生物与环境类综合性试题的解答策略

刘长明+陈靖

题型一、概念图中的种群特征

【例1】图1是种群特征的概念图，图2是某地人口出生率和死亡率的变化曲线。下列相关叙述中，错误的是（ ）

A.图1中的c是种群密度，它指的是某种群的总数量

B.图1中的a和b分别是性别比例和年龄组成

C.图2所示种群的年龄组成由稳定型变为增长型

D.并非所有的种群都具有图1中的特征a

【解析】种群最基本的数量特征是种群密度，其大小取决于迁入率和迁出率、出生率和死亡率，所以图1中的c表示的是种群密度，它指的是某种群单位面积或体积内个体的数量，而不是种群的总数量，A项错误；性别比例只影响出生率，而年龄组成既影响出生率也影响死亡率，所以图1中的a和b分别是性别比例和年龄组成，B项正确；图2中开始阶段出生率等于死亡率，年龄组成为稳定型，后来出生率大于死亡率，所以年龄组成变为增长型，C项正确；某些生物无性别之分，所以也就没有性别比例这一特征，D项正确。

【答案】A

【技巧点拨】解答本题的关键是判断概念图中a、b、c的含义，以及图2坐标曲线中的年龄组成类型。判断图1中各字母含义的依据是年龄组成和性别比例对于出生率和死亡率的影响，即性别比例只影响出生率，但年龄组成既影响出生率也影响死亡率。图2中的年龄组成类型容易错误判断成增长型，因为开始阶段出生率和死亡率曲线重合，即二者相等，所以开始阶段的年龄组成类型是稳定型。

跟踪训练 下列关于种群特征的叙述，正确的是（ ）

A.种群密度大的种群，其个体数量一定大于种群密度小的种群

B.我国现阶段人口的年龄组成为稳定型

C.降低害虫的出生率或提高害虫的死亡率都有利于降低其种群数量

D.影响我国广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：种群个体数量不仅取决于种群密度，还与种群所在区域的面积或体积有关，A项错误；我国现阶段人口数量还在增加，所以年龄组成仍为增长型，B项错误；降低出生率或提高死亡率，都会使种群个体数量降低，C项正确；广州或北京等特大城市的人口密度主要取决于迁入率和迁出率，D项错误。

答案：C

题型二、种群数量两种增长方式的比较

【例2】图甲为种群增长的“J”型和“S”型曲线数学模型，图乙为两种增长方式中增长速率的变化。下列相关叙述中，正确的是（ ）

A.图甲中B曲线和图乙中①对应的是“J”型增长

B.图乙中②曲线的顶点对应于图甲B曲线中的最大数量

C.图甲中的阴影部分可代表环境阻力

D.自然情况下，种群不可能出现图甲中A所示的增长方式

【解析】图甲中A曲线是“J”型增长，B曲线是“S”型增长，图乙中①的增长速率一直在增加，所以表示的是“J”型增长，②的增长速率先增大后减小，所以表示的是“S”型增长，A项错误；图乙中②曲线的顶点增长速率最大，所以对应的种群数量应为B曲线中的K/2，B项错误；图甲中两条曲线之间的阴影部分可代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数量，C项正确；外来物种入侵后的早期，会出现图甲中A所示的增长方式，D项错误。

【答案】C

【技巧点拨】根据图甲中种群数量判断种群增长方式的主要依据是看有无K值，有则为“S”型，无则为“J”型；根据图乙判断种群数量增长方式的主要依据是看两种增长方式中增长速率的变化规律，“J”型增长中增长速率一直在增加，而“S”型增长中增长速率是先增加后减小。

跟踪训练 下列关于种群数量变化及其规律的叙述中，正确的是（ ）

A.环境条件有限时，种群数量增长在初期是“J”型，在后期是“S”型

B.因为环境是多变的，所以一个种群在“S”型增长中K值往往也是有所波动的

C.防治害虫在其数量达到K/2时最有效

D.养鱼池中鱼的数量达到K值时捕捞获得的经济效益最大

解析：环境条件有限时，种群的数量增长方式为“S”型，不会在初期表现为“J”型而后期表现为“S”型，A项错误；环境条件决定种群的K值大小，由于环境条件是多变的，所以一个种群在数量达到K值后，末期数量也是有所波动的，B项正确；K/2值时的增长速率最大，所以防治害虫应在其数量达到K/2前进行，C项错误；鱼群数量达到K值时捕捞可以获得最大的日捕获量，但却不能获得最大的经济效益，D项错误。

答案：B

题型三、种间关系的判断

【例3】图甲、图乙、图丙分别表示在有限空间内培养（或饲养）两种生物的实验结果，下列相关叙述错误的是（ ）

A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示

B.图乙中b生物对a生物的进化有害无益

C.图甲、图乙、图丙表示的种间关系分别是互利共生、捕食、竞争

D.图丙中在實验初期，竞争与种内互助并存，后期X的种内斗争加剧

【解析】图甲是互利共生的关系图，豆科植物和根瘤菌是此关系，A项正确；图乙是捕食关系图，两种生物能共同进化，B项错误；据图分析，图甲表示“同生共死”的互利共生关系，图乙表示“先增加者先减少后增加者后减少”的非同步性变化，属于捕食关系，图丙表示“你死我活”的竞争关系，C项正确；图丙中初期种内互助与种间斗争并存，后期因与X竞争的种群消失，X的种内斗争加剧，D项正确。

【答案】B

跟踪训练 下图中A、B表示两种生物，C代表生物的生活条件，箭头表示能量流动的方向。请据图回答下列问题：

（1）在图1中，属于捕食关系的是___________，属于竞争关系的是___________ ，属于互利共生关系的是 ___________（填图中序号）。

（2）若甲代表地衣中的藻类和真菌；乙代表大、小草履虫；丙代表兔与狐；丁代表细菌和噬菌体。则甲～丁分别对应图2中的何种能量关系图（填图中序号）。

甲： ___________ ；乙：___________ ；丙：___________ ；丁：___________ 。

答案：（1）② ①④ ③ （2）a c b d、e

题型四、食物链和食物网的相关判断

【例4】下图是某农田生态系统的食物网示意图。下列相关叙述错误的是（ ）

A.图中食物链的“交点”不多，所以营养结构比热带雨林的要简单得多

B.图中只有捕食这一种种间关系

C.如果虫的数量减少，短期内鼠的数量也会减少

D.牛和兔的体重净增加1 kg所消耗的绿色植物的量相等

【解析】热带雨林的食物网结构较复杂，而图中的营养结构主要是食物链，即食物链之间的交点很少，A项正确；图中简单的食物网中，蛇与鼠和蛙之间也只有捕食关系，其他几条单个的食物链中更没有其他种间关系，B项正确；如果虫的数量减少，则蛙的数量也会减少，蛇会更多地捕食鼠，所以会导致鼠在短期内数量减少，C项正确；由于牛和兔的呼吸量不同，所以合成等量的有机物后用于呼吸作用的量也不同，所以牛体重净增加1 kg所消耗的绿色植物的量要大于兔所消耗的绿色植物的量，D项错误。

【答案】D

【能力提升】食物链的几种变式图像：

解读：图1和图2都是以每个营养级中有机物的总量为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁，图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示的是生态系统的物质循环图解，其中D是生产者，A是消费者，B是分解者，C是无机环境，其中的食物链是D→A。

【例5】某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图所示。下列叙述错误的是（ ）

A.人与兔的种间关系是捕食和竞争

B.若去除鼬，则草原容纳鹰的数量会增加

C.大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强

D.植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰

【解析】兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系，A项正确；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若鼬减少，则鹰缺乏竞争者，其环境容纳量会增大，鹰数量会增多，B项正确；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强，C项正确；植物到鹰的食物链有4条，D项错误。

【答案】D

【规律方法】食物网中生物数量变化的分析与判断：

（1）食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。

（2）“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。

（3）“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：

若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，因为鹰不只捕食蛇一种生物，它还可以依靠其他食物来源从而维持其数量的恒定。

跟踪训练 下图曲线表示某生态系统中三个不同种群的生长繁衍情况。已知种群C是自养生物。下列说法不正确的是（ ）

A.该生态系统中简单的食物链可表示为C→B→A

B.种群B在第3～7年时间内个体数下降是由A的增加和C的减少所致

C.B和A的存在能加快该生态系统的物质循环

D.一定自然区域内，A、B、C三个种群中全部的生物可构成生物群落

解析：根据三个种群的个体数量变化关系和能量流动特点（单向流动、逐级递减）可分析出，该生态系统中简单的食物链可表示为C→B→A，A项正确；种群B在第3～7年时间内个体数下降是由A捕食者数量增加和C食物来源减少所致，B项正确；B和A这些消费者的存在能加快该生态系统的物质循环，C项正确；一定自然区域内，全部的生物可构成生物群落，D项错誤。

答案：D

题型五、生态系统的能量流动分析

【例6】（2015·福建卷·4）下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m-2·a-1）。下列叙述正确的 是（ ）

A.该食物网中最高营养级为第六营养级

B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%

C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J·m-2·a-1

D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统

【解析】该食物网中最长的食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，食物网中最高营养级（鲈鱼）属于第五营养级，A项错误；第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3780+4200=7980，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为7980÷31 920×100%=25%，B项正确；一个营养级所同化的能量，一部分流入下一营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1357是由1483（太阳鱼总同化量）减去126（下一营养级同化量）得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357要少，C项错误；生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，不能构成生态系统，D项错误。

【答案】B

【技巧点拨】生态系统中能量流动的计算方法：

方法（一）食物链中的计算

设食物链为A→B→C→D，分情况讨论如下：已知D营养级增加的能量为M，则最少需要A营养级的能量=M÷（20%）3，最多需要A营养级的能量=M÷（10%）3。已知A营养级的能量为N，则D营养级最多可获得的能量=N×（20%）3，最少可获得的能量=N×（10%）3。

方法（二）食物网中的计算

设食物网为[A→B→C→D]___________，A→B→C→D，计算生物量变化的“最多”或“最少”问题时，应遵循的原则是食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的取食关系越简单，生态系统在能量流动过程中消耗的能量越少。如果已知D營养级的能量为M，计算最少需要A营养级的能量时，应取最短食物链A→D，并以20%的能量传递效率进行计算，即M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的能量传递效率进行计算，即M÷（10%）3。

跟踪训练 下图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。有关叙述正确的是（ ）

A.①⑤之和为输入到该生态系统的全部能量

B.植食动物粪便中的能量包含在⑦中

C.⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量

D.④占②的百分比为能量传递效率

解析：输入到生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，该太阳能一部分用于植物呼吸消耗，一部分储存在植物体内的有机物中，A项错误；植食动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分，并未被植食动物同化，B项正确；⑧表示植食动物呼吸消耗的能量，并没有流向分解者，C项错误；能量传递效率为相邻两营养级间同化量的比值，植物同化量未知，D项错误。

答案：B

题型六、生态系统的稳定性

【例7】下图中，两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围：y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间。请回答下列问题：

（1）生态系统结构复杂，各组分间通过 ________________ 和 ________________ 紧密联系，形成统一整体；同时， ________________ 调节着生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。

（2）生态系统稳定性的基础是 ________________。若要保持一个封闭生态系统的稳定性，则必须从外界源源不断地输入 ________________。

（3）对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰，若ya>yb，则这两个生态系统的抵抗力稳定性关系为a ________________ b（填“>”“<”或“=”）；对同一生态系统来说，x和y的关系为 ________________ 。

（4）环境污染是影响生态系统稳定性的因素之一。研究环境污染对生物的影响，可用于生态风险评估。进行生态风险评估时，要计算出一个风险商数（RQ）。若RQ<1，则表示污染物对生物的健康只构成低风险；若RQ≥1，则表示污染物可能对生物有害。请根据表中的RQ值预测污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。

【解析】（1）物质循环、能量流动和信息传递将生态系统的各组成成分形成一个统一整体。（2）物质是循环的，因此一个生态系统可以实现物质上的自给自足；而能量流动是单向流动、逐级递减的，因此必须有源源不断的能量输入，才能保持封闭生态系统的稳定性。（3）在相同强度的干扰下ya>yb，表明a生态系统受到的影响更大，其抵抗力稳定性较弱。偏离正常范围越大，恢复需要的时间就越长，故x和y呈正相关。（4）根据RQ的含义可判断表中污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。

【答案】（1）能量流动 物质循环 信息传递 （2）有一定的自我调节能力 能量 （3）< 正相关 （4）对4种生物生存的影响：D内两种污染物的RQ>1，B内汞的RQ>1，所以污染物会威胁这些生物的生存，由于A和C生物体内两种污染物的RQ<1，所以其生存不会受到威胁。该生态系统的生物多样性会降低，抵抗力稳定性也会降低

【技巧点拨】利用曲线分析生态系统稳定性的方法：

生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性，三者的关系可用下图表示：

（1）y表示一个外来干扰使之偏离正常范围的大小，偏离的程度可以作为衡量抵抗力稳定性强弱的指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。

（2）x表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越弱；反之，恢复力稳定性越强。

（3）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为衡量总稳定性强弱的指标，这一面积越大，即x与y越大，说明这个生态系统的总稳定性越弱。

题型七、生态系统结构和功能的综合考查

【例8】图甲为碳循环模式图，图乙表示能量金字塔（Ⅰ～Ⅳ表示营养级，E1、E2表示能量）。请回答下列问题：

（1）图甲中的食物链是 ________________，大力植树造林可以缓解温室效应的发生，其理由是植树造林能促进 ________________过程（填数字）。

（2）图乙中的E2是________________ ，该能量的散失与图甲中的 ________________ 有关（填数字）。获取同样多的能量，以营养级Ⅳ为食消耗的E1∶以营养级Ⅰ为食消耗的E1至少为 ________________ 。

【解析】（1）从图甲中几种成分间的关系可判断，A代表大气中的CO2库，D是生产者，B是消费者，C是分解者。所以食物链是D→B。导致温室效应的原因是大量化石燃料的燃烧，大力植树造林可以使大气中的CO2通过光合作用尽快进入生物群落，所以可以起到缓解温室效应的作用。（2）能量金字塔中的能量来源于光能，而散失的是热能，所以图乙中的E1和E2分别是光能和热能。热能产生于呼吸作用，图甲中的过程③表示细胞呼吸。以营养级Ⅳ为食消耗的E1与以营养级Ⅰ为食消耗的E1的最小比值，应按照最大的能量传递效率进行计算，两种食物来源相差三个营养级，所以该比值为125∶1。

【答案】（1）D→B ① （2）热能 ③ 125∶1

【技巧点拨】（1）第（1）小题中涉及温室效应，缓解温室效应的措施有①减少化石燃料的燃烧，这是从根本上解决；②大力植树造林，加快CO2从大气进入生物群落的速度，但本题只涉及植树造林。（2）计算以营养级Ⅳ为食消耗的E1时，应先写出其中的食物链，即Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ Ⅳ，以防漏掉其中的某些营养级。

跟踪训练 图甲为部分碳循环示意图，图乙为我国北方某地20年间CO2浓度变化的示意图。下列相关说法错误的是（ ）

A.图甲中成分A在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2

B.图甲中缺少A→CO2的过程，图甲中D为分解者

C.每年冬季CO2的浓度变化，从碳循环角度分析其主要原因是图甲中①过程大大减少，并且⑥过程增加

D.每年夏季CO2的浓度与前一年冬季相比都有所下降，而每年CO2浓度的平均值却逐年上升，其原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量

解析：图甲中A为生产者，D为初级消费者，C为次级消费者，B为分解者，A在碳循环中的主要作用是吸收大气中的CO2，A也能通过自身的呼吸作用释放CO2，A项正确、B项错误；冬季由于植物光合作用减弱，植物吸收CO2的能力降低，且煤、石油的燃烧量增加，导致冬季CO2浓度升高，C项正确；每年夏季CO2的浓度与前一年冬季相比都略有下降，而每年CO2浓度的平均值却逐年上升，其原因是每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量，D项正确。

答案：B