2023届高考生物二轮复习破译新情境——立足“社会责任”，着眼环境问题，体现“生物与环境”的时代性考查学案

破译新情境——立足“社会责任”，着眼环境问题，体现“生物与环境”的时代性考查

探究路径(一)　生态浮床与水污染治理

[见识新情境]

生态浮岛，又称人工浮床、生态浮床等。它以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。 “纳米曝气—生物膜—水生植物”一体化生态修复集成系统是当前城市黑臭河道治理常用技术手段，该系统分别从水体增氧、微生物负载增殖、植物吸收降解等途径对黑臭水体进行全面水质净化，能有效地消除水体黑臭，提高水体的自净能力，从而实现对河道的生物修复。图1是该河道引清渐推生态修复工程流程图，图2是该河道的模拟修复示意图。

[追根于教材]

1．水体富营养化会导致藻类大量繁殖，进而破坏水体环境，导致水生动植物大量死亡，请分析原因。

提示：水体富营养化引起藻类等浮游生物大量繁殖，由于其繁殖过程中消耗大量的氧气，引起水体溶氧量下降，造成鱼类等缺氧死亡。生物的遗体会被厌氧微生物分解，产生硫化氧、甲烷等有毒物质，加剧了生物的死亡，进一步破坏生态系统的稳定。

2．纳米曝气机可产生纳米级的细小气泡，能快速增加水体溶解氧，提高治污效果的原因是什么？

提示：纳米曝气机能快速增加水体溶解氧，有利于增强好氧生物的有氧呼吸，促进河道中的污染物加速降解，从而提高治污效果。

3．沉水植物对于提高水体自净能力和保持水体清洁状态具有重要作用。在向河道内移栽沉水植物之前，先引进清水的目的是什么？与浮床上的挺水植物相比，沉水植物在净化水体效果方面的优点有哪些？

提示：增加水体透明度，有利于沉水植物的光合作用，促进生长。沉水植物根、茎、叶均完全沉浸，可以从底泥中吸收N、P 等元素，增加水体溶解氧的含量。

探究路径(二)　垃圾分类与生活环境治理

[见识新情境]

我国的环境治理已取得了很好的成效，在治理前，我国部分地区的污染处理模式是“污水靠蒸发，垃圾靠风刮”，生活垃圾和污水得不到较好的处理。单纯套用其他地区生活垃圾的分类、处置及管理方式，不能满足这些地区生活垃圾的处理需求。为解决这些地区生活垃圾及污水处理的问题，某学院提出了如图所示的治理方案。

[追根于教材]

1．厨余垃圾主要包括居民日常生活产生的食物残渣(如剩菜、剩饭等)、厨房下脚料(菜根、菜叶等)和果皮等，这部分垃圾可发酵产生沼气，参与发酵的微生物的作用是什么？这些微生物可将垃圾中的有机物分解成无机物或沼气，此过程中发生的能量变化主要是什么？

提示：将垃圾中的有机物分解为无机物。有机物中的化学能转变成热能。

2．包装垃圾如纸杯、塑料袋等，若通过焚烧处理，其有害产物可能会出现在南极企鹅体内，原因是什么？

提示：生态系统的物质循环具有全球性。

3．有害垃圾主要包括废旧电池、过期药物等，此类垃圾若进入土壤或水体中，其中的重金属离子等物质对人类的危害较大，请分析原因。

提示：重金属通过食物链(和食物网)逐级积累富集，最后可能出现在人体内。

4．若某处土壤堆积的生活垃圾过多，则会导致该处土地失去功能，此时要提高其稳定性，可采取的措施有哪些？

提示：对该处的生活垃圾进行合理化处理，实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

探究路径(三)　森林碳汇、碳中和与碳达峰

[见识新情境]

2020年的联合国大会上我国承诺力争在2030年前实现碳达峰(CO2的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低)，2060年前实现“碳中和”(净零排放)的目标，以此为建设生态文明作出贡献。森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的CO2固定在植被与土壤中，从而减少大气中CO2浓度的过程。碳汇造林是实现“碳中和”的重要举措。为了实现上述目标，我国采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。　　

[追根于教材]

如图表示某生态系统中的碳循环示意图。

1．“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，达到“碳中和”时，图中X1过程吸收的CO2总量________(填“大于”“等于”或“小于”)Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量，理由是什么？

提示：大于　达到“碳中和”时，X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量，而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外，还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2等。

2．植树造林是“碳捕集”的重要措施之一，造林的树种应以本地树种为主，原因是什么？“碳减排”与我们的日常生活息息相关，试从“衣、食、住、行”的角度分析“碳减排”可以采取的措施有哪些？

提示：避免外来物种入侵，保证本地生态系统的安全性；本地物种具有较高的生态适应性。衣，少买不必要的衣服，减少资源浪费；食，尽量自带餐具，少用或者不用一次性餐具；住，节约用水用电，生活垃圾分类处理；行，短途路程尽量骑自行车或者步行。

3．“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2，再通过高压管道送到地下或者海底永久性封存。试分析该方法对环境造成的负面影响可能有哪些？

提示：过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物(或使土壤或海水酸化，影响土壤或海洋生物的生存)，从而对生物多样性造成威胁；封存在地下或海底的CO2也有可能会逃逸到大气当中，加剧温室效应。

归纳建模

熟知环境污染和生态修复，构建环境治理问题的思维模型。

1．生态环境问题的类型及主要成因

2．生态修复

类题训练

1．(2022·浙江1月选考)垃圾分类是废弃物综合利用的基础，下列叙述错误的是(　 )

A．有害垃圾填埋处理可消除环境污染

B．厨余垃圾加工后可作为鱼类养殖的饵料

C.生活垃圾发酵能产生清洁可再生能源

D．禽畜粪便作为花卉肥料有利于物质的良性循环

解析：选A　有害垃圾填埋处理会造成水污染和土壤污染，A错误。

2．某湿地通过投放生态浮床等多项措施对该湿地进行生态修复。回答下列问题：

(1)修复后的湿地水清草绿、鸟语花香，可作为休闲旅游资源，这体现了生物多样性的________价值；该湿地中的植物包括蒲草、芦苇等各种挺水植物，浮萍、睡莲等浮水植物和金鱼藻、黑藻等沉水植物，植物的这种垂直分层的生态学意义是________________________

____________________________________。湿地中生长的芦苇、金鱼藻和黑藻这三类生物中，生态位重叠较大的两种生物是________________。

(2)生态浮床技术就是将芦苇、美人蕉等植物种植于浮在水面的材料上来改善水体生态环境。浮床植物能通过根系向水中分泌化感物质抑制藻类生长，说明生态系统信息传递能____________________________________，浮床植物还能通过________影响水中藻类光合作用。有人提议，浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料，以提高该系统的经济效益，请结合所学知识分析，该提议____________(填“可行”或“不可行”)，理由是_______________

__________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)修复后的湿地水清草绿、鸟语花香，可作为休闲旅游资源，属于生物多样性的直接价值。群落中植物的垂直分层为群落的垂直结构，垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。金鱼藻和黑藻都完全生活在水中，对资源和空间的需求相同点更多，生态位重叠更大。(2)芦苇、美人蕉等植物种植于浮在水面的材枓上，能有效地改善水体生态环境，浮床植物能通过根系向水中分泌化感物质抑制藻类生长，说明生态系统信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定，浮床植物还能通过遮光抑制水中藻类光合作用。由于生活有机污水和工业重金属废水中含有重金属，重金属难以被机体代谢出去，会沿着制作家畜饲料的“植物→家畜→人”这一食物链传递，对家畜和人的健康产生危害，故浮床中的水生植物不可以用于制作家畜饲料。

答案：(1)直接　显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力　金鱼藻和黑藻　(2)调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定　遮光　不可行　生活有机污水和工业重金属废水中含有重金属，重金属难以被机体代谢出去，会沿着制作家畜饲料的“植物→家畜→人”这一食物链传递，对家畜和人的健康产生危害

3．(2022·贵阳模拟)碳汇造林是实现“碳中和”的重要举措。请回答以下问题：

(1)碳汇造林一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，实现“碳中和”，这体现出碳循环具有______________特点。森林动物捕食同化的能量，一部分通过自身呼吸作用以热能形式散失，另外一部分用于

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)科研人员以桉树林为研究对象，研究不同强度林火干扰对植被碳密度(反映各组分在光合作用中固碳能力的差异)的影响，结果如图：

①煤、石油和天然气的大量燃烧以及水泥的生产等导致大气中CO2的浓度持续升高，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是______________。从全球碳循环的主要途径来看，减少____________和增加____________________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。

②由图分析可知，轻度林火干扰对植被碳密度影响差异不显著，说明生态系统具有________________能力。但是林火干扰能提高草本植物的碳密度，其主要原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)碳汇造林一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，体现了碳循环具有全球性的特点；动物捕食同化的能量＝呼吸散失的热能＋用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动的能量。(2)①全球气候变暖，导致冰川融化、海平面上升，影响农业生产、工业建筑及生活环境等等；全球变暖主要是由于大气中CO2的浓度持续增加，减少碳排放可以使大气中CO2增加变缓，另外增加碳存储(如植物的光合作用可以将CO2转变为有机物)也是实现碳达峰和碳中和的重要举措。②结合图示可知，生态系统具有一定的自我调节能力，因此轻度林火干扰对植被碳密度影响差异不显著；灾后草本植物接受的光照更加充足，土壤中无机养料增多，因此林火干扰能提高草本植物的碳密度。

答案：(1)全球性　自身的生长、发育和繁殖等生命活动　(2)①冰川融化、海平面上升　碳释放(或碳排放或CO2释放量)　碳存储(或碳储存或CO2吸收量)　②一定的自我调节　灾后草本植物接受的光照更加充足，土壤中无机养料增多

[应用、创新考法增分训练]

题组一　学习科学精神，提升素养品质

1．(2022·呼和浩特三模)我国科研人员鉴定出飞蝗群聚的信息素4-乙烯基苯甲醚(4VA)，它能诱导封闭环境中的蝗虫从低密度的散居型转变为高密度的群居型，因而推测出蝗灾形成的可能原因。下列有关说法正确的是(　 )

A．保护好蝗虫的天敌可有效防治蝗灾，这属于物理方法防治虫灾

B．蝗虫由散居型转变为群居型，可以改变该种群的迁入率和迁出率

C．常用样方法调查蝗虫跳蝻的密度

D．利用4VA诱杀蝗虫可改变蝗虫的性别比例

解析：选C　保护好蝗虫的天敌可有效防治蝗灾，这属于生物方法防治虫灾，A错误；蝗虫由散居型转变为群居型只是改变了种群的空间特征，不改变该种群的迁入率和迁出率，B错误；蝗虫的若虫(跳蝻)属于活动能力弱、活动范围小的动物，常用样方法调查其种群密度，C正确；4VA是飞蝗群聚的信息素使蝗虫从低密度的散居型转变为高密度的群居型，不会改变蝗虫的性别比例，D错误。

2．(2022·南昌三模)科研工作者在浙江丽水市百山祖国家公园内开展两栖爬行动物调查时，在溪沟中发现一种体型小、叫声奇特的角蟾，后经形态学比较和分子生物学鉴定，初步确定其为一新物种，并将其命名为百山祖角蟾。百山祖角蟾主要栖息在常绿阔叶林附近的山涧溪流，该生境内还分布有淡肩角蟾、棘胸蛙、秉志肥螈等两栖动物，这些物种对溪流的水质及周围植被的要求较为严苛。下列关于百山祖角蟾的叙述，正确的是(　 )

A．百山祖角蟾与该地区的其他动物共同构成一个群落

B．百山祖角蟾体型较小，适宜用样方法调查其种群密度

C．百山祖角蟾与其他两栖动物之间无法进行基因交流

D．百山祖角蟾奇特的叫声是环境诱导其发生变异的结果

解析：选C　生物群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，百山祖角蟾与该地区的其他动物不能称为一个群落，A错误；百山祖角蟾属于两栖类爬行动物，活动能力强，活动范围广，不适于用样方法调查其种群密度，B错误；结合题意可知，初步确定百山祖角蟾为一新物种，与其他物种存在生殖隔离，故百山祖角蟾与其他两栖动物之间无法进行基因交流，C正确；变异在环境选择前已发生，环境只是对其起选择并保留的作用，故不是环境诱导百山祖角蟾变异，D错误。

3．(2022·青岛二模)某地湖泊由于大量生活及工业污水导致每年5、6月份浮游藻类大量繁殖而产生“水华”现象。科研人员利用甲、乙两种本地沉水植物进行了相关修复实验，测量水样中总氮、总磷和叶绿素a的含量变化，实验结果如下表所示。下列说法错误的是(　 )

A.选择本地物种进行生态修复体现了协调原理

B．甲、乙植物减弱“水华”现象体现了生物多样性的间接价值

C．该湖泊中总氮的含量对浮游藻类生长的影响更大

D．叶绿素a含量越多说明生产者越多，湖泊的自我调节能力越强

解析：选D　选择本地物种进行生态修复体现了协调原理，可避免外来物种入侵，A正确；甲、乙植物减弱“水华”现象是其生态价值的表现，体现了生物多样性的间接价值，B正确；叶绿素a含量变化代表的是浮游藻类变化情况，对比表格中各种物质含量的变化，种植两种沉水植物后总氮含量降低与叶绿素a含量降低关系更大，由此可见总氮对浮游藻类的生长影响更大，C正确；叶绿素a含量越多说明浮游藻类越多，“水华”现象更加严重，湖泊的自我调节能力越弱，D错误。

题组二　引入科普情境，增长知识见识

4．(2022·乐山一模)同域共存是指一些生物生存在同一个区域，由于种间竞争关系而导致对环境的需求发生错位的现象。在我国雅鲁藏布大峡谷的多个点位均拍摄到云豹、金猫、豺等顶级食肉动物同域共存的情况。下列说法错误的是(　 )

A．同域共存食肉动物的种群密度主要受生物因素影响

B．对金猫、豺等动物种群密度的调查，可以采用标志重捕法

C．雅鲁藏布大峡谷充足的食物是保证顶级食肉动物同域共存的前提

D．鬣羚为了躲避天敌云豹而选择与其不同地域活动的现象，属于同域共存

解析：选D　根据同域共存的概念分析，这些食肉动物之间是存在食物竞争关系的，因此其种群密度主要受生物因素影响，A正确；对金猫、豺等动物种群密度的调查，可以采用标志重捕法，B正确；雅鲁藏布大峡谷充足的食物是保证顶级食肉动物同域共存的前提，否则会因为争夺食物资源发生激烈的生存斗争，C正确；鬣羚、云豹不是种间竞争关系，属于捕食关系，D错误。

5．吹绵蚧是一种严重危害果园生产的害虫，澳洲瓢虫以吹绵蚧为食，可以有效抑制该害虫的数量。科学家研究并获得了吹绵蚧种群数量与被捕食率、补充率(没有被捕食的情况下吹绵蚧增长的比率)的关系模型，如图。下列说法正确的是(　 )

A．当吹绵蚧种群数量大于m小于n时，种群数量会逐渐稳定在m点

B．当吹绵蚧种群数量大于n小于p时，种群数量会逐渐稳定在n点

C．当种群数量超过p点时，吹绵蚧种群数量会稳定在q点

D．在果园中适当投放澳洲瓢虫，吹绵蚧数量就不可能长期维持在较高水平

解析：选A　当吹绵蚧种群数量大于m小于n时，被捕食率大于补充率，因此可推测种群数量会逐渐下降而后稳定在m点，A正确；当种群数量大于n小于p时，由于补充率大于被捕食率，种群数量会增加，从而可能会导致吹绵蚧虫害的爆发，B错误；当种群数量超过p点时，被捕食率大于补充率，因此种群数量下降，最终稳定在p点，C错误；当种群数量高于n点时，在果园中适当投放澳洲瓢虫，可使吹绵蚧数量长期稳定在n点较高水平，D错误。

6．世界范围内的珊瑚礁正经历着大规模的退化，大约仅有不到半数的珊瑚礁处于相对健康的状态。

(1)在调查珊瑚礁生态系统的生物种类和数量时，研究者分别在3、6、9 m水深地段，选择具有代表性的珊瑚生境，布设50 m的皮尺，用水下摄像机拍摄，统计每组50 cm×50 cm照片中各种珊瑚个体的数量，此调查采取的方法是________法；若某一种珊瑚出现的频度最高，可初步确定其是该群落的__________。

(2)珊瑚生长对水质要求很高。填海施工会产生大量的悬浮及沉积泥沙，影响珊瑚礁的生长，请分析施工产生的泥沙引起珊瑚死亡的原因有________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(答出2点即可)。

(3)水质富营养化也是导致珊瑚礁退化的原因之一。调查发现随着富营养化程度的加深，大型海藻覆盖率呈上升趋势。请据此分析富营养化导致珊瑚礁退化的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)样方法适用于调查植物和活动能力不强的动物的种群数量，珊瑚个体的数量可以采用样方法进行估算；对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物称为优势物种，若某一种珊瑚出现的频度最高，可初步确定其是该群落的优势物种。(2)填海施工产生的沉积物较多，覆盖在珊瑚表面，导致珊瑚窒息死亡；悬浮物浓度较高，影响虫黄藻等珊瑚共生藻的光合作用，珊瑚缺乏能量来源而死亡。(3)水质富营养化也是导致珊瑚礁退化的原因之一，水质富营养化引起大型海藻的大量繁殖，大型海藻覆盖率呈上升趋势，大型海藻在与虫黄藻的竞争中处于优势地位，导致珊瑚礁的退化。

答案：(1)样方　优势物种　(2)沉积物较多，覆盖在珊瑚表面，导致珊瑚窒息死亡；悬浮物浓度较高，影响虫黄藻等珊瑚共生藻的光合作用，珊瑚缺乏能量来源而死亡　(3)水质富营养化引起大型海藻的大量繁殖，大型海藻在与虫黄藻的竞争中处于优势地位，导致珊瑚礁的退化

题组三　关注生产生活，分析解决问题

7．东亚飞蝗是严重危害粮食安全的一种害虫，我国著名生态学家马世骏院士提出“改治结合、根除蝗害”的战略，一方面利用化学防治和生物防治降低蝗虫种群密度，另一方面修筑堤坝、控制水位、耕垦湖滩荒地等，使大面积的蝗害得以防治。下列叙述错误的是(　 )

A．若要对河滩中蝗虫卵的密度调查，可以采用样方法

B．用特殊化学物质扰乱蝗虫雌雄交配属于化学防治

C．滥用杀灭蝗虫的农药会提高蝗虫种群中抗药基因频率

D．修筑堤坝、控制水位属于降低蝗虫环境容纳量的措施

解析：选B　蝗虫卵无活动能力，可采用样方法调查种群密度，A正确；利用特殊的化学物质扰乱有害昆虫的雌雄交配，使昆虫的繁殖力下降，属于生物防治，B错误；若采用农药灭虫，农药会对蝗虫抗药性基因进行选择，导致抗药性基因频率上升，C正确；采取修筑堤坝、控制水位等措施，属于降低蝗虫环境容纳量，从而控制蝗虫的种群密度，D正确。

8．(2022·长春三模)永定河冬奥公园是采取污水处理、疏通河道、种植植物等措施进行生态治理建立起来的。这里变成了河水清澈、植物茂盛、水鸟聚集的宜居环境，已成为人们休闲娱乐的好去处，且在社会、经济方面也取得了显著的成效。以下对治理措施的相关叙述，正确的是(　 )

A．应通过大量引种吸收N和P能力强的外来植物来降低水体污染

B．应建立由挺水植物、浮游植物与沉水植物等组成的群落水平结构

C．应完全恢复湖泊和溪流等自然环境来提高该生态系统的稳定性

D．应遵循整体原理来制定该生态治理的目标方案

解析：选D　外来植物可能导致生态入侵，故不能盲目大量引种外来植物，A错误；由挺水植物、浮游植物与沉水植物等组成的群落结构属于垂直结构，B错误；结合题干信息“这里变成了河水清澈、植物茂盛、水鸟聚集的宜居环境，已成为人们休闲娱乐的好去处，且在社会、经济方面也取得了显著的成效”可知，该地区的生态修复较为成功，故不一定需要完全恢复湖泊和溪流等自然环境才能提高生态系统稳定性，C错误；整体原理是指生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响，应遵循整体原理来制定该生态治理的目标方案，D正确。

9．(2022·天津一模)高寒草甸是青藏高原极为重要的牧场类型，分布于此的高原鼢鼠是一种营地下生活的挖掘类啮齿动物，数量过多对草地具有一定的破坏作用。

(1)研究人员采用多种措施对高原鼢鼠进行防治，如表为不同防治措施对高原鼢鼠种群密度的影响(种群密度单位：只/hm2)。

人工捕杀措施主要是通过提高种群的__________控制高原鼢鼠的种群数量；造林整地是通过降低______________实现降低种群密度的目的。为使防治效果达到最佳，往往采用多种措施进行综合治理。根据上表，最有效的防治措施组合方案是________(填数字标号)。

(2)高原鼢鼠挖洞时将挖出的土堆在地面，会在草甸中形成无植被覆盖的裸露土丘，需6年左右才能逐步恢复。如图为恢复过程中群落演替的不同阶段及植物组成。

在第3～6年阶段，群落内“其他一年生植物”的生物量占比呈现________的趋势。

(3)如表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况(单位：×107 kJ·a－1)。

据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量是____ ×107 kJ·a－1。能量从草到鼠的传递效率约为______%(小数点后保留一位)，植物的“气味”提供可采食的信息属于________信息。

解析：(1)人工捕杀一般都是提高种群的死亡率，进而控制种群数量；而造林整地是减少其生存区域，也就是减少了环境容纳量；由图表可知，在造林整地方式中，③水平沟整地效果最明显，在药物治理中，⑤药物A的治理效果最好，而人工捕杀的最适月份是⑨5月，故综合起来最有效的防治措施组合方案是③⑤⑨。(2)由柱形图分析可知，在第3～6年阶段，群落内“其他一年生植物”的生物量占比呈现逐年减少的趋势，说明在演替的过程中其他一年生植物在竞争中不占优势。(3)据表格分析，草用于生长、发育和繁殖的能量为(7.0＋19.0＋45.5)×107＝71.5×107(kJ·a－1)。能量从草到鼠的传递效率为鼠的同化量÷草的同化量×100%＝19.0÷(7.0＋19.0＋45.5＋69.5)×100%≈13.5%。植物的“气味”属于化学信息。

答案：(1)死亡率　环境容纳量　③⑤⑨　(2)减少　(3)71.5　13.5　化学