2020年高考生物實驗突破 專題11 土壤中小動物類群豐富度的研究（含解析）

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1、專題11 土壤中小動物類群豐富度的研究 1.實驗原理 （1）土壤條件：不僅為植物提供水分和礦質(zhì)元素，也是一些小動物的良好棲息場所。 （2）取樣方法：許多土壤動物身體微小且有較強的活動能力，可用取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查。 （3）統(tǒng)計方法：記名計算法和目測估計法。 2.研究步驟 步驟 實施 提出問題 不同區(qū)域土壤中，物種豐富度相同嗎？ 制訂計劃 包括步驟、時間、地點、內(nèi)容、方法、備注等。 實施計劃 準備及取樣 用取樣器取樣（如用采集罐、吸蟲器等進行取樣）的方法進行采集、調(diào)查 采集小動物 ①誘蟲器采集 ②簡易采集法：用解剖針撥找同時用放大鏡觀察，發(fā)現(xiàn)小動物

2、后進行采集 ③采集到的小動物可放入酒精中，也可將活著的小動物放入試管中 觀察和分類 ①可借助放大鏡、實體鏡進行觀察 ②可借助動物圖鑒查清小動物名稱，并進行分類 統(tǒng)計和分析 豐富度的統(tǒng)計方法：記名計算法和目測估計法 實驗結(jié)論 組成不同群落的優(yōu)勢種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。一般來說，環(huán)境條件越優(yōu)越，群落發(fā)育的時間越長，物種越多，群落結(jié)構(gòu)也越復雜。 3.采集小動物所用到的儀器 （1）誘蟲器（A圖）： 該裝置中的電燈是發(fā)揮作用的主要部件，該裝置利用土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習性，使土壤動物遠離光源、熱源。 （2）吸蟲器（B圖）： 該裝置中的紗布作用是防

3、止將土壤小動物吸走。 考點一：實驗過程和注意事項 例一．(2018·永州調(diào)研)如圖是“土壤中動物類群豐富度的研究”實驗中常用的兩種裝置，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．甲裝置的花盆壁M和放在其中的土壤之間要留一定空隙的目的是便于空氣流通 B．乙裝置通常用于對體型較小的土壤動物進行采集 C．甲裝置主要是利用土壤動物趨光、趨濕、避高溫的習性采集 D．用乙裝置采集的土壤動物可以放入體積分數(shù)為70%的酒精溶液中 【答案】　C 【解析】　甲裝置中花盆壁M和放在其中的土壤之間要留有一定空隙，目的是便于空氣流通，以保證土壤小動物的有氧呼吸，A正確；乙裝置較為簡易，通常用于對體型較小

4、的土壤動物進行采集，B正確；甲裝置主要是利用土壤動物避光、避高溫、趨濕的習性來進行采集的，C錯誤；用乙裝置采集到的土壤動物，可以放入體積分數(shù)為70%的酒精溶液中保存，便于計數(shù)和觀察，D正確。 例二．下列關(guān)于“土壤中小動物類群豐富度的研究”實驗的說法中，不正確的是(　　) A．為調(diào)查不同時間土壤中小動物類群豐富度，可分別在白天和晚上取同一地塊的土樣 B．許多土壤小動物有較強的活動能力，可采用標志重捕法調(diào)查其豐富度 C．利用小動物的避光、避熱性，收集土樣中的小動物時可采用帶燈罩的熱光源 D．對于無法知道名稱的小動物，不可忽略，應(yīng)記錄下它們的特征 【答案】　B 【解析】　為調(diào)查不同時間

5、土壤中小動物類群豐富度，可分別在白天和晚上取同一地塊的土樣作為對照實驗，A項正確；土壤小動物身體微小、活動能力強，不能用樣方法和標志重捕法調(diào)查其豐富度，可采用取樣器取樣的方法進行調(diào)查，B項錯誤；利用小動物的避光、避熱性，收集土樣中的小動物時可采用帶燈罩的熱光源，C項正確；對于無法知道名稱的小動物，不可忽略，應(yīng)記錄下它們的特征，以保證實驗結(jié)果的可靠性，D項正確。 考點二　實驗拓展和應(yīng)用 例一．下表為調(diào)查不同濃度的甲胺磷對土壤動物群落影響的結(jié)果，根據(jù)此表分析正確的是(　　) 甲胺磷濃度(mol/L) 動物指標　　　 0 0.04 0.09 0.16 0.30 0.5

6、4 種類數(shù)(S) 56 36 29 22 18 18 總個體數(shù)(N) 612 419 212 133 121 92 A.甲胺磷濃度與土壤動物總個體數(shù)(N)之間的關(guān)系呈正相關(guān) B．在農(nóng)田害蟲的防治過程中，把握農(nóng)藥的科學用量，有利于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 C．土壤動物的豐富度可反映土壤農(nóng)藥污染的程度，S值越大，污染越嚴重 D．長期過量施用甲胺磷，會導致土壤動物產(chǎn)生相應(yīng)抗性，有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 【答案】　B 例二．土壤動物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。對某一地區(qū)人工廣場綠地、某植物園、農(nóng)用地3種不同類型土地的地下土壤動物群落進行了調(diào)查，結(jié)果見下表。由表中數(shù)

7、據(jù)分析可知(　　) 樣地 類群數(shù) 個體數(shù) 第1層 第2層 第3層 第1層 第2層 第3層 人工廣 場綠地 14 8 3 182 74 22 某植物園 13 7 4 190 92 18 農(nóng)用地 11 8 4 92 113 21 注：第1層為距地表0～5 cm；第2層為距地表5～10 cm；第3層為距地表10～15 cm。 A．可用標志重捕法調(diào)查各樣地土壤中動物類群數(shù) B．各樣地相同土層土壤中動物類群豐富度有明顯的差異 C．各樣地相同土層土壤中各動物類群密度沒有明顯的差異 D．人類活動對土壤動物的數(shù)量和分布存在影響 【答

8、案】　D 【解析】　土壤動物群落調(diào)查不適合采用標志重捕法，A項錯誤；由表格可知人工廣場綠地、農(nóng)用地和某植物園相同土層的動物類群豐富度差別不大，B項錯誤；人工廣場綠地、某植物園第1層個體數(shù)與農(nóng)用地個體數(shù)存在明顯的差異，C項錯誤。 易錯點一：從不同營養(yǎng)環(huán)境中采集土壤樣本要分別統(tǒng)計。 易錯點二：盡可能多地收集小動物。收集小動物時，根據(jù)土壤中動物的避光性和趨濕性來收集。 易錯點三：從同樣營養(yǎng)土壤中采集的樣本，進行多組統(tǒng)計比較。 易錯點四：識別命名要準確，并進行分類。 易錯點五：遠離危險地帶，不要破壞當?shù)丨h(huán)境。 挑戰(zhàn)真題： 1.(2015·四川卷，7)某放牧草地有一些占地約1

9、 m2的石頭。有人于石頭不同距離處，調(diào)查了蜥蜴?zhèn)€體數(shù)、蝗蟲種群密度和植物生物量(干重)，結(jié)果見下圖。下列敘述錯誤的是(　　) A.隨著蝗蟲種群密度的增大，植物之間的競爭將會加劇 B.蜥蜴活動地點離石頭越遠，被天敵捕食的風險就越大 C.距石頭的遠近是引起該群落水平結(jié)構(gòu)變化的重要因素 D.草地上放置適量石頭，有利于能量流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠? 【答案】A　 【解析】 本題考查了群落的種間關(guān)系、空間結(jié)構(gòu)和能量流動的相關(guān)知識，考查綜合分析能力、獲取信息的能力和識圖能力，難度適中。由坐標曲線圖分析可知，隨著蝗蟲種群密度的增加，禾草植物的生物量變化不大，而非禾草植物的生物量明顯下降，有利于禾

10、草植物的生長，禾草植物與非禾草植物之間的競爭將減弱，A錯誤；由坐標柱形圖分析可知，距離石頭越遠蜥蜴的個體平均數(shù)越小，可推測出蜥蜴活動地點離石頭越遠，越不便于隱蔽，而被天敵捕食的風險就越大，B正確；距離石頭的遠近屬于群落水平結(jié)構(gòu)，C正確；草地上的石頭越多蜥蜴就越多，蝗蟲數(shù)量越少，有利于能量流向?qū)θ祟惛幸娴牟糠?，D正確。 2.(2015·北京卷，4)大螞蟻和小螞蟻生活在某地相鄰的兩個區(qū)域。研究者在這兩個螞蟻種群生活區(qū)域的接觸地帶設(shè)4種處理區(qū)，各處理區(qū)均設(shè)7個10 m×10 m的觀測點，每個觀測點中設(shè)有均勻分布的25處小螞蟻誘餌投放點。在開始實驗后的第1天和第85天時分別統(tǒng)計誘餌上小螞蟻的出現(xiàn)率

11、并進行比較，結(jié)果見表。 處理區(qū) 小螞蟻出現(xiàn)率的變化/% 定時灌溉 不驅(qū)走大螞蟻 增加35 驅(qū)走大螞蟻 增加70 不灌溉 不驅(qū)走大螞蟻 減少10 驅(qū)走大螞蟻 減少2 對本研究的實驗方法和結(jié)果分析，表述錯誤的是(　　) A.小螞蟻抑制大螞蟻的數(shù)量增長 B.采集實驗數(shù)據(jù)的方法是樣方法 C.大螞蟻影響小螞蟻的活動范圍 D.土壤含水量影響小螞蟻的活動范圍 【答案】A　 【解析】 不驅(qū)走大螞蟻比驅(qū)走大螞蟻，在定時灌溉或不灌溉的情況下，小螞蟻出現(xiàn)率都有所降低，可以得出大螞蟻和小螞蟻在食物上的競爭較強，進而可以得出大螞蟻抑制小螞蟻數(shù)量的增長，大螞蟻影響小螞蟻的活動范圍，A

12、錯誤，C正確。驅(qū)走大螞蟻，定時灌溉，小螞蟻出現(xiàn)率增加，不灌溉，小螞蟻出現(xiàn)率減少，可以得出土壤含水量影響小螞蟻的活動范圍，D正確。本實驗對實驗數(shù)據(jù)的采集方法是“7個10 m×10 m的觀測點”、“每個觀測點中設(shè)有均勻分布的25處小螞蟻誘餌投放點”屬于樣方法，B正確。 挑戰(zhàn)模擬題： 一、 選擇題 1.（2019·河北衡水中學期中）下列關(guān)于種群密度、群落豐富度調(diào)查實驗的相關(guān)敘述中，正確的是（　?。? A.調(diào)查土壤中蚯蚓的種群密度可用標志重捕法 B.調(diào)查森林植被的豐富度可用樣方法，需對各個樣方取平均值 C.用取樣器取樣法調(diào)查土壤中鼠婦時，應(yīng)用記名計算法統(tǒng)計其豐富度 D.對于土壤小動物而言，

13、用取樣器取樣法可調(diào)查群落豐富度和某個種群的密度 【答案】　D 【解析】　蚯蚓的活動能力弱、活動范圍小，適宜采用樣方法調(diào)查其種群密度，A錯誤；用樣方法調(diào)查森林中某植物的種群密度時，需對各個樣方取平均值，B錯誤；豐富度是群落水平上研究的問題，鼠婦只是土壤小動物的一個種群，應(yīng)說調(diào)查鼠婦的種群密度，C錯誤；對于土壤小動物而言，用取樣器取樣法可調(diào)查群落豐富度和某個種群的密度，D正確。 2.（2019·福建泉州質(zhì)檢）下列關(guān)于群落“豐富度”的說法，正確的是（　?。? A.調(diào)查土壤中小動物類群的豐富度可采用標志重捕法 B.甲池塘中鯽魚數(shù)量多于乙池塘，則甲池塘中鯽魚豐富度較高 C.經(jīng)過群落演替，不同群

14、落的物種豐富度均達到相同水平 D.森林中物種數(shù)目多于河流，則森林的物種豐富度高于河流 【答案】　D 【解析】　由于土壤中的小動物身體微小，而且活動能力強，所以不能用樣方法和標志重捕法調(diào)查其豐富度，可采用取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查，A錯誤；豐富度是指群落中不同物種數(shù)目的多少，而不是種群中個體數(shù)目的多少，B錯誤，D正確；群落演替的最終結(jié)果與其所處環(huán)境密切相關(guān)，所以經(jīng)過群落演替，不同群落的物種豐富度不一定均達到相同水平，C錯誤。 3.下圖是“土壤中小動物類群豐富度的研究”實驗中常用的兩種裝置，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A． 甲裝置的花盆壁C和放在其中的土壤之間留一定空隙的目的是

15、便于空氣流通 B． 乙裝置通常用于對體型較小的土壤動物進行采集 C． 甲裝置主要是利用土壤動物趨光、避高溫、趨濕的習性采集 D． 用乙裝置采集的土壤動物可以放入體積分數(shù)為70%的酒精溶液中 【答案】C 【解析】由圖可知，甲裝置主要是利用土壤動物避光、避高溫、趨濕的習性采集，其中的花盆壁C和放在其中的土壤之間留一定空隙的目的是便于空氣流通。 4.下列關(guān)于實驗“土壤中小動物類群豐富度的研究”的說法中，不正確的是(　　) A． 為了調(diào)查不同時間土壤中小動物豐富度，可分別在白天和晚上取同一地塊的土樣 B． 許多土壤小動物有較強的活動能力，可采用標志重捕法調(diào)查土壤小動物類群豐富度 C．

16、 利用小動物的避光避熱性，收集土樣中的小動物可采用帶燈罩的熱光源 D． 對于無法知道名稱的小動物，不可忽略，應(yīng)記錄下它們的特征 【答案】B 【解析】調(diào)查土壤小動物類群豐富度的方法是取樣器取樣法，標志重捕法用于調(diào)查體型較大，活動范圍較大的動物的種群密度。 5.關(guān)于“土壤中小動物類群豐富度的研究”的說法錯誤的是(　　) A． 該研究過程是：提出問題→制訂計劃→實施計劃→分析實驗結(jié)果→得出結(jié)論 B． 許多土壤小動物有較強的活動能力，可采用標志重捕法進行調(diào)查 C． 利用小動物的避光避熱性，可采用帶燈罩的熱光源收集土樣中的小動物 D． 取樣時盡量不要破壞環(huán)境，并應(yīng)事先取得有關(guān)部門的同意

17、 【答案】B 【解析】標志重捕法適用于個體較大、活動能力較強的動物，而個體較小、活動能力較強的小動物的研究常用取樣器取樣法。 6.關(guān)于“土壤中小動物類群豐富度的研究”，有關(guān)說法錯誤的是(　　) A． 不同季節(jié)，土壤中小動物的豐富度一般不同 B． 不同地點，土壤中小動物的豐富度一般不同 C． 調(diào)查蚯蚓的數(shù)量可采用標志重捕法 D． 應(yīng)設(shè)計表格，統(tǒng)計不同采集樣點的土壤動物種類 【答案】C 【解析】蚯蚓活動范圍較小，在調(diào)查取樣時一般用樣方法，而不用標志重捕法，由于季節(jié)變化和不同地點的環(huán)境不同，動物的豐富度一般不同。 7.科研人員對某一地區(qū)甲、乙、丙3種不同類型土地的地下土壤動物群落進

18、行了調(diào)查，結(jié)果見下表。分析表中數(shù)據(jù)可知(　　) A． 可用標志重捕法調(diào)查各樣地土壤中的動物類群數(shù) B． 各樣地土壤中動物的豐富度沒有明顯的差異 C． 各樣地土壤中動物的數(shù)量沒有明顯的差異 D． 各樣地土壤中動物的種群數(shù)量增長曲線均為“S”型 【答案】B 【解析】調(diào)查土壤中的動物類群常采用取樣器取樣法。分析表中數(shù)據(jù)可知，各樣地土壤中動物的豐富度沒有明顯的差異，數(shù)量差異較大。從表中數(shù)據(jù)不能判斷種群數(shù)量的增長方式。 8.下列關(guān)于實驗“土壤中小動物類群豐富度的研究”的說法中，不正確的是(　　) A． 為了調(diào)查不同時間土壤中小動物豐富度，可分別在白天和晚上取同一地塊的土樣 B． 許

19、多土壤小動物有較強的活動能力，可采用標志重捕法調(diào)查土壤小動物類群豐富度 C． 利用小動物的避光避熱性，收集土樣中的小動物可采用帶燈罩的熱光源 D． 對于無法知道名稱的小動物，不可忽略，應(yīng)記錄下它們的特征 【答案】B 【解析】調(diào)查土壤小動物類群豐富度要用記名計數(shù)法或目測估算法，標志重捕法用于調(diào)查種群密度。 9.在開展“土壤中小動物類群豐富度的研究”活動中，要對土壤中小動物進行取樣調(diào)查，適宜采用的方法是(　　) A． 隨機觀察法 B． 取樣器取樣法 C． 標志重捕法 D． 目測估計法 【答案】B 【解析】由于土壤中的生物有的較小不易觀察，所以在取樣時要借助取樣器。 10.下

20、表的群落中，以數(shù)字1～5代表的物種，每個物種的密度不同。其中豐富度最大的群落是(　　) A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D 【答案】D 【解析】群落物種數(shù)目最多，豐富度最大。 11.某研究性學習小組開展了“不同土壤中小動物類群豐富度的調(diào)查”活動，下列有關(guān)做法正確的是(　　) A． 可采用標志重捕法進行調(diào)查 B． 同一時間分別采集落葉量不同地域的表層土樣 C． 只統(tǒng)計肉眼可見的小動物 D． 無法知道小動物名稱的可忽略不計 【答案】B 【解析】許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小，因此不適于用樣方法或標志重捕法進行調(diào)查。在進行這類研究時，常用

21、取樣器取樣進行采集、調(diào)查的方法。統(tǒng)計土壤動物時應(yīng)借助顯微鏡或?qū)嶓w鏡對各類小動物進行統(tǒng)計。無法知道小動物名稱的可記為“待鑒定×××”，并記錄下它們的特征。 二、非選擇題 12.跳蟲、甲螨和線蟲是土壤中的主要動物類群，對動植物的分解起重要作用。 請回答： (1)由于跳蟲和甲螨活動能力________，身體_

22、_______，不適合用手直接捕捉，常采用吸蟲器等進行采集。 (2)現(xiàn)要采集大量的跳蟲用于實驗室培養(yǎng)，最好選擇下圖中的吸蟲器______，理由是________。 若要采集大量的甲螨作為標本保存，最好選擇吸蟲器________，理由是_________________。 (3)現(xiàn)在一培養(yǎng)罐內(nèi)同時培養(yǎng)跳蟲、甲螨和線蟲三個種群，若它們均僅以罐內(nèi)已有的酵母菌為食，則跳蟲與甲螨之間的關(guān)系是________，線蟲與酵母菌之間的關(guān)系是________。 【答案】(1)較強　微小　(2)B　該吸蟲器中的濕棉花模擬了土壤濕潤環(huán)境，利于跳蟲存活　D　該吸蟲器中的酒精可將收集的甲螨及時固定，防止腐

23、爛　(3)競爭　捕食 【解析】(1)跳蟲和甲螨活動能力較強，身體微小，應(yīng)用吸蟲器等進行采集。(2)吸蟲器中的濕棉花模擬了土壤濕潤環(huán)境，利于跳蟲存活。(3)跳蟲與甲螨、線蟲都以酵母菌為食，所以跳蟲與甲螨屬于競爭關(guān)系，線蟲與酵母菌屬于捕食關(guān)系。 13.根據(jù)課本關(guān)于“土壤中小動物類群豐富度的研究”，回答有關(guān)問題： (1)調(diào)查土壤中小動物常用________進行采集、調(diào)查的方法，而不適宜用樣方法或標志重捕法進行調(diào)查，原因是許多土壤小動物具有________，而且________。 (2)豐富度的統(tǒng)計方法通常有兩種：一是________；二是________。前者是指在一定的樣地中，直接____

24、____，這一般用于個體較大，種群數(shù)量________的群落。 (3)采集的小動物可以放入________中，也可放入________中。 (4)觀察時最好用________。如用普通顯微鏡，可在________的物鏡和________的目鏡下觀察。 (5)下表是某生物興趣小組的同學對某樣地土壤動物的抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)。物種豐富度可表示為D：(S－1)/1nA，S表示物種數(shù)，A表示總個體數(shù)。請根據(jù)下表調(diào)查的情況，統(tǒng)計該地的物種豐富度。 【答案】(1)取樣器取樣　較強的活動能力　身體微小　(2)記名計算法　目測估計法　數(shù)出各種群的個體數(shù)目　有限　(3)70%的酒精溶液　試管　(4)實體鏡　4倍　5倍　(5)D＝(S－1)/lnA＝6/ln413＝0.996 1 【解析】調(diào)查土壤中小動物常用取樣器取樣進行采集、調(diào)查的方法，而不適宜用樣方法或標志重捕法進行調(diào)查，原因是許多土壤小動物具有較強的活動能力，而且身體微小。豐富度的統(tǒng)計方法通常有兩種：一是記名計算法，二是目測估計法 14