【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）必修3教师用书：第5章《生态系统及其稳定性》

第1节生态系统的结构
(教师用书独具)
●课标要求
1．讨论某一生态系统的结构。
2．设计并制作生态瓶。
●课标解读
1．举例说明生态系统的含义。
2．探讨一个生态系统的结构。
3．说明生态系统的成分及相应作用。
4．举例说明食物链和食物网。
●教学地位
本节内容包括生态系统的组成成分和食物链、 ( http: / / www.21cnjy.com )食物网，是学习生态系统的能量流动、物质循环、信息传递和生态系统的稳定性的基础知识。在高考中，生态系统的成分和食物链、食物网的知识常与生态系统的功能和稳定性的知识进行综合性考查。
●教法指导
1.“以诱思探究教学论”为理论指导，遵循 ( http: / / www.21cnjy.com )学生认知行为表现为“探索——研究——运用”，心理表现为“观察——思维——迁移”的三个层次要求来设计教学过程，充分体现教师的“诱”和学生的“思”。通过课前以小组形式自制“生态瓶”，使学生通过动手做，动脑思，动口议，在小组的合作学习中发现问题和解决问题，把学生的探究行为延伸到课外。通过“生态瓶”的展示及学生相互讨论，在教师的点拨和引导下，使学生更好地掌握知识。
2.根据教学内容精心设计形象情景(录像、 ( http: / / www.21cnjy.com )动画等)和各种相关知识问题情境，把问题进行分解，层层递进提出问题，引导学生逐步深入地思考，使学生能够根据自身的生活经验和生物学知识解决问题。通过师生之间和生生之间的多项交流，使学生将知识内化和迁移。这样既有利于集中学生的注意力，引导他们积极思维；又能培养学生的分析能力、思维能力和表达能力。通过师生对话，能及时反馈信息，了解学生对知识的掌握程度，体现“教师为主导，学生为主题”的教学思想。达到“以诱达思”的教学目的，实现学生的主题地位，落实学生的学习独立性。
(教师用书独具)
●新课导入建议
伴音播放湖泊生态系统的录像 ( http: / / www.21cnjy.com )，在播放前提醒学生注意观察展现出来的画面，找出组成该生态系统的生物群落和无机环境中各有哪些组成成分，各成分间有何关系，如何构成生态系统。
●教学流程设计
学生课前预习：阅
读教材P88－92，填写【课前自主导学 ( http: / / www.21cnjy.com )】，完成“思考交流1、2”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：以教材89页图5－1池塘生态系统图解为例，师生共同完成生态系统成分的归纳，通过【课堂互动探究】探究1总结规律，通过例1分析提高。 步骤3：分析生态系统各成分间的关系，让学生构建生态系统的结构模型，抽取学生画的模型图进行展示评价，形成较完善的结构模型。
步骤6：引导学生以小组合作形式总结 ( http: / / www.21cnjy.com )本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。 步骤5：抢答方式完成【正误判断】并且分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。 步骤4：通过教材第91页图5－4和图5－5让学生写出食物链和食物网，通过【课堂互动探究】探究2总结，通过例2强化提高。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.举例说明生态系统的含义。2.探讨一个生态系统的结构。3.说明生态系统的成分及相应作用。4.举例说明食物链和食物网。 1.生态系统的组成成分。(重难点) 2.食物链和食物网。(重点)
(见学生用书第59页)
生态系统的概念与范围
1.概念：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
生态系统的范围有大有小。生物圈是地球上最大的生态系统，它包括地球上的全部生物及其无机环境。
生态系统具有一定的结构
1.生态系统的组成成分
项目成分　　 种类 作用
非生物的物质和能量 阳光、热能、水、空气、无机盐等 为生物群落提供物质和能量
生产者 自养生物，主要是绿色植物 把太阳能转变成化学能，是生态系统的基石
消费者 动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等 将有机物转化为无机物；加快物质循环；帮助植物传粉和种子传播等
分解者 主要是细菌和真菌 将动植物遗体残骸和动物排遗物中的有机物分解成无机物
1．自养生物属于生产者，异养生物属于消费者，对吗？
【提示】　前者正确，后者错误，异养生物包括消费者和分解者。
2．食物链与食物网
(1)食物链
①概念：生态系统中各种生物因食物关系形成的一种联系。
②实例
2．结合上面食物链的实例，总结食物链的起点和终点分别是生态系统的什么成分？各相邻生物之间存在什么关系？
【提示】　起点是生产者，终点是不能被其他生物所取食的消费者，各相邻生物之间是捕食关系。
(2)食物网
①概念：生态系统中许多食物链彼此相互交错连接成的复杂的营养结构。
②形成的原因
a．一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物。
b．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
①生态系统的营养结构。
②生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
③生态系统保持相对稳定的重要条件。
1．生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。(×)
【提示】　生态系统的结构包括组成成分、食物链和食物网。
2．细菌都是分解者。(×)
【提示】　自养细菌是生产者。
3．生产者不一定是绿色植物。(√)
4．动物都是消费者。(×)
【提示】　腐食性动物是分解者。
5．“螳螂捕蝉，黄雀在后”描述了一条由三个营养级所构成的食物链。(×)
【提示】　由四个营养级构成，还应包括生产者。
6．在食物网中，一种生物可能属于不同的营养级，食物网上的生物之间都是捕食关系。(×)
【提示】　食物网中生物之间既存在捕食关系，也存在竞争关系。
生物种类
①硝化细菌
②蚯蚓
③青蛙
④蘑菇
⑤蜣螂
生态系统成分
a生产者
b消费者
c分解者
【提示】　①—a　②④⑤—c　③—b
(见学生用书第60页)
生态系统的组成成分
【问题导思】　
①细菌可以在生态系统中做哪些成分？
②生态系统中哪些成分把生物群落和无机环境连接在一起？
1．各组成成分的归类和作用
项目 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者
归类 无机环境 光能自养生物、化能自养生物 异养型生物 异养型生物
作用 为生物提供物质和能量 为消费者、分解者提供物质和能量 有利于植物的传粉或种子的传播；加快生态系统的物质循环 将有机物分解为无机物，归还到无机环境，保障物质循环的通畅进行
举例 光能、热能、水、空气、无机盐、有机物等 绿色植物、光合细菌、化能合成细菌等 植食动物(初级消费者)、小型肉食动物(次级消费者)、大型肉食动物(三级消费者)；寄生生物等 腐生真菌(霉菌、蘑菇等)、腐生细菌、腐生动物(蚯蚓、蜣螂)
联系 生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
2.生态系统各组成成分的相互关系
　
生态系统组成成分的易错表述
易错说法 例证
细菌都是分解者 硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者
动物都是消费者 秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者
生产者是绿色植物 蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物
植物都是生产者 菟丝子营寄生生活，属于消费者
　(2013·荆州高二检测)某小组拟调查一个池塘生态系统(如图)的组成成分。请根据图示及提供的实验器材，回答下列问题。
(1)地点：池塘。
(2)器材：温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪、水网、显微镜、放大镜、笔、记录本等。
(3)调查项目：
①非生物因素。调查的成分有：_______________。
②生物成分。
(4)调查报告：该小组根据调查结果 ( http: / / www.21cnjy.com )试图构建生态系统的结构模型，则图中的①________，调查的成分有__________；②______________，调查的成分有_______；③__________，调查的成分有__________。
【审题导析】　本题通过两个图解考查生态系统的 ( http: / / www.21cnjy.com )成分和各成分的作用。区分池塘生态系统中的各种生物，确定生态系统结构模型中①②③表示的成分是审题的关键。
【精讲精析】　池塘生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )的成分中非生物的物质和能量主要包括水温、水表面光照强度、pH和水中溶氧量等，根据题目提供的器材：温度计、光照强度测定仪、酸度计、溶氧测定仪来确定。构建生态系统结构模型时，要充分考虑各成分的作用及各成分之间的关系。
【答案】　(3)①水温、水中含氧量、水面光照强度、pH
(4)生产者　水草、浮萍、栅藻、团藻　消费者　虾、草鱼、黑鱼　分解者　细菌、真菌
生态系统的营养结构
【问题导思】　
①食物链的起点和终点分别是生态系统的什么成分？
②食物网中一种生物数量发生变化，对其他生物有何影响？
1．食物链
食物链 　　草　―→　兔　―→　狐　―→　狼
生态系统的成分 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者
营养级别 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级
所属类型 主要是绿色植物 植食性动物 小型肉食性动物 大型肉食性动物
(1)食物链中只有生产者和消费者两种成分。
(2)每条食物链的起点都是生产者，终点是不能被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何停顿都不能算完整的食物链。
(3)生产者一定是第一营养级，消费者级别和营养级别相差一级。
(4)食物链中只存在捕食关系，即后一个营养级以前一个营养级为食。
(5)其箭头表示物质和能量流动的方向，是从前一个营养级到后一个营养级。
2．食物网的相关分析
(1)同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
(2)在食物网中，两种生物之间可能出现不同的关系，如在某一食物网中，蜘蛛和蟾蜍既是捕食关系又是竞争关系。
(3)在食物网中，当某种生物因为某种原因而大量减少，对另一种生物的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应该以中间环节少的为分析依据。
(4)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而不是生物的数量。
3．食物网中某种生物数量变动情况的分析与判断
(1)在某食物链中，若处于第一营养级的生物数量减少，其他生物都将减少。
(2)若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量会迅速增加，从而导致种内斗争加剧。所以增加并不是无限的。
(3)若处于“中间”营养级的生物减少，则其前一营养级生物会增加，而后一营养级生物则减少。反之亦然。
　(2012·长郡中学测试)如图为某草原生态系统的食物网，请据图判断下列说法正确的是(　　)
A．蟾蜍只属于次级消费者
B．猫头鹰占有第三、第四、第五、第六共四个营养级
C．蜘蛛和蟾蜍只是捕食关系
D．如果昆虫突然减少，一段时间内食草鸟数目将不发生变化
【审题导析】　
(1)分析食物网中的食物链。
(2)判断消费者、营养级和生物之间的关系。
【精讲精析】　
选项 分析判断
A 蟾蜍在不同的食物链中分别属于次级消费者和三级消费者，A项错误
B 猫头鹰在5条食物链中依次占有第三、四、五、六营养级，共四个营养级，B项正确
C 蜘蛛和蟾蜍既存在捕食关系，也存在竞争关系，C项错误
D 如果昆虫突然减少，短期内食虫鸟、蜘蛛、蟾蜍数量会减少，猫头鹰以更多的食草鸟为食，导致食草鸟数量减少，D项错误
【答案】　B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
○生态系统的结构　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　成分分解者非物物和量生的质能生产者消费者共同构成食物链营养结构食物网
结 论 语 句
1．生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。
2．生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。
3．生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
4．生产者都是自养生物，主要是绿色植物。
5．分解者主要是细菌和真菌，也包括一些腐生动物，比如蚯蚓、蜣螂等。
6．食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
(见学生用书第62页)
1．(2013·青岛高二期末)一个完整的生态系统的结构应包括(　　)
A．全部的食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者和食物网
C．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D．生态系统的成分、食物链和食物网
【解析】　生态系统的结构包括生态系统的成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)。
【答案】　D
2．(2013·湛江高二期末)下列关于各生物成分的作用，错误的是(　　)
A．生产者是生态系统的基石
B．消费者能够加快生态系统的物质循环
C．生产者和消费者的呼吸作用可以把有机物转化成无机物，所以可以没有分解者
D．从理论上讲，可以没有消费者，但自然界中的生态系统一般都含有消费者
【解析】　如果没有分解者，动植物的遗体以及动物的排遗物会堆积如山，生态系统会崩溃。
【答案】　C
3．(2012·福州高二检测)下列有关图示的叙述中，正确的是(　　)
A．图中有两条食物链
B．狐与鸟之间既捕食又竞争
C．细菌占有第二、三、四、五营养级
D．图示可代表一个草原生态系统
【解析】　细菌是分解者，不是食物链的环节。图中没有非生物的物质和能量不能构成生态系统。
【答案】　A
4．下列属于生态系统食物网特征的是(　　)
A．一种生物只能被另一种生物捕食
B．食物链的环节是无限的
C．一种生物可能属于不同的营养级
D．食物网上的生物之间都是捕食关系
【解析】　食物网的成因是 ( http: / / www.21cnjy.com )由于一种生物可能以多种生物为食，也可能被多种生物捕食，所以该生物在不同的食物链中所处的营养级不同；食物链的环节是有限的，一般不超过五个营养级；食物网上的生物之间可能存在捕食和竞争的关系。
【答案】　C
5．(2011·海南高考)某岛屿居民与 ( http: / / www.21cnjy.com )该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。
回答问题：
(1)该食物网中，植物中的能量能通过_ ( http: / / www.21cnjy.com )_____条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为____________；兔与人的种间关系是____________。鼠疫杆菌与人的种间关系是______。
(2)通常情况下，寄生在鼠身上的跳 ( http: / / www.21cnjy.com )蚤对鼠种群数量的影响______(填“大于”、“小于”或“等于”)鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内竞争______(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_________(填“生产者”、“消费者”或“分解者”)，其体内贮存的能量___________(填“能”或“不能”)传递给植物。
【解析】　本题考查生态系统的食物网和 ( http: / / www.21cnjy.com )食物链及生物相互关系。(1)图中食物网中与鹰有关的食物链有4条，鹰可以处于第三、四营养级；兔和人的关系既有捕食又有竞争，鼠疫杆菌与人是寄生关系。(2)寄生在鼠身上的跳蚤一般不会导致鼠的死亡，而鼬捕食直接影响鼠的数量，前者影响小于后者。大量捕杀鼬，使鼠失去天敌，种内竞争会增强。(3)蘑菇属于分解者，其内贮藏的能量不能传递给植物，植物利用的是光能。
【答案】　(1)4　第三、第四营养级　竞争和捕食　寄生
(2)小于　增强　(3)分解者　不能
一、选择题
1．(2012·郑州期末)下图可表示生命系统的哪一层次(　　)
A．种群　　　　　　　　　B．群落
C．生态系统 D．生物圈
【解析】　图中有生产者(植物)、消费者(虫、鸟)、分解者(细菌)组成的生物群落及无机环境(阳光)，因此可构成一个生态系统。
【答案】　C
2．(2013·无锡高二期末)有一种生 ( http: / / www.21cnjy.com )态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是(　　)
A．杂草和水稻是生产者
B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
【解析】　该生态系统中杂草和水 ( http: / / www.21cnjy.com )稻是能够进行光合作用固定有机物的生产者；鸭可以捕食害虫以控制害虫的数量；杂草和水稻会竞争稻田中的养料和生存空间；生态系统是由生物群落和无机环境组成的，水稻、鸭、害虫和杂草等各种生物不能组成生态系统。
【答案】　D
3．(2012·济南检测)到南极进行考 ( http: / / www.21cnjy.com )察的科学工作者，为了保护环境，除了必须把塑料以及金属类废弃物带离外，还必须把人的尿液、粪便等带离，这是因为南极(　　)
A．缺乏必要的生活设施 B．缺少生产者
C．没有消费者 D．分解者很少
【解析】　有机物、水分和适宜的温度是细菌与真菌生存的必备条件。受低温条件的影响，南极地区分解者很少。
【答案】　D
4．(2012·湘西高二联考)连接生物界和非生物界的两个重要环节是(　　)
A．生产者和非生物成分 B．消费者和非生物成分
C．生产者和消费者 D．生产者和分解者
【解析】　解答此题重在理解生产者、分解者在 ( http: / / www.21cnjy.com )生态系统中所起的作用以及它们与无机环境的重要联系。从生态系统的三种生物成分的作用考虑，非生物的物质和能量只有通过生产者才能进入生物群落；将动、植物的尸体残骸中的有机物分解成无机物，则须依靠分解者的分解作用。
【答案】　D
5．如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群数量变化趋势的是(　　)
A．绿藻上升 B．白鲢下降
C．水溞下降 D．乌鱼上升
【解析】　本题考查食物网中的 ( http: / / www.21cnjy.com )种间联系。花鲢减少，水溞数量上升，水溞捕食绿藻使其下降。乌鱼缺少食物，数量下降，又大量捕食白鲢，使白鲢数量下降。
【答案】　B
6．(2013·福州高二测试)细菌在生态系统中的作用，按营养功能分，属于(　　)
A．生产者 B．分解者
C．消费者 D．因细菌种类不同而不同
【解析】　本题考查生产者、消费者、分解 ( http: / / www.21cnjy.com )者的生物类群。根据营养方式的不同，可将细菌分为自养型细菌(如硝化细菌和光合细菌)和异养型细菌，异养方式又分为寄生和腐生，其中自养型细菌为生产者，寄生细菌为消费者，腐生细菌是分解者。
【答案】　D
7．(2012·西城高二测试)下图是某草原生态系统中部分食物网简图，据图判断下列说法不正确的是(　　)
A．青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系，也有捕食关系
B．图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落
C．图中所示的食物网中共有4条食物链
D．蛇在此食物网中处于两个不同营养级
【解析】　题图的食物网中共有4条食物链。青蛙和蜘蛛有竞争关系又有捕食关系。蛇在不同的食物链中所处的营养级不同。
【答案】　B
8．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是(　　)
A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上
B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
【解析】　一种生物可能与多种生物之间具 ( http: / / www.21cnjy.com )有食物关系，在生态系统中所处的营养级因不同的食物链而不同。绿色植物属于生产者，一定是第一营养级，植食性动物是第二营养级，肉食性动物所处的营养级是变化的。动物大都属于消费者，但有一部分动物如蚯蚓等属于分解者。能进行光合作用的植物和化能合成作用的硝化细菌都可以作为生产者，它们都属于自养型生物，是生态系统中唯一能够将非生物的物质和能量转化为生物体内的物质和能量的成分，所以生产者是生态系统的主要成分。细菌有的属于分解者，也有的属于消费者和生产者，其异化作用类型有需氧型、厌氧型和兼性厌氧型三大类。
【答案】　C
9．(2013·沈阳高二期末)如图为南极某海域的食物网。据图判断正确的是(　　)
A．此食物网共有6条食物链
B．硅藻既是生产者，又是分解者
C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D．严禁过度捕杀蓝鲸由于其对该食物网影响最大
【解析】　此食物网共有9条食物链，硅藻是 ( http: / / www.21cnjy.com )植物，属于生产者，不是分解者，生产者遭到破坏对食物网的影响最大。磷虾在每一条食物链中都是第二营养级。
【答案】　C
10．(2012·南平高二期末)下图中的圆分 ( http: / / www.21cnjy.com )别表示a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是(　　)
【解析】　蓝藻为原核生物，同时属于生 ( http: / / www.21cnjy.com )产者；腐生细菌属于原核生物，同时也是分解者；生产者绝大多数是绿色植物，也有少部分是单细胞生物和原核生物，综合所述，可知A项正确。
【答案】　A
二、非选择题
11．(2013·株洲高二联考)如图是食物关系图，分析并简要回答：
(1)该图是一个简单的______，含有______条食物链。
(2)图中的初级消费者是____________。蛇是______级消费者，属______营养级。鹰同时占有______个营养级。
(3)图中的兔和蚱蜢两者是______关系，而蜥蜴和蚱蜢是______关系。
(4)如果蚱蜢突然减少，菜粉蝶数目将会______。
【解析】　食物网是指在一个生态系统中， ( http: / / www.21cnjy.com )许多食物链彼此交错连结的复杂营养关系，题图符合食物网的概念，共有三条食物链构成。营养级从生产者算起，绿色植物是第一营养级，初级消费者是第二营养级，次级消费者是第三营养级，依次类推。消费等级从初级消费者算起，分析时要数全食物链，仔细识图，如鹰在三条食物链上分别处在次级、三级、四级消费者，同时占有三、四、五三个营养级。兔与蚱蜢都以绿色植物为食，属竞争关系，蜥蜴和蚱蜢属于捕食关系。蚱蜢与菜粉蝶是竞争关系，蚱蜢突然减少，菜粉蝶由于食物增多而数量增加，使种群密度变大，引起食物和栖息场所短缺，并导致种内斗争加剧，另一方面天敌的数量也随之增加，因此说菜粉蝶数目先增加后减少。
【答案】　(1)食物网　3
(2)兔、菜粉蝶、蚱蜢　三　第四　三
(3)竞争　捕食
(4)先增加后减少
12．(2013·马鞍山高二期末)如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：
(1)此生态系统中共有________条食物链。
(2)此生态系统中属于第三营养级的动物是 ( http: / / www.21cnjy.com )________________，淡水虾与小鱼的关系是________，大鱼与小鱼的关系是________。
(3)若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼数目________，水藻数目________，淡水虾数目________。
(4)若此生态系统中的水绵大量减少，随之会发生的现象是________。
A．水藻大量增多　　　B．小鱼的数目增多
C．水鸟的数目减少 D．甲壳类的数目增加
(5)此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为________。
(6)生态系统的4种成分中，图中未体现的两种成分是________________________________。
【解析】　食物链的条数计算是先从生 ( http: / / www.21cnjy.com )产者算起，此题有两个生产者，应有两个起点，到达最高营养级有几条路径就有几条食物链，共3条；生产者为第一营养级，以此类推，可得出水鸟、小鱼、淡水虾处在第三营养级；一个处于平衡状态的生态系统，若所有水鸟迁徙到别处，则大鱼因失去天敌而在短时间内增多，水藻因甲壳类生物的增多而减少，淡水虾因大鱼的捕食而减少；若生态系统中水绵大量减少，则水鸟主要以甲壳类生物为食，水藻的数量因甲壳类生物的数量减少而增多。
【答案】　(1)3　(2)水鸟、小鱼、淡水虾　竞争　捕食
(3)增多　减少　减少　(4)A　(5)群落　(6)非生物的物质和能量、分解者
13．(2012·海南高考)某生态系统的食物网示意图如下：
回答下列问题：
(1)在该食物网中，共有________条食物链，在最长的食物链中，最高营养级属于第________营养级。
(2)乙和丙的种间关系是________。
(3)为了调查该生态系统中乙种群数量 ( http: / / www.21cnjy.com )，某研究小组捕获了100只乙，经标记后放回。一段时间后，重新捕获100只，其中有10只带有标记。在该生态系统中，乙的种群数量大约为________只。
【解析】　(1)由图示可看出，该食物网 ( http: / / www.21cnjy.com )中共有甲→乙→丙→戊、甲→乙→丁→丙→戊、甲→丙→戊、甲→乙→丁→戊4条食物链。在最长的食物链(甲→乙→丁→丙→戊)中，最高营养级是第五营养级。
(2)由图示可看出，乙和丙都以甲为食，同时丙还会捕食乙，因此两者间既有竞争关系，也有捕食关系。
(3)按照标志重捕法的原理＝，若假设乙种群有x个个体，则得＝，则x＝1 000。
【答案】　(1)4　五
(2)竞争和捕食
(3)1 000
第2节生态系统的能量流动
(教师用书独具)
●课标要求
1．分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用。
2．调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动。
●课标解读
1．理解能量在生态系统中的流动过程。
2．掌握能量流动的特点及意义。
3．尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
●教学地位
本节内容包括生态系统能量流动 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程、能量流动的特点、研究能量流动的实践意义等内容，是本章的重点和难点。高考中对能量流动的考查频度较高，多考查对能量流动过程、特点的理解和在生态农业中对能量流动规律的应用。
●教法指导
1．课程标准中与本节内容有关的具体内容是“分析生态系统中的能量流动规律及应用”，属于理解和应用水平，与目前的热点能源问题密切相关。
2．本节的重点是生态系统能 ( http: / / www.21cnjy.com )量流动的过程、特点和规律。将教材中涉及到重点与难点的内容以例题和实例分析的形式出现，使学生通过练习和思考明确能量流动所包含的各项内容以及它们之间的关系，同时运用物理学、数学等方法使本节内容集知识性、逻辑性、趣味性和生活化于一体，最后使学生做到学以致用，做到重点突出，难点突破。
3．在学习的过程中紧密联系生活实际，并且在 ( http: / / www.21cnjy.com )实践中得到检验与升华。教材中涉及草场、桑基鱼塘、人对能量的综合利用、调查当地农田生态系统的能量流动情况等，都是对所学知识的应用；同时在实践中倡导探究性学习，鼓励学生大胆发现问题和解决问题，以培养学生各方面的能力，尤其是想象能力和创新思维能力；在实践中学生的责任感和情感价值观得到升华。如何提高能量利用率以及倡导人与社会的和谐发展，充分体现了科学、技术与社会相结合的精神，也实现知识、能力和情感的三维目标。
(教师用书独具)
●新课导入建议
让学生对教材93页的问题探讨中的问题进行讨论 ( http: / / www.21cnjy.com )。让学生回顾与能量有关的生理活动：光合作用、呼吸作用、细胞分裂、生长发育等。提出什么是生态系统的能量流动？学生阅读教材，认识能量流动是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
●教学流程设计
学生课前预习：阅
读教材P93－96，填写【课前自主导学】，完 ( http: / / www.21cnjy.com )成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：结合教材第94页图5－6和图5－7分析能量输入生物群落后发生的变化，通过【课堂互动探究】探究1总结能量流动过程的，通过例1分析提高。 步骤3：通过教材第95页图5－8和资料分析让学生总结生态系统的能量流动特点，通过【课堂互动探究】探究2总结规律，通过例2强化提高。
步骤7：引导学生以小组合作形 ( http: / / www.21cnjy.com )式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。 步骤6：抢答方式完成【正误判断】并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。 步骤5：布置课外调查，要求学生阅读教材第97页“调查当地农田生态系统中能量流动的情况”，在星期天完成调查。 步骤4：结合生产实际分析研究生态系统的能量流动的意义，学生回答研究能量流动的目的。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.理解能量在生态系统中的流动过程。2.掌握能量流动的特点及意义。3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 1.能量在生态系统中的流动过程。(重难点)2.能量流动的特点。(重点)
(见学生用书第62页)
生态系统能量流动的概念及过程
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．过程
(1)输入
(2)第一营养级的能量分析
生产者
的能量用于自身生长、发育
和繁殖等生命活动被初级消费者
摄入体内随残枝、败叶等被
分解者分解释放自身呼吸作用以
热能的形式散失
(3)过程图解：
消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系？
【提示】　同化的能量＝摄入的能量－粪便中的能量
能量流动的特点
1.特点
(1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。
(2)逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，传递效率约为10%～20%。
2．结果
营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。
3．能量金字塔
将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形。
研究能量流动的实践意义
1.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
2．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．能量通过光合作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。(√)
2．能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。(×)
【提示】　以有机物中化学能的形式流动。
3．能量传递效率约为10%～20%是指上一营养级摄入的能量占下一营养级摄入能量的比例。(×)
【提示】　指下一营养级同化的能量占上一营养级同化能量的比例。
4．人工生态系统能够提高能量的传递效率。(×)
【提示】　只能提高能量的利用率，不能提高能量的传递效率。
①能量流动的起点 a.单向流动
②能量流动的特点 b.生产者固定太阳能
③能量流动的途径 c.逐级递减
④能量传递的形式 d.食物链和食物网
⑤能量的源头
e.有机物中的化学能
f.太阳能
【提示】　①—b　②—a、c　③—d　④—e　⑤—f
(见学生用书第63页)
能量流动过程分析
【问题导思】　
①进入各营养级中的能量来源和去路分别有哪些？
②整个生态系统中能量会因散失而减少，它主要是指哪个生理过程？以什么形式散失？
1．能量的输入
(1)起点：生产者固定的太阳能。
(2)流入生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能总量。
(3)输入方式
①几乎所有的生态系统：光能有机物中的化学能。
②特殊的生态系统：无机物氧化产生的化学能有机物中的化学能。
2．能量的传递
(1)传递途径：食物链和食物网。
(2)传递形式：有机物中的化学能。
(3)传递过程
3．以第二营养级为例分析能量的分流
动物同化的能量＝摄入量－粪便中有机物的能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量。
4．能量的转化和散失
太阳能或无机物氧化产生的化学能有机物中的化学能能量ATP：用于各项生命活动热能：散失
　(2012·荆州中学高二检测)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①→④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
B．①是流入该生态系统的总能量
C．图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率
D．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用
【审题导析】
(1)理解①→④表示的含义。
(2)结合图解理解生态系统的总能量、能量的传递效率、能量流动的特点。
【精讲精析】　
选项 分析判断
A ③是兔排出的粪便中所含的能量，兔 ( http: / / www.21cnjy.com )是初级消费者，初级消费者的粪便所含的能量不属于初级消费者，而应属于生产者；④是由兔流向分解者的能量，应属于兔同化量的一部分，所以A正确
B 流入该生态系统的总能量应该是生产者所固定的太阳能的总量，应用“草”前面的箭头表示，而①仅是其中的一部分，所以B错
C 图中①②分别是流向兔和狐的能量，②与①之比代表“兔→狐”的能量传递效率，所以C错
D 分解者分解遗体，其中的能量最终是以热能的形式释放，而热能不能被绿色植物再利用，所以D错
【答案】　A
能量流动的特点及分析
【问题导思】　
①生态系统的能量流动有什么特点？
②在食物链中有关能量传递的计算有什么规律？
1．能量流动的特点
(1)能量单向流动的原因
①食物链中各种生物之间的捕食关系是确定的，是在长期自然选择过程中形成的捕食关系，不能逆转。
②各营养级的能量总是趋向于在呼吸作用过程中以热能形式散失，而热能是不能再被利用的。
(2)能量流动逐级递减的原因
①各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量。
②各营养级的同化率不是百分之百的，总有一部分变成排遗物而被分解者利用。
(3)能量传递效率：10%～20%。
其计算方法：能量传递效率＝×100%。
2．有关能量的计算
(1)能量在食物链中传递的计算
①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为n·20 %(或0.2 n)，最少为n·10 %(或0.1 n)。
②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为：n÷20 %＝5n，最多为：n÷10 %＝10 n。
(2)能量在食物网中传递的计算
①若一食物网中，已知最高营养级增重为N
a．要求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算。
b．要求至少消耗第一营养级 多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。
②若一食物网中，已知第一营养级总能量为M
a．要求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算。
b．要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。
3．生态金字塔
生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式 ( http: / / www.21cnjy.com )，生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔等。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、生物个体数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
　　类型项目　 能量金字塔 数量金字塔
形状
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形
象征含义 能量在沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
每一阶含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目
特殊形状 无 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系：
　(2012·承德高二检测)如图表示在生态系统中，能量流经第二营养级的示意图，请分析回答。
(1)图中A表示____________；B表示____________。除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分_________。
(2)从图中可以总结出能量流动的特点是___________，
_____________。
(3)在“兔子→狼”这一关系中，狼粪的能量去向与图中______到____________表示的途径最相似。
(4)若初级消费者摄入的能量为a，排出 ( http: / / www.21cnjy.com )的粪便量为b，呼吸量为c，则由初级消费者流入次级消费者体内的能量最多为______________________。
【审题导析】　 由于该图表示的是能 ( http: / / www.21cnjy.com )量第二营养级流入第三营养级的示意图，因此A、B不是代表营养级，应围绕初级消费者(第二营养级)考虑能量的输入和输出情况。
【精讲精析】　本题考查流经初级消 ( http: / / www.21cnjy.com )费者的能量的来源与去向。消费者摄入的食物中的能量并没有被消费者全部吸收、同化，没有吸收的部分以粪便形式排出体外，因此图中“A”为初级消费者同化的能量。初级消费者的能量有两个去向：被自身呼吸消耗(即图中“？”)，用于本营养级生物的生长、发育和繁殖(即图中“B”)，后一部分能量最终流入下一营养级或被分解者分解。狼粪中的能量属于兔子(初级消费者)，即属于图中“B”。初级消费者同化的能量＝摄入量(a)－粪便量(b)，而呼吸量是同化后能量的去向之一。
【答案】　(1)初级消费者同化的能量　初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量　在细胞呼吸中以热能的形式散失
(2)单向流动、逐级递减
(3)B　分解者作用　(4)(a－b)×20%
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
过程传递输入转化散失能量流动研究意义特点单向流动逐级递减
结 论 语 句
1．生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．生态系统的能量流动从生产者固定太阳能开始。
3．生态系统中能量流动是单向的，逐级递减的。
4．能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%。
5．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
6．研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(见学生用书第65页)
1．(2013·常德高二期末)生态系统的能量流动是指(　　)
①能量输入　②能量传递　③能量储存　
④能量转化 ⑤能量散失
A．①②③④　　　　　 B．①②④
C．①②④⑤ D．①②③⑤
【解析】　生态系统的能量流动是指能量在食物链各营养级的输入、传递、转化和散失的过程。
【答案】　C
2．(2012·张家界高二期末)在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括
(　　)
A．通过兔的呼吸作用释放的能量
B．通过兔的粪便流入到分解者体内的能量
C．通过狐的粪便流入到分解者体内的能量
D．流入到狐体内的能量
【解析】　兔经同化作用所获得的能量，有 ( http: / / www.21cnjy.com )三条去路：一是通过呼吸作用以热能的形式释放；二是兔自身的生长发育，然后被下一个营养级即狐摄入，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，属于兔的能量，而不是狐的能量；三是未被狐摄入的能量。兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。
【答案】　B
3．(2013·西安高二质检)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ是初级消费者
B．Ⅳ为分解者
C．E1为太阳能，E2为热能
D．能量可在食物链中循环利用
【解析】　生态系统的能量金字塔是由生 ( http: / / www.21cnjy.com )产者和各级消费者构成的，不包括分解者，生产者位于金字塔的底层，所以A、B项错误。能量在食物链中流动是单向的，不能循环利用，D项错误。E2为生产者和各级消费者呼吸作用释放出的热能，E1为太阳能。
【答案】　C
4．(2012·海南高考)下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是(　　)
A．甲是生产者，乙是消费者
B．该生态系统是一个开放的系统
C．能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出
D．甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量
【解析】　根据题中简图可知，甲能够固定 ( http: / / www.21cnjy.com )太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者，A正确；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统，B正确；能量通过光合作用进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，C正确；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量，D不正确。
【答案】　D
5．(2012·秦皇岛高二期末)下图是某生态系统能量流动过程图解，回答问题。
(1)流经该生态系统的总能量是________。
(2)图中________为分解者，理由是_______________。
(3)图中哪个箭头是不应存在的？________。
(4) 的能量最多时只有④的能量的几分之几？_____。
(5)B属于________动物，它的粪便中的能量会被________利用，通过过程________表示。
【解析】　生产者(图中A ( http: / / www.21cnjy.com ))固定的太阳能即图中的①才是流经该生态系统的总能量，图中B、C、D是初级、次级、三级消费者，A、B、C、D都有能量流入E，则E为分解者，但E能量不会倒流入A、B、C、D，故图中⑦不存在。 的能量最多有⑨的1/5，⑨最多有④的1/5，故 最多有④的1/25。
【答案】　(1)①　(2)E　从生产者到各级消费者都有能量流入　(3)⑦　(4)1/25　(5)植食性　E(分解者)　⑥
一、选择题
1．(2013·通化高二期末)若牛的摄入量为100%，其中粪便量为36%，呼吸量为48%，则牛的同化量为(　　)
A．16%　　　　　　　　　B．52%
C．64% D．84%
【解析】　牛摄入的食物经消化后一部分被吸收了，即为同化量。没有被吸收的以粪便的形式排出体外，所以摄入量－排出量＝同化量。
【答案】　C
2．在生态系统的食物链中，能量的传递效率10%～20%指的是(　　)
A．下一营养级呼吸消耗的能量占上一营养级呼吸消耗能量的比例
B．下一营养级同化的能量占上一营养级同化能量的比例
C．下一营养级摄入的能量占上一营养级摄入能量的比例
D．下一营养级同化的能量占上一营养级摄入能量的比例
【解析】　本题易错选C项，原因是不 ( http: / / www.21cnjy.com )理解摄入量与同化量的区别与关系。能量的传递效率10%～20%指的是下一营养级同化的能量占上一营养级同化能量的比例。
【答案】　B
3．(2012·盐城高二期末)人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系(　　)
A．能量与营养级 B．能量与个体大小
C．能量与个体数量 D．能量与生物代谢类型
【解析】　能量金字塔是将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘成图而形成的一个金字塔图形。
【答案】　A
4．(2012·广州高二联考)右图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是(　　)
A．生态系统的能量流动是循环进行的
B．能量在沿食物链流动时逐级递减
C．次级消费者属于第二营养级
D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量
【解析】　能量流动是不循环的；次级消费者属于第三营养级；题图中①代表生产者的遗体中的能量被分解者利用。
【答案】　B
5．(2013·吉安高二 ( http: / / www.21cnjy.com )测试)一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如图所示，则能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项的方框面积表示能量的大小)(　　)
【解析】　生态系统的能量在流经生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统各个营养级时是逐级递减的，其传递效率大约为10%～20%。在一片树林中，树、昆虫、食虫鸟等共同构成的一个生态系统中，树制造的有机物是昆虫的食物来源，昆虫再被食虫鸟捕食，在树→昆虫→食虫鸟这条食物链中，能量传递是单向的，且逐级递减。
【答案】　C
6．(2013·三门峡高二期末)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是(　　)
A．虎等大型肉食动物容易成为濒危物种
B．蓝藻易在富营养化水体中爆发
C．饲养牛、羊等动物，成本低、产量高
D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食
【解析】　A项，虎属于最高营养级 ( http: / / www.21cnjy.com )，获取能量少，容易成为濒危物种；B项，在富营养化的水体中，N、P含量高，蓝藻会进行爆发式繁殖，但是没有体现出食物链，所以不适宜用能量流动规律来分析；C项，牛、羊属于初级消费者，直接从生产者获取食物，获得的能量多，因此成本低；D项，能体现出食物链，能用流动规律来解释。
【答案】　B
7．(2012·扬州中学高二期末) ( http: / / www.21cnjy.com )某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重，那么水鸟每增加1 kg体重，至少需要该生态系统内浮游植物的量为(　　)
A．50 kg B．125 kg
C．625 kg D．1 000 kg
【解析】　据题意可知，能量 ( http: / / www.21cnjy.com )由浮游植物到水鸟经过了三次传递，按最高的能量传递效率可使该过程消耗的浮游植物最少，即：1/(20%)3＝125 (kg)。
【答案】　B
8．某河流生态系统的营养结构共有4个营养级，分别以a、b、c、d表示，一年内流经这4个营养级的能量数值如下表：
营养级 a b c d
能量
(J·m－2) 141.1×105 15.91×105 0.88×105 871.3×105
该生态系统中次级消费者是(　　)
A．a　　　B．b　　　C．c　　　D．d
【解析】　根据各营养级的能量数值可判断四个营养级的位置为：d→a→b→c，故b为次级消费者，即第三营养级为b。
【答案】　B
9．研究生态系统的能量流动，可以参考右图所示模型。下列有关叙述错误的是(　　)
A．研究生态系统中的能量流动，一般在群体水平上
B．模型中的“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量
C．模型中的“能量输入”就是指捕食者的捕食
D．研究流经某一种群的能量时，要考虑到能量被利用和未被利用等方面
【解析】　考查对生态系统的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )流动的理解。生态系统中的能量流动，一般是研究能量在生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者和分解者之间及与环境之间流动；生态系统中种群的能量散失是指呼吸作用散失的能量；生态系统中某种群的能量包括被利用和未利用的能量。
【答案】　C
10．(2012·汕头高二期末)下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是(　　)
A．生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动是单向的
B．①表示流经该生态系统的总能量
C．一般情况下，②为①的10%～20%
D．从能量关系看，②＞③＋④
【解析】　食物链中能量流动是单向的，总是从被 ( http: / / www.21cnjy.com )捕食者流向捕食者，且传递效率为10%～20%，即流向下一个营养级的能量是前一个营养级同化能量的10%～20%。流入一个营养级的总能量一部分用于该营养级的生长、发育和繁殖，一部分通过呼吸作用散失，另有一部分流向下一营养级，还有部分流向分解者。流入一个生态系统的总能量是生产者所固定的全部太阳能。
【答案】　B
二、非选择题
11．(2012·马鞍山高二期末)如图为某生态系统中能量流动关系(部分)的示意图。请据图回答。
(1)根据生物之间的食物关系，写出其 ( http: / / www.21cnjy.com )中的食物链：________________________________________________________________________
______________。
(2)能量流动的特点是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________________________________________________________________。
(3)若生产者每年固定的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量为208.1大卡/m2/年，初级消费者可同化的能量为33.7大卡/m2/年，则在这一过程中能量的传递效率为______。
(4)图中D在生态系统中的成分是____________。
【答案】　(1)A→B→C　(2)单向流动，逐级递减
(3)16.2%　(4)分解者
12．如图是某一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料(能量单位：103 kJ /m2·y)。据图回答：
(1)流经该生态系统的总能量为______×103 kJ/m2·y。
(2)能量传递效率较低，是因为大部分 ( http: / / www.21cnjy.com )能量__________________________________，另有一部分能量流向了__________。
(3)按图中能量传递效率，若顶级肉食动物多获得1 kJ能量，则生产者需多具有________kJ能量。(计算结果保留1位小数)
(4)如果该水域发生重金属污染，则上述生物中______________体内的重金属含量最高。
【答案】　(1)2 081
(2)通过该营养级生物自身的呼吸作用消耗掉　分解者
(3)416.2
(4)顶级肉食动物
13．(2013·三亚高二联考)下图是 ( http: / / www.21cnjy.com )某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用，请回答：
(1)请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内，这部分能量是________所固定的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是________。
(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营 ( http: / / www.21cnjy.com )养级的全部能量，原因有：①各营养级生物体内的大量能量被________；②上个营养级的部分能量________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③还有少量能量被________利用。
【解析】　流入生态系统的总能量＝所有生产者所 ( http: / / www.21cnjy.com )固定的太阳能的总量；某一营养级的总能量＝呼吸作用释放的能量＋流入到下一营养级的能量＋流向分解者的能量＋未被任何生物利用(如燃烧)的能量；能量转化(利用)率＝上个营养级流到下个营养级的能量÷上个营养级的总能量×100%。另外，还要明白能量逐级递减的原因是每一营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量，还有未被利用的能量，并有一部分能量被分解者直接利用。
【答案】　(1)111　生产者A 　(2)13.5　20　(3)60%
(4)呼吸作用消耗　未被下一个营养级利用　分解者
第3节生态系统的物质循环
(教师用书独具)
●课标要求
分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用。
●课标解读
1．以碳循环为例，分析生态系统的物质循环。
2．说明能量流动和物质循环的关系。
3．尝试探究土壤微生物的分解作用。
4．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
●教学地位
本节内容包括物质循环的概念、碳 ( http: / / www.21cnjy.com )循环、物质循环和能量流动的关系。温室效应是社会关注的热点问题，因此有关生态系统的碳循环的考查在高考中受到关注。
●教法指导
1．分析生态系统的物质循环是本节的 ( http: / / www.21cnjy.com )重点，学生应通过分析过程，构建物质循环的概念。在教学过程中可有层次地设计事例分析、示意图绘制、概念比较等一系列学生活动。首先让学生分析碳循环的实例，建立对物质循环的初步认识。这个活动建立在学生熟悉的知识如光合作用、呼吸作用的基础上，因此比较容易完成，教师需要注意的是通过分析指导学生学会分析物质循环的一般方法。然后由学生绘制碳循环过程的示意图、使学生对碳循环的认识得以升华，并从中注意到物质循环的一些规律性特点。最后比较物质循环与能量流动的过程，更深入地理解物质循环的概念。
2．说明物质循环与能量流动的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系是教学的一个难点。对于两者的区别学生可能很快答出，对于两者的联系，由于比较抽象，学生可能表达不出来或表达不全面。为突破这个难点，安排学生完成物质循环和能量流动的示意图，通过直观比较降低思维的难度。
3．本节的内容与社会，与学生的生活密切相关， ( http: / / www.21cnjy.com )“与现实生活相联系”是本节教学设计应遵循的理念。燃烧化学燃料与温室效应，使用化肥与水体富营养化等社会生活实例不仅起到激发学生学习兴趣的作用，还能培养和提高学生运用生物学知识解释现象和评价事实的能力。
(教师用书独具)
●新课导入建议
除了偶然坠落在地球的陨石外，地球没有得到其 ( http: / / www.21cnjy.com )他的来自地球外的物质输入，但亿万年来生态系统内的物质没有被生命活动消耗尽的原因，在于物质能够被循环利用。提出问题：物质循环是如何进行的？与能量流动有什么关系？
●教学流程设计
学生课前预习：阅
读教材P100－103，填写【课前自主导学】 ( http: / / www.21cnjy.com )，完成“思考交流1、2”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2：学习教材第101页碳循环过程，让学生尝试画出碳循环的过程图，让学生相互交流，展示部分学生画的过程图，并让学生评价，通过【课堂互动探究】探究1总结规律，通过例1分析提高。 步骤3：让学生阅读第101页的黑体字，结合碳循环的过程总结物种循环的概念，思考物种循环的范围。联系实际思考温室效应产生的原因，讨论怎样缓解温室效应。
步骤7：引导学生以小组合作形式 ( http: / / www.21cnjy.com )总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。 步骤6：抢答方式完成【正误判断】并且分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。 步骤5：学生阅读教材第102－103页“探究土壤微生物的分解作用”，要求课外完成实验探究活动。通过【课堂互动探究】实验探究总结规律，通过例3分析提高。 步骤4：让学生比较物质循环和能量流动的区别和联系。通过【课堂互动探究】探究2总结规律，通过例2分析提高。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.以碳循环为例分析生态系统的物质循环。2.说明能量流动和物质循环的关系。3.尝试探究土壤微生物的分解作用。4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。 1.生态系统的物质循环过程。(重难点)2.能量流动和物质循环的关系。(重点)
(见学生用书第66页)
碳循环
1.循环形式
(1)在生物群落与无机环境间：主要以CO2的形式进行。
(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。
2．过程图解
3．特点：具有全球性、循环性。
4．温室效应
(1)形成原因：化学燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)危害：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。
1．与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？
【提示】　叶绿体、线粒体。
生态系统的物质循环
1.概念
(1)物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
(2)循环途径：无机环境??生物群落。
(3)范围：生物圈。
2．特点：具有全球性、循环性。
2．生态系统的物质循环中的“物质”指的是有机物还是无机物？
【提示】　都不是，指的是组成生物体的化学元素。
能量流动和物质循环的关系
能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。
1．能量离不开物质
能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。
2．物质离不开能量
能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
探究土壤微生物的分解作用
项目 案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验组 对土壤灭菌处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
1．碳在生物群落和无机环境之间主要以碳单质的形式循环。(×)
【提示】　以CO2的形式。
2．生态系统的物质循环是指无机物或有机物在生物群落和无机环境之间循环运动。(×)
【提示】　是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间循环运动。
3．生态系统的能量流动和物质循环是独立进行的。(×)
【提示】　是同时进行的，彼此相互依存、不可分割。
4．在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生物作用主要是光合作用和呼吸作用。(√)
(见学生用书第66页)
碳循环
【问题导思】　
①大气中的CO2有哪些来源？
②产生温室效应的原因是什么？
1．碳循环的过程
2．碳循环的分析
(1)碳存在形式
(2)碳循环形式
进入生物群落 生物群落内部 返回无机环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用和化能合成作用 通过食物链或食物网 ①生产者和消费者的呼吸作用②分解者的分解作用③化学燃料的燃烧
　
1．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分间都是单向的。
2．实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键因素是生产者和分解者。
3．碳循环的失衡——温室效应
(1)大气中CO2的来源和去路
①来源
②去路：主要是绿色植物的光合作用。
(2)导致温室效应的主要原因
①工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。
②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。
(3)危害
加快极地和高山冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。
(4)缓解措施
①植树造林，增加绿地面积(增加CO2去路)。
②开发清洁能源，减少化学燃料燃烧(减少CO2来源)。
　(2013·龙岩高二检测)如图是自然界碳循环的简图，据图分析下列叙述错误的是(　　)
A．甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者
B．①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C．④表示大气中CO2进入生物群落的主要途径
D．碳元素以无机物形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
【审题导析】　
(1)与大气中CO2之间为双向箭头的是生产者。
(2)由生产者确定消费者和分解者。
【精讲精析】　
选项 分析判断
A、C 据图可知：大气中的CO2只能通过丙进入生物群 ( http: / / www.21cnjy.com )落，故丙为生产者，④为生产者将CO2固定为有机物；丙被乙捕食(图中过程⑤)，丙和乙最终被甲分解，故甲、乙分别为分解者、消费者，A项正确
B ①②③表示通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2返回大气，B项正确
D 碳元素在生物群落内以有机物形式传递，其途径为食物链(网)，故D错误
【答案】　D
物质循环和能量流动的关系
【问题导思】　
①物质循环和能量流动之间具有什么样的联系？
②物质循环和能量流动的特点有何不同？
项目 能量流动 物质循环
联系 (1)在生物群落中它们的流动渠道都是食物链和食物网，且相互联系同时进行(2)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解(3)物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示
　
1．一个生态系统的能量流动和物质循环保持着相对的平衡是这个生态系统相对稳定的重要保证。
2．物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。农田中不断有粮食产出，基本元素不断地被输出，所以要不断地施加氮肥。
　(2013·大庆高二期末)下图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物的物质和能量。下列叙述正确的是(　　)
A．若M表示大气中的CO2，则碳元素在④过程中是以有机物形式传递的
B．从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环
C．若M表示大气中的CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用
D．若M表示无机环境中的能量，则①的能量值为②与③对应的能量值之和
【审题导析】
(1)明确图中箭头能表示物质循环，不能表示能量循环。
(2)图中①可表示流入生态系统的总能量，也可表示大气中的CO2通过光合作用流入生物群落中。
【精讲精析】　
选项 分析判断
A 碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形式传递的，A项正确
B 能量在生态系统中沿食物链单向流动，而不能循环利用，B项错误
C 碳元素是在无机环境和生物群落之间反复循环利用的，而不是在生物群落的内部，C项错误
D ①代表的是生态系统中固定的总能量，它不仅包括②③，还包括消费者通过呼吸作用散失到无机环境中的能量，D项错误
【答案】　A
探究土壤微生物的分解作用
1．实验原理
(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。
(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。
2．实验流程
案例1 案例2
实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉
实验设计 实验组 对土壤灭菌处理 A杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤不做任何处理 B杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 土壤中是否含微生物 是否含有微生物
实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝
A2 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不变色
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
3.基本技术要求
(1)探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。
(2)各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的功能也不同，需要的时间有差异，一般需要适宜的温度、湿润的条件。
　(2013·淮南高二质检)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。
(1)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。
(2)以带有同种落叶的土壤 ( http: / / www.21cnjy.com )为实验材料，均分为A和B两组。实验时A不做处理(自然状态)；B用塑料袋包好，放在60 ℃的恒温箱中灭菌1小时。B处理的目的是___________。
(3)(2)中实验的自变量 ( http: / / www.21cnjy.com )是__________________，因变量是______________，无关变量是__________________(至少写出两点)。
(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶_________________。
(5)如果同学们用带有相同量同种植物 ( http: / / www.21cnjy.com )落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预期结果在下图中绘出相应的曲线。
【审题导析】　解决此题的思路如下：
实验目的(题干已知)―→设计实验―→实验过程及现象―→分析现象回扣实验目的比较分析―→预期结果―→坐标曲线描述
【精讲精析】　由题意可知该实验的目的是验 ( http: / / www.21cnjy.com )证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。实验应遵循对照原则和单一变量原则，所以应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH、落叶的种类和大小等。在绘制曲线时，应注意以下几点：①明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；②两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；③由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度较C组快；④随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是由慢到快。
【答案】　(1)单一变量　对照
(2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变
(3)土壤微生物(作用)的有无　落叶的腐烂程度　土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小等(合理即可)
(4)腐烂程度小于对照组
(5)如图
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断地进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的过程。
2．物质循环具有全球性和循环性的特点。
3．温室效应形成的原因是化石燃料短时间内大量燃烧使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。
4．物质作为能量的载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
(见学生用书第69页)
1．(2013·大连高二期末)生态系统中的物质循环中的物质，一般指的是组成生物体的(　　)
A．各种化合物　　　 B．各种有机物
C．各种无机物 D．各种化学元素
【解析】　本题考查对物质循环概念的 ( http: / / www.21cnjy.com )理解。生态系统内的物质循环是以组成生物体的各种化学元素的形式进行的。各种化学元素在无机环境与生物群落内的具体存在形式在不断变化，如无机物与有机物的转化、不同有机物间的转化，因此物质循环不是以某种具体化合物的形式进行的，而是以元素的形式进行的。
【答案】　D
2．下面是某营养元素循环简图，下列哪一组合能代表X、Y、Z三种生物(　　)
A．分解者、消费者、生产者
B．消费者、分解者、生产者
C．生产者、消费者、分解者
D．生产者、分解者、消费者
【解析】　能利用矿物质的是生产者，分解有机物、产生矿物质的是分解者。
【答案】　C
3．(2012·长春高二检测)在生物圈中，物质和能量流动的特点是(　　)
A．物质流动和能量流动都是循环的
B．物质的流动是不循环的，能量的流动也是不循环的
C．物质的流动是循环的，能量的流动是单向不循环的
D．物质的流动是单向不循环的，能量的流动是循环的
【解析】　本题考查物质循环和能量流 ( http: / / www.21cnjy.com )动的特点：在物质循环的过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用；能量在流经生态系统的各营养级时，是逐级递减的、单方向流动的，而不是循环的。
【答案】　C
4．(2012·珠海高二测试 ( http: / / www.21cnjy.com ))“哥本哈根、坎昆、德班”等联合国气候大会的相继召开，引起人们对温室气体排放的普遍关注，大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是(　　)
A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳
B．参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C．能完成③过程的只有生产者
D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖
【解析】　生物群落内部碳以含碳有机物的形式流动。
【答案】　A
5．(2013·黄山高二检测)下图是生态系统中碳循环示意图，请据图回答问题。
(1)B、C过程是________________。
(2)H过程是________________。
(3)K在生态系统内属于________，A是________作用。
(4)泥炭、煤、石油由______________变成。
(5)大量砍伐森林对________(用字母表示)有直接的影响。
(6)造成温室效应的是________(用字母表示)。
(7)生态系统的四种成分是通过________和________紧密联系在一起而形成的一个统一整体。
(8)碳在无机环境中以______________形式存在，而在无机环境与生物群落之间是以________形式进行循环的。
【解析】　由图示可知，大气中的C ( http: / / www.21cnjy.com )O2通过绿色植物的光合作用即图中的H进入生物群落。通过动植物的呼吸作用即B、C过程从生物群落返回无机环境。动植物的遗体和排出物通过分解者(K)的分解作用(A)变成无机物返回无机环境。工厂、汽车排放的CO2是造成温室效应的主要因素。碳在无机环境中以CO2或碳酸盐形式存在，在无机环境与生物群落之间以CO2形式进行循环，在生物群落内部以有机物形式存在。
【答案】　(1)呼吸作用　(2)光合 ( http: / / www.21cnjy.com )作用　(3)分解者　分解　(4)古代动植物遗体　(5)H、E　(6)D　(7)物质循环　能量流动　(8)CO2或碳酸盐　CO2
一、选择题
1．(2013·长沙高二检测)下列关于物质循环的叙述错误的是(　　)
A．生态系统的物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落和无机环境之间的循环过程
B．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的
C．碳循环具有全球性
D．大气中的二氧化碳能够随大气环流在全球范围内流动
【解析】　物质循环是指的组成生物体的基本元素的循环。
【答案】　A
2．(2012·周口高二期末)在生态系统的碳循环中，既能使CO2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是(　　)
A．分解者　　　　　　　B．植食动物
C．肉食动物 D．绿色植物
【解析】　CO2进入生物群落可通过光合作用，CO2释放到大气中是通过呼吸作用，所以既能进行光合作用又能进行呼吸作用的是绿色植物。
【答案】　D
3．(2013·长春高二期末)在生态系统中，碳循环始终是与下列哪项结合在一起的(　　)
A．光合作用 B．呼吸作用
C．水循环 D．能量流动
【解析】　物质循环和能量流动始终是结 ( http: / / www.21cnjy.com )合在一起的。物质作为能量的载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落与无机环境之间循环往返。
【答案】　D
4．在生态系统物质循环和能量流动过程中，连接生物群落与无机环境的重要的生理作用和重要环节分别是(　　)
①蒸腾作用　②光合作用　③呼吸作用　④生产者　⑤消费者　⑥分解者
A．①②；④⑥ B．②③；④⑥
C．②③；④⑤ D．①③；④⑥
【解析】　连接生物群落与无机环境的 ( http: / / www.21cnjy.com )重要生理作用：光合作用将无机物转变成有机物进入生物群落，将光能转变成化学能流入生物群落；呼吸作用将有机物转变成无机物，归还给无机环境，同时将化学能释放出来。两个主要环节：生产者进行光合作用，它是能量流动的起点，在物质循环中将无机物转变成有机物进入生物群落；分解者将复杂的有机物转变成无机物，是能量流动的终点，在物质循环中将进入生物群落的物质重新归还给无机环境。
【答案】　B
5．(2013·齐齐哈尔高二期末)如下图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中A、B、C、D组成生物群落。下列说法不正确的是(　　)
A．A是生产者，D是分解者
B．图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C．①②③过程中伴随着能量的传递
D．无机环境中的CO2都是细胞呼吸的产物
【解析】　A能吸收CO2，A为生产者 ( http: / / www.21cnjy.com )，A、B、C都有箭头指向D，D为分解者，B为初级消费者，C为次级消费者。图中箭头表示碳元素的流动方向。①②③过程表示有机物中的碳沿食物链流动，同时伴随着能量的传递。无机环境中的CO2除了细胞呼吸的产物外，还能由化石燃料燃烧产生。
【答案】　D
6．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述中，不正确的是(　　)
A．生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动
B．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
C．物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
D．物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，两者同时存在，不可分割
【解析】　物质是能量的载体，能量流动则伴随着物质循环，能量流动又是物质循环的动力，但能量流动是单向的，不能循环利用。
【答案】　C
7．(2012·盐城高二检测)下列叙述符合“低碳”理念的是(　　)
A．现代工业和交通运输等的发展，过度使用化石燃料
B．人口增长、农业发展，土地耕作频繁
C．乱砍乱伐、过度较快导致森林破坏、草场退化
D．太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能的开发与利用
【解析】　“低碳”理念的是减少排放CO2，非化石燃料的利用可以减少排放CO2。
【答案】　D
8．(2013·大同高二检测)利用 ( http: / / www.21cnjy.com )泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，该反应器(　　)
A．能够实现物质循环
B．主要处理有机污染
C．可看作一个小型生态系统
D．存在能量输入、传递、转化和散失
【解析】　本题通过泥浆生 ( http: / / www.21cnjy.com )物反应器的介绍考查了对于生态系统结构和功能的理解。解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解，故而肯定是菌种进行有氧呼吸而分解有机物，故B正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种，不满足生态系统(生物群落及其无机环境)的概念范畴，更谈不上生态系统功能中的物质的循环和能量的流动，A、C、D均错误。
【答案】　B
9．右图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述中，正确的是(　　)
A．1和2包含着所有种群构成的群落
B．3代表的生物一定是原核生物
C．①代表光合作用，②代表呼吸作用
D．4可以表示大气中的CO2
【解析】　从题图中可解读出 ( http: / / www.21cnjy.com )如下信息：在该生态系统中，4代表非生物的物质和能量，1代表生产者，2代表消费者，3代表分解者。1、2、3包含的所有种群才构成群落。分解者可以是原核生物，如细菌，也可以是真核生物的真菌或小型的动物(蚯蚓)。①代表摄食活动，②可以代表呼吸作用。
【答案】　D
10．(2012·吉林实验中学高二期末)在一般情况下，关于生态系统中碳循环的主要渠道的正确图解是(　　)
【解析】　碳循环发生在生物群落与 ( http: / / www.21cnjy.com )无机环境之间，无机环境中的碳元素通过生产者进入生物群落，生物群落内有机物中的碳元素经生产者、消费者和分解者的呼吸作用重新返回无机环境。
【答案】　D
二、非选择题
11．(2013·唐山高二期末)下 ( http: / / www.21cnjy.com )图甲表示生态系统中碳循环的示意图，图乙表示两个不同的生态系统中积累在植物和土壤中的有机物的比例，具图分析并回答问题。
甲
乙
(1)甲图中的a在生态系统的成分中指的是________。碳元素在生物群落中主要以________形式存在。
(2)碳元素从无机环境进入生物群落的 ( http: / / www.21cnjy.com )途径①表示的是________过程，除此之外，还可以通过硝化细菌等生物的____________过程。过程②表示________。
(3)现今全世界都倡导的“低碳生活”措施是为了减缓主要由图甲中________(填数字)产生的温室效应现象。
(4)乙图中表示热带雨林的是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)甲图中a表示分解者，碳在生物群落中主要以有机物的形式存在。
(2)①表示无机环境中的碳进入生物群落的过程，为光合作用。硝化细菌的化能合成作用也能固定碳，②表示呼吸作用。
(3)“低碳生活”是为了减缓化石燃料的燃烧。
(4)热带雨林温度高，分解者活动旺盛，土壤中有机物少。
【答案】　(1)分解者　有机物　(2)光合作用　化能合成作用　呼吸作用　(3)⑤　(4)B　热带雨林温度高，分解者活动旺盛
12．(2012·汕头高二测试)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。
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时期　碳吸收量(kg C·a－1)　碳释放量(kg C·a－1)
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A　　　　　1.20×1014　　　　　1.20×1014
B 1.20×1014 1.26×1014
———————————————————————
(1)生态系统中碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。
(2)表中________时期的生态系统处于稳定状态，原因是__________________________________。
(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的__________________，导致大气中________增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减 ( http: / / www.21cnjy.com )少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。
【解析】　本题主要考查生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统碳循环与气候变化的相关知识，如：光合作用、呼吸作用、温室效应以及生态系统的稳定性等知识。(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，CO2的吸收主要依靠光合作用实现，其次还有化能合成作用；CO2的释放主要依靠呼吸作用实现，其次还有化石燃料的燃烧。(2)表中A时期碳吸收量等于碳释放量，生态系统维持稳定，而B时期碳吸收量小于碳释放量，生态系统的稳定性遭到破坏。(3)过度的人工碳排放超过了生态系统的自我调节能力，生态系统的稳定性遭到破坏。CO2排放的增加导致温室效应，引起全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段发生在类囊体中，光合作用的产物是有机物和氧气，其中有机物(葡萄糖)可作为发酵的直接原料。
【答案】　(1)光合　呼吸　(2)A　碳的释放量等于碳的吸收量　(3)碳平衡　CO2浓度　(4)光反应　有机物(葡萄糖)
13．(2013·日照高二期末)[实验探 ( http: / / www.21cnjy.com )究]　土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，这些微生物的数量是极其繁多的。某同学要探究土壤微生物对淀粉是否有分解作用，设计了以下实验。请你帮助完成有关问题：
作出假设：________________________________________________________________________。
实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
实验步骤：
(1)将取自农田、林地或花盆等处 ( http: / / www.21cnjy.com )的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
(2)另取两只烧杯，编号 ( http: / / www.21cnjy.com )A和B，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在室温(20 ℃左右)下放置7天，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各放入两支试管中，分别编号为A1、A2、B1、B2。
(4)在A1、B1试管中加入________；在A2、B2试管中加入________，并进行水浴加热。
(5)观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
实验现象：①如果支持所作的假设，则实验现象是________________________________。
②如果不支持所作的假设，则实验现象是______________________________________。
【解析】　题目未要求确定某种微生物 ( http: / / www.21cnjy.com )，而是将土壤微生物作为整体予以研究。总体思路：本着探究性实验，先作出“是”或“否”的假设。据所给药品可知，碘是检验淀粉的，斐林试剂是检验还原性糖的(即淀粉水解产物)。据实验步骤(2)，可知实验分为A、B对照。所以综合起来讲，围绕假设通过A、B的显色情况作出结论。
【答案】　土壤微生物对淀粉有分解作用　( ( http: / / www.21cnjy.com )2)放入等量淀粉糊，在A烧杯中加入适量土壤浸出液，B烧杯中加入等量蒸馏水　 (4)碘液　斐林试剂　(5)与B1、B2相比，A1无蓝色出现，A2出现砖红色沉淀　A1、A2的颜色分别与B1、B2相同，A1出现蓝色，A2无砖红色沉淀
对能量流动的分析和相关计算
1.输入第一营养级的能量分析
输入第一营养级的能量(W1)，被 ( http: / / www.21cnjy.com )分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。参考图示，很容易理解以下问题：
(1)流经整个生态系统的总能量是生产者 ( http: / / www.21cnjy.com )固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。
(2)能量传递效率不会是100%。从上图 ( http: / / www.21cnjy.com )可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。
(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值。
2．能量传递效率相关计算中的注意事项
(1)流入各级消费者的总能量 ( http: / / www.21cnjy.com )指的是该级消费者同化的总能量，消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中。因此，同化量＝摄入量－粪便中的能量。
(2)能量传递效率＝某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量。
(3)计算某一生物所获得的最多(最少)的能量规律(设食物链为A→B→C→D)：
已知 问题 求解思路
D营养级净增重M 至少需要A营养级多少 x×(20%)3＝M
最多需要A营养级多少 x×(10%)3＝M
A营养级净增重N D营养级最多增重多少 N(20%)3＝y
D营养级至少增重多少 N×(10%)3＝y
(4)涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多(或最少)的能量。其规律如下：
生产者
消费者
　(2012·湖南十二校联考)下图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图乙虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动的方向。请据图回答：
　　　甲 　　　　　　　　　　　　　乙
(1)图甲中雪兔和狼之间有明显的种间关系是________。
(2)假如北极狐的食物1 ( http: / / www.21cnjy.com )/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%，如果北极狐种群增加的能量为80 kJ，若不考虑其他变化的影响，则植物增加的能量是________kJ。
(3)图乙中C代表生态系统中的成分是________。
(4)下表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总量(106J) 储存能量(106J) 呼吸消耗(106J)
A 900 200 700
B 100 15 85
C 15 2 13
D 18 60 12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______(106J)，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。从能量输入和输出来看，该生态系统的总能量是否增加？________。
【解析】　从图中可以看出雪兔和狼之间只 ( http: / / www.21cnjy.com )有一个箭头联系，二者没有共同的食物来源，因此二者明显的种间关系是捕食；北极狐的能量有三个来源，雷鸟提供1/2、植物提供1/8，还有雪兔提供3/8，若北极狐增加能量80 kJ，则植物增加的能量为：80×1/2÷20%÷10%＋80×1/8÷10%＋80×3/8÷20%÷10%＝3 600 kJ；
从图乙中可以看出C为分解者，A为生产者 ( http: / / www.21cnjy.com )，B、D分别为初级消费者和次级消费者，流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，即900×106J，第二营养级传递到第三营养级的传递效率为18÷100×100%＝18%；从能量的输入和输出来看，生态系统输入的能量为生产者同化的能量，输出的能量为各类生物呼吸消耗的能量，能量的输入大于输出，因此生态系统的总能量正在增加。
【答案】　(1)捕食　(2)3 600　(3)分解者　(4)900　18%　增加(是)
生态系统中物质和能量流动方向
　　 的调整
运用生态学原理来解释、解决生物学问题是近几年高考的常见题型，其解题的突破口是能量流动、物质循环以及二者之间的关系。最常见的实例有以下几种：
1．调整能量流动的方向，使其流向对人类有益的部分
(1)草原上适量放牧：由于人类不能直接利用牧草中的能量，因此放养一些植食性动物，使储存在牧草中的能量经植食性动物流向人类。
(2)农田中除草、除虫：田间杂草 ( http: / / www.21cnjy.com )与农作物之间属于竞争关系，会和农作物争夺空间和资源；作物害虫与农作物属于捕食或寄生关系。可见，田间杂草和作物害虫都将导致一部分能量流向对人类无益的部分，因此除草、除虫有助于调整能量的流向，使其流向对人类有益的部分。
2．能量多级利用
(1)建立生态农业，一方面 ( http: / / www.21cnjy.com )可使能量多级利用，另一方面可实现物质循环。所谓能量多级利用，指的是使生态系统中的物质和能量分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为另一种产品的投入，使废物资源化，从而提高能量的利用效率。
(2)根据生态系统的能量流动规律， ( http: / / www.21cnjy.com )要提高能量的利用率，可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：①尽量缩短食物链；②充分利用生产者；③充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
　(2013·合肥高二联考)下列有关新型农业生态系统的正确叙述是(　　)
A．该生态系统实现了物质和能量的良性循环
B．该生态系统提高了各营养级之间的能量传递效率
C．建立该系统的目的是提高生态系统的能量利用率