充分适应环境且没有天敌等容易造成生物入侵，进而破坏当地生态系统 协调
(2) 取样→采集小动物→观察和分类 两岸湿地处于水陆交接处，环境更为复杂多变，能够为更多
的生物提供栖息场所和食物等
(3) 自然植被 该方案能够更好地体现群落的垂直结构和水平结构，生物种类较多，营养结构较复
杂，自我调节能力较强等
【分析】1、垂直结构：在垂直方向上，大多数群落（陆生群落、水生群落）具有明显的分层现象，植物
主要受光照、温度等的影响，动物主要受食物的影响；水平结构：由于不同地区的环境条件不同，即空间
的非均一性，使不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，形成了生物在水平方向
上的配置状况。
2、次生演替即原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、火山爆发，风灾、人类活动等原因大部消失后所
发生的演替。
【详解】（1）春季开放的迎春花、夏季的月季、秋季的枫叶林等植被，不同植物生命历程存在明显的季
节变化，这体现了群落的季节性（时间结构）。本土树种能更好的适应当地气候环境，外来植被可能不适
应本地气候环境而无法存活或充分适应环境且没有天敌等容易造成生物入侵，进而破坏当地生态系统，所
以补植植物时主要以本土树种为主，而不是引入外来植被，这也遵循了生态学的协调原理。
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（2）调查土壤小动物丰富度的步骤为准备→取样→采集小动物→观察和分类→统计和分析。两岸湿地处
于水陆交接处，环境更为复杂多变，能够为更多的生物提供栖息场所和食物等，所以与陆地生态系统相比，
两岸湿地物种丰富度也明显较高。
（3）自然植被能够更好地体现群落的垂直结构和水平结构，生物种类较多，营养结构较复杂，自我调节
能力较强等，所以根据其生态特点和生态功能，最好选择自然植被护岸方案。
4．（2024·北京丰台·二模）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.
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、
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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.
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。
5．（2024·浙江台州·二模）高寒草原因其海拔较高、气候寒冷、区域差异显著，形成了独特的生态屏障，
在维护我国生态安全和保护生物多样性方面发挥重要作用。回答下列问题：
(1)高寒草原群落处于顶极状态，该状态主要是由年平均温度和 决定的。经调查发现此地的优势
种草地早熟禾和短芒披碱草正在被矮火绒草所取代，该过程称为 。草原食物链大多以死亡生物
或现成有机物为起点，所以常以 食物链为主。
(2)草地早熟禾等不同牧草和杂草混播后，表现出明显的斑块状镶嵌，这属于群落的 结构。且杂
草的分布范围明显大于牧草，说明杂草的生态位宽度较 。
(3)草地生产力的大小与生物多样性的关系表现为正相关，随着物种丰富度提高，不同植物间的功能互补效
应增强，种间关系更多以 为主，从而提高群落对水分等资源的利用效率。此外，草地生产力还
会受到 和放牧干扰等因素的影响。牧草返青期通常是植被生长较为脆弱的时期，因此常采用
（春季休牧/春季放牧）措施保护牧场，原因是 。
(4)高寒草原生态系统的土壤保护工作迫在眉睫，微生物作为该生态系统中的 ，在物质循环与能
量转换中处于关键地位，常作为评价土壤质量和性能恢复的重要指标，原因是 （答出两点）。
【答案】(1) 降雨量 群落演替 腐食
(2) 水平 大
(3) 互助 气候因素、土壤养分 春季休牧 降低牲畜对返青期牧草的踩踏、减少对植物幼
苗的啃食等
(4) 分解者 微生物生命周期短，繁殖速度快；对生存环境十分敏感，能对环境变化做出快速反应
【分析】一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关
系等称为这个物种的生态位；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，是群落中物种之间及生物与环境问协同进化的结果；生态位重叠越多，竞争越激烈。
【详解】（1）高寒草原为草原群落的一种植被类型。它一般在海拔4000 米以上;环境为寒冷而潮湿，日照
强烈，紫外线作用增强，空气稀薄，土壤温度高于空气温度，昼夜温差极大，年平均温度不到1℃，植物
生长季短，年降水量约400 毫米，相对湿度70%以上，所以高寒草原群落处于顶极状态时主要是由年平均
温度和降雨量决定的；此地的优势种草地早熟禾和短芒披碱草正在被矮火绒草所取代，该过程称为群落演
替；由于草原食物链大多以死亡生物或现成有机物为起点，所以常以腐食食物链为主；
（2）由题意可知，草地早熟禾等不同牧草和杂草混播后表现出明显的斑块状镶嵌状态，这是群落的水平
结构；杂草的分布范围明显大于牧草，说明杂草的生态位宽度较大；
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（3）随着物种丰富度提高，不同植物间的功能互补效应增强，种间关系更多以互助为主，从而提高群落
对水分等资源的利用效率；草地生产力还会受到气候因素、土壤养分和放牧干扰等因素的影响；牧草返青
期通常是植被生长较为脆弱的时期，此时应降低牲畜对返青期牧草的踩踏、减少对植物幼苗的啃食等，因
此常采用春季休牧措施保护牧场；
（4）由题意可知，该生态系统中的微生物属于分解者，在物质循环与能量转换中处于关键地位，由于微
生物生命周期短，繁殖速度快；对生存环境十分敏感，能对环境变化做出快速反应，因此常将微生物作为
评价土壤质量和性能恢复的重要指标。
6．（2024·山西·二模）近年来，内蒙古各地因地制宜，持续推进生态治理和修复，以重大生态工程为重点，
强化“山水林田湖草沙”一体化保护和系统治理，加速生态恢复，让绿色成为内蒙古高质量发展的底色。
如图为生态系统中碳循环的部分过程示意图，请回答下列问题：
(1)生态工程建设的目的是在遵循生态学规律的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到
的同步发展。内蒙古林草部门与科研单位深度合作，在科尔沁沙地补种披碱草、沙打旺等耐旱草种，这主
要遵循了生态工程中的 原理。种植的草种除了可以作为草原上羊、牛等的饲料，还能防风固沙，
这分别体现了生物多样性的 价值。
(2)图示成分中，碳循环过程缺少的箭头位于 之间。在草原上适度放牧时，动物粪便有利于植物的生
长，原因是 。
(3)干旱、过度放牧等都会加重草原鼠害对草原的影响。请从维持生态平衡的角度，提出一种解决草原鼠害
的可行性措施： 。
【答案】(1) 经济效益和生态效益 协调 直接和间接
(2) D 和大气中CO2 库 植物的生长需要多种无机盐，动物粪便被分解后可为植物生长提供无机盐
(3)适度放牧，引入草原鼠的天敌
【分析】生态工程依据的生态学原理：
（1）自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求：
有效的选择生物组分并合理布设；创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系
的条件。
（2）循环：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要
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物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。
（3）协调：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求：处理好协调问题，
需要考虑环境容纳量。
（4）整体：树立整体观，遵循整体原理。
【详解】（1）生态工程建设应遵循协调原理（生物与环境、生物与生物的协调与适应)，具体体现在不同
地区种植的作物、养殖的动物、栽培的观赏植物等都要与当地的环境相适应且要考虑环境容纳量；生态工
程建设的目的是遵循生态学规律，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。在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应与适应也是需要考虑的问题。
在科尔沁沙地补种披碱草、沙打旺等耐旱草种，这主要遵循了生态工程中的协调原理。种植的草种除了可
以作为草原上羊、牛等的饲料，体现了生物多样性的直接价值。防风固沙体现了生物多样性的间接价值。
（2）图中D 是分解者，分解者CO2 到大气中CO2 库。植物的生长需要多种无机盐，动物粪便被分解后可
为植物生长提供无机盐，所以在草原上适度放牧时，动物粪便有利于植物的生长。
（3）适度放牧，引入草原鼠的天敌等措施可维持生态平衡，从而解决草原鼠害。
7．（2024·全国·二模）我国各地劳动人民通过不同的方法让昔日盐碱地变成鱼虾满池的鱼米绿洲。
(1)科研人员利用新疆盐碱地的特质，调配出适合海产品生长的“人工海水”，养殖了大量“海产品”。但
用“人工海水”进行水产养殖容易出现N、P 等无机盐含量增多，导致水体富营养化。“人工海水”生态
系统中，马尾藻和萱藻是鱼的主要饵料，裸甲藻可产生甲藻毒素，对水生生物产生毒害作用。水体营养化
水平对藻类的影响如下图1 所示：
据图分析，裸甲藻和马尾藻之间的种间关系是 。当水体的营养化水平处于 时，更有利于能量流
向对人类最有益的部分。引入海菖蒲等海生挺水植物并定期收割，既能有效抑制裸甲藻的繁殖，防止水生
生物大量死亡，又能治理水体富营养化，其原理是 。
(2)黄河三角洲某地区根据上述原理，“挖塘抬田”建立的台田模式如下图2 所示：
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“挖塘抬田”是在低洼盐碱地上按一定的比例开挖池塘，并将开挖池塘的土垫在台田上。由图可知，在
的作用下，台田的无机盐将会减少，一段时间后台田上就可以种植棉花、黑枸杞等农作物。池塘四周池坡
要种植多种植物以保护池坡，一般来说，距离池塘由近及远，植物耐盐碱能力 。
(3)青海湖裸鲤可通过调节自身代谢来适应水域中盐碱度的变化。研究人员选取土著品种耐盐青海湖裸鲤作
为养殖对象，饲养于盐碱度较高的池塘中。研究人员对该池塘生态系统中4 类生物A、B、C、D 消化道内
的食物进行了分析，结果如下表所示：
A
B
C
D
生物种类
青海湖裸鲤
底栖动物丙
浮游植物甲
浮游动物乙
消化道内食物组
成
浮游动物乙
浮游植物甲、浮游动物
乙
/
浮游植物甲
表中生物可形成的食物链（网）为 （用字母表示）。研究表明，盐碱水养殖青海湖裸鲤的体长增
长率、体重增长率均显著低于淡水养殖组，从能量角度分析，其原因可能是：与淡水养殖相比， 。
【答案】(1) 种间竞争 中营养化 海菖蒲等海生挺水植物在与裸甲藻竞争中占优势，抑制了
裸甲藻的繁殖，减少了有毒物质的产生，有效防止鱼类的死亡；同时还能从水体中吸收N、P 等化学元素，
达到治理水体富营养化的目的
(2) 自然降水和灌溉水（的冲刷） 依次减弱（逐渐减弱）
(3)
盐碱水养殖条件下，青海湖裸鲤通过分解大量有机物为调节
渗透压提供能量以适应高渗环境，用于个体生长的能量占比较小
【分析】群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的，主要包括垂直结构和水平结
构。群落垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象；植物主要受阳光的影响，动物主要
受食物和栖息空间的影响。群落水平结构：由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等
因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异。
【详解】（1）由图可以看出，裸甲藻和马尾藻之间在数量上呈现相互抑制现象，说明二者之间是种间竞
争关系；同时可以看出，当水体营养化水平处于中营养化时，裸甲藻的数量少，产生的毒素少，对水生生
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物毒害小，萱藻和马尾藻是鱼的主要饵料，在中营养化时数量相对较多，因此可以看出当水体的营养化水
平处于中营养化时，更有利于能量流向对人类最有益的部分。海菖蒲等海生挺水植物能更好的竞争阳光，
在与裸甲藻的竞争中占优势，抑制了裸甲藻的繁殖，同时还能从水体中吸收N、P 等化学元素，达到治理
水体富营养化的目的。
（2）分析题目中的信息可知，“挖塘抬田”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中，台田的无机盐减少，pH 降低，从
而适合农作物的生长。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按距离池塘由近及远，植物的耐盐碱能力
依次减弱。
（3）根据表格分析：C 浮游植物甲是生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型，C 浮游植物
甲被B 底栖动物丙和D 浮游动物乙所捕食，而D 浮游动物乙又是B 底栖动物丙和A 青海湖裸鲤的食物，
由此可确定食物链为
；盐碱水养殖条件下，青海湖裸鲤的有机物分解所获能量
更多用于渗透压调节，而非生长，因此盐碱水养殖青海湖裸鲤 的体长增长率、体重增长率均显著低于淡
水养殖组。
8．（2024·湖北·三模）“杂交水稻之父”袁隆平利用雄性不育野生稻改写了世界水稻育种史，杂交水稻研
究团队不断刷新我国水稻产量和品质，举世瞩目。请分析回答：
(1)水稻（2n=24）是禾本科植物，在我国有野生种、引进种：杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究，
这主要体现了生物多样性的 价值。在育种研究中，对水稻进行基因组测序要测
条染色体中DNA 的碱基序列。
(2)安农S-1 是我国发现的第一个籼稻（水稻的一个品种）光温敏雄性不育系。该光温敏雄性不育系与9 种
常规雄性可育系进行正反交，得到的F1均为雄性可育。据此可推出有关该雄性不育基因的两个结论是：
。
(3)另有一个水稻品系，其雄性的育性由一对等位基因M、m 控制，基因型为mm 的个体表现为雄性不育，
能产生正常的雌配子，M 基因可使雄性不育个体恢复育性产生可育雄配子。通过转基因技术将M 基因与雄
配子致死基因A、蓝色素生成基因D 一起导入基因型为mm 的个体中，并使其插入一条不含m 基因的染色
体上（D 基因的表达产物可使种子呈现蓝色，无D 基因的种子呈现白色）。如图：
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①图中基因型为mmADM 的个体自交时（不考虑突变和互换），子代种子的表型及比例为 ，
这种转基因改良品系的显著优点是 。
②要成功得到转基因个体（mmADM），先要构建基因表达载体。研究人员准备在已插入M 基因的运载体
（如下图）中再插入A、D 融合基因。他们分析发现A、D 融合基因拼接处存在XbaI 的识别序列，为使基
因表达载体中A、D 融合基因和M 基因都正确表达，应
在A、D 融合基因两端添加 两种限制酶的识别序列，并用 两种限制酶对运载
体进行酶切。
【答案】(1) 直接 12
(2)①雄性不育基因位于细胞核中②雄性不育基因是隐性基因
(3) 蓝色和白色≈1：1 根据种子的颜色即可判断育性（或答蓝色用于留种制备新的品系，白色用
作制备杂交种时做母本） SpeI、EcoRI XbaI、EcoRI
【分析】题图分析：雄性不育个体mm 通过转基因技术，得到基因型为mmADM 个体，其中含有A 基因的
可使雄配子致死，含M 可使雄性不育个体恢复育性，基因D 的表达可使种子呈现蓝色，无基因D 的种子
呈现白色。
【详解】（1）杂交种等水稻品种用于农业生产和科学研究，体现了生物多样性的直接价值，水稻属于二
倍体生物，不含性染色体，所以基因组测序需测定其一个染色体组即12 条染色体上的DNA 分子上的碱基
序列。
（2）依据题干信息，光温敏雄性不育系与9 种常规雄性可育系进行正反交，所得的F1 均为雄性可育，说
明了①雄性不育基因位于细胞核中；②雄性不育基因是隐性基因，雄性可育基因为显性基因。
（3）①依据题干信息可知，A 基因为雄配子致死基因，所以当基因型为mmADM 的个体自交时，可以产
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生mADM、m 的雌配子，而只能产生m 的雄配子，雌雄配子随机结合，就可以产生mmADM 和mm 的基
因型，对应的育性表现为雄性可育、雄性不育。由于D 基因的表达产物可使种子呈现蓝色，无D 基因的种
子呈现白色，所以，子代种子的表型及比例为蓝色和白色≈1：1，这种改良品系的优点是：可以根据种子
的颜色来判断育性。
②依据题干要求，需在已插入M 基因的运载体中再插入A、D 融合基因，而且使基因表达载体中A、D 融
合基因和M 基因都正确表达。已知A、D 融合基因拼接处存在XbaI 的识别序列，D 基因和M 基因的拼接
处含有EcoRI 的识别序列，且限制酶XbaI 和SpeI 所产生的的黏性末端相同，所以在切割运载体时，运载
体是应用限制酶XbaI、EcoRI 进行酶切，不可使用限制酶SpeI，因为若使用该酶会破坏M 基因。但在A、
D 融合基因两端应添加SpeI、EcoRI 两种限制酶的识别序列，确保其正向连接。
9．（2024·江苏·模拟预测）高原鼢鼠是青藏高原优势地下啮齿动物（喜食杂类草植物根茎），每年3~6 月
进入繁殖期，其采食、挖掘洞道及推土造丘行为对高寒草地生态系统产生多种影响，为了更好的保护高寒
草地生物多样性和科学防控草原鼠害，某科研小组对种群数量变化规律与环境因子的关联程度进行了探究。
请回答下列问题。
(1)常采用土丘系数法（土丘系数=实捕鼢鼠数/土丘数）调查地下啮齿动物的种群数量。调查发现9 个标准
地（面积为
）的土丘数为a，鼢鼠种群密度为 。调查期间，每天9：00~12：00 在高原鼢鼠新推
土丘位置附近利用探钎探明并剖开其活动洞道，并在洞道中布设10 个活捕笼，该操作的意义是 。
(2)高原鼢鼠挖掘行为对高寒草地生态系统产生多种影响。一方面造成草地土壤更新有利于植物多样性的维
持；另一方面，当高原鼢鼠种群密度超出 时导致草地生产力下降，生物多样性丧失，因其违背了
原理。
(3)由于高原鼢鼠种群特征对环境因子存在滞后效应，分别在春季（3~5 月）、秋季（8~10 月）进行研究，
研究结果如下：表为2014~2019 年间高原鼢鼠栖息地环境因子的变化，图为高原鼢鼠种群参数的变化
表高原鼢鼠栖息地环境因子的变化
201
4
2015
2016
2017
201
8
2019
春季试验区平均地温
4.5
5
4
3.5
6
5
春季试验区雨量指数
18
10
29
24
6
50
秋季试验区平均地温
8
8.5
9
8
7.5
8.5
秋季试验区雨量指数
8.5
8
12
16
23
15
地上生物量
23.5
30
28
33
24
34
地下生物量
740
1000
600
540
860
780
14
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高原鼢鼠种群参数年变化（2014—2019 年）
①年际间种群密度、存活率整体呈 趋势，其原因可能是 。
②季节间存活率和种群补充量呈 趋势，其原因分别是 。
③春季杂类草生物量和高原鼢鼠种群特征有很高的关联度，分析原因 。
【答案】(1)
土丘系数/9（只/hm2） 确保无关变量相同、取平均值减少实验误差
(2) 环境容纳量 协调
(3) 下降 从秋季至次年春季，经过严酷的越冬期，再加食物资源短缺，种群内个体的死亡率增加，
导致次年春季种群数量的降低 上升 春季至秋季的环境条件对高原鼢鼠生活较为适宜，从而提高
了高原鼢鼠该时期的种群存活率、高原鼢鼠每年3~6 月进入繁殖期，至秋季后大量新生个体加入种群
高原鼢鼠喜食杂类草植物根茎，春季植物开始返青，高原鼢鼠食物资源匮乏
【分析】1、环境容纳量是指环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值，即K 值，同一种生物的K 值不是
固定不变的，会受到环境的影响．环境遭受破坏，K 值会下降；当生物生存的环境改善，K 值会上升。
2、生态工程所遵循的基本原理为：整体、协调、循环、自生等。
①自生：由生物组分而产生的的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自
生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
②循环：循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主
要物质或元素的转化率较高。
③协调：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。
④整体：遵循整体原理，首先要遵从从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间
应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律，
也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。
【详解】（1）种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，实捕鼢鼠数=土丘系数×土丘数，9 个
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标准地（面积为 1hm2 ）的土丘数为a，故9 个标准地的实捕鼢鼠数为土丘系数×a，故鼢鼠种群密度=a×
土丘系数/9（只/hm2）。每天9：00~12：00 在高原鼢鼠新推土丘位置附近利用探钎探明并剖开其活动洞道，
并在洞道中布设10 个活捕笼，该操作可以确保无关变量相同、取平均值减少实验误差。
（2）环境容纳量是指环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值，同一种生物的K 值不是固定不变的，会
受到环境的影响．环境遭受破坏，K 值会下降，当高原鼢鼠种群密度超出环境容纳量时，导致草地生产力
下降。协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，因此草地生产
力下降，生物多样性丧失，违背了协调原理。
（3）①由柱状图可知，从秋季至次年春季，经过严酷的越冬期，再加食物资源短缺，种群内个体的死亡
率增加，导致次年春季种群数量的降低，因此年际间种群密度、存活率整体呈下降趋势。
②由柱状图可知，春季至秋季的环境条件对高原鼢鼠生活较为适宜，从而提高了高原鼢鼠该时期的种群存
活率、高原鼢鼠每年3~6 月进入繁殖期，至秋季后大量新生个体加入种群，因此季节间存活率和种群补充
量呈上升趋势。
③高原鼢鼠喜食杂类草植物根茎，春季植物开始返青，高原鼢鼠食物资源匮乏，因此春季杂类草生物量和
高原鼢鼠种群特征有很高的关联度。
10．（2024·河南·模拟预测）科学家比较了不同混交措施下杉木人工林群落稳定性的特征，以3 种不同混
交度（纯林、中度、高度）的杉木人工林为研究对象，结果如表。请回答下列问题：
项目
混交程度
纯林
中度
高度
种群更新潜力
0.69
0.976
0.876
乔木地上生物量
1.00
0.584
0.664
草本地上生物量
0.88
1.00
0.958
有机质
1.000
0.945
0.815
(1) 是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。森林群落的分层现象提高
了 。科学家常以种群更新潜力代表群落的稳定性，由表可知3 种人工林群落的稳定性由高到
低依次为 。
(2)砍伐树木对林下植物生长有 （填“促进”或“抑制”）作用，原因是
。
(3)建立自然保护区对某些珍稀树木进行保护的措施属于 。研究杉木的生态位，需要研究它在
研究区域内的出现频率、 、 等特征，以及它与 等。
(4)轻度的人工干扰会增加群落的丰富度，但若连年砍伐树木，会使森林的物种多样性锐减，从而加速水土
流失，这说明 。
【答案】(1) 物种组成 提高了生物对环境资源的利用能力
(2)
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中度混交、高度混交、纯林
(3) 促进 林下植物获得了更多的阳光，有利于林下植物进行光合作用
(4) 就地保护 种群密度 植株高度 其他物种的关系
(5)人类活动可以影响群落演替的速度和方向
【分析】1、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了
的地方发生的演替。
2、次生演替原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其
他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】（1）区分不同群落的重要特征的物种组成。森林群落的分层现象，有利于生物充分利用资源，
提高了生物对环境资源的利用能力。科学家常以种群更新潜力代表群落的稳定性，表中高度混交、中度混
交、纯林的种群更新潜力分别是0.876、0.976 和0.69，所以3 种人工林群落的稳定性由高到低依次为中度
混交、高度混交、纯林。
（2）将树木砍伐后林下植物获得了更多的阳光，有利于林下植物进行光合作用，所以砍伐树木对林下植
物生长有促进作用。
（3）建立自然保护区对某些珍稀树木进行保护的措施属于就地保护。是指一个种群在生态系统中，在时
间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。所以研究植物生态位通常要研究它在研究
区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
（4）人类可以砍伐树木，填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至可以建立
人工群落。轻度的人工干扰会增加群落的丰富度，但若连年砍伐树木，会使森林的物种多样性锐减，从而
加速水土流失，这说明人类活动可以影响群落演替的速度和方向。
11．（2024·河北保定·一模）某湖泊由于大量污水排入，造成水体中N、P 含量过高而出现水体富营养化，
同时水体中也存在很多重金属有害物质，影响了当地人民的正常生产和生活。当地相关部门对该湖泊进行
生态修复，修复效果如图1 所示，夏季和秋季浮床植物对投放水域的总氮（TN）总磷（TP）指标的去除率
如图2 所示。回答下列问题：
(1)在进行生态修复时，植物的引种一般会选择本地物种，不选外来物种。原因有二：一方面，外来物种和
本地物种在利用同一资源时二者之间就会发生 重叠，导致种间竞争；另外一方面，由于资源和
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空间充足、气候适宜、没有天敌，因此外来物种容易呈现 形增长，破坏生态系统的稳定性，从
而打破生态平衡。据此可知，引种时遵循了 的生态工程原理。
(2)水体富营养化后，当地相关部门最终引入了及范草、苦草和睡莲等植物，这些植物通过与浮游藻类主要
竞争 和无机盐等，可抑制藻类生长，改善水质，并有良好的观赏性，这些体现了生物多样性的
价值。在该湖泊的修复过程中，其群落演替的类型属于 。
(3)富集镉的浮床植物必须及时收割并进行无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过 逐级积
累和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是通过微生物的 作用，使得镉等重金属又回到水体造
成对水体的二次污染。
(4)据图2 分析，夏季和秋季氮磷的去除率存在差异的原因可能是 。
【答案】(1) 生态位 “J” 协调
(2) 阳光 直接和间接 次生演替
(3) 食物链 分解
(4)相对于秋季，夏季阳光充足，植物生长旺盛，氮磷吸收能力更强（或相对于秋季，夏季微生物分解能力
强，可以更多的将含有氮磷的有机物分解后供植物吸收）
【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；生态系统的功能包括物质循环、能量流动和
信息传递；
2、生物多样性的价值：
（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创
作等非实用意义的；
（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）；
（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值；
3、生态位：物种利用各种资源的幅度以及该物种与种群中其他物种关系的总和。决定生活在什么地方，
而且决定于它与食物、天敌和其他生物的关系，当两个物种利用同一资源时会出现生态位重叠。
【详解】（1）在进行生态修复时，植物的引种一般会选择本地物种，不选外来物种。原因有二：一方面，
外来物种和本地物种在利用同一资源时二者之间就会发生生态位重叠，导致种间竞争；另外一方面，由于
资源和空间充足、气候适宜、没有天敌，因此外来物种容易呈现“J”形增长，破坏生态系统的稳定性，从
而打破生态平衡。据此可知，引种时遵循了协调的生态工程原理；
（2）水体富营养化后，当地相关部门最终引入了及范草、苦草和睡莲等植物，这些植物通过与浮游藻类
主要竞争阳光和无机盐等，可抑制藻类生长，改善水质，并有良好的观赏性，这些体现了生物多样性的直
接和间接价值；在该湖泊的修复过程中，其群落演替的类型属于次生演替；
（3）富集镉的浮床植物必须及时收割并进行无害化处理，一是因为镉等重金属能够通过食物链逐级积累
和浓缩，在高营养级生物体内富集。二是通过微生物的分解作用，使得镉等重金属又回到水体造成对水体
的二次污染；
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（4）据图2 分析，夏季和秋季氮磷的去除率存在差异的原因可能是相对于秋季，夏季阳光充足，植物生长
旺盛，氮磷吸收能力更强（或相对于秋季，夏季微生物分解能力强，可以更多的将含有氮磷的有机物分解
后供植物吸收）。
12．（2024·北京门头沟·一模）珍稀濒危植物槭叶铁线莲是北京市一级重点保护野生植物，在北京主要分
布在门头沟、房山的山区。研究者于2020~2021 年对北京地区的槭叶铁线莲种群进行了野外调查。
(1)种群最基本的数量特征是种群密度，调查植物种群密度最常用的方法是 ，能直接决定植物种群密
度的种群数量特征是 。
(2)研究者通过植株最长枝条的年龄数据对槭叶铁线莲种群进行了龄级划分，结果如下图。以往的研究显示
濒危植物的种群年龄结构多表现为衰退型。请根据下图判断，槭叶铁线莲种群年龄结构是否符合衰退型的
特征并阐明理由 。
(3)研究者进一步通过计算个体数量变化动态（Vn）来描述槭叶铁线莲种群的相邻龄级间的数量动态变化。
Vn可通过公式“
”计算得出，其中，Sn和Sn+1分别为第n 与第n+1 龄级种群个
体数，max（Sn，Sn+1）表示取两者之间的最大值。若Vn计算结果大于0，则表明该种群在n 和n+1 龄级间
呈现 的动态变化。由表1 结果可知，槭叶铁线莲种群在1~2、6~7 龄级间呈现 的动态变化。
表1 槭叶铁线莲种群龄级结构动态变化指数
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
-32.7%
8.2%
26.7%
19.7
39.6%
-13.5%
70.3%
72.8%
33.3
(4)请结合以上研究结果及所学知识，分析限制槭叶铁线莲种群增长可能的生物因素和非生物因素 。
【答案】(1) 样方法 出生率和死亡率
(2)不符合，槭叶铁线莲幼龄和中龄个体数之和明显多于老龄
(3) 增长 衰退
(4)生物因素：幼龄个体数量的缺乏，崖壁上其他植物与槭叶铁线莲的种间竞争
非生物因素：气候变化，洪水、山体滑坡等自然灾害
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【分析】调查植物的种群数量,常常使用样方法。由图可以看出幼龄个体数目大于中龄个体数，大于老龄个
体数，个体数呈金字塔样，属于增长型种群。
【详解】（1）调查植物种群密度最常用的方法是样方法，能直接决定植物种群密度的种群数量特征是出
生率和死亡率；
（2）衰退型种群中幼年个体数与中年个体数之和比老年个体数少，而图示的槭叶铁线莲种群年龄结构明
显表现为幼年个体数与中年个体数之和比老年个体数多，因此不符合衰退型的特征；
（3）由题意可知，如果Vn 计算结果大于0，表明该种群第n 龄级种群个体大于第n+1 龄级种群个体，说
明该种群在n 和n+1 龄级间呈现增长的动态变化；由表可知，V1<V2、V6<V7，说明槭叶铁线莲种群在
1~2、6~7 龄级间呈现衰退的动态变化；
（4）限制槭叶铁线莲种群增长可能的生物因素有幼龄个体数量的缺乏，崖壁上其他植物与槭叶铁线莲的
种间竞争等，非生物因素有气候变化，洪水、山体滑坡等自然灾害。
13．（2024·甘肃·模拟预测）由于人类的放牧及各种活动的干扰，某草原生态系统中植被特征发生了显著
改变，草原植被特征的改变又影响了草原鸟类群落的多样性。回答下列问题：
(1)草原生态系统由 和非生物的物质和能量组成。草原生态系统的植被为动物提供了 。
(2)科研人员对吉林省镇责县大岗草场进行了干扰对草原植被特征及鸟类群落结构形成的影响的研究，部分
结果如下表所示。
不同数量的牧群干扰下的样地植被特征比较
变量牧群数量
（只）
470
800
1130
2100
对照样地
裸地比例
33.28±16.47
40.42±18.39
38.00±26.14
44.36±21.89
26.33±13.27
植物均高
25.67±7.86
20.58±8.94
17.04±5.23
19.35±9.44
23.86±10.46
枯草密度
693.71±310.52
738.29±265.68
563.10±296.48
538.82±289.76
821.14±339.50
活草密度
447.28±178.79
503.21±228.46
413.20±209.98
548.38±241.95
476.53±201.57
植物种类
11.30±2.84
13.80±3.08
12.54±3.69
13.18±3.12
12.91±2.94
①欲调查样地中植物种类数可用 ；研究发现一定范围内随着牧群数量增加，植物种类数反而出现了
升高的现象，试从“收割理论”角度分析这种现象出现的原因 。
②从能量流动角度分析，枯草中的能量属于 。
③欲使草原生态系统抵抗力稳定性最高，最适的牧群数量为 ，理由是 。
(3)若过度放牧会使草原生态系统被破坏，研究人员对草原生态修复与草种补种时所选植物一般为本地物种，
原因是 。
【答案】(1) 生产者、消费者、分解者 食物和栖息环境
(2) 样方法 牧群捕食个体数量多的植物，为其他植物的生长提供空间和条件 流向分解者的
能量 800(只) 该牧群数量下植物种类最高，生态系统中的组成成分最多
(3)本地物种适应本地环境，外来物种可能因不适应环境而死亡
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【分析】一个营养级(非最高营养级)生物所同化的能 量其去向有4 个：①通过呼吸作用以热能形式散失，
②被下一营养级生物同化，③被分解者分解，④部分未被利用。故能量流动是不可逆的。
【详解】（1）草原生态系统由生物部分的生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量组成；草原生
态系统的植被为动物提供了食物和栖息环境。
（2）①欲调查样地中植物种类数可用样方法；收割理论指捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会
避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，捕食者的存
在有利于增加物种多样性。
②生态系统的能量流动过程中，除最高营养级外，各营养级生物同化的能量有四个去向：一部分流向下一
个营养级、一部分流向分解者、一部分用于自身呼吸消耗和一部分储存(未利用)。枯叶可以被分解者分解，
从能量流动角度分析，枯草中的能量属于流向分解者的能量。
③生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自动调节能力就越强，其抵抗力稳定性
就越强，相反的其恢复力稳定性就越弱。欲使草原生态系统抵抗力稳定性最高最适的牧群数量为800(只)，
理由是该牧群数量下植物种类最高，生态系统中的组成成分最多。
（3）本地物种适应本地环境，外来物种可能因不适应环境而死亡，因此若过度放牧会使草原生态系统被
破坏，研究人员对草原生态修复与草种补种时所选植物一般为本地物种。
14．（2024·河南信阳·模拟预测）“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是落实社会主义新农村
建设，推进乡村振兴过程中的重要力量。下图为一个小型人工农场的模式图以及该小型人工生态农场中农
作物和鸡的部分能量值（单位：×104KJ）。请回答下列问题：
项目
净同化量（同化量－呼吸消耗量）
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作
物
110
70
21
58
鸡
8
10
2
3
(1)上图中含有 条食物链，从生态系统的结构分析，该图不能表示一个生态系统，原因是 。
(2)鸡摄入农作物后，粪便中的能量可属于 ；人的尿液中的能量可属于 。
A．农作物的净同化量 B．农作物的呼吸消耗量 C．农作物流向分解者的能量
D．人的净同化量 E.人的呼吸消耗量 F.人流向分解者的能量
(3)结合表中的数据，计算第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 %（保留一位有效数字）。
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(4)在该生态农场中，人可以食用农作物（途径一），也可食用鸡（途径二），这两条途径中，生态足迹更
大的是途径 （填“一”或“二”），原因是 （答2 点）。
【答案】(1) 2（或两） 缺乏生态系统成分中的非生物的物质与能量
(2) AC ADF
(3)17.2
(4) 二 鸡所处的营养级比农作物高，其生存所占有的耕地面积等资源多于农作物；鸡产生的CO2
被吸收也需占有一定的林地面积
【分析】该生态系统中存在的食物链是农作物→人、农作物→鸡→人。农作物的净同化量=同化量一呼吸
消耗量，代表用于自身生长发育繁殖等生命活动的能量。未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗、未被
下一营养级和分解者利用的能量。
【详解】（1）该生态系统中存在的食物链是农作物→人、农作物→鸡→人，因此图中有2 条食物链，从生
态系统的结构分析，该图不能表示一个生态系统，因为该图缺乏生态系统成分中的非生物的物质与能量；
（2） 鸡摄入农作物后，粪便中的能量可属于上一个营养级同化的能量，因此可能属于农作物的农作物的
净同化量（同化量减去呼吸作用散失的热能）、农作物流向分解者的能量，故选AC；人尿中的能量有一
部分是人体未能同化的能量属于农作物的净同化量、有一部分能量属于人新陈代谢产物中的能量，属于人
的净同化量、人流向分解者的能量、人的未利用量，故选ADF。
（3）据表分析，农作物流入下一营养级（包括鸡和人）的能量为（110-21-58）×104=31×104kJ，两个营养
级之间的能量传递效率是指相邻的两个营养级同化量之间的比值，该生态系统中第一营养级到第二营养级
的能量传递效率约为（31×104）÷[（110+70）×104]=17.2%。
（4）生态足迹是指一个个体、社区或者国家所需的土地、水、能源等自然资源来维持其生活和消费水平
的总量，生态足迹更大的是途径二，原因是鸡所处的营养级比农作物高，其生存所占有的耕地面积等资源
多于农作物；鸡产生的CO2 被吸收也需占有一定的林地面积。
15．（2024·湖北·二模）2019 年7 月澳大利亚森林大火烧毁逾1000 万公顷土地，导致风头鹦鹉、考拉等大
批标志性物种以及大量珍贵植被受损。2020 年2 月，大火终于熄灭，森林植被开始复苏。分析以下问题：
(1)考拉鼻子特别发达，形状各种各样，体长也有区别，这体现了 多样性。刺鼻的烟味和火光给考拉
传递了 信息，使一部分考拉逃生。
(2)山火有地下火、地表火和树冠火，这是由森林群落的 结构决定的，火灾初期，强度较弱的地表火
对森林是有利的，从生态系统的功能角度分析，原因是能烧掉枯枝落叶，促进 。
(3)有报道说，当地“火鹰”（如啸鸢等）纵火加剧了火灾灾情。“火鹰”是肉食性猛禽，喜欢在着火的森
林里活动，它们会衔着着火的树枝将其运送到尚未燃烧的森林里。试从种间关系的角度分析“火鹰”纵火
的目的： 。
(4)下图1 是森林火灾中光热刺激和烟雾中的一些生物活性物质对种子萌发的影响。图2 是埋在土壤中的种
子萌发时，幼苗的下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”，该结构能避免子叶和顶端分生组织在出土过程中与
土壤直接冲撞而造成机械损伤，下胚轴顶部两侧的细胞中生长素的不对称分布是导致这种现象的原因。据
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图分析：
①在紫外线照射下，KAR 类物质不能促进种子萌发，原因可能是紫外线照射导致KAR 类物质分解或紫外
线照射损伤种子，为了探究其原因，进行了如下实验。
A 组
休眠的红杉种子100 颗，在正常条件下培养48h，测定萌发率
B 组
休眠的红杉种子100 颗，添加KAR 类活性物质，其他与A 组一致，测定萌发率
C 组
休眠的红杉种子100 颗，添加紫外线照射后的KAR 类活性物质，其他与A 组一致，测定萌发率
D 组
______，添加KAR 类活性物质，其他条件与A 组一致，测定萌发率
D 组的处理是 。如果紫外线照射导致KAR 类活性物质完全分解且不损伤种子，预计这4
组实验种子萌发率的大小关系是 。（用>、<、=表示）
②研究发现重力是幼苗顶端弯钩形成的起始信号，形成期高浓度生长素在下胚轴 （“m”或“n”）侧积
累，导致该侧细胞生长 。下胚轴顶端倾斜角a （“变大”或“变小”）形成弯钩。打开期下胚
轴该侧细胞中生长素被稀释到较低浓度，转而 （“促进”或“抑制”）细胞生长。
【答案】(1) 遗传 化学、物理
(2) 垂直 物质循环
(3)“火鹰”纵火可以将小动物从森林中驱赶出来，便于“火鹰”捕食
(4) 紫外线照射后休眠的红杉种子100 颗 A=C＜B=D（或B=D＞A=C） n 较慢 变
小 促进
【分析】生物多样性包括3 个层次：遗传多样性（所有生物拥有的全部基因）、物种多样性（指生物圈内
所有的动物、植物、微生物）、生态系统多样性。
【详解】（1）生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，考拉鼻子特别发达，
形状各种各样，体长也有区别，这体现了遗传多样性。刺鼻的烟味给考拉传递了化学信息，火光给考拉传
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递了物理信息，说明生命活动的正常进行离不开信息的作用。
（2）山火有地下火、地表火和树冠火，这是由森林群落的垂直结构决定的。从生态系统的功能角度分析，
地表火能烧掉枯枝落叶，使有机物被分解为无机物被生产者再次利用，因此可促进物质循环。
（3）“火鹰”是肉食性猛禽，“火鹰”纵火可以将小动物从森林中驱赶出来，便于“火鹰”捕食。
（4）①D 组设置要体现紫外线直接对种子的影响，因此，D 组的处理是紫外线照射后休眠的红杉种子100
颗。根据题干信息可知，A 组和C 组种子的萌发率应该一致，B 组和D 组种子的萌发率应该一致，由于B
组和D 组添加了KAR 类活性物质，所以种子萌发率更高，即四组的萌发率关系可表示为A=C＜B=D。
②由于重力作用，形成期高浓度生长素在下胚轴n 侧积累，由于高浓度生长素抑制生长，故生长速度m 侧
＞n 侧，即n 侧细胞生长较慢，下胚轴顶端倾斜角α 变小形成弯钩。打开期下胚轴n 侧细胞中生长素被稀释
到较低浓度，转而促进细胞生长，从而使n 侧细胞生长加快，弯钩打开。
16．（2024·湖北·模拟预测）三叶鬼针草是农田常见的外来恶性杂草，其入侵严重影响农作物的生长。为
探究三叶鬼针草快速入侵的原因以及防治方法，研究者进行了相关研究。
(1)农田生物群落的物种之间及生物与环境间 的结果是每种生物都占据着相对稳定的生态位，
其意义是 。
(2)由于三叶鬼针草入侵后种群数量迅速增加，与农田作物争夺水分、阳光、空间等而产生的
加剧，严重影响农作物的生长。
(3)三叶鬼针草能分泌某种物质影响邻近植物的生长，这可能是三叶鬼针草能快速入侵的另一个重要原因。
研究者利用三叶鬼针草叶水提液处理玉米幼苗，实验结果如下表。
三叶鬼针草叶水提液浓度/(g·mL-1)
根长/cm
苗高/cm
苗鲜重/g
0
10.5±0.2
17.2±0.6
48.78±4.50
0.005
11.5±1.1
17.5±0.4
62.44±2.32
0.010
10.5±0.7
16.8±0.2
45.85±2.50
0.020
8.1±0.3
15.7±0.4
42.83±0.32
0.040
8.0±0.3
15.7±0.5
40.88±1.66
研究者在三叶鬼针草叶水提液中发现了大量的挥发性萜类等化感物质，植物利用化感物质对邻近作物传递
的信息属于 信息。由表中信息可推测，不同浓度的三叶鬼针草叶水提液对玉米幼苗的生长影
响表现出的特点为 。
(4)农业生产中发现农田种植甘薯可显著抑制三叶鬼针草的入侵，这种防控手段属于 。结合以上内
容推测种植甘薯可抑制三叶鬼针草入侵的原因有 。(答出2 点可能的原因)
【答案】(1) 协同进化 有利于不同生物充分利用环境资源
(2)种间竞争
(3) 化学 三叶鬼针草叶水提液浓度小于0.005 时起促进作用，大于0.005 时起抑制作用
(4) 生物防治 甘薯是蔓藤植物，产生的化感作用抑制三叶鬼针草的入侵、甘薯与三叶鬼针草在竞
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争中占优势。
【分析】1、“J”型增长模型成立条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件。2、生态系统
中信息的种类包括：物理信息：如光、声、温度、湿度、磁力等；化学信息：如植物的生物碱、有机酸等
代谢产物，以及动物的性外激素等；行为信息：如动物的行为特征。
【详解】（1）在群落中，每种生物都占据着相对稳定的生态位，研究某种动物的生态位，通常要研究它
的栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系，这样有利于不同生物充分利用环境 资源，是群落中物种之
间及生物与环境间协同进化的结果。
（2）种间竞争是不同物种之间为争夺生活空间、资源、食物等而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。
在种间竞争中常常是一方取得优势而另一方受抑制甚至被消灭。由于三叶鬼针草入侵后种群数量迅速增加，
与农田作物争夺水分、阳光、空间等而产生的种间竞争加剧，严重影响农作物的生长。
（3）研究者在三叶鬼针草叶水提液中发现了大量的挥发性萜类等化感物质，植物利用化感物质(化学物质)
对邻近作物传递的信息属于化学信息。由表中数据可知，三叶鬼针草叶水提液浓度小于0.005 时起促进作
用，大于0.005 时起抑制作用。
（4）生物防治就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。农业生产中发现农田种植甘薯可显著抑制三
叶鬼针草的入侵，这种防控手段属于生物防治。种植甘薯可以抑制三叶鬼针草入侵的原因是:甘薯是蔓藤植
物，产生的化感作用抑制三叶鬼针草的入侵、甘薯与三叶鬼针草在竞争中占优势。
17．（2024·湖南·一模）克氏原螯虾俗称小龙虾，适应性强，抗逆能力强，种群增殖速度快，食性广泛，
对同一水域的鱼类、甲壳类、水生植物等造成很大的威胁，甚至会破坏堤坝，2010 年被列入《中国外来入
侵物种名单》。
(1)若要研究某水域中克氏原螯虾的生态位，需要研究的方面有 （答出3 点即可），该水域中鱼类、
甲壳类、水生植物等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是 。
(2)人们发现克氏原螯虾可有效清除其所在环境里的残渣碎屑、尸体、鱼便及藻类青苔等，此外克氏原螯虾
肉质鲜美，富含蛋白质和丰富的微量元素，具有较高的食用价值，这体现了生物多样性的 价值。
(3)已知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。
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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： 。
【答案】(1) 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
(2)间接和直接
(3) 环境因素对黑毛藻存活率的影响 克氏原螯虾对田螺的直接捕食 克氏原螯虾对田螺采食
黑毛藻起抑制作用，且对小田螺的抑制作用较大
【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，组成成分又包括生产者、消费者、分解者
和非生物的物质和能量，营养结构包括食物链和食物网。生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间
上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。在自然环境里，每一个特定位置都有不同种类的
生物，其活动以及与其它生物的关系取决于它的特殊结构、生理和行为，故具有自己的独特生态位。
【详解】（1）若要研究某动物的生态位，需要从其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等方面进
行研究。生态系统中各种生物都占据着相对稳定的生态位，有利于不同生物充分利用各种环境资源进行生
存；
（2）克氏原螯虾可有效清除其所在环境里的残渣碎屑、尸体、鱼便及藻类青苔等，这体现的是调节生态
系统功能方面的间接价值，而食用价值体现的是直接价值；
（3）①该实验的自变量是有无克氏原螯虾和有无田螺以及田螺大小情况，实验的因变量是黑毛藻的存活
率。d 组的作用是作为对照组，其目的是排除环境因素对黑毛藻存活率的影响，以免对实验结果产生影响。
克氏原螯虾会捕食田螺，用隔板隔开克氏原螯虾和田螺，是为了防止捕食关系的发生。
②依据实验结果可知，在有克氏原螯虾的情况下黑毛藻的存活率高，说明克氏原螯虾对田螺采食黑毛藻起
到抑制作用，同时在小田螺存在的情况下黑毛藻的存活率更低，可见，克氏原螯虾对小田螺采食黑毛藻的
影响较大。
18．（2024 高三下·福建龙岩·专题练习）长江口处于“东亚—澳大利亚”候鸟迁徙路线上，长江口滨海湿
地植被、底栖生物等组成的生物类群，不仅可以为迁徙的鸟类提供充足的食物和适宜的栖息环境，同时还
在净化水质、保持生态系统多样性上发挥重要作用。长江口滨海湿地曾经广受互花米草入侵困扰。请回答
下列问题：
(1)湿地生态系统是湿地植物、栖息于湿地的动物、微生物及 组成的统一整体，具有净化水质、调节气
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候等功能，体现生物多样性的 价值。
(2)长江口滨海湿地的地理位置决定其群落的物种组成和结构会有明显的 变化。互花米草作为外来入侵
物种，导致原生植物的数量急剧减少，这影响鸟类的种类和数量，原因是 。
(3)在清除互花米草后，其原植被恢复效果不佳，科研人员猜测是因为水鸟（多为肉食性）减少的结果，其
依据是 。为验证此猜测，科研人员设想在长江口滨海湿地划出3 块相似样地，A 地不做处理，B 地
，C 地引诱更多水鸟；一段时间后观察植被的恢复情况。支持猜测的结果是 。
【答案】(1) 生活的无机环境 间接
(2) 水平和垂直 互花米草在与原生植物的竞争占据优势
(3) 水鸟可以捕食害虫，有利于植被生长 阻止水鸟进入 C 地植被恢复效果最好，A 地其次，
B 地恢复效果最差
【分析】生物多样性价值：直接使用价值，指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值，如：药用价值、
观赏价值、食用价值和生产使用价值（野外收获进入贸易市场）等；
间接使用价值，一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、
吸收污染物、调节碳氧平衡、在调节全球气候变化中的作用等，主要指维持生态系统的平衡的作用等等；
潜在价值，今天还未被利用的那些物种在将来会有利用的价值。
【详解】（1）湿地生态系统是湿地植物、栖息于湿地的动物、微生物及生活的无机环境组成的统一整体，
具有净化水质、调节气候等功能，体现生物多样性的间接价值。
（2）长江口滨海湿地的地理位置影响群落的物种组成和结构会有明显的水平和垂直的变化。互花米草作
为外来入侵物种，互花米草在与原生植物的竞争占据优势，导致原生植物的数量急剧减少，这影响鸟类的
种类和数量。
（3）水鸟可以捕食害虫，有利于植被生长，水鸟（多为肉食性）减少，害虫增多原有植被恢复效果不佳。
为验证此猜测，科研人员设想在长江口滨海湿地划出3 块相似样地，A 地不做处理，B 地阻止水鸟进入，C
地引诱更多水鸟；一段时间后观察植被的恢复情况。如果C 地植被恢复效果最好，A 地其次，B 地恢复效
果最差，则说明水鸟可以捕食害虫，有利于植被生长。
19．（2024·福建·三模）某天然湿地因游客和垂钓者众多，造成生物多样性下降，近年来水华现象也日趋
严重。某科研小组做了以下实验：
(1)科研小组研究了导致水华的一种主要硅藻（单细胞藻）在不同环境条件下的增长状况，实验结果如图1
所示。
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①据图1 分析，
浓度升高、水体pH 下降对该硅藻数量增长的作用分别是 和 （填“促进”
或“抑制”）。
②科研小组用图2 所示血细胞计数板计数（计数室体积为
），培养液稀释10 倍，检测四角上方格
（如图2 阴影所示）中的该藻类数量分别为12、16、14、18，估算培养液中该藻类种群密度约为
个/mL。
(2)为改善生态状况，科研小组在湿地局部区域尝试水体立体生态养殖，其中的部分能量流动过程如图3 所
示，图中字母表示能量值（单位：kJ）。
①流经该生态系统的总能量是 （用图中字母表示）。植食性鱼类用于生长、发育和繁殖的能量为
（用图中字母表示）。
②养殖中，不慎带入了一条杂食性鱼，一段时间后这条鱼增加XkJ 能量，假如这条鱼的食物有1/3 来自植
物，1/2 来自植食性鱼类，1/6 来自以植食性鱼类为食的小型肉食鱼类，则该杂食性条鱼生长过程中大约需
要消耗植物中的能量 kJ，若水域中不存在肉食鱼类，杂食性鱼类的食物有2/3 来自植物，1/3 来自植
食性鱼类，消耗植物色能量不变，则该条杂食性增加 kJ 能量。（能量传递效率按10%计算，不考虑
人工输入的能量）
(3)该湿地的水华现象是大量生活污水的进入使 等元素超标所致。科研小组在该湿地引入了鱼苗后，
藻类略微减少，后期又引种了本地一些挺水植物，藻类明显减少。请分析说明挺水植物导致藻类明显减少
的原因： 。
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【答案】(1) 促进 抑制 2.4×107
(2) a+m+n b-f 220X 4.5X
(3) N、P 挺水植物可以与藻类竞争阳光，也可以吸收水体中的N、P 等无机盐，且在竞争中处于
优势
【分析】流入某一营养级的能量（同化量）=呼吸作用散失的能量+用于生长发育、繁殖的能量（以有机物
形式储存起来）=呼吸作用散失的能量+（被同化）流向下一营养级的能量（最高营养级除外）+流向分解
者的能量+（未利用的能量）。生态系统中生产者和消费者之间由于食物关系会形成一定的营养结构。食
物链和（食物链交织而成的）食物网是由生产者和消费者之间存在食物关系形成的。相邻养级之间的能量
传递效率=（下一级同化的能量÷上一级同化的能量）×100%。
【详解】（1）从图中 看出，随CO2 浓度升高对该藻增长起促进作用，pH 下降对其增长的抑制作用。
根据图2 可知该血细胞计数板的规格为16×25，即血细胞计数板有16 个中方格、400 个小方格，对应的种
群密度（12+16+14+18）÷4×16×10×103=2.4×107 个/ml。
（2）流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能总量与有机物输入的能量之和，可用图中a+m+n
表示。植食性鱼类用于生长、发育和繁殖的能量等于同化的能量-呼吸作用消耗的能量，
植食性鱼类同化量=b，呼吸消耗为f，所以生长发育繁殖的能量=b-f。
根据题意可知，该只动物生长过程中，如果增加1KJ 的能量，则消耗植物的数量为：1×1/3÷10%
+1×1/2÷10%÷10%+1×1/6÷10%÷10%÷10%=220KJ，,所以增加XkJ 能量，消耗植物的能量为220X。
如果水域中不存在肉食鱼类，杂食性鱼类的食物有2/3 来自植物，1/3 来自植食性鱼类，则鱼类获得1kJ 的
能量，消耗植物为1/3÷10%÷10%+2/3÷10%=40KJ，所以植物中含有220XKJ 的能量，杂食性鱼类可以获得
220X÷40=5.5X，因此杂食性鱼类增加了5.5X-X=4.4XKJ 的能量。
（3）N、P 元素是植物生长必需的元素，若该湿地公园因大量生活污水的进入导致N、P 等元素超标，会
引起藻类大量繁殖引起水华。在引入了本地一些挺水植物和鱼苗后，藻类明显减少，这是因为挺水植物可
以与藻类竞争阳光，也可以吸收水体中的N、P 等无机盐，且在竞争中处于优势。
20．（2024·湖南长沙·一模）洋湖湿地公园内绿化覆盖率高达90%。汇集了水杉、菖蒲、芦苇等1300 多种
湿地植物，灰天鹅、白鹭等300 多种鸟类。成为生态保护与城市人居和谐统一的典范。
(1)若想调查此处白鹭的种群密度，应该使用 方法。该湿地不仅可以提供众多工农业生产原料，还能调
节气候、净化水质，这体现了生物多样性的 价值。
(2)若对湿地公园内土壤进行小动物丰富度的调查，取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的
结构。湿地公园周边大力推行生态农业，把农作物秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态
系统的能量流动角度分析，这样做的意义是 。
(3)某生物兴趣小组根据湿地公园内部分调查对象构建了食物网。
①湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感，当日照时间达到一定长度时才会开花，这说明
离不开信息的传递。在对受污染后的湿地进行修复时，专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行
合理布设，同时考虑节省投资和维护成本，该做法主要遵循了生态工程建设的 原理。
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②湿地生态系统中的结构包括 。该生态系统中植物同化的能量一部分用于植物自身呼吸作用以热能形
式散失，另一部分 。在分析食物网中“水生植物→草鱼→野鸭”这条食物链时，测得一年中流经野鸭
的能量为20 千焦，流经草鱼的能量为1000 千焦，有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。
你是否同意他的观点并陈述理由 。
【答案】(1) 标记重捕 间接
(2) 垂直 提高了能量的利用率
(3) 生物种群的繁衍 自生原理、整体 组成成分和营养结构 生长、发育和繁殖等生命活
动，储存在植物体的有机物中 不同意。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效率，不一定是两种
生物之间的，草鱼还有部分能量流入鹭，野鸡体内能量不仅仅来自草鱼，还有来自其他食物的部分（草鱼
天敌不唯一或野鸡能量来源不唯一），与营养级间的能量传递效率不矛盾
【分析】生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得
最大的生态经济整体效益，它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业。又是农业生产、加工、销
售综合起来，适应市场经济发展的现代农业，生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多祥性原理、
协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理，建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利
用，提高能量的利用率，减少环境污染。与种植单一作物的农田相比，该生态系统生物种类多，自我调节
能力强。
【详解】（1）白鹭属于动物，活动范围大，调查此处白鹭种群密度时可以使用标记重捕法；调节气候、
净化水质等对生态环境的作用体现了生物多样性的间接价值。
（2）取样深度不同，土壤中生物种类不同，这是在垂直方向上的分布，这体现了群落的垂直结构。把玉
米秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态系统的能量流动角度分析，该过程提高了能量的
利用率。
（3）①湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感，当日照时间达到一定长度时才会开花，利于
生物之间进行传粉，这说明生物种群的繁衍离不开信息的传递；结合题干“专家组选择了净化能力较强的
多种水生植物并进行合理布设该做法遵循了生态工程建设的自生原理，“同时考虑节省投资和维护成本”
该做法兼顾了经济、生态的发展，遵循了生态工程建设的整体原理。
②湿地生态系统中的结构包括组成成分和营养结构；植物同化的能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能
的形式散失了；另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。
在分析图2 中“水生植物→草鱼→野鸭”食物链时，测得一年中流经野鸭的能量为20 千焦，流经草鱼的能
量为1000 千焦，这可能符合能量流动10%～20%的传递效率。10%～20%指的是营养级之间的能量传递效
率，不一定是两种生物之间的，草鱼还有部分能量流入鹭，野鸡体内能量不仅仅来自草鱼，还有来自其他
食物的部分（草鱼天敌不唯一或野鸡能量来源不唯一），与营养级间的能量传递效率不矛盾。所以我不同
意该同学的观点。
21．（2024·全国·模拟预测）研究人员研究了某地区废弃农田在演替的过程中土壤有机碳含量的变化情况。
回答下列问题：
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(1)该地区环境气候适宜，降水充沛，可最终演替到 阶段，该群落演替类型是 。
(2)土壤中的有机碳来源包括 （答出两方面）和消费者的粪便。土壤中的有机碳会经 转化为CO2，
释放到大气中。
(3)研究人员检测了演替过程中土壤有机碳和物种丰富度的变化，结果如图1 所示。
由图1 可知，土壤中有机碳的含量与物种丰富度的关系是 。
(4)生态学中用功能丰富度表示群落中物种占据的生态位的相对多少。一个群落越复杂，物种丰富度越高，
导致其功能丰富度越大。在物种丰富度相同的两个群落（AB）中，A 中不同物种占据的生态位重叠很小，
B 中不同物种的生态位重叠很大，实际上A 的功能丰富度大于B。进一步研究发现，功能丰富度与土壤有
机碳含量呈正相关。
综合上述信息，在图2 中画出演替时间、物种丰富度和功能丰富度是如何共同影响土壤有机碳含量的
（实线表示正相关，虚线表示负相关）。
(5)研究认为，增加土壤有机碳含量有利于减少大气中温室气体CO2的含量。根据上述信息，提出一条增加
土壤有机碳的合理建议 。
【答案】(1) 森林/乔木 次生演替
(2) 生产者的遗体、消费者的遗体等 分解者的分解作用
(3)土壤中有机碳的含量与物种丰富度的关系呈负相关
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(4)
(5)在不增减物种丰富度的条件下，增加功能丰富度
【分析】由图1 可知，随着时间的延长，物种丰富度逐渐增加，土壤有机物的相对值逐渐降低。
由题意可知，物种丰富度越高，导致其功能丰富度越大，而随演替时间的推移，群落结构越复杂，物种丰
富度越高，功能丰富度与土壤有机碳含量呈正相关。
【详解】（1）该地区环境气候适宜，降水充沛，可最终演替到森林阶段，废弃农田上发生的演替类型属
于次生演替。
（2）土壤中的有机碳来源包括植物的枯枝落叶、动物的遗体残骸和消费者的粪便。土壤中的有机碳会经
分解者的分解作用转化为CO2，释放到大气中。
（3）据图1 可知，随着时间的延长，物种丰富度逐渐增加，土壤有机物的相对值逐渐降低，因此土壤中有
机碳的含量与物种丰富度的关系是负相关。
（4）由题意可知，物种丰富度越高，导致其功能丰富度越大，而随演替时间的推移，群落结构越复杂，
物种丰富度越高，功能丰富度与土壤有机碳含量呈正相关，但随物种丰富度的增加，土壤中分解者种类和
数量也越多，经分解作用消耗的有机物越多，故四者之间关系如下图所示：
（5）结合（4）中图示可知，在不增减物种丰富度的条件下（保证土壤有机物含量不减小），增加功能丰
富度，即可增加土壤有机碳。
22．（2024·江苏·模拟预测）根瘤菌可与豆科植物构成共生固氮关系，受多种基因调控，下图为调控过程
示意图。类菌体是根瘤菌进入宿主根部皮层细胞后，分化成的具有很强固氮活性的细胞，具有很厚的膜。
据此回答下列几个问题：
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(1)根瘤菌侵入植物根细胞后不能立即形成根瘤，其原因是： 。结瘤素在根瘤菌感染一周后在未感染
的植物根细胞中表达，其意义是： 。
(2)豆血红蛋白在氧分压高处吸收氧气，氧分压低处放出氧气，在宿主细胞内起运输氧气的作用。固氮酶对
氧气十分敏感，固氮时必须控制严格的厌氧环境。推测豆血红蛋白将O2从类菌体内的 运输到
(结构)从而很好地满足了固氮反应的需求。
(3)电子载体蛋白参与了电子传递链形成，将NADPH 中的电子传递给 (物质)。光合作用的光反应阶段
也需要电子传递链参与，将电子由H2O 传递给NADP+。光合电子传递链位于叶绿体 上，除电子载体
蛋白外还需要 参与构建。受根瘤菌感染的豆科植物叶面积扩大，有机物合成量增加，其原因是：
。
(4)直接将结瘤基因和固氮基因构建基因表达载体后导入非豆科植物(不含结瘤素基因)细胞中进行植物组织
培养无法获得固氮植株，试从固氮酶特性方面考虑其原因： 。请你设计一个可行的方案： 。
【答案】(1) Nod 蛋白需要类黄酮的激活才能促进根瘤形成 为根瘤形成提供足够多的结瘤素
(2) 固氮反应中心(固氮酶) 线粒体(内膜)
(3) 氮气/N2 类囊体薄膜 光合色素(叶绿素) 根瘤菌的固氮为植物提供氮肥促进其生长；
根瘤菌固氮需要消耗大量能量(有机物)
(4) 没有结瘤素基因无法形成类菌体和合成豆血红蛋白，无法创造厌氧环境 将结瘤素基因构建基
因表达载体导入非豆科植物使其能对根瘤菌的侵染做出正确的应答
【分析】根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料，根瘤菌则将空气中的N2 转变成含氮物
质供植物利用，根瘤菌与豆科植物是互利共生的关系。
【详解】（1）由图可知，形成根瘤过程中Nod 蛋白需要类黄酮的激活，因此根瘤菌侵入植物根细胞后不
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能立即形成根瘤。结瘤素基因在未感染的植物根细胞中表达可为根瘤形成提供足够多的结瘤素。
（2）在宿主细胞中，血红蛋白起运输氧气的作用，氧气在宿主细胞内线粒体内膜被使用，而固氮酶对氧
气十分敏感，固氮时需要严格控制严格的厌氧环境，因此豆血红蛋白将O2 从类菌体内的固氮酶运输到根
细胞的线粒体内膜，从而很好地满足了固氮反应的需求。
（3）结合有氧呼吸电子传递链过程可知，固氮反应中，电子载体蛋白将NADPH 中的电子传递给氮气。光
合作用中光反应过程存在光合电子传递链，光反应的场所为叶绿体类囊体薄膜，光反应除了电子载体蛋白
外还需要光合色素的参与。被根瘤菌感染后，根瘤菌的固氮为豆科植物提供氮肥促进其生长，同时根瘤菌
固氮需要消耗大量能量，从而使得受根瘤菌感染的豆科植物叶面积扩大，有机物合成量增加。
（4）固氮酶对氧气十分敏感，由于没有结瘤素基因无法形成类菌体和合成豆血红蛋白，无法创造厌氧环
境，因此直接将结瘤基因和固氮基因构建基因表达载体后导入非豆科植物细胞中进行植物组织培养无法获
得固氮植株，欲获得固氮植株，可将结瘤素基因构建基因表达载体导入非豆科植物使其能对根瘤菌的侵染
做出正确的应答。
23．（2024·江苏无锡·模拟预测）太湖属大型浅水湖泊，受风浪扰动底泥易再悬浮，使水生植物自然恢复
困难。为修复太湖退化湿地，研究人员开展多层生态围隔系统修复及植被恢复设施研究，解决了水生植物
恢复的难题，有效提升了太湖湿地生态系统的功能。请回答问题：
(1)湿地具有蓄洪抗旱、调节区域气候、 等功能，还能为人类提供休闲娱乐的环境，这体现了生物多
样性的 价值。城市生活污染物排放导致水体富营养化，而湿地水生植物根系可有效改善水质，其原
因有 。
(2)风浪扰动引起底泥悬浮导致水生植物难以自然恢复的原因是 。
(3)研究人员采用的多层生态围隔与湿地植物立体群落修复设施相结合的方法能实现在短期内对水生植被进
行恢复，其原因在于 。
(4)为研究链、鳍放流对无锡三国城水域浮游植物群落的影响，研究人员向围栏内投放鲢、鳙鱼苗，在8~11
月份每月15 日左右采样测定围栏内外浮游植物优势种属的优势度（如下表）以及浮游植物的密度和生物量
（如下图）。
藻类类别
种属
围栏内
围栏外
蓝藻门
微囊藻属
0.76
0.77
假鱼腥藻
属
0.03
0.06
卷曲鱼腥
藻
0.02
0.02
细小平裂
藻
0.03
0.02
旋折平裂
0.03
0.02
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藻
硅藻门
梅尼小环
藻
0.02
-
谷皮菱形
藻
-
0.03
隐藻门
啮蚀隐藻
-
0.02
尖尾蓝隐
藻
0.02
0.02
①夏秋季节，三国城水域浮游植物的优势种属是 ，其是鲢、鳙主要的食物来源。
②据图分析，投放鲢、鳙后，8～10 月份浮游植物密度和生物量的变化是 ；11 月份围栏内浮游植物密
度上升幅度大于围栏外，可能的原因是 。
③底栖动物的丰富度与水质改善密切相关。下列关于太湖生态治理的叙述正确的有 （填字母）。
a、太湖的物种组成会随季节的变化而发生改变
b、太湖治理中增加底栖动物的丰富度，有利于水质提高
c、太湖水域底栖动物种群密度的调查可用标记重捕法
d、水生植物的修复为植食性鱼提供了良好的产卵和孵化环境
【答案】(1) 净化水质、为动植物提供栖息地 间接和直接 湿地水生植物根系可以吸收水中
的无机盐，从而净化水质
(2)底泥悬浮会导致水体透明度下降，水生植物所能获得的光减少，不利于光合作用
(3)多层生态围隔可以减少风浪扰动，同时湿地植物立体群落可以提高水生植物对光照等资源的利用率
(4) 微囊藻属 均减少 鲢、鳙鱼主要摄食蓝藻，减少了蓝藻与硅藻、隐藻的竞争，进而促进
了硅藻和隐藻的生长，所以总体上可能导致围栏内浮游植物密度上升幅度大于围栏外 abd
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【分析】生物多样性的直接价值是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、
科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
【详解】（1）湿地具有蓄洪防旱、调节区域气候、自然净化污水、为动植物提供栖息地等功能，体现了
生物多样性的间接价值；湿地还能为人类提供休闲娱乐的环境，这体现了生物多样性的直接价值。水体富
营养化是因为水体中氮磷比例高，而湿地水生植物根系可以吸收水中的无机盐，从而净化水质。
（2）风浪扰动引起底泥悬浮，底泥悬浮会导致水体的透光率下降，水生植物所能获得的光减少，不利于
光合作用，导致水生植物难以自然恢复。
（3）结合（2），多层生态围隔可以减少风浪扰动，从而提高水生植物的光合作用。另外水生植物立体群
落可以提高水生植物对光照等资源的利用率，进一步提高光合作用速率，有利于水生植物植被恢复。
（4）①根据表格，蓝藻门的微囊藻属优势度最高，属于优势种属。
②据图分析，投放鲢、鳙后，8～10 月份浮游植物密度和生物量的变化是均一直降低。从题中信息可得，
鲢、鳙主要的食物来源是蓝藻门的微囊藻，而蓝藻门的微囊藻与硅藻门、隐藻门的水生植物是种间竞争关
系，11 月份，可能鲢、鳙更多的捕食微囊藻，导致硅藻门、隐藻门植物大量繁殖，总体上导致围栏内浮游
植物密度上升幅度大于围栏外。
③a、太湖的不同的物种适应不同的季节，其物种组成会随季节的变化而发生改变，a 正确；
b、太湖治理中增加底栖动物的丰富度，如螺、蚌，可以利用水中的有机物，有助于水质提高，b 正确；
c、太湖水域底栖动物，活动范围小，活动能力弱，应该用样方法调查其种群密度，c 错误；
d、水生植物的修复后，植食性鱼有更多隐蔽的环境进行产卵和孵化，d 正确。
故选abd。
24．（23-24 高三上·内蒙古赤峰·阶段练习）松花湖是1937 年拦截松花江水，建设丰满水电站形成的人工
湖，是吉林省的最大湖泊。如图1 为松花湖部分生物形成的食物网，据图回答下列问题：
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(1)松花湖及周边区域可称为一个生态系统，生态系统的组成成分除图1 中所示之外，还有 ，该生态系
统的基石是 。秋季松花湖层林尽染，处处彩色斑斓，给人以美的享受，此外松花湖还能涵养水源、净
化水质等，这体现了生物多样性的 价值。
(2)生态学家对该湖泊乌鳢种群年龄结构进行了调查，图2 中的“*”表示调查结果，据调查结果可判断该乌
鳢种群的年龄结构类型为 。
(3)乌鳢和鲶等大型肉食鱼类在捕食鲢、鲤等时，遵循“收割理论”，即捕食者往往捕食个体数量多的物种，
此现象有利于增加物种多样性的原因是 。
【答案】(1) 分解者和非生物的物质和能量 浮游植物和水生植物等生产者 直接和间接
(2)衰退型
(3)捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样可避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，
为其他生物的生存腾出空间
【分析】1、图1 中浮游植物和水生植物为生产者，其它生物为消费者。
2、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、
科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功
能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
【详解】（1）生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，食物网简图中有
生产者和消费者，缺少非生物的物质和能量、分解者。该生态系统的基石是浮游植物和水生植物等生产者。
秋季的松花湖山林层林尽染，给人以美的享受，体现的是生物多样性的直接价值；松花湖还能涵养水源、
净化水质等，这体现了生物多样性的间接价值。
（2）看图可知生殖前年龄占百分之40 左右，生殖中年龄占百分之30 左右，生殖后年龄占百分之70 左右，
可判断种群中幼体个体较少，而老年个体较多，这样的种群的年龄结构属于衰退型。
（3）乌鳢和鲶等大型肉食鱼类的存在有利于增加松花湖群落的物种多样性，根据“收割理论”可知，捕
食者往往捕食个体数量多的物种，这样可避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其
他生物的生存腾出空间。
25．（2023·天津·模拟预测）森林及其产品的固碳功能对减缓气候变化具有重要作用，木质林产品
（HWP）是缓解温室效应的重要碳库。图1 为HWP 在森林阶段的部分碳循环示意图；图2 中的曲线a 表
示40 年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量，曲线b 表示40 年间环境中二氧化碳的实际增加相
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对量。请回答下列问题：
(1)森林生态系统中的碳元素主要以 的形式储存在植物体内成为森林碳库。当遭遇人为干扰或自然
干扰后，原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中，其回归途径除了图1 中的途径外，还有 。
(2)图2 中a、b 两条曲线的差值可能是 。
(3)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴，减少污染过程中的重要力量，如图所
示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中一段时间内农作物和鸡的部分能量值（单
位：104kJ）。
项目
净同化量（同化量-呼吸消耗量）
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作
物
110
75
21
58
鸡
7
10
1
3
请根据图和表格分析，该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为 ，第一营养级到第二营养
级的能量传递效率约为 。（保留小数点后一位）
【答案】(1) 有机物（含碳有机物） 微生物（分解者）的分解作用
(2)生产者的光合作用消耗的二氧化碳的量
(3) 1.7×105KJ 16.8%
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【分析】1、动物的同化量等于摄入量减去粪便量，各营养级的同化量去向包括呼吸作用的消耗，用于自
身生长、发育和繁殖的能量，用于自身生长、发育和繁殖的能量包括流向下一营养级的能量（最高营养级
除外）、流向分解者的能量和暂时未被利用的能量。
2、能量传递效率的计算公式是：某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%。
【详解】（1）森林生态系统中的碳元素主要以二氧化碳的形式存在，通过生产者的光合作用，将二氧化
碳合成有机物，即森林生态系统中的碳元素主要以（含碳）有机物的形式储存在植物体内成为森林碳库。
当遭遇人为干扰或自然干扰后，原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中，其回归途径除了图1 中的途
径外（植物呼吸、燃烧等），还有微生物（分解者）的分解作用。
（2）图2 中的曲线a 表示40 年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量，曲线b 表示40 年间环境中
二氧化碳的实际增加相对量，图2 中a、b 两条曲线变化趋势出现差异的主要原因可能是不同时间生产者的
光合作用消耗的二氧化碳的量不同。
（3）据表分析：农作物流入下一营养级的能量为（110-21-58）×104=31×104 kJ，鸡的同化量为（10+7）
×104=17×104 kJ，所以农作物流向人的能量为31×104 -17×104 =14×104 kJ，鸡流入人的能量为（7-1-3）
×104=3×104 kJ，故该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为14×104+3×104=1.7×105KJ；该生态系统
中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为31×104÷[（110+75）×104]×100%≈16.8%。
26．（23-24 高三下·江苏镇江·开学考试）星云湖为云南九大高原湖泊之一，属于富营养化湖泊，其水华发
生的发展变化很快。科研团队采用国产卫星高分一号，实现高时间频率和空间上连续的监测湖泊藻类动态
变化。请回答下列问题。
(1)星云湖水域因富含 等元素的污染物流入，导致 等微生物大量繁殖，形成水华，影响水质和水生动
物的生活。
(2)通过卫星高分一号以归一化植被指数法（NDVI）对星云湖藻类水华区域特征信息进行分析。归一化植
被指数法公式为NDVI=（PNIR-PR）（PNIR+PR），PNIR是近红外波段的反射率，PR 是红光波段的反射率。藻
类中的叶绿素能反射更多的近红外光和绿光，吸收更多的 。因此，NDVI 值在一定范围内数值越 ，
说明藻细胞数量越多。
(3)下图1 为2017 年2 月至2018 年6 月间水华面积变化的卫星数据，据图分析，该时间段内水华的爆发特
点为 。图2 为水华覆盖区域内NDVI 值、污染指数、营养指数的相关数据。结合图1 分析，水华面积与
NDVI 值、污染指数、营养指数之间的相关性为 。
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(4)该湖泊水华的频繁发生与该生态系统的 稳定性下降有关。为提高该生态系统的稳定性，一方面要增
加其组分和 复杂程度；另一方面，要控制对该生态系统的干扰强度不超过该生态系统的 ；同时，还
可科学的施行对环境轻污染的、有效的 防治。
【答案】(1) N、P 蓝细菌和绿藻
(2) 红光和蓝紫光 大
(3) 集中爆发迅速消退然后又再次爆发 水华面积与NDVI 值、污染指数有显著的正相关：与营养
指数正相关性较小
(4) 抵抗力 食物链和食物网（营养结构） 自我调节的能力 生物
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【分析】水体富营养化主要是由以下原因造成的：工业废水和生活污水的排放。工业废水和生活污水中含
有大量的氮、磷等营养物质，这些物质通过地表径流或下渗进入水体，导致水体中营养物质过量。
【详解】（1）水体富营养化指的是水体中的N、P 等元素的污染物流入，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形
成水华。
（2）叶绿素能反射更多的近红外光和绿光，主要吸收太阳光中的红光和蓝紫光，而对绿光的吸收较少。
NDVI=（PNIR-PR）（PNIR+PR），PNIR 是近红外波段的反射率，PR 是红光波段的反射率，NDVI 值在
一定范围内数值越大，说明藻细胞数量越多，叶绿素越多，PNIR 数值越大。
（3）分析图1 可知，为2017 年2 月至2018 年6 月间水华集中爆发迅速消退然后又再次爆发。分析图1 和
图2，水华面积与NDVI 值、污染指数有显著的正相关：与营养指数正相关性较小。
（4）该湖泊水华的频繁发生，使得该生态系统的稳定性受到了破坏，说明生态系统的抵抗力稳定性下降。
态系统的稳定性和生态系统的组成成分和食物链和食物网有关，为提高该生态系统的稳定性一方面要增加
其组分和食物链和食物网（营养结构）的复杂程度；另一方面，要控制对该生态系统的干扰强度不超过该
生态系统的自我调节能力。同时，还可科学的施行对环境轻污染的、有效的生物防治。
27．（2024 高三·全国·专题练习）蚜虫的适应策略：蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精
卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜；秋季蚜虫迁飞回产
卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物，体内还有布氏菌等多种微生物，这些生
物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之
间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P 蛋白从结晶态变为非
结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时，将口器刺入植物组织，寻找到筛管，持续吸食筛
管汁液，但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明，筛管P 蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，
Ca2+浓度提高后P 蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P 蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食，其体内的布氏菌
从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨
基酸形式存在，但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸
组氨
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
苯丙氨酸
苏氨
色氨酸
缬氨酸
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酸
酸
植物提供
＋
－
－
－
－
－
\
－
布氏菌合成
－
＋
＋
＋
＋
＋
\
＋
注：“-”代表低于蚜虫需求的量，“＋”代表高于蚜虫需求的量，“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分，为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力，在生态系统中扮演着独特的角色。
(1)蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了 。从生态系统功能角度分析，图中实线单箭头代表了 的方
向。
(2)蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，而在蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物
中获取的氨基酸 。
(3)蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞，可能是因为蚜虫唾液中有 的物质。
(4)从文中可知，蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是 。
(5)从物质与能量以及进化与适应的角度，分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义
。
【答案】(1) 群落 能量流动
(2)相互补充
(3)抑制Ca2+对P 蛋白作用
(4)通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分
(5)蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借
助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料
【分析】1、群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2、由图可知，虚线表示群落的种间关系，实线表示能量流动的方向。
3、由表可知，蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
【详解】（1）蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了群落。由图可知，实线单箭头从植物指向蚜虫，从
蚜虫指向瓢虫或草蛉，代表了能量流动的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，布氏菌与植物为蚜虫提供蚜虫自身不能合成的氨基酸，蚜
虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
（3）由题可知，筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P 蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻
止营养物质外泄。实验表明，筛管P 蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P 蛋白溶解，加
入蚜虫唾液后P 蛋白重新结晶，可推测唾液中有抑制Ca2+对P 蛋白作用的物质，使蚜虫能够持续吸食植物
筛管汁液，而不引起筛孔堵塞。
（4）由题可知，筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少，蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出
大量蜜露，蜜露以糖为主要成分。可推测蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是通过吸食大量
的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分。
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（5）春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼
蚜，秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，以
降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供
原材料。
28．（23-24 高三下·湖南长沙·阶段练习）珊瑚礁是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一，被称为“海
洋中的热带雨林”，有极高的初级生产力，长期以来都是备受关注的生态关键区，但珊瑚礁也是敏感脆弱
的海洋生态系统，是全球气候变化最敏感的环境指示物之一，科学保护、修复珊瑚礁是目前亟需落实的重
要议题，请结合以下研究回答下列问题：
(1)珊瑚虫体内含有能进行光合作用的虫黄藻，虫黄藻为珊瑚虫提供葡萄糖、甘油和氨基酸，珊瑚虫将其通
过细胞呼吸产生的 提供给虫黄藻。
(2)除了从共生的虫黄藻获取营养和能量外，珊瑚虫在有些情况下也会捕食海水中的浮游生物，此时珊瑚共
生体在生态系统的组成成分中属于 （填“生产者”或“消费者”或“生产者和消费者”）。
(3)不同含碳物质的碳元素中同位素
13C 含量不同，
13C 值是追踪生物食源的常用指标。下图1 表示珊瑚虫食
源相关物质的
13C 的来源及
13C 含量相对值。（虫黄藻和珊瑚虫的
13C 值分别用
13CZ和
13CH表示）
珊瑚虫的
13C 含量会因其营养来源发生变化，珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量比例越小，
13CH值就
。
(4)分别从珊瑚礁区1 和礁区2 随机采集珊瑚，检测虫黄藻密度、
13CZ值和
13CH值，结果如图2、图3 所示
（△
13C 值=13CH值-13CZ值）。
①由图3 结果可知，礁区1 的珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量比例很小，作出判断的依据是 。
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②已知虫黄藻光合作用强度越高，
13CZ值越大，请结合图1 图2 和图3 解释珊瑚共生体在不同环境下的生存
策略： 。
【答案】(1)二氧化碳
(2)生产者和消费者
(3)越大
(4) 礁区1 的△13C 值接近于0 在共生的虫黄藻光合作用较强、密度较高的水体，珊瑚共生体以
虫黄藻光合作用为主要能量来源（自养为主）；在共生的虫黄藻光合作用较弱、密度较低的水体，珊瑚共
生体通过提高摄取浮游生物的比例补充能量供给（增加异养比例）。
【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）生物通过细胞呼吸可产生CO2，所以珊瑚虫将其通过细胞呼吸产生的CO2 提供给虫黄藻。
（2）虫黄藻通过光合作用产生有机物，珊瑚虫在有些情况下也会捕食海水中的浮游生物，所以珊瑚共生
体在生态系统的组成中属于生产者和消费者。
（3）珊瑚虫从虫黄藻获得物质和能量时13C 含量相对高, 而从海水中浮游生物获得物质和能量时13C 含量
相对低, 因此从海水中浮游生物获取的能量比例越小时13C 值就 越大。
（4）①由图3 结果可知，礁区1 的△13C 值接近于0，所以礁区1 的珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量
比例很小。
②释珊瑚共生体在不同环境下的生存策略是在共生的虫黄藻光合作用较强、密度较高的水体，珊瑚共生体
以虫黄藻光合作用为主要能量来源（自养为主）；在共生的虫黄藻光合作用较弱、密度较低的水体，珊瑚
共生体通过提高摄取浮游生物的比例补充能量供给（增加异养比例）。
29．（23-24 高三下·湖北荆州·阶段练习）类菌体是根瘤菌侵入宿主根部皮层细胞后，分化成的具有很强固
氮活性的细胞。根瘤菌与豆科植物构成共生固氮关系，根瘤的形成及固氮过程受多种基因调控（参见下
图）。
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试回答下列问题：
(1)根瘤菌在生态系统组成成分中属于 。电子载体蛋白参与电子传递链的电子传递，将NADPH 中的电
子传递给 （物质）。
(2)固氮酶对氧气十分敏感，固氮时必须是严格的厌氧环境。豆血红蛋白能在氧分压高处吸收氧气，氧分压
低处释放出氧气。推测豆血红蛋白能将O2从类菌体内的 运输到 （结构）以保证固氮反应的要求。
(3)被根瘤菌感染的豆科植物叶面积扩大，有机物合成量增加，原因是 。
(4)被根瘤菌感染一周后在未感染的根细胞中结瘤素基因也开始表达，其意义是 。
【答案】(1) 消费者 氮气（N2）
(2) 固氮反应中心（或固氮酶） 线粒体（内膜）
(3)根瘤菌固氮为植物提供氮肥促进其生长；根瘤菌固氮需要消耗大量能量（有机物）
(4)形成更多的根瘤（或类菌体）
【分析】根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料，根瘤菌则将空气中的N2 转变成含氮物
质供植物利用，根瘤菌与豆科植物是互利共生的关系。
【详解】（1）根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料，属于消费者，据图可知，电子载
体蛋白参与电子传递链的电子传递，电子载体蛋白将NADPH 中的电子传递给氮气。
（2）在宿主细胞中，血红蛋白起运输氧气的作用，氧气在宿主细胞内线粒体内膜被使用，而固氮酶对氧
气十分敏感，固氮时需要严格控制严格的厌氧环境，因此豆血红蛋白将O2 从类菌体内的固氮酶运输到根
细胞的线粒体内膜，从而很好地满足了固氮反应的需求。
（3）被根瘤菌感染后，根瘤菌的固氮为豆科植物提供氮肥促进其生长，同时根瘤菌固氮需要消耗大量能
量，从而使得受根瘤菌感染的豆科植物叶面积扩大，有机物合成量增加。
（4）结瘤素基因在未感染的植物根细胞中表达可为根瘤形成提供足够多的结瘤素，从而形成更多的根瘤。
【点睛】本题主要考查学生提取信息和处理信息的能力，依据所给示意图做出相应解答，对学生各方面能
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力的要求较高。
30．（23-24 高三下·浙江·阶段练习）为探究外来物种入侵的原因，研究者在加拿大一枝黄花（SC）入侵地
以其入侵不同阶段的植物群落为研究对象，对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析，如
下表所示，请回答下列问题。
表：不同入侵梯度样地中常见本土植物的生态位宽度
本土植物物
种
SC 入侵梯度（株数/m2）
0
5~7
11~13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②禺毛茛
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④蛇含委陵
菜
0.3875
0.4727
0.4869
0.5878
⑤细柄草
0.6979
0.6864
0.7885
0.8715
⑥白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
⑦雀稗
0.8876
0.4648
0.2810
0.1993
(1)区别不同群落的重要特征是 ，可用丰富度反映其数量。要研究某物种在群落中的生态位，
通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
(2)由表中数据可得，随SC 入侵密度逐渐增加， （填表中序号）的生态位宽度明显减少，这
说明 。
(3)研究者测量了上述几种植物体内氮元素的含量，发现SC 体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的
植物，据此可初步推测SC 能成功入侵的原因是 。为进一步验证该推测，科研人员探究了氮
元素（用铵态氮处理，单位：mmol·L-1）对SC 地下部分和地上部分生物量的影响，部分结果如下图（对照
组用10mmol·L-1铵态氮处理）所示。
实验结果表明，SC 能成功入侵的机制是： ，从而提高自身的环境适应能力。
(4)相关部门接收到SC 的举报信息后，一般采取的措施为在其种子成熟前连根拔出，分析其原因为
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。
(5)下表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况（单位：107kJ·a-1）。
种
群
同化的总能
量
用于生长、发育和繁殖
的能量
呼吸消
耗
传递给分解
者
传递给下一营
养级
未被利用的能
量
草
69.5
7.0
19.0
45.5
鼠
19.0
9.0
1.0
4.5
鹰
3.5
1.0
2.5
微量不计
无
据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量是 107kJ·a-1。能量从草到鼠的传递效率为
%（小数点后保留一位），植物的“气味”提供可采食的信息属于 信息，说明了信息传递
在生态系统中的作用是 。
【答案】(1) 物种组成 种间关系
(2) ①⑥⑦ 入侵种与①⑥⑦生态位重叠度大，种间竞争激烈
(3) SC 的根系发达，氮元素的积累能力强 在低氮环境中，促进地下部分生长扩大吸收氮的面积，
在高氮环境中，促进地上部分生长来增加光合面积
(4)有效减少种子传播，避免其无性繁殖。
(5) 71.5 13.5 化学 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定或能影响群落演替
【分析】1、群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，其研究内容包括群落的边界和范
围、群落的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
2、生态位是指物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的
关系等，研究植物的生态位，需要研究的方面有它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度以及它
与其他物种的关系等；各种生物都占据着相对稳定的生态位，有利于不同生物充分利用环境资源。
【详解】（1）物种组成是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素；生态位是指物种
在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及种间关系等。
（2）根据表格数据可知，随着SC 入侵梯度增加，①⑥⑦数量逐渐减少，说明其生态位宽度明显减少，说
明①⑥⑦与SC 的生态位有较大重叠，SC 与它们之间的种间竞争强烈。
（3）植物体通过根系吸收氮素，根据题意SC 体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的植物，可能是
SC（的根系发达）氮元素的积累能力强，使其在竞争中占有优势，使其数量增加，生态位扩大。据图可知，
在低氮条件下，地下生物量大于对照组，说明可促进地下部分的生长来扩大其吸收氮的面积；在高氮条件
下，地上生物量增加，推测其通过促进地上部分来增加光照面积，从而提高自身的环境适应能力。
（4）加拿大一枝黄花（SC）根状茎发达，传播速度快，与周围植物争夺阳光和肥料，对生物多样性造成
严重威胁。因此为清除该植物，可在种子成熟前，连根拔除，有效减少种子传播；通过根（无性繁殖器
官）拔除后，可避免其无性繁殖。
（5）据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量为（ 7.0+19.0+45.5）×107=71.5×107kJa-1；能量从草到
鼠的传递效率为：鼠同化的总能量÷草同化的总能量=（19.0×107）÷（ 7.0+19.0+45.5
69.5）×107
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×100%=13.5%。“气味”提供可采食的信息属于化学信息，明了信息传递在生态系统中的作用是调节生物
的种间关系，以维持生态系统的稳定或能影响群落演替。
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