生物與環(huán)境類綜合性試題的解答策略

劉長明+陳靖

題型一、概念圖中的種群特征

【例1】圖1是種群特征的概念圖，圖2是某地人口出生率和死亡率的變化曲線。下列相關敘述中，錯誤的是（ ）

A.圖1中的c是種群密度，它指的是某種群的總數(shù)量

B.圖1中的a和b分別是性別比例和年齡組成

C.圖2所示種群的年齡組成由穩(wěn)定型變?yōu)樵鲩L型

D.并非所有的種群都具有圖1中的特征a

【解析】種群最基本的數(shù)量特征是種群密度，其大小取決于遷入率和遷出率、出生率和死亡率，所以圖1中的c表示的是種群密度，它指的是某種群單位面積或體積內個體的數(shù)量，而不是種群的總數(shù)量，A項錯誤；性別比例只影響出生率，而年齡組成既影響出生率也影響死亡率，所以圖1中的a和b分別是性別比例和年齡組成，B項正確；圖2中開始階段出生率等于死亡率，年齡組成為穩(wěn)定型，后來出生率大于死亡率，所以年齡組成變?yōu)樵鲩L型，C項正確；某些生物無性別之分，所以也就沒有性別比例這一特征，D項正確。

【答案】A

【技巧點撥】解答本題的關鍵是判斷概念圖中a、b、c的含義，以及圖2坐標曲線中的年齡組成類型。判斷圖1中各字母含義的依據是年齡組成和性別比例對于出生率和死亡率的影響，即性別比例只影響出生率，但年齡組成既影響出生率也影響死亡率。圖2中的年齡組成類型容易錯誤判斷成增長型，因為開始階段出生率和死亡率曲線重合，即二者相等，所以開始階段的年齡組成類型是穩(wěn)定型。

跟蹤訓練 下列關于種群特征的敘述，正確的是（ ）

A.種群密度大的種群，其個體數(shù)量一定大于種群密度小的種群

B.我國現(xiàn)階段人口的年齡組成為穩(wěn)定型

C.降低害蟲的出生率或提高害蟲的死亡率都有利于降低其種群數(shù)量

D.影響我國廣州或北京等大城市人口密度的主要因素是出生率和死亡率

解析：種群個體數(shù)量不僅取決于種群密度，還與種群所在區(qū)域的面積或體積有關，A項錯誤；我國現(xiàn)階段人口數(shù)量還在增加，所以年齡組成仍為增長型，B項錯誤；降低出生率或提高死亡率，都會使種群個體數(shù)量降低，C項正確；廣州或北京等特大城市的人口密度主要取決于遷入率和遷出率，D項錯誤。

答案：C

題型二、種群數(shù)量兩種增長方式的比較

【例2】圖甲為種群增長的“J”型和“S”型曲線數(shù)學模型，圖乙為兩種增長方式中增長速率的變化。下列相關敘述中，正確的是（ ）

A.圖甲中B曲線和圖乙中①對應的是“J”型增長

B.圖乙中②曲線的頂點對應于圖甲B曲線中的最大數(shù)量

C.圖甲中的陰影部分可代表環(huán)境阻力

D.自然情況下，種群不可能出現(xiàn)圖甲中A所示的增長方式

【解析】圖甲中A曲線是“J”型增長，B曲線是“S”型增長，圖乙中①的增長速率一直在增加，所以表示的是“J”型增長，②的增長速率先增大后減小，所以表示的是“S”型增長，A項錯誤；圖乙中②曲線的頂點增長速率最大，所以對應的種群數(shù)量應為B曲線中的K/2，B項錯誤；圖甲中兩條曲線之間的陰影部分可代表環(huán)境阻力或被環(huán)境所淘汰的個體數(shù)量，C項正確；外來物種入侵后的早期，會出現(xiàn)圖甲中A所示的增長方式，D項錯誤。

【答案】C

【技巧點撥】根據圖甲中種群數(shù)量判斷種群增長方式的主要依據是看有無K值，有則為“S”型，無則為“J”型；根據圖乙判斷種群數(shù)量增長方式的主要依據是看兩種增長方式中增長速率的變化規(guī)律，“J”型增長中增長速率一直在增加，而“S”型增長中增長速率是先增加后減小。

跟蹤訓練 下列關于種群數(shù)量變化及其規(guī)律的敘述中，正確的是（ ）

A.環(huán)境條件有限時，種群數(shù)量增長在初期是“J”型，在后期是“S”型

B.因為環(huán)境是多變的，所以一個種群在“S”型增長中K值往往也是有所波動的

C.防治害蟲在其數(shù)量達到K/2時最有效

D.養(yǎng)魚池中魚的數(shù)量達到K值時捕撈獲得的經濟效益最大

解析：環(huán)境條件有限時，種群的數(shù)量增長方式為“S”型，不會在初期表現(xiàn)為“J”型而后期表現(xiàn)為“S”型，A項錯誤；環(huán)境條件決定種群的K值大小，由于環(huán)境條件是多變的，所以一個種群在數(shù)量達到K值后，末期數(shù)量也是有所波動的，B項正確；K/2值時的增長速率最大，所以防治害蟲應在其數(shù)量達到K/2前進行，C項錯誤；魚群數(shù)量達到K值時捕撈可以獲得最大的日捕獲量，但卻不能獲得最大的經濟效益，D項錯誤。

答案：B

題型三、種間關系的判斷

【例3】圖甲、圖乙、圖丙分別表示在有限空間內培養(yǎng)（或飼養(yǎng)）兩種生物的實驗結果，下列相關敘述錯誤的是（ ）

A.豆科植物與根瘤菌的種群數(shù)量變化關系如圖甲所示

B.圖乙中b生物對a生物的進化有害無益

C.圖甲、圖乙、圖丙表示的種間關系分別是互利共生、捕食、競爭

D.圖丙中在實驗初期，競爭與種內互助并存，后期X的種內斗爭加劇

【解析】圖甲是互利共生的關系圖，豆科植物和根瘤菌是此關系，A項正確；圖乙是捕食關系圖，兩種生物能共同進化，B項錯誤；據圖分析，圖甲表示“同生共死”的互利共生關系，圖乙表示“先增加者先減少后增加者后減少”的非同步性變化，屬于捕食關系，圖丙表示“你死我活”的競爭關系，C項正確；圖丙中初期種內互助與種間斗爭并存，后期因與X競爭的種群消失，X的種內斗爭加劇，D項正確。

【答案】B

跟蹤訓練 下圖中A、B表示兩種生物，C代表生物的生活條件，箭頭表示能量流動的方向。請據圖回答下列問題：

（1）在圖1中，屬于捕食關系的是___________，屬于競爭關系的是___________ ，屬于互利共生關系的是 ___________（填圖中序號）。

（2）若甲代表地衣中的藻類和真菌；乙代表大、小草履蟲；丙代表兔與狐；丁代表細菌和噬菌體。則甲～丁分別對應圖2中的何種能量關系圖（填圖中序號）。

甲： ___________ ；乙：___________ ；丙：___________ ；?。篲__________ 。

答案：（1）② ①④ ③ （2）a c b d、e

題型四、食物鏈和食物網的相關判斷

【例4】下圖是某農田生態(tài)系統(tǒng)的食物網示意圖。下列相關敘述錯誤的是（ ）

A.圖中食物鏈的“交點”不多，所以營養(yǎng)結構比熱帶雨林的要簡單得多

B.圖中只有捕食這一種種間關系

C.如果蟲的數(shù)量減少，短期內鼠的數(shù)量也會減少

D.牛和兔的體重凈增加1 kg所消耗的綠色植物的量相等

【解析】熱帶雨林的食物網結構較復雜，而圖中的營養(yǎng)結構主要是食物鏈，即食物鏈之間的交點很少，A項正確；圖中簡單的食物網中，蛇與鼠和蛙之間也只有捕食關系，其他幾條單個的食物鏈中更沒有其他種間關系，B項正確；如果蟲的數(shù)量減少，則蛙的數(shù)量也會減少，蛇會更多地捕食鼠，所以會導致鼠在短期內數(shù)量減少，C項正確；由于牛和兔的呼吸量不同，所以合成等量的有機物后用于呼吸作用的量也不同，所以牛體重凈增加1 kg所消耗的綠色植物的量要大于兔所消耗的綠色植物的量，D項錯誤。

【答案】D

【能力提升】食物鏈的幾種變式圖像：

解讀：圖1和圖2都是以每個營養(yǎng)級中有機物的總量為依據，圖1中的食物鏈是丙→甲→乙→丁，圖2中的食物鏈是丙→丁→甲→乙；圖3表示的是生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)圖解，其中D是生產者，A是消費者，B是分解者，C是無機環(huán)境，其中的食物鏈是D→A。

【例5】某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構成的食物網如下圖所示。下列敘述錯誤的是（ ）

A.人與兔的種間關系是捕食和競爭

B.若去除鼬，則草原容納鷹的數(shù)量會增加

C.大量捕殺鼬會導致鼠種內斗爭增強

D.植物中的能量能通過5條食物鏈傳遞給鷹

【解析】兔和人有共同的食物來源，二者存在競爭關系，同時兔也能被人捕食，二者存在捕食關系，A項正確；鼬和鷹都能捕食兔和鼠，若鼬減少，則鷹缺乏競爭者，其環(huán)境容納量會增大，鷹數(shù)量會增多，B項正確；大量捕殺鼬時，鼠的數(shù)量會增多，種內斗爭會增強，C項正確；植物到鷹的食物鏈有4條，D項錯誤。

【答案】D

【規(guī)律方法】食物網中生物數(shù)量變化的分析與判斷：

（1）食物鏈的第一營養(yǎng)級生物減少，相關生物都減少。

（2）“天敵”減少，被捕食者數(shù)量增加，但隨著其數(shù)量的增加，種內斗爭加劇，種群密度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。

（3）“中間”營養(yǎng)級生物減少的情況，舉例如下：

若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹過多捕食兔和鳥，從而導致兔、鳥減少，因為鷹不只捕食蛇一種生物，它還可以依靠其他食物來源從而維持其數(shù)量的恒定。

跟蹤訓練 下圖曲線表示某生態(tài)系統(tǒng)中三個不同種群的生長繁衍情況。已知種群C是自養(yǎng)生物。下列說法不正確的是（ ）

A.該生態(tài)系統(tǒng)中簡單的食物鏈可表示為C→B→A

B.種群B在第3～7年時間內個體數(shù)下降是由A的增加和C的減少所致

C.B和A的存在能加快該生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)

D.一定自然區(qū)域內，A、B、C三個種群中全部的生物可構成生物群落

解析：根據三個種群的個體數(shù)量變化關系和能量流動特點（單向流動、逐級遞減）可分析出，該生態(tài)系統(tǒng)中簡單的食物鏈可表示為C→B→A，A項正確；種群B在第3～7年時間內個體數(shù)下降是由A捕食者數(shù)量增加和C食物來源減少所致，B項正確；B和A這些消費者的存在能加快該生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，C項正確；一定自然區(qū)域內，全部的生物可構成生物群落，D項錯誤。

答案：D

題型五、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動分析

【例6】（2015·福建卷·4）下圖為某人工魚塘食物網及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m-2·a-1）。下列敘述正確的 是（ ）

A.該食物網中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級

B.該食物網中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%

C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357 J·m-2·a-1

D.該食物網中的生物與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng)

【解析】該食物網中最長的食物鏈為浮游植物→浮游動物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚，食物網中最高營養(yǎng)級（鱸魚）屬于第五營養(yǎng)級，A項錯誤；第二營養(yǎng)級包括浮游動物和搖蚊幼蟲，二者共有的能量為3780+4200=7980，因此從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為7980÷31 920×100%=25%，B項正確；一個營養(yǎng)級所同化的能量，一部分流入下一營養(yǎng)級，還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，題目中1357是由1483（太陽魚總同化量）減去126（下一營養(yǎng)級同化量）得到的，因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1357要少，C項錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產者、消費者、分解者和無機環(huán)境，而食物網中只有生產者和消費者，不能構成生態(tài)系統(tǒng)，D項錯誤。

【答案】B

【技巧點撥】生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算方法：

方法（一）食物鏈中的計算

設食物鏈為A→B→C→D，分情況討論如下：已知D營養(yǎng)級增加的能量為M，則最少需要A營養(yǎng)級的能量=M÷（20%）3，最多需要A營養(yǎng)級的能量=M÷（10%）3。已知A營養(yǎng)級的能量為N，則D營養(yǎng)級最多可獲得的能量=N×（20%）3，最少可獲得的能量=N×（10%）3。

方法（二）食物網中的計算

設食物網為[A→B→C→D]___________，A→B→C→D，計算生物量變化的“最多”或“最少”問題時，應遵循的原則是食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多；生物間的取食關系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)在能量流動過程中消耗的能量越少。如果已知D營養(yǎng)級的能量為M，計算最少需要A營養(yǎng)級的能量時，應取最短食物鏈A→D，并以20%的能量傳遞效率進行計算，即M÷20%；計算最多需要A營養(yǎng)級的能量時，應取最長的食物鏈A→B→C→D，并以10%的能量傳遞效率進行計算，即M÷（10%）3。

跟蹤訓練 下圖表示在一個生態(tài)系統(tǒng)中，植物光合作用積累的有機物被植食動物利用的過程。有關敘述正確的是（ ）

A.①⑤之和為輸入到該生態(tài)系統(tǒng)的全部能量

B.植食動物糞便中的能量包含在⑦中

C.⑤⑥⑦⑧之和為流向分解者的能量

D.④占②的百分比為能量傳遞效率

解析：輸入到生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產者固定的太陽能，該太陽能一部分用于植物呼吸消耗，一部分儲存在植物體內的有機物中，A項錯誤；植食動物糞便中的能量屬于植物同化量的一部分，并未被植食動物同化，B項正確；⑧表示植食動物呼吸消耗的能量，并沒有流向分解者，C項錯誤；能量傳遞效率為相鄰兩營養(yǎng)級間同化量的比值，植物同化量未知，D項錯誤。

答案：B

題型六、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

【例7】下圖中，兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的正常范圍：y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大??；x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間。請回答下列問題：

（1）生態(tài)系統(tǒng)結構復雜，各組分間通過 ________________ 和 ________________ 緊密聯(lián)系，形成統(tǒng)一整體；同時， ________________ 調節(jié)著生物的種間關系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎是 ________________。若要保持一個封閉生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，則必須從外界源源不斷地輸入 ________________。

（3）對a、b兩個生態(tài)系統(tǒng)施加相同強度的干擾，若ya>yb，則這兩個生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性關系為a ________________ b（填“>”“<”或“=”）；對同一生態(tài)系統(tǒng)來說，x和y的關系為 ________________ 。

（4）環(huán)境污染是影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素之一。研究環(huán)境污染對生物的影響，可用于生態(tài)風險評估。進行生態(tài)風險評估時，要計算出一個風險商數(shù)（RQ）。若RQ<1，則表示污染物對生物的健康只構成低風險；若RQ≥1，則表示污染物可能對生物有害。請根據表中的RQ值預測污染物對4種生物生存和該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的影響。

【解析】（1）物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞將生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分形成一個統(tǒng)一整體。（2）物質是循環(huán)的，因此一個生態(tài)系統(tǒng)可以實現(xiàn)物質上的自給自足；而能量流動是單向流動、逐級遞減的，因此必須有源源不斷的能量輸入，才能保持封閉生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）在相同強度的干擾下ya>yb，表明a生態(tài)系統(tǒng)受到的影響更大，其抵抗力穩(wěn)定性較弱。偏離正常范圍越大，恢復需要的時間就越長，故x和y呈正相關。（4）根據RQ的含義可判斷表中污染物對4種生物生存和該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的影響。

【答案】（1）能量流動 物質循環(huán) 信息傳遞 （2）有一定的自我調節(jié)能力 能量 （3）< 正相關 （4）對4種生物生存的影響：D內兩種污染物的RQ>1，B內汞的RQ>1，所以污染物會威脅這些生物的生存，由于A和C生物體內兩種污染物的RQ<1，所以其生存不會受到威脅。該生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性會降低，抵抗力穩(wěn)定性也會降低

【技巧點撥】利用曲線分析生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法：

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性、恢復力穩(wěn)定性和總穩(wěn)定性，三者的關系可用下圖表示：

（1）y表示一個外來干擾使之偏離正常范圍的大小，偏離的程度可以作為衡量抵抗力穩(wěn)定性強弱的指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱；反之，抵抗力穩(wěn)定性強。

（2）x表示恢復到原狀態(tài)所需的時間，x越大，表示恢復力穩(wěn)定性越弱；反之，恢復力穩(wěn)定性越強。

（3）TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為衡量總穩(wěn)定性強弱的指標，這一面積越大，即x與y越大，說明這個生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性越弱。

題型七、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的綜合考查

【例8】圖甲為碳循環(huán)模式圖，圖乙表示能量金字塔（Ⅰ～Ⅳ表示營養(yǎng)級，E1、E2表示能量）。請回答下列問題：

（1）圖甲中的食物鏈是 ________________，大力植樹造林可以緩解溫室效應的發(fā)生，其理由是植樹造林能促進 ________________過程（填數(shù)字）。

（2）圖乙中的E2是________________ ，該能量的散失與圖甲中的 ________________ 有關（填數(shù)字）。獲取同樣多的能量，以營養(yǎng)級Ⅳ為食消耗的E1∶以營養(yǎng)級Ⅰ為食消耗的E1至少為 ________________ 。

【解析】（1）從圖甲中幾種成分間的關系可判斷，A代表大氣中的CO2庫，D是生產者，B是消費者，C是分解者。所以食物鏈是D→B。導致溫室效應的原因是大量化石燃料的燃燒，大力植樹造林可以使大氣中的CO2通過光合作用盡快進入生物群落，所以可以起到緩解溫室效應的作用。（2）能量金字塔中的能量來源于光能，而散失的是熱能，所以圖乙中的E1和E2分別是光能和熱能。熱能產生于呼吸作用，圖甲中的過程③表示細胞呼吸。以營養(yǎng)級Ⅳ為食消耗的E1與以營養(yǎng)級Ⅰ為食消耗的E1的最小比值，應按照最大的能量傳遞效率進行計算，兩種食物來源相差三個營養(yǎng)級，所以該比值為125∶1。

【答案】（1）D→B ① （2）熱能 ③ 125∶1

【技巧點撥】（1）第（1）小題中涉及溫室效應，緩解溫室效應的措施有①減少化石燃料的燃燒，這是從根本上解決；②大力植樹造林，加快CO2從大氣進入生物群落的速度，但本題只涉及植樹造林。（2）計算以營養(yǎng)級Ⅳ為食消耗的E1時，應先寫出其中的食物鏈，即Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ Ⅳ，以防漏掉其中的某些營養(yǎng)級。

跟蹤訓練 圖甲為部分碳循環(huán)示意圖，圖乙為我國北方某地20年間CO2濃度變化的示意圖。下列相關說法錯誤的是（ ）

A.圖甲中成分A在碳循環(huán)中的主要作用是吸收大氣中的CO2

B.圖甲中缺少A→CO2的過程，圖甲中D為分解者

C.每年冬季CO2的濃度變化，從碳循環(huán)角度分析其主要原因是圖甲中①過程大大減少，并且⑥過程增加

D.每年夏季CO2的濃度與前一年冬季相比都有所下降，而每年CO2濃度的平均值卻逐年上升，其原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量

解析：圖甲中A為生產者，D為初級消費者，C為次級消費者，B為分解者，A在碳循環(huán)中的主要作用是吸收大氣中的CO2，A也能通過自身的呼吸作用釋放CO2，A項正確、B項錯誤；冬季由于植物光合作用減弱，植物吸收CO2的能力降低，且煤、石油的燃燒量增加，導致冬季CO2濃度升高，C項正確；每年夏季CO2的濃度與前一年冬季相比都略有下降，而每年CO2濃度的平均值卻逐年上升，其原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量，D項正確。

答案：B