高中生物全球性生态环境问题综合题

在环境条件稳定的情况下，对某森林生态系统中的两种植物进行种群密度调查后，得到如下统计数据：

请根据以上调查结果，回答下列问题。
(1)该调查可采用____法，A种群与B种群之间存在的____关系可能是导致A种群密度变化的重要因素。在调查期间B种群的年龄组成最可能为____，从表中数据变化来看，造成B种群数量变化可能的原因是____。
(2)A种群逐渐减少，甚至可能灭绝的情况，给该生态系统中其他生物可能造成的影响是  _________，最终可能导致生态系统的____稳定性下降。
(3)对森林中的四个物种食物组成进行观察和记录，结果如下表：

在方框中绘制出该生态系统中可能的食物网。
(4)该食物网中含有____条食物链，若物种乙增加100kg，则至少消耗植物____kg。

当今全球出现诸多环境问题与生态系统稳定性遭到破坏有关。请回答下列有关生态方面的问题。
（1）保护生物多样性，应在____________3个层次上采取保护措施。
（2）如图表示某生态系统在未受干扰、受到干扰和遭到破坏三种情况下，该生态系统中某种群数量的变化曲线，请据图回答问题。

①A区表示生态系统在一般情况下或受到一定 ________(干扰/破坏)的情况下，由于生态系统具有________稳定性，某种群数量在正常范围内波动。
②B区表示生态系统在受到一定________(干扰/破坏)的情况下，由于生态系统具有________稳定性，某种群数量在逐渐恢复正常范围。
③C区表示生态系统在受到严重________(干扰/破坏)的情况下，某种群数量持续下降，随着生态系统的________，种群趋向灭亡。如果对C区的物种进行保护，应该采取________措施。
④若图中物种为食草动物，当看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的________功能。

(16分)现代各种工业活动使镉、铅、铜等多种元素在环境中含量大增，对生物产生了一定毒害作用。
（1）为了解镉污染对细胞核的伤害，可取培养在含镉培养液中的蚕豆进行     处理后，利用   染色并制成临时装片，之后在显微镜下观察、比较。
（2）下表是一项研究“镉和锌对蚕豆叶绿素含量的影响”的实验结果（叶绿素含量单位：mg/g·fw）

分析表中数据可以发现，随着土壤中镉浓度的增加，蚕豆的叶绿素含量   ，这将直接影响蚕豆的   速率，不利于植物生长。但如果在受镉污染的土壤中加入   mg/L锌，则可以明显减轻镉对植物的危害。
（3）科研人员尝试利用植物来回收环境中重金属元素,修复受污染的土壤或水体.下图是种植在受到不同程度铅污染的土壤中的三种植物体内铅含量。

上图植物中，最适合用于修复受铅污染较严重地区土壤的是   ，但所种植的植物不宜用作家畜饲料或者沼气池发酵，理由分别是   和   

某校生物科研小组对一生态系统进行了研究，他们分别采用不同体积的样方来调查土壤中的物种数。结果如图1所示；图2表示该生态系统的部分食物网。请据图回答：

（1）群落中物种数目的多少叫做____________。由图1判断，调查该生态系统土壤中物种数的样方体积最好是_____________。
（2）图2中未表示出的该生态系统的成分是___________________________________。用标志重捕法调查D种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则调查的结果会__________________(偏高／偏低／不变)。
（3）由于某种原因使得A种群数量短时间内大量减少，E种群数量相对稳定，说明生态系统具有_______________能力，其基础是______________调节机制。
（4）若图2食物网中一种生物摄食两种生物时，两种被摄食的生物所占比例相等，则E每增加10kg生物量，至少需要消耗生产者______________kg。
（5）在人工干预下，该生态系统的生物种类逐渐增多，这属于群落的____________演替，演替结果导致该生态系统的抵抗力稳定性_______________________。

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。

(14分)绿藻和蓝藻等藻类是鲮鱼及小虾的食物来源，其中小虾也是鲮鱼的食物。图甲表示绿藻与蓝藻对N、P的吸收量及Ph>8时其体内藻毒素含量的差异，图乙表示不同体长鲮鱼的食性比例。

（1）从物质循环的角度来看，藻类在生态系统中的特有作用是                。
（2）从图乙来看，鲮鱼体长在4.2cm时，假设某生态系统中存在鲮鱼、小虾、藻类，若鲮鱼获得的能量为24kg，则最少需要藻类       kg。
（3）藻毒素中含有某种神经毒素，能抑制神经系统功能，该物质能够与         上的受体结合导致“神经麻痹”。在免疫学上，藻毒素可以看作是一种             。
（4）先培养藻类吸收水体中的氮、磷元素，再构建食物链快速去除藻类，既能获得经济效益又能治理水体污染。
①治理磷元素富营养化的碱性水体，应该选择的藻类是             ，理          。
②现要投喂鲮鱼去除①中的藻类，投喂鲮鱼的体长应该大于4.2cm，理由是此时             。

(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                   。

(11分)DMS（二甲基硫醚）是一种对气候有明显影响的气体。下图是DMS在海洋中生成的主要过程，分析回答：

（1）从生态系统的组成成分上看，圆石藻属于            。圆石藻、浮游动物、海洋细菌等生物共同构成            。科学家正通过研究圆石藻残骸在海底沉积物中的分布特征探索海洋气候变化的线索，这体现了生物多样性的           价值。
（2）图中浮游动物所同化的能量除经自身呼吸作用以热能形式散失外，还将流向      。中间产物X浓度上升到一定程度时，它能作为一种化学信息使浮游动物对圆石藻的捕食明显减少。这体现了生态系统中信息传递的作用是                 。
（3）海洋中存在含酶A量较多和较少的两类圆石藻。由图中信息推断，浮游动物偏好摄食哪类圆石藻？                               。当圆石藻大量繁殖会诱发病毒侵染其细胞，从而使其数量下降，这体现了生态系统可通过           调节机制维持自身的相对稳定。
（4）研究发现，海洋中许多生物能促进DMS氧化分解，最终产生SO4^2-，从而加快了生态系统的_____________。

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。

巨桉原产澳大利亚东部沿海，广泛用于人工造林，具有适应性强和经济价值高的特点。菊苣是生长在林下的、高产优质的饲用牧草。请分析回答：
（1）若在巨桉人工林下套种适宜的经济作物，不仅可以充分利用       等资源，还可以提高群落物种的           。
（2）巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物。为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响，科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶，与土壤混合后置于花盆中，将菊苣种子播种其中，出苗一段时间后测定菊苣各项生长指标，结果见下表。

分组	凋落叶含量 （g /盆）	植株干重 （g /10株）	光合色素含量 （mg /g）	净光合速率 （μmolCO2 /m^2/s）	C5羧化形成C3效率 （μmolCO2 /m^2/s）
对照组	0	7.78	2.74	9.77	0.040
实验组1	30	3.60	2.28	7.96	0.040
实验组2	90	1.14	1.20	4.76	0.028

①植物体内的光合色素主要分布在叶绿体的       。测定菊苣叶片光合色素含量时，常用       （试剂）提取光合色素。
②实验组与对照组相比，菊苣幼苗的净光合速率       。在巨桉凋落叶含量低时，其释放的某些小分子有机物使       减少，直接导致光反应减弱；在巨桉凋落叶含量高时，这些小分子有机物还能使C₅羧化形成C₃效率下降，导致植物对       的利用下降。上述结果表明，巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有       作用。

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）。

（10分)某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30％以上。图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图，图2表示恢复过程中某种群的种群密度对种群的出生率和死亡率的的影响。请回答：

(1)如图1所示．输入该生态系统的能量主要是____________，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为___________(保留一位小数)。
(2)图1中A表示________，图中来利用部分的能量在生物体内的存在形式是________。
(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是___________________。计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为_______×10³kJ/(m^2.y)。
(4)由图2可知，种群密度在________点时，种群数量的增长速率最大：在E点时，该种群达到__________________。
(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于  _______演替，该过程中生态系统的_________稳定性逐步提高。

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。

巨桉原产澳大利亚东部沿海，广泛用于人工造林，具有适应性强和经济价值高的特点。菊苣是生长在林下的、高产优质的饲用牧草。请分析回答：
（1）若在巨桉人工林下套种适宜的经济作物，不仅可以充分利用       等资源，还可以提高群落物种的           。
（2）巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物。为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响，科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶，与土壤混合后置于花盆中，将菊苣种子播种其中，出苗一段时间后测定菊苣各项生长指标，结果见下表。

分组	凋落叶含量 （g /盆）	植株干重 （g /10株）	光合色素含量 （mg /g）	净光合速率 （μmolCO2 /m^2/s）	C5羧化形成C3效率 （μmolCO2 /m^2/s）
对照组	0	7.78	2.74	9.77	0.040
实验组1	30	3.60	2.28	7.96	0.040
实验组2	90	1.14	1.20	4.76	0.028

实验组与对照组相比，菊苣幼苗的净光合速率       。在巨桉凋落叶含量低时，其释放的某些小分子有机物使           ，直接导致       减弱；在巨桉凋落叶含量高时，这些小分子有机物还能使            下降，导致植物对       的利用下降。上述结果表明，巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有       作用。
（3）进一步研究表明，巨桉对某山区的多种植物的影响与对菊苣的影响相同。若在此地区大面积种植巨桉，可能会影响当地生态系统的             。

(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。