【备考2024】生物高考一轮复习学案：第33讲 生态系统的功能(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第33讲　生态系统的功能
[课标要求] 1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律2.举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系4.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象5.举例说出生态系统中的物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用
[核心素养](教师用书独具) 1.物质的循环总是伴随着能量的流动。(生命观念)2.分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点；根据碳循环过程构建循环模型。(科学思维)3.根据信息特点判断信息传递类型。(科学思维)4.设计并制作生态缸，观察其稳定性。(科学探究)5.关注温室效应，作出解释，并提出解决问题的思路。(社会责任)
考点1　生态系统的能量流动
1．能量流动的概述
(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量流动的四个环节
—
　
—
　
—太阳能→有机物中的化学能→热能
　
—
2．能量流动的过程
(1)能量流经第二营养级的过程
(2)由图分析
①输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
②粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
③初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能形式散失的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
④生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f－c)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
(3)能量流经生态系统的过程
3．能量流动的特点
(1)eq \a\vs4\al(,,,)
(2)eq \a\vs4\al(,,,)
4．生态金字塔
5．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
1．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。 (×)
提示：生态系统中的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 (×)
提示：流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。
3．初级消费者粪便中的能量属于生产者同化的能量。 (√)
4．一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%。 (×)
提示：能量传递效率针对的是相邻两个营养级中的所有生物，不针对个体。
5．农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 (×)
提示：沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
6．研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。 (×)
提示：由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在，通过细胞呼吸，部分能量会以热能的形式散失，因此研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，但是做不到全部流向人类。
7．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 (√)
1．从生态系统能量流动的特点分析，食草动物比食肉动物优异的生存优势的原因。(选择性必修2　P56“文字信息”)
提示：食物链短，能量流失少，可更多获得生产者的能量。
2．生物量金字塔可否呈现上宽下窄的塔形呢？请举例说明。(选择性必修2　P58“小思考”)
提示：有时会出现倒置的金字塔形。比如，在海洋生态系统中，由于浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物捕食，因此某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
1．人们不断地对江南某湿地保护区进行除草、杀虫，目的是________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
提示：调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
2．啄木鸟主要吃隐藏在树干内的天牛等害虫。害虫用于生长、发育和繁殖的能量去向有________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：下一营养级同化的能量、分解者利用的能量、未利用的能量
某一营养级能量的来源与去路分析
(1)能量来源
(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路)：
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。
②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用，既未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。可用如图表示：
1．某生态茶场依靠“以草养虫”“以草肥田”及生物防治等生产措施，多年来坚持不打农药、不施化肥和除草剂，获得了良好的经济效益和生态效益。从物质循环和能量流动的角度分析人工除草的作用。
提示：人工除草能加快物质循环利用，草秆为茶树提供无机盐(或无机盐、二氧化碳)；调整能量流动方向使能量更多流向茶树。
2．某农田生态系统中，生活着农作物、昆虫、老鼠、蛇等多种生物。蝗虫是植食性动物，请补充完整能量流经蝗虫(初级消费者)的示意图。
提示：
或
考查能量流动的过程分析
1．(2021·菏泽高三一模)下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列相关叙述正确的是(　　)
A．变温动物的d/c的值一般高于恒温动物
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为d/a×100%
C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于h
D．图中b＝h＋c＋f
A　[与恒温动物相比，变温动物不需消耗更多的能量维持体温，所以细胞呼吸消耗的能量少，有机物的积累量较多，d/c值高，A正确；a表示该生态系统的总能量，c表示第二营养级的同化量，则生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%，B错误；在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量是未被狼同化的能量，是兔同化能量的一部分，兔粪便中的能量是h，C错误；摄入能量有两个去路，一是被同化，二是存于粪便之中不被同化，故图中b＝h＋c，D错误。]
2．(不定项)(2021·南通高三模拟)某同学在分析羊食草过程后，绘制了如下能量流动模型，对其科学性的评价正确的是(　　)
A．过程②有机肥中的化学能主要流向土壤微生物，而不能被草利用
B．过程③中的能量最终都会流向第二营养级生物
C．羊遗体、残骸的能量应该属于羊用于生长发育繁殖的能量
D．过程④通过呼吸作用将有机物中的能量全部以热能形式散失
AC　[植物不能利用有机肥中的能量，只有分解者将有机物分解后，植物利用其中的矿质元素，有机肥中的能量主要流向土壤微生物(分解者)，A正确；过程③中的能量是草中未被利用的部分，有可能会被第二营养级的生物利用，但还有的部分可能会被分解者分解，B错误；羊的遗体、残骸的能量属于羊同化的能量中用于生长发育繁殖的部分，C正确；过程④通过呼吸作用大部分能量以热能的形式释放，还有部分转化成ATP的能量用于生命活动，D错误。]
考查能量流动的特点及应用
3．(2021·朝阳高三模拟)桑基鱼塘是种桑养蚕同池塘养鱼相结合的一种生产经营模式，经济效益高，生态效益好，内部食物链中各个营养级的生物量比例适量，物质和能量的输入、输出相平衡，关于桑基鱼塘的阐述正确的是(　　)
A．桑基鱼塘提高了能量传递效率，因而效益高
B．为获得更高经济效益，需要更多投放鱼苗
C．桑基鱼塘生态效益好是因为分层现象更明显
D．桑基鱼塘发挥了生态系统中物质循环转化的作用
D　[桑基鱼塘提高了能量利用率，因而效益高，A错误；为获得更高经济效益需要适当投放鱼苗，要考虑食物链中各个营养级的生物量比例适量，保证物质和能量的输入、输出相平衡，B错误；桑基鱼塘生态效益好是因为实现了物质的循环利用、能量的多级利用，C错误；桑基鱼塘发挥了生态系统中资源部分利用以及物质循环转化等，D正确。]
4．(不定项)我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断以下说法错误的是(　　)
A．输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和
B．植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比
C．鱼同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者
D．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质和能量的循环利用
CD　[因为该生态系统有鱼饲料等人工输入能量，所以输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和，A正确；鱼同化量中有鱼饲料中含有的能量，植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比，B正确；鱼粪便中的能量属于上一营养级的同化量，C错误；生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用和能量的多级利用，能量不可循环利用，D错误。]
考查能量流动的相关计算
5．(2021·广东选择考适应性测试)1942年，美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动分析，是生态系统能量流动定量研究的开创性工作。如图是赛达伯格湖的能量流动图解(图中数字为能量数值，单位是J·cm－2·a－1)。下列关于该生态系统能量利用和传递特征的叙述，错误的是(　　)
A．太阳能被生态系统固定的效率小于0.1%
B．流经生态系统的总能量为464.6 J·cm－2·a－1
C．呼吸作用消耗能量的比例随营养级的提高而降低
D．相邻营养级之间的能量传递效率范围是13%～20%
C　[生产者固定的太阳能为464.6 J·cm－2·a－1，占太阳辐射能量497 693.2 J·cm－2·a－1的0.093%，A正确；流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，B正确；生产者呼吸消耗的能量比例为96.3/464.6×100%≈20.7%，植食动物呼吸消耗的能量比例为18.8/62.8×100%≈29.9%，C错误；生产者到植食动物的能量传递效率为62.8/464.6×100%≈13.5%，植食动物到肉食动物的能量传递效率为12.6/62.8×100%≈20%，D正确。]
6．(2021·济南高三模拟)为了促进某自然保护区的恢复，人工投入了较多的物质。为了解该自然保护区生物的生存情况，科研机构对各营养级能量流动情况进行了定量分析，数据如下表所示[单位：103 kJ/(m2·a)]。下列叙述正确的是(　　)
能量类型生物类型 自身呼吸消耗的能量 甲 未被利用的能量 流入下一营养级的能量 输入有机物的能量
生产者 1210 256 2933 868 －
初级消费者 252 88 564 A 192
次级消费者 63 23 B 19 68
三级消费者 18 C 10 － 12
A．该自然保护区的结构由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者构成
B．流入该自然保护区的总能量为5.267×106 kJ/(m2·a)
C．表中“甲”代表流向分解者的能量，“B”的数值为119，“C”的数值为3
D．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为17.97%
C　[非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者是生态系统的组成成分，而非结构，A错误；自然保护区流入总能量＝生产者的能量＋输入的有机物能量＝1210＋256＋2933＋192＋68＋12＝4.617×106 kJ/(m2·a)，B错误；表中“甲”代表流向分解者的能量，初级消费者流入下一营养级的能量为A，A＝868－252－88－564＋192＝156×103 kJ/(m2·a)；次级消费者未被利用的能量为B，B＝156＋68－63－23－19＝119×103 kJ/(m2·a)；三级消费者流向分解者的能量为C，C＝19＋12－18－10＝3×103 kJ/(m2·a)，C正确；第二营养级流向第三营养级的能量传递效率＝下一营养级同化数/上一级营养同化数×100%＝156/(868＋192)×100%≈14.72%，D错误。]
　方向调整后的能量计算方法
若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
(1)顺推法：能量流向调整，从前往后计算。即由植物下推，用“乘法”。
(2)逆推法：能量来源调整，从后往前计算。即由高营养级前推，用“除法”。
考点2　生态系统的物质循环
1．碳循环
(1)请写出图中各标号的名称
a．生产者；b.消费者；c.呼吸作用；d.光合作用和化能合成作用；e.呼吸作用；f.化石燃料的燃烧。
(2)碳的存在形式与循环形式
(3)碳循环途径
(4)温室效应
2．物质循环的概念
(1)物质：组成生物体的化学元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫等。
(2)范围：生物群落和无机环境之间。
(3)特点：全球性、循环往复运动。
3．生物富集
1. 生态系统的碳循环指的是CO2在无机环境和生物群落中的往复循环。 (×)
提示：碳循环指的是碳元素的循环，而不是含碳化合物的循环。
2．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。 (√)
3．大气中的CO2进入生物群落的唯一方式是光合作用。 (×)
提示：CO2从无机环境进入生物群落的方式有两种：光合作用和化能合成作用。
4．生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的。 (×)
提示：物质是循环往复的，而能量流动是单向的。
5．植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。 (√)
6．若不按照生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环。 (√)
7．人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布。 (√)
1．大量植树造林可缓解温室效应，请分析原因。(选择性必修2　P63“与社会的联系”)
提示：大量植树造林可增加CO2从大气中的CO2库到生物群落的吸收速率，减少大气中CO2的含量。
2．生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”上呢？(选择性必修2　P67“拓展应用”)
提示：生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用，必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
1．一场低强度的火灾过后，森林中的植被很快恢复， 从生物种间关系的角度分析原因是______________________________；从物质循环的角度分析原因是_____________________________________________________________。
提示：种群密度下降，竞争减弱(捕食作用减弱)　加速了物质循环使土壤中的矿质元素含量增加
2．DDT、汞等这些物质的生物富集现象具有全球性的原因在于_________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
“箭头分析法”分析常见物质循环模型
(1)“三看法”快速判断
(2)模式图常见变式分析
图1
图2　　　　　　　　　　图3
①图1中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为消费者，D为分解者。
②图2中，A为生产者，B为大气中CO2库，C为初级消费者，D为次级消费者，E为分解者。
③图3中，E为生产者，A为大气中CO2库，B、D、F为消费者，C为分解者。
1．某城市利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等而获得良好的经济效益。如图是该人工湿地系统的碳循环图解。
请在图中用恰当的箭头和文字补充完成该人工湿地公园的碳循环图解。
提示：
2．研究发现，自养小球藻细胞转化为异养生长后，细胞内脂溶性化合物含量增加，高温下产生大量烃类化合物。请从能源利用和环保的角度预测小球藻的应用前景。
提示：可能取代石油、煤炭等化石燃料成为可再生能源的生产者，解决能源危机；减少化石燃料开采和燃烧引起的环境污染，减少二氧化碳的排放，维持生态系统的稳定。
碳循环的过程分析
1．(不定项)(2021·湖南师大附中高三月考)下图表示生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落，箭头表示物质循环方向。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中①过程一定代表绿色植物的光合作用
B．缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行
C．图中甲、乙、丙、丁分别代表分解者、生产者、初级消费者、次级消费者
D．类群丙的无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一
AD　[分析可知图中乙为生产者，所以①过程可以表示绿色植物的光合作用，也可以表示自养细菌的化能合成作用，A错误；图中甲为分解者，如果分解者缺少，则生态系统的尸体将要堆积如山，物质循环将不能正常进行，B正确；由图可知，气体X为二氧化碳，甲、乙、丙和丁类群依次为分解者、生产者、初级消费者和次级消费者，其有氧呼吸均可以产生二氧化碳，C正确；类群丙的无氧呼吸产物是乳酸，不产生气体X，D错误。]
2．生物兴趣小组对某农田生态系统的碳循环过程进行了调查，并绘制碳循环过程示意图。回答相关问题：
(1)物质循环过程伴随着能量流动，据图分析，输入农田生态系统的能量包括__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)在农田生态系统中，农作物通过过程①________从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内。土壤碳库中的有机物由分解者通过过程②________转变成无机物重新被植物利用。
(3)碳元素在大气碳库、植物碳库和土壤碳库之间循环的主要形式是________，人类活动________(填“加速”或“减缓”)了碳循环的进程。
(4)有同学认为生态系统物质是循环利用的，无须不断向农田中施加肥料。你是否同意该同学的观点？________，请给出你的理由___________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)读图可知，输入农田生态系统中的能量有农作物固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量。(2)过程①是光合作用；过程②是分解者的分解作用(呼吸作用)。(3)碳元素在大气碳库、植物碳库和土壤碳库之间循环的主要形式是CO2，人类作为消费者可以加速物质循环和能量流动，所以人类活动加速了碳循环的过程。(4)由于农产品源源不断自农田生态系统中输出，其中的元素不能归还土壤，所以需要不断的施加肥料，这与物质循环不矛盾，所以不同意该同学观点。
[答案]　(1)农作物固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量　(2)光合作用　分解作用(呼吸作用)　(3)CO2　加速　(4)不同意　农产品源源不断自农田生态系统中输出，其中的元素不能归还土壤，所以需要不断的施加肥料，这与物质循环不矛盾
生物富集
3．(2021·朝阳高三模拟)DDT是具有杀虫剂效果的化合物，几乎对所有的昆虫都非常有效，但在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，甚至在南极企鹅的血液中也检测出DDT，处于食物链顶级的食肉鸟，如：美国国鸟白头海雕因DDT导致卵壳软化而几乎灭绝。下列叙述正确的是(　　)
A．DDT是一种只在食物链中传递的化学物质
B．DDT是一种脂溶性化学物质
C．使用DDT杀灭昆虫效果好且稳定，因此属于生物防治
D．鉴于DDT能有效控制如疟疾等疾病的传播，世界卫生组织于2002年宣布重新启用DDT，这说明之前对DDT的认知是错误的
B　[DDT不仅可以在食物链中传递，也可以经生产者、消费者传给分解者，A错误；DDT不溶于水，易溶于有机溶剂，在脂质如石油等中可以溶解，是一种脂溶性化学物质，B正确；DDT是一种化学农药，灭虫效果非常显著，但是会造成食物链富集作用，又由于不易降解，容易造成环境污染，属于化学防治，C错误；世界卫生组织于2002年宣布重新启用DDT是因为其能有效控制如疟疾等疾病的传播，从拯救生命的考虑，利大于弊，所以重新启用，D错误。]
物质循环和能量流动的关系分析
4．(2021·武汉高三模拟)下图1为某池塘生态系统内碳循环示意图，图2是该系统内蛙种群的能量流动示意图。下列相关叙述不正确的是(　　)
　
图1　　　　　　　　　　　　图2
A．在图1中碳以有机物的形式进行传递的过程有③④⑦
B．在图2中蛙属于消费者，它能加快该系统的物质循环
C．在图1中甲、乙、丙、丁四种成分共同构成了该生态系统的结构
D．在图2中③所含的能量不全属于蛙的同化量，最终以热能散失
C　[碳在③生产者到消费者、⑦生产者到分解者、④消费者到分解者之间以含碳的有机物形式传递，A正确；蛙属于消费者，消费者的作用之一就是加快了生态系统的物质循环，B正确；甲、乙、丙、丁分别是生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，它们一起构成了生态系统的组成成分，而生态系统的结构包含了组成成分和营养结构，C错误；在图2中，流向分解者的能量有两部分：未分解的来自上一级的能量(青蛙的粪便)和青蛙死亡后的遗体，D正确。]
5．(2021·河北选择性考试)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃(利用温控装置)，并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题：
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了________演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈__________形增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了________。
(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是____________________________________。
(4)碳在池塘生物群落中主要以________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)物种组成是池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征。由于池塘生物群落原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，因此池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。(2)由于环境等因素的限制，被投入池塘中的某种水生生物经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈现“S”形增长。在池塘环境下，该水生生物的种群密度在较长时间保持相对稳定，表明该生物种群数量已达到环境容纳量，即K值。(3)根据题图可知，温度升高，导致池塘中的浮游植物数量下降，生产者固定的太阳能减少，流经该生态系统的能量减少，导致该生态系统总生物量降低。(4)碳在生物群落中主要以有机物的形式传递。碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，而大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。
[答案]　(1)物种组成　次生　(2)“S”　K值　(3)升温后浮游植物数量下降，生产者固定的太阳能减少　(4)有机物　碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，而大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动
考点3　生态系统的信息传递
1．信息的概念
指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2．信息的种类、特点、来源及实例(连线)
提示：①—b—Ⅲ—C　②—c—Ⅰ—A　③—a—Ⅱ—B
3．信息传递过程
4．信息传递在生态系统中的作用
1．物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。 (√)
2．生物仅通过多种信息类型进行交流。 (×)
提示：生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。
3．在生态系统的信息传递中，需要植物的叶、芽及细胞中的光敏色素等信息受体。 (√)
4．信息传递可来源于无机环境或生物，传递方向均为双向。 (×)
提示：信息传递的方向往往是双向的。
5．通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量。 (√)
6．当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能。 (√)
1．一种热带雌蚕蛾为了吸引同类雄蛾会分泌出叫“蚕蛾醇”的信息素，这体现了信息传递的何种作用？(选择性必修2　P69“相关信息”)
提示：利于生物种群的繁衍。
2．烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？为什么？(选择性必修2　P70“思考·讨论”)
提示：是，因为它在白天吸引甲种蛾幼虫天敌，夜间驱赶乙种蛾，防止甲、乙两种蛾幼虫的捕食。
1．在草原生态系统中，某些鸟类看到食物时，其体内便分泌一种激素，促使其快速完成捕食，判断这种激素是否属于生态系统的化学信息，并说出你的判断理由。__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：不属于。生态系统的信息传递在个体与个体或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内细胞间传递信息的分子
2．某立体养殖的鱼塘中，野生鱼和草鱼都能根据食物的气味进行摄食，这说明信息传递在生态系统中的作用是____________________________________
__________________________________________________________________。
提示：调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定
1．判断生态系统信息传递种类的方法
(1)从信息传播的途径判断
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为物理信息。
②涉及的信息载体为化学物质，如动物的性外激素，可判断为化学信息。
③涉及动物的特殊行为，“肢体语言”可判断为行为信息。
(2)从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息。
2．辨析信息传递与能量流动、物质循环的关系
能量流动 物质循环 信息传递
特点 单向流动，逐级递减 循环流动，反复利用，全球性 往往是双向的
范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物之间，生物与无机环境之间
途径 食物链和食物网 多种
地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
1．利用未被蚜虫危害的无蚜豌豆叶和被蚜虫危害但已去除蚜虫的受害豌豆叶作为气味源对七星瓢虫进行诱引，每组含七星瓢虫50头。由表中结果可知受害豌豆叶对七星瓢虫吸引作用更强，推测导致此结果的可能原因。
气味源 吸引量(头)
无蚜豌豆叶受害豌豆叶洁净空气 244022
提示：受害豌豆叶释放的挥发性化合物对七星瓢虫有吸引作用(蚜虫在受害豌豆叶上遗留的挥发性化合物对七星瓢虫有吸引作用)。
2．苹果小卷叶蛾幼虫是危害苹果的害虫，姬蜂是该虫的天敌。为研究苹果抵抗虫害的机制，某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B，进行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只姬蜂，观察其对这两种物质的选择情况，结果如下表。
组别 第一组 第二组 第三组
挥发物A 对照物质 挥发物B 对照物质 挥发物A 挥发物B
结果(只) 35 15 43 7 17 33
写出实验中的对照物质，并分析实验结果得出的结论。
提示：丁原醇溶剂。苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害。
考查信息传递的类型、作用及应用
1．(2021·朝阳高三模拟)成千上万的飞行蝗虫(成虫)总是集群而来，遮天蔽日，导致植被遭受巨大破坏。中国科学研究团队发现，蝗虫的聚集依赖于一种信息素——4 甲氧基苯乙烯，4～5只独居蝗虫聚集之后，便会自发地产生该种信息素，吸引更多蝗虫聚集过来；随着蝗虫密度的增加，它们释放的信息素含量也会迅速增加，进一步促进蝗虫的聚集。下列相关叙述错误的是(　　)
A．蝗虫聚集的过程是一种正反馈调节过程
B．利用4 甲氧基苯乙烯吸引、抓捕并消灭蝗虫属于生物防治
C．一只飞行的蝗虫所含全部基因构成了一个种群的基因库
D．该实例说明正常生命活动的进行离不开信息传递
C　[根据题干信息蝗虫聚集之后，它们便会自发地产生信息素，吸引越来越多的蝗虫聚集，该过程为正反馈调节过程，A正确；利用4 甲氧基苯乙烯吸引，抓捕并消灭蝗虫属于生物防治，B正确；一只飞行的蝗虫所含的全部基因不能构成一个种群的基因库，因为种群的基因库包含种群内所有个体的全部基因，C错误；该实例可以说明生物正常的生命活动离不开信息传递，D正确。]
2．(2021·郑州高三质检)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成 Bt56 蛋白，该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是(　　)
A．植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能
B．植物受到昆虫伤害启动抗虫反应是神经—体液调节共同作用的结果
C．Bt56 基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢
D．开发能水解 Bt56 蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施
B　[植物产生挥发性物质，如吸引昆虫天敌的挥发性物质，可以吸引天敌捕食昆虫，这体现了化学信息传递调节种间关系的功能，A正确；植物没有神经—体液调节机制，B错误；Bt56蛋白随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长，Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长会减少，而Bt56基因表达未被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量会增加，C正确；开发能水解Bt56蛋白的转基因植物能够抑制烟粉虱的数量增长，为控制烟粉虱提供防治措施，D正确。]
综合考查生态系统的功能
3．(不定项)(2021·河北选择性考试模拟)野生动物园圈养草食性动物产生的大量粪便，可以用粪食性金龟进行处理。下列叙述错误的是(　　)
A．粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递
B．金龟的食物来自草食性动物，处于生态系统的第三营养级
C．金龟生命活动所需的能量来自草食性动物同化的能量
D．金龟的活动促进了营养物质的循环，提高了能量传递效率
BCD　[生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，属于化学信息，因此粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递，A正确；粪食性金龟以草食性动物的粪便为食，属于分解者，不构成食物链，故不属于食物链中的任何营养级，B错误；粪食性金龟以草食性动物粪便为食，草食性动物粪便中的能量来自上一营养级植物，C错误；金龟将动物的粪便分解成二氧化碳、水和无机盐等，这些物质又被植物吸收利用，进而制造有机物，促进营养物质的循环，提高了能量的利用率，能量传递效率在两个营养级之间一般为10%～20%之间，D错误。]
4．某处的荒山堆放了有毒的废阴极炭块，其毒性主要来自含量较高的氟化物和氰化物，前者是明确的致癌物质，后者是著名的致命物质。请回答下列问题：
(1)没有经过处理的废阴极炭块会污染土壤和地下水，使动物致病或中毒，长期下去会导致某些动物灭绝，说明生态系统的________能力是有限的。
(2)该生态系统的组成成分中，联系生物群落与无机环境的两大“桥梁”是______________________。
(3)下表为科学家对该地附近某生态系统进行调查绘制的相关图表(单位：百万千焦)，请回答下列问题：
种群 同化量 净同化量 呼吸消耗 传递给分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量
草 65.5 3.0 15.0 41.5
羊 15.0 5 0.5 2 2.5
人 2 0.6 1.4 微量(不计) 无
①调查该生态系统小动物类群的丰富度时，不能采用样方法或标记重捕法进行调查的理由是____________________________________________________
_________________________________________________________________。
②上表是科学家对该生态系统的食物链“草→羊→人”进行调查后绘制了食物链中三个营养级对能量的同化、利用、传递等数量关系。请根据表格计算羊呼吸消耗的能量为________百万千焦。
③已知该生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但大部分能量不能被生产者固定，根据表中数据计算能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________。若羊的粪便被迅速分解，粪便中的能量属于表中的________(填表中数值)；草与羊之间进行的信息传递在生态系统中具有___________________
____________作用。
④让羊的粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池中的沼渣做肥料，体现了研究生态系统能量流动的意义为_________________________
________________________________________________________________。
[解析]　(1)没有经过处理的废阴极炭块会污染土壤和地下水，使动物致病或中毒，长期下去会导致某些动物灭绝，说明生态系统的自我调节能力是有限的。(2)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，其中联系生物群落与无机环境的是生产者和分解者。(3)①因为许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，故不能采用样方法或标记重捕法调查土壤小动物类群的丰富度。②羊呼吸消耗的能量＝羊同化量－羊净同化量＝15－5＝10百万千焦。③据表格数据可知，生产者草同化量＝自身呼吸作用消耗＋流向下一营养级＋被分解者利用＋未被利用＝65.5＋15＋3＋41.5＝125百万千焦，故第一营养级到第二营养级的传递效率＝(第二营养级羊同化量/第一营养级草同化量)×100%＝(15/125)×100%＝12%。若羊的粪便被迅速分解，粪便中的能量没有被羊同化，还属于草传递给分解者的能量，即属于表中的数值3；草与羊之间进行的信息传递在生态系统中具有调节种间关系，维持生态系统平衡与稳定的作用。④让羊的粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池中的沼渣做肥料，体现了研究生态系统能量流动的意义为实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
[答案]　(1)自我调节　(2)生产者和分解者　(3)①许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小　②10　③12%　3　调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定　④实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P54)能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)(选择性必修2 P63)物质循环：组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
(3)(选择性必修2 P64)生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。
2．结论语句
(1)(选择性必修2 P56)能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化　的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者分解利用，还有一部分未被利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
(2)(选择性必修2 P58)从能量流动的角度分析，建设“沼气池”的意义是：实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
(3)(选择性必修2 P58)从能量流动的角度分析，合理确定草场载畜量的目的是：调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(4)(选择性必修2 P62)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。
(5)(选择性必修2 P71)生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；信息还能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
1．(2021·浙江1月选考)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　)
A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
A　[生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，不属于同一条食物链，B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。]
2．(2020·全国卷Ⅲ)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
A　[消费者的存在能加快生态系统的物质循环，A项错误；光合作用是指生产者利用光能，将CO2和水转化成有机物，并且释放出氧气的过程，大气CO2库中的碳进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用实现的，生产者的光合作用是碳循环的重要环节，B项正确；土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中，土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节，C项正确；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，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，D项正确。]
3．(2020·浙江7月选考)下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　)
A．营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B．呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C．生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D．营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
B　[相邻营养级之间的能量传递效率的高低与营养级数量无关， A错误；净生产量＝同化量－呼吸消耗量，生物量实际是净生产量在某一调查时刻前的积累量，所以，呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多，B正确；生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型不一定越大，C错误；食物链越长，在能量流动中损失的能量就越多，所以营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。]
4．(2020·海南等级考)在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净初级生产量。下表为4个生态系统的研究实例。
类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ
太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%
呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0%
净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0%
下列有关叙述错误的是(　　)
A．与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低
B．若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地
C．两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地
D．两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
A　[玉米地的太阳能利用率高于荒地，而玉米地的净初级生产效率却低于荒地，A错误；若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地，因为玉米地的太阳能利用率最高，B正确；由实验数据可知，两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地，C正确；两个湖泊中有很多的水生植物，而这些植物接受的太阳能需要穿过水层，据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D正确。]
5．(2021·广东选择性考试)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持__________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是____________________。
(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是_____
_________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，___________
________________________________。
(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少__________和增加__________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
[解析]　(1)由题意可知，碳中和是指CO2排放量与减少量相等。植物等从大气中摄取碳的过程会使CO2减少，生物释放碳的过程会使CO2增加，自然生态系统中CO2的减少速率与增加速率大致相等，可以自我维持碳中和。自从西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，从而引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是冰川融化、海平面上升。(2)生态系统中各种生物摄取碳的方式分别是生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2，消费者通过食物网(链)取食利用，分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物。(3)从全球碳循环的主要途径来看，通过减少化石燃料燃烧、开发新能源等减少CO2的排放量，和通过植树造林等增加CO2的吸收，是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
[答案]　(1)碳中和　冰川融化、海平面上升　(2)生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2　分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物　(3)煤炭等化石燃料的燃烧　绿色植物的光合作用
26/29