高中生物全球性生态环境问题综合题

我国环境形势的基本状况是：从总体上看，我国生态环境恶化的趋势初步得到遏制，部分地区有所改善，但目前我国环境形势依然严峻，不容乐观。
（1）“牵着你的手，却看不见你”不是美丽中国，“厚德载雾，自强不吸”不是全面小康。
①导致大范围雾霾天气形成的人为因素很多，如大量____________燃烧后排除的废气和粉尘；汽车尾气的排放；建筑工地的扬尘等。
②世界卫生组织（WHO）颁布的空气质量准则认为，如长期暴露在超过空气质量准则值PM2.5——即每立方米微粒超过10微克的空气中，人类总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌死亡率都会增加，这将可能直接导致____________下降。
（2）沼气是清洁能源之一，其主要成分是甲烷(CH₄）。使用粪便、秸秆、杂草等作为生产沼气的原料，优点是___________________________________________（从能量流动方面考虑两点）。
（3）下图为某农田生态系统以及对秸秆进行进一步利用的示意图：

①写出图中的营养结构：_____________________，其中与蛇不构成捕食关系的生物是_____________。
②从理论上说，1000kg的水稻最少可使蛇增重_______。
（4）保护环境，人人有责。保护中国生物多样性从日常生活小事做起，如少用或不用一次性物品、植树造林、不乱砍滥伐等，坚持走____________道路，反对盲目地、掠夺式地开发利用。

为研究无机盐输入对湖水中藻类生长的影响，科研人员从湖泊中随机取样，进行了系列实验，测量时以水体叶绿素总量代表藻类的数量。下图表示湖水中添加不同浓度的无机磷对藻类数量变化的影响。回答下列问题：

（1）实验结果表明，增加湖水中无机磷含量，总体上看能________（促进/抑制）藻类增长，实验组和对照组藻类数量达到峰值后均下降的主要原因是________
（2）科研人员同时还做了添加不同浓度的氮元素（NO₃^-）对藻类生长影响的实验，该实验对照组处理是其它培养条件与实验组相同，但不添加________。在另一组的实验中，实验组按一定浓度梯度同时添加氮、磷元素，结果表明，该组藻类增长数目大于相应的只添加的氮元素处理组，但与（1）中只添加的磷元素相近，这些结果说明________。
(3)相关研究还表明,水域生态系统中藻类和细菌等微生物间存在着复杂的关系,细菌是该生态系统成份中的________，在物质循环中起的作用是________。一些海洋细菌被证实能产生植物激素，促进藻类生长，后者为细菌繁殖提供有机物，这是两类生物的________进化。

(16分)日光中的紫外线B波段( UV-B)大部分被臭氧层吸收，大气臭氧层变薄会导致照射到地表的UV-B辐射增加。小球藻是一种单细胞藻类，是鱼类等海洋生物的饵料，其生长状况受紫外线辐射量的影响。科学家利用6个培养皿，设置了以下剂量（如下表）研究UV-B辐射对小球藻生长的影响，请完善实验设计并回答问题。

培养皿编号	UV-B辐射剂量（J/m^2）	小球藻相对增长率（×10^4）
A0	？	20
A1	0.2	27
A2	0.8	26
A3	1.4	14
A4	2.0	10
A5	2.6	6

注：各培养皿分别加入适量且等量的含小球藻的培养液
（1）本实验的自变量是              。A₀的辐射剂量是        J/m²，该组在实验中的作用是                    。
（2）在本实验所用的辐射剂量中，能抑制小球藻生长的剂量有       个。为减少实验误差，本实验还应                                                     。
（3）如果用纸层析法对小球藻的色素进行分离，利用的原理是                      。研磨时加入碳酸钙可防止                              。
（4）科学家还发现高剂量的UV-B辐射对其他海藻的生长也有抑制作用，所以认为这可能导致海洋生态系统生物总量减少。从能量流动的角度分析，原因是UV-B辐射剂量增高导致                   。

生态学家对某池塘进行能量流动调查，下表是此生态系统第一、第二、第三营养级的能量分析表（单位：J/hm^－2·a^－1）。请回答下列问题：

食物链	植物	植食动物	肉食动物
GP	463	63	12．4
R	96	18．8	7．5
未利用	293	29．3	5
分解者分解	12．6	2．1	微量

注：GP表示生物同化作用固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量。
（1）池塘中的各种生物共同构成一个_________。某个季节由于光照减弱，导致某种鱼类向上转移，此现象表明环境因素的改变可使生物群落的_______发生改变。
（2）从表中数据可知，第二营养级和第三营养级的能量传递效率为___________，若粪便迅速被分解，植食动物粪便中的能量属于表中的____________（填表中数值）J·hm^－2·a^－1的一部分。
（3）由于生活污水的排放，池塘中的N、P含量升高，会引起水体的富营养化，导致藻类等浮游生物大量繁殖，它们死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量________，造成鱼类数量减少，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。

全国土壤普查结果显示，近两成耕地已被污染。镉是水稻生产的主要重金属污染物。据此材料回答：
（1）用镉超标的大米饲喂雄性小鼠，发现其神经细胞的线粒体内膜断裂，则知小鼠完成反射的时间将          ；此外，小鼠的睾丸组织有受损而逐渐萎缩，这将导致其体内雄性激素分泌      和促性腺激素的分泌        等变化。
（2）优良的土壤中往往存在多种生物。要研究污染物对土壤中蚯蚓，土鳖虫等动物类群丰富度的影响可以采用            的方法进行采样、调查。研究发现，受污染土壤其微生物的种类和数量会大幅度减少，这会直接降低该生态系统的             ，从而降低其生态系统的稳定性。
（3）应用修复技术治理镉污染的土壤，可以进行：①微生物修复，若想探究土壤中是否存在吸附镉的微生物，以便用于今后的生态修复，筛选目标菌株的培养基成分为：蛋白胨、        、NaCl、H₂O和琼脂。②植物修复，常选择种植菊芋等耐镉植物，这体现了生态工程的             原理。植物中积累的镉会通过        的富集作用造成危害，所以不能用修复地的植物饲喂动物。

在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”。大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮”。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。请分析回答下列问题：

图1                                    图2
（1）图1示温带湖泊浮游藻类生长的季节性变化，从中可以看出，影响藻类太量繁殖的最主要因素是__________________________________。
（2）图2表示对受到轻度污染的湖泊的调查结果。结果表明，湿地生态系统具有相当高的__________________________________性。
（3）试解释“绿潮严重时耗尽水中氧气”的主要原因：__________________。
（4）严重的水华往往会引起沉水植物的死亡，主要是因为_____________________。
（5）当蓝藻爆发时，湖面漂浮一层绿膜，有人认为这是绿藻而不是蓝藻，则可以通过显微镜观察细胞是否具有___________来判断。
（6）在某人工湿地生态系统的水域内种植了挺水、浮水、沉水等植物，这一现象体现群落具有_________结构；芦苇等挺水植物能净化水体污染，体现了保护生物多样具有______价值。芦苇等挺水植物除了能吸收污染物外，还可以分泌次生代谢物抑制藻类生长，这放映了生态系统中的信息传递能______________________。

如图是某农田生态系统模式图，其中E是CO₂，D是分解者，数字代表能量数值，单位是J/(cm2·y)，请据图回答下列问题。

（1）生态系统主要成分是（填图中字母），碳元素在B与C之间流动形式是    。
（2）向该农田中投放少量落叶等废弃物对生态系统不产生明显的影响，这是因为该生态系统具有    。
（3）若生产者固定的能量是1000 J／(cm2·y)，则B捕食A的过程中能量传递效率为     。
（4）当生物B因使用农药数量减少时，生物C的种群数量短时间的变化为     。
（5）此农田生态系统弃耕以后发生的演替是     。写出该系统的一条食物链     （用图中字母表示）。

在稻田放养鸭，利用鸭的杂食性以及活动性，不仅能吃掉稻田内的杂草害虫，还能对稻田土壤起到中耕的作用，同时鸭排出的粪便可作为肥料，在稻田里就能生产出无公害的大米和鸭肉。为此，研究人员对稻鸭共作进行了相关实验，结果如下表。

	杂草密度（株/m^2）	物种丰富度（种）]	杂草相对优势度
草龙	节节菜	稗草	陌上菜	异型莎草
常规区	40	12.0	0.247	0.189	0.100	0.102	0.094
稻鸭区	2.3	5.0	0	0.259	0.271	0.089	0

注：相对优势度表示植物在群落中的优势地位
（1）调查杂草密度采用的方法是   ，表中杂草密度数值应采用多组调查结果的   值。
（2）物种丰富度的变化表明稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的        。由于稻鸭共作，原本在群落中优势明显的   地位下降，而有些杂草的优势地位明显上升，在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，由此推测采取不同的处理方法会对稻田群落的   有不同的影响。
（3）稻田生态系统中的   能将鸭的粪便分解成  以促进水稻的生长。鸭的引入增加了稻田生态系统中的复杂性，从而使该生态系统的    功能提高。

研究人员对草原生态系统进行了相关的生态学调查，在无迁入迁出的情况下绘制出某昆虫种群数量λ值的变化曲线。分析回答：

（1）该昆虫种群在前5年数量变化类型是    型增长；若调查该昆虫卵的密度，一般采用       法。
（2）若使用性引诱剂诱杀该昆虫雄性个体来进行生物防治，此防治利用          作用，降低种群密度；若使用药物进行化学防治，则该种群抗药基因频率较大的是       （10/15/20）年。
（3）若该草原发生火灾，“野火烧不尽，春风吹又生”，这体现了生态系统具有       稳定性。
（4）该草原喷施XL化肥来提高牧草产量。若探究XL化肥是否影响昆虫的存活，完善实验步骤：
①将生理状况相似的昆虫分成数量相等的两组。
②实验组应用          （喷洒适量XL化肥/喷洒等量清水）的牧草饲喂。
③将两组昆虫置于          环境中饲养。
④一段时间后，统计两组昆虫的存活率。

I．科学研究发现油菜素内酯(BR)可以影响植物的光合作用速率，以黄瓜幼苗为实验材料，在温度和光强均适宜的条件下进行了如下实验。请分析回答：
实验过程：用0.1 mg．L^-1 BR（使用酒精作为溶剂）喷施黄瓜植株叶片做实验组，用等量蒸馏水喷施黄瓜植株叶片做对照组。处理后0h、6h、24 h、72 h、120 h和168 h分别测定净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度，结果如图。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高。）

(1)黄瓜幼苗捕获光能的场所在叶绿体的        上，光合作用过程中，二氧化碳固定后被光反应提供的        还原成糖类。
(2) BR可以通过改变气孔导度来影响        。
(3)请改正实验过程中的错误操作：       。
(4)图甲结果表明       。
(5)从图乙中可以看出，BR处理后24 h内，气孔导度明显增加，但是从图丙看，此时胞间CO2浓度的增加并不明显，结合图甲分析，主要原因是       ．
Ⅱ．美丽中国，魅力中国，是我们守望的家园。图是某地区为实现该目标构建的农业体系模式图，请据图回答：

(1)构建循环型农业体系有效解决了图中秸秆、牛粪两种主要废弃物的再生利用问题，实现了物质循环利用，提高了        ，这主要利用了生态工程的        原理。
(2)图中所示生物中属于分解者的是        ；若牛同化的能量是a kJ，其中最多有      kJ流入蚯蚓体内。
(3)若农田中一种动物数量增加会导致另一种动物数量减少，则它们之间的关系是     。
(4)农田生态系统弃耕一段时间后，会长出多种杂草和小灌木，该生态系统的抵抗力稳定性会        ，原因是        。

某小型湖泊旁边有很多荒地，下图甲表示某荒地在春季时主要生物之间的食物关系，图乙是图甲相应的能量金字塔。

（1）在图甲中，共有    条食物链，既是初级消费者又是次级消费者的是      ，蛇在图乙中属于       （字母）营养级层次。
（2）由于新农村建设在此选址修建，部分荒地或被房屋、道路代替，或被用于种植、放牧，使群落结构发生显著变化，这种群落演替的类型是           。群落的空间结构包括            和            。
（3）上图丙表示污水排放量对湖泊中各生物的生物量的影响。在污水排放量较小时，生物量的变化不大，说明该生态系统具有一定的         稳定性，随着排污量增加，最终生态系统崩溃，说明          。

假设a、b、c、d是一个简单生态系统中最初仅有的四个动植物种群，其a、c、d的营养关系为，a与b的关系如右图，a是该生态系统主要的自养生物，请回答：

（1）该生态系统中a和b的种间关系是________。
（2）若d大量死亡，则一定时间内种群密度增加的种群是________，种群密度减少的种群是________。
（3）当受到外界的破坏后，经过一段时间，该生态系统可以恢复到原来的状态，说明该生态系统具有一定的________________。
（4）为了调查该系统c种群的密度，捕获了50个个体，将这些个体标记后放掉，一段时间后重新捕获了40个个体，其中有5个带有标记，c种群的数量约为________个。

海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。
   
（1）根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于__________点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值__________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
（2）海洋鱼类生活在不同的水层，这体现了生物群落的________结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为_____________。
（3）图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图中________和_________（填字母）在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为___________。
（4）海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的________________，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。

(10分)奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣，如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。甲图为某奶牛场将以上废弃物置于水中制成的废水后进行处理的流程图(出水口的水通过小河流入大河)，乙图为小河中的浮游植物在一年内的变化曲线图，请回答：

（1）废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止    。厌氧池中的微生物主要作用是        。
（2）初期，氧化塘藻类大量繁殖，氧气过度消耗，水生生物因缺氧而死亡，其尸体被微生物分解加剧氧气消耗并产生有毒物质，污染进一步加剧。上述污染进一步加剧的过程属于______调节。

A．负反馈

B．正反馈

C．激素

D．负反馈和正反馈

（3）后来，氧化塘后部大量种植莲等挺水植物，使出水口处水中的浮游藻类减少，原因是__________。氧化塘生态系统的主要成分是________，氧化塘后部的溶解氧含量比前部的     。
（4）控制废水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有机物被充分分解外，还有利于          ，使出水口处的水质达到排放要求。废水不能过量流入氧化塘，说明生态系统的                   。
（5）根据乙图推测，小河中的无机盐1-2月大量下降的主要原因是           ，12月限制浮游植物繁殖的主要因素是           。

(12分) 淀粉的含量、直链和支链淀粉的比例及支链淀粉的结构等决定着水稻的产量和品质，因此水稻淀粉合成代谢的遗传研究备受关注。相关研究的部分信息如下图所示。请回答

（1）用射线处理水稻进行诱变育种。从图中可以看出，由于水稻A基因1中发生了碱基对的_________，因而突变为A基因2。比较研究后发现，基因突变部位编码的氨基酸分别为酪氨酸（UAC）和丝氨酸（AGC）。请写出基因中编码这两个氨基酸的碱基序列__________________。
（2）育种工作者利用普通野生稻中存在的低比例直链淀粉突变体，以杂交育种方法培育出了优质栽培水稻品种。在杂交育种过程中，从F₂代起，一般要进行多代自交和选择，自交的目的是___________________________。
（3）普通野生稻含有3.75×10⁴对基因，假定每个基因的突变率都是10^-5，那么在约有10⁷个个体的种群中，每一代出现的基因突变数是__________________，它们是进化的原材料，也将是改良栽培稻的资源。我国的普通野生稻分布于南方8个省（ 区），每一个分布点的普通野生稻种群都是生物进化的 __________________。
（4）据调查，在近30年间，我国的一千多个普通野生稻分布点已消失了80％，从生物多样性角度看，其直接后果是普通野生稻的________（遗传、物种、生态系统）多样性减少。普通野生稻的濒危现状与后果已引起政府和民众的高度警觉，为此我国已将普通野生稻定为一级农业野生保护植物。