２００９年高考对生态系统考查典例精析
时间：2022-04-07 10:55:15 浏览次数：次
生态系统中各种成分、结构、功能以及稳定性是历年高考的重点，在生态系统信息流的基础上，通过生态系统的物质循环、能量流动以及稳定性，极易考查学生的生态观，尤其是应用生态学知识分析解决现实中的实际问题及热点问题的能力。下面就2009年全国各地高考中对生态系统不同知识点的考查逐一剖析。
1 生态系统的结构
1.1 生态系统的成分包括非生物的物质和能量、消费者、生产者、分解者
[例1](广东省基础第51题)图1为某一生态的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级．E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( )
A Ⅰ是初级消费者
B Ⅳ为分解者
C E1代表太阳能，E2为热能
D．能量可在食物链中循环
答案：C。
解析：本题考查生态系统的成分、结构及功能。由能量金字塔可知食物链为：Ⅰ(生产者)→Ⅱ(初级消费者)→Ⅲ(次级消费者)→Ⅳ(三级消费者)。分解者不是食物链的成分，食物链中能量流动特点：单向流动、逐级递减，不能循环利用。E1为生产者固定的太阳能，E2为生物通过呼吸作用散失的热能。
[例2](重庆市第5题)图2是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是( )
A 进入该生态系统的量与各h产生的总量相等
B 生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量
C 流向分解者的k可被生产者直接吸收利用
D 流经该生态系统的物质和能量可循环利用
答案：B。
解析：在生态系统中流经生态系统的总能量就是生产者所固定的太阳能，进人生态系统的CO2量就是生产者固定的CO2量，图中h代表生产者、消费者、分解者不同成分呼吸作用的消耗量，由于不同营养级均有未利用的部分，各h产生的CO2的总量远小于进入该系统的CO2量，故A错误；能量流动是逐级递减的，所以初级消费者同化有机物的量小于生产者，故B正确；而c中流向分解者k需分解后物质可被生产者利用，故物质可循环，但能量不能循环，故C、D均错误。
1.2 营养结构：食物链和食物网
[例3](广东省第14题)图3为南极某海域的食物链。据图判断正确的是( )
A 此食物网共有6条食物链
B 硅藻既是生产者，又是分解者
C 磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D 严禁过度捕杀蓝鲸由于其对该食物网影响最大
答案：C。
解析：此食物网共有8条食物链，硅藻是植物，属于生产者，不是分解者，生产者遭到破坏对食物网的影响最大。而磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，所以C项对。
[例4](全国I卷第34题)(1)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。
答案
解析：由题干可知玉米分别被鸡、牛、人捕食，鸡、牛又被人捕食，从而可以绘制出由鸡、牛、玉米和人组成的食物链(网)如答案图。
2 生态系统的功能
2.1 物质循环包括：C循环、N循环、S循环
[例5](北京市第30题)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图4所示。
请回答问题：
(1)t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、NO3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。
(3)图4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。NO2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______。
答案：(1)生物固氮、闪电固氮植物和微生物
(2)NH4蛋白质、核酸
(3)对硝酸盐的利用量不同
(4)①丧失了植物对硝酸盐的吸收；②动植物遗体分解后。产生的硝酸盐进入小溪
(5)T—A U—A
(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变为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
解析：(1)大气中N2进入生物群落的主要途径是生物固氮，另外还有闪电固氮。能够固氮的生物有植物(如：大豆)和微生物(如：圆褐固氮菌和根瘤菌)。
(2)氮元素以N2、NO3和NH4的形式被生物吸收，并参与生物体内蛋白质和核酸这两类生物大分子的合成。生物体内的生物大分子有蛋白质、核酸、脂质、糖类，而N元素是核酸和蛋白质的重要组成元素。
(3)据图4分析可知，1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化，可能是不同季节生物对硝酸盐的利用量不同。
(4)1966年5月后，2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高。从来源和去路上分析：一个是因为硝酸盐的去路减少，二是因为硝酸盐的来路增加。根据题意，1965年冬，2号山谷中的树木全部被砍倒留在原地，丧失了植物对硝酸盐的吸收；动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪，导致小溪中硝酸盐的含量急剧升高。
(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变为N：返回大气或雨水的冲刷，可以将N元素从森林群落中输出。
。
(7)植物被砍倒，小溪中的硝酸盐含量增加说明
植物可以同化无机环境中的N元素；将2号山谷中的树木全部砍倒，发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40％，说明植被还有涵养水源的作用。
[例6](广东省第32题)为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。
(1)当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如图5。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。
(2)一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在食物链(两条)。
(3)如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。
答案：(1)
(2)绿藻—轮虫—鱼 黑藻—鱼—鸭
(3)重金属进入食物链，危害人体健康。重金属无法降解。易发生二次污染。
解析：本题考查了生态系统的结构及功能的基础知识，由图5可知，可溶性有机碳可作为好氧细菌碳源，被好氧细菌分解利用，好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿藻等植物光合作用的原料，同时又是其呼吸作用的产物，这样，在细菌、植物，无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据第2小题的题干，梳理出2条食物链，重金属盐在食物链中有富集现象，对高营养级的人危害很大，而且难于降解，易发生二次污染。
2.2 能量流动：单向流动，逐级递减
[例7](江苏省第17题)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是( )
A 虎等大型肉食动物容易成为濒危物种
B 蓝藻易在富营养化水体中爆发
C 饲养牛、羊等动物，成本低、产量高
D 巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食
答案：B。
解析：本题考查的是生态系统的能量流动。能量流动的特点：单向流动、逐级递减，营养级越高，能量越少，A中虎等大型肉食动物处于最高的营养级，能量较少，而每个个体的能量较大，其数量有限，易成为濒危物种；C中牛、羊均为第二营养级，饲养时以生产者为食，成本低、产量高；D中蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物流向了蓝鲸，符合能量流动的规律。蓝藻的爆发是由于水体污染造成水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长，因此没有体现生态系统中能量流动规律。故答案应选B。
[例8](全国I卷第34题)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(3)流经该农场生态系统的总能量来自____所固定的______，无机环境中的碳以_____形式进入该人工群落。
(4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将_________(增多、不变、减少)，理由是__________。
答案：(3)玉米 太阳能 CO2
(4)减少 改变用途的1/3玉米被食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少
解析：(3)该农场生态系统的生产者为玉米。因而流经该生态系统的总能量即为全部玉米固定太阳能的总量。在无机环境以CO2、碳酸盐存在的碳只能以CO2的形式进入该人工群落。
(4)玉米一人，人是第二营养级，能量损耗少；玉米一鸡一人，人是第三营养级，能量损耗大。故当更多的玉米直接被人使用时，理论上，供养的人数应该多。
生态系统的信息传递：包括物理信息传递，化学信息传递和生物信息传递，是生命活动的正常进行离不开的。
[例9](广东省第16题)下列不属于生态系统信息传递的是( )
A 心猿意马 B 飞蛾扑火
C 花香引蝶 D 老马识途
答案：A。
解析：生态系统的信息传递方式包括物理信息、化学信息、营养信息和行为信息，飞蛾扑火是飞蛾对光的反应，属于物理信息；花香引蝶、老马识途都是通过气味，属于化学信息。
生态系统的稳定性：生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的自我调节能力强，抵抗力稳定性越强，但恢复力稳定性较差。
[例10](天津市第5题)图6表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。
据图分析，下列叙述正确的是( )
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
②甲生态系统中生物群落的营养关系一定较乙复杂
③乙生态系统在s点后一定有新的物种产生
④乙生态系统在s点后一定经历次生演替过程
A ①③ B ①④
C ②③ D ②④
答案：B。
解析：从图6可以看出，甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性越强，因此甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强。群落是同一时间内在一定区域中各种生物种群的集合，这样甲生态系统中生物群落的营养关系不一定较乙复杂；新的物种产生必须经过生殖隔离，乙生态系统在S点后不一定有新的物种产生；乙生态系统在S点时种群类型数量降到最低，而s点后种群类型数量又逐渐增加，可见S点后一定经历过一个次生演替的过程。所以①④正确，选B。
[例11](福建省第2题)下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是( )
A 生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B 生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C 生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D 生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强
答案：D。
解析：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力叫生态系统的稳定性，生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，能提高生态系统稳定性；生物多样性间接价值是对生态系统起到重要的调节功能；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越强。所以D不正确。
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