高中生物 （新高考）2021届高三大题优练9 种群及其动态 群落及其演替 教师版

例1．如图是自然条件下某种群数量的动态变化模型，请回答:

(1)种群密度是种群最基本的_________特征，______(填“能”或“不能” )反映种群数量的变化趋势。

(2)图中曲线是反映种群数量动态变化的______模型，用该模型解释建立大熊猫自然保护区的目的是_____________________，以利于大熊猫种群数量的增加。

(3)图中A点时种群的年龄组成为______型，A点后种群的增长速率______(填“增大”、“减小”、“基本不变”)。

(4)提高种群的K值，可采用______的措施，这是对生物多样性最有效的保护。

(5)研究还发现田鼠繁殖能力很强，在调查统计最初的一个月内种群数量每天增加1.47%。研究者通常采用____________法估算该地区田鼠的种群数量。根据调查统计的数据构建了田鼠种群增长模型为Nt=N0λt，由此可知田鼠在最初的一个月内的生存环境条件是____________，这种数量增长形式称作______形增长。而实际上自然界的资源和空间总是有限的，家鼠的数量增长往往呈现出______形曲线。重复观察统计田鼠数量，对所建立的模型进行_________，以利于鼠害的防治。

【答案】(1)数量    不能   

(2)数学    有效提高大熊猫种群的K值   

(3)增长    减小    

(4)就地保护   

(5)标记重捕    理想条件（或食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌）    J    S    检验或修正

【解析】（1）种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群数量的变化趋势。（2）图中曲线为种群增长的数学模型。该曲线表示在自然界的资源和空间有限的条件下，种群呈现“S”形增长。建立大熊猫自然保护区，可以改善大熊猫栖息地的环境条件，提高（大熊猫种群的）K值，以利于大熊猫种群数量的增加。（3）图中A点前后，种群数量不断增加，说明出生率大于死亡率，因此A点时种群的年龄组成为增长型。A点后，曲线的上升幅度变缓，说明种群的增长速率减小。（4）提高种群的K值，可采用就地保护的措施，这是对生物多样性最有效的保护。（5）研究者通常采用标记重捕法法估算该地区田鼠的种群数量。研究人员根据最初的一个月内田鼠的数量调查数据构建的田鼠种群增长模型为Nt=N0·λt，由此可知田鼠在最初的一个月内的生存环境条件是理想条件（或食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌），种群数量呈J形曲线。由于食物、空间都有限，有天敌捕食，就存在环境容纳的最大值K。若研究人员对此弃耕农田进行长期研究，将会发现田鼠的种群增长模型的变化趋势是由“J”形增长变为“S”形增长，所以需对建立的模型进行检验和修正。

例2．黄河某河段因沿线城市扩建等因素而被严重污染，近几年随着环境保护力度的加大，该河段生态环境逐渐恢复。回答下列问题：

（1）河流群落的____________是区别不同河流群落的重要特征。离黄河不远有一草莓园，草莓植株呈均匀分布，这体现了种群的____________特征。

（2）通过治理提高了该地区的物种丰富度，物种丰富度指____________。

（3）该河段某生态系统中存在甲、乙两种动物，两者之间具有捕食关系，请指出“甲→乙”能不能构成一条食物链并说明理由____________。

【答案】（1）物种组成    空间   

（2）群落中物种数目的多少   

（3）不能，食物链的起点是生产者，而甲→乙不包括生产者，所以不能构成食物链

【解析】（1）河流群落的物种组成是区别不同河流群落的重要特征。某一区域的草莓植株呈均匀分布，体现了草莓种群的空间特征。（2）物种丰富度是指群落中物种数目的多少。（3）该河段某生态系统中存在甲、乙两种动物，两者之间具有捕食关系，则甲、乙均属于消费者，由于食物链的起点应是生产者，而甲→乙中只包含消费者，不包括生产者，所以不能构成食物链。

1．请回答有关种群和群落演替的问题：

（1）估算种群密度常用的方法有__________。蒲公英种群密度调查过程中，影响调查结果的因素有_____________（至少答两点）。在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，采用__________方法进行酵母菌计数。在“调查土壤小动物类群丰富度”实验中，常用_________方法进行采集、调查；对于个体较大，种群数量有限的群落应采用__________方法来统计丰富度。

（2）据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型，近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度______，演替的方向_____________。

（3）在生物群落内，各种动植物通过营养关系形成了__________，它是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。

【答案】（1）样方法和标记重捕法     样方的多少、大小和取样方法     抽样检测法     取样器取样法    记名计算法   

（2）变快     未发生改变   

（3）食物链和食物网

【解析】（1）估算种群密度常用的方法有样方法（适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物）、标记重捕法（适用于活动能力强、活动范围大的动物）两种；蒲公英种群密度调查过程中，影响调查结果的因素有样方的多少、大小和取样方法等；在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，采用抽样检测法方法进行酵母菌计数；在“调查土壤小动物类群丰富度”实验中，常用取样器取样的方法进行采集、调查；对于个体较大，种群数量有限的群落应采用记名计算的方法来统计丰富度。（2）由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度变快，演替的方向未发生改变。（3）在生物群落内，各种动植物通过营养关系形成了食物链和食物网，它是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。

2．如图1表示种群数量增长的两种曲线，图2表示某区域不同年份甲树种与乙树种存有量的比值（C值=甲存有量/乙存有量）变化。据图回答下列问题：

（1）种群最基本的数量特征是种群密度。若种群每年以λ倍按图1曲线X的方式增长，A为种群起始数量，则t年后该种群数量Nt可表示为_______。图1中阴影部分可以表示由于受到______________（写出两点）等条件的限制而死亡的个体。

（2）若图1中的曲线Y表示池塘中某鱼类种群的增长曲线，要想长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的________点左右，原因是__________________。

（3）图2中从a年到e年，两树种竞争过程中________逐渐成为优势树种，群落的这种变化叫做________。

【答案】（1）Aλt    生存空间、食物、天敌(任选2个)   

（2）B    此时种群增长速率最大   

（3）乙    （次生）演替

【解析】（1）图1中曲线X表示J形增长，若种群每年以λ倍增长，A为种群起始数量，则t年后该种群数量Nt可表示为Aλt。图1中阴影部分表示环境阻力，可以表示由于受到生存空间、食物、天敌等条件的限制而死亡的个体。（2）图1中的曲线Y表示S形增长，若该曲线表示池塘中某鱼类种群的增长曲线，要想长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的B点（K/2）左右，原因是此时种群增长速率最大，鱼的数量可以在最短时间内恢复。（3）由图2可知，从a年到e年，C值逐渐下降，说明乙逐渐成为优势树种，群落的这种变化叫做（次生）演替。

3．棉花富含纤维，广泛用于编织品和纺织业。棉铃虫钻蛀棉花将导致产量大幅减少，为防治虫害，研究人员选择面积为一公顷的开放的棉田若干，每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，并定期调查棉田中棉铃虫的种群密度，结果如图所示。回答下列问题。

(1)棉铃虫的种群密度主要取决于该种群的____________。调查棉铃虫的种群密度，最好采用____________（填方法），实施此方法的关键是____________。

(2)每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是____________，从图中可以看出树桩之间的距离为___________防治害虫的效果较好。除通过设置适宜高度的树桩吸引食虫鸟外，还可以利用音响设备发出结群信号吸引食虫鸟，该方法利用了生态系统的_______信息。

(3)研究发现设桩一段时间后，麻雀（食物为棉籽和棉铃虫）和食虫鸟的数量都增多，食虫鸟和麻雀属于生态系统的_______（填组成成分），该成分的存在对生态系统的意义是___________________。假设麻雀增加的质量来自棉籽的比例为x，则麻雀质量增加m时，需要消耗棉花的质量n为____________（各营养级之间能量传递效率按最大计算）。

(4)此研究表明，在农田周围合理植树可控制虫害，这样可帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使____________________________________。

【答案】(1)出生率和死亡率    样方法    随机取样   

(2)为食虫鸟提供栖息场所    200m     物理   

(3)消费者    加快生态系统的物质循环；此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用     25m-20mx   

(4)能量持续高效地流向对人类最有益的部分

【解析】（1）种群密度的直接决定因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率，棉铃虫活动能力弱，所以主要是由出生率和死亡率决定的。调查活动能力弱的小动物的种群密度应采取样方法，关键是随机取样，减少人为因素的干扰。（2）每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是为食虫鸟提供栖息场所，从图中可以看出树桩之间的距离为200m，防治害虫的效果较好。利用音响设备发出结群信号吸引食虫鸟，属于对生态系统物理信息的应用。（3）食虫鸟和麻雀属于消费者，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。根据题意可以构建各生物的营养关系：棉叶、棉铃、棉籽中的能量均来自棉花植株的光含作用，因此n=mx÷20%+m(1-x)÷20%÷20%=25m-20mx。（4）在农田周围合理植树可控制虫害，可以使能量少流向害虫，这样可帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

4．某一森林在遭受大火完全烧毁前后，草本植物、灌木和乔木的生物量变化如图所示（b点为发生火灾的时间）。请回答下列问题。

(1)欲调查该生态系统植物丰富度宜采用____________法。

(2)a~b段，三类植物在群落中会呈现出镶嵌分布，从而形成了群落的____________。

(3)b~f段，显示火灾后植物群落的演替情况，其演替过程往往从图2中的______阶段开始，结果是生态系统的稳定性增强。生态系统的稳定性是指________________________。三类植物在b~f段的增长方式近似于_______型增长曲线。

(4)该森林中，鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够_________________________。

(5)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于________________，其余在呼吸作用中以热能形式散失。

【答案】(1)样方   

(2)水平结构   

(3)D     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    S   

(4)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定   

(5)生长、发育、繁殖等生命活动

【解析】(1)植物生长位置固定，可以用样方法调查该生态系统植物物种的丰富度以及物种分布的均匀度；(2)草本植物、灌木和乔木是生态系统中的生产者，图中a~b段，三类植物在群落中的镶嵌分布，体现群落的水平结构特点；(3)b~f段，火灾后植物群落的演替属于次生演替，从各种植物出现的先后时间可推断演替的过程是从草本植物阶段开始，对应图2中的D，其演替过程为：草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段，生态系统的稳定性增强；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，叫做生态系统的稳定性；三类植物在b~f段的生物量变化趋势都是先增加后趋向平衡，数量增长方式近似于S型曲线；(4)鼬能根据田鼠的气味捕猎后者，同时后者也能根据鼬的气味躲避捕猎，说明生态系统的信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的相对稳定；(5)每一个营养级同化能量有两个去向：一是自身呼吸消耗，二是用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，储存在体内的有机物中。

5．小熊猫主要生活于海拔3000米以下的针阔混交林或常绿阔叶林中有竹子的地方，喜食竹笋、苔藓以及捕食小鸟或其他小动物昆虫等，发情期雌雄个体往往发出特有的求偶声，雌性还会排出带有气味的分泌物，吸引雄性，一般5到7月产仔。研究人员对甲、乙、丙三个小熊猫种群的年龄等级进行调查，结果如图所示。回答下列问题：

（1）调查小熊猫种群密度时通常采用___________法，科研人员在两个月份进行了种群密度的调查，结果为A、B，其中A明显高于B，分析原因可能是___________，若某次调查结果比实际值小，分析原因可能是______________________。

（2）图中甲、丙两个小熊猫种群的年龄结构分别为___________；在发情期内，雌雄小熊猫之间传递的信息种类为______________________。

（3）食物链只能是竹笋→小鸟→小动物→小熊猫，其不可逆性决定该生态系统中___________是单方向的。

（4）在针阔混交林中小熊猫与___________构成生物群落。引起混交林中小鸟、昆虫、小熊猫等垂直分层现象的重要因素有______________________。

【答案】（1）标记重捕    A是在繁殖期过后进行的调查    被标记个体放回后还未充分融入该种群就再次被捕获   

（2）衰退型、增长型    物理信息和化学信息   

（3）能量流动   

（4）所有植物和微生物、其他动物    食物、栖息空间

【解析】（1）小熊猫活动能力强、活动范围广，调查其种群密度常用标记重捕法。科研人员在两个月份进行了种群密度的调查，结果为A、B，其中A明显高于B，可能是由于A是在繁殖期过后进行的调查。若某次调查结果比实际值小，则可能是被标记个体放回后还未充分融入该种群就再次被捕获，使被捕获的个体中标记的个体数偏大。（2）图中甲的老年个体多，幼、小个体少，其年龄组成应为衰退型；丙的老年个体少，幼、小个体多，年龄组成应为增长型。在发情期内，雌雄个体发出特有的求偶声属于物理信息，雌性排出带有气味的分泌物属于化学信息。（3）食物链只能是竹笋→小鸟→小动物→小熊猫，其不可逆性决定该生态系统中能量流动是单方向的。（4）生物群落是指一定区域中所有的生物，所以在针阔混交林中小熊猫与所有植物和微生物、其他动物共同构成生物群落。引起动物垂直分层现象的重要因素是食物和栖息空间。

6．2020年年初爆发的沙漠蝗虫灾害持续数月，席卷了从西非、东非、西亚至南亚的20多个国家，严重威胁当地的农业生产和人民生计。散居型飞蝗体色呈现绿色，主要由黄—蓝色素形成。群居型呈黑色，是在散居型绿色基础上，增加红色素形成的。散居型飞蝗一般形不成蝗灾，群居型易导致蝗灾。研究发现，在群居型和散居型蝗虫体内有一种β胡萝卜素结合蛋白（βCBP），它与β胡萝卜素的结合与分离受到飞蝗种群密度的调控，在蝗虫体色的转变过程中起关键作用。βCBP在两种蝗虫中的表达差异巨大，作用机制如图所示，请回答：

（1）科学研究中常通过调查蝗虫的幼虫——跳蝻来估计其种群密度，调查方法为_______________。

（2）βCBP与β胡萝卜素的结合与分离受到蝗虫种群密度的调控，种群密度_____（填“高”或“低”）时，βCBP含量上升，红色素合成增加使蝗虫呈黑色。

（3）对于散居型蝗虫而言，蓝—黄色素的含量增加对蝗虫的生存意义是_________________________。在群居型蝗虫中，红—蓝—黄色素的含量增加有利于蝗虫大种群对天敌发出警戒信号，同时有利于同种个体之间的相互识别，这说明蝗虫种内关系存在种内互助，也体现了生态系统的__________功能。

（4）群居型蝗虫大规模爆发时会对农作物造成极大的危害，请提出合理的生物防治措施：__________________________________________________。

【答案】（1）样方法   

（2）高   

（3）形成保护色，有利于在绿色背景中隐藏，减少被捕食    信息传递   

（4）利用蝗虫的天敌，减少蝗虫数量；使用蝗虫孢子虫、绿僵菌等生物农药；利用家禽防治蝗虫等

【解析】（1）科学研究中常通过调查蝗虫的幼虫--跳蝻来估计其种群密度，由于跳蝻体积较小、活动能力较弱，所以调查方法为样方法。（2）根据图示可知，βCBP与β胡萝卜素的结合与分离受到蝗虫种群密度的调控，种群密度高时，βCBP含量上升，红色素合成增加，从而使蝗虫呈黑色。（3）对于散居型蝗虫而言，蓝-黄色素的含量增加，能形成保护色，有利于在绿色背景中隐藏，减少被捕食，对其生存具有重要意义。在群居型蝗虫中，红-蓝-黄色素的含量增加有利于蝗虫大种群对天敌发出警戒信号，同时有利于同种个体之间的相互识别，这说明蝗虫种内关系存在种内互助，也体现了生态系统的信息传递功能。（4）群居型蝗虫大规模爆发时会对农作物造成极大的危害，可用采用喷洒农药；利用蝗虫的天敌，减少蝗虫数量；使用蝗虫孢子虫、绿僵菌等生物农药；利用家禽防治蝗虫等措施进行防治。