(共30张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
章末整合
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体系构建 思维建模
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研究考题 有的放矢
A. 采伐后的空地资源丰富，植物种群呈“J”形增长
B. 采伐前的生态系统比恢复后的生态系统抵抗力稳定性高
C. 采伐后的空地上出现新群落的过程属于次生演替
D. 该生态系统恢复过程中，营养级的增多取决于植物种类的增加
C
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解析：“采伐后的空地”代表一定的空间和资源，而非理想条件。在有限的资源和空 间条件下，种群数量会在达到一定阶段时停止增长，一般以在一定数量（ K 值）附近 波动的形式保持数量上的相对稳定，增长曲线为“S”形而非“J”形，A错误；抵抗 力稳定性反映了生态系统保持现有状态相对稳定、不变的能力，主要由生态系统物种 组成的多样性和复杂性决定。组成和结构相似的生态系统之间，物种组成越丰富，抵 抗力稳定性越高。恢复后的生态系统物种数量比采伐前明显增多，群落结构趋于复 杂，抵抗力稳定性提高，B错误；题干中“彻底清除地表植物”的含义：原有植被虽 已不存在，但原有土壤条件及繁殖体仍存在，以此为起始条件的演替属于次生演替， C正确；生态系统中营养级的数量取决于两个方面：生态系统中生产者固定的总能量 以及能量在生态系统中营养级之间的传递效率（一般在10％～20％）。演替过程中， 植物物种数量增加并不意味着通过生产者输入到生态系统中的总能量更多，所以其营 养级并不一定会增多，D错误。
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A. 同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级
B. 作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳
C. 作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级
D. 能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动
C
解析：杂食动物既会捕食植物，又会捕食动物，如果捕食植物，就是第二营养 级，捕食动物，就是第三营养级或更高营养级，所以不同食物链中的动物会处 于不同的营养级，A正确；绿色植物进行的是光合作用，能量来源于太阳，B正 确；次级消费者是第三营养级，初级消费者是第二营养级，第一营养级是生产 者，C错误；因为第一营养级是植物，第二营养级是动物，食物链是单向的，能 量流动也就是单向的，D正确。
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生产者
固定 来自陆
地的植
物残体 初级消
费者摄
入 初级消
费者同
化 初级消
费者呼
吸消耗
能量[105J/
（m2·a）] 90 42 84 13.5 3
C
A. 流经该生态系统的总能量为90×105 J/（m2·a）
B. 该生态系统的生产者有15％的能量流入下一营养级
C. 初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/（m2·a）
D. 初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/（m2·a），该能量由初级消费者流向分解 者
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解析：该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知， 流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即 90＋42＝132×105 J/（m2·a），A错误；表格中没有显示生产者流入到初级消费者的 能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者同化量为 13.5×105 J/（m2·a），初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/（m2·a），因此初级消费 者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105 J/（m2·a），C 正确；初级消费者摄入量包括粪便量和初级消费者同化量，同化量又包括呼吸作用以 热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量，生长、发育和繁殖的量又分为流向 下一营养级的量和被分解者利用的量，因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费 者流向分解者，D错误。
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A. 1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻
B. 1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位
C. 浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者
D. 异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
B
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解析：1周后开始投喂人工饵料，虾池中有机碎屑含量增加，水体中N、P等无机盐增 多，水体富营养化严重，A错误；藻类作为生产者，在物质循环中占主要地位，B正 确；浮游动物摄食藻类，同时浮游动物摄食细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者， C错误；异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养，D错误。
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A. 水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
B. 在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降
C. 通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级
D. 在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态
D
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解析：水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，故能缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正 确；环境容纳量的大小取决于生物所生存的环境，在胁迫环境下，苦草种群的环境容 纳量下降，B正确；镉属于重金属，能够通过生物富集作用，沿食物链传递到更高营 养级，C正确；胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，因此在镉的胁 迫下，苦草已经不能通过自身的调节作用维持稳态，D错误。
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A. 油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶
B. 蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化
C. 蜂蝶与油菜的种间关系属于互利共生
D. 秸秆和菜籽饼还田后可提高土壤物种丰富度
解析：油菜花可以通过花的颜色（物理信息）和香味（化学信息）吸引蜂蝶，A正 确；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发 展，蜜蜂、蝴蝶和油菜之间存在协同进化，B正确；蜂蝶与油菜分开后各自能独立生 活，因此蜂蝶与油菜的种间关系不属于互利共生，C错误；秸秆和菜籽饼可以为土壤 中的小动物和微生物提供有机物，故二者还田后可以提高土壤物种丰富度，D正确。
C
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水
鸟的同化作用
水鸟呼吸作用（细胞呼吸）
分解者的分解作
用
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栖息地、食物、天敌以及
与其他物种的关系等
有利于不同生物之间充分利用环境资源
不破坏水鸟的生存环境；远距离观赏
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解析：（1）据图可知，①是水鸟摄入后减去粪便剩余的能量，故表示水鸟的同化 量；②是①（水鸟的同化量）减去用于生长、发育、繁殖的能量，表示水鸟通过呼吸 作用以热能散失的能量；③是流向分解者的能量，包括水鸟遗体残骸中的能量和水鸟 粪便中的能量属于上一营养级的同化量。（2）一个物种在群落中的地位或作用，包 括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生 态位，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：它的栖息地、食物、天敌 以及与其他物种的关系等；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不 同生物之间充分利用环境资源。（3）鸟类的生存与环境密切相关，从保护鸟类的角 度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项有：不破坏水鸟的生存环境（不丢弃废弃 物、不污染水源）；远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
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鸟类活动能力强，活动
范围大
消费者
（3）若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量，围绕食物需要调查的内容 有 （答出3点即可）。
食物种类、产量、消耗量、质量等
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解析：（1）水鸟甲的活动能力较强，活动范围较大，通常运用标志重捕法调查其种 群密度。（2）生态系统组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解 者，鱼和水鸟均直接或间接以绿色植物为食，属于消费者。（3）环境容纳量是指一 定的环境条件所能维持的种群最大数量，该数量的大小由环境条件决定，影响环境容 纳量的因素包括食物、天敌、气候、生存空间等，围绕食物需要调查的内容有食物种 类、产量、消耗量、质量等。
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玉米→蝗虫→青蛙→蛇→鹰
在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟增
多，害虫种群的增长就受到抑制
森林生态系统的生物种类多，食物网（营养结构）复杂，自
我调节能力强
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解析：（1）每条食物链的起点总是生产者，食物链终点是不能被其他生物所捕食的 动物，即最高营养级，某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生 物，具有5个营养级的食物链为玉米→蝗虫→青蛙→蛇→鹰。（2）在森林中，当害虫 数量增加时，食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这属于负反馈调节，它 是生态系统自我调节能力的基础。除了天敌增加，还有食物减少、种内竞争加剧，均 可以作为负反馈的条件。（3）森林生态系统的生物种类多，食物网（营养结构）复 杂，自我调节能力强，故森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统。
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10. （2023·河北高考真题）天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区，是可人为调控 的半封闭水域，丰水期能通过闸口将长江干流江水引入。2017年，评估认为该水域最 多可保障89头长江江豚健康、稳定地生存。当年该水域开始禁渔，2019～2021年该生 态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如图、表所示。2021年该水域长江江 豚种群数量为101头，但其平均体重明显低于正常水平。
调查时间 生物量（kg·hm－2）
小型鱼类 大中型鱼类
2019年 30.4 30.8
2020年 22.8 47.9
2021年 5.8 547.6
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垂直
生态位
种间
竞争
捕食
3（或“三”）
浮游植物（或“浮游植物固定的太阳能”）
大中型鱼类（或“鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类”）
迁入
环境容纳量
（或“ K 值”）
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解析：（1）群落的分层即为群落的垂直结构。分析食物网可以发现，在该水生生物 群落中，鲢、鳙等大中型鱼类与小型鱼类具有相似的地位或作用，彼此存在共同的资 源利用，即存在生态位重叠，表现为种间竞争关系。结合食物网和数据表提供的信息 可知，蒙古鲌等大中型鱼类和长江江豚均通过捕食短颌鲚等小型鱼类获得能量，蒙古 鲌等大中型鱼类增多使小型鱼类生物量明显降低，导致长江江豚食物资源减少。 （2）由食物网可知，长江江豚占据了第三、第四、第五三个营养级。在该食物网 中，所有能量根本上来自浮游植物，也可描述为“浮游植物固定的太阳能”。（3） 结合生物量数据表和食物网可知，与长江江豚的饵料鱼类短颌鲚等存在种间竞争关系 的鲢、鳙等大中型鱼类，以及通过捕食、限制短颌鲚等长江江豚饵料鱼类生物量的蒙 古鲌等大中型鱼类在2021年生物量急剧增长，这是长江江豚的饵料鱼类生物量显著降 低的直接原因，需适度去除鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类以提高长江江豚的食物资源 供给。
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采取“在丰水期打开闸口”这一措施的目的是使该水域长江江豚食物资源饵料鱼类种 群数量增加，与种群数量特征的“迁入率”直接相关。题干信息显示：2017年对该生 态系统环境容纳量的科学评估值是89头，2021年调查到的101头长江江豚平均体重明 显低于正常水平，说明种群数量已经超过 K 值。若使101头长江江豚（甚至更多的新 增个体）能够健康生长，需通过改善长江江豚的资源水平，使其食物资源更加丰富， 提高该水域对长江江豚的“环境容纳量”。
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11. （2023·浙江6月选考）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：
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逐级积累（或增大）
多年生植物
温
度和水分
逐渐减
小
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物质循环
物质循环
在垂直结构上的分层现象明显，动植物种类多（或群落的分层现象复
杂）
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（答案合理即可）
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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， 草原中的优势种会被替代，草原中优势种的生态位逐渐减小。（2）运用物质循环和 能量流动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。
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（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，每种动物的个体数较少。
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11第3章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
[素养目标] 1.初步以结构与功能观，阐明生态系统的概念和组成成分。2.采用归纳与概括，尝试构建生态系统的结构模型。3.基于经验事实，形成生态系统结构与功能相统一的生命观念。4.通过演绎归纳，能够解释食物网中生物数量的变化，运用于指导社会实践。
生态系统的范围及其组成成分
1.生态系统的概念
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.生态系统的范围
生态系统的范围有大有小。 生物圈 是地球上最大的生态系统，它包括地球上的 全部生物 及其 非生物环境 。
3.生态系统的类型
4.生态系统的组成成分
（1）生态系统的四种成分及比较
组成成分 地位 作用 实例
生物成分 生产者 生态系统 的 基石 物质：无机物→有机物； 能量：太阳能等→化学能 自养生物 ，主要是绿色植物
消费者 最活跃的 成分 加快 生态系统的物质循环；帮助植物传粉、传播种子等 主要是动物，还包括营寄生生活的生物
生物成分 分解者 物质循环 中的关键 成分 将动植物遗体和动物的排遗物分解成 无机物 主要是 细菌和真菌
非生物 的物质 和能量 生态系统 的基础 生物群落 赖以生存和发展的基础 光、热、水、空气、无机盐等
（2）生态系统的结构模型
5.根据结构图判断生态系统的组成成分
依据图中“箭头”判断生态系统中各组成成分的基本思路：
（1）根据双向箭头确定C、D分别是非生物的物质和能量、生产者。
（2）根据箭头指向判断各成分
①D有三个箭头指出，应为生产者。
②C有三个箭头指入，为非生物的物质和能量。
③A和B一个为消费者，另一个为分解者。由D（生产者）和A（消费者）均指向B，可判断B为分解者。
6.辨析生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
三类 “不一定” ①生产者不一定是植物（如蓝细菌、硝化细菌等是原核生物），植物不一定是生产者（如菟丝子营寄生生活，属于消费者）
②消费者不一定是动物（如营寄生生活的微生物等），动物不一定是消费者（如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者）
③分解者不一定是微生物（如蚯蚓等动物），微生物不一定是分解者（如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者）
两类 “一定” ①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者
②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物
辨析：
（1）浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者。（ ）
（2）城市生态系统和冻原生态系统均属于自然生态系统。（ ）
解析：城市生态系统属于人工生态系统。
（3）生物圈是地球上最大的生态系统，包括地球上的全部生物及其非生物环境的总和。（ √ ）
（4）生态系统中分解者的作用是将有机物分解成无机物。（ √ ）
1.如图甲为热带雨林的一个场景，图乙为海洋中的一个场景，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：群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，生态系统是由群落与非生物环境构成的。
3.生态系统的组成成分
【图表情境】
（1）分析该生态系统的组成成分
组成成分 图中生物或物质
非生物的物 质和能量
生物 成分 生产者
消费者
分解者
（2）生态系统各组成成分的认识
根据对生态系统组成成分的理解，判断下列说法的正误。
①植物都是生产者。（ ）
②生产者都是绿色植物。（ ）
③自养型生物都是生产者。（ ）
④动物都是消费者。（ ）
⑤细菌都是分解者。（ ）
⑥一种生物只能属于生态系统中的一种成分。 （ ）
提示：（1）水、空气、太阳辐射等 藻类、水生植物 水生昆虫、微小动物、底层甲壳类、鱼 细菌和真菌
（2）① 菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者。
② 蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物。
③√ 自养型生物如绿色植物、硝化细菌等都属于生产者。
④ 蚯蚓、蜣螂及某些种类的软体动物等腐生动物属于分解者。
⑤ 硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者；腐生细菌属于分解者。
⑥ 猪笼草既属于生产者，也属于消费者；杂食性动物如秃鹫，既属于消费者，又属于分解者。
[例1] （2023·新疆乌鲁木齐五校联考）下列有关生态系统的成分及作用的叙述，不正确的是（ ）
A.自养型生物都是生产者，是生态系统的主要成分
B.消费者的存在能够加快生态系统的物质循环
C.每种生物只能属于生态系统中的一种成分
D.不是所有的细菌、真菌都是分解者
解析：自养型生物能以环境中的二氧化碳为碳源，来合成有机物，并且储存能量，因此属于生产者，是生态系统的主要成分，A正确；消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（CO2、水、氨等），这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用，因此消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，B正确；一种生物在生态系统中可能既是生产者又是消费者，例如猪笼草，C错误；不是所有的细菌、真菌都是分解者，例如蓝细菌、硝化细菌是生产者，D正确。
答案：C
1.下列实例中，依次属于种群、群落、生态系统的是（ ）
①一块农田中所有的玉米螟（一种害虫） ②某湖泊中的全部生物 ③某片杨树林的全部生物及生存环境 ④护城河里的全部动物及绿色植物
A.①②③ B.②③④
C.③④① D.①②④
解析：一块农田中所有的玉米螟（一种害虫）是同种生物的集合，属于种群；某湖泊中的全部生物属于一个群落；某片杨树林的全部生物及生存环境属于生态系统；护城河里的全部动物及绿色植物不属于种群，也不属于群落，更不属于生态系统。
答案：A
2.生态系统的4种成分相互联系，下列有关4种成分相互关系图的叙述，不正确的是（ ）
A.应加上由丁到甲的箭头
B.甲为生产者，一定是自养型生物
C.丙为分解者，一定是微生物
D.乙可以是某些细菌
解析：根据图中箭头的方向可以判断，甲为生产者，一定是自养型生物，能利用大气中的CO2，应该加上由丁到甲的箭头，A、B正确；乙是消费者，主要是动物，也可能是营寄生生活的细菌，D正确；丙是分解者，包括营腐生生活的细菌、真菌和动物，C错误。
答案：C
生态系统的营养结构
1.结构
生态系统的结构包括 组成成分和营养结构 。
2.营养结构
（1）食物链
①概念：生态系统中各种生物因 食物 关系形成的一种联系。
②实例
③特点： 生产者 为第一营养级，消费者所处营养级因食物关系并不固定，但一般不超过五个营养级。
（2）食物网
①概念：生态系统中许多食物链彼此 相互交错 连接成的复杂 营养关系 。
②形成的原因
a.一种绿色植物可能是 多种 植食性动物的食物。
b.一种植食性动物既可能吃 多种 植物，也可能被 多种 肉食性动物所食。
3.关于食物链与食物网的深入理解
（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）。
4.食物链和食物网的意义
（1）食物链和食物网是生态系统的 营养结构 。
（2）食物链和食物网是生态系统 物质循环 和 能量流动 的渠道。
（3）错综复杂的食物网是使生态系统保持 相对稳定 的重要条件。一般认为， 食物网 越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力 越强 。
辨析：
（1）（2023·全国甲卷）作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级。（ ）
解析：次级消费者属于第三营养级，初级消费者属于第二营养级，生产者属于第一营养级。
（2）（2023·全国甲卷）同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级。（ √ ）
（3）（2020·浙江7月选考）营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。（ ）
如图为某陆地生态系统的食物网，据图回答下列问题：
（1）食物网形成的根本原因是什么？
（2）图中猫头鹰可位于第几营养级？鹰与蛇之间是什么关系？
（3）写出图中未包含的生态系统的成分。
提示：（1）形成食物网的根本原因是各种生物之间的食物关系。
（2）第三、四、五、六营养级；捕食和种间竞争。
（3）非生物的物质和能量、分解者。
[例2] （2024·河北保定期末联考）某湿地生态系统的部分食物网如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A.图中成分加上非生物的物质和能量以及分解者即可构成生态系统的结构
B.图中共存在6条食物链，最长的食物链中有6个消费者等级
C.若水蚤数量减少，则一段时间内轮虫和蚊子幼虫的数量可能均会增加，但原因不尽相同
D.在食物网中，各生物之间均为捕食关系且吃与被吃的关系不可逆转
解析：生态系统的结构是由生态系统的组成成分和营养结构组成的，而生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生产者、消费者、分解者，A错误；该食物网中含有8条食物链，即①藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼→绿鹭、②藻类→轮虫→水蚤→划蝽→青蛙→绿鹭、③藻类→轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼→绿鹭、④藻类→水蚤→鲶鱼→绿鹭、⑤藻类→水蚤→划蝽→青蛙→绿鹭、⑥藻类→水蚤→划蝽→鲶鱼→绿鹭、⑦藻类→蚊子幼虫→划蝽→青蛙→绿鹭、⑧藻类→蚊子幼虫→划蝽→鲶鱼→绿鹭，其中最长的食物链为藻类→轮虫→水蚤→划蝽→青蛙→绿鹭，含有5个消费者等级，B错误；若水蚤数量减少，则被捕食者轮虫的数量会增加，若水蚤减少，鲶鱼捕食划蝽数量增加，划蝽的数量减少，则蚊子幼虫的数量可能会增加，轮虫的数量增加是因为水蚤数量减少，蚊子幼虫的数量增加是因为划蝽数量减少，其原因不尽相同，C正确；在食物网中，各生物之间除了捕食关系，还有竞争关系，D错误。
答案：C
如图表示一个海滩湿地生态系统中生物的关系。下列有关分析错误的是（ ）
A.细菌的能量不能流向线虫
B.第二营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C.若大米草死亡，将导致细菌数量增加，沼蟹数量亦增加
D.若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
解析：细菌在生态系统中可以作为生产者、消费者或分解者，图示中的细菌可以作为消费者线虫的食物，其中的能量流向线虫，A错误；食物链的营养级一般以捕食链划分，生产者为第一营养级，食草虫、线虫和海螺都是第二营养级，第三营养级的生物有沼蟹、蜘蛛，B正确；若大米草死亡，则细菌数量增加，以细菌为食物的线虫数量可能会增加，沼蟹数量亦可能会增加，C正确；若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛的食物减少，会引起蜘蛛数量的减少，D正确。
答案：A
诊断学习效果
1.（2022·广东高考真题）图示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：a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，f属于杂食动物，D错误。
答案：C
2.下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是 （ ）
A.自养型生物都属于生产者，都可以进行光合作用
B.动物都是消费者，其中食草动物属于初级消费者
C.分解者都是异养型生物，是生态系统不可缺少的成分
D.非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、细菌等
解析：自养型生物都属于生产者，但不一定都可以进行光合作用，如硝化细菌不可以进行光合作用，其进行的是化能合成作用，A错误；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者，食草动物属于初级消费者，B错误；分解者都是腐生生物，属于异养型生物，它们是生态系统不可缺少的成分，它们能将有机物分解成无机物，返回无机环境，C正确；非生物的物质和能量主要包括阳光、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量，D错误。
答案：C
3.如图表示某生态系统中的三种类型生物二氧化碳释放量（相对量）的曲线图，下列叙述正确的是（ ）
A. b曲线代表的生物可能是任何一种生产者
B. c曲线代表的生物是生态系统的基石
C. a曲线代表的生物一定是消费者
D.由a、b、c三条曲线代表的生物可组成一个生态系统
解析：b曲线代表的生物可能是一种生产者，代表能进行光合作用的生产者，A错误；c曲线代表的是化能自养型生物，属于生产者，可以说是生态系统的基石，B正确；a曲线代表的生物可能是消费者，C错误；由a、b、c三条曲线代表的生物不能组成一个生态系统，因为不包括非生物环境，D错误。
答案：B
4.某生态系统中三个不同种群数量变化如图所示，种群C是自养型的生物。下列说法错误的是（ ）
A.图中三个种群组成的食物链可表示为C→B→A
B.种群B在第3～7年间个体数下降是由A的增加和C的减少所致
C.种群A和B的存在能加快该生态系统的物质循环
D.一定自然区域内，A、B、C三个种群中的全部生物构成生物群落
解析：根据题干可知，C是生产者，A和B都是消费者，且B的数量先于A减少和增加，说明B是初级消费者，A是次级消费者，A正确；根据曲线可知，种群B在3～7年间，由于食物的减少和捕食者的数量增加，导致数量下降，B正确；A和B都是消费者，消费者能够加快生态系统的物质循环，C正确；群落是指这一个地域的所有生物，包括动物、植物和微生物，而A、B、C三个种群不包含微生物，D错误。
答案：D
5.如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：
（1）此生态系统中共有 条食物链。
（2）此生态系统中属于第三营养级的动物是 ，淡水虾与小鱼的关系是 ，大鱼与小鱼的关系是 。
（3）若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼数目 ，水藻数目 ，淡水虾数目 。
（4）此生态系统中各种生物的总和，在生态学上称为 。
（5）生态系统的4种成分中，图中未体现的两种成分是 、 。
答案：（1）3 （2）水鸟、小鱼、淡水虾 种间竞争 捕食 （3）增多 减少 减少 （4）群落 （5）非生物的物质和能量 分解者
提示：完成课时作业（七）
第2节 生态系统的能量流动
[素养目标] 1.运用结构与功能观，分析能量流动的过程和特点。2.运用物质与能量观，分析能量传递效率，提高能量在农业生产上的利用率。3.通过能量流动模型的构建，分析能量流动过程、特点和规律。4.通过模型图等理解能量是维持生态系统的动力，培养运用逻辑思维分析问题的能力，并指导农牧业生产。
能量流动的概念和过程
1.概念：生态系统中能量的 输入 、 传递 、 转化 和散失的过程。
【深度理解】
能量流动的概念理解
2.能量流动的过程
（1）第一营养级能量的输入和输出
①输入：生产者通过 光合作用 将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。
②输出
a.在生产者的 呼吸作用 中以热能形式散失。
（2）能量流经第二营养级的示意图
（3）能量流动的过程示意图
①A～D分别代表 初级消费者 、 次级消费者 、 三级消费者 、 分解者 。
②据图总结流入每一营养级的能量最终去向
a.通过自身呼吸作用以 热能 的形式散失；
b.被 下一营养级 同化（最高营养级除外）；
c.被 分解者 分解利用。
3.能量的散失：通过 呼吸 作用，以 热能 形式散失。
4.流入某一营养级的能量的来源和去路
（1）能量
来源
（2）能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：
①各营养级同化量的去向（能量的最终去向）：
②短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向（某段时间内的能量去向）还应该包括未被利用的能量。即：
未被利用是指在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量。包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长、发育的净积累量，如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的（未被利用）。
5.相关量的关系
（1）摄入量＝同化量＋粪便量。
（2）同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未被利用能量）。
（3）用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未被利用能量）。
辨析：
（1）（2023·全国甲卷）作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳。（ √ ）
（2）流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。（ ）
（3）兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。（ ）
（4）同化量＝摄入量－粪便量。（ √ ）
1.能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。结合下图完成以下探究。
（1）输入第四营养级（如图示中的鹰）的能量属于次级消费者（如图中的蛇）摄入的能量还是其同化的能量？
（2）初级消费者摄入的生产者中含有的能量是否均流向初级消费者体内？试解释原因。
提示：（1）同化的能量。
（2）否，因为初级消费者摄入生产者后并没有完全利用，还有一部分能量以粪便形式排出。
2.在一定时间内，某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，试分析a、b、c三者之间的关系。
提示：生产者固定的能量传递给消费者和分解者的同时，还有一部分能量以热能的形式散失，所以a＞b＋c。
[例1] （2024·辽宁葫芦岛期末）下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是（ ）
A.生态系统的能量流动是指能量的输入和散失的过程
B.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能
C.流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量
D.各营养级同化的能量都会沿着食物链和食物网流向下一营养级
解析：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动，A错误；生产者固定的太阳能才是流经生态系统的总能量，B错误；初级消费者是第二营养级，故流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量，C正确；最高营养级的生物不会有能量流向“下一营养级”，D错误。
答案：C
1.某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2
B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2
C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2
D. W1＝D1＋D2
解析：生产者固定的总能量（W1）是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋C2＋D2，B错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C错误；按最大能量传递效率20％计算，图中的D1＝W1×20％，D2＝D1×20％＝W1×4％，所以D1＋D2＝W1×24％，故W1＞D1＋D2，D错误。
答案：A
2.下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项中正确的是（ ）
A.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①
B.④中包含了次级消费者粪便中的能量
C.从能量关系看，②＞③＋④
D.在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
解析：在人工饲养的高密度鱼塘中需要添加饲料，生产者的同化量⑤不一定大于初级消费者的同化量①，A错误；次级消费者的粪便属于初级消费者残余，不属于次级消费者的遗体，B错误；从能量关系看，②为次级消费者同化的能量，大于流向下一营养级的能量③与流向分解者的能量④之和，C正确；生产者通过光合作用同化太阳能，消费者通过捕食同化化学能，D错误。
答案：C
3.某生态系统的营养结构有四个营养级，由A、B、C、D、E五个种群组成，且每个种群只处于一个营养级，某一年内输入各种群的能量数值如下表所示。下列关于该生态系统的分析中，正确的是（ ）
种群 A B C D E
能量 J/（cm2·a） 0.9 2.6 3.4 0.135 40
A.种群D的粪便中的能量不属于A的同化量
B.每个种群的能量流动去向都包括了流向下一个营养级
C. B和C有可能处于同一个营养级
D.用种群E的枯枝败叶和A～D的粪便提高土壤肥力，可以提高能量传递效率
解析：通过数据分析，该生态系统的营养结构关系为E→B（C）→A→D。D的粪便中的能量属于A同化的能量，A错误；D是最高营养级，D的能量不会流向下一个营养级，B错误；B和C两个种群的能量数值接近，有可能处于同一个营养级，C正确；枯枝败叶、动物粪便被微生物分解，可提高土壤肥力，但不能提高能量传递效率，D错误。
答案：C
能量流动的特点与生态金字塔
1.能量流动的特点
美国生态学家林德曼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，分析课本P56赛达伯格湖的能量流动图解，完成以下问题：
（1）图中未利用的能量指未被 自身呼吸作用 消耗，也未被 后一个营养级和分解者利用 的能量。未固定指 未被固定的太阳能 。
（2）据图分析能量流动第一个特点
①图中生产者 不能 捕食肉食性动物来完成能量循环。
②呼吸散失的热能 不能 再被生物群落利用。
③能量流动第一个特点是 单向流动 ，不可 逆转 ，也不能 循环流动 。
（3）完成表格分析能量流动第二个特点
将各营养级的能量“输入”和“输出”清单整理出来填在表格中（“输出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。[单位：J/（cm2·a）]
营养级 流入 能量 流出能量 （输入后一 个营养级） 出入比
生产者 464.6 62.8 13.52％
植食性动物 62.8 12.6 20.06％
肉食性动物 12.6 — —
分解者 14.6 — —
①能量传递效率指两个相邻 营养级 之间的能量传递，公式为×100％，能量在相邻两营养级的传递效率为 10％～20％ 。
②能量流动第二个特点：能量在沿 食物链和食物网 流动过程中是 逐级递减 的。其原因：a. 各营养级生物呼吸消耗大部分能量 ；b.各营养级的能量一部分流入分解者；c.还有部分未被利用的能量。
2.生态系统维持正常功能的条件
任何生态系统都需要不断得到来自 系统外 的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
3.生态金字塔
（1）生态金字塔包括：能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。
（2）能量金字塔
①图中A、B、C、D每层代表 各个营养级获得的能量 。
②最底层A代表 第一 营养级，以此类推，由 低 到 高 。
③由于能量的逐级递减，能量金字塔往往是正立的。
（3）生物量金字塔
①生物量的概念：每个营养级所容纳的 有机物的总干重 。
②特点：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）。
（4）数量金字塔
①金字塔每一层代表处于该营养级所有生物的 个体数量 。
②特点：不同生态系统，数量金字塔的形状会有差异。例如草原中草比鼠多，鼠比鼬多；但森林中却出现了一棵大树上存在许多昆虫的现象。
4.三种金字塔的比较
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 自然生态系统一定为正金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔
象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 一般生物量（现存生物有机物的总干重）随食物链中营养级的升高而减少
每一级 含义 食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总干重
特殊 形状 某些人工生态系统可呈现倒金字塔形 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系： 在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量
辨析：
（1）（2023·河北卷）蜜蜂采食花蜜过程中发生了生态系统的能量流动。（ √ ）
（2）（2023·全国甲卷）能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动。（ √ ）
（3）能量流动是逐级递减的，其原因是一部分能量未被下一营养级利用，一部分能量以热能的形式散失，还有一部分能量被分解者利用。（ √ ）
（4）（2022·浙江6月选考）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：各营养级之间的能量关系组成生态系统的能量金字塔，因此测定各个营养级的能量值可构建生态系统的能量金字塔。
（5）生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正立的。（ ）
1.结合教材P56“赛达伯格湖的能量流动图解”思考并回答下列问题。
美国生态学家林德曼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）图中生产者的能量分为四部分，而P55图3－6中生产者的能量分为三部分，差异是哪一部分？
（2）流经该生态系统的总能量是464.6 J/（cm2·a），流入第二营养级（植食性动物）的能量（即该营养级的同化量）只有62.8 J/（cm2·a），其余的能量除部分未被利用外，大部分通过自身的呼吸作用消耗掉了，少部分流入了分解者。赛达伯格湖的能量流动图解中，能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率是多少？
提示：（1）P56赛达伯格湖的能量流动图解中多出的部分为未利用的能量。
（2）能量传递效率＝×100％＝×100％≈20％，能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率约为20％。
2.用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎处于最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的，故“一山不容二虎”。
3.如果是你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用以下哪种生存策略呢？
A.先吃鸡再吃玉米
B.先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡
提示：应选A方案。应该先吃鸡，因为从营养级角度来讲，鸡是初级消费者，玉米是生产者，根据能量流动逐级递减法则，如果让鸡吃玉米，然后人再吃鸡或者鸡蛋的话，人所获得的能量是最少的，维持时间最短。所以，不如先把鸡吃掉，再吃玉米。
4.生态金字塔
【图表情境】根据下面三种金字塔，进行比较分析，然后回答相关问题：
（1）上面三种金字塔中每一层代表的含义相同吗？为什么？
（2）能量金字塔从下到上依次变窄象征的含义是能量沿食物链流动具有什么特点？
（3）三种生态金字塔一定和上面的图相同吗？为什么？请举例说明。
提示：（1）不相同。能量金字塔中每一层代表食物链中每一营养级生物所含能量的多少。数量金字塔中每一层代表每一营养级生物个体数目。生物量金字塔中每一层代表每一营养级生物中有机物的总干重。
（2）逐级递减。
（3）不一定。在特殊的生态系统中会出现倒置现象。例如，在人工鱼塘或者城市生态系统，会人工输入一些有机物，生产者的能量比较少，能量金字塔会出现倒置现象；一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减，但有时也会出现倒置的情况，如成千上万只昆虫生活在一棵大树上，此时的数量金字塔就会发生倒置；湖里的浮游植物的生物量有时就小于浮游动物的，因为浮游植物的世代短，一个世代的浮游动物以几个世代的浮游植物为食，有时会出现生物量金字塔倒置现象。
[例2] （2024·河南漯河期末监测）下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位：J/（cm2·a）]，据图分析，有关说法正确的是（ ）
A.该生态系统第二营养级同化的能量是100 J/（cm2·a）
B.第二营养级流向分解者的能量为20 J/（cm2·a）
C.第二营养级的同化量有50％通过呼吸作用以热能的形式散失
D.无法计算第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率
解析：据图可知，该生态系统中第二营养级同化的能量是摄入量－粪便量，即100－20＝80 J/（cm2·a），A错误；图中流向分解者的能量20 J/（cm2·a）属于第一营养级的同化量，第二营养级流向分解者的能量应包括遗体、残骸中的能量等，B错误；第二营养级同化的能量是80 J/（cm2·a），通过呼吸作用散失的能量是50J/（cm2·a），则第二营养级的同化量有62.5％通过呼吸作用以热能的形式散失，C错误；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，从图中不能确定第三营养级同化的能量是多少，因此不能计算出第二营养级到第三营养级的能量传递效率，D正确。
答案：D
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），A正确；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100％＝15％，B正确；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，C错误；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，D正确。
答案：C
2.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
3.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
4.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值（单位为103kJ· 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？ 。
（2）生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量值分别是多少？ 。
（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 （结果保留一位小数）。
解析：（1）该人工鱼塘生态系统中流入生物群落的能量一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。（2）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＝1.6×104 （kJ·m－2·a－1）；生产者固定的总能量＝[（16－2）＋3＋70＋23]×103＝1.1×105（ kJ·m－2·a－1）。（3）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％。
答案：（1）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）1.1×105、1.6×104、7.5×103 （3）12.7％、15.6％
研究能量流动的实践意义
1.研究能量流动的实践意义
（1）帮助人们将生物在 时间 、 空间 上合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。如农田生态系统中的 间作套种 、蔬菜大棚中的 多层育苗 、稻—萍—蛙等立体农业生产方式都充分地利用了 空间和资源 ，获得了更大的收益。
（2）帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，如将秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等，实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
（3）帮助人们合理地调整生态系统中的 能量流动关系 ，使能量 持续高效 地流向对人类最有益的部分，如合理确定草场载畜量。
2.能量传递效率与能量利用率的区别
（1）能量传递效率
①计算公式
能量传递效率＝×100％。
②特点：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10％～20％。
（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，从而提高能量的利用率。
辨析：
（1）研究能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。（ √ ）
（2）（2022·江苏卷）人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。（ ）
（3）研究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。（ √ ）
（4）（2021·北京卷）菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。（ ）
（5）稻田生态系统中，防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。（ ）
在社会主义新农村建设中，某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。据图思考讨论：
（1）人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？
（2）在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样做的目的是什么？
提示：（1）没有。此过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染；但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。
（2）合理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3] 茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是（ ）
A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
解析：油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，A错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，B正确，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，D错误。
答案：B
1.稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的黑鱼，用生态学观点看，这样做是为了（ ）
A.保持生态平衡
B.保持生物群落的单一性
C.调整能量在生态系统中流动的方向
D.使物质能够尽快地循环流动
解析：稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的黑鱼，用生态学观点看，这是为了调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，C正确。
答案：C
2.如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的模式图，据图分析正确的是（ ）
A.“→桑”不能代表能量流动
B.模式图中不应有“→池塘”的箭头
C.图中的鱼是次级消费者
D.该生态农业提高了能量的利用率
解析：图中“→桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生物为生产者，模式图中应有“→池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是分解者，C错误；该生态农业实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率，D正确。
答案：D
诊断学习效果
1.（2022·浙江高考真题）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：生物群落中各物种间通过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[或营养级是食物链（网）中一个环节的所有生物的总和]，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
2. （2021·浙江高考真题）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：生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，A正确，D错误；生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，不属于同一条食物链，B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误。
答案：A
3.（2024·湖南岳阳期末检测）下图为某鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1）。下列叙述正确的是（ ）
A.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B.幽蚊幼虫呼吸作用消耗的能量为827 J·m－2·a－1
C.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25％
D.浮游植物能量多的原因是其将太阳能转化为化学能的效率高
解析：该食物网中的生物只含有生产者和消费者，没有分解者，所以不能与无机环境共同构成一个生态系统，A错误；幽蚊幼虫同化的能量为840 J·m－2·a－1，其同化量的去向包括呼吸作用消耗、流向下一营养级（13 J·m－2·a－1）、分解者利用、未利用，因此幽蚊幼虫呼吸作用消耗的能量应该小于827 J·m－2·a－1，B错误；该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率＝（3 780＋4 200）÷31 920＝25％，C正确；食物网中能量流动是单向传递、逐级递减的，浮游植物能量多的原因是其处于第一营养级，而其他营养级的能量归根结底都来自第一营养级，D错误。
答案：C
4.（2023·安徽马鞍山高二月考）大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量（单位：kJ）。下列对该图的分析正确的是（ ）
A.流经阳澄湖该养殖区域的总能量为（a＋2） kJ
B.大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为（e＋5）/（b＋2）×100％
C.图中d代表大闸蟹同化的能量
D. d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者
解析：流经阳澄湖该养殖区域的总能量为植物固定太阳能a与输入的有机物中的能量之和，即a＋2＋5＝（a＋7）kJ，A错误；大闸蟹（初级消费者）到次级消费者的能量传递效率为同化量之比，但次级消费者的同化量无法计算，B错误；图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C错误；次级消费者食物残渣中的能量属于d中的能量，D正确。
答案：D
5.（2021·全国甲卷高考真题）捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：
（1）在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是 （答出1点即可）。
（2）青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是 。
（3）森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以 生态系统为研究对象得出的。
解析：（1）在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用，对捕食者而言，不会导致没有猎物可以捕食而饿死，无法生存下去。（2）能量在生态系统中是沿食物链流动的，能量流动是单向的，不可逆转，也不能循环流动，在流动过程中逐级递减，能量传递效率一般在10％～20％。（3）林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是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，最终得出能量流动特点。
答案：（1）避免自己没有食物，无法生存下去 （2）单向流动，逐级递减 （3）（赛达伯格湖）湖泊
提示：完成课时作业（八）
第3节 生态系统的物质循环
[素养目标] 1.运用物质与能量观，分析生态系统中的物质在生物群落和非生物环境之间不断循环的过程及特点。2.运用物质与能量观，阐明某些有害物质会通过食物链不断富集的现象。3.基于对物质循环的理解，构建碳循环模式图，并利用模式图解释碳循环失衡与温室效应的关系，强化社会责任。
碳循环与生物富集
1.碳循环
（1）循环形式：在生物群落与非生物环境间主要以 CO2 的形式循环。
（2）过程图解：
图中：① 光合作用 ，② 呼吸作用 ，③植物（生产者），④动物（消费者），⑤ 呼吸作用 ，⑥ 微生物的分解作用 。
（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， 水圈 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 进入大气 。
（4）温室效应：
①形成原因：主要是 化石燃料 的开采和使用，使大气中 CO2 含量迅速增加，打破了生物圈 碳循环 的平衡。
②应对方法：一方面要 减少二氧化碳的排放 ，另一方面要提高 森林覆盖率 。
2.物质循环
（1）概念：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）特点：① 全球 性，又称为生物地球化学循环。
②物质在生态系统中循环往复运动。
【深度理解】
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的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。
3.生物富集
（1）概念：是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或 难以降解的化合物 ，使其在机体内浓度 超过 环境浓度的现象。
（2）物质种类：
①重金属：如：铅、镉、汞等。
②人工合成的有机化合物：如：DDT、六六六等。
③某些放射性物质。
（3）生物富集的条件：
①污染物在环境中必须是比较稳定的。
②污染物必须是生物能够吸收的。
③污染物是不易在生物代谢过程中被分解、排出的，如DDT在生态系统中的转移和积累。
（4）特点
①沿食物链逐渐在生物体内 聚集 ，最终积累在食物链的顶端。
②具有全球性。
辨析：
（1）物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物。（ ）
（2）（2023·湖北卷）水生消费者对有机碳的利用，缓解了碳排放。（ ）
（3）（2023·湖北卷）湖泊沉积物中有机碳的分解会随着全球变暖而加剧。（ √ ）
（4）（2023·湖北卷）通过生物富集作用，镉能沿着食物链传递到更高营养级。（ √ ）
1.下图是某生态系统碳循环的示意图，请据图思考讨论：
（1）图中字母代表生物群落的是哪些？碳在生物群落内部主要是以什么形式进行流动的？
（2）图中①②分别表示的生理过程是什么？
（3）同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的。那么为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？
（4）据图提出一项实现“低碳”减缓温室效应的措施。
提示：（1）A、B、C、D；（含碳）有机物。
（2）光合作用和化能合成作用；呼吸作用。
（3）农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮元素的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
（4）减少化石燃料的使用（或者植树造林，增加植被；或开发水能、太阳能等新能源）。
2. DDT是一种有机氯农药，化学结构稳定，在环境中不易被降解，作为杀虫剂具有广谱杀虫、药效强劲持久、容易生产等诸多优点。然而大规模使用DDT对以游隼为代表的猛禽来说，却是一场噩梦的开始。思考讨论：
（1）DDT作为杀虫剂使用，为什么会在顶级捕食者游隼体内的脂肪中大量积累？
（2）研究发现，世界各分布区的游隼体内均有不同程度的DDT积累，这反映出生物富集具有什么特点及具有此特点的原因？
提示：（1）DDT是一种有机氯农药，化学结构稳定，在环境中不易降解，一旦进入生物体，沿着食物链逐级递增，最终积累在顶级捕食者游隼体内的脂肪中。
（2）全球性。富集的物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此具有全球性。
[例1] 如图表示某生态系统的碳循环过程中4种成分之间的关系。以下相关叙述中正确的是（ ）
A.1和2包含着所有种群构成的群落
B.3代表的一定是原核生物
C.①代表光合作用，②代表呼吸作用
D.4可以表示大气中的CO2库
解析：据图分析，1是生产者，2是消费者，3是分解者，4是非生物的物质和能量，而群落是指一定区域内的全部生物，A错误；3是分解者，主要指腐生的细菌和真菌，另外也包括一些动物，如蚯蚓，真菌、动物不是原核生物，B错误；①代表1被2捕食，②代表2进行呼吸作用向大气中释放CO2，C错误；生态系统中，通过生物的呼吸作用向大气中释放CO2，同时又通过光合作用或化能合成作用将CO2转化成有机物，所以4可以表示大气中的CO2库，D正确。
答案：D
“三看法”分析碳循环
1.下列关于生态系统的物质循环的叙述，错误的是（ ）
A.“物质”指的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些基本化学元素
B.“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈
C.“循环”是指物质在生物群落与非生物环境之间循环往复运动
D.由于生物营养级越高得到的能量越少，故物质在循环过程中是不断递减的
解析：生态系统的物质循环中的“物质”是组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些基本化学元素，A正确；“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈，其中的物质循环具有全球性，B正确；“循环”是指物质在生物群落与非生物环境之间循环往复运动，C正确；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，D错误。
答案：D
2.（2023·广东广州联考）下列有关生物富集的叙述，不正确的是（ ）
A.某些重金属盐、有机化合物、放射性化合物都存在生物富集现象
B.生物体内不存在分解DDT、六六六等化合物的酶
C.生物富集现象不具有全球性和沿食物链逐级增加等特点
D.食物网中营养级越高的生物，生物富集物质的浓度越高
解析：生物富集现象具有全球性和沿食物链逐级累积等特点，C错误。
答案：C
3.如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是（ ）
A.大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳
B.完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的
C. D经⑤⑥⑦过程获得的能量占A、B、C总能量的10％～20％
D. C处于第三营养级
解析：生物群落与非生物环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中大气中的气体X代表CO2，A错误；完成①过程的能量主要由太阳能转化的活跃的化学能提供，B错误；捕食食物链中相邻两营养级之间的能量传递效率为10％～20％，D为分解者，不存在于捕食食物链中，C错误；图中A为生产者，B为初级消费者（第二营养级），C为次级消费者（第三营养级），D正确。
答案：D
能量流动和物质循环的关系
1.能量流动与物质循环的关系
（1）联系：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非生物环境之间 循环往返 。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
（2）区别：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，而且是单方向不循环的。
2.图解
辨析：
（1）生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的。（ ）
解析：能量是单向流动的，不能通过食物链和食物网循环。（2）物质循环和能量流动是两个独立的过程。（ ）
解析：物质循环和能量流动相互依存，不可分割。
（3）物质循环中的物质和作为能量流动的载体的物质，含义不同。（ √ ）
（4）物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。（ √ ）
（5）能量作为动力，使物质在生物群落与非生物环境之间循环往复。（ √ ）
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：
（2）概括物质循环和能量流动之间的区别和联系。
提示：（1）图中字母表示的成分依次是A生产者，B初级消费者，C次级消费者，D分解者；图中的能量形式分别是①热能，②化学能，③化学能，④热能。
（2）①联系：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循环往复的动力。②区别：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，而且能量流动是单方向、不循环的。
[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复
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：由图可知，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复；碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在各营养级之间传递主要以有机物的形式进行，A、B、D不符合题意；图中未表示出生产者有一部分能量未被利用，且②中的能量已包括③④中的部分能量，故能量①②③④的总和不等于生产者所固定的太阳能总量，C符合题意。
答案：C
1.如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，对图中箭头的含义表述错误的是（ ）
A.④和⑤可表示生物群落中能量的散失
B.⑤可表示生物群落中的物质回归非生物环境
C.②可表示能量在生物体之间单向流动
D.①可表示碳元素从CO2转变为有机物
解析：由图可知，生物群落中能量以热能的形式散失——④呼吸作用，生物群落中的物质回归非生物环境——⑤分解者的分解作用，A错误，B正确；能量在生物体之间单向流动，如图中的②③，C正确；碳元素从CO2转变为有机物——①光合作用或化能合成作用合成有机物，D正确。
答案：A
2.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是（ ）
A.使用粪便作为肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用
B.一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10％～20％的能量流入狼的体内
C.非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用
D.食物链中初级消费者数量越多，次级消费者能够获得的能量一定就越少
解析：使用粪便作为肥料是通过分解者将粪便中的有机物分解为无机物，植物利用的是无机物，没有对能量进行多级利用，A错误；能量传递效率中的10％～20％指的是营养级与营养级之间的传递效率，不是个体与个体之间，B错误；物质中的元素在生态系统中具有循环往复性，C正确；食物链中的初级消费者越多，其总能量越多，又因为能量在相邻两个营养级之间的传递效率是不变的，所以捕食它们的次级消费者获得的能量越多，D错误。
答案：C
探究土壤微生物的分解作用
辨析：
某兴趣小组设计实验来探究土壤微生物对落叶的分解作用，判断以下操作过程及分析的正误。
（1）可采用加热烘干法除去实验组中的土壤微生物。（ ）
解析：在探究土壤微生物对落叶的分解作用的实验中，对实验组的处理要尽可能避免土壤理化性质的改变，可以将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中灭菌1 h。
（2）应将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下。（ ）
（3）对照组中落叶的分解速度明显高于实验组。（ √ ）
（4）实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验。（ ）
1.土壤微生物对落叶的分解作用
【实验情境】教材“探究落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？”分析下列问题：
（1）取材是在落叶多的地方取泥土还是落叶少的地方取？说明理由。
（2）取表面上层土还是深入地下？为什么？
（3）该实验的自变量是 。
无关变量有 、 、 等。
（4）实验过程中落叶是否需要特殊处理？
（5）实验中对照组和实验组的实验材料的改变要有衡量标准，本实验的衡量标准是什么？
（6）“腐烂程度”通过什么表现？
提示：（1）落叶多的地方，这个地方微生物密集。
（2）表面上层土，因为大部分微生物需要进行呼吸作用。
（3）微生物的有无 温度 水分 空气
（4）需要去除水分，避免实验误差。
（5）落叶的“腐烂程度”。
（6）落叶的质量变化，视觉感受等。
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？
（2）实验中选用什么试剂检测因变量的变化？
（3）实验的设计思路是什么？
提示：（1）自变量是土壤微生物的有无；因变量是淀粉的分解程度。
（2）用碘液和斐林试剂检测。
（3）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中加入斐林试剂后水浴加热。观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
[例3] （2024·湖南期末）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，对土壤的处理情况见下表。下列叙述不正确的是（ ）
项目 1组 2组 3组 4组
土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
湿润 湿润 较干燥 较干燥
A.该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系
B.该实验的自变量之一为土壤是否灭菌处理，实验中的实验组是1组和3组
C.为了保证实验的效果，实验中作为实验材料的落叶不能进行灭菌处理
D.预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组的落叶被不同程度分解
解析：根据表格分析可知，该实验的自变量之一为土壤的湿润条件，因此该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤湿度间的关系，A正确；该实验的自变量有土壤是否灭菌处理、土壤的湿润条件，实验中的对照组是2和4，1和3是实验组，B正确；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，消除微生物的影响，C错误；1、3组灭菌后没有微生物，落叶不会被分解。而2、4组有微生物，但是湿润程度不同，所以落叶被分解程度不同，D正确。
答案：C
实验组、对照组的确定
（1）验证实验中二者如何确定：根据题意首先弄清实验研究的自变量是什么，然后找到进行自变量处理的为实验组，而没进行自变量处理，仅为排除无关变量干扰而设置的实验为对照组。
（2）探究实验中二者如何确定：接受自变量处理的，实验结果是未知的为实验组；未接受自变量处理的，实验结果是已知的为对照组。
1.植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂成为腐殖质。某中学的兴趣小组对落叶腐烂的原因及不同土壤中微生物的分解能力进行了实验探究，下列有关叙述正确的是（ ）
A.若要验证落叶腐烂是由于土壤微生物的分解作用，则实验的自变量是土壤微生物的种类和数量
B.土壤中的各种动物及微生物共同组成群落，各种微生物在生态系统中均属于分解者
C.若用等量的热带雨林土壤代替本地样品土壤进行实验，土壤中未腐烂的落叶的含量将减少
D.土壤微生物对落叶的分解是通过微生物的呼吸作用实现的，与之相关的细胞器是线粒体
解析：若要验证落叶腐烂是由于土壤微生物的分解作用，则实验的自变量是土壤微生物分解作用的有无及强弱，因变量是落叶的腐烂程度，应以自然状态的土壤作对照组，以经杀菌处理的土壤作实验组，A错误；一定区域内的各种动物、植物及各种微生物共同组成群落，土壤中营腐生生活的微生物属于分解者，B错误；热带雨林土壤中微生物的分解能力强，若用等量的热带雨林土壤代替本地样品土壤进行实验，样品土壤中未腐烂的落叶的含量减少，C正确；落叶的腐烂是由于土壤中微生物的分解作用，实质是通过细胞呼吸将有机物分解，土壤中的微生物包括细菌和真菌，细菌是原核生物，细胞中无线粒体，另外有些微生物进行的是无氧呼吸，也与线粒体无关，D错误。
答案：C
2.某生物兴趣小组的同学为证明某细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处：将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程中保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。以下哪种实验方案能达到目的（ ）
序号 实验处理
甲 乙
方案一 无菌条件 自然条件
方案二 先灭菌，再置于 适宜条件下 自然条件
方案三 先灭菌，再置于 适宜条件下 先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下
A.方案一
B.方案二
C.方案三
D.三个方案都不能达到
解析：欲证明树叶的分解是由某种细菌所引起的，应先将树叶灭菌，排除其他微生物对实验结果的干扰，然后应将灭菌后的树叶平均分成两组，一组接种该细菌，另一组不接种，两组均置于适宜条件下培养，以便对比分析得出结论。
答案：C
诊断学习效果
1.（2022·北京高考真题）鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。下列关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（ ）
A.属于自养生物
B.可以进行细胞呼吸
C. DNA位于细胞核中
D.在物质循环中发挥作用
解析：蓝细菌能进行光合作用，属于自养生物，A正确；蓝细菌进行的是细胞呼吸，B正确；蓝细菌属于原核生物，没有细胞核，DNA主要位于拟核中，C错误；蓝细菌在生态系统中属于生产者，在物质循环中发挥重要作用，D正确。
答案：C
2.下列不属于生物群落中的碳返回大气中的途径的是（ ）
A.生物的呼吸作用
B.某些细菌的化能合成作用
C.分解者的分解作用
D.森林火灾
解析：生物群落中的碳返回大气中的途径有动植物的呼吸作用、微生物的分解作用以及燃烧。某些细菌的化能合成作用是使非生物环境中的碳进入生物群落中的途径，B符合题意。
答案：B
3.某些人工合成的化合物如农药DDT、六六六等，进入环境后便参与生态系统的物质循环，但是，这些化合物难以被降解并在生物体内蓄积。下表是某水域生态系统在结构和功能处于相对稳定状态时，甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度。下列说法错误的是（ ）
项目 甲 乙 丙 丁
能量（kJ） 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT浓度 （ppm） 0.04 0.35 0.39 3.4
A.该生态系统的水体中DDT的浓度小于0.04 ppm
B.四个种群最简单的能量流动渠道是形成了一条食物链
C.甲是该生态系统组成成分中的生产者
D.丁种群个体死亡后释放的DDT还可能再进入丁种群
解析：表中数据是在该生态系统处于平衡时，甲、乙、丙、丁四个种群所含有的总能量和残留DDT的平均浓度，其含量关系应符合能量传递和生物富集规律，因此，甲是生产者，其残留DDT浓度为0.04 ppm，环境中的DDT浓度应小于0.04 ppm；乙和丙位于同一营养级，均属于生态系统的初级消费者；丁是次级消费者，处于食物链的第三营养级，四个种群形成两条食物链，丁种群个体死亡后释放的DDT难以被降解，可能通过各级生物的富集再次进入丁种群，B错误，A、C、D正确。
答案：B
4.如图为生态系统碳循环示意图，图中字母代表生态系统组成成分，数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是（ ）
A.图中生产者、A、B、C构成了两条食物链
B.大力增强过程①可一定程度上缓解温室效应
C.经过程③的碳全部储存于B体内的有机物中
D.农业上的中耕松土可以加强过程⑦
解析：据图分析可知，A表示大气中的二氧化碳库，B表示消费者，C表示分解者，食物链中只有生产者和消费者，所以生产者、A、B、C不能构成食物链，A错误；过程①表示光合作用，大力增强该过程可以吸收较多的二氧化碳，能一定程度上缓解温室效应，B正确；经③流向B的碳大部分通过呼吸作用以二氧化碳形式散失，少量的碳元素储存于B体内的有机物中，C错误；过程⑦表示消费者的呼吸作用，农业上的中耕松土可以加强过程②，即植物根细胞的呼吸作用，D错误。
答案：B
5.下列关于生态系统中物质循环的图解，正确的是（ ）
解析：生产者可以通过光合作用或者化能合成作用从非生物环境中获取物质和能量；生产者、消费者、分解者可以通过呼吸作用或分解作用将物质和能量释放到非生物环境；消费者可通过捕食、寄生等从生产者中获取物质和能量；生产者的残枝败叶、消费者的遗体残骸及粪便中的物质和能量可被分解者利用，A正确；消费者中的物质不能进入生产者，B错误；分解者不能利用非生物环境中的物质，只能依靠有机物维持生活，C、D错误。
答案：A
6.（2022·山东高考真题）某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是（ ）
A.与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量的利用率低
解析：该稻田生态系统的营养结构更复杂，其水稻产量还显著高于普通稻田，而运行过程中不投放鸭饲料，因此与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料，A正确；鸭取食害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；该稻田增加了鸭子，使得群落的物种组成不同，因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同，C错误；该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益，与普通稻田相比，该稻田的能量利用率较高，D错误。
答案：A
7.（2022·湖北高考真题）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代表的能量大约是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，返还回无机环境，因此A表示分解者。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物量金字塔和数量金字塔则可能倒置或部分倒置，数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量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是10％～20％，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食动物1的同化量，是②的10％～20％，④表示肉食动物2的同化量，是③的10％～20％，因此④代表的能量是②的1％～4％。（3）如果图中生产者是农作物棉花，提高棉花产量，针对途径②，可控制（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；针对途径⑦，可合理密植， 改善通风条件，提供充足的CO2满足光合作用需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，通过分解者分解可产生更多无机盐、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”，增加CO2供应满足光合作用的需求，从而可以增强光合作用。
答案：（1）分解者 不一定 （2）1％～4％
（3）控制（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 合理密植，改善通风条件，提供充足的CO2满足光合作用需求，减少无氧呼吸消耗；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”，增加CO2的供应满足光合作用的需求
提示：完成课时作业（九）
第4节 生态系统的信息传递
[素养目标] 1.利用物质与能量观，理解生态系统中信息的种类、信息传递的特点。2.通过对信息传递实例的分析，理解信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用。3.基于对信息传递实例的分析，归纳概括信息传递的种类、特点，理解生态系统整体性，形成结构与功能观。4.基于信息传递在生态系统中的作用和在农业生产中的应用，利用信息传递解决实践问题。
生态系统中信息的种类和特点
1.生态系统中信息的种类
2.生态系统中信息传递的特点
3.生态系统中信息传递的过程
辨析：
（1）生物之间的信息传递只限于同种生物。（ ）
解析：异种生物之间也存在着信息传递。
（2）信息只能沿食物链从低营养级向高营养级进行传递。（ ）
解析：捕食者也会向被捕食者传递信息。
（3）信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗。（ √ ）
（4）（2021·江苏卷）在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息。（ ）
（5）花香引蝶和孔雀开屏都属于物理信息。（ ）
解析：花香引蝶属于化学信息，孔雀开屏属于行为信息。
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：汶川大地震70％的幸存者由搜救犬发现，搜救犬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。
（1）资料1、2、3所述分别属于生态系统哪种信息类型？
（2）生态系统的信息是否只来自生物？举例说明。
（3）生物是否只通过一种信息类型进行交流？举例说明。
（4）生态系统的信息传递是否只存在于同种生物之间？举例说明。
提示：（1）分别属于物理信息、化学信息和行为信息。
（2）不是，如光、温度、湿度、磁场、气味物质等物理信息、化学信息。
（3）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？
（2）信息传递过程中应具备的三个要素是什么？
（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：（1）生物或非生物环境。
（2）信息源、信道和信息受体。
（3）一般具有双向传递的特点。
[例1] （2024·四川乐山月考）下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是（ ）
A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积化学信息素，召唤同类来共同取食
B.榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互对抗的现象
C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的物理低频声波而找到雌蚊
D.群居动物通过群体化学气味与其他群体相区别
解析：雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊，属于物理信息，其他三项为化学信息，C符合题意。
答案：C
判断生态系统信息类型的方法
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，A正确；小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息，B正确；小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息，C正确；激怒小鸟的信息是直接来自非生物的物理信息，D错误。
答案：D
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，也可以是化学信息，C错误，A、B、D正确。
答案：C
生态系统信息传递的作用与应用
辨析：
（1）（2022·湖南卷）采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递。（ √ ）
（2）（2023·河北卷）幼年蜜蜂学习采蜜技巧依赖生态系统中的信息传递。（ √ ）
（3）（2023·湖南卷）油菜花通过物理、化学信息吸引蜂、蝶。（ √ ）
（4）莴苣种子必须接受某种波长的光才能萌发，说明生命活动的正常进行，离不开信息的传递。（ √ ）
1.分析下面的资料，总结生态系统中信息传递的作用。
资料1：蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行“回声定位”。
蝙蝠的回声定位
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。
莴苣种子萌发率与光的波长的关系
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。
资料4：科学家们在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象：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：
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。
（1）由资料1、2可以看出， ，离不开信息的传递。
（2）由资料3可以得出， ，离不开信息的传递。
（3）由资料4、5可以看出，信息的传递还能 。
提示：（1）生命活动的正常进行 （2）生物种群的繁衍 （3）调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
2.信息传递在农业生产中的应用
【生产生活情境】如果你是一个农场经营者，种植了一些粮食作物和多种果树，同时还饲养了家禽、家畜。
（1）你可以利用哪些与信息传递有关的措施控制有害动物对粮食作物和果树的危害？
（2）利用昆虫性外激素诱杀害虫属于化学防治还是生物防治？判断的依据是什么？
提示：（1）利用昆虫的趋光性诱杀大量害虫；释放过量人工合成的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾。
（2）生物防治。性引诱剂虽然属于化学物质，但正常情况下也是由害虫自己分泌的；农业生产中人为施用实际上是干扰害虫之间的正常繁殖，从而降低害虫的出生率。
[例2] （2024·四川泸州期末）烟草天蛾是一种农业害虫，常在夜间活动，其幼虫喜食烟叶。科学家发现，绒茧蜂会根据烟草天蛾幼虫粪便的气味，找到它的藏身之所，然后将数百枚的卵产在烟草天蛾幼虫的体表（如下图所示），利用烟草天蛾幼虫繁育下一代。下列有关叙述错误的是（ ）
A.绒茧蜂通过化学信息来找寻烟草天蛾的幼虫
B.绒茧蜂与烟草天蛾幼虫的种间关系是捕食
C.该实例说明气味作为信息可以调节种间关系
D.农业上可用黑光灯诱捕烟草天蛾以减少田间落卵量
解析：绒茧蜂会根据烟草天蛾幼虫粪便的气味，找到它的藏身之所，该信息方式属于化学信息，上述过程发生在不同生物之间，说明气味作为信息可以调节种间关系，A、C正确；绒茧蜂会将卵产在烟草天蛾幼虫的体表从而获取营养，两者之间的关系是寄生，B错误；一些农业害虫具有趋光性，农业上可用黑光灯诱捕烟草天蛾以减少田间落卵量，D正确。
答案：B
1.下列有关生态系统信息传递及其应用的说法，不正确的是（ ）
A.动物在接受物理信息和行为信息时，均可能有神经系统的参与
B.在控制动物危害的防治技术中，利用化学物质进行的防治都属于化学防治
C.延长短日照植物黄麻的光照时间，可推迟黄麻开花从而提高麻皮产量，这是物理信息合理利用的结果
D.在农业生产中，利用信息传递不仅可以提高农产品产量，也可对有害动物进行控制
解析：动物在接受物理信息和行为信息时，均可能有神经系统的参与，A正确；在控制动物危害的防治技术中，利用化学物质进行的防治可能属于化学防治或生物防治，B错误；延长短日照植物黄麻的光照时间，可推迟黄麻开花从而提高麻皮产量，这是物理信息合理利用的结果，C正确；在农业生产中，利用信息传递不仅可以提高农产品产量，也可对有害动物进行控制，D正确。
答案：B
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，甲、乙、丙三图可依次表示（ ）
A.能量流动、物质循环、信息传递
B.能量流动、信息传递、物质循环
C.物质循环、能量流动、信息传递
D.信息传递、能量流动、物质循环
解析：物质是循环的，可用图甲表示；能量流动是单向的，可用图乙表示；信息传递往往是双向的，可用图丙表示，C符合题意。
答案：C
诊断学习效果
1.下列信息传递的类型中，属于物理信息的是（ ）
A.牛膝草分泌蜕皮激素类似物加速对其采食昆虫的蜕皮
B.蜜蜂找到蜜源时跳“8”字舞
C.雄黏虫根据雌黏虫释放的性外激素很快前来交尾
D.海豚借助超声波确定方位
解析：牛膝草分泌蜕皮激素类似物加速对其采食昆虫的蜕皮，其中蜕皮激素类似物属于化学信息，A错误；蜜蜂找到蜜源时跳“8”字舞，属于行为信息，B错误；雄黏虫根据雌黏虫释放的性外激素很快前来交尾，其中性外激素属于化学信息，C错误；海豚借助超声波确定方位，属于物理信息，D正确。
答案：D
2.下列生产实践中未利用生态系统中信息传递的是 （ ）
A.人工释放性外激素制剂，干扰害虫的正常交尾
B.控制日照时间以控制开花时间
C.利用“黑光灯”集中捕杀棉铃虫成虫
D.利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
解析：性外激素可以引诱害虫异性个体前来交尾，生产中常用性外激素制剂干扰害虫正常交尾，以降低害虫的种群密度，利用了化学信息；植物的开花需要一定时间的光照，据此可分为长日照植物、短日照植物等，利用了物理信息；黑光灯可以发出较大剂量的紫外线，诱捕一些对紫外线敏感的害虫，利用了物理信息；秋水仙素处理可抑制分裂前期纺锤体的形成，从而诱导产生多倍体，未利用生态系统中的信息传递，D符合题意。
答案：D
3.（2022·湖南高考真题）稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是（ ）
A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C.硬壳蟹（非蜕壳）摄食软壳蟹（蜕壳）为捕食关系
D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用
解析：能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误；生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B正确；捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹（非蜕壳）和软壳蟹（蜕壳）属于同一物种，两者之间的摄食关系不属于捕食，C错误；生态系统中的能量流动是单向的，不能循环利用，D错误。
答案：B
4.如图为生态系统的信息传递（信息流）模型，请据图回答下面的问题：
（1）生态系统的信息流在方式和方向上不同于物质流和能量流的特点是 。
（2）生态系统营养信息的传递渠道是 。
（3）生态系统的信息传递有利于调节 与 之间以及 与 之间的关系，因而信息传递是生态系统的基本功能之一。
答案：（1）生态系统中的物质是循环流动的，能量是单向流动、逐级递减的，而信息流往往是双向的 （2）食物链和食物网 （3）生物群落 非生物环境 生物 生物
提示：完成课时作业（十）
第5节 生态系统的稳定性
[素养目标] 1.运用结构与功能观，分析实例理解生态平衡的特征、生态系统稳定性的概念和机理。2.设计并制作生态缸，观察比较不同生态缸中生态系统的稳定性，并尝试解释原因。3.基于对生态系统稳定性的理解，构建模型，辨析抵抗力稳定性和恢复力稳定性的机理。4.基于对生态系统的理论学习，设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案，树立科学的发展观。
生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡的概念
生态平衡是指生态系统的 结构和功能 处于 相对稳定 的一种状态。
2.处于生态平衡的生态系统的特征
第一， 结构 平衡：生态系统的各组分保持相对稳定。
第二， 功能 平衡：生产—消费—分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。
第三， 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有机物的量，处于比较稳定的状态。
3.生态平衡的实质
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种 动态 的平衡。
4.生态平衡的调节机制——负反馈
（1）负反馈的概念：所谓负反馈，是指在一个系统中，系统工作的 效果 ，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的 效果减弱或受到限制 ，它可使系统保持 稳定 。
（2）负反馈的意义：负反馈调节在生态系统中 普遍存在 ，它是生态系统具备 自我调节能力 的基础。
5.生态系统的稳定性
（1）概念：人们把生态系统 维持或恢复 自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。也就是说，生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持 生态平衡的能力 。
（2）原因：正是由于生态系统具有 自我调节 能力，生态系统才能维持相对稳定。
（3）特点：生态系统的自我调节能力是有限的。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的破坏。
辨析：
（1）（2022·河北卷）相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。（ √ ）
（2）处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和信息平衡三大特征。（ ）
解析：处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三大特征。
（3）正反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。（ ）
解析：负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。
（4）当农田里蚜虫数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生态系统内的负反馈调节。（ √ ）
1.亚马孙森林已经存在至少上千万年了，中间经常遭受洪涝、火灾、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？
（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：（1）结构平衡、功能平衡和收支平衡。
（2）亚马孙森林生态系统组分多，食物网相对复杂，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.已知被污染的湖泊的污染状况，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 。
提示：正反馈 有一定限度的
[例1] （2024·河北衡水期末）生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态就是生态平衡。呼伦贝尔草原就是一个处于生态平衡的系统。下列说法错误的是（ ）
A.呼伦贝尔草原的四个季节中，物质和能量的输入与输出都基本相同
B.对抗破坏或干扰使该草原恢复平衡的调节机制是负反馈机制
C.该草原处于生态平衡时表现为结构平衡、功能平衡和收支平衡
D.过度放牧可能导致生态系统的稳定性下降，破坏草原生态平衡
解析：春夏季，该草原物质和能量的输入一般大于输出，而秋冬季一般会输出大于输入，A错误；当生态系统遇到破坏或干扰时，对抗破坏或干扰使该草原恢复平衡的调节机制是负反馈机制，B正确；处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡三大特征，C正确；过度放牧会破坏草原植被，可能影响物种多样性和生态系统结构的复杂程度，导致生态系统的稳定性下降，进而破坏草原生态平衡，D正确。
答案：A
1.不同的生态系统其自我调节能力不一定相同，下列实例说明生态系统具有自我调节能力的是（ ）
A.豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得
