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专题二十二生态系统的结构、功能与稳定性高考生物(北京市选考专用)A组自主命题·北京卷题组(2009北京理综,30,16分)为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用,美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷(编号1、2),两个山谷各有一条小溪。1965年冬,研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量,发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含量变化如图所示。五年高考请回答问题:(1)大气中的N2进入该森林群落的两种途径有。在森林群落中,能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是。(2)氮元素以N2、N 和的形式被生物吸收,进入细胞后主要用于合成两类生物大分子。3O(3)图中显示,1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化,其原因是不同季节生物。(4)1966年5月后,2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高,主要的两个原因是。(5)硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中,硝酸盐可转变成亚硝酸盐。N 能使DNA中C—G碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后,在该位点上产生的碱基对新类型是、。(6)氮元素从森林群落输出的两种途径是。(7)该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是。2O答案(1)生物固氮、闪电固氮植物和微生物(2)N 蛋白质、核酸(3)对硝酸盐的利用量不同(4)①丧失了植被对硝酸盐的吸收;②动植物遗体分解后,产生的硝酸盐进入小溪(5)T—AU—A(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变成N2返回大气、雨水的冲刷(7)涵养水源、同化无机环境中的氮元素4H解析生态系统中氮的循环包括氮的固定(即N2转变成氨的过程)、硝化作用(即氨转化成亚硝酸盐、硝酸盐的过程)、无机氮到有机氮(氨及亚硝酸盐、硝酸盐进入植物或微生物体内转化成氨基酸、核苷酸等有机氮的过程)、有机氮到有机氮(植物及微生物体内的有机氮被动物吸收利用的过程)、有机氮到无机氮(动植物及微生物体内的有机氮被分解成无机氮的过程)及反硝化作用(硝酸盐中的氮被还原为N2的过程)。(1)大气中的N2进入到自然(无人居住)森林群落的途径主要是生物固氮和闪电固氮两条途径;森林群落中能够吸收无机氮的生物主要是植物和微生物。(2)氮元素被生物吸收的形式包括氮气(固氮生物特有)、N 和N 等,植物主要吸收后两种形式的氮元素。尽管氮元素在进入生物体后,可以用于合成蛋白质、核酸、氨基酸、核苷酸、ATP、ADP等含氮化合物,但这些化合物中只有蛋白质和核酸是生物大分子。(3)因不同季节生物对硝酸盐的利用量不同(如12月~3月植物对硝酸盐的吸收减少),故1号山谷中硝酸盐含量出现季节性变化。(4)1966年5月后,2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高,一是由于2号山谷中的树木被砍倒,对硝酸盐的利用量显著降低;二是在微生物的频繁活动下,动植物遗体中的有机氮被大量分解产生硝酸盐并进入溪水。(5)当DNA中的碱基对“C—G”变成“U—G”,在第一次复制后,会出现“U—A”的新类型,在第二次复制时,会在3O4H“U—A”的基础上,出现“A—T”和“U—A”。(6)森林群落中的氮元素输出的两条主要途径:一是硝酸盐经过反硝化作用形成N2进入大气,二是硝酸盐及氨等含氮化合物被雨水冲刷而输出。(7)在上述研究中:2号山谷小溪水的硝酸盐含量显著高于1号山谷小溪水,可知森林群落具有同化无机环境中的氮元素的作用;由2号山谷小溪的出水量比树木砍倒前升高近40%可知,森林群落具有涵养水源的作用。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点1生态系统的结构1.(2019课标全国Ⅱ,6,6分)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是 ()A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形C.前者为金字塔形,后者为金字塔形D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形答案A本题以生态系统的结构与功能相关知识为载体,考查考生获取信息的能力;题目通过对比不同生态系统数量金字塔,体现了对科学思维素养中的分析与判断要素的考查。夏季草原生态系统中,第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量,其数量金字塔为金字塔形,而森林生态系统中,第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔木的数量,其数量金字塔为倒金字塔形,故A正确,B、C、D错误。2.(2015天津理综,1,6分)下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析,下列叙述正确的是 () A.甲是生物进化的基本单位B.乙数量达到环境容纳量后不再发生波动C.丙是由生产者和消费者构成的D.丁多样性的形成受无机环境影响答案D由图可知:甲为个体,乙为种群,丙为群落,丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群,A错误;种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动,B错误;群落包括生产者、消费者和分解者,C错误;生态系统的多样性受无机环境的影响,D正确。解后反思本题主要考查种群、群落、生态系统的概念及内涵等相关知识。复习备考中掌握好概念之间的包含关系是关键。3.(2015海南单科,23,2分)俗话说:“大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾,小虾吃泥巴”。某同学据此设计了一个水池生态系统。下列属于该生态系统第一营养级的是 ()A.小鱼吃的小虾B.吃小鱼的大鱼C.泥巴中的藻类D.泥巴中的大肠杆菌答案C本题主要考查生态系统的营养结构中营养级判断等知识。属于生态系统第一营养级的是生产者,藻类可以进行光合作用,属于生产者,C正确;小虾和大鱼都属于消费者,大肠杆菌属于分解者,A、B、D错误。4.(2019江苏单科,26,8分)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题: 图1(1)生态系统最基本的生物成分是。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中,杂食性鸟分别处于第营养级。(2)从图1所示的营养关系分析,属于分解者的有。有机碎屑被彻底分解产生的(至少写出两类)等供生态系统循环利用。(3)由于乔木的遮挡程度不同,使不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异,地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有结构。(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有(填序号)。①空间分布②迁入率③互利共生④物种丰富度⑤种群密度(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在(填图2中字母)中,乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为(用图2中字母和计算符号表示)。 图2答案(8分)(1)生产者二、三、四(2)大型真菌、跳虫无机盐、CO2、H2O(3)水平(4)①②⑤(5)ca-b解析本题借助生态系统的结构和功能、群落结构、种群特征等知识,考查考生运用所学知识分析试题情境,从中获取相关信息、解决问题的能力;题图和问题设置,体现了对生命观念中物质与能量观、进化与适应观以及科学思维中归纳与概括、模型与建模等素养的考查。(1)生态系统最基本的生物成分是生产者。分析题图1可知,在乔木→杂食性鸟中,杂食性鸟处于第二营养级;在草本植物→蝗虫→杂食性鸟中,杂食性鸟处于第三营养级;在草本植物→蝗虫→蜘蛛→杂食性鸟中,杂食性鸟处于第四营养级。(2)根据分解者的功能分析,能分解有机碎屑的生物应为分解者,即图1中大型真菌和跳虫属于分解者。有机碎屑被彻底分解,可产生CO2、无机盐、H2O等供生态系统循环利用。能量不能循环利用。(3)根据本小题中的信息“导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异”分析,可判断这种分布差异体现了群落具有水平结构。(4)种群的基本特征有种群密度、年龄组成和性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率等数量特征及空间特征,据此判断①为种群的空间特征,②⑤为种群的数量特征,③为种间关系,④属于群落特征,由此可确定①②⑤符合题意。(5)根据题中的信息分析,乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级流向分解者的能量,即c中的能量。乙用于生长、发育及繁殖的能量为其同化量(a)减去呼吸作用消耗(b)后剩余的能量,可表示为a-b。易错警示某一营养级的能量去路自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能、流入下一营养级及被分解者分解。5.(2017江苏单科,26,8分)某地因采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态系统食物网的一部分,请回答下列问题: (1)该公园生物群落的变化属于演替。(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有。(3)在黑斑蛙的繁殖季节,雄蛙通过叫声这种信息求偶;雌蛙通常在近岸水深10~30cm的草丛间产卵,可采用法了解该蛙卵块的密度。(4)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的是。(5)图中既含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级,请写出该营养级中2类不同纲的生物:。答案(1)次生(2)捕食和竞争(3)物理等距取样(4)浮游生物类(5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)解析本题考查群落演替、生态系统中食物网等的相关知识。(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,甚至还保留了植物和种子或其他繁殖体的地方发生的演替,该公园生物群落变化属于次生演替。(2)由于昆虫和杂食性鱼类都捕食水草,又存在捕食关系,故它们的种间关系有捕食和竞争。(3)声音属物理信息,因为雌蛙通常在近岸水深10~30cm的草丛间产卵,所以可采用等距取样法调查其卵块的密度。(4)水草腐烂后,一些浮游生物会对其进行分解而最先快速增殖。(5)蛙类可被蛇类和肉食性鱼类、鼠类等生物捕食,同时猛禽又可捕食肉食性鱼类、蛇类和鼠类等生物。易错警示雌蛙通常在近岸水深10~30cm的草丛间产卵,可看出在岸边最好用等距取样法调查卵块密度;水草腐烂后,最先快速增殖的生物应是水中属于分解者的一些浮游生物。6.(2015海南单科,28,9分)回答下列关于红树林生态系统的问题:(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析,这种作用所具有的价值属于(填“间接”或“潜在”)价值。(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体,B、C、D、E和F表示生物成分,箭头表示碳流动的方向。 图中A表示,生物成分E表示,生物成分F表示,表示初级消费者。答案(1)间接(1分)(2)CO2生产者分解者C(每空2分,共8分)解析本题主要考查生物的多样性、物质循环等知识。(1)红树林对生态系统起到重要调节功能,属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2(无机环境),分析图示可知:A表示CO2,E表示生产者,F表示分解者,C表示初级消费者。考点2生态系统的功能1.(2019天津理综,5,6分)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是 ()A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施答案C本题通过植物的抗虫反应,考查考生获取信息、解决问题的能力以及作出合理判断的能力,体现了对科学思维素养的考查。植物体遭受虫害后可产生吸引昆虫天敌的挥发性物质,体现了信息传递可以调节生物的种间关系,A正确;由题意可知,多数植物被昆虫蚕食后可启动抗