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（4）设计制作生态缸，观察其稳定性
——高考一轮复习生物学培养反应类实验专练
1.某生物兴趣小组设计了一个生态缸，来观察该人工生态系统的稳定性，下列有关该生态系统叙述正确的是（ ）
A.应将该生态缸开盖，置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射
B.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
C.一定时间内，全部生产者固定的能量等于全部消费者和分解者获得的能量之和
D.该生态系统中的物质循环、能量流动、信息传递都是沿食物链进行的
2.为观察生态系统的稳定性，某生物兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸，各缸内的组成和条件见表。下列相关叙述正确的是（ ）
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态缸编号 ① - + + + - +
② + + + + - +
③ + + + + + +
④ + + + + - -
注：“+”表示有；“－”表示无。
A.生态缸②③④应置于太阳光能直射的地方
B.生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸④
C.生态缸③较生态缸④稳定性高
D.实验说明消费者和生产者是该生态系统不可缺少的成分
3.生态缸是指在隔绝物质交换的空间内，依据生态学原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建的封闭式人工微型生态系统。下列关于生态缸的分析，正确的是（ ）
A.为促进物质循环，缸内消费者的数量应较多
B.为保证生物的有氧呼吸，要定时向缸内通气
C.生态缸的组分及比例会显著影响系统的稳定性
D.为有利于植物的光合作用，应将生态缸放置在阳光直射的地方
4.某同学用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、泥土设计制作一个较为稳定的密闭生态缸，以下对其叙述不正确的是（ ）
A.该生态缸的组成成分总体划分为生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量
B.该密封状态生态缸的能量流动和信息传递的维持仍需依赖外界环境
C.虽然生态缸中苔藓、金鱼藻等植物能够生长，但该生态缸的总质量保持相对稳定
D.维持生态缸的稳定性，应当设计保证缸中植物同化的能量与小动物和分解者所同化的能量相当
5.设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求，下面说法合理的是（ ）
A.应该经常向生态缸中通入氧气，从而保证生态缸中生物的呼吸
B.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量
C.生态缸各种生物之间以及生物与环境之间，应能够进行物质循环和能量流动
D.应该向生态缸投放生命力很强的生物，而且投放的动物数量要多一些
6.微水景生态缸改变了传统鱼缸与盆景的单一观赏效果，吸纳园林山水特点于微景，能在鱼缸中形成一个稳定的微型生态系统，保证了鱼类、植物等生物的存活，实现“零换水”。下列有关说法错误的是（ ）
A.放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当
B.为保证足够的氧气供应，生态缸要连通氧气泵，从而保证缸中生物的呼吸
C.生态缸的营养结构比较简单，一般很难长时间维持相对稳定
D.当微水景生态缸达到稳定状态后，各种生物的种群数量保持稳定
7.为观察生态系统的稳定性，某生物兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸，各生态缸中水草、藻类和浮游动物的初始量相同，泥沙中含有部分微生物，有关实验设计如表。下列相关叙述正确的是（ ）
生态系统组成 光 水 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态缸编号 ① - + + + + - +
② + + + + + - +
③ + + + + + + +
④ + + + + + - -
注：“+”表示有：“－”表示无。
A.生态缸②③④应置于太阳光直射的地方
B.生态缸③中的氧含量可能低于生态缸②
C.生态缸①的稳定性最低，生态缸④的稳定性最高
D.实验说明消费者和生产者是生态系统不可缺少的成分
8.将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述，错误的是（ ）
A.植物为鱼的生存提供氧气
B.鱼可为植物的光合作用提供CO2
C.能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物
D.若该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡
9.某同学制作了一个封闭的小生态缸，3个月后观察到生态缸内的生物种类和数量明显增多，并形成了优势种群，据此他做出以下推断，不合理的是（ ）
A.放入小生态缸内的土壤中很可能含有植物的种子或其他繁殖体
B.发生在小生态缸内和冰川泥上的演替分别为次生演替和初生演替
C.在演替过程中，群落一定是向物种数增加、种间关系复杂的方向发展
D.影响小生态缸内群落演替的因素可能有种内和种间关系、内部环境变化
10.微水景生态缸改变了传统鱼缸与盆景的单一观赏效果，吸纳园林山水特点于微景，能在鱼缸中形成一个稳定的微型生态系统，保证了鱼类、植物等生物的存活，实现“零换水”。下列有关说法错误的是（ ）
A.放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当
B.微水景生态缸要定期通气，以保证各种生物的正常呼吸
C.生态缸的营养结构比较简单，一般很难长时间维持相对稳定
D.当微水景生态缸达到稳定状态后，各种生物的种群数量均达到K值
11.为观察生态系统的稳定性，某生物兴趣小组的同学设计了4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
生态系统的组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 + + + + - +
乙 - + + + - +
丙 + + + + - -
丁 + + + + + +
注：“+”表示有；“－”表示无。
请回答以下问题：
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为__________，原因是__________。
（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是__________。
（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量__________，原因是__________。
（4）根据观测结果，得出结论：
12.现有A、B两个密闭透明的生态瓶，其生物组成和光照条件如表。一段时间后，发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。
生态瓶编号 光照 含微生物的泥沙 浮游藻类 水草 浮游动物
A + + + + +
B – + + + +
注：“+”表示有，“–”表示无。
请回答：
（1）A瓶中微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成一个______________，浮游藻类和水草的种间关系为___________________。
（2）一段时间后，B瓶中浮游藻类的种群密度____________________，原因是____________；浮游动物的种群密度_______________，原因是__________________。
（3）生态系统中消费者的作用是__________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、生态缸密封后应放置在通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射，以免温度过高杀死生态瓶内的生物，A错误；B、流入分解者的有机物中的能量属于某营养级或其上一营养级同化量的一部分，都直接或间接来自第一营养级固定的能量，B正确；C、因每个营养级都有一部分能量因呼吸作用散失，所以一定时间内，全部生产者固定的能量应大于全部消费者和分解者获得的能量之和，C错误；D、该生态系统中的物质循环、能量流动都是沿食物链进行的，但信息传递一般是在生态系统各组成成分之间双向传递的，D错误。故选B。
2.答案：C
解析：A、生态缸②③④应置于散射光下，不能置于直射光下，A错误；B、生态缸②中的氧气含量应该低于生态缸④，因为前者泥沙中分解者的分解作用会消耗氧气，因此其中的溶解氧含量低，B错误；C、生态缸③中成分齐全，而生态缸④中缺乏分解者（泥沙），生态缸③较生态缸④稳定性高，C正确；D、生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物物质和能量（光能），由于四个生态缸都具有消费者，因此不能说明消费者是该生态系统不可缺少的成分，该实验能说明非生物的物质和能量、分解者是生态系统必不可少的成分，D错误。故选C。
3.答案：C
解析：A、生态缸内消费者不宜过多、过大，A错误；
B.生态缸是一个封闭的透明缸，不可向缸内通入氧气，B错误；
C.生态缸的组分及比例应相对均衡，其组分和比例会显著影响系统的稳定性，C正确；
D.生态缸不能放置在阳光直射的地方，避免温度过高杀死缸内生物，D错误。
故选C。
4.答案：D
解析：A、加入该生态缸的成分较丰富，生态系统成分包含生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，A正确；B、虽然该生态缸处于密封状态，但维持缸内生态系统能量流动和信息传递的稳定仍需依赖外界环境，B正确；C、虽然生态缸中苔藓、金鱼藻等植物能够生长，密封的生态缸内物质虽然存在形式在变化，但是总量是固定的，即该生态缸的总质量保持相对稳定，C正确；D、为了维持生态缸的稳定性，应当设计保证缸中植物同化的能量多于小动物和分解者所同化的能量，这样可以保证生态系统中的能量流动，是生态缸中的生物处于生长状态，D错误。故选D。
5.答案：C
解析：A、生态缸是密封的，在物质上是自给自足的，不能向其中加入任何物质，包括呼吸作用所需要的氧气，A错误； B、生态缸应该放在有较强散射光的地方，阳光直射可能使生态缸水温过高导致生物死亡， B错误； C、生态缸制作的原理是物质循环和能量流动，所以生态缸中各种生物与生物之间及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动，C正确； D、生态缸中投放的生物的数量比例要适中，以维持生态系统的稳定，D错误。
故选：C。
6.答案：B
解析：本题考查生态缸制作的知识。由于生态系统中能量是单向传递、逐级递减的，因此放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当，A正确；生态缸一般是密闭的，防止外界生物或非生物因素的干扰，B错误；生态缸的动植物种类比较少，营养结构比较简单，因此一般很难长时间维持相对稳定，C正确；生态缸达到稳定状态后，各生物种群数量保持相对稳定，D正确。
7.答案：B
解析：生态缸②③④应置于光线良好的地方，但要避免阳光直射，防止水温过高导致水生生物死亡，A错误；结合题中信息可知，生态缸③比生态缸②多了小鱼，小鱼会消耗氧气且会捕食水草和藻类，因此生态缸③中的氧含量可能低于生态缸②，B正确；生态缸①没有阳光，无能量输入，生态缸④中缺乏分解者（泥沙中的微生物），可知生态缸①的稳定性最低，生态缸④的稳定性也较低，C错误；生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物物质和能量（光能），由于四个生态缸中都有消费者（浮游动物），该实验不能说明消费者是生态系统不可缺少的成分，D错误。
8.答案：C
解析：植物进行光合作用产生的氧气是鱼生存所必需的，A项正确；鱼呼吸产生的CO2是植物光合作用的原料之一，B项正确；生态系统的能量流动是单向的，C项错误；长期黑暗条件下，植物因不能进行光合作用而死亡，鱼会因供氧不足而死亡，D项正确。
9.答案：C
解析：由题可知，3个月后观察到封闭生态缸内的生物种类和数量明显增多，可推测放入小生态缸内的土壤中很可能含有植物的种子或其他繁殖体，A正确；发生在小生态缸内的演替为次生演替，发生在冰川泥上的演替为初生演替，B正确；在演替过程中，如果人们过度砍伐森林、填湖造地，则会改变群落演替的方向，可能使群落演替向物种数量减少、种间关系简单、稳定性弱的方向发展，C错误；小生态缸是封闭的，影响小生态缸内群落演替的因素可能有种内和种间关系、内部环境变化等内部因素，D正确。
10.答案：D
解析：本题主要考查生态系统的稳定性及其保护的相关知识。由于生态系统中的能量是单向传递、逐级递减的，因此放入该生态缸中的不同营养级生物之间的比例要适当，A正确；微水景生态缸中的植物可以通过光合作用制造氧气，但是制造的氧气量是有限的，因此需要定期通气，以保证各种生物的正常呼吸，B正确；生态缸中的动、植物种类比较少，营养结构比较简单，因此一般很难长时间维持相对稳定，C正确；生态缸达到稳定状态后，各生物种群数量保持相对稳定，但并不一定均能达到K值，D错误。
11.答案：（1）下降； 在缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长
（2）丙瓶缺乏泥沙，分解者数量太少； （3）少； 消费者较多，消耗较多的氧气； （4）①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量（太阳能）②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定
解析：（）乙瓶无光照，藻类因光合作用无法进行而死亡，种群密度下降。
（2）丙瓶与甲瓶相比，少泥沙，分解者很少，无法将该瓶中动植物的遗体、动物的排遗物等中的有机物分解为无机物。
（3）丁瓶与甲瓶相比，多小鱼，小鱼进行呼吸作用要消耗水中大量的氧气。
（4）据表格分析，甲瓶为对照组，乙瓶、丙瓶、丁瓶都为实验组。乙瓶与甲瓶相比少光，造成稳定性降低，说明光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件；丙瓶与甲瓶相比少分解者，造成稳定性降低，说明分解者是生态系统中不可缺少的重要组成成分；丁瓶与甲瓶相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性降低，说明生态瓶中消费者不能过多。
12.答案：（1）生物群落；竞争
（2）降低；没有光照，藻类无法进行光合作用（其他合理答案也可）；降低；氧气与食物不足（其他合理答案也可）
（3）加快（促进）物质循环，帮助植物传粉和传播种子
解析：（1）一定区域中全部生物的总和构成生物群落，因此A瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落；浮游藻类和水草都为生产者，会争夺光照和生态瓶中的无机盐等，因此两者为竞争关系。
（2）B瓶缺乏光照，藻类不能进行光合作用，因此一段时间后浮游藻类的种群密度将降低；藻类因不能进行光合作用数量减少，会导致瓶内氧气含量减少，因此浮游动物会因食物和氧气不足而种群密度降低。
（3）在生态系统中，消费者能加快物质循环，帮助植物传粉和传播种子。

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