【生物】2021届一轮复习人教版生态系统的结构和功能教案（湖北专用） 23页

第29讲　生态系统的结构和功能 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.生态系统的结构 ‎2.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用 ‎3.生态系统中的信息传递 生命观念 分析生态系统的结构及能量流动过程，建立结构与功能相统一的观念和物质与能量观 科学思维 构建食物链和食物网模型，分析物质循环模式图 社会责任 研究总结能量流动在生产生活中的应用 考点一　生态系统的结构 ‎1.生态系统的概述 ‎(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。‎ ‎(2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。‎ ‎(3)结构：由生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。‎ ‎(4)功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。‎ ‎2.生态系统的组成成分 ‎(1)非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。‎ ‎(2)生物群落 生产者 消费者 分解者 营养方式 自养 异养 异养 生物类型 a.光合自养生物：绿色植物和蓝藻等 b.化能合成生物：硝化细菌等 大多动物，寄生植物(如菟丝子)‎ 腐生细菌和真菌，腐食动物 地位 生态系统的基石，主要成分 生态系统最活跃部分，但非必要成分 生态系统的关键成分，必要成分 作用 ‎(1)合成有机物，储存能量 ‎(2)为消费者提供食物和栖息场所 ‎(1)加快物质循环 ‎(2)帮助植物传粉和传播种子 将有机物分解为无机物，供生产者重新利用 ‎3.营养结构——食物链和食物网 ‎(1)食物链 ‎①表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。‎ ‎②营养级：一般不越过5个营养级 a.植物(生产者)：第一营养级；‎ b.动物所处营养级级别＝消费者级别＋1。‎ ‎③食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，通常不会逆转。‎ ‎④某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。‎ ‎(2)食物网 ‎①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。‎ ‎②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。‎ ‎③功能：是生态系统能量流动和物质循环的渠道。‎ ‎④特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。‎ ‎1.快速判断生态系统中各成分 ‎2.食物链变式模型的分析 ‎(1)依据曲线图构建食物链(网)‎ 解读：分析曲线走势，先上升先下降者为被捕食者或以各营养级数量为依据，一般地，营养级越低时，数量越多(看起点)，即C→B→A。‎ ‎(2)依据柱形图或饼状图构建食物链(网)‎ 解读：图1和图2都是以每个营养级中有机物的多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙。‎ ‎(3)依据生态系统物质循环模型图构建食物链(网)‎ 解读：上图表示的是生态系统的物质循环图解，其中D是生产者、A是消费者、B是分解者、C是无机环境，包含的食物链是D→A。‎ ‎(4)依据表格数据(能量值)直接构建食物链(网)‎ 营养级 A B C D Pg ‎15.9‎ ‎870.7‎ ‎1.9‎ ‎141.0‎ 解读：根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。‎ ‎(5)依据表格数据(重金属、DDT等浓度)间接构建食物链(网)‎ 生物体 A B C D E 有机汞浓度/(mg·L－1)‎ ‎0.05‎ ‎7‎ ‎0.51‎ ‎68‎ ‎0.39‎ 解读：注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在“生物富集”‎ 现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如右图。‎ ‎3.食物网中生物数量变化的分析与判断 ‎(1)食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。‎ ‎(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还要下降，直到趋于稳定。‎ ‎(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：‎ 若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。‎ ‎　围绕生态系统的成分及作用，考查分析判断能力 ‎1.(2018·全国卷Ⅲ，32)如图是某农业生态系统模式图。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的　　　　(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是 ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即______________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO。通常植物根系对NO的吸收是通过　　　　运输完成的。‎ 解析　(1)蚯蚓属于异养型生物，其生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的有机物，生态系统中分解者将动植物遗体残骸和动物的排遗物中的有机物分解成无机物。(2)采用生物方法处理生活垃圾，利用的是分解者的分解作用，需要考虑生活垃圾的成分及理化性质、分解者的生物种类及异化类型、处理环境的理化条件等。(3)通常植物根系对NO的吸收方式为主动运输。‎ 答案　(1)有机物　将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 ‎(2)待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件 ‎(3)主动 ‎2.(2018·11月浙江选考)在一个自然生态系统中，生存着生产者、初级消费者和次级消费者等生物。回答下列问题：‎ ‎(1)捕食食物链反映了各种生物之间的　　　　关系。食物链数量的改变与生态系统内生物　　　　的变化相关，并能影响生态系统的　　　　能力。‎ ‎(2)分别测定所有生产者、初级消费者和次级消费者的能量值，可以分析能量在　　　　之间的流动情况。初级消费者摄入的能量可分为初级消费者同化的能量和　　　　的能量两大部分。在相同条件下，恒温动物的能量传递效率小于变温动物，其主要原因是恒温动物______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)捕食食物链中两相邻环节是通过取食和被取食建立关系的。生物种类数会影响食物链的数量，同时也会影响生态系统的自我调节能力。一般来说生物种类越多，生态系统的自我调节能力越强。(2)通过分析所有生产者、初级消费者和次级消费者的能量值，可分析不同营养级之间的能量流动情况。初级消费者摄入的能量可分为初级消费者同化的能量和未同化利用的能量，其中未同化利用部分将以粪便的形式流向分解者。在相同条件下，恒温动物需消耗更多的能量用于维持体温恒定，因此流入下一营养级的能量占比较小。‎ 答案　(1)取食与被取食　种类数　自我调节 ‎(2)不同营养级　未利用　需消耗更多的能量用于维持体温恒定 ‎　结合食物链与食物网构建与分析，考查科学思维能力 ‎3.(2018·海南卷，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是(　　)‎ A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者 B.消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼 C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物 D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量 解析　鲫鱼在不同的食物链中分别处于第二和第三营养级，既是初级消费者又是次级消费者，A正确；能量流动是逐级递减的，由于鳜鱼所处的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；水中的需氧微生物能够分解有机物，通气可促进水体中生物残骸分解为无机物，促进物质的循环，C正确；藻类固定的能量不能百分百地流入次级消费者体内，因此藻类固定的能量高于流入次级消费者的能量，D错误。‎ 答案　D ‎4.(2019·辽宁葫芦岛六校协作体联考)下图表示某地生态系统中部分生物之间的关系，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.该食物网中有三条食物链 B.鼠与鸟的关系既有捕食又有竞争 C.草不是该地区唯一的生产者 D.鹰占有第二或第三营养级 解析　图中只有2条食物链，分别是草→鼠→鹰、草→鸟→‎ 鹰，A错误；鼠与鸟都以草为食，两者为竞争关系，B错误；该图只体现生态系统的部分生物之间的关系，草不是该地区唯一的生产者，C正确；两条食物链中鹰都占第三营养级，D错误。‎ 答案　C ‎　结合生态系统营养结构中的数量变化，考查综合分析问题的能力 ‎5.(2018·全国卷Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：‎ ‎(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是_______________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是__________________‎ ‎______________________________________________________________________(答出一点即可)。‎ ‎(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有 ‎______________________________________________________________________(答出两点即可)。‎ 解析　(1)从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多，因此，生态系统中的食物链一般不超过4～5个营养级。(2)根据题干信息“大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用”，又这一种间关系是建立在“威慑”和“恐惧”基础上的，且题干指出导致植食性动物甲在数量上的优势地位丧失不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，因此，甲的数量优势地位丧失的可能原因是顶级肉食性动物对甲产生的“威慑”比乙高，甲因“恐惧”而逃离该生态系统的数量比乙多。(3)根据题中“恐惧生态学”的观点可知，大型肉食性动物对野猪有捕食和驱赶的作用，故某大型肉食性动物的重新出现可能会使野猪的被捕食量增加，同时野猪也会因“恐惧”‎ 而减少采食，从而降低其对农作物的破坏程度。‎ 答案　(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少 ‎(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多 ‎(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食 考点二　生态系统的功能 ‎1.能量流动 ‎(1)概念理解 ‎(2)第一营养级的能量流动 ‎(3)消费者的能量流动 注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。‎ ‎①从上述图解可以得到：摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎②在各营养级中，能量的几个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用；未被利用。‎ ‎(4)能量流动的特点及意义 ‎2.物质循环 ‎(1)概念 ‎(2)碳循环 解读：(1)碳的存在形式与循环形式 ‎①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。‎ ‎②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。‎ ‎③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。‎ ‎(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。‎ ‎(3)碳返回无机环境的途径 ‎①生产者、消费者的呼吸作用；‎ ‎②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；‎ ‎③化石燃料的燃烧。‎ ‎(4)实现碳循环的关键因素是生产者和分解者。‎ ‎(5)碳循环的破坏——温室效应 ‎①形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。‎ ‎②影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。‎ ‎3.信息传递 ‎(1)信息的种类、特点、来源及实例(连线)‎ ‎(2)信息传递的作用 ‎1.“两看法”快速确认碳循环的各成分 ‎2.巧判生态系统信息传递的类型 ‎(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。‎ ‎(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。‎ ‎(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。如孔雀开屏。‎ ‎(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。‎ ‎(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息进行交流。‎ 教材高考 ‎1.真题重组判断 ‎(1)黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息。(2018·全国卷Ⅲ，6B)(　　)‎ ‎(2)生态系统中细菌产生的能量可流向生产者(2016·全国卷Ⅲ，5B)(　　)‎ ‎(3)若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用(2016·全国卷Ⅰ，5B)(　　)‎ ‎(4)碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行[2014·全国卷Ⅱ，31(3)](　　)‎ 提示　(1)×　黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于物理信息。‎ ‎(2)×　细菌产生的能量大部分以热能形式散失，不能流向生产者。‎ ‎(3)×　生产者固定的能量不能反复利用。‎ ‎(4)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)(人教版必修3P94图5－6)某营养级“粪便”中的能量属于该营养级同化量吗？‎ 提示　不属于。属于上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一部分。‎ ‎(2)(人教版必修3P95图5－8拓展)分解者同化的能量能否被生产者或消费者利用？‎ 提示　分解者同化的能量不能被生产者利用，但可以被消费者利用，如人可以食用蘑菇。‎ ‎　围绕碳循环过程及特点，考查分析推断能力 ‎1.(2018·4月浙江选考)某生态系统碳循环的部分示意图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)图中的字母　　　　表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季 ‎　　　　冬季。‎ ‎(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的 ‎　　　　　　和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量　　　　整个生物群落排放的CO2量。‎ ‎(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为　　　　　　，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、　　　　　　。‎ 解析　本题考查碳循环和能量流动。碳循环示意图中A为生产者、B为消费者、C为分解者、D为大气中的CO2、E为燃料。演替过程中的生物群落，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，有利于演替的正常进行。若改为能量流动则D为非生物环境，生产者不能利用非生物环境中的热能，要取消 ‎“D→A”。‎ 答案　(1)D　低于　(2)细胞呼吸　大于　(3)非生物环境　取消“D→A”‎ ‎2.(2019·安徽安庆摸底考试)图甲为某草原生态系统的结构简图，“→”表示C的流动方向。图乙为某植食性昆虫迁入该生态系统后的种群数量增长速率变化曲线。回答下列问题。‎ ‎(1)图甲中各种组成成分，通过　　　　　　　　紧密联系，形成一个统一的整体。‎ ‎(2)分析A→D和C→E过程中C流动形式的不同点：_______________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)草原生态系统与森林生态系统相比，后者抵抗力稳定性较强，原因是_____________________________________________________________________。‎ ‎(4)图乙中P点时该种群的年龄结构类型是　　　　。‎ ‎(5)从环境容纳量出发，请对草原的合理放牧提出建议：____________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(6)用箭头表示能量流动方向，在图丙中补充完整图甲所表示生态系统的能量流动的模式图(补充必要的箭头、方框内填写字母)。‎ 解析　(1)生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，生态系统中各组成成分正是通过物质循环、能量流动(和信息传递)紧密联系，形成一个统一的整体。(2)图甲为生态系统中碳循环的示意图，其中A与D之间是双向箭头，且有多个箭头指向A、只有一个箭头指向D，故A是无机环境，D为生产者。除了A，B、C、D均有箭头指向E，故E是分解者，则C和B分别是初级消费者和次级消费者。A→D是无机环境中C通过生产者制造的有机物进入生物群落，所以A→D是以CO2的形式流动；C为消费者，E为分解者，分解者可以分解消费者的遗体等，所以C→E是以含碳有机物的形式流动。(3)‎ 森林生态系统中生物种类多，营养结构复杂，故森林生态系统的抵抗力稳定性较强。(4)图乙中P点在t1～t2时间段，种群增长速率逐渐减小，但仍大于0，种群数量仍在增加，故P点时该种群年龄结构类型为增长型。(5)要合理确定载畜量，即调整能量流动的方向，使能量更多地流向对人类有益的牛和羊等牲畜，但同时又不能超过环境容纳量(或不能超载放牧)。(6)首先结合对碳循环图解的分析，准确填写方框内字母。再根据生态系统的能量流动的特点，完善各成分的能量来源与去路，尤其注意E为分解者，生产者的残枝落叶、消费者的遗体残骸等都被分解者利用，且各生物都有通过呼吸作用以热能形式散失的能量。‎ 答案　(1)物质循环、能量流动(和信息传递)‎ ‎(2)A→D是以CO2形式流动，C→E是以含碳有机物形式流动 ‎(3)森林生态系统中生物种类多，营养结构复杂 ‎(4)增长型 ‎(5)草原放牧量不能超过环境容纳量(或不能超载放牧)‎ ‎(6)如图所示 ‎　围绕生态系统能量流动的过程和特点，考查物质与能量观 ‎3.(2018·江苏卷，28)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向)，图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题：‎ ‎(1)图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是　　　　。‎ ‎(2)图1所示食物网中，次级消费者是　　　　，丁与丙之间的种间关系是　　　　。‎ ‎(3)根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有_____________________________________________________________________。‎ ‎(4)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率 ‎　　　　(在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。‎ ‎(5)经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是　　　　。‎ ‎(6)从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)根据题意可知，图1中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。(2)次级消费者属于第三营养级，故图1所示食物网中的次级消费者为丙和丁；丁可以捕食丙，而丁和丙又均可以乙为食，故丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。(3)乙在图中所示食物链中不是最高营养级，所以乙的能量有三个去向：流向下一营养级(包括丁和丙)；流向分解者；自身呼吸作用以热能形式散失。(4)因为乙同化的能量为1 900kJ/(m2·a)，生产者同化的能量为25 000 kJ/(m2·a)，1 900/25 000×100%＝7.6%，而生产者同化的能量除了流向乙外还流向了甲，所以第一营养级到第二营养级能量的传递效率大于7.6%。(5)由题意可知，该农药可沿食物链或食物网富集，则该农药在处于最高营养级的生物体内含量最高。(6)从生态学角度分析，每个生态系统都有一定的自我调节能力，如果超过这个调节能力，则生态系统会崩溃。题中由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化，说明污染物排放已经超过了河流生态系统的自我调节能力。‎ 答案　(1)水草→甲→丁　(2)丙和丁　捕食和竞争 ‎(3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失　(4)大于　(5)丁　(6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限 ‎4.(2019·江淮十校联考)科学家对一个以槭树、山毛榉和桦树为主要树种的温带森林生态系统的能量流动进行了定量分析[图中数字为能量值，单位是J/(cm2·a)]，结果如图所示。请回答问题：‎ ‎(1)生态系统的主要功能有　　　　、能量流动和信息传递。流入该生态系统的总能量是　　　　J/(cm2·a)。图中植食性动物粪便中的能量属于　　　　(填“植食性动物”或“植物”)。能量由生产者到初级消费者的传递效率约为　　　　%(保留小数点后2位)。据图中的箭头方向及能量值分析，生态系统的能量流动具有 ‎　　　　　　　　的特点。‎ ‎(2)肉食性动物能够依据植食性动物留下的气味去猎捕，植食性动物同样也可以依据肉食性动物的气味或行为特征躲避猎捕，这说明了信息传递的作用是______________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)森林生态系统受到外界轻微的干扰时，森林中的生物种类和数量不会发生明显变化，这是通过生态系统内的　　　　调节机制实现的，这说明生态系统具有一定的　　　　能力。‎ 解析　(1)生态系统的主要功能是物质循环、能量流动和信息传递。据图分析，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，为2.31×107J/(cm2·a)。图中植食性动物粪便中的能量属于上一营养级的同化量，即属于植物固定的能量。初级消费者(植食性动物)同化的能量为3.27×105－1.31×105＝1.96×105J/(cm2·a)，所以能量由生产者到初级消费者(植食性动物)的传递效率＝[(1.96×105)/(2.31×107)]×100%≈0.85%：生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减。(2)生态系统的信息传递有利于调节生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，从而维持生态系统的稳定性。(3)生态系统具有一定的自我调节能力，生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，所以森林生态系统受到外界轻微的干扰时，不会使森林中的生物种类和数量发生明显变化。‎ 答案　(1)物质循环　2.31×107　植物　0.85　单向流动、逐级递减　(2)‎ 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定　(3)负反馈　自我调节 ‎　围绕信息传递及其应用，考查社会责任 ‎5.(2018·海南卷，19)某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是(　　)‎ A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息 B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息 C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息 D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息 解析　小鸟对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打是动物的特殊行为，能够对于同种或异种生物传递某种信息，属于行为信息，激怒小鸟的信息是直接来自镜子中的“小鸟”的物理和行为信息。‎ 答案　D ‎6.(原创)为验证“雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾”，某课外实践活动小组选用窗纱制成等大的小笼子若干，分为甲、乙、丙、丁4组，甲组不做处理，乙组小笼子里投放一定浓度的性外激素，丙组与丁组小笼子里各放2～3只未交尾的雌蛾，丁组小笼子再用可透气的遮光布包裹。将上述4组小笼子等距离放在农田的空地上，结果发现甲组没有吸引到雄蛾，其他三组都吸引到了雄蛾。请判断下列叙述错误的是(　　)‎ A.雌蛾分泌的性外激素吸引雄蛾前来交尾说明生物种群的繁衍离不开信息传递 B.实验中，与丙、丁组相比，甲组是空白对照组 C.比较乙、丁两组实验结果能够说明雄蛾被吸引与雄蛾是否看见雌蛾无关 D.对比甲、乙两组的实验结果，可说明性外激素可以吸引雄蛾前来 解析　性外激素在生态系统中属于信号分子，雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾交尾的现象能够说明种群的繁衍离不开信息传递，A正确；丙、丁组有雌蛾，能吸引雄蛾，甲组不做处理，不能吸引到雄蛾，是空白对照组，B正确；乙、丁两组中的雄蛾都看不到雌蛾，两组对照不能说明雄蛾被吸引与其是否看得见雌蛾有关，C错误；甲、乙组的自变量是是否投放了性外激素，二者对比可说明性外激素可以吸引雄蛾前来，D正确。‎ 答案　C 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　对生态系统的成分分辨不清 点拨　(1)几个“未必”‎ 生产者未必都是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物未必都是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)；消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物未必都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)；分解者未必都是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝藻等)。‎ ‎(2)两个“一定”‎ 生产者一定为“自养型”，“自养型”一定为生产者，分解者一定为“腐生”型，“腐生”型一定为分解者。‎ 易错点2　对能量的去向及摄入量、同化量和粪便量分辨不清 点拨　(1)能量的4个去向：‎ ‎①呼吸作用消耗以热能形式散失；②流入下一营养级；③流入分解者；④暂时未被利用。‎ ‎(2)有关能量的3个常考关系式：‎ ‎①摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎②同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸量。‎ ‎③用于生长、发育和繁殖的能量＝分解者利用量＋下一营养级同化量＋未利用量＝同化量－呼吸消耗量。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.(2019·广东中山一中统测)下列关于生态系统的成分的叙述，正确的是(　　)‎ A.动物都是消费者，食草动物属于第二营养级 B.细菌都属于自养生物，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类 C.生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分 D.分解者在分解动植物遗体时，将有机物中的能量释放出来，供生产者再利用 解析　‎ 绝大多数动物是消费者，有的动物如蜣螂属于分解者，食草动物属于第二营养级，A错误；细菌中的绝大多数是营腐生或寄生生活的异养生物，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类，B错误；生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分，C正确；分解者在分解动植物遗体时，将有机物中的能量以“热能”的形式释放出来，不能供生产者再利用，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2019·河南周口期末)下图表示能量流经第二营养级的情况，有关叙述正确的是(　　)‎ A.图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能 B.呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小 C.流入下一个营养级的能量占摄入量的10%～20%‎ D.由图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点 解析　由于摄入量＝流入第二营养级的能量(即同化量)＋粪便量，所以图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能，A正确；呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较大，B错误；流入下一个营养级的能量占同化量的10%～20%，C错误；由图示可知，能量在营养级之间具有单向流动的特点，D错误。‎ 答案　A 随堂·真题&预测 ‎1.(2018·全国卷Ⅲ，6)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是(　　)‎ A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者 B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息 C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度 D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目 解析 ‎　农田中具有趋光性的昆虫是异养生物，属于生态系统中的消费者，A正确；利用黑光灯诱捕有趋光性的昆虫，黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于物理信息，B错误；通过统计黑光灯诱捕的某种趋光性昆虫的数量，可调查某种趋光性昆虫的种群密度，C正确；黑光灯诱捕的方法可通过统计诱捕到的趋光性昆虫的种类数来探究该农田趋光性昆虫的物种数目，D正确。‎ 答案　B ‎2.(2016·全国卷Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是(　　)‎ A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向 解析　鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少，这导致蝉的天敌(螳螂)的数量增加，进而导致蝉的数量减少，故A错误；细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体遗物中获得的能量大部分会通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2020·选考预测)图甲表示细胞内进行的某些生理过程中的物质变化，图乙表示能量在生态系统中的变化形式，下列相关描述错误的是(　　)‎ A.图甲中过程2、5、6能够在生物膜上完成 B.图乙中过程a主要通过生产者进行图甲中1、2、3、6所反映的生理活动实现 C.图乙中过程b主要通过各种生物进行图甲中4和5所反映的生理活动实现，此过程常伴随图甲中1的变化 D.图乙表示生态系统中能量的最初来源是光能，通过生物体生理活动最终以热能形式散失，可见能量流动具有单向流动的特点 解析　‎ 依据图甲分析，2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜上，5表示有氧呼吸的第三阶段，可发生在线粒体内膜上，6表示光合作用光反应阶段中水的光解，可发生在叶绿体类囊体薄膜上，A正确；过程a是光合作用，生产者的光合作用过程主要包括1、2、3、6过程的物质变化及其反映的生理活动过程，B正确；过程b主要通过各种生物的呼吸作用(4和5)实现，呼吸作用释放的能量除以热能形式散失外，还有一部分储存在ATP中，伴随ATP的合成，C错误；图乙表示生态系统中能量的最初来源是光能，最终通过各种生物的呼吸作用以热能形式散失，可见能量流动具有单向流动的特点，D正确。‎ 答案　C ‎4.(2020·选考预测)生态环境的改变与生态农业有关。“桑基鱼塘”是我国古代发展的简单的生态农业生产方式：桑叶喂蚕，蚕沙(蚕粪)养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。回答下列问题：‎ ‎(1)从能量流动的角度分析，“桑基鱼塘”体现了生态农业的　　　　原理。蚕摄食桑叶后，桑叶中的能量去向：一是　　　　　　　　；二是　　　　　　　　，其中前者除用于呼吸作用以热能形式散失外，其余用于　　　　　　　　。有同学认为“鱼塘泥肥桑”的道理是鱼塘泥中含有大量的有机物和能量可以被桑树直接吸收利用，你认为这种说法对吗？　　　　。请简述理由：________________‎ ‎______________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)上述生态系统中的CO2被桑同化后，碳元素的直接去向是 ‎____________________________________________________________________。‎ 从中可以看出生态系统物质循环不同于能量流动的特点是　　　　。‎ ‎(3)某兴趣小组对某地桑基鱼塘的能量流动进行了调查，调查结果如下表：‎ 同化能量 呼吸消耗 分解者利用 桑 ‎7.5×105/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎4.25×105/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎2.84×105/[J·(cm2·a)－1]‎ 蚕 ‎2.25×104/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎1.3×104/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎5.5×104/[J·(cm2·a)－1]‎ 鱼 ‎1.8×104/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎1.1×104/[J·(cm2·a)－1]‎ ‎1.4×104/[J·(cm2·a)－1]‎ 根据上述调查结果分析，能量流动逐渐递减的原因是生物同化的能量大部分用于自身呼吸消耗，还有一部分因未被吸收而被　　　　利用。从提高经济效益和维持生态平衡的角度分析，该生态系统需改进的做法是________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)“桑基鱼塘”中桑叶喂蚕、蚕沙(蚕粪)养鱼、鱼塘泥肥桑，体现了生态农业的能量多级利用原理。桑属于第一营养级，蚕属于第二营养级，蚕摄食桑叶后，其能量分为蚕同化的能量和蚕粪便中的能量。蚕同化的能量又可分为呼吸作用散失的能量和用于蚕生长、发育、繁殖的能量。鱼塘泥中含有分解者，将鱼塘泥中的有机物分解为无机物，然后被桑树利用。而能量最终以热能的形式散失，不能被植物体利用，因此鱼塘泥中含有大量的有机物和能量不能被桑树直接吸收利用。(2)CO2被桑同化后，碳以有机物形式存在。一部分碳通过桑树呼吸以CO2形式释放到无机环境中，一部分以有机物的形式被消费者和分解者利用。物质循环不同于能量流动的特点是无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，而能量不能循环利用，最终以热能的形式散失。(3)根据表格可以推出，同化的能量分为呼吸消耗和分解者利用。因此能量流动逐级递减的原因是生物同化的能量大部分用于自身呼吸消耗，还有一部分因未被吸收而被分解者利用。从提高经济效益和维持生态平衡的角度分析，由于输入生态系统的能量多于输出生态系统的能量，因此该生态系统需改进的做法是适量增加蚕和鱼的养殖量。‎ 答案　(1)能量多级利用　被蚕吸收同化　随蚕的粪便排出　生长、发育和繁殖　不对　植物不能直接利用有机物，鱼塘泥中的有机物被分解为无机物后被桑吸收利用，同时能量以热能形式散失，植物不能利用热能 ‎(2)一部分通过自身呼吸以CO2的形式释放到大气中，一部分被蚕和鱼同化，还有一部分被分解者利用　无机环境中的物质可以被生物群落反复利用 ‎(3)分解者　适量增加蚕和鱼的养殖量