单元素养等级测评
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(每小题3分，共48分)
1．关于生态系统中分解者的叙述，正确的是( )
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，有可能是生产者或是消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．异养生物全是分解者
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
答案：B
解析：在生态系统中营腐生生活的细菌一定是分解者；分解者的作用是将生态系统中的有机成分分解成无机成分，被绿色植物再利用；消费者和分解者都属于异养生物；营腐生生活的微生物和少数动物属于分解者。
2．下列有关生态系统的信息传递，叙述正确的是( )
A．生态系统中物理信息的来源只能是非生物环境
B．动物的特殊行为对于同种或异种生物能传递信息
C．生态系统中的信息传递和能量流动都是单向的
D．利用昆虫信息素诱捕有害动物利用了物理信息
答案：B
解析：生态系统中物理信息可以来自生物和非生物环境，A错误；动物的特殊行为能够对同种或异种生物传递信息，称为行为信息，B正确；生态系统中的信息传递往往是双向的，C错误；利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治，该方法利用了化学信息，D错误。
3．萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能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，使其找不到寄主而死亡。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：萤火虫通过闪光来识别同伴，光属于物理信息；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号，属于行为信息；某种植物根系能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，使其找不到寄主而死亡，该化合物是一种化学物质，属于化学信息。B正确。
4．太平洋中大量的塑料废物被分解成微观粒子后会被浮游动物吞食，而塑料中含有某些难以分解的致癌化学成分。下图为海洋食物网的部分示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．该海洋食物网中的所有生物构成一个群落
B．该食物网中共有3条食物链，水母为三级消费者
C．若磷虾大量被人类捕食，则水母数量会大量增加
D．塑料中含有的某些致癌成分在人类体内积累量最高
答案：D
解析：太平洋中的所有生物构成一个群落，其中包括生产者、消费者、分解者，该食物网中只有生产者和消费者，A项错误；该食物网中共有3条食物链，水母为次级消费者，B项错误；若磷虾大量被人类捕食，金枪鱼会大量捕食水母，则水母数量会大量减少，C项错误；根据生物富集作用，塑料中含有的某些致癌成分在人类体内积累量最高，D项正确。
5．下列关于生态系统组成成分的叙述，错误的是( )
A．自然生态系统需要源源不断地输入太阳能
B．土壤微生物都可作为生态系统的分解者
C．消费者能加快生态系统的物质循环
D．菟丝子等寄生植物不属于生产者
答案：B
解析：自然生态系统也需源源不断的获得系统外的太阳能才能维持正常功能，A项正确；土壤中的硝化细菌是生产者，B项错误；消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，C项正确；寄生植物如菟丝子是消费者，不是生产者，D项正确。
6．土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述，错误的是( )
A．调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标记重捕法
B．土壤中小动物类群的丰富度高，则该类群含有的物种数目多
C．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长
D．土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环
答案：A
解析：调查身体微小、活动力强的土壤小动物数量常用取样器取样法，A项错误；群落中物种数目的多少称为丰富度，土壤中小动物类群的丰富度高，说明该类群含有的物种数目多，B项正确；土壤小动物通过代谢活动将动植物遗体等分解成无机物供植物吸收利用，因此会影响土壤肥力，进而影响植物生长，C项正确；土壤小动物可能属于消费者，也可能属于分解者，其呼吸作用产生的CO2都参与生态系统中的碳循环，D项正确。
7．下图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中不正确的是( )
A．生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级
B．该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和种间竞争
C．该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者
D．若分析该生态系统的能量流动状况，应从系统中绿色植物固定的太阳能开始
答案：C
解析：多种生物可以在食物链中占有不同营养级，所以食物链交错连接成食物网，A项正确；该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙之间是种间竞争关系，B项正确；该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者、非生物的物质和能量，C项错误；生态系统的能量流动是从生产者固定的太阳能开始的，所以若分析该生态系统的能量流动状况，应从系统中绿色植物固定的太阳能开始，D项正确。
8．某地土壤和水体中镉超标，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中引发“痛痛病”。某生态系统仅有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含镉的相对浓度如图所示。下列相关叙述中，正确的是( )
A．当地人要预防“痛痛病”应少吃动物肝、肾等内脏
B．丙营养级所含能量最多
C．该生态系统肯定没有分解者
D．四个营养级所同化的能量值的关系可表示为丁<甲＋乙＋丙
答案：A
解析：由于生物的富集作用，重金属镉会随着食物链在生物体内积累，镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中，并引发“痛痛病”，所以当地人要预防该病应少吃动物肝、肾等内脏，A项正确；丙营养级所含镉浓度最高，说明丙所处的营养级级别最高，而能量在食物链中是单向流动、逐级递减的，因此丙营养级所含能量最少，B项错误；任何一个生态系统中都必须有分解者，C项错误；四个营养级同化的能量值的关系可以表示为丁>甲＋乙＋丙，D项错误。
9．某人在某池塘生态系统中利用饵料养殖了多种鱼，其中某种鱼(A鱼)不同年龄阶段的食性不同，幼年A鱼主要以浮游生物为食，成年A鱼主要以小鱼(包括幼年A鱼)、小虾为食。下列说法正确的是( )
A．该生态系统中生产者固定的能量可能小于所有消费者的同化量之和
B．成年A鱼和幼年A鱼可能因为食物的主要来源不同，在池塘中存在垂直结构
C．增加池塘中的养殖物种丰富度就可以提高该生态系统的抵抗力稳定性
D．成年A鱼和幼年A鱼之间存在捕食关系
答案：A
解析：人工养殖的池塘会经常投饵料喂鱼，故该生态系统中生产者固定的能量可能小于所有消费者的同化量之和，A项正确；成年A鱼及幼年A鱼是一个物种，在水体的分布情况不能构成群落的垂直结构，仅仅是该物种的分布范围，B项错误；池塘的资源和空间有限，增加池塘中的养殖物种丰富度不一定能提高该生态系统的抵抗力稳定性，C项错误；捕食是不同种生物之间的关系，而成年A鱼和幼年A鱼是同一种生物，成年A鱼和幼年A鱼之间存在种内竞争，D项错误。
10．(2024·全国甲卷，5)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示，图中→表示种群之间数量变化的关系，如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是( )
A．甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B．乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C．丙可能是初级消费者，也可能是次级消费者
D．能量流动方向可能是甲→乙→丙，也可能是丙→乙→甲
答案：B
解析：分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加；甲数量下降导致乙数量下降，而乙数量下降导致丙数量下降；可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响，A错误；由A项分析可知，乙捕食甲，同时乙又被丙捕食，可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，B正确；由B项分析可知，乙捕食甲，丙捕食乙，故丙不可能是初级消费者，可能是次级消费者，C错误；分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降；乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加，可见甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙，D错误。
11．萌发的种子通过低温处理后，可提前开花和成熟。如春小麦经过春化处理后，可早熟5～10天。下列说法不正确的是( )
A．温度在生态系统中属于一种物理信息
B．该材料体现了信息传递对植物生长发育起重要作用
C．信息传递在农业生产中能够提高农产品的产量
D．影响春小麦生长发育的信息只有温度
答案：D
解析：春小麦的生长发育过程受光、温度、水分、空气等多种信息的影响，D项错误。
12．某校园生态系统的部分食物网如下图所示。下列分析合理的是( )
A．碳以CO2的形式沿着箭头所示渠道流动
B．消费者所处的营养级越高，其可利用的总能量越多
C．若乌鸫被驱出校园，则该生态系统的营养结构复杂程度降低
D．蜗牛和乌鸫之间的能量流动和信息传递都是双向的
答案：C
解析：碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部则以含碳有机物的形式沿着食物链传递，A项错误；因为能量流动的特点是单向流动、逐级递减，所以消费者所处的营养级越高，损耗的能量就越多，可利用的总能量越少，B项错误；若乌鸫被驱出校园，则该生态系统的食物网会变得简单，营养结构复杂程度会降低，C项正确；营养级之间的能量流动是单向的，信息传递一般是双向的，D项错误。
13．下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位：102 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是( )
种群 甲 乙 丙 丁 戊
同化固定的能量 16.74 70 930 69.5 1.674
体内储存的能量 4.54 15.8 229 20 0.4
呼吸消耗的能量 12.2 54.2 701 49.5 1.274
A.表中的丙为生产者
B．表中的种群构成2条食物链
C．当某种原因导致乙减少时，戊的数量仍能保持相对稳定
D．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%
答案：D
解析：根据各种群的同化量可判断甲、乙、丙、丁、戊能形成如右图所示的食物网，其中丙为生产者；当乙减少时，戊可以通过丙→丁→甲→戊这条食物链获得能量，进而保持数量相对稳定；乙和丁处于第二营养级，同化的能量是139.5×102 kJ/(m2·a)，丙处于第一营养级，同化的能量是930×102 kJ/(m2·a)，则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102)/(930×102)×100%＝15%。
14．某同学绘制了如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述错误的是( )
A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1×100%
C．流入初级消费者体内的能量可表示为A2＋B2＋C2
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
答案：C
解析：生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋D1，A1表示呼吸作用消耗的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)×100%＝D1/W1×100%；流入初级消费者的能量为D1＝A2＋B2＋C2＋D2；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示能量沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来传递；逐级递减表示前一营养级生物同化的能量只有10%～20%传给下一营养级。
15．下图为某生态系统的能量流动图解，图中数字为能量数值，单位为kJ/(m2·a)。据图分析下列叙述不正确的是( )
A．流经该生态系统的总能量值为20 810 kJ/(m2·a)
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为11.3%
C．该生态系统能量的输出都是通过各营养级自身的细胞呼吸实现的
D．据能量的输入和输出分析，该生态系统的群落还没有演替到相对稳定的阶段
答案：C
解析：流经该生态系统的总能量是生产者即第一营养级固定的太阳能总量，即20 810 kJ/(m2·a)，A项正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率应为380÷3 370×100%≈11.3%，B项正确；据图分析可知，生态系统能量的输出不仅包括各营养级自身的细胞呼吸，还包含分解者的分解作用，C项错误；由于该生态系统输入的总能量为20 810 kJ/(m2·a)，输出的总能量为11 980＋1 890＋316＋13＋4 600＝18 799 kJ/(m2·a)，输入的能量大于输出的能量，故该生态系统的群落没有演替到相对稳定的阶段，D项正确。
16．甲、乙两个湖泊生态系统原来基本相似，但其中一个湖泊因附近农田过度使用化肥而被污染。下图表示两个湖泊的光合作用速率随着水深的变化情况。下列有关说法错误的是( )
A．比较甲、乙两湖的光合速率可知受到污染的湖是甲湖
B．甲湖水深超过10 m的区域分布的生物成分主要是消费者和分解者
C．甲、乙两湖中植物的分层分布直接与光照有关
D．甲湖固定的太阳能总量和能量传递效率都比乙湖高
答案：D
解析：甲湖10 m以下、乙湖80 m以下不再进行光合作用，说明甲湖受到污染，A项正确；甲湖10 m以下就不再进行光合作用，故甲湖10 m以下的生物主要是消费者和分解者，B项正确；甲湖和乙湖中的生物，因光照而在垂直方向上具有分层现象，C项正确；甲湖10 m以下、乙湖80 m以下就不再进行光合作用，故乙湖固定的太阳能比甲湖多，这与能量传递效率高低无关，D项错误。
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(共52分)
17．(12分)组成生物体的元素不断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循环过程。下图是某生态系统部分碳循环的示意图，其中①②等序号表示有关生理过程，请分析图中信息，回答问题：
(1)生产者将大气中的碳转化为生物中的碳的生理过程为_________________________，可用图中序号_____表示。
(2)图示碳循环中，碳以CO2的形式进行传递的过程有_________，碳以有机物的形式进行传递的过程有_____________(填图中序号)。
(3)图中仅显示了碳循环的一部分环节，缺少的环节为_________________(用图中内容和箭头表示)。
(4)生态系统物质循环的特点为_________________。
答案：(1)光合作用和化能合成作用 ① (2)①⑦⑧ ②③④⑤⑥ (3)Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ (4)全球性和循环性
解析：(1)生产者通过光合作用和化能合成作用将大气中的CO2转化为自身体内的有机物，即图中的①过程。(2)碳由无机环境进入生物群落的过程(①)和由生物群落返回无机环境的过程(⑦⑧)均以CO2的形式进行，碳在生物群落内的流动过程(②③④⑤⑥)都以有机物的形式进行。(3)图中缺少初级消费者和次级消费者通过呼吸作用产生CO2并将碳返还大气中的环节，即缺少Ⅱ→Ⅰ和Ⅲ→Ⅰ。(4)生态系统物质循环具有全球性和循环性的特点。
18．(10分)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：
(1)生态系统最基本的生物成分是_________。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第_____________营养级。
(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有_________________。有机碎屑被彻底分解产生的_________________________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。
(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有_______结构。
(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有_________(填序号)。
①空间分布 ②迁入率 ③互利共生 ④物种丰富度 ⑤种群密度
(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在_____(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为_________(用图2中字母和计算符号表示)。
答案：(1)生产者 二、三、四 (2)大型真菌、跳虫 无机盐、CO2、H2O (3)水平 (4)①②⑤
(5)c a－b
解析：(1)在生态系统中，最基本的生物成分是生产者。根据图中的食物网，杂食性鸟的食物为乔木、草本植物、蝗虫和蜘蛛，以乔木、草本植物为食，杂食性鸟处于第二营养级；以蝗虫为食，杂食性鸟处于第三营养级；以蜘蛛为食，杂食性鸟处于第四营养级。(2)利用有机碎屑的生物为分解者，包括大型真菌和跳虫。有机碎屑被彻底分解产生的物质有无机盐、H2O和CO2，这些物质可继续参与生态系统的物质循环。(3)乔木的遮挡使地面的光照强度不同，从而导致了不同区域地表生物数量和种类的差异，体现了群落具有水平结构。(4)①空间分布、②迁入率和⑤种群密度是种群的特征，③互利共生和④物种丰富度是群落的特征。(5)乙粪便中食物残渣的能量是乙没有同化的能量，该部分能量属于甲的同化量，最终被分解者利用，包含在c中；乙同化的能量为a，该能量一部分在乙的呼吸作用中以热能的形式散失了，为b，另一部分用于乙的生长发育和繁殖等生命活动，为(a－b)。
19．(10分)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度(cm) 农业模式 生物组分(类) 食物网复杂程度(相对值)
0～10 常规农业 15 1.06
有机农业 19 1.23
无公害农业 17 1.10
10～20 常规农业 13 1.00
有机农业 18 1.11
无公害农业 16 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括___________________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是_____________________________________________________________________________________。
(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的_______结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为_______________，依据是___________________________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是___________________________________________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体 (2)垂直 有机农业 生物组分多，食物网复杂程度高 (3)镉随着食物链的延长逐渐积累 (4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量
解析：(1)根据题意，捕食性线虫为土壤食物网中的最高营养级，则与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化的能量一部分随呼吸作用以热能形式散失，一部分流向分解者，还有一部分未被利用，但不包括流向下一个营养级。结合生态系统的概念可知，该同学判断土壤是一个生态系统的依据是土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体。(2)取样深度不同，获得的生物种类不同，这里的关键词是“深度”，故上述现象体现的是群落的垂直结构。比较题表中数据可知相比于其他农业模式，有机农业的生物组分最多，食物网复杂程度最高，故有机农业的生态系统稳定性最高。(3)由于生物富集的特点，随着食物链的延长，营养级越高的生物，其体内的有毒物质(镉)含量越高。(4)长期施用有机肥，植物根系增长使得植食性线虫数量增多，同时以土壤中的有机质为营养来源的腐生细菌数量增加，进而使食细菌线虫数量增加，从而导致捕食性线虫数量增加，而捕食性线虫数量增多后，又会大量捕食植食性线虫，即长期施用有机肥后，植食性线虫因被捕食性线虫捕食而引起的减少量会高于因植物根系增长而引起的增加量。
20．(9分)下图甲表示某草原生态系统中的部分食物网，图乙表示该草原中植食性动物捕食强度对生产者有机物积累速率的影响，请据图回答问题：
(1)图甲中，鹰处于_____________营养级，该生态系统中除图甲中包含的成分外还有_______________________________________________________。
(2)图甲中，鹰的能量来源于蛇的比例为m，若鹰增重y kg时至少需要兔为x kg，则y＝_____________________(用x、m表示)。
(3)图甲中，蛇的消失导致鹰的数量增加的原因是_____________________________________________________________________________________。
(4)图乙中，植食性动物捕食强度低于a时，生产者有机物积累速率随捕食强度的增加而增大，原因可能是_________________________________________。
(5)据图乙分析，确定该草原最大载牧量时，植食性动物捕食强度不能超过_____点水平(填图中字母)。
答案：(1)第三、第四 非生物的物质和能量、分解者 (2)x/(5＋20m) (3)蛇的消失减少了鹰获取能量的环节，鹰能获取更多的能量 (4)植食性动物的捕食作用降低了植物间的竞争 (5)c
解析：(1)图甲中，在“草→兔→蛇→鹰”这条食物链中，鹰处于第四营养级，在“草→兔→鹰”这条食物链中，鹰处于第三营养级，所以甲图中鹰处于第三、第四营养级。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，食物链和食物网中只包含生产者和消费者，所以该生态系统中除图甲中包含的成分外，还有非生物的物质和能量、分解者。(2)鹰的能量来源于蛇的比例为m，若鹰增重y kg时至少需要兔为x kg，则x＝y×m÷20%÷20%＋(y－y×m)÷20%，解得y＝x/(5＋20m)。(3)图甲中，蛇的消失减少了鹰获取能量的环节(使鹰由原来占第三、第四营养级变成了只占第三营养级)，鹰能获取更多的能量，导致鹰的数量增加。(4)由于植食性动物的捕食作用降低了植物间的竞争，所以图乙中，植食性动物捕食强度低于a时，生产者有机物积累速率随捕食强度的增加而增大。(5)据图乙分析，当捕食强度超过c点水平后，生产者有机物积累速率为负值，植物不能生长，所以确定该草原最大载牧量时，植食性动物捕食强度不能超过c点水平。
21．(11分)(2023·浙江卷)地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。回答下列问题：
(1)在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示(图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值)。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是_______________________________；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是_____________。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是_____________。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为_________________________________________________________________________________________________。
(2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的___________和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统的___________过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在___________________________________________。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是_______________________________________________________________________________。
答案：(1)随着营养级的递增，Q含量增加 多年生植物 温度和水分 优势种与其他有生态位重叠的种群会发生生态位分化(重叠程度减小)
(2)物质循环 物质循环 (3)在垂直结构上的分层现象明显，动植物种类多 能量流动是逐级递减的，每一营养级都有流向分解者和通过呼吸作用以热能散失的能量
解析：(1)分析题意可知，杀虫剂Q是难以降解的物质，图中的草本植物→食草动物→食肉动物是一条食物链，结合图中数据可知，随着食物链中营养级的递增，Q的含量逐渐增加；与一年生植物相比，多年生植物从土壤中吸收的Q更多，故Q含量较高；群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程，该过程中关键环境因素主要是温度和水分；生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系，它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性，该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为：与其他有生态位重叠的种群会发生生态位分化(重叠程度减小)，以提高对环境的利用率。(2)运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向，在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的物质循环和能量流动过程；生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物，若在稻田里施无机肥，则减少了微生物分解的作用过程，实际上是干预了系统的物质循环过程。(3)群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构，如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在其在垂直结构上分层现象明显，动植物的种类都较多，如热带雨林中的下木层和灌木层还可再分为2～3个层次；生态系统中的能量流动是逐级递减的，每一级的生物都有部分能量流向分解者和通过呼吸作用以热能散失，雨林中的动物种类丰富，在该营养级能量一定的前提下，则每种动物的个体数较少。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共3张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
本章知识网络
2门世2有
3厚
非生物的物
非生物
方向
往往双向
质和能量
环境
→信息传递
组成
基础
生物与生物、生物
分解者
成分
与非生物环境
消费者
生物群落
特点
全球性
结构
生态
功能
物质循环
生产者
系统
循环性
动力载体
食物链
单向流动
营养
能量流动
特点
结构
逐级递减
食物网
渠
道
抵抗力稳定性
负反
调节
种类
定
稳定性
相互关系→一般呈负相关（或相反关系
馈调节方式
原因
恢复力稳定性
自我调节能力(共31张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
微专题 食物链(网)中生物数量及能量流动的相关计算
一、没有限制能量来源比例或能量分配比例的计算
方法技巧：在没有限制能量来源比例或能量分配比例的情况下，已知高营养级同化量，求低营养级同化量时，最多按最长食物链、最低能量传递效率计算，最少按最短食物链、最高能量传递效率计算。
1.在如下图所示食物网中，鹰要增加20 g体重，最多消耗植____g，最少消耗植物____________g。
答案：20 000 500
解析：已知高营养级同化量，求低营养级同化量，最多消耗按最长食物链：植物→鼠→蛇→鹰，能量传递效率按10%计算；最少消耗按最短食物链：植物→兔→鹰或植物→鼠→鹰，能量传递效率按20%计算。
二、限制能量来源比例或能量分配比例的计算
方法技巧：(1)限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算，当求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。
(2)计算时注意当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推，当限制能量分配比例时，假设求低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推，同时要注意分配比例。
2.若某草原生态系统只存在如下图所示的食物关系，尝试完成以下问题：
(1)假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为________________。
(2)假如植物有2/5被兔所食，有3/5被鼠所食；鼠有2/3直接被猫头鹰捕食，有1/3被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为________________。(精确到个位数)
答案：(1)900 g (2)595 g
解析：(1)若计算猫头鹰增重20 g至少消耗的植物质量，由于能量来源比例限制，只需确定能量传递效率按20%计算。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物质量分别为a、b、c，可写出：
从而计算出：a＝20×2/5÷20%÷20%＝200 g，b＝20×2/5÷20%÷20%＝200 g，c＝20×1/5÷20%÷20%÷20%＝500 g，故最少消耗的植物为a＋b＋c＝200＋200＋500＝900 g。
三、限制能量来源比例或能量分配比例及能量传递效率的计算
方法技巧：限制能量来源比例或能量分配比例及能量传递效率时，实际就是固定值的计算问题。首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照多条食物链分别计算后合并，具体用到：(1)顺推法——能量分配调整，从前往后计算，即由植物后推，用“乘法”。(2)逆推法——能量来源调整，从后往前计算，即由高营养级前推，用“除法”。
3.在如下图所示的食物网中，如果每个营养级的能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1 kJ能量，则需要消耗草的能量为( )
A．150 kJ B．125 kJ
C．100 kJ D．75 kJ
答案：D
解析：每个营养级的能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。在“草→兔→狐→虎”中，虎从草中获取的能量为1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5 kJ；在“草→羊→虎”中，虎从草中获取的能量为1×1/2÷20%÷20%＝12.5 kJ；故需要消耗草的能量为62.5＋12.5＝75 kJ。
四、能量来源比例改变的计算
方法技巧：在具体计算时务必先理清分流比例，再确定求解中应 “顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以 为例：
(1)若已知“植物同化量”(A)，并告知其“传向动物与直接传向人的比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”。
调整前：A×1/2×1/5＋A×1/2×(1/5)2＝M1
调整后：A×2/3×1/5＋A×1/3×(1/5)2＝M2
(2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A)，计算时应“逆推(用除法)”。
4.回答以下有关能量计算的问题：
(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的_______________倍。
(2)若植物向动物及向人提供的能量的比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的_______________倍。
答案：(1)1.96 (2)1.49
解析：(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；若动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。
五、根据能量流动规律确定食物链(网)中生物的次序
建立食物链或食物网，一是要根据题目所给的条件判断各生物之间的关系；二是要注意一般来说捕食者的数量少于被捕食者，但有例外，如一棵大树上有许多昆虫；三是上一营养级的总数量乘以平均质量一定大于下一营养级的。
若题目中给出了各种生物的能量值，首先按照相邻两营养级之间的能量传递效率为10%～20%，确定各生物的营养级；其次还要注意同一营养级的两种生物之间能量差值的大小，两者能量之和是否是前一营养级的10%～20%，若能量的差值较大，说明这两种生物之间既有捕食关系又有种间竞争关系。
5.某鱼塘生态系统具有由5个种群构成的捕食食物网，这5个种群及其固定的能量(单位略)如表所示。请回答下列问题：
(1)该鱼塘生态系统中共有______个营养级。表中未体现出的生物成分是____________。
(2)表中乙和丙所示种群是该鱼塘的饲养对象，则根据表中数据不能计算出第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率，理由是_____________________________________。为了使能量更多地流向人类，可采取的措施是_________________________________。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
能量 70.8 246.1 216.56 8.6 1 540.8
答案：(1)4 分解者 (2)乙和丙种群固定的能量有一部分来自饲料，但这部分能量值表中并未给过 人工捕捞一部分甲和丁
解析：(1)根据题干信息和表格数据分析，表格中五种生物都参与构成食物网，为生产者和消费者，其中戊含有的能量最多为生产者，处于第一营养级；乙、丙的能量次之，且能量差不多，为初级消费者，处于第二营养级；甲的能量比初级消费者少，比丁多；说明甲是次级消费者，处于第三营养级；丁是三级消费者，处于第四营养级。(2)由于该鱼塘生态系统是人工生态系统，乙、丙为该鱼塘的饲养对象，故乙、丙所固定的能量有一部分来自饲料，表中未给数据，因此不能计算第一、二营养级的传递效率；为了使能量更多地流向人类，应尽量减少能量的浪费，该目的可以通过缩短食物链的方式实现，如人工捕捞一部分甲和丁。
跟踪训练
1．如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含的个体数量和每种生物的平均体重如图所示。已知生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，且生物量越大，该生物营养级越低。下列说法正确的是( )
A．丙处于第二营养级，为次级消费者
B．若乙的种群数量增加，则会引起甲和丁的数量增加，丙的数量下降
C．若丁的种群数量下降，则会引起乙和丙的数量下降，甲的数量上升
D．若甲的种群数量下降，则会引起丙和丁的种群数量增加
答案：B
解析：由题意可知，生物量＝生物个体数量×该种生物的平均体重，生物量越大，该生物营养级越低，题中四种生物营养级从低到高分别是丁、丙、乙、甲，它们构成的食物链为丁→丙→乙→甲，其中丙处于第二营养级，为初级消费者，A错误；若乙的种群数量增加，则会引起丙的种群数量减少，丁因缺少天敌而数量增多，甲因食物增多而数量增多，B正确；丁作为生产者，其数量下降，丙、乙、甲的数量都要下降，C错误；若甲的种群数量下降，则会引起乙和丁的种群数量上升，丙的种群数量下降，D错误。
2．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．水蚤下降 D．乌鱼上升
答案：B
3．某生态系统中存在如图所示的生物关系。E生物种群含有的总能量为5.8×109 kJ，B生物种群含有的总能量为1.6×108 kJ，则理论上A生物种群含有的总能量最多是( )
A．4.2×107 kJ B．2.0×108 kJ
C．1.0×108 kJ D．2.32×108 kJ
答案：B
解析：E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B的能量1.6×108kJ，C、D含有的能量为1×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其获得的总能量最多为1×109 ×20%＝2.0×108(kJ)。
4．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A∶B＝2∶1，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按10%计算，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
答案：B
解析：当C的食物比例A∶B为1∶1时，设C获得的能量为x，则需要A的能量为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；当C的食物比例A∶B调整为2∶1时，设C获得的能量为y，需要A的能量为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。
5．下图是一草原生态系统中的食物网。请据图回答下列问题。
(1)草原生态系统组成成分除图示生物外，还有_______________ ___________________________。
(2)鹰与蛇的种间关系是________________________，鹰所处的营养级是________________________。
(3)如果鼠种群的死亡率较高，则鼠种群的数量一定会下降吗？____________，试分析原因：____________________________________ ______________。
(4)能量沿食物链流动时逐级递减的原因是______________________ ______________________________________________________________________________________________________________。
(5)假如鹰的食物中有2/5来自兔子，2/5来自鼠，其余来自蛇，则鹰增加10 g体重，最少需要消耗植物____________g。
答案：(1)分解者、非生物的物质和能量 (2)捕食、种间竞争 第三、四营养级 (3)不一定 出生率不能确定，如果出生率高于死亡率则种群数量上升，反之则下降 (4)每一营养级生物自身呼吸消耗；未被下一营养级捕食，作为排遗物、遗体等被分解者利用 (5)450
解析：(1)草原生态系统组成成分中除食物链的生物成分外，还包括分解者、非生物的物质和能量。(2)鹰与蛇的种间关系是捕食和种间竞争。在食物链植物→兔→鹰中，鹰处于第三营养级；在食物链植物→鼠→蛇→鹰中，鹰处于第四营养级。(3)鼠种群的死亡率较高是否会导致其种群的数量下降要看具体情况，若出生率高于死亡率，则种群数量上升，若出生率小于死亡率，则种群数量下降。(5)“最少”提示应按20%的传递效率计算。通过食物链植物→兔→鹰，鹰增重10 g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量为4 g÷20%÷20%＝100(g)；通过食物链植物→鼠→鹰，鹰增重10 g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量为4 g÷20%÷20%＝100(g)；通过食物链植物→鼠→蛇→鹰，鹰增重10 g×1/5＝2(g)，最少需要消耗植物的量为2g÷20%÷20%÷20%＝250(g)。所以合计需要消耗植物100 g＋100 g＋250 g＝450(g)。
