(共36张PPT)
第1节 生态系统的结构
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.概述生态系统的组成成分，明确它们在生态系统中的作用。
2.分析生态系统的营养结构。
3.阐述食物网的复杂性与生态系统稳定性的关系。 1.在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体叫作生态系统。
2.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。
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，包括绿色植物和硝化细菌等。
5.消费者都是异养生物，主要是动物和营寄生生活的生物。
6.分解者都是异养生物，主要是营腐生生活的细菌、真菌和一些营腐生的动物，如蚯蚓、蜣螂等。
7.食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的渠道。
[理清主干知识]
一、生态系统的概念和类型
1．概念：在一定空间内，由 与它的 相互作用而形成的统一整体。
生物群落
水域生态系统
人工生态系统
非生物环境
二、生态系统具有一定的结构
1．生态系统的组成成分
(1)组成：非生物的物质和能量、 、 和 。
(2)三种生物成分的比较：
项目 生产者 消费者 分解者
作用 可通过光合作用，固定太阳能 加快生态系统的_________。有助于植物_______________ 将_________________________分解成无机物
地位 生态系统的____ 生态系统的最活跃成分 生态系统的关键成分
实例 自养生物，主要是_________ 主要是动物 主要是___________
生产者
消费者
分解者
物质循环
传粉和种子传播
动植物遗体和动物的排遗物
基石
绿色植物
细菌和真菌
2．食物链和食物网
(1)食物链
食物链 玉米―→蝗虫―→蛙 ―→蛇―→鹰
生态系统的成分 生产者 __________ 次级消费者 三级消费者 四级消费者
营养级级别 第一营养级 __________ 第三营养级 第四营养级 第五营养级
初级消费者
第二营养级
(2)食物网
①概念：食物链彼此 连接成的复杂营养关系。
②形成的原因：一种绿色植物可能是多种 动物的食物；而一种植食性动物既可能吃 植物，也可能被多种 动物所食。
(3)功能
①生态系统的营养结构。
②生态系统的 和 的渠道。
③食物网越复杂，生态系统 的能力就越强。
相互交错
植食性
多种
肉食性
能量流动
物质循环
抵抗外界干扰
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统 ( )
(2)自养生物一定是生产者，生产者一定是自养生物 ( )
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌 ( )
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的“桥梁”，其中生产者处于主导地位 ( )
(5)食物网中两种生物之间都是捕食关系 ( )
(6)在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定 ( )
×
√
×
√
×
√
2．连线生态系统的组成成分
[在探究中学明]
1．生态系统的概念分析
(1)如图甲为热带雨林的一个场景，图乙为海洋生物的一个场景， 两图中的生物和非生物成分均有植物、动物、阳光、空气、水、土壤等。图甲与图乙中的生物能否相互交换，为什么？
提示：不能。每种生物生活的环境不同，都与自己生活的非生物环境相适应，生态系统就是生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
(2)如图为种群、群落及生态系统之间的关系，据图分析它们之间的关系。
提示：群落是由多个不同的种群组成的，生态系统是由群落与无机环境构成的。
2．生态系统的组成成分
以池塘为例，分析生态系统的组成成分及各组成分之间的关系。
(1)非生物的物质和能量有 等。
阳光、水、空气、无机盐
(2)该生态系统的生产者有哪些？是否生产者都是绿色植物？举例说明。
提示：图中的水草、浮萍、栅藻、团藻等属于自养生物，是生产者。生产者并不都是绿色植物，如进行化能合成作用的硝化细菌也是生产者。
(3)该生态系统的消费者有哪些？消费者是否都是动物？举例说明。
提示：虾、草鱼、黑鱼等动物属于消费者。消费者并不一定都是动物，如菟丝子和营寄生生活的细菌也是消费者。
(4)分解者是否都是细菌和真菌？
提示：不一定，如蚯蚓和蜣螂等也是分解者。
[在深化中提能]
1．生态系统各成分的比较
项目 组成内容 作用 同化类型
非生物的物质和能量 阳光、热能、空气、水、无机盐等 为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础 —
生产者 ①光合作用：绿色植物、光合细菌、蓝细菌等；
②化能合成作用：硝化细菌等 无机物→有机物；光能、无机化学能→有机化学能；为消费者提供食物和栖息场所 自养型
项目 组成内容 作用 同化类型
消费者 包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子) 加快生态系统中的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播 异养型
分解者 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物，供生产者重新利用 异养型
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(有机物及其贮存的化学能)的成分，因此，可以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。
[例1] 生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是 ( )
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
[解析] 在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌和硫细菌等是生产者，营寄生生活的细菌是消费者；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者。
[答案] C
[例2] 下面是生态系统成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是 ( )
A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物
B．a中全是异养型真核生物
C．c只包括腐生细菌和真菌
D．a是该生态系统的基石，一旦遇到破坏，会影响整个生态系统的稳定
[解析] 生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的物质和能量来自b，并可传递给c，所以b是生产者，a是消费者，c是分解者。生产者多数是光能自养型的真核生物，如绿色植物，但也有化能自养型的原核生物，如硝化细菌等；消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消费者，但属于原核生物；细菌中有很多属于寄生菌类，属于消费者。分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蟑螂等；生态系统的基石是b(生产者)。
[答案] A
生态系统成分中的三个“≠”
(1)生产者≠植物：生产者不一定都是植物，某些细菌也可以是生产者，如硝化细菌等；植物也不一定都是生产者，如菟丝子是消费者。
(2)消费者≠动物：消费者不一定都是动物，如某些营寄生生活的微生物；动物也不一定都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓等。
(3)分解者≠微生物：分解者不一定都是微生物，如某些营腐生生活的动物；微生物也不一定都是分解者，如能自养的微生物是生产者，营寄生生活的微生物是消费者。
[在应用中落实]
1．下列关于生态系统组成成分的说法，正确的是 ( )
A．细菌都是生态系统中的分解者
B．蓝细菌都是生态系统中的生产者
C．植物都是生态系统中的生产者
D．动物都是生态系统中的消费者
解析：细菌不都是生态系统中的分解者，如硝化细菌属于生产者，A错误；蓝细菌能吸收二氧化碳进行光合作用，制造有机物并产生氧气，因此蓝细菌是生态系统中的生产者，B正确；植物不都是生态系统中的生产者，如菟丝子属于消费者，C错误；动物不都是生态系统中的消费者，如蚯蚓属于分解者，D错误。
答案：B
2．关于生态系统中分解者的叙述，正确的是 ( )
A．专门营腐生生活的细菌不一定是分解者，有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，营寄生或腐生生活
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者不一定都是微生物，微生物也不一定都是分解者
解析：营腐生生活的细菌一定是分解者，A错误；分解者将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物，只营腐生生活，不营寄生生活，B错误；分解者分解动植物遗体释放出来的能量，被自己利用或以热能的形式散失，不能供绿色植物同化作用再利用，C错误；蚯蚓不是微生物，但属于分解者，硝化细菌属于微生物，但不是分解者，而是生产者，D正确。
答案：D
[在探究中学明]
下图为某陆地生态系统的食物网，据图回答有关问题。
(2)图中属于次级消费者的生物是 。
(3)写出图中含营养级最多的食物链：_____________________________________。
(4)图中猫头鹰同时占有第 营养级。
(5)猫头鹰所在的最短的食物链是 。
(6)该图作为生态系统缺少的成分是 。
(7)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛之间的关系是 。
(8)若狐灭绝后，兔子数量会发生怎样的变化？
提示：兔子的数量先增加后减少，最终趋于稳定。
狐、猫头鹰、吃虫的鸟、蜘蛛、青蛙、蛇
草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰
三、四、五、六
草→鼠→猫头鹰
非生物的物质和能量、分解者
种间竞争和捕食
[在深化中提能]
1．明确关于食物链和食物网的六个易误点
(1)每条食物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，中间有任何间断都不算完整的食物链。
(2)食物链由生产者和消费者构成，分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。
(3)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。
(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。
(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。
(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是种间竞争关系。
2．食物链(网)中各营养级生物数量的变化
(1)当第一营养级(草)生物数量减少，会导致其他生物数量都减少。
(2)当“天敌”蛇减少，则被捕食者青蛙的数量先增加后减少最后趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物数量减少的情况：在食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只吃蛇，它可依靠其他食物来源维持其数量基本不变。
(4)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路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
[例1] 下列属于生态系统食物链和食物网特征的是 ( )
A．同一营养级的动物一定是一个种群
B．一种生物只能被另一种生物捕食
C．第一营养级的生物通常指绿色植物
D．同一种动物只能占据一个营养级
[解析] 同一营养级的动物可以包括多个物种、多个种群；一种生物可以被一种或多种生物捕食；第一营养级的生物是生产者，绝大多数生态系统的生产者是绿色植物；同一种动物可以捕食多种生物，在食物网的不同食物链中可占据不同营养级。
[答案] C
[例2] (2022·广东高考)如图为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是 ( )
A．a、c是生产者 B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物 D ．d、f是植食动物
[解析] 图中食物网包含的食物链有a→f、a→d→e→f、a→d→e→c、a→c、b→f、b→c。 a、b处于第一营养级，是生产者；d处于第二营养级，是植食动物；e处于第三营养级，是肉食动物；c、f可以处于第二营养级也可以处于第四营养级，是杂食动物。C正确。
[答案] C
[在应用中落实]
1．农田生态系统中，假设有两条主要的食物链(如图)，如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是 ( )
A．有利于生态系统的平衡 B．水稻虫害严重
C．蛇的数量迅速增加 D．鼠的数量迅速增加
解析：大量捕捉蛙以后，害虫失去了天敌，所以害虫数量会迅速增加；蛙减少以后，蛇的数量不会变化很大，因为蛇有蛙和鼠两个食物来源，但鼠的数量会因蛇的大量捕食而减少。
答案：B
2.某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A．人与兔的种间关系是捕食和种间竞争
B．若除去鼬，则鹰的数量会增加
C．大量捕杀鼬会导致鼠种内竞争增强
D．植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰
解析：兔和人有共同的食物来源，二者存在种间竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若除去鼬，鹰缺乏竞争，数量会增多；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内竞争会增强；从植物到鹰的食物链有4条，因此植物中的能量通过4条食物链传递给鹰。
答案：D
[课堂巩固落实]
1．(2021·广东高考)“葛(葛藤)之覃兮，施与中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个 ( )
A．黄鸟种群 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
解析：分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成了一个自然生态系统。
答案：C
2．从生态系统的组成成分看，光合细菌和蚯蚓分别属于 ( )
A．生产者、消费者 B．生产者、分解者
C．分解者、消费者 D．消费者、分解者
解析：光合细菌为自养型微生物，属于生产者；蚯蚓为腐生动物，即营腐生生活，属于分解者。
答案：B
3．连接生物界和无机自然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：生产者能将无机自然界中的无机物转化为体内的有机物。分解者能将动植物遗体、动物排遗物等所含的有机物，分解成简单的无机物，归还到无机自然界中。
答案：D
4．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是 ( )
A．每种动物在生态系统中只能处于一个营养级
B．食物网越简单，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强
C．一类生物可能属于生态系统中的多种生物成分
D．在食物链和食物网中含有生态系统的所有生物成分
解析：在不同的食物链中，同种生物可处于不同的营养级，A错误；一般来说，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强，B错误；一类生物可能属于生态系统中的多种成分，如细菌可以属于生产者、消费者或分解者，C正确；在食物链和食物网中含有的生态系统的成分是生产者和消费者，不包括分解者，D错误。
答案：C
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，其他生物种群数量将有所变化。短期内，种群数量变化趋势正确的是 ( )
A．绿藻上升 B．白鲢下降
C．水蚤下降 D．都上升
解析：花鲢以水蚤为食，故花鲢被大量捕捞后，水蚤数量将会增加，导致绿藻数量减少；乌鱼以花鲢和白鲢为食，花鲢被大量捕捞后，乌鱼将会捕食更多的白鲢，故白鲢的数量将减少。
答案：B (共38张PPT)
第5节 生态系统的稳定性
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.阐明生态系统的自我调节能力。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3.简述提高生态系统稳定性的措施。 1.生态平衡是生态系统的结构和功能处于一种相对稳定的状态。
2.处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡、收支平衡三个特征。
3.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础。
4.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
5.抵抗力稳定性与生态系统的成分和营养结构复杂程度呈正相关。
[理清主干知识]
一、生态平衡与生态系统的稳定性
1．生态平衡的概念和特征
(1)生态平衡概念：生态系统的 处于 的状态，是一种动态的平衡。
(2)生态平衡的特征
①结构平衡：生态系统 保持相对稳定。
②功能平衡： 的生态过程正常进行，保证了物质_________，能量 ，生物个体 。
③收支平衡：例如在某生态系统中，植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的 ，处于比较稳定的状态。
结构和功能
相对稳定
各组成成分
生产—消费—分解
总在循环
不断流动
持续发展和更新
有机物的量
2．生态平衡的调节机制
(1)负反馈：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为 调节该系统的工作，并且使系统工作的效果 ，它可使系统保持稳定。
(2)负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备 的基础。既存在于生物群落内部，也存在于生物群落与非生物环境之间。
3．生态系统的稳定性
(1)概念：生态系统 自身 处于相对平衡状态的能力，生态系统稳定性强调的是生态系统维持 的能力。
(2)生态系统的自我调节能力是 的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重破坏。
信息
减弱或受到限制
自我调节能力
维持或恢复
结构与功能
生态平衡
有限
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1．两者比较
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
概念 生态系统 并使自身的结构与功能 的能力 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后 的能力
实质 抵抗干扰、_________ ____________________
抵抗外界干扰
保持原状
恢复到原状
保持原状
遭受破坏后恢复原状
2.抵抗力稳定性与营养结构的关系：生态系统中的 越多→ 越复杂→ 越强→ 越高。
组分
食物网
自我调节能力
抵抗力稳定性
三、提高生态系统的稳定性
(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的 。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的 投入，保证生态系统内部 的协调。
自我调节能力
物质、能量
结构与功能
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高 ( )
(2)一个生态系统的抵抗力稳定性很低，则恢复力稳定性就一定很高 ( )
(3)河流受到轻度污染后河水仍能清澈如初及火灾后草原的恢复均属恢复力稳定性 ( )
(4)生态平衡包括结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面 ( )
×
×
×
√
2．连线生态系统稳定性的种类、含义与营养结构的关系
[在探究中学明]
1．亚马孙森林已经存在至少上千万年了，中间尽管经常遭受洪涝、火烧、虫害，也遭受人类的砍伐与放牧等活动的干扰，但现在依然保持着生态平衡。
(1)维持生态平衡的亚马孙森林应具有哪些特征？
提示：结构平衡、功能平衡和收支平衡。
(2)如图为亚马孙森林中食虫鸟种群和害虫种群之间的调节关系。
由上图分析亚马孙森林维持生态平衡的主要原因是什么？
提示：亚马孙森林生态系统组分多，食物网复杂，生态系统具有一定的自我调节能力，其基础为负反馈调节。
2．已知污染的湖泊中污染状况加剧，如图：
由图分析可知该生态系统具有加速最初发生变化的那种成分所发生变化的能力，这种能力称为 调节，该实例说明生态系统的自我调节能力是_____________。
正反馈
有一定限度的
3．下图表示受到干扰后，生态系统功能的变化图，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，请分析：
(1)热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要 (填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。
(2)x的大小可作为 稳定性强弱的指标，x值越大说明该稳定性 。
(3)TS与生态系统总稳定性之间的关系是怎样的？
提示：TS可作为总稳定性的定量指标，面积越大，生态系统的总稳定性越低。
大于
恢复力
越弱
4．某地农业部门在防治棉铃虫问题上，提出了两种方案：一种是喷洒高效农药；一种是放养赤眼蜂(其为棉铃虫天敌)。请评价哪种方案更有利于提高农田生态系统的稳定性？说明理由。
提示：放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量的棉铃虫的天敌。棉铃虫失去了天敌的控制，就容易再度大爆发。在棉田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低水平。从这个角度看，放养赤眼蜂更有利于提高农田生态系统的稳定性。
[在深化中提能]
1．判断生态系统抵抗力稳定性大小的方法
2．抵抗力稳定性与恢复力稳定性的比较
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身的结构与功能相对稳定 恢复自身的结构与功能相对稳定
核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状
影响因素 生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强 一般情况下，生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强
[例1] 下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是 ( )
A．热带雨林比温带针阔叶混交林的抵抗力稳定性弱
B．草原生态系统食物链少，恢复力稳定性强
C．对生态系统的利用不应超过生态系统的自我调节能力
D．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础
[解析] 热带雨林的营养结构比温带针阔叶混交林复杂，抵抗力稳定性强；草原生态系统中的食物链少，营养结构简单，抵抗力稳定性弱，但恢复力稳定性强；生态系统的自我调节能力有一定的限度，若超过该限度，生态系统将会遭到破坏；生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。
[答案] A
[例2] (2021·湖南高考)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线
B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C．该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
D．过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
[解析] 早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”形曲线，A正确。环境容纳量是指在相当长一段时间内，环境所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a，B错误。由图可知，食草动物过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节， C正确。生态系统有自我调节能力，但有一定的限度，过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的自我调节能力，致使草原退化，D正确。
[答案] B
[归纳拓展] 正反馈调节和负反馈调节的比较
比较项目 正反馈 负反馈
调节方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 常使生态系统远离稳态 有利于生态系统保持相对稳定
[在应用中落实]
1. 右图为某一生态系统稳定性图解，对此理解错误的是 ( )
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈负相关
解析：生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，且一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性也呈负相关。
答案：B
2．生态系统之所以能维持自身结构与功能的相对稳定，是因为生态系统具有自我调节能力，以下不属于生态系统自我调节实例的是 ( )
A．某森林经过火灾后，许多种子萌发，迅速长成新植株
B．某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降
C．使用毒鼠药控制农田中老鼠的种群增长
D．某森林食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加
解析：森林经过火灾后，许多种子萌发，迅速长成新植株，说明生态系统具有恢复力稳定性，属于生态系统自我调节的实例，A不符合题意；某种动物在其种群密度较高时繁殖能力下降，使该种群的数量保持相对稳定，属于生态系统自我调节的实例，B不符合题意；使用毒鼠药控制农田中老鼠的种群增长，不属于生态系统自我调节的实例，C符合题意；森林食虫鸟的数量因害虫数量的增加而增加，使害虫种群的增长受抑制，属于生态系统自我调节的实例，D不符合题意。
答案：C
[在探究中学明]
1．设计生态缸时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？
提示：设计一个生态系统需要加入的组成成分有非生物的物质、能量、生产者、消费者和分解者，而且投入的生物之间应能够形成食物链。
2．在设计生态缸时一般要加入河泥，请分析其作用。
提示：提供分解者；为绿色植物提供必需的矿质元素。
3．为保证生物的生存，必需的外部条件是什么？
提示：良好的光照和适宜的温度。
4．生态缸实验设计要求及分析
设计要求 相关分析
生态缸必须是封闭的 防止____________________________
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者) 生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明 为 ，保持生态缸内温度，便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的 ，要留出一定的空间 便于操作，缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光 防止 导致水生植物死亡
选择的动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
外界生物或非生物因素的干扰
光合作用提供光能
4/5
水温过高
5.生态缸稳定性观察与分析
(1)观察稳定性，可通过观察 等判断生态系统的稳定性。
(2)由于生态缸中的成分极为简单， 能力极弱，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。
动植物的生活情况、水质变化、基质变化
自我调节
[在应用中落实]
1．某同学设计了一个小生态瓶，要想较长时间保持稳态，需要做到的是 ( )
①要有稳定的能量来源
②生产者、消费者、分解者的数量要搭配合理
③放在散射光下，以便植物的光合作用能满足各种生物对氧气和养料的需要
④各种生物产生的CO2能满足植物进行光合作用
⑤瓶底应放一些鹅卵石
A．①③④ B．①②③④
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
解析：生态系统在能量来源上不能自给自足，必须依赖太阳能，因此设计的生态瓶要有稳定的能量来源；生态瓶内可实现物质的循环利用，但为维持其稳定性，生产者、消费者和分解者的数量要搭配合理；瓶底放一些鹅卵石并不是设计生态瓶所必需的。
答案：B
2．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列叙述错误的是 ( )
A．甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少
B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D．若想维持生态平衡，丙瓶不应放在黑暗中
解析：甲瓶与乙瓶的区别是小鱼数量不同，乙瓶与丙瓶的区别是放置的环境不同。甲瓶中消费者数量过多，小鱼会很快死亡；丙瓶置于黑暗中，植物不能进行光合作用，瓶中生物也会很快死亡。相比之下，乙瓶中的生物存活时间较长。
答案：A
3．甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表(“＋”表示有，“－”表示无)。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。下列有关叙述错误的是 ( )
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － － ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
A.生态瓶必须是密闭的，放在直射光下，生物成分的数量要搭配合理
B．乙瓶中缺乏光照，生态瓶不稳定说明了生态系统需要稳定的能量输入
C．丙瓶中没有泥沙，分解者太少，不利于物质循环的顺利进行
D．丁瓶中虽然物种更加丰富，但可能因为氧气含量少而不如甲瓶稳定
解析：生态瓶必须是密闭的，但不能让阳光直射，因为光照过强，生态瓶内温度太高，会使生物失去活性；缺乏光照情况下无法进行光合作用，生产者不能生长，生态瓶不稳定，说明了生态系统需要稳定的能量输入；由于丙瓶中没有泥沙，分解者数量太少或没有分解者的分解作用，所以不利于物质循环的顺利进行；与甲瓶相比，丁瓶氧气含量减少，因为消费者(小鱼等)较多，呼吸要消耗较多的氧气。
答案：A
[课堂巩固落实]
1．某池塘生态系统的结构和功能由于污染物的排放遭到破坏，停止排放污染物后，逐步恢复原状，这是由于该生态系统具有 ( )
A．抵抗力稳定性 B．恢复力稳定性
C．抗污染能力 D．抗干扰能力
解析：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫作恢复力稳定性。
答案：B
2．要提高生态系统维持稳定性的能力，最有效的方法是 ( )
A．减少分解者的数目 B．增加物种的多样性
C．改变环境中的湿度 D．减少消费者的数目
解析：在生态系统中，生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。
答案：B
3．下列关于生态系统稳定性的描述，正确的是 ( )
A．河流受到轻微的污染依然清澈，属于恢复力稳定性
B．恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性一定强
C．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
D．引入新物种到一个生态系统会使生物种类增加从而提高其抵抗力稳定性
解析：河流受到轻微污染依然清澈，表现为“抵抗干扰，保持原状”，属于抵抗力稳定性；有些生态系统(如苔原)抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性；引入新物种到一个生态系统可能使原有物种灭绝，从而使该生态系统抵抗力稳定性下降。
答案：C
4．将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜的条件下。下列相关叙述正确的是 ( )
A．植物为鱼的生存提供氧气
B．鱼只为植物的光合作用提供CO2
C．能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物
D．若该玻璃缸长期置于黑暗中，只有植物会死亡
解析：植物光合作用产生的氧气可为鱼的生存提供条件，A正确；鱼是异养需氧型生物，呼吸作用产生的CO2可为植物光合作用提供原料，鱼的排泄物经过微生物的分解也能为植物提供养料，B错误；在玻璃缸中，能量来源于植物光合作用固定的太阳能，沿食物链由植物流向鱼，不能逆向流动，C错误；生物的生存离不开能量的供应，而该生态系统的能量来源于植物光合作用固定的太阳能，故长期黑暗，鱼和植物均会死亡，D错误。
答案：A
5．如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后，生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是 ( )
A．在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力
B．在受到干扰后，曲线偏离正常范围越晚和幅度越小，说明生态系统的抵抗力稳定性越高
C．S2所代表的面积越大，生态系统的恢复力稳定性越高
D．S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高
解析：生态系统具有一定的自我调节能力，所以生态系统具有一定的稳定性，A正确；生态系统的抵抗力稳定性越高，受到干扰后，曲线偏离正常范围的时间越晚，幅度越小，B正确；生态系统的恢复力稳定性越高，受到干扰后曲线回到正常范围所需的时间越短，S2越小，C错误；由题图可知，S3所代表的面积越小，生态系统的稳定性越高，D正确。
答案：C (共41张PPT)
第4节 生态系统的信息传递
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.举例说明生态系统中信息传递的种类。
2.阐述生态系统中信息传递的作用。
3.概述利用生态系统的原理提高农作物产量和进行有害动物防治。 1.光、声、温度、湿度、磁场等属于物理信息，生物碱、有机酸和性外激素等属于化学信息，生物的行为特征可体现为行为信息。
2.信息传递过程中要有信息源、信道和信息受体。
3.生命活动的正常进行以及生物种群的繁衍离不开信息的传递；信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
4.信息传递在农业生产中既能提高农产品或畜产品的产量，又能对有害动物进行控制。
[理清主干知识]
一、生态系统中信息的种类
1．信息的种类
(1)物理信息
①概念：通过 传递的信息。
②举例： 、 、 、湿度、磁场等。
③来源：非生物环境、生物 。
物理过程
光
声
温度
个体或群体
(2)化学信息
①概念：生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的 。
②举例：植物的 、有机酸等代谢产物，动物的 等。
(3)行为信息
①概念：动物的 (主要是各种动作)在 之间传递的信息。
②举例： 、雄鸟的“求偶炫耀”等。
化学物质
生物碱
性外激素
特殊行为
同种或异种生物
蜜蜂跳舞
2．信息种类与生物的关系
(1)生物可以通过 信息类型进行交流。
(2)信息传递既存在于 之内，也发生在 之间。
3．信息传递的过程
(1)信息源：信息 的部位。
(2) ：信息传播的媒介。
(3)信息受体：信息接收的 。
一种或多种
同种生物
不同生物
产生
信道
生物或其部位
二、信息传递在生态系统中的作用
三、信息传递在农业生产中的应用
1．提高农畜产品的产量
实例：若能利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物，就可以提高果树的_________________；养鸡时延长光照时间，可以提高 。
2．对有害动物进行控制
(1)控制动物危害的方法主要有 、 和机械防治等三种类型。
(2)生物防治的特点：对人类生存环境 、有效。
(3)实例：利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；利用昆虫 诱捕或警示有害动物，降低有害动物的 ；利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，降低其繁殖能力。
传粉效率和结实率
产蛋率
化学防治
生物防治
无污染
信息素
种群密度
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息 ( )
(2)生物之间的信息传递只限于同种生物 ( )
(3)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 ( )
(4)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
( )
(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 ( )
×
×
√
√
√
2．连线生态系统中信息的种类及实例
[在探究中学明]
1．生态系统信息传递的种类
根据相关资料分析回答有关问题。
资料1：如图为一只蝴蝶、一只蜻蜓撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，蜘蛛感觉到了振动，爬向蝴蝶。
资料2：搜救犬在地震等自然灾害中搜寻幸存者时会发挥重要作用，其是根据人的气味进行搜寻的。
资料3：春天是孔雀产卵繁殖后代的季节。雄孔雀展开它那五彩缤纷、色泽艳丽的尾屏，还不停地做出各种各样优美的舞蹈动作，向雌孔雀炫耀自己的美丽，以此吸引雌孔雀。待到它求偶成功之后，便与雌孔雀一起产卵育雏。
(1)资料1、2、3所述分别属于生态系统哪种信息类型？
提示：分别属于物理信息、化学信息和行为信息。
(2)生态系统的信息是否只来自生物？举例说明。
提示：不是，如光、温度、湿度、磁场等物理信息。
(3)生物是否只通过一种信息类型进行交流？举例说明。
提示：生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。例如，孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶，也可通过鸣叫等物理信息与同类交流。当草原返青时，食草动物先在远处通过识别植物的“绿色”(物理信息)来搜寻食物，然后在近处通过植物的气味(化学信息)来辨别和摄取食物。
(4)生态系统的信息传递是否只存在于同种动物之间？举例说明。
提示：生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间。如在非洲大陆上，犀牛与牛椋鸟之间有频繁的信息交流，鸟的鸣叫与跳跃可以提醒犀牛附近有危险情况。
2．生态系统信息传递的过程
(1)图中“信息”可来自何处？
提示：生物或非生物环境。
(2)信息传递过程中应具备的三个要素是什么？
提示：信息源、信道和信息受体。
(3)从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？
提示：一般具有双向传递的特点。
[在深化中提能]
1．关注信息传递的三个注意点
(1)生态系统的信息既可来自生物，也可来自环境。
(2)信息传递可存在于生物与生物之间，包括同种生物间和不同种生物间，还可存在于生物与非生物环境之间。
(3)生态系统的信息传递可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。
2．信息传递与能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
渠道 食物链或食物网 食物链或食物网 多种途径
特点 单向流动，逐级递减 循环往复，具有全球性 单向或双向
范围 生物群落 生物群落与非生物环境之间 生物与生物之间或生物与非生物环境之间
[例1] 某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是 ( )
A．小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息
B．小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息
C．小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息
D．激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息
[解析] 小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息；小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息；小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息；激怒小鸟的信息是直接来自非生物的物理信息。
[答案] D
[例2] 如图为生态系统成分的模式图，下列叙述错误的是 ( )
A．图中的各成分之间均可以传递信息
B．生产者和消费者之间的信息传递可以调节种间关系
C．非生物环境发出的信息种类只能是物理信息
D．能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能
[解析] 从图中可以看出，生态系统的每种成分均能发出信息，也能接受信息，所以说生态系统的信息传递在生态系统的各种成分间均能进行。信息传递的主要功能之一就是调节种间关系。非生物环境发出的信息可以是物理信息，也可以是一些营养物质发出的化学信息。
[答案] C
生态系统信息传递种类的判断方法
(1)涉及光、声、温度(热)、湿度、磁场等通过物理过程传递的信息应为物理信息，其接收途径包括动物的听觉、视觉、皮肤及植物的叶、芽或细胞中光敏色素对光信息的接收等。
(2)涉及“化学物质”(包括植物的生物碱、有机酸等代谢产物、动物的尿液、性外激素等)的信息为化学信息。
(3)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。
(4)从文字表述的着重点判断：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。
[在应用中落实]
1．某种海龟的舌尖处有两条红色突起，它在捕食时，先张开口并让舌头来回摆动，很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物，以利于捕食。海龟的这种活动包含了 ( )
A．物理信息和行为信息 B．行为信息和化学信息
C．物理信息和营养信息 D．物理信息和化学信息
解析：该海龟的舌尖处有两条红色突起，它在捕食时，先张开口并让舌头来回摆动，属于行为信息，其中红色突起中红色是颜色，属于物理信息，因此该海龟的这种活动包含物理信息和行为信息。故选A。
答案：A
2．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示 ( )
A．能量流动、碳的循环、信息传递
B．能量流动、信息传递、碳的循环
C．碳的循环、能量流动、信息传递
D．信息传递、能量流动、碳的循环
解析：物质是循环的，可用甲图表示；能量流动是单向的，可用乙图表示；信息传递往往是双向的，可用丙图表示。
答案：C
[在探究中学明]
分析下面的资料，总结生态系统中信息传递的作用
资料1：海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波。它们可使用频率超过100 kHz的超声波进行“回声定位”。
资料2：有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长。
(1)由资料1、2可以看出， ，离不开信息的传递。
生命活动的正常进行
资料3：自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能够开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素。
(2)由资料3可以得出， ，离不开信息的传递。
资料4：科学家们在研究植物与草食性昆虫之间的关系时，发现一个有趣的现象：当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图：
生物种群的繁衍
资料5：在生态系统中，食物链上的相邻营养级的某些个体行为与种群的特征为对方提供了大量的有用信息。例如：森林中，狼能够依据兔子留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
(3)由资料4、5可以看出，信息的传递还能_________________________________________。
调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
[在深化中提能]
信息传递在生态系统中的作用和应用
[典例] 下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述，错误的是 ( )
A．动物的特殊行为可在同种或异种生物之间传递信息
B．生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的
C．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，以降低害虫的种群密度
[解析] 动物的特殊行为，对于同种或异种生物来说能够传递某种信息，即行为信息，A正确；生态系统中的信息传递一般是双向的，B错误；生态系统信息传递有调节生物种间关系，维持生态系统稳定的作用，C正确；利用昆虫信息素(即化学信息)诱捕或警示有害动物，可降低害虫的种群密度，D正确。
[答案] B
[在应用中落实]
1．下列措施中，不属于生态系统中信息传递的应用的是 ( )
A．利用黑光灯诱捕昆虫，调查昆虫的种群密度
B．利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏其正常的性别比例
C．芦苇生长期用一定浓度的赤霉素处理，增加纤维长度
D．利用电子仪器产生与蜜蜂跳圆圈舞相同的频率，诱惑蜜蜂采蜜传粉
解析：昆虫具有趋光性，黑光灯发出的光属于物理信息，故利用黑光灯诱捕昆虫，调查昆虫的种群密度体现了物理信息对生物的影响，A不符合题意；利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏其正常的性别比例，性引诱剂属于化学信息，该应用体现了生态系统的信息传递会影响种群的繁衍，B不符合题意；芦苇生长期用一定浓度的赤霉素处理，增加纤维长度，这属于植物激素的应用，C符合题意；利用电子仪器产生与蜜蜂跳圆圈舞相同的频率诱惑蜜蜂采蜜传粉，电子仪器产生的与蜜蜂跳圆圈舞相同的频率属于物理信息，该应用体现了物理信息对生物的影响，D不符合题意。
答案：C
2．下列有关生态系统信息传递的说法，错误的是 ( )
A．动物园内，雌孔雀看到正在开屏的雄孔雀停止进食是行为信息，小朋友看到孔雀漂亮的羽毛欢呼起来是物理信息
B．胰岛B细胞释放胰岛素，胰岛素作用于肝脏细胞，促进肝糖原的合成，胰岛素属于生态系统的化学信息
C．鹿总是随着秋天短日照的到来而进入生殖期，它们在秋天交配刚好能使它们的幼仔在春天条件最有利时出生，说明生物种群的繁衍，离不开信息的传递
D．生态系统的信息传递是生态系统实现反馈调节的前提
解析：孔雀开屏是雄孔雀的求偶行为，雌孔雀对此行为作出反应，停止了进食；小朋友看到的是开屏后孔雀漂亮的羽毛，是对颜色的反应，属于物理信息。生态系统的信息传递存在于生物与生物之间以及生物与非生物环境之间，生物体内部的信息传递不能称为生态系统的信息传递。日照属于物理信息，短日照促进鹿的性腺发育，可见日照长短对生物的繁殖有很大的影响。生态系统实现反馈调节，离不开信息传递。
答案：B
[课堂巩固落实]
1．草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并用力抖动两翼，给孵卵的雌鸟发出逃避的信号。这种信息属于 ( )
A．物理信息 B．行为信息
C．化学信息 D．营养信息
解析：雄鸟通过急速起飞，并用力抖动两翼向雌鸟发出逃避信号，这种信息属于行为信息。故选B。
答案：B
2．下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是 ( )
A．小囊虫在发现榆、松等可寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
解析：分析题意可知：小囊虫在发现榆、松等可寄生植物后发出的聚积信息素、榆树分泌的一种化学物质和群居动物的群体气味都属于化学信息，而雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息。
答案：C
3．在生态系统中，信息传递发生在 ( )
A．种群与种群 B．种群内部各个体
C．生物与环境 D．以上三项都可发生
解析：信息传递发生在生态系统的各个组成成分之间。
答案：D
4．生态系统中信息的传递对于维持生态系统稳定性具有极其重要的作用。有人做了一个实验：迅速将一只盲椿象杀死，尽管做得很干净无声，还是引起了其他盲椿象的逃跑。下列相关叙述错误的是 ( )
A．该实验中引起其他盲椿象逃跑的信息属于化学信息
B．生态系统中的信息都由生物发出并相互传递起作用
C．种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递
D．信息传递引起的反馈调节维持了生态系统的稳定
解析：该实验中引起其他盲椿象逃跑的信息是生物合成的化学物质——信息素，这种信息素属于化学信息，A正确；生态系统中的信息并不是都由生物发出的，如物理信息的来源可以是非生物环境，B错误；种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递，C正确；信息传递引起的反馈调节维持了生态系统的稳定，是维持生态系统自我调节能力的基础，D正确。
答案：B
5．信息传递在农业生产上有多方面的应用，下列叙述错误的是 ( )
A．提高农产品的产量
B．提高畜产品的产量
C．对有害动物进行控制
D．可以提高农作物抵抗害虫的能力
解析：信息传递在农业生产上的应用有两方面：一是提高农产品和畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。信息传递不能提高农作物抵抗害虫的能力。
答案：D (共48张PPT)
第3节 生态系统的物质循环
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.以碳循环为例，分析生态系统的物质循环过程。
2.理解生物富集的成因和危害。
3.阐释物质循环和能量流动的关系。 1.生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、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。
2.物质循环的特点是具有全球性、循环性。
3.生物富集是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。
4.食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越大。
5.物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。
[理清主干知识]
一、碳循环
1．循环形式：在生物群落与非生物环境间主要以 的形式循环。
2．过程图解
图中：① ，② ，③植物(生产者)，④动物(消费者)，⑤________，⑥ 。
CO2
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者的分解作用
3．大气和海洋在碳循环之间的关系
当大气中二氧化碳含量增加， 中的二氧化碳含量也随之增加；如果大气中的二氧化碳发生局部短缺，水圈中的二氧化碳也能及时 。
4．温室效应
(1)形成原因：主要是 的开采和使用使大气中 含量迅速增加，打破了生物圈 的平衡。
(2)应对方法：一方面要 ，另一方面要提高 。
水圈
进入大气
化石燃料
CO2
碳循环
减少二氧化碳的排放
森林覆盖率
5．物质循环
(1)物质：组成生物体的 等元素。
(2)范围： 与 之间循环。
(3)特点：具有 性、 性。又称为生物地球化学循环。
(4)应用：农业生产中采用 的模式。
C、H、O、N、P、S
生物群落
非生物环境
全球
循环
种养结合
二、生物富集
1．概念：生物体从周围环境吸收、积蓄 ，使其在机体内浓度 的现象。
2．特点
(1)食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就 。
(2)生物富集也具有 。
三、物质循环和能量流动的关系
1．二者是 的，彼此相互依存，不可分割。
2．物质作为能量的 ，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为 ，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。
某种元素或难以降解的化合物
超过环境浓度
越大
全球性
同时进行
载体
动力
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 ( )
(2)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行 ( )
(3)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 ( )
(4)碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用，导致了温室效应现象的出现 ( )
(5)能量流动与物质循环是两个独立的过程 ( )
(6)能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用 ( )
×
×
√
×
×
×
2．连线碳循环的相关内容
[在探究中学明]
1.如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙
表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图分析：
(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判
断的理由。
提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？
提示：在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3)图中的字母分别表示什么过程？
提示：b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、动物的排遗物等提供给分解者。
(4)与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？
提示：线粒体和叶绿体。
(5)既然物质是循环的，为什么农田生态系统还需要经常施肥呢？
提示：物质循环具有全球性，是指在生物圈内进行的循环，而农田是一个较小的生态系统，不断有粮食作物的输出，即物质的输出大于物质的自然输入，因此要不断施加肥料。
2．下表是某生态系统中生物体内残留有机汞的情况，据此判断可能的营养结构。
提示：由于生物富集现象，随着营养级的增加，有机汞含量增加，
表中A有机汞含量最低，处于第一营养级，含能量也最多，C和E的
有机汞含量差不多，表明两者属于同一营养级，D有机汞含量最高，处于最高营养级，含能量也最少，那么，最可能的食物网如图所示。
生物体 A B C D E
有机汞含量/(μg·g－1) 0.05 7 0.51 68 0.39
2．辨析物质循环的三个易误点
(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。
(3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与非生物环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
[例1] 如图为生物圈中碳循环过程，下列有关叙述正确的是 ( )
A．图中缺少一个由甲到大气中的CO2的箭头
B．③④过程均可产生ATP，且合成ATP所需的能量来源相同
C．减少化石燃料的燃烧及乙的数量都可缓解温室效应
D．丙是动物，只能利用现成的有机物并从中获得能量
[解析] 分析题图可知，甲是分解者，乙是生产者，丙是消费者，分解者要通过分解作用将有机物中的碳以CO2的形式释放到大气中，A正确。③④过程分别是呼吸作用、光合作用和化能合成作用，这两个过程都可以产生ATP，但合成ATP的能量来源不同，呼吸作用合成ATP的能量来源于化学能，光合作用合成ATP的能量来源于光能，化能合成作用合成ATP的能量来源于化学能，B错误。减少生产者的数量不利于缓解温室效应，C错误。消费者主要是动物，但某些细菌也属于消费者，D错误。
[答案] A
[例2] 如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是 ( )
A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，各成分间以CO2的形式传递碳元素
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量流动的载体
[解析] 图中A为消费者，B为分解者，C为生产者，D为大气中的CO2库。碳元素在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式传递，在生物群落之间以含碳有机物的形式传递。
[答案] B
“三看法”快速确认碳循环的各环节
[在应用中落实]
1．生态系统中的物质是循环利用的，则要向农田中施加N、P、K等肥料的原因是
( )
A．在没有物质输出的情况下，物质在某一个封闭生态系统中是循环的
B．生态系统中的物质自给自足的前提是物质循环的全球性
C．一块农田中的一些无机盐会随着农产品输出而导致农田中的无机盐减少
D．一块农田不是一个生态系统，物质不能循环利用
解析：在没有物质输出的情况下，物质在某一个封闭生态系统中是循环的，生态系统中的物质循环是全球性的，一块农田是开放的生态系统，农田中的一些无机盐会随着农产品输出而导致农田中的无机盐减少，所以要施肥。故选C。
答案：C
2．下图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是 ( )
A．图中a是生产者，b、d、e是消费者，c是分解者
B．该生态系统的成分包括a、b、c、d、非生物的物质和能量
C．该生态系统中的食物链可表示为：a→d→e
D．a和b的种间关系为捕食
解析：图中a、c之间为双箭头，分别为生产者和大气中二氧化碳库的其中之一，由于生产者、消费者、分解者均能进行呼吸作用产生二氧化碳流向大气中二氧化碳库，因此c是大气中二氧化碳库，a是生产者，则d、e为消费者，b为分解者，A错误；该生态系统的成分包括a、b、d、e、非生物的物质(包括c)和能量，B错误；该生态系统中的一条食物链可表示为：a→d→e，C正确；b为分解者，所以a和b的种间关系不是捕食关系，D错误。
答案：C
[在探究中学明]
结合下图，分析物质循环与能量流动的关系
(1)完善两者之间的关系图解：
图中字母表示的成分依次是A. ，B. ，C. ，D._______；图中的能量形式分别是① ，② ，③ ，④ 。
生产者
初级消费者
次级消费者
分解者
热能
化学能
化学能
热能
(2)概括物质循环和能量流动之间的区别和联系。
提示：①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。
②在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时，是逐级递减的，而且流动是单方向不循环的。
[在深化中提能]
物质循环与能量流动的区别与联系
[例1] 下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是 ( )
A．物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力
B．非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统碳循环
D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道
[解析] 生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力；非生物环境中的物质可被生物群落反复利用；绿色植物的光合作用能将CO2中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环；食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道。
[答案] C
[例2] 分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是 ( )
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非生物环境之间循环往返
C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
[解析] 生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。
[答案] C
分析能量流动和物质循环关系的方法
(1)能量流动和物质循环相伴而行，但能量在传递过程中由光能→化学能→热；而物质在循环中，由无机物(CO2)→有机物→无机物(CO2)。
(2)能量流动的终点是以热能散失到无机环境中，不能再利用；而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。
[在应用中落实]
1．下列关于生态系统中能量和物质的叙述，正确的是 ( )
①物质是单向流动、不可循环的 ②物质是可循环的 ③能量是单向流动、不可循环的 ④能量是单向流动、可循环的 ⑤能量是伴随着物质而流动的 ⑥能量不是伴随物质而流动的
A．①③⑤ B．①④⑥
C．②③⑤ D．②③⑥
解析：生态系统中的物质是循环利用的，是能量流动的载体；能量流动是单向的，作为动力推动物质循环的进行。
答案：C
2．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是 ( )
A．水体富营养化时出现蓝细菌水华现象，说明物质循环的平衡被破坏
B．流经所有生态系统的总能量都是生产者固定的太阳能
C．第二营养级同化能量的10%～20%会被下一营养级捕食
D．使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用
解析：富营养化水体出现蓝细菌水华的现象是蓝细菌吸收氮、磷等矿质元素，迅速繁殖的结果，说明物质循环的平衡被破坏，A正确；生态系统中能量的初始来源主要是生产者固定的太阳能，也可以是化学能等，如硝化细菌利用氧化氨释放出来的能量把无机物转变为有机物，B错误；第二营养级同化能量的10%～20%会被下一营养级同化，C错误；使用粪便作肥料，其被微生物分解产生的物质可以被植物利用，实现了物质的循环再生，但能量以热能的形式散失到大气中，D错误。
答案：A
[在探究中学明]
1．探究土壤微生物在落叶分解中的作用
(1)实验的自变量和因变量是什么？
提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是土壤中落叶的分解程度。
(2)在实验中是如何控制自变量的？
提示：实验组土壤经高温处理，以消灭土壤中的微生物；对照组土壤不做处理。
2．探究土壤微生物对淀粉的分解作用
(1)实验的自变量和因变量是什么？
提示：自变量是土壤微生物的有无；因变量是淀粉的分解程度。
(2)实验中选用什么试剂检测因变量的变化？
提示：用碘液和斐林试剂检测。
(3)实验的设计思路是什么？
提示：取两个烧杯编号为A、B，放入等量淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入30 mL蒸馏水。在室温(20 ℃左右)环境放置7 d后，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。在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
3．探究土壤微生物分解作用的过程
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
实验设计 实验组 对土壤 处理 A烧杯中加入30 mL土壤浸出液
对照组 对土壤 处理 B烧杯中加入30 mL蒸馏水
自变量 ___________________ 溶液中是否含有分解淀粉的微生物
高温
不做任何
土壤中是否含微生物
项目 案例1 案例2
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___________
B B1 变蓝
B2 不产生____________
结论分析 微生物对落叶有 作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
砖红色沉淀
砖红色沉淀
分解
[在应用中落实]
1．某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5 cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述错误的是 ( )
组别 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
土壤湿度 湿润 湿润 较干燥 较干燥
A.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用
B．该实验的自变量为土壤是否灭菌，因变量是土壤的湿度
C．为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理
D．预期结论是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度分解
解析：该实验有两个自变量：土壤是否灭菌和土壤的湿度，因此可以探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用；作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，防止落叶中的微生物影响实验结果；1组和3组土壤灭菌，没有微生物分解落叶，2组和4组土壤没有灭菌，土壤中有微生物分解落叶，只是在湿润和较干燥的环境中分解程度不同。
答案：B
2．某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是 ( )
A．这种甲虫属于次级消费者
B．这种甲虫与落叶树之间为捕食关系
C．这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用
D．这种甲虫在能量金字塔中位于底部
解析：根据题意，甲虫以土壤中的落叶为主要食物，没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，可以推知甲虫应属于生态系统中的分解者，A错误；食物链中的生物之间是捕食关系，而甲虫是分解者，不属于食物链的成分，故甲虫与落叶之间不存在捕食关系，B错误；甲虫属于分解者，能够促进生态系统的物质循环，C正确；甲虫是分解者，而能量金字塔的底部是生产者，D错误。
答案：C
3．某研究小组，对从亚北极到热带的五个地点进行研究发现，降低食碎屑生物的多样性，会降低凋落物碳和氮的循环速度和分解速度。下列叙述错误的是
( )
A．食碎屑生物可获得凋落物的能量，对凋落物具有选择性
B．食碎屑生物在生态系统扮演着把有机物转化为无机物的角色
C．碳元素和氮元素在生物群落食物链中以能量为动力，单向流动
D．食碎屑生物在生态系统营养结构中处于最高营养级
解析：降低食碎屑生物的多样性，会降低凋落物碳和氮的循环速度和分解速度，则食碎屑生物对凋落物具有选择性，可获得凋落物的能量，A正确；食碎屑生物在生态系统中的成分属于分解者，它能把有机物转化为无机物，B正确；碳元素和氮元素在生物群落中沿食物链和食物网单向流动，以能量为动力，C正确；分解者不属于任何营养级，D错误。
答案：D
[课堂巩固落实]
1．生态系统中的物质循环所指的物质是 ( )
A．组成生物体的各种有机物
B．组成生物体的各种无机物
C．组成生物体的各种大分子
D．组成生物体的化学元素
解析：生态系统中的物质循环指的是组成生物体的化学元素在生物群落与非生物环境之间的反复循环运动。
答案：D
2．在生态系统的碳循环中，既能使碳进入生物群落，又能使碳返回大气中的生物是 ( )
A．绿色植物 B．植食性动物
C．肉食性动物 D．营腐生生活的真菌
解析：碳以CO2的形式从大气中进入生物群落，这一过程主要依靠生产者的光合作用；碳从生物群落又以CO2的形式释放到大气中去，这一过程主要依靠各级消费者和生产者的呼吸作用，以及分解者的分解作用。能够同时完成碳进入和离开生物群落这两个过程的只有生产者。
答案：A
3．与生态系统的能量流动相比较，物质循环具有的特点是 ( )
A．循环流动 B．单向流动
C．逐级递减 D．不能循环
解析：物质循环的特点是循环性和全球性，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案：A
4．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是 ( )
A．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
B．碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落中
C．化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡
D．物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存
解析：物质循环在非生物环境与生物群落之间进行，A错误；碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落中，B正确；化石燃料的大量燃烧，使短时间内二氧化碳释放量增加，打破了生物圈中碳循环的平衡，导致温室效应，C正确；物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存，D正确。
答案：A
5．下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，错误的是 ( )
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的两个过程
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
解析：能量流动和物质循环同时进行，相互依存，不可分割；物质循环的进行需要能量的推动，物质作为能量的载体，使能量沿食物链(网)流动。
答案：A (共51张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.理解生态金字塔的类型和特点。
3.概述研究能量流动的实践意义。 1.生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.流入每个营养级中能量的去路一般有：通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级及遗体残骸被分解者分解。
3.能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
4.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三种类型。
[理清主干知识]
一、能量流动的概念和过程
1．概念
生态系统中能量的 、传递、 和散失的过程。
2．过程
(1)能量的输入：
输入
转化
(2)能量流经第二营养级的过程：
(3)能量流动示意图：
①能量流动的方向(箭头)：表示生态系统中能量流动是 的。
②箭头由粗变细：表示能量 。
③菱形面积越来越小：表示随营养级级别的增加，储存在某营养级生物体内的能量 。
单向流动
逐级递减
越来越少
二、能量流动的特点
1．单向流动
(1)方向：沿 由低营养级流向高营养级。
(2)特点：不可 ，也不能 。
2．逐级递减
(1)能量传递效率：相邻两个营养级的能量传递效率为 。
食物链
逆转
循环流动
10%～20%
三、生态金字塔
1．能量金字塔：将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列形成的一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
2．生物量金字塔：在金字塔中如果表示的是各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。与能量金字塔相似，但有特例，如海洋中的某一时刻浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
3．数量金字塔：在金字塔中如果表示的是各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
四、研究能量流动的意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行 ，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学地规划、设计人工生态系统，使能量得到 的利用。
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的 关系，使能量持续高效地流向对人类 的部分。
合理配置
最有效
能量流动
最有益
[诊断自学效果]
1．判断下列叙述的正误
(1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程 ( )
(2)太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中 ( )
(3)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量 ( )
(4)生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量 ( )
×
√
×
√
(5)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少 ( )
(6)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20% ( )
(7)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 ( )
(8)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率 ( )
(9)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象 ( )
√
×
×
×
×
2．将能量流动及相关内容连线
[在探究中学明]
下图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题。
(1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？
提示：初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系：同化量＝摄入量－粪便量。
(2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？
提示：不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。
(3)第二营养级能量的去路有 (填图中字母)三条。
(4)第二营养级的摄入量(a)，同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)
提示：摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。
d、i、f
(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。
[例1] 关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是 ( )
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
[解析] 生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程；分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量；由于生物呼吸产生的能量不能再被利用，能量流动逐级递减，因此生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级及分解者。
[答案] D
[例2] 某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构成食物链a→b→c，d为分解者，如图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是 ( )
A．图中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量
B．参与丁过程的都是异养型生物，主要包括营腐生的细菌、真菌等
C．当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2
D．图中d的能量不全部来自b生物
[解析] b摄入量为其同化量(甲)和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖(乙)；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；当生态系统处于相对稳定状态时，b种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值；d的能量可来自b的粪便，而此部分属于上一营养级a同化的能量。
[答案] C
[易错提醒] 分析能量流动时的两个注意点
动物同化的能量不等于摄入的能量
说明 同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量
粪便量不是该营养级同化量的一部分
说明 消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的同化量的一部分
[在应用中落实]
1．运用生态系统能量流动规律分析，下列四项中，不利于能量流向对人类最有益的部分的是 ( )
A．在森林中，使能量多储存在木材里
B．在草原牧场，使能量多流向牛和羊
C．能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物)
D．在养鱼池中，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食
解析：C项由于食物链的延长，增大了能量的损耗，不利于能量流向对人类最有益的部分。其他选项都有利于能量流向对人类最有益的部分。故选C。
答案：C
2．如图是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图，下列有关叙述正确的是 ( )
A．B表示物种甲同化的能量
B．E表示物种甲呼吸散失的能量
C．C表示物种甲流向分解者的能量
D．A中的能量包括物种甲粪便中的能量
解析：分析物种甲的能量去路可知，A表示物种甲同化的能量，B表示物种甲用于自身生长发育、繁殖等生命活动所需的能量，C中还包括物种甲粪便中的能量，D表示分解者通过呼吸作用散失的能量，E表示物种甲通过呼吸作用散失的能量。物种甲粪便中的能量属于甲上一个营养级的同化量。
答案：B
[在探究中学明]
1．能量流动的特点
生态学家对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据(单位：J·cm－2·a－1)。
(1)据图分析
①图中生产者 (填“能”或“不能”)捕食肉食性动物来完成能量的循环。
②呼吸作用散失的能量 (填“能”或“不能”)再被生产者利用来合成有机物。
③能量流动的第一个特点是 。
不能
不能
单向传递
(2)依图完成表中内容并分析
①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
②能量流动的第二个特点是 。
项目 输入 输出到下一营养级 传递效率
第一营养级(生产者) 464.6 62.8 ______
第二营养级(植食性动物) 62.8 12.6 _______
13.5%
20.1%
10%～20%
逐级递减
2．生态金字塔
分析比较三类金字塔
[在深化中提能]
1．能量流动的特点及原因分析
(1)单向流动的原因
①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)逐级递减的原因
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
③还有一部分能量未被利用。
2．能量传递效率与能量利用率的区别
(1)能量传递效率。
①含义：生态系统中两个相邻营养级的能量传递效率为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流入到下一营养级(最高营养级除外)。
②计算公式：
(2)能量利用率。
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率
[例1] 如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述错误的是 ( )
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
[解析] 由图分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，丁为分解者。能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1 250(kJ)；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%＝15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物提供无机盐，但不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。
[答案] C
[例2] 右图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和Ⅳ是连接生物群落与无机环境的关键成分
B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1表示流入这一生态系统的总能量
D．能量可在食物链中循环利用
[解析] 图中Ⅰ代表生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生物成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类很多，各种生物之间会形成错综复杂的食物网；生产者固定的太阳能表示流入生态系统的总能量(E1)；生态系统中能量沿食物链单向流动，不能循环利用。
[答案] C
[在应用中落实]
1．在某草原生态系统的能量流动过程中，若羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则下列叙述正确的是 ( )
A．羊同化的能量为64%n
B．储存在羊体内的能量为52%n
C．由羊流向分解者的能量为16%n
D．由羊流向下一营养级的能量为64%n
解析：羊同化的能量为n－36%n＝64%n，A正确；储存在羊体内的能量为n－36%n－48%n＝16%n，B错误；根据题意，由羊流向分解者的能量为其同化量中储存在羊体内的能量的一部分，小于16%n，C错误；由羊流向下一营养级的能量为其同化量的10%～20%，D错误。
答案：A
2．(2021·浙江6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
解析：生态金字塔是指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，D错误；营养级是指处于食物链同一环节上的全部生物的总和，同一营养级的生物个体，可能处于不同的食物链的同一环节上，B错误；生态金字塔中营养级按营养关系排列，生产者处于金字塔的最底层，顶级消费者处于金字塔的顶端，C错误。
答案：A
[在探究中学明]
1．能量传递效率的相关“最值”计算
下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
[解析] 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1，解得x＝25(kg)；求最多消耗水藻时，选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，得y＝105(kg)。
[答案] 25 105
2．能量传递效率的有关“定值”计算
如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，
1/4来自丁，且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%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物____g。
[解析] 甲为生产者，戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20×1/2＝10(g)，需要乙10×5＝50(g)，需要甲50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丙5×5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丁5×5＝25(g)，需要丙25×5＝125(g)，需要甲125×10＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。
[答案] 2 000
3．具有人工能量输入的能量传递效率计算
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中的部分环节，图中所示数据为该环节中涉及的能量值(单位为103 kJ·m－2·a－1)，据图分析：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
提示：一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
提示：肉食性动物固定的总能量＝(0.25＋0.05＋2.1＋5.1)×103＝7.5×103 (kJ·m－2·a－1)；植食性动物固定的总能量＝[(7.5－5)＋0.5＋4＋9]×103＝16×103 (kJ·m－2·a－1)；生产者固定的总能量＝[(16－2)＋3＋70＋23]×103＝110×103( kJ·m－2·a－1)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(计算结果精确到0.1%)
提示：生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%≈12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%≈15.6%。
[在深化中提能]
1．能量传递效率的“最值”计算
(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
(2)生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下：
知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级
获能量最多 选最短食物链按×20%计算 需最多能量 选最长食物链按÷10%计算
获能量最少 选最长食物链按×10%计算 需最少能量 选最短食物链按÷20%计算
2．能量传递效率的“定值”计算
(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值法”计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
(2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
3．具有人工能量输入的能量传递效率计算
人为输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。
[在应用中落实]
1．有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含 ( )
A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ
解析：设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)；经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则
需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。
答案：A
2. 如图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，
1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物 ( )
A．900 g B．500 g
C．200 g D．600 g
解析：当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×2/5÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×2/5÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×1/5÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。
答案：A
3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶
乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能
承载丙的数量是原来的 ( )
A．1.375倍 B．1.875倍
C．1.273倍 D．0.575倍
解析：由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化。设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10；改变食物比例后丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10，根据题意可得：1/2a×10×10＋1/2a×10＝2/3b×10＋1/3b×10×10，b/a＝1.375。
答案：A
[课堂巩固落实]
1．生态系统的能量流动是指 ( )
A．太阳能被绿色植物固定的过程
B．生态系统内生物体能量代谢的过程
C．生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
D．能量从生物体进入环境的过程
解析：太阳能被绿色植物固定的过程仅是能量的输入；生态系统内生物体能量代谢的过程主要包括的是能量的传递和转化过程；由于能量蕴含在有机物中，所以在物质循环过程中伴随着的能量转移过程(包括输入、传递、转化和散失)，就是指生态系统的能量流动；能量从生物体进入环境的过程主要是指能量的散失。
答案：C
2．生态学中常用能量金字塔来描述生态系统中各营养级所得到的能量数值。下列描述正确的是 ( )
A．在能量金字塔顶部的消费者获得的能量最多
B．最多约有20%的能量从第一营养级流向次级消费者
C．生产者通过呼吸作用消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多
D．生态系统中的营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多
解析：在能量金字塔顶部的消费者营养级最高，获得的能量最少，A错误；最多约有20%×20%的能量从第一营养级流向次级消费者，B错误；生产者通过呼吸作用消耗的能量一般多于流入初级消费者的能量，C错误；生态系统中的营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多，D正确。
答案：D
3．(2022·浙江6月选考)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是 ( )
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
解析：可通过调查生物群落中各物种间的捕食关系建立食物链，A正确；错综复杂的食物链构成食物网，B正确；营养级是指物种在食物链中的位置，C正确；测算全部食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D错误。
答案：D
4．(2022·湖北高考)如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
(1)图中A代表____________；肉食性动物1的数量____________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。
(2)如果②③④代表能量流动过程，④代表的能量一般是②的__________。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_________________________________________________
____________________________________________；针对⑦的调控措施及理由分别是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)据题意可知，A能将遗体、粪便、碎屑等中的有机物分解形成无机物，返回无机环境中，因此A表示分解者。高营养级的生物数量可能会多于低营养级的生物数量，因此肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般是10%～20%，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食性动物1的同化量，是②的10%～20%，④表示肉食动物性2的同化量，是③的10%～20%，因此④代表的能量一般是②的1%～4%。(3)针对②和⑦的调控措施及理由见答案。
答案：(1)分解者 不一定 (2)1%～4%
(3)控制(或减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株中 合理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2的需求；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2，满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求，减弱呼吸作用
