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必修第8章
第八章 生物与环境
第一节 生态因素
一、选择题
1．（2009年全国卷Ⅱ）下列属于种间竞争实例的是（ ）
A．蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露
B．以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食
C．细菌与其体内的噬菌体均利用培养基中的氨基酸
D．某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少
[解析] 蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露属于捕食，菜粉蝶幼虫与蜜蜂采食的是油菜的不同部位，不构成竞争关系；细菌与噬菌体是寄生。
培养瓶中的两种绿藻构成竞争关系。
所以选D。
[答案] D
2．有一种牧草能够产生某种化学物质，这种物质能够阻止取食这种牧草的鳞翅目昆虫分泌一种激素，其结果是使摄食的幼虫迅速变态为成虫，从而减少了对牧草的危害，这种现象在生物学上称为（ ）
A．种内互助 B．种间斗争
C．种间互助D．种内斗争
[解析] 牧草与害虫之间的关系是：
害虫捕食牧草属于种间斗争；牧草释放化学物质使害虫变态不再危害自己的生长属于种间斗争。
[答案] B
3．（2009年海淀模拟）环境因素对生物生长、发育、生殖、行为和分布等有直接或间接的影响。
下列关于环境因素对生物影响的叙述，不正确的是（ ）
A．寒冷冬季，影响鹿群存活的关键因素是温度
B．鱼塘中，影响鱼类生存的关键非生物因素是溶氧含量
C．家鸡中，影响卵巢发育的重要因素是日照长短
D．连绵阴雨时，影响小麦灌浆的主要因素是日照强度
[解析] 在寒冷的冬季，影响鹿群存活的关键因素是食物，故A项错误。
鱼塘中影响鱼类生存的关键因素是水中的溶解氧；日照长短可影响家鸡生殖腺的发育；在长期的阴雨天，日照强度是影响小麦灌浆的主要因素。
[答案] A
4．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”、“北风吹，雁南飞”，决定这两种生命现象的限制性因素分别是（ ）
A．阳光、温度B．温度、光强
C．日照长度、光质D．温度、日照长度
[解析] 影响开花的主要因素是阳光和温度，显然“四月桃花开”的限制因素是温度，因为同一地区的光节律相同。
鸟类迁移主要是由日照长度变化所引起的。
[答案] D
5．（2008年温州模拟）下列哪一项属于温度的生态效应（ ）
A．仙人掌的叶转化为刺
B．植物群落随着高度的上升而发生变化
C．近海分布着蔚然可观的“海底森林”，分层分布着各色海藻
D．三七、人参只有在密林深层中才能生长得好
[解析] 仙人掌的叶转化为刺是为了适应干旱缺水的环境，以减少水的散失，A选项错误；由于海拔高度的不同，垂直方向上温度差异导致山上、山下的植物种类不同，B选项正确；近海分层分布着各色海藻，主要原因是不同区域的海水中光质成分不同，C选项错误；三七、人参只有在弱光下才能长得好，属于光照的生态效应，D选项错误。
[答案] B
6．（2009年泰州模拟）硅藻的生长需要硅酸盐。
下图是Tilman等对两种淡水硅藻——针杆藻和星杆藻的研究结果。
图中实线表示种群密度，虚线表示硅酸盐含量。
a表示单独培养针杆藻的情况，b表示单独培养星杆藻的情况，c表示两种硅藻在一起培养的情况。
则针杆藻和星杆藻之间的关系是（ ）
A．竞争B．捕食
C．种内互助D．共生
[解析] 本题考查竞争概念的理解。
两种或多种生物生活在同一环境，为争夺相同的生活资源而发生的斗争称为竞争，竞争的结果往往使得失败的一方被淘汰。
由本题a、b、c三个图中曲线的比较可知，c图中曲线②种群密度迅速下降，有被淘汰的趋势。
[答案] A
7．寒带针叶林中两个动物种群（N1、N2）的数量变化如图所示，据图判断这两个种群的关系是（ ）
A．捕食关系，N1为捕食者，N2为被捕食者
B．捕食关系，N2为捕食者，N1为被捕食者
C．竞争关系，N1为竞争中的胜者，N2为失败者
D．共生关系，N1、N2彼此依赖，相互有利
[解析] 分析生态系统中两物种的关系。
从曲线可以看出，两曲线发生周期性变化。
分析曲线的每一个周期，发现总是N1种群数量增长以后，N2种群数量随之增长，说明N2以N1为食物。
两个种群若存在竞争关系，一个种群的增长可导致另一个种群的减少。
两种群若存在共生关系，则两曲线呈平行关系。
[答案] B
8．下列关于生态因素对生物影响的说法中，错误的是（ ）
A．趋光性是农业害虫的共性
B．温暖地区的阔叶林多，而寒冷地区的针叶林多
C．水分过多或过少都会影响陆生生物的生长和发育
D．各种生态因素对生物的影响具有综合性
[解析] 生态因素包括生物因素和非生物因素，生物在长期的自然选择中形成了与环境相适应的特性；在农业害虫中，许多鳞翅目和鞘翅目害虫都有趋光性，褐天牛、星天牛、蔗根天牛属鞘翅目天牛科，为完全变态昆虫，成虫具有趋光性。
[答案] A
9．如图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况，曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。
下列对此图的分析，错误的是（ ）
A．海洋中的鱼类具有垂直分层现象
B．此图表明鱼类对食物的竞争状况
C．此图表明海洋中鱼类的捕食状况
D．此图表明海洋中鱼类的共生关系
[解析] 从曲线可以看出，甲、乙、丙生活的区域不相同，表现出明显的垂直分层现象；它们的生存区域和食物有重叠部分，存在竞争；三种鱼主要食物有所不同，有利于各种群的生存。
[答案] D
10．（2009年兰州模拟）生活在一个生物群落中的两个种群（a，b）的数量变化如图，下列判断正确的是（ ）
A．a种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群
B．a种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱
C．a为“S”型增长，其增长受本身密度的制约
D．b为“J”型增长，始终受到a种群的制约
[解析] 本题考查了生物与生物的种间关系和种群数量等相关知识，立意比较新。
由图可以看出，a、b两种群刚开始个体数均迅速增长，但由于食物、环境等因素的影响，两者发生竞争，最终导致b种群死亡。
因此，这两个种群的关系属于竞争关系，但竞争的程度应该是由弱到强，B选项是错误的。
再分析a种群整体的曲线较长，不难发现：
a种群的增长呈“S”型，这是在有限环境中受自身种群密度制约的结果，因此，C项是正确的。
[答案] C
11．下表表示在烧杯中加入一些枯草浸出液，烧杯中的枯草杆菌以其中的有机物为食，过几天（d）后放入大草履虫，再过一段时间后，放入双小核草履虫。
三种生物在浸出液中数量增减情况综合为下表：
试验材料
生物数量（个/mL）
1d
2d
3d
4d
5d
6d
7d
8d
9d
枯草杆菌
180
160
140
160
180
160
140
50
60
大草履虫
－
60
70
80
60
50
40
20
10
双小核草履虫
－
－
－
－
20
40
60
80
100
下列有关说法正确的是（ ）
A．大草履虫和双小核草履虫均属于草履虫，二者为种内斗争关系
B．大草履虫与枯草杆菌构成捕食关系，在放入双小核草履虫之前，枯草杆菌的大部分能量流向大草履虫
C．在两种草履虫的竞争关系中，双小核草履虫竞争获胜，但9天后，双小核草履虫数量不一定继续增加
D．将该烧杯置于光照、温度等条件适宜的环境中，烧杯内的生物数量可长期保持稳定
[解析] 大草履虫和双小核草履虫属于不同种生物，它们之间的关系属于种间关系；大草履虫和枯草杆菌之间的关系是捕食关系，从某一营养级流向下一营养级的能量占该营养级能量的10%～20%，并不是大部分能量；由于该烧杯内的生物缺少生产者，不可能保持长期的稳定。
[答案] C
12．（2008年天津理综）为研究人工生态系统中大草履虫和栉毛虫间捕食关系的影响因素，设计如下两组实验。
实验一：
在培养液中依次加入大草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见甲图）；
实验二：
在培养液中先加入沉渣作隐蔽场所，再同时加入大草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见乙图）。
据实验判断，正确的是（ ）
A．沉渣对栉毛虫的种群数量变化无影响
B．大草履虫以栉毛虫为食
C．培养液为上述生态系统提供能量
D．大草履虫的能量除用于自身代谢外，其余部分流入栉毛虫
[解析] 从乙图中可以看出，加入沉渣，栉毛虫的数量下降；两种生物之间存在着捕食关系，从甲图中可以看出，栉毛虫以大草履虫为食；本生态系统中无生产者，能量来源于培养液中的有机物。
[答案] C
13．锄足蟾蝌蚪、雨蛙蝌蚪和蟾蜍蝌蚪均以浮游生物为食。
在条件相同的四个池塘中，每池放养等量的三种蝌蚪，各池蝌蚪总数相同。
再分别在四个池塘中放入不同数量的捕食者水螈。
一段时间后，三种蝌蚪数量变化结果如图。
下列分析，错误的是（ ）
A．无水螈的池塘中，锄足蟾蝌蚪数量为J型增长
B．三种蝌蚪之间为竞争关系
C．水螈更喜捕食锄足蟾蝌蚪
D．水螈改变了三种蝌蚪间相互作用的结果
[解析] 三种生物有共同的食物来源，可构成竞争关系；锄足蟾蝌蚪数量减少较多，表明水螈更喜食它；由于在四个池塘中放入了不同数量的水螈，改变了它们原有的竞争情况；从图中可以看出，无水螈的池塘中，最初一段时间由于食物和生存空间充足，呈J型增长，随着时间推移，逐渐成为S型。
[答案] A
14．下图表示某一生态系统中，取食方式为吞食的三个物种随食物颗粒大小而产生的种群数量分布。
下列对此图的分析，正确的是（ ）
A．三个物种的食物资源完全相同
B．物种甲与物种乙为竞争关系
C．物种丙与物种甲为捕食关系
D．能量流动方向由甲经乙到丙
[解析] 分析题目提供的坐标曲线，可知三种生物的取食范围有重叠的部分，可形成竞争关系。
[答案] B
15．不同的生态系统中枯枝落叶分解的速率不同（如下表）。
生态系统
热带雨林
温带草原
北方森林
冻原
分解达95%所需时间（年）
0.5
2
14
100
造成这种分解速率差异的非主要影响因素是（ ）
A．光 B．微生物
C．湿度D．温度
[解析] 从表中给出的数据可以看出，热带雨林生态系统中，枯枝落叶的分解速率最快，而冻原生态系统中，枯枝落叶的分解速率最慢。
枯枝落叶的分解速率取决于土壤中微生物的种类及数量，而土壤中微生物种类和数量的多少又取决于非生物因素（温度、湿度等）是否优越。
在题目给出的选项中，光是对此影响最弱的因素。
[答案] A
16．下列几组图中，能正确表示生存斗争、种间斗争、种内斗争和竞争关系的是（ ）
[解析] 此题考查学生对生存斗争、种内斗争、种间斗争、竞争四个概念的理解。
生存斗争包括生物与无机环境的斗争、种内斗争和种间斗争三种情况。
而种间斗争又包括捕食、竞争和寄生等情况。
[答案] D
17．对于一只生活在田野的蝗虫来说，它的生态环境是指（ ）
A．田野中的植物和蛇、蛙等动物
B．阳光、空气、水分、温度、土壤等非生物因素
C．A与B的总和
D．A与B的总和再加上田野里的其他蝗虫
[解析] 本题考查对环境概念的理解。
环境一般指生物有机体周围一切因素的总和，它包括空间的以及能直接或间接影响其生存和发展的诸多因素，A项只涉及其周围的生物因素，B项只表示出了其周围的非生物因素，所以都不够全面。
此外，讨论环境时应有一个“主体”，就是对谁来说的环境，题目的主体是“一只蝗虫”而不是整个蝗虫种群，所以C项答案也不够全面。
田野里其他的蝗虫也是直接影响这“一只蝗虫”生存和发展的因素，所以其他蝗虫也是这“一只蝗虫”的环境。
[答案] D
18．（2008年镇江模拟）下图表示蓝色太阳鱼捕食水蚤的模型及实验结果，据图可以得出的正确结论是（ ）
A．水蚤种群密度低时，太阳鱼捕食小型水蚤为主
B．水蚤种群密度中等时，太阳鱼捕食中等体型水蚤为主
C．水蚤种群密度高时，太阳鱼对三种体型水蚤的捕食基本相同
D．实验数据支持太阳鱼选择猎物使能量摄入最大化的假说
[解析] 据题图可知，水蚤种群密度在三种情况下，太阳鱼均以捕食大型水蚤为主，故A、B、C均错。
[答案] D
19．下表说明有一种必要的生长因子和另一种物质是由两种微生物合成的。
生物
必须供应的生长因子
被合成并释放的物质
红色酵母
嘧啶
噻唑
毛霉
噻唑
嘧啶
如果将这两种微生物培养在一起，它们之间可能的关系是（ ）
A．竞争B．捕食
C．共生D．独立生长
[解析] 该题考查对图表的分析能力。
由表的信息可以看出两种生物释放的物质恰好是对方必需的生长因子，所以它们是互利共生的。
[答案] C
20．下图代表生活在同一生态系统中两个种群在夏季和秋季的食区范围。
两个种群均以橡树为食，图中X所指部分最可能表明（ ）
A．两种群在秋季竞争食物，但在夏季不发生竞争
B．两种群在秋季产生地理隔离
C．夏季氧气供应充分，但在秋季供应不充分
D．两种群在夏季发生随机交配
[解析] 由于两种群的食物对象相同，在食物缺乏的情况下就存在着生存斗争——竞争。
夏季食区范围不同，不能随机交配；秋季食区范围相同，不存在地理隔离；食区范围与氧气供应关系不大。
[答案] A
21．河豚因味道鲜美而闻名，民间有“拼死吃河豚”之说。
每年三、四月份是河豚的繁殖季节，此时河豚体内含有剧毒河豚素，尤其是卵巢内浓度较高。
因而某些地区年年都有因吃河豚而死亡的消息报道。
在此时期引起河豚体内毒素浓度增大的非生物因素是（ ）
A．日照长短B．水温
C．水中的氧气浓度D．水的盐度
[解析] 日照长短作为生物生殖周期的节律信号，属于光周期现象。
[答案] A
22．（2008年黄冈模拟）在不同温度和湿度条件下，蝗虫的种群数量的变化如下图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．温度为32.5℃时，蝗虫对湿度的适应范围最窄
B．温度为35℃时，相对湿度为90%更有利于蝗虫的生存
C．在一定范围内，蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高
D．温度与湿度对蝗虫的种群数量的影响效果相同
[解析] 根据曲线可知，温度为32.5℃时，蝗虫对湿度的适应范围最广；温度为35℃时，相对湿度95%更有利于蝗虫的生存；温度与湿度对蝗虫种群数量的影响效果是不同的，温度主要影响蝗虫体内酶的活性，而湿度主要影响蝗虫的产卵等生命活动。
[答案] C
二、非选择题
1．生态学家高斯曾在实验室里做过这样的实验：
他将2种草履虫，即有尾草履虫和双小核草履虫分别培养在容器中，各给以细菌作食物，不久两种草履虫分裂繁殖并和细菌数量达到平衡。
但是如把2种草履虫放在同一培养皿中，给以细菌混合培养，16天后，结果如下图。
（1）从图中可以看出：
混合培养后，能正常生长的是________，不能正常生长的是________。
（2）试分析高斯实验结果的原因，生物学上称这种现象是什么？
（3）混合培养后，能正常生长的个体发展趋势是________，在这个发展过程中，生物因素间的关系将由________转变为________。
（4）如果在自然界中，2种草履虫生活在同一环境里，是否会发生与高斯实验相同的结果？
说明原因。
[解析]
（1）实验结果表明，混合培养16天后，有尾草履虫均消失，只有双小核草履虫继续存活其中。
（2）比较2种草履虫单独生长的数量曲线图，可以发现，双小核草履虫比有尾草履虫世代时间略短，因而繁殖速度略快。
由于双小核草履虫有这样一个优越性，在一定量食物的限制因素之下，它就能胜过有尾草履虫而生存下来。
生物学上把这样两个物种之间为争夺生活资源而发生斗争的现象称为（种间）竞争。
（3）双小核草履虫在与有尾草履虫的竞争中生存下来，数量不断递增。
递增到一定程度后，由于受到食物等因素的限制，双小核草履虫种群内的不同个体间也会发生争斗，逐步使其繁殖数量与细菌的数量达到此起彼伏的平衡。
因此，双小核草履虫的发展趋势是，先递增然后稳定；在这个发展过程中，生物间的关系由种间竞争转变为种内斗争。
（4）从理论上说，一种生殖率高及取食力强的物种可以淘汰另一种生殖率低及取食力弱的物种。
这种情况在实验室的比较单纯的实验种群中是可以实现的，高斯实验就是一个高度简化的实验。
在自然环境中，没有像上述实验中那样简单的环境，因而极少有因单纯竞争造成一种动物被淘汰的现象。
实际上，在自然界这2种草履虫是可以生活于同一池塘中的。
虽然两者生长速度不同，但池塘中还有其他因素介入，情况就不会像上面实验那样简单了。
情况越复杂，调节能力越强。
例如，池塘中有一种栉毛虫，以草履虫为食，数量多的草履虫被捕食的机会多，因而2种草履虫可借助栉毛虫的捕食而达到平衡。
栉毛虫实际上只是对2种草履虫的数量变动有作用的诸多环境因素之一，所以在自然环境中一种草履虫是难以消灭另一种草履虫的。
本题考查对生态学基础知识的应用能力及识图能力，是一道综合分析题。
考查内容涉及生态因素中的种间关系和种内关系，以及生态平衡的原理。
学生容易犯以下一些错误：
（1）混淆竞争和捕食的含义，误把两种草履虫间的竞争关系当作捕食关系；
（2）误认为题中两种草履虫是属于一个物种，是种内关系；（3）忽视了自然环境中生态结构的复杂性，将其简单化、模式化。
[答案]
（1）双小核草履虫 有尾草履虫
（2）由于双小核草履虫繁殖速度略高于有尾草履虫，具有一定优越性，因此在食物数量有限的情况下，它就能胜过有尾草履虫而生存下来。
生物学上称这种现象为种间竞争。
（3）先增加然后稳定 竞争 种内斗争
（4）不会发生与高斯实验相同的结果。
原因：
自然生态系统的成分和营养结构复杂，自动调节能力强。
2．下图为生活在浅海中的硅藻在一年内的数量变化图，请回答下列问题：
（1）在冬季（12、1、2月）海水中硅藻数量最低的原因是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
（2）夏季（6、7、8月）硅藻的数量仍处于低谷的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）从冬、夏两季硅藻的数量情况，可以得出的结论是：
作用于生物的多种无机环境因素________________________________________________________________________。
（4）20世纪60年代初期，科学家们对地球上海洋最深的马里亚纳海沟进行考察，发现海沟深处有动物，但没有绿色植物，这是因为那里（ ）
A．没有二氧化碳B．没有有机物
C．太冷D．没有阳光
（5）限制生物在海洋中的分布，但并不限制生物在陆地上分布的非物因素是（ ）
A．矿质养料和水B．光和氧
C．温度和水D．氧和温度
[解析] 本题要求学生运用生态学知识对图中曲线进行综合分析。
硅藻的生长和繁殖是受光照、温度、水中营养物质等多种因素的影响，这些因素不是单一起作用的，而是综合起作用的。
阳光对生物有很大的影响，尤其对绿色植物，不仅影响它的生长、发育和开花，而且还可以直接决定它在地球上的分布。
在海洋里，阳光能够到达的深度极限为海平面以下200m。
由于绿色植物的光合作用，需要阳光这一条件，因此在海平面200m以下的水域中没有阳光，就不可能有绿色植物生存。
所以在深海中自然不会有绿色植物生存，而动物却不受这方面的限制。
在远离植物光合作用的区域，海水中氧气的含量也会大大降低；而在陆地上，上述两种因素变化不大。
注意：
不限制陆地生物分布不等于说对生物分布无作用。
[答案]
（1）①水温较低 ②光照减弱
（2）水中矿质营养含量低
（3）起着综合作用
（4）D （5）B
3．将一个刚出芽的马铃薯块茎切成大小相同的6块，每块均带有芽眼。
取6个同样大小、质地相同的小花盆，分别装满同样的沙土，将每块分别埋于6个小花盆的沙土中5cm深处，按下表要求连续管理培植20天。
请回答：
花盆号
温度
光照
水
其他
1号
20℃
充足
适量
－
2号
20℃
黑暗
适量
－
3号
5℃
弱
适量
置于冰箱内
4号
20℃
较暗
适量
－
5号
20℃
充足
大量
排水孔堵死
6号
20℃
充足
不浇水
－
（1）本实验的主要目的是研究________、________、________等________因素对马铃薯生长的影响。
（2）预期生长状况最佳的是________号花盆中的马铃薯。
（3）3号花盆中的马铃薯生长不良的主要原因是________偏低，从而影响了________。
如果经过较长时间后3号长出了幼苗，预计会出现“黄化”现象，因为________。
从基因型与表现型的关系分析，说明了____________________________。
（4）马铃薯的这种繁殖方式属于________，其特点是________。
若要培育马铃薯新品种，措施是________________________________________________________________________________________。
（5）5号花盆中的马铃薯最终死亡，原因是________________________，相应的反应式可表示为____________________________。
（6）6号花盆的结果说明了________________________________________________________________________。
[解析] 本题以实验的形式，对绿色植物的新陈代谢及其与环境的关系、生殖方式、遗传等知识进行全面的综合考查，还考查了实验分析与推理能力。
解答本题关键之处是育种时要利用杂交育种（有性生殖）的优点和营养繁殖（无性生殖）能保持亲本性状的特点。
另外，还要注意马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸，而不是酒精。
[答案]
（1）光 温度 水 非生物
（2）1 （3）温度 酶活性 光照较弱，不能形成叶绿素 表现型是基因型与环境共同作用的结果
（4）无性繁殖（营养繁殖） 繁殖速度快，有利于保持亲本的性状 让其进行有性生殖，再选择优良品种进行无性生殖
（5）缺氧、能量供应不足、有毒物质积累 C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）＋能量
（6）没有水，生物就无法生存
4．一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m和1000m的同一山坡上。
在相应的生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。
为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。
（1）实验处理：
春天，将海拔500m和1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。
（2）实验对照：
生长于________处的野菊。
（3）收集数据：
第二年秋天________________________________________________________________________。
（4）预测支持下列假设的实验结果：
假设一：
野菊株高的变化只受环境因素的
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