第五章 第1节
一、选择题
1．一个完整生态系统的结构包括( )
A．生态系统的成分、食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者
C．物质循环、能量流动
D．生产者、消费者、分解者和无机环境
[答案] A
[解析] 生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。B、D仅仅指生态系统的成分，选项C为生态系统的功能。
2．有关“生产者是生态系统的主要成分”的理解，正确的是( )
①生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物
②生产者的呼吸作用将有机物分解成无机物，实现了物质的循环
③绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度
④生态系统内流动的能量全是生产者固定的能量
A．①② B．②③
C．②④ D．①④
[答案] D
[解析] 生产者是自养型生物，能够把无机物转变成有机物，这些有机物一部分用于满足自身的生长和代谢的需要，另一部分维持着生态系统内除生产者以外的全部有机体的生命活动。
3．下列最可能用于描述同一生物的一组名词是( )
A．一级消费者，第一营养级 B．二级消费者，自养型生物
C．分解者，腐生生物 D．生产者，异养生物
[答案] C
[解析] 一级消费者是草食性动物，为第二营养级；二级消费者是肉食性动物，是异养型生物；生产者是自养型生物。分解者都是营腐生生活的生物。
4．如果一个生态系统有4种生物，并构成一条捕食食物链，在某一时间内分别测得这4种生物(甲、乙、丙、
丁)所含有机物的总量如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起( )
A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B．甲、丙、丁的种群数量均增加
C．甲、丁的种群数量下降，丙种群数量增加
D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
[答案] D
[解析] 本题主要考查食物链营养级的确定方法。解答流程如下：
综上分析可知，D项正确。
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总重量增长率变化趋势的是( )
A．绿藻上升 B．白鲢下降
C．水溞下降 D．乌鱼上升
[答案] B
[解析] 本题考查食物网中的种间关系。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。
6．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．动物都是消费者，其中，食草动物处在第二营养级上
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种
[答案] C
[解析] 食物网中的生物可能处在不同的营养级上，但是生产者和植食性动物除外，生产者一定是第一营养级，植食性动物一定是第二营养级。动物中有消费者也有分解者，如蚯蚓。细菌中有分解者也有生产者，如硝化细菌。
二、非选择题
7．如图为一生态系统示意图，请据图回答：
(1)从生态学观点看，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成________。
(2)图中有________条捕食关系的食物链。
(3)细菌在生态系统中属于________，其主要作用是________________________。
(4)蛇属于第________营养级。
(5)次级消费者是________。
[答案] (1)生态系统 (2)1
(3)分解者 将有机物分解为无机物
(4)五 (5)螳螂
[解析] (1)生态系统包括生物部分和非生物部分，图中光、CO2、H2O、N2属于非生物的物质和能量。
(2)食物链的起点是生产者，终点是最高级消费者，细菌不参与食物链的组成，不占据营养级。
(3)细菌多数属于分解者，主要作用是将有机物分解为无机物。
(4)蛇在此食物链中属于第五营养级。
(5)初级消费者为植食性动物，次级消费者为小型肉食性动物。
8．右图表示生态系统的食物网图，请仔细分析后回答：
(1)生态系统中，食物链交错连接成食物网的原因是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该食物网中，蛇和鼠的关系是________，食虫鸟和食虫昆虫的关系是________________________________________________________________________。
(3)在该食物网中，蛇共占有哪几个营养级__________________________________ ______________________________________。
(4)生态系统的成分中，图中只体现了两种成分，未体现的成分是________________________________________________________________________。
(5)从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分是________________________________________________________________________。
[答案] (1)多种生物在不同的食物链中占有不同的营养级
(2)捕食 捕食和竞争
(3)第三、第四和第五三个营养级
(4)非生物的物质和能量、分解者
(5)生产者和分解者
一、选择题
1．在一阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，它们共同构成一个 ( )
A．生态系统 B．生物群落
C．种群 D．物种
[答案] A
[解析] 物种是指能够在自然状态下相互交配且产生可育后代的一群生物；种群是由同种生物构成的；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合；生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。在解决此类问题时，应该注意问题中的主体是否包含无机环境。
2．下图是某草原生态系统部分食物网简图，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
[答案] B
[解析] 由图知，青蛙和蜘蛛同时以蝗虫为食，即构成竞争关系，而青蛙又捕食蜘蛛，构成捕食关系；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合，而图中仅有生产者和消费者，缺少了分解者；图中一共包含4条食物链；蛇同时处于第四和第五营养级。
3．下列四项中的圆分别表示：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( )
[答案] A
[解析] 生产者包括植物、蓝藻和化能自养型细菌，分解者包括腐生细菌、腐生真菌、腐生动物，而原核生物包括细菌、蓝藻、放线菌等，而细菌中既有生产者、分解者，又有消费者。据图仔细分析比较三个概念的相互关系，可推知A正确。
4．某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现，五年来，该河流中甲种群密度逐年显著增加，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是( )
A．五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强
B．甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C．大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D．该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
[答案] A
[解析] 在五年内，河流中甲种群密度逐年显著增加，导致种内斗争不断增强，A正确；甲的引进后，甲的种群密度越来越大，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减小，已经影响了原有生态系统的结构，B不正确；因为甲的引进已经导致土著食草鱼类数量的减少，说明土著食草鱼类不能捕食物种甲，投放土著食草鱼类不能抑制甲的蔓延，C不正确；生态系统包括该区域内所有的生物和其生存的环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素，D不正确。
5．如图曲线表示了某森林生态系统中三个不同种群的生
长和繁衍情况，已知种群甲是自养生物，下列分析正确的是( )
A．食物链表示为丙→乙→甲
B．乙在第5～7年之间数量大幅度下降的原因可能是丙大幅度增加和甲大幅度减少
B．甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者共同构成了生物群落
D．甲、丙的存在，加快了物质循环
[答案] B
[解析] 由于甲的数量最多属于生产者，三者构成的食物链为甲→乙→丙，在5～7年内甲的数量下降，由于缺少食物乙也随之减少，乙、丙都是消费者，它们能够加快物质循环。
6．一组学生将叶捣碎成汁混入一些池泥并放在黑暗中保存。在10 d中他们每天取些样品以确定叶汁中微生物的数量变化，结果如图所示，下面哪一个结论是错误的( )
A．生物Ⅰ可能是生产者
B．生物Ⅱ可能以生物Ⅰ为食
C．生物Ⅱ紧随生物Ⅰ的出现而出现
D．生物Ⅳ可能是捕食者
[答案] A
[解析] 根据题干叙述，叶汁捣碎后混入池泥并在黑暗中保存，图中表示的是以叶汁为食的微生物的数量变化。即Ⅰ是以叶汁为食的初级消费者，Ⅱ为次级消费者，Ⅲ为三级消费者，Ⅳ可能为捕食者。
7．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．食物链的环节数是无限的
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
[答案] C
[解析] 食物链和食物网是生态系统的营养结构，是根据不同生物之间的捕食关系而建立起来的，由于一种生物可能不止被一种生物所捕食，同一种生物也可能捕食不同的生物，所以不同生物之间也存在着竞争等其他关系，同一种生物可能属于不同的营养级。又因为能量沿着食物链传递过程中将会逐级递减，所以食物链的环节数是有限的。
8．下面表格表示某草原生态系统的食物网情况(“√”表示存在捕食关系)，下列分析中不正确的是( )
被捕食者
捕食者
鸟
昆虫
鼠
狐狸
草
鸟
√
昆虫
√
鼠
√
狐狸
√
鹰
√
√
A．此食物网有三条食物链
B．次级消费者有鸟、鹰、狐狸
C．人类大量捕杀鼠会使狐狸的数量增多，鹰的数量减少
D．鹰占有第三、四两个营养级
[答案] C
[解析] 根据表中生物间的捕食关系可知该食物网如图：
大量捕杀鼠，狐狸和鹰的数量会减少，故C错误。
二、非选择题
9．根据以下在野外观察到的四个物种在一天中的平均活动时间表(活动时间以%表示)，回答下列问题：
一天中的平均活动时间
大鼠
休息20%
寻找配偶10%
55%吃种子
追逐小鼠15%
小鼠
休息20%
寻找配偶10%
45%吃种子
被大鼠追逐25%
浣熊
休息75%
寻找配偶10%
15%吃大鼠
北美郊狼
休息75%
寻找配偶5%
20%吃烷熊
(1)此生态系统中有________条食物链，大鼠和小鼠是________关系。
(2)浣熊处于第________营养级。
(3)现在，假设北美郊狼成了当地居民们讨厌的动物。居民们开始毒杀北美郊狼，导致其种群数量显著减少，小鼠的种群数量将会________(填“增大”“不变”或“减小”)。为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案] (1)两 竞争 (2)三
(3)增大 北美郊狼减少，浣熊增多，大鼠减少，小鼠和大鼠的竞争减弱，小鼠增多
[解析] 由题表中给出的捕食信息可画出此生态系统中的食物链如下：
小鼠
↑
种子→大鼠→浣熊→北美郊狼
因而此生态系统中有2条食物链，大鼠和小鼠是竞争关系；浣熊处于第三营养级；当北美郊狼被大量捕杀后，浣熊由于天敌的减少而数量增加，大鼠因其天敌(浣熊)的增加而减少，小鼠可以获得充足的食物而大量增加。
10．图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
据图1回答：
(1)从营养功能的角度来填写成分：B．________、C．________。
(2)B主要是指__________________。
(3)________和________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。
(4)最主要成分和最活跃成分分别是________、________(填字母)。
据图2回答：
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链______________________________。
(7)蛇和鹰的关系是____________________________。
(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是________________________。
(9)若蛇绝种，鹰的数量可能________。
(10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？________，理由是______________________________。
[答案] (1)分解者 非生物的物质和能量
(2)营腐生生活的细菌和真菌
(3)D B (4)D A (5)8
(6)4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰
(7)捕食和竞争 (8)分解者、非生物的物质和能量
(9)增多 (10)食虫昆虫 其食物单一，且有许多天敌
[解析] 无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥粱”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。
11．在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者占有非常重要的地位，为了证明其重要性和不可缺少性，请设计实验进行验证。
材料用具：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
实验步骤：(1)取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
(2)分别对4个玻璃瓶做以下处理：
(3)观察四个玻璃瓶中金鱼存活的时间。
问题与讨论：
①1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？______，原因是__________________________ ___________________________________________________________________________。
②1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③金鱼存活时间最长的是________，原因是__________________________________ ___________________________________________________________________________。
④本实验的结论是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案] (3)①1号 2号瓶中金鱼藻因缺少光照，不能进行光合作用制造O2
②不能。4号瓶中应加入经过烘烤后杀死其中微生物的河泥
③1号 1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间
④在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者不可缺少
课件76张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修3 生态系统及其稳定性第五章据说很早很早以前，大洋洲是没有马儿的。一次，有一位欧洲贵族，决定带一群马到大洋洲一个美丽的小岛上去生活。临行前，粪金龟子跑来找到马儿，恳求与它同住。“呸，肮脏无比的东西！”马儿们都轻蔑地说，“你也配与我们一道同住？”马儿们初到那个美丽如画的小岛上时，日子过得相当美好，马群也很快得到了繁衍。可是，几年后，小岛上布满了无人清扫的马粪，变得十分肮脏。粪金龟子到底起到了怎样的作用？生态系统有哪些结构和功能？如何维持一个生态系统的稳态？学习了本章你就会找到答案。本章包括“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”“生态系统的物质循环”“生态系统的信息传递”“生态系统的稳定性”五节内容。“生态系统的结构”一节包括生态系统的范围、生态系统具有一定的结构(生态系统的组成成分、食物链和食物网)两部分内容，重点是生态系统具有一定的结构。“生态系统的能量流动”以能量流经第二营养级为例进行阐述，概括能量在整个生态系统中的流动过程，分析能量在生态系统中流动的特点及研究能量流动的实践意义。
“生态系统的物质循环”概述什么是物质循环，碳循环的过程，物质循环与能量流动的不同之处。“生态系统的信息传递”概述和举例说明生态系统中信息的种类，重点分析信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用。“生态系统的稳定性”包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性和恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。学习过程中要理清相互之间的关系，列表比较生态系统的各组成成分、能量流动与物质循环、抵抗力稳定性与恢复力稳定性等知识。以生态系统这一概念实体为主线，串联出结构及物质循环、能量流动、信息传递等功能，从而达到对稳定性机制的全面理解；借助图解分析能量流动的源头、途径、传递效率及有关的生理过程，分析能量流动和物质循环的关系；以生态系统稳定性的实现这一原理为主线，分析各种结构成分在物质循环、能量流动和信息传递中的功能。第1节 生态系统的结构第五章
1．生态系统成分的辨识
(1)并不是所有的动物都是消费者，如腐生动物蚯蚓、蜣螂等属于分解者。
(2)并不是所有的微生物都是分解者，如硝化细菌属于生产者，腐生细菌属于分解者，寄生细菌属于消费者。
(3)并不是所有的绿色植物都属于生产者，如寄生植物菟丝子属于消费者。
2．分析食物网时要注意的问题
(1)每条食物链的起点是生产者，终点是不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算完整的食物链。
(2)同一种生物在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。
(3)在食物网中，两种生物之间有可能出现不同的关系：既有捕食关系，也有竞争关系，如在某一食物网中蜘蛛和青蛙之间既有捕食关系，也有竞争关系。
(4)在食物链中某种生物数量的改变，会影响相邻营养级生物数量的变化，但在食物网中则不一定。
目标导航：
1．举例说明什么是生态系统。
2．讨论某一生态系统的结构。(重点)
3．尝试建构生态系统的结构模型。(难点)
情境导入：
“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”，诗中描绘了一幅广阔的草原风光。
问题探究：整个草原可看做一个生态系统，除诗中出现的之外，还有哪些是生态系统必需的成分？
提示：除诗中出现的草、牛、羊之外，草原生态系统还包括阳光、水分等无机环境以及草原上的其他生物。一、生态系统的范围
1．生态系统的概念：由__________与它的__________相互作用而形成的统一整体。
2．生态系统的范围：地球上最大的生态系统是_______。它是地球上的__________及其__________的总和。
3．生态系统的类型
(1)________生态系统：海洋、森林、草原、荒漠等；
(2)________生态系统：农田、人工林、果园、城市等。预 习 导 学生物群落 无机环境 生物圈 全部生物 无机环境 自然 人工 二、生态系统具有一定的结构
1．生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量
①物质：空气、水、无机盐等；
②能量：阳光、热能等。
(2)生产者
①主要类群：自养生物，主要是__________。
②作用：通过__________，把太阳能转变为有机物中可被生物利用的________，是生态系统的________。绿色植物 光合作用 化学能 基石 (3)消费者
①主要类群：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和__________等。
②作用：
a．将有机物转化为________，加快生态系统的物质循环；b.帮助植物传粉和种子传播。
(4)分解者
①主要类群：____________。
②作用：将动植物遗体残骸和动物排遗物中的________分解成无机物。寄生动物 无机物 细菌和真菌 有机物 2．营养结构——食物链和食物网
(1)食物链
①形成原因：捕食关系。
②实例分析
③特点：生产者是食物链的开始，各种动物所处营养级不是一成不变的，一般不会超过______个营养级。初级
消费者三级
消费者第一
营养级 第三
营养级 第五
营养级 5
(2)食物网：在一个生态系统中，许多________彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。
(3)功能
①生态系统__________和__________的渠道。
②生态系统保持相对稳定的重要条件，食物网越复杂，生态系统_________________的能力越强。 食物链 物质循环 能量流动 抵抗外界干扰 1.自养生物一定是生产者，异养生物一定是消费者，对吗？
2．“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链中“螳螂”是第几营养级？
答案：1.提示：前者正确，后者错误，异养生物有的是消费者，有的是分解者。
2．提示：食物链一定是从生产者开始的，因此这条食物链为：植物→蝉→螳螂→黄雀，螳螂为第三营养级。思 维 激 活(一)问题探讨
提示：如下图，其他合理的答案也可以。(二)思考讨论
1、2根据具体情况作答。
3．提示：还有非生物的物质和能量。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。
4．提示：绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。
5．提示：可分为生产者、消费者、分解者。
6．可以。7．提示：生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图这样的简化模型。
(三)旁栏思考题
动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。(2)成分：
(3)整体性：生态系统中的生物与生物、生物与非生物之间，通过能量流动、物质循环和信息传递而相互影响和相互制约，组成一个具有一定调节能力的统一整体。生态系统的判断方法
(1)第一步：确定包括全部生物，即生物群落。
(2)第二步：确定包含无机环境，即非生物的物质和能量。
(3)满足上述两步条件，即为生态系统。 下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是( )
①公园中的全部菊花；②一块棉田中的所有的幼年、有翅和无翅的成熟的棉蚜；③一个果园中所有的苹果及其无机环境；④一片原始森林中的全部动物和绿色植物；⑤长江中的全部生物；⑥密云水库中的全部生物及其无机环境
A．①③⑥ B．②④③
C．②⑤⑥ D．①⑤③典 例 导 析
[解析] 种群强调所有的同种生物个体总和；群落则强调所有生物的组合；生态系统是指群落和无机环境的有机组合，据分析知，C项正确。
[答案] C以下可以称作生态系统的有( )
A．一个湖泊中的所有浮游生物和所有分解者
B．烧杯中的取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一个鱼缸中的所有金鱼和水草
[答案] B
[解析] 生态系统是由生物群落与其无机环境形成的统一整体，而A、C、D三个选项中都不含无机环境。1.比较生态系统的4种组成成分生态系统的组成成分要 点 归 纳2.生态系统各成分的相互关系(1)非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。
(2)生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量(有机物及其贮存的能量)的成分，因此说生产者是生态系统的基石。
(3)消费者是生态系统最活跃的成分。消费者能加快生态系统的物质循环和能量流动。
(4)分解者是生态系统物质循环的关键环节。如果一个生态系统中没有分解者，生态系统的物质循环受阻，生态系统就会崩溃。(1)生态系统成分判断的误区及特例[解析]
关于生态系统成分中的生物部分的叙述不正确的是( )
A．生产者属自养型真核生物
B．消费者是异养型生物
C．分解者不仅限于腐生细菌和真菌
D．生产者、消费者和分解者三者紧密联系
[答案] A
[解析] 硝化细菌属于生产者，但其是原核生物；消费者和分解者均属于异养型生物，但其营养源不同；动物如蚯蚓、蜣螂等也属于分解者。1.食物链分析生态系统的营养结构 要 点 归 纳
(1)表现形式：每条捕食链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间不能有间断，不出现非生物的物质和能量及分解者，即只有生产者和消费者。
(2)单方向：食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。
(3)营养级：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某个种群。2．食物网分析
(1)营养位置：同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级，如猫头鹰在食物网中分别占有第三、第四、第五营养级，这就是说猫头鹰在该食物网中占有三个不同的营养级。
(2)种间关系：在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蛇与猫头鹰，二者之间既有捕食关系，又有竞争关系。
(3)生物种类与食物网的复杂程度：食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。3．食物链(网)中生物数量变化的分析与判断
(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响：
第一营养级生物数量减少会导致其他生物都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
(2)“天敌”减少，对被捕食者数量变化的影响：
“天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着被捕食者数量的增加，种内斗争加剧，种群密度要下降，直到趋于稳定，但结果比原来数量要大。
(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析：
①在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
③捕食者有多种食物来源时，若其中某一捕食对象减少，则它对其他捕食对象的捕食量会增加，而自身的数量在短期内将维持稳定。(1)“找岔相加法”计算食物链的条数
①原理：找出食物网中同时被两种及两种以上生物捕食的被捕食者，并在所找到的被捕食者后面写上捕食它的生物种类数(生产者后面直接写出它的捕食者数，其他的营养级生物则减去1)，然后把各数字相加所得的总和即为该食物网中食物链的条数。在较为复杂的食物网中，某生物可以捕食两种生物，但同时也可被另两种生物捕食，这就相当于一个分岔被用了两次，所以在该生物后面要标注“＋1×2”；依次类推。②示例：如图食物网中的食物链条数为1＋4＋1＋1＋1×2＝9条
(2)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不仅是某个种群。
(3)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物数量。 如图为南极某海域的食物网，据图判断正确的是( )典 例 导 析
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．严禁过度捕杀蓝鲸是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；而磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，所以C项对。
答案 C如图所示是一个陆地生态系统食物网的结构模式图。下列各项叙述中，不正确的是( )
A．此生态系统中的生产者有2个，是该生态系统的主要成分
B．若丙种群数量下降20%，辛种群不会发生明显变化
C．在该食物网中辛占有3个营养级
D．既存在竞争关系又有捕食关系只发生在丁和辛、丙和乙之间
[答案] D
[解析] 从图中可以看出，甲、戊都是生产者。当丙的数量减少时辛可以从乙和丁处获得能量，故辛种群数量不会发生明显变化。辛在食物网中占有3个营养级(三、四、五)。除丁和辛、丙和乙存在竞争和捕食关系外，乙和丁之间也存在竞争和捕食关系。1.自然生态系统中的几种食物链
(1)捕食链
又称捕食性食物链，它是各种生物由于捕食关系而形成的，是食物链中最常见的一类。如“草―→昆虫―→青蛙―→蛇―→鹰”，即是一个捕食链。生态系统的营养结构——食物链探究点 对照实验中对照组和实验组的确定
——生态系统中各种成分的重要性
[案例] 下列有关生态系统的问题，请回答：
(1)某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：取同样形状、同样体积的锥形瓶3个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号中加少许河泥，再在1、2、3号中加入相同数量的生长状况相同的金鱼，2、3号中加入等量的金鱼藻，均用橡皮塞塞紧，然后放在阳光下。记录结果如下表所示：(2)正确区分实验变量和无关变量：
①实验变量是依据实验目的设置的对照组和实验组之间不同的变量。如探究阳光对生态系统的影响的实验中，阳光为实验变量。
②无关变量为除实验变量之外其他的变量，如探究阳光对生态系统的影响的实验中，温度、消费者的数目、生态瓶的大小等为无关变量，在实验过程中应确保对照组和实验组的无关变量处于适宜且相同的状态，以降低对实验结果的影响和干扰。
[答案] (1)①分解者 ②1号和2号 ③温度、金鱼的数量、金鱼藻的数量
(2)3 4号锥形瓶进行遮光处理 4号锥形瓶中金鱼存活的时间比3号锥形瓶中金鱼存活的时间短
[方法警示] 得分要点
(1)①必须为“分解者”。
②必须为“1号和2号”。
③必须体现实验中没有设置为实验变量的因素，如温度、金鱼的数量、金鱼藻的数量等任意两个。
(2)第一步必须是生态系统的成分最全的“3”号。
失分案例
(1)①误答为“河泥”等非生物成分。原因是没有正确分析“河泥”在该生态系统中的作用。
②误答为“1号和3号”。
③误答为“氧气、金鱼”等。
(2)第一步误答为“1号”或“2号”。第五章 第2节
一、选择题
1．在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于 ( )
A．生产者固定的太阳能总量
B．生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量
C．被草食动物吃了的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量
D．用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
[答案] C
[解析] 草食动物以草为食物，经消化吸收，真正进入体内的能量是食物中的能量减去粪便中包含的能量，即其同化的能量。
2．下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
[答案] B
[解析] 生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表流向分解者的能量。
3．在生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60 mol的氧气，则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内并被利用的能量最多是( )
A．1161 kJ B．2322 kJ
C．2870 kJ D．5740 kJ
[答案] B
[解析] 因为植物光合作用每产生6 mol氧气的同时会产生1 mol葡萄糖，所以该生态系统中生产者固定的太阳能是10 mol葡萄糖含有的能量，即28700 kJ。流入初级消费者的体内且能被利用的能量最多是11610×20%＝2322 kJ。
4．某个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，此生态系统的能量金字塔中，下列表述正确的是( )
A．a＝b＋c＋d B．a>b＋c
C．a[答案] B
[解析] 根据生态系统能量流动的原理，能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，能量的传递效率只有10%～20%。生态系统能量流动的渠道是食物链和食物网，包括生产者和消费者两种生物成分，不包括分解者，所以有a>b＋c。
5．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(图中所示数值的单位是J/(cm2·a))，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是( )
A．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构
B．由G到H的能量传递效率为13.51%
C．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系
[答案] C
[解析] 群落是指某一生态系统内所有生物的总和，而G、H、C仅为生产者和消费者，还应有分解者。
6．如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物( )
A．10kg B．28kg
C．100kg D．280kg
答案 D
解析 本题考查生态系统中的能量流动情况及其计算能力。
根据题意，可以写出三条食物链：
①植物→人，在此食物链中，人要增重0.5kg，消耗植物为0.5÷10%＝5kg；
②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%＝25kg；
③植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg。所以人要增重1kg，共消耗植物280kg。
二、非选择题
7．下图是对某湖泊的能量考查结果(单位：千焦/厘米2·年)，请据图回答：
(1)流经该生态系统的总能量是指________，有________千焦/厘米2·年。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的效率为________%，这说明了能量流动的特点是________的，也就是说食物链越长，________越多。
(3)D(热能)是通过________产生的能量。
(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用________。
[答案] (1)生产者固定的太阳能的总量 0.46
(2)13.5 逐级递减 能量流失
(3)呼吸作用 (4)呼吸放出的热能
[解析] 解答本题容易出现的问题是：①识图不准，分辨能力差，把487.28当成正确答案；②能量传递效率应该通过计算回答，不能填写10%～20%；③热能是通过各营养级生物的呼吸作用而释放出来的，这部分能量是不能再利用的，只能散失。“呼吸作用”此时不能用“分解作用”或“代谢作用”来代替。
8．如图是生态系统的能量流动图解，请回答：
(1)写出图中A～E所代表的名称：
A．________；B．________；C．________；
D．________；E.________。
(2)流经生态系统的总能量是____________。
(3)在生态系统的能量流动图解中，箭头依次变细，意味着____________________。
(4)图中F表示____________，E的主要作用是______________。
(5)生态系统中能量在逐级流动中传递效率为__________。假若“A”的总能量为100%，按最高传递效率计算，第三营养级所获得的能量应是________。
(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的能量流动关系，使能量流向____________________________。
[答案] (1)生产者(第一营养级) 初级消费者(第二营养级) 次级消费者(第三营养级) 三级消费者(第四营养级) 分解者 (2)生产者(A)所固定的太阳能的总量 (3)能量是单向流动、逐级递减的
(4)各类生物呼吸作用消耗的能量 分解有机物
(5)10%～20% 4% (6)对人类最有益的部分
[解析] 由箭头的指向和粗细可看出能量流动的方向是A→B→C→D，A、B、C、D依次应是生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，在能量流动的过程中，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。一个营养级中的能量只有10%～20%能够传到下一个营养级。人们研究能量流动的目的是使能量能持续高效地流向对人类最有益的部分。
一、选择题
1．下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是( )
A．能量流动是单向的、不可逆转的
B．食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
[答案] C
[解析] 本题考查能量流动的特点：单向流动、逐级递减。由于相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，无论初级消费者多少，次级消费者获得的能量都是初级消费者的10%～20%。
2．下图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中的C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
[答案] D
[解析] →→
→
3．如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程中的能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
[答案] D
[解析] ①是流入消费者的能量而非流入生态系统的总能量。能量沿食物链流动时，只有10%～20%流向下一营养级，其余通过呼吸作用以热能形式散失，其中通过分解者的呼吸散失的较多。草→兔能量传递效率可用兔同化量比草同化量表示。
4．在植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中从昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是( )
[答案] D
[解析] 设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可知，D正确。
5．以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是( )
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
答案 C
解析 本题考查了动物对所摄取食物利用的过程及特点。恒温动物维持体温，需要消耗较多的有机物，因而④/③值一般低于变温动物；10%～20%是营养级的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即③/②的比值提高，该选项是正确的；植物性食物中含有许多哺乳动物不能利用的物质，多于动物性食物，因而食肉动物的③/②值高于食草哺乳动物。
6．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．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分
B．①表示流经生态系统内部的总能量
C．一般情况下，③为②的10%～20%
D．从能量关系看②>③＋④
[答案] B
[解析] 流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①是流入初级消费者的能量；②为初级消费者流入次级消费者的能量，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%；因次级消费者自身的生命活动要消耗大量的能量，因此②>③＋④。
7．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。一年内输入这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)
141.10×105
15.91×105
0.88×105
871.27×105
该生态系统中初级消费者所属营养级是( )
A．a B．b
C．c D．d
[答案] A
[解析] 从图表提供的信息来看，四个营养级的关系为d→a→b→c，其中d为生产者，a为初级消费者。
8．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为2.5×108kJ，则以下说法正确的是( )
①金龟子处于第三营养级
②金龟子属于分解者
③流向金龟子的能量至少为2.5×106 kJ
④金龟子从第二营养级获得能量为零
A．①③ B．②④
C．只有② D．只有①
[答案] B
[解析] 金龟子分解动物粪便，属分解者，不占营养级；象粪便中所含的能量仍属第一营养级。
二、非选择题
9．下图甲是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：kJ/(m2·a)]，请分析并回答问题。
(1)该系统的能量传递效率为________，能量传递效率如此之低，是因为________________________________________________________________________。
(2)如果上述能量流动情况以下图乙所示能量金字塔来表示，则A、B、C、D所代表的数值分别是________、________、________、________。
(3)对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是______________________。
[答案] (1)5.5%～16.2% 大部分能量都被各营养级生物自身的细胞呼吸消耗掉，另有一部分能量流向分解者 (2)21 383 3 368 20 810
(3)帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
10．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答。
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是______________________________。
(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________ __________________，C表示________________________________________。
若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________________(用图中所给字母表示)。
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是________________ ______________。
[答案] (1)太阳能(或生产者同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级高，可利用能量少 (2)营养级Ⅱ同化固定的能量 营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)单向流动，逐级递减
[解析] (1)m1表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者同化固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量往往也越少。(2)若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b，因此营养级I、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级递减。
11．下面是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数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：
(1)流经该生态系统的总能量是________(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能量的百分比是________。
(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物内的大量能量被______________；②其次是上个营养级的部分能量______________________；③还有少数能量被__________利用；
④结论：_____________________________________________________。
[答案] (1)A(111) 生产者 (2)13.5 20 (3)60% (4)①呼吸作用消耗 ②未被下一个营养级利用 ③分解者 ④生态系统中能量流动是单向的；能量在流动中逐级递减。
[解析] 生态系统中的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程。能量是沿食物链伴随着物质流动而流动的，具体就是从低营养级流向高营养级。(1)流经某个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，即118872－118761＝111(百万千焦)。(2)能量在两个相邻的营养级之间的传递效率可用公式计算，即15.0/111×100%＝13.5%(A→B)；3.0/15.0×100%＝20%(B→C)。(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百分比为1.8/3×100%＝60%。(4)能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分生物未被下一个营养级的生物所利用，还有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等直接传给了分解者。(5)通过分析可知：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动中逐级递减。
课件76张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修3 生态系统及其稳定性第五章第2节 生态系统的能量流动第五章
有关能量传递效率的计算
(1)在一条食物链中，若输入到某一营养级的总能量是n，则最多传到下一营养级的能量为n×20%；最少传到下一营养级的能量为n×10%。
(2)在一条食物链中，若输入到某一营养级的总能量为n，则至少需要前一营养级的能量为n÷20%；至多需要前一营养级的能量为n÷10%。
目标导航：
1．分析生态系统能量流动的过程和特点。(重、难点)
2．概述研究能量流动的实践意义。
3．尝试调查农田生态系统中能量流动情况。
情境导入：
生命活动时时刻刻在消耗着能量，能量是推动各种生命活动的动力，没有能量的输入，也就没有生命和生命系统。图示为一只河马遭到一群狮子的围攻。
问题探究：在猎杀河马后，狮子是否得到了河马体内全部的能量？如果没有，试问没进入狮子体内的能量其去向如何？
提示：没有。因为河马的骨骼、毛皮等没有被狮子吃掉，这些有机物中仍含有一部分能量；而且即使是吃掉的部分，狮子也不能全部吸收，未吸收的部分以粪便的形式排出。一、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______、传递、________和________的过程。
2．过程
(1)输入：生产者通过_____________把太阳能转化为________，固定在________中。预 习 导 学输入 转化 散失 光合作用 化学能 有机物 (2)第一营养级中的能量的去向呼吸作用 热能 有机物 分解者 第二营养级 (3)过程图解生产者 次级消费者 分解者 二、能量流动的特点
1．生态系统中的能量流动是单向的
表现：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可______，也不可__________。
2．能量在流动过程中逐级递减
(1)表现：输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入到下一营养级，能量在沿食物链流动的过程中是__________的。
(2)能量传递效率：能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是______________。逆转 循环流动 逐级递减 10%～20%
(3)能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的________数值由________绘制成图，可形成一个金字塔图形。
(4)在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就________。生态系统中的能量流动一般不超过________个营养级。能量 低到高 越多 4～5
三、研究能量流动的实践意义
1．帮助人们科学规划、设计______________，使能量得到________的利用。
2．帮助人们合理地调整生态系统中的__________关系，使能量__________地流向对人类最有益的部分。人工生态系统 最有效 能量流动 持续高效 1.某动物同化的能量为100 kJ，其中有多少能量随粪便排出？
2．肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高，从能量流动角度看，其道理何在？
答案：1.提示：动物粪便应属食物残渣，这是未曾消化吸收的部分，它不属动物的同化量，故动物同化能量中没有随粪便排出的能量。
2．提示：食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高。思 维 激 活(一)问题探讨
提示：应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
(二)思考讨论1
1．提示：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统(生物体有机物)中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和和流入生态系统的能量相等。
2．提示：不能，能量流动是单向的。资料分析
1、23.提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入(未被捕食)下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4．提示：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
(三)思考讨论2
提示：“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
(四)旁栏思考题
一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。生态系统能量流动的过程要 点 归 纳
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)某一营养级的能量分流理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：
①定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用。
②定量定时分析：流人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.流人下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。(1)食物的摄入量≠同化量
①摄入量：指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。
②同化量：指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。
③关系：摄入量＝同化量＋粪便中的能量
(2)能量的输入并非只有光合作用
能量的输入过程，绝大部分是通过绿色植物的光合作用，但在极少数特殊空间，如深海热泉口生态系统，是通过特殊细菌的化能合成作用。
(3)“未利用”能量如：多年生植物上一年自身生长发育的净积累量；未来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、石油等能量。
[解析] 同化量＝摄入量－粪便量，所以羊同化的能量为n－36%n＝64%n。储存在羊体内的能量＝同化量－呼吸消耗量＝64%n－48%n＝16%n，而储存在羊体内的能量一部分被分解者分解，一部分流向下一营养级，一部分未被利用。
[答案] A
大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设大象在某段时间所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为 ( )
A．0 kJ B．106 kJ
C．2×106 kJ D．106～2×106 kJ
[答案] A
[解析] 象粪中的能量，是大象取食植物后未消化的能量，属于生产者同化的能量的一部分，而大象同化的能量没有流入蜣螂体内。
(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各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的能量，总有一部分会自然死亡或被分解者所利用；
③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。
2．生态金字塔
能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况的，三者统称为生态金字塔。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
3.能量流动的极值计算
(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0.2n，最少为0.1n。
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%＝10n。
(2)能量在食物网中传递的计算，设食物链A→B→C→ D→E，分情况讨论：(1)能量传递效率指两个相邻营养级之间，而不是两个个体或两个种群之间。
(2)一般来就，在以低营养级生物为主的生态系统中，传递效率可以低于10%；仅在特殊条件下，某传递效率有可能高于20%，时间过长将导致生态系统被破坏。
(3)天然生态系统必须当能量状况表现为正金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。而人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况，如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%汁算，该生态系统能承载C的数量是原来的( )
A．1.875倍 B．1.375倍
C．1.273倍 D．0.575倍典 例 导 析[解析] 本题主要考查能量流动的相关计算，具体分析如下：
[答案] B假如一个人在代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物，另1/2来自牛肉，并且能量在各营养级之间的传递效率均为10%，现有G千克植物通过食物链被摄入人体，问最多能使人体体重增加多少(不计人体呼吸作用所消耗的部分能量)( )
A．G/10 B．2G/11
C．G/55 D．G/280
[答案] C
[解析] 该题着重考查了生态系统的能量流动关系。题中包含了两个食物链：①植物―→牛―→人，②植物―→人。假设最多使人体增重x，则有x/2的重量是直接吃植物增重的，根据食物链②需要吃植物的量为10x/2，人有x/2的重量是吃牛肉增重的，根据食物链①需要吃植物的量为100x/2，根据题意：G＝10x/2＋100x/2，x＝G/55。
(2)研究生态系统的能量流动，还可以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。例如，在一个草场上，如果过度放牧造成草场的退化，会使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。
2．调查当地农田生态系统中的能量流动情况
(1)目的要求
①调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
②分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
③对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
(2)活动建议
参考调查点：稻田生态系统(3)问题分析
①生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
②初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采用喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物对水稻的危害。
③次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。(1)每个营养级的能量来源：生产者的能量主要来自于太阳光；各级消费者的能量来自上一个营养级，流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用过程中所同化的物质中含有的能量总和，消费者粪便中所含有的能量不能计入排便生物所同化物质中的能量；分解者的能量来自生产者和消费者。
(2)每个营养级的能量去路：一是通过呼吸作用分解一部分有机物，释放能量，供生命活动利用；二是随尸体、排泄物等流入分解者中去；三是有一小部分有机物中的能量流入到下一营养级中(最后一个营养级除外)，这是通过捕食关系进行的。[解析] 任何生态系统中的能量都不可循环利用，只能单向流动。②(次级消费者固定的能量)中能量的去向包括③(流向下一营养级)、④(被分解者消耗)和次级消费者本身呼吸消耗及利用的能量，因而②>③＋④；次级消费者粪便中的能量，实际上是初级消费者同化的能量，去路包括在⑥途径中；由于能量流动逐级递减，能量流动到第四、五营养级时，一般不能维持该营养级生物的生存，因而能量流动一般不超过4～5个营养级。
[答案] B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
[答案] B
[解析] A项中，虎属于最高营养级，获取能量少，容易成为濒危物种；B项中，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项中，能体现出食物链，能用能量流动规律来解释。
1.生态系统中能量流动符合热力学定律
生态系统的能量流动遵循热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律指出：能量可以由一种形式转化为另一种形式；能量既不能消灭，也不能凭空产生。依据这个定律可知，一个系统的能量发生变化，环境的能量也必定发生相应的变化。如果系统的能量增加，环境的能量就要减少，反之亦然。对生态系统来说也是如此。能量流动的基本原理 热力学第二定律指出：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变。在能量传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和做功的能量(自由能)外，总有一部分以热能的形式消散。对生态系统来说，当能量以食物的形式在生物之间传递时，食物中相当一部分能量转化为热能而消散，其余则用于合成新的组织而作为潜能贮存下来。
2．生态系统能量流动是单向的
能量以光的状态进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是以化学能或热能的形式存在；生物代谢过程产生的热能也不能再转化为生物的化学能。从总的能量流动途径来看，能量只是单程流经生态系统，是不可逆的。
3．能量在生态系统内流动是不断递减的
生态系统中各营养级不能百分之百地利用前一营养级的生物量和能量，总要耗散掉一部分，耗散掉的能量包括热能，不能被生物采食或摄入的能量。一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%～20%。
探究点 与能量传递有关的图表分析技巧
——生态系统能量流动过程分析与计算
[案例] 下表表示某草原生态系统中甲→乙→丙(三者构成一条食物链)种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系(单位：百万千焦)，已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但其中149 875百万千焦的能量未能由生产者固定。下图表示乙动物利用食物的情况，据图回答下列问题：(1)流经该生态系统的总能量是________百万千焦，乙→丙能量递减的原因是乙呼吸消耗了________百万千焦的能量。
(2)能量从乙到丙的传递效率约为________。
(3)恒温动物的D/C一般________(高于、低于或等于)变温动物的。要提高畜牧动物生长量一般需________(提高、降低或不变)C/B。如果乙是食草哺乳动物，那么食肉哺乳动物的C/B一般________(高于、低于或等于)乙的。
(4)乙的有机物积累量D的数值是________百万千焦。
(5)有一种蜣螂专以乙的粪便为食，设乙在某段时间内所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为________kJ。[技巧突破] (1)确定某一营养级能量的来源与去向：
图中甲、乙、丙营养级同化的能量就是输入该营养级的总能量，除最高级消费者外，该能量有四个去向，分别为：呼吸消耗、传递给分解者、传递给下一营养级和未被利用的能量，因此表格中后四个数值之和等于同化量。
(2)同化量、摄入量、贮存量、呼吸量和粪便量的关系：
①同化量＝摄入量－粪便量，贮存量＝同化量－呼吸量。
②D/C的含义是有机物积累量/同化量。在同化量相同的情况下，由于恒温动物要维持自身的体温，需要通过呼吸作用消耗更多的能量，所以其体内积累的有机物要少于变温动物的。可见，恒温动物的D/C一般低于变温动物的。C/B即同化量/摄入量，比值高就意味着消耗同样多的食物能够让畜牧动物生长量提高。食草哺乳动物的食物中含有大量纤维素，纤维素绝大部分不能被同化，食肉哺乳动物的食物中，营养物质主要是蛋白质、脂肪等，绝大部分都可以被同化，即食肉哺乳动物的C/B要高于食草哺乳动物的。
(3)计算相邻两个营养级能量传递效率：
能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，而不是摄入量或有机物积累量的比值。
[答案] (1)125 10 (2)13.3%
(3)低于 提高 高于
(4)5 (5)0
[方法警示] 得分要点
本题所有空的答案都是唯一的，与标准答案不对应则不得分。
失分案例
(3)第一个空答为“高于”。(错因：误认为恒温动物的呼吸消耗量小，有机物积累量多)
(5)答为“106～2×106 kJ”。(错因：混淆了粪便量与同化量的关系)第五章 第3节
一、选择题
1．生态系统的物质循环的特点不包括下列的( )
A．带有全球性
B．物质是指组成生物体的基本元素
C．在群落与无机环境之间循环往复
D．在群落的各营养级之间循环往复
[答案] D
[解析] 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落的循环往复流动，各营养级之间是单向流动的。
2．关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是( )
A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些化学元素
B．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现的循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
[答案] D
[解析] 由生态系统物质循环的概念和特点可知，本题的A、B、C选项都是正确的。物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。
3．在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，碳是以哪种形式流动的( )
A．二氧化碳 B．有机物
C．碳酸盐 D．二氧化碳和有机物
[答案] B
[解析] 碳在食物链中(生物群落内部)是以有机物形式流动，而在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环。
4．施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积一小部分，可是在远离施药地区的南极，动物体内也发现了DDT，这种现象说明了 ( )
A．DDT是挥发性物质
B．DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C．考察队将DDT带到了南极
D．南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
[答案] B
[解析] DDT是一种不易分解并能长期残存的农药。当人们施用DDT时，真正作用在植物上的大约只有5%，其余95%不是落到地面，就是在大气中漂浮，以后随雨水流入地下，或顺小溪流入江河，流归大海。随着大气环境作用和海水运动，DDT被运到全球各个角落，然后再沿着食物链和食物网进行物质循环，故南极动物体内也会含有DDT。
5．下列哪项叙述是不正确的( )
A．生态系统的主要功能是能量流动
B．物质是能量流动的载体
C．能量是物质循环的动力
D．能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的
[答案] A
[解析] 生态系统的主要功能是能量流动和物质循环。
6．生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关( )
①光合作用 ②呼吸作用
③蒸腾作用 ④微生物的分解作用
A．①② B．①②④
C．①②③ D．①④
[答案] B
[解析] 无机环境中的碳以CO2形式通过生产者的光合作用进入生物群落；而生物体内的含碳有机物通过动、植物的呼吸作用以及微生物的分解作用形成CO2，再回到无机环境。
二、非选择题
7．下面是生态系统中碳循环的简明示意图，请根据图回答下列问题：
(1)图中缺少的一个重要箭头是____________________________________。
(2)A过程是________的________作用，这一过程有________和________两种类型。
(3)与A过程本质相同的有________过程(用图中字母代号表示)。
(4)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以________形式进行循环。碳循环始终与________结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分通过____________和________紧密联系在一起而形成一个整体。
[答案] (1)从大气中的CO2库到绿色植物
(2)分解者 分解 有氧呼吸 无氧呼吸
(3)B、C (4)CO2或碳酸盐 CO2 能量流动
(5)物质循环 能量流动
[解析] 碳循环与光合作用和呼吸作用及燃烧等密切相关。答题时应认真观察示意图。从图中可以看出，本图少了一个非常重要的箭头——从大气中的CO2库到绿色植物。因为这是大气中的CO2进入生物群落的途径，如果没有这一光合作用的途径，碳循环就不能进行；图中A表示分解者的分解作用，它将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，也属于生物的呼吸作用，(4)、(5)小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系。生态系统的四种成分是通过物质循环和能量流动结合在一起的。
8．如图所示生态系统碳循环示意图，图中A、B、C、D为生态系统不同的成分，请据图回答：
(1)此生态系统的能量流动是从[ ]________固定太阳能开始的。
(2)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以________形式进行的，在生态系统的各成分中，A为________，B为________。
(3)图中D→C过程是通过________作用实现的，C→D过程是通过________作用实现的，B→D过程是通过________作用实现的。
(4)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以________形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以________的形式循环。
(5)碳循环的同时一定伴随着________。
[答案] (1)[C]生产者 (2)二氧化碳 消费者 分解者 (3)光合 呼吸 分解 (4)化学燃料 二氧化碳 (5)能量流动
[解析] ①碳元素进入生物群落的唯一途径是生产者的同化作用。
②生物群落的绝大多数成分均可排出CO2。
本题主要考查碳循环的过程，分析如下：
一、选择题
1．关于物质循环的叙述正确的是( )
A．生产者和无机环境之间可以直接进行碳循环
B．消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环
C．物质循环在生产者、消费者和分解者之间进行
D．不同的生态系统，都能独立地完成各自的物质循环
[答案] A
[解析] 因为生产者可以通过光合作用或化能合成作用，直接利用无机环境的CO2，合成自身的组成物质，也能通过细胞呼吸直接将CO2释放到无机环境中，所以A项是正确的。消费者只能通过细胞呼吸向无机环境释放CO2，但不能直接利用CO2；物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行的；物质循环是在整个生物圈中进行的，而比生物圈小的任何一个生态系统都不能独立完成物质循环，故B、C、D三项均是错误的。
2．如图是生态系统中碳循环示意图。“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是( )
A．① B．②
C．③ D．⑤
[答案] D
[解析] 根据①与③之间的双向箭头判断：①是生产者，③是大气中的CO2库；根据①②④的碳都流向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
3．如图表示生物圈中碳元素的循环
过程，下列有关叙述中正确的是( )
A．图中B都是自养生物，细胞中不一定有叶绿体，但都含有色素
B．适度松土可以促进①过程，加快物质循环
C．②过程的加剧是造成温室效应的主要原因
D．达到平衡状态的生态系统，③和④的量基本相等
[答案] C
[解析] 图中A、B、C分别表示分解者、生产者和消费者。其中B(生产者)细胞中不一定含色素，如硝化细菌是化能自养型生物。①过程是消费者的呼吸作用，与松土无关。达到平衡状态的生态系统中④(光合作用)的量大于③(植物呼吸作用)的量。化学燃料的快速大量燃烧是造成温室效应的主要原因。
4．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( )
[答案] D
[解析] 碳循环发生在生物群落与无机环境之间，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。
5．如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示各种成分之间的关系，下列相关叙述中正确的是( )
A．a和c包含了所有生物群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．a的含量减少将减缓温室效应
[答案] C
[解析] 由图中四种成分之间的关系可判断a、b、c、d分别是生产者、非生物的物质和能量、消费者、分解者。其中d(分解者)也可能是某些动物，因而不一定是原核生物。生物群落应包含该区域内所有的生物，即a、c、d；按能量流动效率一定来计算，C1的同化量越大，流向C2的能量就越多；a(生产者)通过光合作用吸收CO2，可见，a的含量减少将加剧温室效应。
6．下列有关物质循环的叙述，错误的是( )
A．碳在生态系统中以二氧化碳的形式在生产者、消费者和分解者之间循环
B．无机环境中的C进入生物群落的主要过程为光合作用
C．化学燃料的大量燃烧，使大气中的CO2过多，导致温室效应
D．植物枝叶经过微生物的分解后其中的一些元素归还土壤中，属于物质循环的一部分
[答案] A
[解析] 碳在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在；生物群落中，主要以含碳有机物的形式存在。碳在生态系统中主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环。
7．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳循环如图所示，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移能量。下列选项正确的是 ( )
A．夏季，a>b＋c＋e B．秋季，e＋fC．春季，g＝b＋e＋f D．冬季，d>c＋f
[答案] A
[解析] 碳元素在无机环境和生物群落之间的循环离不开生产者(主要是绿色植物)。在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用固定的太阳能及合成的有机物，这是通过该森林生态系统的总能量，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；c代表通过食物链流到动物(各级消费者)体内的总能量；d代表动物的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；e代表植物的残枝、落叶流到分解者的能量；f代表动物的遗体流到分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)。在一年中的不同季节，植物进行光合作用的强度不同。生态系统能量流动的效率为10%～20%，在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的总能量>(植物呼吸作用所消耗的能量＋流到动物体内的能量＋流到分解者的能量)，其余的是未利用的能量。
8．下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是 ( )
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器完成物质合成与能量转化
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．秋季Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
[答案] C
[解析] A项中，X1过程包括化能合成作用和光合作用。化能合成作用的生物是原核生物，一些原核生物也可以进行光合作用，如蓝藻，二者没有双层膜结构的细胞器。B项中，只有在一个稳定的生态系统中，X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2.Y3……及Z过程释放的CO2总量相等。C项中，稳定的生态系统上下营养级之间能量传递效率是10%～20%，X1到X3能量传递了两次，X3过程的能量值约为X1过程的最小能量值为10%×10%＝1%，最大值为20%×20%＝4%。D项中，秋季植物的遗体、残枝败叶较多，且分解者的分解作用较弱，则有机物质会积累，Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳大于Z过程释放的CO2中的碳。
二、非选择题
9．如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)上图中生产者是________，消费者是________，分解者是________(填代号)。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。
(3)C生物处于第________营养级，若要使C增加200 kg至少需要消费A________kg。
(4)若该图表示某温带草原生态系统，牧民为了提高畜牧产量，采取了如下措施，其中正确的做法是(多选)( )
A．彻底捕杀狼等次级消费者，以保护牛、羊的安全
B．大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的部分
C．加大对牧草的水肥管理
D．大量繁殖牛、羊
[答案] (1)A B、C D (2)光合作用 呼吸作用 分解作用 (3)三 5 000 (4)B、C
10．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题：
(1)碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。
(2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的，④表示的是________作用。
(3)若图虚线框中的种类及相互间的关系如图所示，假设E种群中的能量是5.8×109 kJ，B种群中的能量为1.3×108 kJ，若能量的传递效率为10%～20%，则A种群中的能量至少是________kJ。
(4)碳循环等物质循环的进行伴随着____________，但由于生物体不能利用在代谢中产生的________能，因而使能量流动具有________的特点。
(5)如果大气层中的CO2增多，则会加剧________效应，减缓此效应的措施有(答出一项即可)________。
[答案] (1)CO2 有机物 (2)光合作用 捕食 线粒体 分解者的分解(分解者的呼吸作用)
(3)4.5×107 (4)能量流动 热 单向逐级递减 (5)温室 保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率，严格控制化学燃料的燃烧，并提高能源利用率；开发除化学燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，减少CO2的排放量(答案合理或写出上述内容中的一项即可)
11．探究课题：土壤中农药的分解主要是依赖土壤的物理因素的作用，还是土壤中微生物的分解作用？
探究准备：几种有代表性的土壤，较大的容器若干个，灭菌仪器、检测仪器、喷壶、敌草隆(一种除草剂)等。
探究步骤：(1)选取几种有代表性的土壤混合均匀，等量地分装在一些相同的容器中。
(2)容器分成两组，编号A、B，将A组进行高压蒸汽灭菌；B组__________________ ______________________________________________________。
(3)分别向A、B两组容器内的土壤上喷施等量的无菌农药“敌草隆”，测定A、B两组土壤中敌草隆的平均含量(M)，然后把两组容器放入恒温箱中培养。
(4)六周以后，检测A、B两组容器中“敌草隆”的剩余量并计算各组农药剩余量的平均值(NA、NB)。
结果预测：(1)________________________________________________________；
(2)_______________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
探究结论：(1)该实验中________组为实验组，________组为对照组。
(2)把A、B两组土壤放入温室中培养数周后，测得结果分别为图中的曲线A和B。
①A曲线的形成原因是______________________；
②B曲线的形成原因是____________________________。
③由该结果得到的结论是________________________。
[答案] 探究步骤：(2)不进行灭菌
结果预测：(1)当M>NB，M＝NA时，说明农药的分解仅是微生物分解的结果
(2)当M>NA，M>NB，NA＝NB时，说明农药的分解仅是物理分解的结果
(3)当M>NA，M>NB，NA>NB时，说明农药的分解是物理分解和微生物分解共同作用的结果
探究结论：(1)A B
(2)①高压蒸汽灭菌杀死了土壤中的微生物，农药分解较慢
②没有经过灭菌，土壤中含有微生物，农药分解较快
③土壤中农药被分解的主要原因是微生物的分解作用
课件57张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修3 生态系统及其稳定性第五章第3节 生态系统的物质循环第五章
1．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落。
2．能量流动和物质循环同时进行，彼此相互依存、不可分割；物质是能量的载体，能量驱动物质循环。
目标导航：
1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。(重、难点)
2．尝试探究土壤微生物的分解作用。
3．说明能量流动和物质循环的关系。(重点)
4．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
问题探究：南极动物体内出现了DDT，此现象说明了什么？
提示：生物圈内的物质循环带有全球性。一、碳循环
1．循环形式
(1)在生物群落与无机环境间：主要以_________的形式进行。
(2)在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。
预 习 导 学二氧化碳 2．过程图解 CO2 植物 动物
3．特点：具有________、循环性。
4．温室效应
(1)形成原因：_________很短时间内大量燃烧，使大气中_________含量迅速增加，打破了生物圈中_________的平衡。
(2)危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面________，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。全球性 化学燃料 二氧化碳 碳循环 上升 C、H、O、N、P、S 无机环境 生物群落 生物圈 生物地球化学循环 三、能量流动和物质循环的关系
1．物质循环和能量流动的联系
(1)能量流动和物质循环是生态系统的__________，二者是__________的，彼此相互依存，不可分割。
(2)能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解等过程。物质作为能量的__________，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为__________，使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。主要功能 同时进行 载体 动力
2．物质循环与能量流动具有不同的特点：无机环境中的物质可以被生物群落__________；能量在流经生态系统各营养级时是__________的，而且是__________的流动，因此生态系统要不断从外界获取能量。复利用 逐级递减 单方向 1.根据对碳循环过程的分析，你认为应如何减轻温室效应的影响？
2．既然生态系统内的物质是循环的，为什么人们还不断地向农田中施肥呢？
答案：1.提示：减少化学燃料的燃烧、发展清洁能源，植树造林、保护植被等。
2．提示：所谓的物质循环，是指在生物圈范围内物质是循环的，是自给自足的。农田中不断有物质和能量的输出(粮食产出)，所以要不断施肥。思 维 激 活(一)问题讨论
提示：学完课文内容即可作答。
(二)思考讨论
1．提示：单质与化合物；有机物与无机物。
2.
(三)旁栏思考题
大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头——温室气体的排放。1.过程碳循环要 点 归 纳重金属盐和DDT等农药的生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则沿食物链存在“生物富集作用”，故营养级越高，该物质浓度越高。 如图表示生物圈中碳元素的循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分，下列有关叙述正确的是( )典 例 导 析A．③过程代表绿色植物的光合作用
B．A、B分别代表消费者和生产者
C．⑦是温室效应的主要原因
D．疏松土壤可以加快⑤过程
[解析] 与大气中CO2有双向关系的为生产者(B)，而B、C共同指向的(A)为分解者，C为消费者，③为植物呼吸作用产生CO2返回大气的过程，⑥过程为化学燃料燃烧，是造成温室效应的主要原因，⑤是分解者的分解作用，疏松土壤能提供充足的O2会促进此过程。
[答案] D右图为生态系统中碳循环的模式图。下列相 关叙述正确的是( )
A．①代表生产者，5可以代表化能合成作用
B．碳元素在①②③④间以含碳有机物的形式传递
C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是①
D．①②③中含有的有机物可以促进碳元素在群落和无机环境之间循环
[答案] C[解析] 生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，这两大功能之间既有明显的差别，又有必然的联系。
物质循环与能量流动的关系如下：物质循环与能量流动的关系要 点 归 纳绘制物质循环和能量流动图解时应注意的问题
(1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。
(2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。
(3)绘制能量流动图解时，只要存在有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、残枝败叶→沼气池；沼渣→食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。 分析以下生态系统的能量流动和物质循环关系简图，不能得到的结论是( )典 例 导 析
A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
B．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
C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
[解析] 物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；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。生产者固定的太阳能的总量包括三部分：生产者自身的呼吸作用散失的能量，生产者流向初级消费者的能量，生产者流向分解者的能量，其中能量①和能量④代表所有生物的呼吸作用散失的能量；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内部以有机物的形式传递。
[答案] C在自然生态系统中，物质与能量的关系正确的是( )
A．能量可驱动物质循环
B．物质和能量可循环利用
C．能量只能在食物链中流动
D．能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
[答案] A
[解析] 物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，物质可循环利用，但能量是单向流动，A正确，B错误；能量除了在食物链中流动外，还可以在生物群落与无机环境之间流动，C错误；能量金字塔不可倒置，生物数量金字塔可以倒置，D错误。探究 土壤微生物的分解作用 要 点 归 纳 为了了解土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中，正确的是( )
A．向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
B．检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
典 例 导 析C．只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D．再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
[解析] 本题考查实验基本原理和设计思路。实验组为a组，对照组为b组，控制单一变量，故A项正确；B项中的a不变，b可能会部分减少；C项不正确，因为典型土壤中含微生物多，所以用几种典型土壤混合后的最好；D项没有必要再加一个对照组，和本实验无关。
[答案] A某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是( )
A．土壤不作处理，自然状态
B．土壤进行处理
C．排除土壤微生物的作用
D．尽可能避免改变土壤理化性质
[答案] A
[解析] 对照实验，应是不做处理，自然状态的一组实验。1.物质循环与能量流动是同时进行、相互统一的，在物质循环的过程中伴随着能量的流动。
2．物质循环的特点是具有全球性，反复出现，循环流动。
3．在生态系统的物质循环中，首先要根据双向箭头的指向判断出生产者与非生物的物质和能量，然后依据食物关系判定消费者和分解者。
4．在分析物质循环时，要结合新陈代谢的有关知识，如光合作用、呼吸作用等。研究生态系统的物质循环问题时，要注意以下几个方面的知识 5．在物质循环过程中，有些物质不易分解，因此通过食物链传递，在生物体内富集，营养级越高，富集浓度就越高。
6．富集作用
生物富集作用是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)通过食物链在生物体内大量聚集的过程。
发生富集作用的物质一般具有化学性质稳定而不易分解，在生物体内积累而不易排出等特点。
生物富集作用是沿着食物链进行富集的，并且随着食物链的延长而不断增强。
探究点 探究实验中的变量分析与控制
——生态系统中分解者的作用
[案例] 下列是对土壤微生物开展探究活动的两个案例，请在相应的空白处作答。
(1)案例Ⅰ：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)。设计思路：
对实验组土壤应该进行__________处理，尽可能排除__________的作用。
(2)案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。
实验步骤：
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。
②另取两只烧杯，编号为A、B，加入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入__________。
③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10mL；
④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入______________，并进行__________处理。
⑤观察各试管的__________，记录实验结果。
[技巧突破] (1)对照实验中自变量的处理方法：
①案例Ⅰ中实验的自变量是土壤微生物的有无，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行灭菌处理。
②案例Ⅱ中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无，A组土壤浸出液含有微生物，B组烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的蒸馏水。
(2)验证不同糖类需要的试剂：
①淀粉遇碘液变蓝；
②淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在水浴加热的情况下产生砖红色沉淀。
[答案] (1)灭菌 土壤微生物
(2)②30 mL(等量)蒸馏水(无菌水)
④(等量的)斐林试剂 水浴加热 ⑤颜色变化
[方法警示] 得分要点
本题的所有答案都是唯一的，只有符合标准答案才能得分。
失分案例
(1)第2空错答为“无关变量”。
(2)②答案不严谨，只答出“蒸馏水”。
④第2空答案不严谨，答为“加热”。第五章 第4～5节
一、选择题
1．有关生态系统信息传递的说法，不正确的是( )
A．生命活动的正常进行，离不开信息传递
B．在多细胞生物体内的细胞与细胞、个体与个体、种群与种群之间传递
C．能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
D．利用人工合成的性引诱剂诱捕害虫也属于信息传递
[答案] B
[解析] 多细胞生物体内细胞间的信息传递是个体内的信息传递，不属于生态系统的信息传递范畴。故选B。
2．蟑螂喜欢在夜间出来活动。某生物兴趣活动小组的同学进行如下实验：把蟑螂放在纸箱内，并人为地将纸箱的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期以后，蟑螂就在人造的“黑夜”(实际是白天)时间活动。这个实验说明( )
A．信息传递是生态系统的重要功能之一
B．行为信息可以影响蟑螂的行为
C．蟑螂能感受物理信息的改变
D．蟑螂可感受一切信息刺激
[答案] C
[解析] 由实验可知，蟑螂只判别光线的明暗这一物理信息的改变。
3．下列生态系统稳定性的说法正确的是 ( )
A．生态系统稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构相对稳定的能力
B．森林生态系统的稳定性较高
C．草原生态系统的恢复力稳定性比森林生态系统的稳定性高
D．在草原上适当栽种防护林，可以有效地提高草原生态系统的抵抗力稳定性
[答案] D
[解析] 此题易错选B或C。B项中没有明确指明森林生态系统的稳定性是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性；C项要注意它们所处的环境条件，环境条件差，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。
4．要使海洋生物资源可持续地被利用，就必须保持海洋生态系统的动态平衡。对一个平衡的生态系统来说，下列叙述错误的是( )
A．具有一定的自我调节能力
B．能量流动与物质循环保持动态平衡
C．植被与动物数量相等
D．生物各成分之间相互制约、相互协调
[答案] C
[解析] 生态系统具有一定的自我调节能力，生物各成分之间相互制约、相互协调，使生态系统保持一个动态平衡。
5．下列有关制作小生态缸实验的叙述中，不正确的是( )
A．生态系统内部具有自我调节能力，所以生态系统的稳定性与非生物因素无关
B．若模拟池塘生态系统，则不能将水装满
C．小生态缸封闭以后，其内的生物数量会发生变化，最后趋于相对稳定
D．制作的小生态缸必须是透明且密封的，并给予适当的光照
[答案] A
[解析] 非生物的环境是生态系统生物生存的能量和物质的来源，温度和光等因素对生物的生存都有重要的影响，因此A项错误。
6．下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况，其中抵抗力稳定性最高的生态系统是 ( )
[答案] C
[解析] 受到干扰后，种群数量波动范围小的生态系统的抵抗力稳定性强。
二、非选择题
7．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下列问题。
(1)上述现象中，X分别在____________________之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是____________和____________。影响乙昆虫活动的信息种类是__________________________________________。
蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是____________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是________________________________________________________________。
[答案] (1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫
(2)无机环境 生物 化学信息和物理信息(其他合理答案也可) 物理信息(其他合理答案也可)
(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
[解析] 植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，说明X可以在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递。生态系统的信息可以来源于无机环境，也可以来源于生物。影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息，蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息是物理信息。若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。
8．阅读下列材料，回答有关问题：
澳洲草原广阔，天然牧草资源十分丰富。自1925年起，当地人从印度和马来西亚引入当地没有的牛、羊等家畜，大力发展畜牧业。几年后，万头牛的粪便覆盖了大片草场，牧草大量枯死，同时苍蝇蔓延，并成为澳洲牧区的一大公害。整个澳洲草原生态系统处于崩溃的边缘。后来当地人又从亚洲引进蜣螂，它们把牛粪滚成团搬运到地下，既消除了牛粪又肥沃了土壤，还控制了苍蝇数量，有效地解决了当地的生态问题，使澳洲草原又呈现出生机蓬勃的景象。
(1)上述事实表明，在引进牛、羊等家畜前，各种生物之间的关系呈现________的状态。
(2)从生态学的角度看，人们引进牛、羊等家畜的目的是______________________ __________________。
(3)引进牛、羊等家畜后导致生态危机的主要原因是__________________________ __________。
(4)蜣螂是这个草原生态系统的________(填生态系统的组成成分)。
(5)以上事实说明，生态系统的自我调节能力是__________________
(6)引进牛、羊等家畜后引发生态危机这一事实给人们的启示是人类的生产活动必须______________________。
(7)最后结果给我们的启示是__________________。
[答案] (1)相对稳定
(2)调整生态系统的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对人类最有益的牛、羊等家畜体内
(3)牛、羊等家畜破坏了原有的食物链，使生态系统的稳定性遭到破坏
(4)分解者
(5)有一定限度的，如果外来干扰超过了这个限度，生态系统的稳定状态就会遭到破坏
(6)遵循生态系统的客观规律
(7)人类还可以在维持生态系统稳定性的前提下，适当调整生态系统的结构和功能，使它朝着更有益于人类的方向发展
一、选择题
1．下列生态系统中，自动调节能力最大和最小的依次是( )
①温带草原 ②热带雨林 ③北方针叶林 ④北极冻原
A．②① B．②④
C．①④ D．③④
[答案] B
[解析] 生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，生态平衡就越容易被破坏。反之，生态系统的营养结构越复杂，食物链中各个营养级的生物种类越繁多，自动调节能力就越大，生态系统就越容易维持。
2．在制作生态缸观察生态系统的稳定性时，下列哪项做法将会降低生态系统的稳定性( )
A．为了防止病原体对幼小植物的侵害，用蒸馏水代替池塘水
B．给予生态缸一定的光照
C．向生态缸中添加一些分解者
D．向生态缸中通入一定量的空气
[答案] A
[解析] 生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，非生物的物质指土壤、空气、水分等，能量是指太阳能。池塘水含有氧气、多种矿物质和分解者，不能用蒸馏水代替。
3．下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是( )
A．食虫鸟和害虫的数量变化属于生物群落内的负反馈调节
B．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
C．生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节
D．生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失
[答案] C
[解析] 在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到抑制，从而使害虫不至于增长过快，A项正确；负反馈调节是生态系统自我调节的基础，B项正确；生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节，如一场火灾后，森林中种群密度较低，但由于阳光充沛，土壤中无机养料增多，许多种子萌发长成新植株，C项错误；生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，如黄土高原，D项正确。
4．农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列中不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施是( )
A．适时灌溉与定时饲喂
B．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
[答案] A
[解析] 性引诱剂是一种化学物质，此实例属于对化学信息的利用。生产中常用性外激素制剂干扰害虫的正常交尾，降低害虫的种群密度。光照属于物理信息的一种，故C、D均属于对物理信息的利用。A选项中适时灌溉和定时饲喂属于生物对营养物质方面的需求，不属于对生态系统信息传递方面的运用。
5．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是( )
①负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
②“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性
③人们对自然生态系统“干扰”不应超过其承受能力
④热带雨林遭到严重砍伐后，其恢复力稳定性仍很强
⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类，改变其营养结构
A．①③ B．②④⑤
C．②③ D．①④⑤
[答案] A
[解析] “遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，②错误；由于热带雨林的抵抗力稳定性强，遭到破坏后，其恢复力稳定性变弱，④错误；生态系统稳定性与营养结构有关，应根据生态系统的规律增加生物种类，使其营养结构复杂，⑤错误。
6．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是( )
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动、物质循环和信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
[答案] A
[解析] 生态系统中的信息传递和物质循环是双向的，能量流动是单向的。
7．如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成以下几种结构，其中最稳定的是( )
A．甲→乙→丙→丁 B．甲乙丙丁
C．甲乙丙丁 D．丙?甲?乙丁
[答案] D
[解析] 生态系统按营养功能来区分，一般包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。其中生产者属于自养生物，是生态系统的主要成分，它可为消费者提供食物和栖息场所。一旦生产者受到破坏，整个生态系统就会受到严重影响。A、B和C比较，均为一种生产者，C中食物链最短，故相对稳定；C和D比较，生物种类一样多，但D的生产者多，故D比C稳定。
二、非选择题
8．贝克是英国一个农场的经营者，他在农场种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。他通过各种措施来提高自己农场中各类农畜产品的产量。以下是他采取的一系列增产措施：
①根据植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期使作物达到早熟高产。
②释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。
③家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
④用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。
⑤在稻田中竖立人工扎成的稻草人，风吹稻草人转动，起到驱赶鸟类的作用。
请根据以上材料回答：
(1)上述增产措施中，涉及的信息依次为：
①________；②________；③________；
④________；⑤________。
(2)请根据以上措施，总结信息传递在农业生产中的优势。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
[答案] (1)物理信息 化学信息 物理信息 物理信息 行为信息 (2)①提高农产品或畜产品的产量 ②对有害动物进行控制
9．下图一表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况，图二表示的是甲生态系统中的食物网结构。请据图回答下列问题。
(1)生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统之所以具有抵抗力稳定性是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力，这种调节能力取决于生态系统________和________，其主要调节机制属于________；图一中a点与b点比较，________点抵抗力稳定性强；当干扰解除后，生态系统的发展趋势是________。
(2)若因某种原因，图二中F全部死亡，短时间内数量增加的动物是________；最有可能成为国家级保护动物的是________，请用生态学观点解释其理由。________________ __________________。
[答案] (1)自身的净化作用 完善的营养结构 反馈调节(或负反馈) b 恢复原状或被新的生态系统代替
(2)D H 能量沿食物链流动，且逐级递减，H处于食物链的顶端，获取能量少，个体数目少
[解析] 生态系统之所以具有一定的自我调节能力，是与该生态系统的自身的净化作用和完善的营养结构有关，图一中a点与b点比较，b点需要较长时间才能达到与a点相同的干扰程度，因而b点的抵抗力稳定性比a点强，当干扰解除后，生态系统的发展趋势可以是恢复原状，也可能建立新的平衡。当图二中F全部死亡，F以D为食，则短时间内数量增加的动物是D，H处于食物链的顶端，获取能量少，个体数目少，因而最有可能成为国家级保护动物。
10．某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对其草原进行了专题研究，并绘制了图形。该图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：
(1)草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)适宜的放牧量应控制在图中的B点和C点之间，为什么？__________________ ______________________________________________________。
(3)如果该草原生态系统的放牧量长期大于图中C点，会造成怎样的后果？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请举两项合理利用草原生态系统的措施。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案] (1)草原生态系统的营养结构简单(或营养结构上的生物种类少) (2)即能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产品 (3)草原退化，严重时会导致草场沙漠化 (4)①合理确定载牧量，防止过度放牧；②发展季节性放牧；③提倡划区轮牧(只要求答出其中两项，其他合理答案也可)
[解析] 图中虚线表示未放牧时生产者的净生产量，实际上是草原生态系统维持相对稳定的平衡量，如果高于或低于这个量，通过生态系统的自我调节能力，可以使其恢复。例如，当草原的生产者净生产量过多时(达B点)，通过增加放牧量(放牧量控制在BC之间)，则一段时间后，该生态系统又达到平衡。但如果放牧量过大(长期大于C点)，则生态系统的稳定性会被破坏(即草原退化)，如果放牧量大于D点，则生产者的净生产量为0，严重时，将会导致草场沙漠化。
课件68张PPT。成才之路 · 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 必修3 生态系统及其稳定性第五章第4～5节 生态系统的信息传递和稳定性第五章1．能量流动、物质循环与信息传递的关系
2.理解生态系统的稳定性
(1)生态系统成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低，反之亦然。
(2)生态系统的稳定性有一定限度。生态系统的自动调节能力有大有小，抵抗力稳定性也有高有低。
(3)生态系统稳定性是一种相对稳定，不是恒定不变的，总是在一定范围内波动。
目标导航：
1．概述生态系统中信息传递的类型和作用。(重点)
2．阐明生态系统稳定性的类型及原因。(重、难点)
3．说明抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系。
情境导入(一)
英国布里斯托尔大学的研究者们发现，母鸡在生理上和行为上，都能表现出“情感共鸣”的一些基本特征。“情感共鸣”指个体能被其同伴的情绪所影响，并能将自己的情绪带给同伴。研究者们先让这些母鸡的幼雏们感觉到“郁闷”让小鸡不断地受到气流喷射，测量发现，母鸡看到自己的孩子们正经历磨难，其心跳加速，眼部温度降低。在行为上，这些母鸡变得更加警觉，不迭声地叫唤着它们的小鸡不要远离群体。问题探究：不同个体间的“情感共鸣”现象说明了什么？
提示：不同个体间存在着信息交流。情境导入(二)
苏州素有江南水乡之称，乾隆下江南时就到了苏州。水乡人上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，可是即便如此，水仍然很清澈。此番景象让乾隆大为惊奇！
问题探究：你能用所学的生态学知识为乾隆解释这一现象吗？
提示：水域生态系统通过自身的净化如物理沉降、微生物分解等，使生态系统的结构和功能保持原状。一、生态系统中信息的种类
1．信息的概念
可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。预 习 导 学2．信息的种类光、声、温度物理 生物碱 有机酸 性外激素 特殊 蜜蜂跳舞孔雀开屏 二、信息传递的作用及其应用
1．信息传递在生态系统中的作用生命活动 回声定位 繁衍 植物开花 种间关系 生态系统的稳定 “食”与“被食” 2.信息传递在农业生产中的应用
(1)提高____________________的产量。
(2)对______________进行控制。农产品或畜产品 有害动物 三、生态系统稳定性的概念和原因
1．概念
生态系统所具有的__________或__________自身结构和功能相对稳定的能力。
2．原因
生态系统具有一定的______________能力。
3．调节基础
__________调节。保持 恢复 自我调节 负反馈 4．实例
(1)河流：
(2)森林：物理 微生物 增加 减少 抵抗外界干扰 保持原状 组分 越强 越高 恢复到原状 恢复速度与恢复时间
2．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统__________的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的__________能力。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的_____________投入。干扰 自我调节 物质、能量 1.农民常在农田中捆扎“稻草人”以驱赶鸟类，这是利用了哪种信息传递作用？
2．从传递方向看，与生态系统能量流动及物质循环相比较，生态系统信息传递的最大特点是什么？
3．在各种类型的生态系统中，抵抗力稳定性最强的是哪种？恢复力稳定性最强的是哪种？
思 维 激 活
答案：1.提示：“稻草人”对鸟类构成了“物理信息”。
2．提示：从传递方向看，生态系统的能量流动是“单向”的，生态系统的物质循环在生物群落与无机环境间是“循环往复”的，而生态系统的信息传递则往往是“双向”的。
3．提示：抵抗力稳定性最强的是动植物种类繁多、营养结构复杂的生态系统，如热带雨林；恢复力稳定性最强的是动植物种类稀少、营养结构较简单的生态系统，如草原生态系统。
一、第4节部分
(一)问题探讨
1．提示：通过跳圆圈舞来传递这一信息。
2．提示：教材中例子很多。
(二)思考讨论
提示：参见本节参考资料。(三)资料分析
1．如果没有信息传递，蝙蝠对周围环境的识别、取食、飞行，莴苣、烟草种子的萌发等生命活动将不能正常进行。
2．通过信息传递，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
3．将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
4．是。
5．信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
二、第5节部分
(一)问题讨论
生态系统具有相对稳定性。
(二)制作
根据生态系统的成分、结构、功能作答。(2)信息传递的存在范围(3)信息传递的作用或应用(见下表)2.信息传递与能量流动、物质循环的区别和联系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。例如，涉及声音、颜色、温度等物理因素，可判断为物理信息；涉及的信息载体为化学物质，可判断为化学信息；涉及特殊行为，可判断为行为信息。
(2)从文字表述的着重点判断。例如，孔雀开屏如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。 下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是( )
A．任何生命形式，如果没接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
B．信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行杀灭
C．延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用
D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的 典 例 导 析[解析] 生命活动的正常进行，离不开信息的作用，A项正确。信息传递在农业中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量、对有害动物进行控制，但不能直接杀灭有害动物，故B项错。要提高麻皮产量应促进其营养生长而抑制其生殖生长，延长光照时间不利于短日照植物开花，因此有利于提高产量，C项正确。能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，它们共同把生态系统的各个组分联系成一个统一整体，D项正确。
[答案] B雌萤火虫通过发光来招引雄萤火虫完成交尾；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号；某种植物根系可以分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其得不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用 ( )
A．物理信息 化学信息 行为信息
B．物理信息 行为信息 化学信息
C．行为信息 物理信息 化学信息
D．化学信息 行为信息 物理信息
[答案] B
[解析] 物理信息是通过物理过程来传递的，如光、声、温度、磁力等，雌萤火虫发出的光属于物理信息；行为信息是通过动物的特殊行为、动作等“肢体语言”来传递和表达的，鸟发现天敌后，做出了很夸张的动作，强调的是特殊行为，所以属于行为信息；传递化学信息的是化学物质，植物根系分泌的是一种化学物质，属于化学信息。关系如图：
(2)功能的相对稳定：生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。
2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较3.生态系统的反馈调节机制
生态系统具有一定的自我调节能力，这种能力是通过生态系统内部的反馈调节来实现的，反馈调节的形式如下表：有关生态系统稳定性的两点提示
(1)不能说“热带雨林的稳定性大于草原生态系统”，只能说“热带雨林的抵抗力稳定性大于草原生态系统”。
(2)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统的两种稳定性都较小。 下图曲线Ⅰ代表抵抗力稳定性，曲线Ⅱ代表恢复力稳定性。一片被毁森林在恢复过程中，稳定性的变化是( )典 例 导 析[解析] 一般而言，生态系统的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性就越低，即两种稳定性的大小往往呈负相关。被毁森林在恢复过程中，生物种类会越来越丰富，故抵抗力稳定性越来越强，而恢复力稳定性则减弱。
[答案] C森林生态系统能长期维持相对稳定状态的原因是 ( )
①生物多样性是自我调节能力的基础 ②其抵抗力稳定性要比草原生态系统高 ③其恢复力稳定性要比农田生态系统高 ④有比较复杂的营养结构 ⑤太阳能是维持生态系统正常运转的动力 ⑥能量可以随着季节的变化而产生波动 ⑦一种生物大量减少后，其位置可由同一营养级的多种生物取代 ⑧生产者和分解者构成生物圈无机物和有机物的循环回路
A．①③⑤⑥⑧ B．②③④⑥⑦
C．①②④⑤⑦ D．①③④⑤⑧
[答案] C
[解析] 森林生态系统的动植物种类繁多，营养结构复杂，某营养级的一些生物消失，可由该营养级的其他生物代替，故其自我调节能力较高，抵抗力的稳定性较强，种群密度和群落结构能长时期处于较稳定的状态，①②④⑤⑦正确。1.实验原理
(1)生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。
(2)生态系统的稳定程度，取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
(3)观察生态缸中生物的生存状况和存活时间的长短，了解生态系统的稳定性及影响稳定性的因素。生态缸的设计要求及其分析 2．实验流程3．生态缸的设计要求及分析
4.观察时的注意事项
(1)要设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况(由颜色变化进行判别)及基质变化等。
(2)定期观察，同时做好观察记录。
(3)如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录发现的时间。
(4)依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，了解生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
①生态缸中虽然成分齐全，生产者、消费者和分解者之间可以进行能量流动和物质循环，但是由于生态缸中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
②如果生态缸是一个开放的生态系统，则生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。探究点 表格类信息题的解答
——判断生态系统稳定性的方法
[案例] 为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
注：“＋”表示有；“－”表示无。
请回答以下问题：
(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为____________，原因___________________________________________。
(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是________________ _______________________________________________________________________________________________________。
(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量__________，原因是_________________________________________________。
(4)根据观测结果，得出结论：
①_____________________________________________
____________________________________________，
②___________________________________________
_____________________________________________。
[技巧突破] (1)甲瓶为何最稳定：
生态系统的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。在光照条件下，水草、藻类为生产者，进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者——浮游动物提供氧气和食物，泥沙中含有微生物——分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。
(2)准确分析表中的信息：
①乙瓶与甲瓶相比缺少光照，不久稳定性被破坏，说明光照是维持该生态系统的必要条件；
②丙瓶与甲瓶相比缺少分解者，不久稳定性被破坏，说明分解者是维持该生态系统的必要条件；
③丁瓶与甲瓶相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性被破坏，说明生态瓶中消费者不能过多，过多会破坏食物链，造成生态系统崩溃。
[答案] (1)减少 缺乏光照，无法进行光合作用
(2)没有微生物的分解作用
(3)低 小鱼呼吸要消耗部分氧气
(4)①分解者是生态系统的重要组成成分
②光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件
[方法警示] 得分要点
(1)必须体现“减少 缺乏光照，无法进行光合作用”。
(2)必须体现“没有微生物”。
(3)必须体现“低” 小鱼呼吸要消耗部分氧气”。
(4)必须体现“光照是必要条件 分解者是重要组成成分”。
失分案例
(1)错答为“增加 消费者少”。
(2)错答为“光合作用旺盛”。
(3)错答为“相等 生产者一样”。
(4)错答为“泥沙是生态系统的重要成分 生物越多，生态系统越稳定等”。
