5 生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學模型 生態(tài)學的一般規(guī)律中.常常求助于數(shù)學模型的研究.理論生態(tài)學中涉及到大量的數(shù)學模型構(gòu)建的問題.在高中生物學中有種群的動態(tài)模型研究.如:“J 與“S 型曲線,另外.種間競爭及捕食的數(shù)學模型等等. 例5:在實驗室中進行了兩類細菌競爭食物的實驗.在兩類細菌的混合培養(yǎng)液中測定了第Ⅰ類細菌后一代(即Zt+1)所占總數(shù)的百分數(shù)與前一代(即Zt)所占百分數(shù)之間的關(guān)系.在下圖中.實線表示觀測到的Zt+1和Zt之間的關(guān)系.虛線表示Zt+1＝Zt時的情況.從長遠看.第Ⅰ類和第Ⅱ類細菌將會發(fā)生什么情況?( ) A.第Ⅰ類細菌與第Ⅱ類細菌共存 B.兩類細菌共同增長 C.第Ⅰ類細菌把第Ⅱ類細菌從混合培養(yǎng)液中排除掉 D.第Ⅱ類細菌把第Ⅰ類細菌從混合培養(yǎng)液中排除掉 解析:兩類細菌在實驗條件下.同一環(huán)境中不存在其他生物因素的作用時.競爭的結(jié)果是一種生物生存下來.另一種被淘汰現(xiàn)象.從上述圖形的對角線上可以看出在虛線上任取一點作橫坐標與縱坐標得到的是相同的數(shù)據(jù).這說明了同種細菌后一代與前一代在混合培養(yǎng)液中的比例沒有變化.說明它們之間是共存的.不是競爭關(guān)系.而實線位于虛線下方.用同樣的方法不難得出.第Ⅰ類細菌的后一代含量比前一代含量減少了.在競爭中是劣勢的種群.本題答案為D. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

下表是生態(tài)學家對某棄耕多年的荒地進行調(diào)查后，繪制的其中一條食物鏈的3個營養(yǎng)級(植物、田鼠、蛇)的能量分析表。(單位：J／hm2.a)：

營養(yǎng)級
同化能量
未被利用能量
分解者分解量
呼吸釋放量
凈生產(chǎn)量
A
2.48×1 011
2×1 011
1.2×1 011
3.6×1 010
2.12×1 011
B
2.4×1 07
6×1 05
4×1 05
2.3×1 07
1×1 06
C
7.46×1 08
2.4×1 07
6×1 06
7.16×1 08
3×1 07
（1）流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是        J／hm2.a，這部分能量是由表中       （填字母）所固定的全部太陽能。

（2）請就表格中研究的對象用箭頭和文字表示出該生態(tài)系統(tǒng)中的C元素流動模型。
（3）第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為         。
（4）該荒地的群落演替類型為               。
（5）由于某些原因?qū)е律叩臄?shù)量大量減少，造成鼠災(zāi)泛濫。生態(tài)學家繼續(xù)研究了該生態(tài)系統(tǒng)中田鼠種群數(shù)量的變化規(guī)律，構(gòu)建了如下的數(shù)學模型，請完成下表：
   構(gòu)建數(shù)學模型的一般方法
   構(gòu)建田鼠種群增長模型的主要步驟
I．觀察對象，搜集現(xiàn)實信息
I．田鼠繁殖能力很強，在最初的一個月內(nèi)，種群數(shù)量每天增加1.47％
Ⅱ．提出合理的假設(shè)
Ⅱ．                                 
Ⅲ．根據(jù)              ，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達
Ⅲ．Nt=No·λt(其中，Nt代表t天后田鼠的數(shù)量，t表示天數(shù)，入表示倍數(shù)，No表示最初的田鼠的數(shù)量。)
Ⅳ．通過進一步實驗或觀察等，    對模型進行檢驗或修正
Ⅳ．觀察統(tǒng)計田鼠數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正
 

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要用科學發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)社會主義新農(nóng)村建設(shè)。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是一條行之有效的措施。某生態(tài)示范村的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式圖如下：

（1）沼氣池是新農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。在沼氣發(fā)酵過程中，進行著非常復雜的微生物代謝活動。其中優(yōu)勢種類的代謝類型為          ；若用15N標記秸稈中的含氮有機物，則這些有機物經(jīng)      （生態(tài)系統(tǒng)成分）的作用，沼渣施入土壤后再經(jīng)過微生物     的作用形成15NO3-，最后15NO3-以           方式進入植物細胞，形成植物蛋白。

（2）此生態(tài)系統(tǒng)中種植的是轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻，培育此種水稻的原理是可遺傳變異中的    ；科學家進行基因操作過程中，用同一種           切割質(zhì)粒和目的基因。

（3）在不施氮肥的情況下，種植的大豆比水稻長勢旺盛，其原因是               。

（4）若雞的飼料中水稻與大豆的質(zhì)量比為2：1，若雞增重2千克至少需要水稻      千克，大豆            千克。

（5）某中學研究性學習小組欲調(diào)查魚塘中魚的密度，可采用                      。

（6）某農(nóng)民不慎施用了假化肥導致農(nóng)作物迅速死亡，農(nóng)田中的農(nóng)作物數(shù)量變化如圖。請在圖中畫出該農(nóng)田中初級消費者和次級消費在數(shù)量上的變化趨勢，并注明各曲線的名稱。

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珠江三角洲，素有魚米之鄉(xiāng)之稱，“稻米流脂蠶繭白，蕉稠蔗忙塘魚肥。”近年來開展新型池塘生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)模式，如圖甲。圖乙中a～d表示藻類和鰱魚能量流動過程中，不同去向能量的相對值。
據(jù)圖回答問題：
(1)圖甲中屬于生產(chǎn)者的是__________，人和豬的關(guān)系是_________；人占有________個營養(yǎng)級。
(2)水生植物的分布體現(xiàn)出了群落空間結(jié)構(gòu)中的________現(xiàn)象。
(3)在人工影響下，池塘的物種逐漸豐富，其群落演替類型是______。
(4)如果魚類大量死亡，分解者的數(shù)量變化情況是___________。
(5)從生態(tài)學原理上看，利用糞尿種植蘑菇這一實例體現(xiàn)了________原理。
(6)若圖乙中c1＝a2＋b2＋c2＋d2，則從藻類到鰱魚的能量傳遞效率為____________(用字母表示)。

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調(diào)查統(tǒng)計的方法被廣泛應(yīng)用于生物科學研究之中。請回答：

(1)為了解一些遺傳病的發(fā)病率和遺傳方式等，某校高二年級的同學調(diào)查了該校學生的紅綠色盲和KS綜合征(一種線粒體病)。請分析回答：

①不選擇唇裂、青少年型糖尿病等多基因遺傳病作為研究對象的理由是              

                                     。

②預(yù)計KS綜合征系譜圖在女性患者的親子代上的表現(xiàn)不同于色覺遺傳的主要特征是    

                           。

(2)為了模擬用樣方法測定種群密度，兩位同學分別在一張50cm×50cm的白紙上制作方格表，將200粒綠豆種子隨機撒在白紙上，選擇5個方格進行計數(shù)，再計算出種群密度。兩位同學的調(diào)查結(jié)果有差異，你認為原因可能有哪些?(至少答2項)                   

                                        。

(3)為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學按下表完成了有關(guān)實驗。

①請寫出該同學研究的課題名稱：                                          。

②用顯微鏡定期測酵母菌數(shù)目，結(jié)果僅A管中第3天開始個體數(shù)目迅速增加，第5天開始A管中個體數(shù)目達到最大，實驗至第6天結(jié)束。請將A、B、C三組預(yù)期結(jié)果的走勢圖繪制在右側(cè)坐標系中。

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有一位生態(tài)學家，對5個生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落的組成情況進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表：表中種1、種2……代表不同的物種；A、B……代表不同的生物群落；表中的數(shù)據(jù)表示每個物種的種群密度（單位：個體數(shù)100/m2）

生物群落

種1

種2

種3

種4

種5

種6

種7

種8

種9

種10

A

0

900

40

0

0

30

20

0

0

0

B

0

220

240

200

210

100

10

20

0

0

C

700

200

50

50

0

0

0

0

0

0

D

560

400

40

0

0

0

0

0

0

0

E

5

5

1

2

3

4

30

50

800

100

請對上述數(shù)據(jù)仔細分析后回答下列問題：

（1）上述5個生物群落中，當同時受到大規(guī)模蟲害襲擊時，你認為受影響最小的是____________。

（2）在生物群落E中，若物種1是由物種2進化來的，在進化過程中_________成為必要的條件。

（3）根據(jù)你對上述調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，你認為建立一個人工生態(tài)林應(yīng)注意的問題是______________________________，其目的是______________________________。

（4）在生態(tài)系統(tǒng)中，種群的增長通常呈“S”型曲線。在培養(yǎng)微生物時，微生物的生長曲線因為有衰亡期而不呈“S”型，怎樣處理才能讓微生物的生長曲線也呈“S”型？______________________________。

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