北京生物五年中考三年模拟专题3 生态系统

蚯蚓在中药里叫地龙，《本草纲目》记载具有通经活络、活血化瘀、预防治疗心脑血管疾病作用。蚯蚓是环节动物门寡毛纲的代表性动物。人们说蚯蚓是改良土壤的“功臣”。蚯蚓是营腐生生活动物，生活在潮湿的环境中，以腐败的有机物为食。自然界的各种有机废弃物经发酵后，在蚯蚓消化系统的作用下，迅速分解，转化成为容易被自身利用或被其他生物利用的营养物质，经肛门排出后成为蚯蚓粪。根据国家农业部肥料质检中心等单位对蚯蚓粪的检测，蚯蚓粪含氮磷钾、含腐殖酸、氨基酸，丰富的蚯蚓蛋白酶，是名副其实的“有机肥王”。蚯蚓粪中的蚯蚓酶既可以杀死土壤中的病毒、有害菌，还可以分解对植物生长有抑制作用的物质。

蚯蚓的运动是依靠纵肌、环肌的交互收缩舒张及体表的刚毛的配合而完成的。蚯蚓属于雌雄同体，生殖器官仅限于体前部少数体节内，结构复杂。蚯蚓的精子与卵不同时成熟，故生殖时为异体受精。精子和卵细胞在粘液管内受精，受精卵在卵茧内发育。蚯蚓为直接发育，经2一3周即孵化出小蚯蚓，破茧而出。

结合文章内容回答下列问题：

六月底的四川马边大凤顶国家级自然保护区内，林木葱郁，溪流飞溅，鸟鸣悠扬，一派生机盎然。一只红嘴蓝鹊从高高的树冠中飞出，划过溪谷上空。突然一只比它小一些的黑色鸟儿，尖叫着冲向它，勇猛地发起战斗。几个回合下来，紅嘴蓝鹊落荒而逃。这一幕刚好被从营地走出的观察者看到。

这只黑色小鸟是紫啸鸫，它主要以植食性的昆虫和蜗牛等为食。紫啸鸫为什么如此勇敢地挑战比自己体型更大更凶悍的红嘴蓝鹊呢？

在距战斗地点不到30米的地方，观察者发现另一只紫啸鸫在石长间跳跃穿梭，很快嘴里就叼满了昆虫。可它并没有吞下，而是衔着食物先飞到大约15米高的树枝上，停了一会儿后又飞到树干的侧面。原来那里有一个隐蔽的鸟巢，观察者发现巢中有几只雏鸟，于是他静静地站在原处继续观察，详细记录了亲鸟忙碌的身影。

为什么会有这些有趣的现象呢？亲鸟喂食一只雏鸟后，如果不立刻飞走，其它未获得食物的雏鸟会发出尖叫，引来天敌。而白色的粪囊如果不及时处理，则会留下痕迹和气味，同样使雏鸟的安全受到威胁。

紫啸鸫夫妇通过自己特有的生存方式应对着大自然各种各样的挑战。这样的一幕幕随时都在自然界上演。各种生物都在运用自己的生存智慧，适应着复杂的环境，延续着生命的乐章。

鲸，体内受精，胎生，哺乳，广泛地分布在世界各地的海洋中。在鲸的家族中，体型最大的蓝鲸体长超过33米，重达170吨以上。近日，中国科学家们在2020年首次科考过程中收获了一个重要成果——在中国南海1600米深处发现了“鲸落”，这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统。鲸落指的是当鲸鱼在海洋中死去，它的尸体会缓慢沉入海底，并在此过程中形成的一个独特的生态系统。鲸落生态系统被科学家们形象的分成四个演化阶段：

移动清道夫阶段：在鲸尸下沉至海底过程中，盲鳗、鲨鱼、一些甲壳类生物等以鲸尸中的柔软组织为食。这一过程可以持续4(至少)至24个月。期间90%的鲸尸将被分解。

机会主义者阶段：机会主义者是指一些无脊椎动物，特别是多毛类和甲壳类动物，能够以残余鲸尸作为栖居环境，一边生活在此，又一边啃食残余鲸尸，不断改变它们自己的所在环境。这些生物能够在短期内适应相应环境而快速繁殖。

化能自养阶段：大量厌氧细菌进入鲸骨和其它组织，分解其中的脂类，使用溶解在海水中的硫酸盐作为氧化剂，产生硫化氢。化能自养细菌例如硫化菌，则将这些硫化氢作为能量的来源，利用水中溶解氧将其氧化，获得能量。而与化能自养细菌共生的生物也因此有了能量补充。

礁岩阶段：当残余鲸落当中的有机物质被消耗殆尽后，鲸骨的矿物遗骸就会作为礁岩成为生物们的聚居地。鲸落独特的生态系统也产生了一些特有生物，科学家在鲸落中发现两种新的蠕虫品种--吃骨虫弗兰克普莱斯(Osedax frankpressi)和吃骨虫罗宾普鲁姆斯(Osedax rubiplumus)，它们生活在鲸的骨头上，样子类似于水纹形的荧光棒。这只是科学家确定的，在鲸落中发现的16种新物种中的两个。

并不是所有的海洋环境都能够形成自然鲸落，有科学家通过对美国加州蒙特利峡谷处鲸鱼尸体的长期观察发现，海水深度和相关的物理环境，对鲸落生态圈的形成也起着至关重要的作用。自1977年到现在，人类所发现的现代自然鲸落的数量，不超过50个。生命消亡每天都在发生，但是为什么人们发现的自然鲸落的数量如此稀少？首先，随着全球气候的变化及人类活动的影响，鲸被捕杀或者由于受到声呐干扰而搁浅的数量增多，海洋中鲸类数目急剧减少，鲸落也变得稀少。鲸落生态系统的物质循环可以长达百年，这是鲸留给大海最后的温柔。一鲸落，万物生，对于漆黑的深海而言，这是一份极其贵重的礼物。

由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学牵头的科普载荷“月面微型生态圈”作为嫦娥四号的乘客之一，于 2018 年底顺利登陆月球背面，进行人类首次月面生物实验。

“月面微型生态圈” 是一个铝合金材料制成的圆柱形“罐子”，高 18 厘米，直径 16 厘米，净容积 约 0.8 升，总重量 3 千克。“罐子”内放置有马铃薯、拟南芥种子、棉花种子、油菜种子、酵母菌、果 蝇卵共六种生物样本，以及土壤、水、空气等物质。科学家通过一定的技术使“罐子”内温度保持在 1℃—30℃，控制好里面的湿度、养分。“罐子”的顶部安装有光导管，它能让“罐子”里的植物享受到月 球表面的自然光，为“月面微型生态圈”提供光能。

2019 年 1 月嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片，照片显示试验搭载的棉花种 子已经长出了嫩芽，这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。这株棉花嫩芽还将继续 生长，有望成为月球上的第一片绿叶。

圆明园遗址公园坐落于北京西北郊，园林造景多以水为主题，因水成趣。由于北京地区多年来连续干旱，地下水位下降，导致圆明园内湖水不断向地下渗漏，水量明显减少。针对此种情况，工作人员在春秋两季从京密引水果引水补给圆明园。但是水中氮、磷含量相对较高，容易使水质恶化，甚至爆发由藻类过度繁殖引起的“水华”。为解决圆明园“水华”等水生态问题，北京市环保部门采取了“食藻虫引导水生态修复技术”，该技术路径如下图所示。

经过多年的水生态修复，圆明园水中物种多样性显著增加，鱼类就有40多种。2019年夏天，消失多年的北京原生物种鳑鲏鱼重回圆明园。鳑鲏鱼喜欢在清澈的、水草茂盛的淡水湖泊底层成群游动，食物以藻类为主，还可以摄食水草、浮游动物等。葱郁林木环绕清澈水域，处处闪烁水的灵动和秀丽，这一池净水得来不易。

茭白鲜嫩爽口，号称“江南三大名菜”之一。但你知道茭白传奇的一生是怎样展开的吗？

茭白是一种叫作菰（gū）的植物肉质膨大的茎。菰为禾本科菰属水生草本植物，原产于中国和东南亚。菰在我国古代作谷物食用，菰的种子称为菰米，中国人食用菰米的历史可追溯到3000年前。很多人知道“五谷”，但实际上《周礼》中记载有“六谷”，菰就是遗失的那一个。茭白入蔬，经历了一个由谷物到蔬菜的变化过程。据史料记载，大约在汉代末期，菰在生长过程中开始出现肥大的肉质茎，这种肉质茎对菰而言是一种病态器官，这样的菰就不能开花结实了。本来这是农业病害，但古人很快发现，菰的膨大部分鲜嫩甜滑，于是逐渐开始食用，这就是茭白。自唐代起茭白开始作为蔬菜大量种植，从此，菰米随之消失而被茭白所取代。现代研究表明，菰在生长过程中感染了茭白黑粉菌，在茭白黑粉菌产生的植物激素刺激下，菰的茎节细胞加速分裂，并储存养分，从而形成肥大的肉质茎。没有被茭白黑粉菌感染的菰则正常开花，但不能形成肉质的茭白。如果你切开长得比较老的茭白，会看到里面有许多黑斑，它们是茭白黑粉菌的孢子。不过大家不用担心，茭白黑粉菌是专一寄生在茭白植株内的真菌，对人体无害。

除了作为蔬菜食用，茭白还是一种用途丰富的植物。茭白的茎叶可当作动物饲料，茭白植株具有修复湿地生态、治理水体污染等作用。我国很多种植茭白的地区，都开展生态立体种养技术，例如形成“鱼、鸭、茭白”种养模式，茭白田的鱼、鸭能捕食害虫，鸭粪既可以是鱼的饲料，同时，鸭粪和鱼粪还能肥田。这样的种养模式也明显提高了土地和水资源的利用率。

竹的地上茎木质中空，地下茎横向生长，数量多而密。竹子可以通过竹笋（地下茎的嫩芽）进行繁殖，也可以通过开花结果繁衍，竹子花类似水稻的花，花朵小且不够鲜艳。

早在2000多年前，《山海经》中就有：“竹生花，其年便枯”的记载。大多数竹子的营养生长可长达六、七十年，终生只开一次花。随着开花结实，植株逐渐衰老死亡，且一旦开花就会引起大面积竹林的集体开花。某些竹子种类是“国宝”大熊猫的重要食物来源，因此大面积竹子开花会对大熊猫的生存造成很大的威胁。

长期以来，在竹子开花机理方面的研究有生长周期说、营养说和环境说三个学说。生长周期说认为：竹子生长到生理成熟年静后会开花；营养学说认为：竹子在缺乏营养的条件下导致开花；环境学说认为：外界条件尤其是干旱和高温导致竹子开花。这些学说都有一定的实验研究支持。

科研人员为防止竹林的大面积死亡采取多种方法进行竹林的更新复壮。更新复壮是指通过人工方式使出现开花的竹林避免更大范围的开花、死亡，使其继续营养生长。目前，促进竹子复壮的措施有：改善水肥条件、全面松土、防止病虫害，使其不断发笋；当个别竹林开花时，及时砍掉开花的竹子。采取以上措施后，竹子的生长状况得以改善，其中叶片数量、叶片厚度、输导组织横截面积、气孔密度、气孔面积等生理指标均得以恢复，开花竹林经过五六年可复壮更新。

在《学习强国》中有一个视频资料《我和湿地有个约会·宁夏哈巴湖》，说它是荒漠中“长”出的湿地。哈巴湖位于宁夏回族自治区吴忠市盐池县中北部，地势南高北低，保护区境内地表水皆流入湖泊、沼泽或洼地，形成了大片湿地。历史上的哈巴湖地区是农、牧交界地带，水草丰美；后来，由于气候变化、人口增加、过度放牧等因素，生态逐步恶化，沙进人退，沼泽湿地萎缩；但经过40多年持之以恒的生态修复，沙地逆转，动、植物数量逐渐增加，哈巴湖地区生态环境有了根本改善（如图1）。

哈巴湖国家自然保护区被誉为物种基因库，已知各类植物559种，野生动物156种。保护区内中草药资源也极为丰富，是驰名中外的“甘草之乡”。甘草（学名Glycyrrhiza uralensis Fisch）是豆科甘草属多年生草本植物（如图2）。甘草根与根状茎粗壮可入药，呈圆柱形，气微，味甜（如图3）。在《神农本草经》中记载甘草的功效有“主五脏六府寒热邪气，坚筋骨，长肌肉，倍力，金创，解毒”。甘草在中药中的使用最为广泛，因此有“药中国老”的美称。保护区现有金雕、白尾海雕、大鸨、黑鹳等国家Ⅰ级保护鸟类；石貂、荒漠猫、兔狲等国家Ⅱ级重点保护兽类；2019年3月，在保护区监测点的湖面上还观测到全球极危物种青头潜鸭2只。如今，保护区林木覆盖率、植被覆盖率分别达到了31%和70%，远远望去，沙、水、树融为一体，美丽壮观。

一种叫做银木果灯草的植物，它结出的种子很有特色﹣﹣一个黑不溜秋的圆球，还散发出一种辛臭刺鼻的气味。这样奇怪的种子是如何传播的呢？

银木果灯草属于帚灯草科，该科大部分植物通过蚂蚁传播种子。这些植物种子往往小而光滑，表面附有油质体，能吸引蚂蚁取食，狭长的外形有利于蚂蚁钳运。然而银木果灯草的种子太大，也不含油质体，显然不适合蚂蚁传播。

为了寻找答案，研究人员在地上留下多颗种子，发现很多小型啮齿类动物如纹鼠来骚扰这些种子，但是并没有把它们吃掉。纹鼠会是种子的传播者吗？研究人员在观测点同时放置当地一种木百合种子（胚乳含蛋白质45%）和银木果灯草种子（胚乳更重，含蛋白质58%），却发现纹鼠只取食木百合的种子，而对银木果灯草种子完全无视。第二次实验，研究人员放了5个完整的银木果灯草种子和5个去掉种皮的银木果灯草种子，结果纹鼠把5个去皮种子全部吃掉了，5个完整的种子则没有被吃。看来，完整的银木果灯草种子有阻止纹鼠取食的作用。而且，这些纹鼠没有分散储藏种子的习惯，一般都是当场吃完，恐怕也不适合成为种子传播者。

研究人员发现蜣螂（俗称屎壳郎）会滚种子，在66颗被滚走的种子中，有53个被掩埋。这些种子外皮没有破损，也未被产上卵，说明蜣螂在准备用餐或产卵前已发现这是个骗局。为什么蜣螂会被骗？研究发现，银木果灯草种子散发出的气味和当地一种羚羊的粪便气味很像，且种子的形状、颜色和大小都和羚羊粪便相似。

银木果灯草把种子伪装成便便让蜣螂滚走，还有一个巨大获益：在它生长的灌丛区经常会发生火灾，被蜣螂细心埋藏起来的种子能有效抵御火灾，并在灾后萌发新苗。

黑头鸥头呈暗色，腿深红色，通常在田野里寻食，主要食物是昆虫。黑头鸥的巢建在地面上。一大群黑头鸥的巢通常聚集在一起，形成一片巢区。每当繁殖期，雌黑头鸥每次能产下2到3枚受精后的卵，最多的可以产下6枚。

资料一：

生物学家廷伯根的研究团队在研究黑头鸥育雏行为时发现，当雏鸥孵出，双亲会小心地把卵壳残片用喙捡起，然后飞到远离巢穴的地方将其扔掉（如图1所示）

为研究成年鸥移走卵壳残片的原因，廷伯根进行了下面的实验：把很多黑头鸥的卵分散地放在养鸥场的沙丘上，其中有些卵保持黑头鸥的自然隐蔽色（杂色），其他卵都被涂为醒目的白色（即卵壳内面的颜色）。廷伯根从隐蔽处观察沙丘数日，并记录乌鸦和银鸥（黑头鸥的主要捕食者）对这两种卵的捕食率，结果如下表。

黑头鸥卵的被捕食实验

资料二：

廷伯根和同事们还设计了第二个实验：它们先把一些完整的天然杂色卵分散地放置在沙地上，再把一些破卵亮放置在离完整卵不同距离的地方（分别是15m、100m和200m），观察完整卵被捕食的情况并记录。实验结果如图2所示。