高中生物全球性生态环境问题综合题

2015年10月5日 “诺贝尔生理学或医学奖”获奖名单揭晓，来自中国的女药学家屠呦呦获奖，其突出贡献是创制新型抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。青蒿为菊科植物黄花蒿的干燥地上部分，其提取物青蒿素对疟原虫具有强效的杀灭功能，药效几乎“立竿见影”。据此回答下列有关问题。
（1）青蒿属于生态系统成分中的        。调查寄生在大田青蒿体表虫卵种群密度的方法是          。
（2）碳进入生物群落是通过        作用和          作用实现的。碳在生物群落内部以          的形式沿着食物链传递。
（3）青蒿大田栽培中，控制其有害动物数量是提高其产量的措施之一，在有害动物种群密度为       （等于k/2 大于 k/2 小于 k/2） 时，有利于有害动物的防治。
（4）青蒿同化的能量中，不能被其他生物再度利用的能量是           。
（5）恶性疟疾病人服青蒿素6小时后，疟原虫开始减少， 20小时杀灭率在95%以上，疟疾病症消失，机体康复，这体现了生物多样性的       价值。

如图为某同学根据相关知识点构建的知识模型图，回答下列问题：

（1）若A为裸岩阶段，C为森林阶段，这属于群落的     演替．在此过程中，物种的丰富度会      （填“增加”或“减少”），生态系统的自我调节能力会    （填“增强”或“减弱”）．
（2）若B表示食草动物，则A属于    营养级．若C增加1kg，则至少需要消耗A     kg．
（3）若B表示生物群落，A、c表示大气中的C0₂库，则完成B→C过程的生理作用是      ．
（4）若A表示日照，B表示盛开的梨花，C表示被花香吸引的昆虫，则在A→B、B→C之间传递的信息种类依次是     、     ．

好的养分管理可以兼顾作物高产和生物资源的保护。试验区油菜田发生的杂草有看麦娘、日本看麦娘、菵草、牛繁缕、小飞蓬等杂草。研究者将油菜田划分为不施肥、纯施氮肥、单施化肥（NPK平衡施肥）、化肥配施猪粪、化肥配施油菜桔杆五个小区进行研究。长期不同施肥方式对油菜田杂草群落物种多样性研究结果如下表：

多样性指标	施肥处理
不施肥	纯施氮肥	单施化肥	化肥配施猪粪	化肥配施油菜桔杆
物种丰富度	9．0	11	5．0	7．3	8．3
辛普森多样性指数	0．29	0．23	0．52	0．53	0．89
物种均匀度	0．68	0．70	0．48	0．44	0．13

（1）油菜田中能进行生殖的所有看麦娘个体含有的全部基因，称为看麦娘的           。看麦娘、日本看麦娘、菵草、牛繁缕、小飞蓬等杂草的差异体现了         多样性。
（2）对研究结果进行分析,下列说话不正确的是         (多选）
A．辛普森多样性指数随物种均匀度增大而增大
B．合理施肥能保证杂草物种多样性，又能控制杂草的危害
C．纯氮肥区的物种丰富度最高，说明此区域物种多样性最大
D．去除所有杂草，促进油菜快速生长是本研究的研究目标
（3）试验区旁有一块地，其内鼠群有少数个体趾间有轻微的蹼，后来环境改变成为沼泽，多年以后，该鼠群中大多数个体有趾蹼，下列解释正确的是（   ）
A．此时新的物种已经产生
B．环境的定向选择使有蹼的基因频率逐渐增大
C．为了适应环境的变化，无蹼鼠逐渐长出了趾蹼
D．环境导致无蹼基因突变为有蹼基因

珊瑚礁区是地球上生物多样性极高的生态系统．珊瑚的色彩源于生活在珊瑚虫消化腔中的虫黄藻，珊瑚虫为虫黄藻提供无机物，虫黄藻进行光合作用为珊瑚虫提供大部分能量．珊瑚虫所需的其余能量来自捕食的浮游生物．请回答：
（1）珊瑚虫和虫黄藻依次属于生态系统组成成分中的     和    ．两者之间存在的种间关系属于
．
（2）珊瑚礁区物种繁多，不同生物在珊瑚礁区占据不同位置，它们通过       关系互相依存，该生态系统具有较高的     稳定性．
（3）珊瑚礁区具有很高的生物多样性，其多样性主要包括   多样性、    多样性、生态系统多样性三个层次．
（4）热带珊瑚礁中的某种小鱼取食大鱼身上的寄生虫．小鱼取食之前，常在大鱼面前舞蹈并分泌一种化学物质，大鱼才让小鱼取食．据此分析，小鱼和大鱼之间传递的信息类型有       ．

图1表示某生态系统碳循环过程，箭头表示物质循环方向，过程③④代表的生物之间有如图2所示的营养关系，请据图回答：

（1）图1中         所代表的生物分别表示生产者和分解者，丁所代表的生物对应图2中的         。若图1中过程③和④的组成越复杂，则该生态系统的        稳定性越低。
（2）若图2中E所处营养级含有的能量为9.8×10⁹KJ，B的能量为2.1×10⁸KJ，D的能量为1.7×10⁸KJ，第一营养级与第二营养级之间能量传递效率为10%，第二营养级与第三营养级之间能量传递效率为15%，则A的能量是           。
（3）“温室效应”给人类带来灾难。下列有关温室效应及其相关原理的叙述，不恰当的是：       。

A．碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在

B．化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的原因之一

C．植树造林、退耕还林是解决温室效应的措施之一

D．碳元素在生物群落与无机环境之间主要以CO2和碳酸盐的形式循环

某生态学家对某水生生态系统的营养结构和能量流动情况调查后，得到了甲图所示的食物网和乙表中的能量数据，请分析回答：

（1）该生态系统中有食物链       条，双翅目幼虫和太阳鱼的种间关系是           。
（2）浮游植物同化的能量，除了一部分流向下一营养级外，还有的去向是：自身_____作用以热能形式散失、流向________以及未被利用。
（3）能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为           。
（4）如果去除该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫，则该生态系统的抵抗力稳定性将        。
（5）若太阳鱼只捕食浮游动物和双翅目幼虫（能量传递效率为10%），且捕食的双翅目昆虫和浮游动物比例由4:1变为1:4，则太阳鱼的数量将______（增多，减少），太阳鱼的数量是原来的______（用分数表示即可）。

如图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统的物质循环示意图；表乙是对图甲中生态系统各组成成分的能量流动情况调查结果；图丙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图。请据图回答问题：

（1）大气中二氧化碳的来源有三个，分别是动植物的呼吸作用、_____________、___________。若图甲中的“→”仅表示二氧化碳的流动方向，则不会存在的过程有____________（填数字）。
（2）若图甲表示碳循环示意图，则D指的是生态系统中的________，①过程表示的是____________。
（3）表乙中的Pg表示同化作用固定的总能量，Pn表示生物体内储存的能量，则R表示的生物学含义是______，每平方米每年流经该生态系统的总能量为________×10² kJ．m^-2．a^-1
（4）图丙若添上____________可以构成群落，再添上____________可以构成完整的生态系统。
（5）从能量流动的角度分析，在农田生态系统农民除草、治虫的目的是                 。

某稻田生态系统中有卷叶螟、青蛙等生物。图1是该生态系统参与的部分碳循环过程示意图，其中a〜e代表过程；图2是能量流经卷叶螟的示意图，其中A〜C代表能量，数值表示能量值，单位为J/（hm²·a）。回答有关问题：

（1）图1中缺少的过程是        （用图中文字和箭头表示），b、c、e过程中碳以        形式流动，写出图1中的食物链        。
（2）图2中A表示的含义是        ，B的数值为        J/（hm²·a），C的来源有        同化的能量。水稻同化的能量至少为        J/（hm²·a）。
（3）由图2可知，生态系统能量流动的特点是        。

图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，①②③为特定的生理过程，图乙表示该系统中部分生物间的食物关系。请据图分析回答：

（1）图乙中的生物对应图甲中的_____（用字母表示）。在①、③过程中碳主要以_____形式进行循环。碳        （能/不能）在本生态系统内自给自足。
（2）图乙中，若鼠和昆虫粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则图中第二营养级的同化量可表示为________。
（3）图乙中，若蛇的食物有4／5来自鼠，1／5来自蛙，能量传递效率为10％。则从理论上讲，蛇每增加1kJ能量，需消耗植物_____kJ，假如蛇的食物中，鼠的比例变为2／5，消耗相同的植物，蛇同化的能量是原来的_______。
（4）该生态系统中每种生物在生长发育过程中不断地与其他生物进行着信息交流，其作用在于_____________。
（5）该草原曾发生过火灾，但此后又慢慢恢复，该过程属于________演替，从生态系统的角度分析，这体现了生态系统具有_______能力。

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          。

在某鱼塘中有A、B、C、D四种鱼，其营养结构如图甲所示。

请据图回答下列问题：
（1）若该鱼塘只有C种群，种群数量的变化曲线如图Ⅰ所示，池塘的承载量（K值）是________（填“a”、“b”或“c”）；若该鱼塘中只有A和D两种鱼，则其种群数量变化曲线如图________（填“Ⅱ”或“Ⅲ”，下同）所示；若该鱼塘中只有A和B两种鱼（假设二者都只取食同一种藻类），则两种鱼的种群数量变化曲线如图________所示。
（2）科研人员对该鱼塘由浮游藻类、A和D三个环节组成的食物链进行了能量流动分析，得到下表相关数据。[NP（净同化量）＝GP（总同化量）－R（呼吸量）]

食物链环节	甲	乙	丙
GP和NP	GP＝55.6×10^2	GP＝176×10^3	GP＝59.3×10^6
NP＝1.3×10^2	NP＝6×10^3	NP＝50.5×10^6
NP/GP	0.02	0.03	0.85
R	54.3×10^2	170×10^3	8.8×10^6
未利用	－	62.8%	99.7%

①丙所代表的生物是________，其呼吸产生的能量主要用于________。
②第一营养级与第二营养级的净同化量与总同化量的比值不同，主要原因是_________________。
③该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________，该数据不在10%～20%这一范围内，原因是________________ ___。

集中圈养猪产生的粪便已成为水乡河流的重要污染源，构建猪场－草地－鱼塘的有机联系既能提高畜、渔产量，又能净化环境。下图1表示猪利用饲料的过程，图2表示饲料－猪－草－鱼之间的养分转化。请据图回答：

（1）图1中X表示猪        中的能量，该部分能量最终传递给       以热能的形式散失。
（2）集中圈养使猪的活动量明显减少，可使图1中    值降低，以提高能量的    （传递效率/转换效率）。
（3）输入图2人工生态系统的能量有            。
（4）人为构建图2中猪场－草地－鱼塘的联系，主要促进了        元素小循环利用，以降低鱼塘发生富营养化的风险。
（5）光照能影响猪的免疫功能和机体物质代谢，这说明生物生命活动离不开信息传递，光照属         信息。

回答下列关于草原生态系统的问题。
（1）草原上不同地段上分布着种类和密度不同的牧草，在水平方向上它们通常呈      布。草原上的植被能防风固沙、保持水土，对于缓解相邻地区的沙尘天气有一定的作用，这体现了生物多样性的_____价值。
（2）严重的草原火灾会破坏生态系统，但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶，加速生态系统的____，还可使部分位置获得更多光线，促进植物的_____，利于植被生长。
（3）当草原生态系统处于相对稳定时，优势动物物种的年龄结构类型为，此时决定某种野兔种群密度的关键因素是     ，       。
（4）用样方法调查黄花刺茄的种群密度时，取样的关键是____。调查中发现它的种群数量每年都以150%的增长率（出生率一死亡率）增加，假定黄花刺茄的种群初始数量为N。，则两年后它的数量将达到_____。
（5）该地区由于气候越来越适宜，物种丰富度逐渐增加。近年来，由于人类过度放牧，导致局部草原出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的活动使得该地区群落演替的方向___（填“发生改变”或“未发生改变”）。

请阅读以下短文并回答相关问题：
“不必说碧绿的菜畦，光滑的石井栏，高大的皂荚树，紫红的桑椹；也不必说鸣蝉在树叶里长吟，肥胖的黄蜂伏在菜花上，轻捷的叫天子（云雀）忽然从草间直窜向云霄里去了。……油蛉在这里低唱，蟋蟀们在这里弹琴。”（选自鲁迅先生《从百草园到三味书屋》）
（1）“百草园”这个生态系统的结构包括 __________、___________。
（2）“百草园”的枯枝落叶或动物尸体不会在园中大量堆积，请从生态学角度分析原因：___________。
（3）请找出“百草园”中体现生态系统信息传递的一个例子：_______________。
（4）下图为“百草园”生态系统中能量流经第二营养级的示意图，则B、D 的含义分别是____________、_____________。

现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件见下表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。

生态瓶编号	光照	含微生物的泥沙	浮游藻类	水草	浮游动物
A	+	+	+	+	+
B	-	+	+	+	+

注：“+”表示有，“-”表示无。
请回答：
（1）A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物等生物共同组成了一个           ，浮游藻类和水草的种间关系为            。
（2）一段时间后，B瓶中浮游藻类的种群密度       ，原因是           ；浮游动物的种群密度        ，原因是           。
（3）生态系统中分解者的作用是               。