《创新课堂》 第3章　生态系统及其稳定性 -（教师版讲义）生物人教版选择性必修2（共12份打包）

微专题三　生态系统中能量流动的相关计算
1.能量传递效率的相关“最值”计算
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10％，最高效率为20％。
（1）在食物链A→B→C→D中，则有
（2）在食物网中则有
1.如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约（　　）
A.100 kg B.44.5 kg
C.25 kg D.15 kg
解析：C　图中共含有三条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动规律分析可知，食物链越短能量消耗越少，能量传递效率以20％计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短食物链，消耗的A为1÷20％÷20％＝25（kg）。
2.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
解析：B　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1.6×108 kJ，C、D含有的能量最多为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）。
2.能量传递效率有关的“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，而需按具体数值计算。
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的多种生物中获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后再合并。
3.由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类。那么能量传递效率按20％来计算，该杂食性鱼增重6 kg共需海洋植物（　　）
A.310 kg B.240 kg
C.180 kg D.150 kg
解析：A　由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼；杂食性鱼的食物1/3来自食物链①，1/3来自食物链②，1/3来自食物链③。所以能量传递效率按20％计算，该杂食性鱼从食物链①消耗的海洋植物为6×1/3÷20％＝10（kg），从食物链②消耗的海洋植物为6×1/3÷20％÷20％＝50（kg），从食物链③消耗的海洋植物为 6×1/3÷20％÷20％÷20％＝250 kg，因此共需海洋植物 10＋50＋250＝310（kg）。
4.假设如图所示食物网中水稻固定的太阳能为E，若同一营养级所获得的能量的比例相等，且能量传递效率为10％时，人获得的能量为（　　）
A.10％E B.1％E
C.4％E D.15％E
解析：C　水稻固定的能量为E，同一营养级所获得的能量的比例相等且按10％传递，则第二营养级的鸭子、奶牛和人共可获得10％E，且各占1/3，然后人还可以从鸭子、奶牛中获得它们所获得能量的10％，因此人获得的总能量为1/3×10％E＋2/3×10％E×10％＝4％E，故选C。
3.能量来源比例改变的计算
在具体计算时务必先澄清分配比例，再确定求解中应“顺推（用乘法）”还是“逆推（用除法）”，以如图食物网为例：
（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××20％＋A××（20％）2＝M1
调整后 A××20％＋A××（20％）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）”
调整前 调整后
＋＝A1 ＋＝A2
5.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
解析：B　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。
4.具有人工能量输入的计算
人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。若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％。
6.生物兴趣小组调查了某人工养殖的鱼塘，绘制了能量流动图并进行了评析，图中字母表示能量数值，下列评析正确的是（　　）
A.输入该鱼塘的总能量为浮游植物、沉水植物等生产者固定的太阳能a
B.生产者固定的太阳能a全部用于第二营养级生物的生长发育和繁殖
C.第二、三营养级间的能量传递效率为（c－j）÷（b－h）×100％
D.植食性鱼类的同化量b有部分残留在肉食性鱼类的粪便中
解析：D　输入该鱼塘的总能量为生产者固定的太阳能a以及有机物输入的饲料中的能量，A错误；生产者固定的太阳能a一部分用于自身呼吸消耗，一部分流入下一营养级，一部分流向分解者，只有一部分用于第二营养级生物的生长发育和繁殖，B错误；第二营养级的同化量为b，第三营养级的同化量为c－j，所以第二、三营养级间的能量传递效率为（c－j）÷b×100％ ，C错误；肉食性鱼类的粪便中的能量属于上一营养级的能量，不是肉食性鱼类自身的同化量，属于植食性鱼类的同化量b的一部分，D正确。
1 / 2第5节　生态系统的稳定性
学习目标
1.通过分析与讨论生态平衡的特征和负反馈调节及生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系，强化稳态与平衡观。 2.通过设计制作生态缸，观察其稳定性，强化科学探究。
知识点一　生态平衡与生态系统的稳定性
1.生态平衡
提醒：生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是指一种动态的平衡。
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　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。
3.生态系统的稳定性
（教材P74“思考·讨论”）当蛙数量减少时，昆虫、蜘蛛等因天敌减少而数量增加，而这一变化又会影响蛙的数量，使其增多。该过程中，　负反馈　调节发挥了作用。
（1）生态平衡是指生态系统的结构保持相对稳定的一种状态。 （×）
提示：生态平衡是指生态系统的结构和功能保持相对稳定的一种状态。
（2）负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。 （√）
（3）草本植物阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强。 （×）
提示：灌木阶段比草本植物阶段的群落自我调节能力强。
（4）污染的湖泊中鱼类大量死亡，腐生细菌增多，进一步加重污染，这种调节是负反馈调节。 （×）
提示：湖泊污染后，鱼类的死亡加剧了污染，属于正反馈调节。
（5）负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与非生物环境之间不存在。 （×）
提示：负反馈调节在生态系统中普遍存在，不仅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。
探究一｜分析生态平衡的特征
1.科学家通过测量和数学模拟，绘制了初生演替过程中群落总初级生产量和总呼吸量的变化曲线图，据图回答下列问题。
（1）观察曲线图，在成熟阶段，群落总初级生产量和总呼吸量呈现怎样的趋势？由此说明了什么？
提示：总初级生产量和总呼吸量均趋于稳定，且相对值接近。说明群落在物质、能量的输入和输出上趋于平衡状态。
（2）联系生态系统中不同生物组分在物质循环、能量流动中的作用，分析在成熟阶段，生产—消费—分解过程的正常进行对生态系统的功能有什么影响？
提示：生产—消费—分解的正常进行保证了物质循环和能量流动。在成熟阶段，生产过程和消费、分解过程应处于动态平衡中，这样才能使生态系统的收支呈现平衡。
（3）从生态系统的结构和功能等方面，概括生态系统处于相对稳定状态时表现出的特征有哪些？
提示：①具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征；②平衡依赖生产—消费—分解过程来维持，是一种动态平衡。
探究二｜生态平衡的调节机制
2.图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。
（1）请写出图A中的食物链。
提示：乙→甲→丙。
（2）反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图A和图B分别属于哪一种？
提示：图A所示的是负反馈调节，图B所示的是正反馈调节。
（3）图A和图B所反映的调节方式，哪一种有利于维持生态平衡？
提示：图A所反映的调节方式即负反馈调节，有利于维持生态平衡。
1.生态系统中正反馈调节和负反馈调节的比较
比较项目 正反馈调节 负反馈调节
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
2.判断正反馈、负反馈调节的方法
（1）依据：从调节后的结果与原状态之间的变化分析。
（2）方法：调节后
1.（教材P73～74正文改编）虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能保持生态平衡。下列关于生态平衡的叙述错误的是（　　）
A.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
B.处于生态平衡的生态系统中物质和能量的输入和输出均衡，生物种类的组成稳定
C.生态平衡是指生态系统的组成成分和营养结构处于相对稳定的一种状态
D.生态平衡是通过负反馈调节机制实现的，该机制是生态系统具有自我调节能力的基础
解析：C　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，并不是一成不变的，A正确；处于生态平衡的生态系统中物质和能量的输入和输出均衡，达到收支平衡，生物种类的组成稳定，B正确；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，而不是单指结构（组成成分和营养结构）处于相对稳定，C错误；生态平衡反映生态系统的稳定性，这是通过负反馈调节机制实现的，该机制是生态系统具有自我调节能力的基础，D正确。
2.（2025·江苏南京高二期末）某池塘演变早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖导致藻类数量减少接着又引起水蚤减少。后期因排入污水引起部分水蚤死亡加重了污染导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是（　　）
A.早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B.早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C.早期、后期均属于负反馈调节
D.早期、后期均属于正反馈调节
解析：B　负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的早期符合负反馈调节的机制；正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化，题干中所述的后期属于正反馈调节，故选B。
知识点二　抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
1.抵抗力稳定性
（1）含义：生态系统　抵抗外界干扰　并使自身的结构与功能　保持原状（不受损害）　的能力。
（2）规律：一般来说，生态系统中的生物种类越多，　食物网　越复杂，其　自我调节　能力就越强，抵抗力稳定性就越高，如热带雨林生态系统。
2.恢复力稳定性
（1）含义：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。
（2）特点：生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复　速度　与恢复　时间　是不一样的。
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
一般来说，生态系统中的生物种类越多，　食物网　越复杂，其　自我调节　能力就越强，　抵抗力　稳定性就越高，　恢复力　稳定性越低。
（教材P75“旁栏思考”）人体在遇到病原体入侵时，免疫系统会抵抗病原体的入侵，这与生态系统的　抵抗力稳定性　相似：人体也有恢复稳态的机制和趋势，在大病初愈时，有些功能需要恢复到正常水平，这与　恢复力稳定性　相似。
4.提高生态系统的稳定性
（1）原因
①处于生态平衡的生态系统可以持续不断地满足人类　生活所需　。
②处于生态平衡中的生态系统能够使人类生活与生产的　环境　保持稳定。
（2）措施
①控制对生态系统的　干扰强度　，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，　合理适度　地利用生态系统。
②对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的　物质　、　能量　的投入，保证生态系统内部　结构　与　功能　的协调。
（1）生态系统中的生物种类越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强。 （×）
提示：生态系统中的生物种类越多，食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越强。
（2）自我调节能力越强的生态系统，其恢复力稳定性也就越高。 （×）
提示：自我调节能力越强的生态系统，其抵抗力稳定性也就越高。
（3）农田经除草、除虫管理后，抵抗力稳定性提高。 （×）
提示：农田经除草、除虫管理后，生物成分减少，营养结构简单，抵抗力稳定性降低。
（4）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性高。 （√）
（5）对过度利用的森林与草原，应实行封育，不能再利用。 （×）
提示：对过度利用的森林与草原，应先封育，恢复到较好状态时再适度利用。
探究｜抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性有差别。阅读资料，回答下列问题。
资料1　湿地是地球上生物生产力最大的生态系统之一。它是天然的蓄水库，并能过滤和分解水中的污染物进而改善水质，被喻为“地球之肾”。湿地种类众多，如红树林、河流、湖泊和稻田等。
资料2　2022年9月，第12号台风“梅花”在浙江沿海登陆，造成多处房屋倒塌，农作物及林区受灾，经济损失严重。
（1）资料1显示湿地生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性大小如何？原因是什么？
提示：抵抗力稳定性强而恢复力稳定性弱。原因是湿地生态系统生物种类较多，营养结构复杂，自我调节能力高。
（2）资料2中台风过后，灾区沿海的多种生态系统遭到了毁灭性破坏，短期内难以恢复。这一事实说明了什么？
提示：任何生态系统的自我调节能力都是有限的。
（3）抵抗力稳定性和恢复力稳定性一定相反吗？请举例说明。
提示：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如北极冻原生态系统的两种稳定性都弱。
（4）对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳态，需采取哪些措施？（至少写两条）
提示：需要不断施肥、灌溉，以及控制虫害等。
1.抵抗力稳定性和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
项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
二者 联系 ①相反关系：一般来说，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然； ②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。如图所示：
2.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
（1）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。
（2）热带雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰时，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
（3）x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x值越大，说明恢复力稳定性越低。
（4）TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大，说明生态系统的总稳定性越低。
1.（教材P75～76正文改编）下列关于生态系统稳定性的描述，错误的是（　　）
A.河流受到轻微的污染依然清澈，属于抵抗力稳定性
B.恢复力稳定性弱的生态系统抵抗力稳定性不一定强
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使生物种类增加从而提高其抵抗力稳定性
解析：D　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，A正确；有些生态系统（如北极冻原生态系统）抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低，B正确；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，C正确；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，D错误。
2.如图表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况，下列关于该变化过程的说法，正确的是（　　）
A.甲、乙生态系统都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性
B.乙生态系统的恢复力稳定性强
C.a、b点生态系统丧失了抵抗力稳定性
D.甲曲线的最低点只有恢复力稳定性
解析：A　任何一个生态系统都具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，即都具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性，A正确；图中解除干扰后，甲生态系统可以恢复到原来水平，而乙生态系统不能，因此甲生态系统的恢复力稳定性强，B错误；受到干扰后，甲、乙生态系统在a、b点仍然具有抵抗力稳定性，不会丧失，C错误；生态系统在任何时期都是既有抵抗力稳定性，又有恢复力稳定性，D错误。
知识点三　设计制作生态缸，观察其稳定性
1.实验目的：设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
2.实验原理
（1）在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的　基本成分　进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。
（2）在设计时，要考虑系统内组分及营养级之间的　合适比例　。
3.实验步骤
4.实验结果
（1）生态缸中的生物只能存活一段时间。虽然生态缸中生态系统成分齐全，但其结构比较　简单　，自我调节能力　差　。
（2）不同的生态缸中生态系统的稳定性时间　有长有短　。
（1）生态缸的采光宜用散射光，以防止水温过高导致水生植物死亡。 （√）
（2）在设计生态缸时，要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。 （√）
（3）生态缸切记不能密封，以保证内外空气的流通。 （×）
探究｜设计制作生态缸，观察其稳定性
下面是某同学做完生态缸的实验后，总结归纳的实验注意事项：
①制作完成的生态缸中所形成的生态系统，必须是封闭的，留适宜的空间。
②生态缸中的各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。
③生态缸必须是透明的。
④生态缸中投放的生物，必须具有很强的生活力，投放的动物数量不宜过多，体积不宜过大。
⑤生态缸制作完毕后，应该贴上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将生态缸放在有较强散射光的地方，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。
（1）生态缸密闭的目的是什么？
提示：防止外界生物或非生物因素的干扰。
（2）为什么生态缸要留有适宜的空间？
提示：储备一定量的空气供生态缸中各种生物呼吸作用利用。
（3）在制作生态缸时常放入少量河泥，其作用是什么？
提示：提供分解者；为植物提供无机营养。
（4）生态缸中添加的小动物数量不宜过多，应注意各营养级之间的合适比例，试从能量流动的角度分析原因。
提示：因为生态缸中的生产者固定的能量有限，而能量流动又是逐级递减的，为避免生物因得不到足够能量而死亡，应注意各营养级之间的比例。
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 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸的材料必须透明 为光合作用提供光能；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间 便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光要用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
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
选择的动物不宜过多，个体不宜过大 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
1.（教材P78“探究·实践”改编）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：A　甲瓶中的小鱼很快死亡主要是因为消费者（植食性小鱼）过多，所以应保持各组分的比例合适，才能使生态瓶的稳定性维持较长时间。
2.甲、乙、丙、丁4个透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。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 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有；“－”表示无。
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：A　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，A错误；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，B正确；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，C正确；与甲瓶相比，丁瓶氧气含量少，因为消费者（小鱼）较多，呼吸要消耗较多的氧气，D正确。
课堂小结
1.（教材P73～74正文改编）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：A　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。
2.（教材P75正文改编）下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（　　）
A.抵抗力稳定性和恢复力稳定性体现了负反馈机制
B.食物网越复杂，其抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱
C.澳洲天然林火后植被开始恢复，这是恢复力稳定性的作用
D.某生态系统某个种群数量增多，能提高生态系统的抵抗力稳定性
解析：D　负反馈调节机制是指生态系统遇到破坏或干扰后，对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都体现了负反馈调节，A正确；一般而言，生态系统的食物网越复杂，即营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，B正确；澳洲天然林火后植被开始恢复，生态系统遭到破坏以后恢复原状的能力，属于恢复力稳定性的作用，C正确；物种丰富度的增加可导致生态系统的营养结构更复杂，进而提高生态系统的抵抗力稳定性，但某个种群的数量增加不能增加抵抗力稳定性，D错误。
3.（教材P77“概念检测”T2改编）封山育林形成的天然森林很少发生松毛虫害，人工种植的马尾松林中经常发生松毛虫害。对此现象的解释合理的是（　　）
A.天然森林的恢复力稳定性高于人工林
B.人工林中的马尾松对松毛虫的抵抗力差
C.人工林的气候适于松毛虫的生长和繁殖
D.封山育林使天然森林的营养结构复杂性增加
解析：D　人工马尾松林由于生物物种单一，营养结构简单，恢复力稳定性高于天然森林，A错误；人工林和天然森林中马尾松对松毛虫的抵抗力一样，B错误；天然森林和人工马尾松林的气候对松毛虫生长和繁殖的影响差别不大，C错误；封山育林使天然森林的营养结构复杂性增加，抵抗力稳定性更强，D正确。
4.（2025·辽宁大连高二期末）生态系统具有趋向于达到一种稳态或平衡态的特点，使系统内的所有成员彼此相互协调，这种平衡状态是靠自我调节来实现的，借助于这种调节，各成分都能适应物质和能量输入和输出的变化。图中A、B、C表示生态系统的生物成分，箭头表示物质传递方向。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，生态系统的能量是通过图中的A（填字母）输入的。生物成分C在维持生态平衡中的作用是能将动植物遗体残骸和动物粪便分解为无机物。
（2）河流受到轻微污染时，自身的结构和功能并未遭到损坏，可通过物理沉降、化学分解和微生物分解来消除污染，让河流保持清澈，这表现了生态系统的抵抗力　稳定性，属于图中的a反馈调节。河流受到重度污染时，鱼类大量死亡，水体严重缺氧，有毒物质增加，导致更多鱼类死亡，经过漫长时间后得以恢复，这属于图中的b反馈调节。
（3）生态系统中存在氮循环，处于农田生态系统的平衡点时，仍然要不断输入氮肥的原因是农产品不断从农田生态系统中输出，其中的氮元素不能归还土壤。
解析：（1）在自然生态系统中，生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中，太阳能就输入到了该生态系统的第一营养级，因此生态系统的能量是通过图中的A所示的生产者输入的。生物成分C为分解者，在维持生态平衡中的作用是能将动植物遗体残骸和动物粪便分解为无机物。（2）负反馈调节在生态系统中普遍存在，能使生态系统达到并保持平衡和稳态，是生态系统自我调节能力的基础。河流受到轻微污染时，自身的结构和功能并未遭到损坏，可通过物理沉降、化学分解和微生物分解来消除污染，让河流保持清澈，说明生态系统具有抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，这表现了生态系统的抵抗力稳定性，属于图中的a反馈（负反馈）调节。河流受到重度污染时，鱼类大量死亡，水体严重缺氧，有毒物质增加，导致更多鱼类死亡，经过漫长时间后得以恢复，这表明河流受到重度污染，使生态系统远离最初的平衡点，这属于图中的b反馈（正反馈）调节。（3）由于农产品不断从农田生态系统中输出，其中的氮元素不能归还土壤，所以当农田生态系统中的氮循环处于平衡点时，仍然要不断输入氮肥。
一、概念梳理必记
1.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具有以下特征：结构平衡、功能平衡、收支平衡。
3.生态系统能维持相对稳定的原因：生态系统具有自我调节能力，自我调节能力的基础是负反馈调节。
4.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。
5.抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。
6.恢复力稳定性是指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。
7.一般来说，生态系统中的生物种类越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
8.维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
9.生态缸必须是封闭的，从而防止外界生物或非生物因素的干扰。需将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。
二、长句表达必明
1.生态系统的稳定性是指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。
2.红树林湿地对污水具有较强的净化能力，但大量污水排入红树林后，会导致湿地生态系统退化，说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
3.与单一种植玉米相比，间作套种大豆的农田生态系统抵抗力稳定性更高，原因是间作套种大豆的农田生态系统营养结构更复杂，自我调节能力更强。
4.在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统的抵抗力稳定性低。
知识点一　生态平衡与生态系统的稳定性
1.下列关于生态平衡的说法，不正确的是（　　）
A.生态平衡就是生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
B.处于生态平衡的生态系统的各种组成成分保持不变
C.处于生态平衡的生态系统的物质和能量的输入和输出达到平衡状态
D.生态平衡的调节机制是负反馈调节
解析：B　处于生态平衡的生态系统的结构与功能处于相对稳定状态，生态系统的各组分保持相对稳定，而不是保持不变，B错误。
2.下列有关负反馈调节的叙述中，错误的是（　　）
A.负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在
B.当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增加，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节
C.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
D.甲状腺激素分泌的调节属于负反馈调节
解析：A　反馈调节不仅存在于一些动物激素的调节过程中，也存在于生态系统中。对于生态系统中，它在生物群落、生物群落与无机环境之间都存在，A错误。当农田里蚜虫的数量增多会引起七星瓢虫的数量增加，这样蚜虫数量的增长就会受到抑制，以保持该生态系统的稳定，属于生物群落内的负反馈调节，B正确。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，使生态系统维持相对稳定，C正确。甲状腺激素分泌过多，反过来抑制促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的释放，进而使甲状腺激素含量下降；当甲状腺含量过少，又反过来促进下丘脑和垂体分泌相关激素，最终使甲状腺激素含量上升，D正确。
知识点二　抵抗力稳定性和恢复力稳定性及提高生态系统的稳定性
3.下列有关生态系统稳定性的表述错误的是（　　）
A.温带针阔叶混交林比热带雨林的抵抗力稳定性低
B.不同的生态系统，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的强度不同
C.在同等强度的干扰下，草原生态系统恢复的速度比沙漠生态系统的慢
D.一般来说，生态系统中的生物种类越多，食物网越复杂，其抵抗力稳定性就越高
解析：C　在同等强度的干扰下，草原生态系统的环境条件比沙漠生态系统的好，其恢复的速度较快，C错误。
4.如图为某一生态系统稳定性的图解。下列对此理解不正确的是（　　）
A.a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B.为农田除草除虫可使其营养结构的复杂程度降低，提高a的大小
C.一般来说，物种丰富度与a的大小呈正相关，与b的大小呈负相关
D.本图适用于森林生态系统，但不适用于北极冻原生态系统
解析：B　一般情况下，生态系统的营养结构越复杂，该生态系统的抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，则a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性，A正确；为农田除草除虫降低了物种丰富度和营养结构的复杂程度，导致该生态系统的抵抗力稳定性降低，B错误；一般来说，物种丰富度越高，该生态系统的食物网越复杂，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，因此一般来说，物种丰富度与a的大小呈正相关，与b的大小呈负相关，C正确；北极冻原生态系统环境恶劣，抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较低，D正确。
5.下列事例中，属于恢复力稳定性的是（　　）
A.由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减小，引发了百年不遇的洪涝灾害
B.当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化
C.乡村的一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可池水依然清澈如故
D.一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食性动物后，生态系统的稳定性遭到破坏，生态系统的各种成分相互作用，一段时间后恢复原来的状态
解析：D　A项为生态系统稳定性被破坏后对自然环境的影响；B、C项均表现为“抵抗干扰，保持原状”，故属于抵抗力稳定性；D项表现为“遭到破坏，恢复原状”，故属于恢复力稳定性。
6.如果在一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成下图中的几种结构，其中最稳定的是（　　）
A.甲→乙→丙→丁 B.
C. D.
解析：B　一般来说，生态系统的生物种类越多，抵抗力稳定性越强，若生物成分一样多，则生产者的种类越多，生态系统越稳定。综上所述，B符合题意，A、C、D不符合题意。
7.如图表示盐碱化草原改造的一个简化的技术流程，下列分析错误的是（　　）
A.改造过程中群落的空间结构将变复杂
B.改造完成后营养结构将变复杂
C.为保证草原生态系统的稳定性，应谨慎引入外来物种
D.改造完成后不再需要人力投入即可维持稳定
解析：D　改造过程中引入了新的物种，生物多样性增加，因此群落空间结构发生改变，营养结构变复杂，生态系统抵抗力稳定性增强，A、B正确；引入外来物种存在外来物种入侵的风险，因此要谨慎引入，C正确；改造完成后需要继续割草、施肥、灌溉、除虫等才能维持稳定，D错误。
知识点三　设计制作生态缸，观察其稳定性
8.（2025·江西南昌高二期末）下列关于生态缸制作的叙述，错误的是（　　）
A.设计生态缸时必须考虑系统内生物组分的生活力及营养级的合适比例
B.生态缸的组成成分中，联系生物群落与非生物环境的是生产者和消费者
C.制作完成的生态缸应避免阳光直射，以免温度过高杀死生态缸内的生物
D.生态缸密封性较差时，缸内与外界的联系较大，生态缸维持的时间会较长
解析：B　在生态缸的组成成分中，联系生物群落与非生物环境的两大桥梁是生产者和分解者，B错误。
9.为观察不同水质对生态系统稳定性的影响，设计并制作了小生态瓶，其与自然生态系统相比的特殊性表现在（　　）
A.不输入能量 B.应封闭而不开放
C.缺少分解者 D.不进行物质循环
解析：B　生态瓶是透明的，需要外界提供光能才能维持，A错误；生态瓶是封闭的，而自然生态系统是开放的，B正确；生态瓶中的成分齐全，C错误；生态瓶是密闭的，内部可以进行物质循环，D错误。
10.（2021·湖南高考4题改编）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a点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：B　由题图可知，食草动物进入早期，种群数量增长大致呈“J”形曲线，A正确；环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，a点时，环境条件发生了改变（植物急剧减少），生态系统尚未稳定，此时种群数量不能作为环境容纳量，B错误；生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，C正确；过度放牧使得草原生态系统的结构和功能遭到破坏，从而降低其抵抗力稳定性，D正确。
11.如图是放牧草原生态系统中，放牧强度与植被净初级生产力（等于单位时间内生物通过光合作用所吸收的－植物自身呼吸的碳损耗）的关系。下列相关叙述错误的是（　　）
A.控制不同季节的放牧量，有利于畜产品持续高产
B.为保证净初级生产力的最大化，应将放牧量控制在A点左右
C.过度放牧导致草原生态系统退化，其抵抗力稳定性下降
D.一般情况下，生态系统的抵抗力稳定性与食物网的复杂程度呈负相关
解析：D　合理控制不同季节的放牧量，可以在增大畜产品经济效益的同时，还增加草原生产的净生产量，维持草原生态系统的稳定，A正确；A点为有食草动物采食刺激时净初级生产力最大的点，B正确；草原的载畜量会随着环境的改变而发生变化，过度放牧导致草原环境遭到破坏，物种丰富度降低，生态系统的抵抗力稳定性下降，C正确；一般情况下，生态系统的抵抗力稳定性与食物网的复杂程度呈正相关，D错误。
12.（2025·江西南昌高二期末）科研人员通过建立污水处理系统（含多种微生物）、引种植物等措施，将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园。下图1表示湿地对城市污水的净化；图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程，其中D表示同化量，图中字母代表相应能量。回答下列问题：
（1）图1中甲、乙、丙代表该湿地生态系统中的三种组成成分，丙指的是消费者，碳元素在图1的甲、乙、丙之间以（含碳）有机物的形式进行传递。处于生态平衡的生态系统具有以下特征：结构平衡、功能平衡、收支平衡。
（2）图1中输入人工湿地生态系统的能量是生产者固定的太阳能和污水中有机物的能量　；分析图2可知，第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是F＋E＋G（或D－H）（用图中字母表示），第一营养级和第二营养级之间的传递效率为（E＋F＋G＋H）/A×100％（或D/A×100％）（用图中字母表示）。
（3）为何热带雨林生态系统的抵抗力稳定性高于北极苔原生态系统？
热带雨林生态系统的生物种类更多，食物网更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性更高。
解析：（1）据图1分析可知，乙可从大气中吸收CO2说明乙是生产者，乙和丙的碳都可以流向甲，说明甲是分解者，则丙是消费者，因此甲、乙、丙分别是分解者、生产者、消费者；碳元素在生物群落（甲、乙、丙）中以有机物的形式进行传递。处于生态平衡的生态系统具有以下特征：结构平衡、功能平衡、收支平衡。（2）由题意可知，流经该生态湿地的总能量包括该生态系统生产者固定的太阳能和污水中有机物的化学能。同化的能量减去呼吸消耗的能量，即用于自身生长、发育和繁殖的能量，此部分能量包括传递到下一个营养级、传递到分解者和未被利用的，故第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量可表示为F＋G＋E（或D－H）。第一营养级同化的总能量为A，第一营养级和第二营养级之间的传递效率为相邻营养级同化量的比值，即（E＋F＋G＋H）/A×100％或D/A×100％。（3）热带雨林生态系统的生物种类更多，食物网更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性更高，所以热带雨林生态系统的抵抗力稳定性高于北极苔原生态系统。
15 / 15第1节　生态系统的结构
学习目标
1.通过分析生态系统各组分的作用及之间的联系，强化稳态与平衡观。 2.通过分析食物链与食物网的形成，构建生态系统的营养结构模型，强化科学思维。
知识点一　生态系统的范围和组成成分
1.生态系统的范围
【微思考】　农贸市场上的所有生物与非生物环境是否能够构成一个生态系统？为什么？
提示：不能；农贸市场内各生物间、生物与非生物环境间没有相互作用。
2.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
分解者 物质循环中的关键成分 将动植物遗体残骸和动物粪便分解成　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
（1）（教材P50“概念图内容”拓展）判断以下生态系统的成分。
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　④噬菌体　⑤秃鹫　⑥蜣螂　⑦蓝细菌　⑧结核杆菌　⑨蘑菇
生产者包括　②③⑦　；消费者包括　①④⑧　；分解者包括　⑤⑥⑨　。
（2）（教材P50正文）如果没有　分解者　，动植物的遗体残骸和动物粪便会堆积如山，生态系统就会崩溃。
（1）果园属于自然生态系统，城市属于人工生态系统。 （×）
提示：果园属于人工生态系统。
（2）自养生物属于生产者，异养生物属于消费者。（×）
提示：异养生物包括消费者和分解者。
（3）凡是能将有机物分解为无机物的生物都属于分解者。 （×）
提示：消费者、分解者都能将有机物分解为无机物。
（4）细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌。 （×）
提示：细菌不都是分解者，如硝化细菌属于生产者；分解者不都是细菌，如蜣螂等。
（5）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。 （√）
探究｜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成分之间的关系。
（1）非生物的物质和能量有　阳光、水、空气、无机盐　等。
（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。
（5）参照一般系统的结构模式图（如图），尝试画出生态系统的结构模型。
提示：
1.明辨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。
2.根据结构图判断生态系统的组成成分
1.（教材P50正文改编）生态系统是指在一定的地域内，生物与环境构成的统一的整体。下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（　　）
A.太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分
B.蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者
C.病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者
D.硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者
解析：D　太阳光属于生态系统中非生物的物质和能量，A错误；蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于分解者，B错误；病毒是异养生物，营寄生生活，在生态系统中属于消费者，C错误。
2.（教材P51“图3－2”改编）如图表示某生态系统中四种组成成分之间的相互关系。下列相关叙述正确的是（　　）
A.甲是生产者，包括所有的植物和部分细菌
B.所有的动物在生态系统中都属于丙
C.理论上，一个生态系统没有丙也可以行使其功能
D.甲和乙是一个生态系统的基石
解析：C　分析题图可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能量。并非所有的植物都属于生产者，营寄生生活的植物属于消费者，如菟丝子，A错误；一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓，B错误；生产者可以通过光合作用或化能合成作用，将光能或无机物中的化学能固定在它们所制造的有机物中，有机物中的化学能可供生物利用，所以生产者是一个生态系统的基石，D错误。
知识点二　食物链和食物网
1.食物链
（1）实例
（2）特点：　生产者　为第一营养级，消费者所处营养级因食物关系而不固定，但一般不会超过五个营养级。
2.食物网
（1）概念：在生态系统中，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
①一种绿色植物可能是　多种　植食性动物的食物。
②一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）特征：如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在　食物链　上的位置可能会由其他生物来取代。
3.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就　越强　。
（教材P53“科学·技术·社会”）黄石公园灭狼后生态系统恶化的原因说明了　生物之间相互作用，一种生物发生变化可导致多种生物发生改变　。
（1）食物链的起点都是生产者，终点是最高级的消费者。 （√）
（2）在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处的营养级不固定。 （√）
（3）食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 （×）
提示：食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类。
（4）食物网中两种生物之间可能存在捕食关系和种间竞争关系。 （√）
探究｜食物链和食物网
图甲和图乙分别代表某陆生生态系统的食物网和处于平衡状态的简单淡水生态系统的食物网，据图思考相关问题：
（1）写出图甲中含营养级最多的食物链（一条即可）。
提示：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰（或草→食草昆虫→蜘蛛→吃虫的鸟→蛇→猫头鹰）。
（2）图甲中猫头鹰和图乙中水鸟各自共占有第几营养级？
提示：猫头鹰占第三、四、五、六营养级；水鸟占第三、五营养级。
（3）写出图中未包含的生态系统的组成成分。
提示：非生物的物质和能量、分解者。
（4）图乙生态系统中，若所有水鸟迁徙到别处，则短时间内大鱼数目、水藻数目以及淡水虾数目将如何变化？
提示：一个处于平衡状态的生态系统，若所有水鸟迁徙到别处，则大鱼和甲壳类生物因失去天敌而在短时间内增多，水藻因甲壳类生物的增多而减少，淡水虾因大鱼的捕食而减少。
（5）淡水虾与小鱼之间、大鱼与小鱼之间分别属于什么种间关系？
提示：淡水虾与小鱼之间属于种间竞争关系，大鱼与小鱼之间属于捕食关系。
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（网）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.食物网中某种生物数量变化对其他相关生物数量的影响分析
（1）当第一营养级（绿色植物）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。
1.（教材P51正文改编）下列有关食物链的叙述，正确的是（　　）
A.在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第二营养级
B.关于狼吃羊的食物链应写成：羊→狼
C.在生态系统中，最短的食物链由生产者与次级消费者构成
D.在食物网中，各种动物所处的营养级并不是一成不变的
解析：D　在食物链中，生产者一定是第一营养级；如果狼吃了羊，狼为第三营养级，A错误；食物链应该由生产者开始，B错误；在生态系统中，最短的食物链由生产者与初级消费者构成，C错误。
2.（教材P52“图3－4”改编）如图表示某草原生态系统的部分食物网，下列叙述正确的是（　　）
A.三级消费者包括狐狸、吃虫的鸟和肉食昆虫
B.吃虫的鸟与肉食昆虫的种间关系是捕食和种间竞争
C.狐狸在该食物网中占据第四和第五营养级
D.如果草食昆虫突然减少，则兔数目一定不会发生变化
解析：B　三级消费者即食物链的第四营养级，则包括狐狸、吃虫的鸟，A错误；吃虫的鸟与肉食昆虫的种间关系是捕食（吃虫的鸟捕食肉食昆虫）和种间竞争（共同捕食草食昆虫），B正确；据食物链分析可知，狐狸占据第三、第四、第五3个营养级，C错误；草食昆虫和兔是种间竞争关系，如果草食昆虫突然减少，兔数目可能会发生变化，D错误。
课堂小结
1.“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。蒌蒿满地芦芽短，正是河豚欲上时。”诗中没有直接涉及的生态系统的组成成分是（　　）
A.非生物成分 B.生产者
C.消费者 D.分解者
解析：D　诗句中非生物的物质和能量（如水暖）、生产者（如芦芽）、消费者（如河豚）都有提到，只有分解者未涉及。
2.如图为生态系统的组成成分的关系图。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，但都是自养生物
B.a中全是异养真核生物
C.c只包括腐生细菌和真菌
D.a是该生态系统的基石，一旦遭到破坏，会影响整个生态系统的稳定
解析：A　由题图中箭头的方向分析可知，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——绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——硝化细菌等，A正确；消费者都是异养生物，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，B错误；细菌中有很多寄生菌类，属于消费者，分解者除了包括腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、秃鹫等，C错误；生态系统的基石是b（生产者），D错误。
3.（教材P52“概念检测”T2改编）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：C　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。
4.（教材P52“拓展应用”改编）某海洋生态系统中，生产者固定太阳能与水深关系的曲线如图。请据图回答问题：
（1）与其他深度相比，0～20 m范围内远洋水域和近海水域生产者固定的太阳能都较多，影响这一变化的非生物因素主要是阳光。
（2）远洋水域水深30 m以后随着水深增加，固定太阳能的量逐渐减少，生活在100 m以下的生物，从生态系统的组成成分看，主要是消费者和分解者。
（3）该生态系统的物质循环和能量流动是沿着的食物链和食物网渠道进行的。
（4）生产者固定的太阳能属于生态系统组成成分的非生物的物质和能量。
解析：（1）分析题图可知，远洋水域和近海水域0～20 m范围内，生产者固定的太阳能都较多，影响这一变化的非生物因素主要是阳光（光照）。（2）由图可知，远洋水域水深30 m以后随着水深增加，固定太阳能的量逐渐减少；生活在水深100 m以下的生物，由于光照强度的影响，生产者较少，主要是消费者和分解者。（3）生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网（营养结构）的渠道进行的。（4）生产者固定的太阳能属于生态系统组成成分的非生物的物质和能量。
一、概念梳理必记
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、食物链和食物网（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.生产者通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中，因此，生产者可以说是生态系统的基石；消费者能够加快生态系统的物质循环，此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用；分解者能将动植物的遗体残骸和动物粪便分解成无机物。
5.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。
6.生态系统的组成成分中，食物链（食物网）中没有体现的成分是分解者及非生物的物质和能量。
7.食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。
二、长句表达必明
1.根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体。
2.食物网形成的原因：一是绿色植物可能是多种植食性动物的食物，二是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。
知识点一　生态系统的范围和组成成分
1.下列各项中，能看作一个生态系统的是（　　）
A.一条小河中的所有生物
B.一块稻田中所有的水稻
C.一个池塘
D.一个森林里所有的阳光、土壤、空气等无机环境
解析：C　一条小河中的所有生物是一个群落，A错误；一块稻田中所有的水稻是一定区域同种生物的全部个体，是一个种群，B错误；一个池塘包括一定区域所有的生物及非生物环境，属于生态系统，C正确；一个森林里所有的阳光、土壤、空气等非生物环境，不包括生物成分，不属于生态系统，D错误。
2.（2025·贵州贵阳高二期末）下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是（　　）
A.分解者只包括腐生细菌和真菌
B.非生物环境在生态系统中属于可有可无的成分
C.自养生物一定是生产者，是生态系统的基石
D.异养生物一定是消费者，动物不一定都是消费者
解析：C　分解者主要包括腐生细菌、真菌和营腐生生活的动物，如蚯蚓，A错误；非生物环境中的非生物的物质和能量属于生态系统的成分，在生态系统中必不可少，B错误；自养生物能将二氧化碳合成有机物，所以都是生产者，生产者是生态系统的基石，C正确；异养生物包括消费者和分解者，动物不一定是消费者，也可能是分解者，如蚯蚓，D错误。
3.如果在草原上使用高效灭鼠药，使鼠类在短时期内几乎全部死亡，则草原生态系统的各成分中，受影响最大的首先是（　　）
A.生产者 B.分解者
C.初级消费者 D.次级消费者
解析：D　鼠类是植食性动物，为初级消费者，次级消费者以初级消费者为食；如果鼠类在短时期内几乎全部死亡，则次级消费者就会因食物短缺而数量锐减。
4.（2025·山东青岛高二期末）生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体，叫作生态系统。下列说法正确的是（　　）
A.生产者一定能进行光合作用，所以是自养生物
B.一种生物只能属于生态系统中的一种组成成分
C.消费者和分解者都是异养生物，它们获取营养的方式相同
D.非生物的物质和能量为生物的生存提供了必备条件
解析：D　生产者不一定能进行光合作用，还可能进行化能合成作用，如硝化细菌等，A错误；一种生物可能属于生态系统中的多种组成成分，如捕蝇草可以捕食昆虫，此时为消费者，另外自身可以进行光合作用，此时为生产者，B错误；消费者和分解者都是异养生物，它们获取营养的方式不同，消费者获取营养的方式是捕食，而分解者获取营养的方式是腐生，C错误。
知识点二　食物链和食物网
5.成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”所隐含的食物链中，至少具有的营养级数目和螳螂在此食物链中所处的营养级分别是（　　）
A.3个、第二营养级 B.3个、第三营养级
C.4个、第二营养级 D.4个、第三营养级
解析：D　食物链的第一营养级是生产者，该成语中隐含的食物链是植物→蝉→螳螂→黄雀，故该食物链至少有4个营养级，螳螂处于第三营养级。
6.一个完整的生态系统的结构应包括（　　）
A.全部的食物链和食物网
B.生产者、消费者、分解者和食物网
C.非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D.生态系统的组成成分、食物链和食物网
解析：D　生态系统的结构包括营养结构和组成成分，营养结构指食物链和食物网，组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者以及分解者，D正确。
7.（2025·辽宁沈阳高二期末）一个池塘中生物之间的捕食关系如图，下列叙述中正确的是（　　）
A.图中生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量
B.“轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼”构成一条食物链
C.鲶鱼在该生态系统占据第三、四、五营养级
D.轮虫和水蚤之间具有种间竞争和捕食的种间关系
解析：D　生态系统结构包括生态系统组成成分和营养结构（食物链和食物网），生态系统组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，图中食物链和食物网中只有生产者和消费者，图中生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量、分解者，A错误；食物链的起点应该是生产者，也就是藻类是食物链的起点，“轮虫→水蚤→划蝽→鲶鱼”不能构成一条食物链，B错误；鲶鱼在该生态系统可占据第二、三、四、五营养级，C错误；轮虫和水蚤都以藻类为食，具有种间竞争关系，水蚤又捕食轮虫，具有捕食关系，D正确。
8.如图表示某草原生态系统中的食物网简图。下列相关叙述错误的是（　　）
A.该食物网中含有4条食物链
B.处于第三营养级的生物只有鼬
C.鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系
D.大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降
解析：B　分析题图可知，该食物网中含有4条食物链，A正确；在该食物网中处于第三营养级的生物有鼬和鹰，B错误；鹰捕食鼬，鹰和鼬都捕食鼠、兔，故鹰和鼬之间存在捕食和种间竞争的关系，C正确；鹰的食物种类有多种，故大量捕杀鼬不会导致鹰的数量明显下降，D正确。
9.生态系统种类繁多，每种生态系统都有其特定的结构和功能。下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（　　）
A.食物链和食物网反映的是各生物之间的营养关系
B.每种生物在生态系统中所处的营养级是固定的
C.处于同一营养级的生物一定属于同一物种
D.食草动物往往是食物链的第一环节
解析：A　食物链和食物网是生态系统的营养结构，反映的是各生物之间的营养关系，A正确；生态系统中，某些消费者所处的营养级并不固定，B错误；处于同一营养级的生物不一定属于同一物种，如食草的蝗虫和田鼠均属于第二营养级，但二者不是同一物种，C错误；生产者是食物链的第一环节，D错误。
10.（2025·河南郑州高一期末）极端天气与人为活动会导致源于陆地生态系统的树木被输送入海，并在被海水浸透至饱和后沉入海底，形成一种以厌氧菌和硫细菌等为主体的特殊生态系统——“木落”。厌氧菌以“木落”中木材的纤维素为食，同时产生一些硫化氢等硫化物。硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐，并以该过程中释放的能量合成有机物。下列说法正确的是（　　）
A.“木落”中的所有生物构成完整的生态系统
B.“木落”中的群落存在垂直结构和水平结构
C.由于深海中没有阳光，故“木落”中不存在生产者
D.厌氧菌和硫细菌直接或间接以木材中的纤维素为食，均为分解者
解析：B　“木落”中的所有生物及其生活的环境构成完整的生态系统，A错误；任何生态系统组成的群落中都存在垂直结构和水平结构，“木落”中的群落也不例外，B正确；深海中没有光照，但“木落”中也存在生产者，如硫细菌可以利用硫化物合成有机物，是自养型生物，属于生产者，C错误；硫细菌可以利用硫化物合成有机物，是自养型生物，属于生产者，厌氧菌属于分解者，D错误。
11.（2025·安徽合肥高二期末）单向性集团内捕食作用是指不同天敌共享同一猎物，而一种天敌捕食共同猎物的同时还捕食另一种天敌，被称为集团内捕食者，另一种天敌被称为集团内猎物。某生态系统中瓢虫与寄生蜂、蚜虫三者之间存在单向性集团内捕食作用，其中寄生蜂既是猎物又是捕食者，蚜虫以吸取植物汁液为生。下列说法错误的是（　　）
A.题中所述的生物构成了两条食物链
B.瓢虫与寄生蜂之间存在种间竞争和捕食关系
C.题中所述食物关系中，瓢虫占据第二、三营养级
D.瓢虫属于集团内捕食者，寄生蜂属于集团内猎物
解析：C　根据题意可知，存在“植物→蚜虫→寄生蜂→瓢虫”“植物→蚜虫→瓢虫”两条食物链，植物是第一营养级，瓢虫占据第三、四营养级，C错误。
12.如图是某生态系统食物网结构示意图，下列有关叙述正确的是（　　）
A.该生态系统的结构是食物链、食物网
B.该生态系统是由图中的几种生物与非生物成分组成
C.丁在该食物网中处于第三营养级、次级消费者
D.由图可知，若乙、丙的数量减少，戊的数量也会减少
解析：D　该生态系统的结构是食物链、食物网和组成成分，A错误；该生态系统是由所有的生物与非生物成分组成，不仅仅是图中生物，B错误；该食物网中共有4条食物链，其中有生产者→甲→乙→丁→戊，生产者→甲→丙→丁→戊，丁在该食物网中处于第四营养级、三级消费者，C错误；乙和丙是丁的食物，丁是戊的食物之一，由图可知，若乙、丙的数量减少，戊的数量也会减少，D正确。
13.（2025·河北石家庄期末）某湿地公园湖水水体出现水华的初期，管理人员利用“水葫芦＋（草鱼＋鲢鱼）”模式进行了治理。水葫芦大量吸收水体中的矿质元素，草鱼以水葫芦为食抑制其繁殖，鲢鱼以浮游植物、浮游动物和腐烂物为食，可解决草鱼粪便造成的二次污染。下列叙述错误的是（　　）
A.鲢鱼在该生态系统中的成分为消费者和分解者
B.水体中的矿质元素不属于该生态系统的组成成分
C.浮游植物→浮游动物→鲢鱼，构成一条食物链，鲢鱼是次级消费者
D.蓝细菌和绿藻以及引入的水葫芦、草鱼、鲢鱼不能共同组成湿地生态系统
解析：B　分析题意，鲢鱼以浮游植物、浮游动物和腐烂物为食，由此可知鲢鱼在该生态系统中的成分为消费者和分解者，A正确；非生物的物质和能量属于生态系统的组成成分，故水体中的矿质元素属于该生态系统的组成成分，B错误；在此食物链中，鲢鱼是次级消费者，C正确；湿地生态系统需要此环境中所有生物群落及非生物环境相互作用才能形成，因此，导致水华产生的蓝细菌和绿藻以及引入的水葫芦、草鱼、鲢鱼不能共同组成湿地生态系统，D正确。
14.（2025·广东汕头高二期末）旱獭是生活在我国青藏高原的哺乳类动物，因为其站立大喊的有趣图片在互联网上被大家熟知。旱獭是高原生态环境中的重要一环，很多小型鸟类、蜥蜴都以旱獭的洞作为它们重要的栖息场所，同时旱獭也是青藏高原大量食肉动物的重要食物来源。旱獭因为皮毛的利用价值曾被广泛捕捉，现在已经从捕捉利用转变为以保护为主。如图是青藏高原部分生物间的营养关系。据图回答问题：
（1）图中营养级最高的生物是藏马熊，其与藏狐之间的种间关系是捕食和种间竞争　。
（2）只考虑图中生物的前提下，如果人工捕杀大量旱獭，图中受影响最大的食肉动物是藏狐，依据是藏狐的食物来源单一，旱獭数量下降会直接导致藏狐食物减少。
（3）秃鹫除了会捕食旱獭和白马鸡之外，也会进食牦牛、藏羚、藏马熊、藏狐等大型动物的尸体，由此可知秃鹫在生态系统中的成分属于消费者和分解者。
（4）只考虑图中生物，如果人工捕杀大量藏狐，则一段时间后藏马熊的种群数量变化是增加，理由是藏狐数量减少会使更多旱獭被藏马熊捕食，藏马熊获得的能量更多。
解析：（1）草属于生产者，为第一营养级，藏马熊捕食藏狐，位于第四营养级，其余肉食动物最多位于第三营养级，因此图中营养级最高的生物是藏马熊。藏马熊与藏狐都食用旱獭，因此其种间关系是捕食和种间竞争。（2）藏狐的食物来源单一，只有旱獭，旱獭数量下降会直接导致藏狐食物减少，故其受影响最大。（3）秃鹫捕食旱獭和白马鸡时属于消费者，进食动物尸体时属于分解者，因此秃鹫在生态系统中的成分属于消费者和分解者。（4）藏马熊位于第三和第四营养级，人工大量捕杀藏狐后，更多旱獭被藏马熊捕食，藏马熊获得的总能量增多，其种群数量增加。
12 / 12章末质量检测（三）　生态系统及其稳定性
（满分：100分）
一、选择题（本题共19小题，共42分。第1～15小题，每小题2分；第16～19小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列关于生态系统结构的说法，不正确的是（　　）
A.生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
B.土壤中的硝化细菌是化能自养生物，因而属于生产者
C.植食性昆虫属于农田生态系统中的消费者，可加快物质循环
D.生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的
解析：A　生态系统的结构包括生态系统的组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者）和营养结构（食物链和食物网），A错误。
2.如图所示为某生态系统内的食物网，其中箭头方向未标出，已知图中各条食物链的起点和终点是一致的。下列相关叙述正确的是（　　）
A.若该食物网中最高营养级为三级消费者，则a是生产者
B.若a属于第二营养级，则b是生产者
C.若e固定的能量最多，则e是生产者
D.该食物网共有3条或4条食物链
解析：C　若该食物网中最高营养级为三级消费者（第四营养级），则食物链的起点可以是a或e，A错误；当b或c为生产者时，a都属于第二营养级，B错误；根据“图中各食物链的起点和终点是一致的”可推出，该食物网的起点一定不是d，其他作为起点时，都只有3条食物链，D错误。
3.（2025·湖北武汉高二月考）能量流动是生态系统的主要功能之一。下列关于不同营养级能量来源和去路的分析，正确的是（　　）
A.流经自然生态系统的总能量是该系统中所有植物固定的太阳能
B.自然生态系统中各级消费者的能量均为摄入的上一营养级的能量
C.最高营养级同化量最终去向只有2个：呼吸作用散失和分解者分解
D.次级消费者储存在有机物中的能量只用于呼吸消耗以及流向分解者
解析：C　自然生态系统中，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，有些生产者并不是植物，如硝化细菌，A错误；自然生态系统中各级消费者的能量均为同化的上一营养级的能量，B错误；最高营养级的同化量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生长、发育和繁殖，最终流入分解者，C正确；次级消费者储存在有机物中的能量可以用于呼吸消耗以及流向分解者，也能流入下一个营养级，D错误。
4.如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。下列有关叙述正确的是（　　）
A.蜣螂同化的能量属于第二营养级同化的能量
B.最高营养级同化量的去向是呼吸作用散失，用于生长、发育和繁殖，流入分解者
C.草食动物N5/N4的比值大于肉食动物的这一比值
D.能量由第一营养级传递到第二营养级的传递效率为N5/N2×100％
解析：D　蜣螂同化的能量，属于第一营养级同化的能量，A错误；用于生长、发育和繁殖的能量包括流入分解者的能量，B错误；不同营养级的生物同化量与摄入量的比值无法判断，C错误；第一营养级同化的能量是N2，第二营养级同化的能量是N5，能量由第一营养级传递到第二营养级的传递效率为N5/N2×100％，D正确。
5.（2025·江苏南京高二期末）研究生态系统的能量流动可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。下列关于生态系统中能量流动的叙述，正确的是（　　）
A.不同类型的生态系统中，流入生态系统的总能量都是生产者固定的太阳能
B.“稻—萍—蛙”立体养殖能充分利用群落的空间和资源，提高能量传递效率
C.沼气发酵使植物同化的能量得到多级利用，沼渣施肥使能量重新流入生产者
D.玉米田除虫调整了能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
解析：D　不同类型的生态系统中，流入生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能，可能还有其他形式的能量输入，如人为投放的饵料中的能量，A错误；“稻—萍—蛙”立体养殖模式充分利用了群落的空间和资源，但不能提高能量传递效率，B错误；沼渣中的能量不能重新流入生产者，C错误。
6.“以薅荼蓼，荼蓼朽止，黍稷茂止”出自《诗经》。我国古代的劳动人民很早就认识到禾苗要茂盛生长，需要拔除杂草，杂草腐烂后可作为绿肥。下列叙述错误的是（　　）
A.农田生物群落中优势种的保持与人的作用密切相关
B.农田土壤中的小动物类群不存在垂直分层现象
C.杂草腐烂后可作为绿肥促进物质的循环利用
D.除草能使作物吸收更多的光能从而制造更多的有机物
解析：B　农田生物群落中优势种是禾苗，禾苗茁壮成长需要人拔除杂草，A正确；农田土壤中的小动物类群存在垂直分层现象，B错误；杂草腐烂后可以用来作为绿肥，土壤微生物将有机物分解成无机盐和CO2，促进物质的循环利用，C正确；除草使禾苗在竞争中处于优势，利用更多的光能，从而制造更多的有机物，D正确。
7.如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，其中箭头表示碳的传递方向，字母表示碳传递途径。下列叙述错误的是（　　）
A.碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物
B.a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过呼吸作用实现的
C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e
解析：D　碳在植物体内以含碳有机物的形式被动物摄食，并使得能量流入动物体内，A正确；碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行，在生物群落内部以含碳有机物的形式进行，C正确；如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＞b＋c＋e，D错误。
8.图1是生态系统的碳循环部分示意图，其中甲、乙、丙、丁组成了生物群落；图2为相关食物网。下列说法不正确的是（　　）
A.图1中缺少两个箭头，分别是“非生物环境→丁”以及“甲→丙”
B.图1中的丁、丙分别和图2中的a、e相对应
C.图1中的甲对应图2中的d、c、b
D.图示中Pb、Hg等有害物质在乙和e中积累相对较多
解析：B　分析题图可知，图1中，丁是生产者，甲和乙是消费者，丙是分解者，因此图中还缺少非生物环境→丁以及甲→丙的过程，A正确；图1中的丁是生产者、丙是分解者，图2中的a是生产者、e是消费者，丁、丙与a、e不相对应，B错误；图1中的甲是初级消费者，对应图2中的初级消费者d、c、b，C正确；Pb、Hg等有害物质在最高营养级积累最多，所以在图示中乙和e中积累相对较多，D正确。
9.（2025·山西太原高二期末）某兴趣小组为探究土壤微生物的分解作用，用带有落叶的土壤为实验材料，设计实验组和对照组进行实验。下列操作及分析正确的是（　　）
A.采用90 ℃高温加热的方法除去实验组土壤中的微生物
B.实验组和对照组均需置于隔绝空气的环境中进行实验
C.落叶的分解速度为因变量，实验组明显高于对照组
D.该实验控制自变量用到减法原理，无关变量有落叶种类、处理时间等
解析：D　将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1 h尽量除去实验组土壤中的微生物，A错误；本实验目的是探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，所以实验组和对照组土壤都不能放在隔绝空气的条件下进行实验，隔绝空气会影响土壤微生物的正常代谢活动，B错误；实验组土壤中微生物已处理，对照组土壤中有微生物，因此实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，C错误；与对照组相比，实验组利用的是减法原理处理土壤，将土壤微生物除去，无关变量有落叶种类、处理时间等，D正确。
10.（2025·河南商丘高二期末）有关生态学的基本原理在生产实践中应用的叙述，错误的是（　　）
A.农田除草、治虫能使更多的能量流向对人类有益的部分
B.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入
C.诱捕雄性害虫能改变其性别比例从而降低出生率
D.将农作物秸秆沤肥施给农作物，实现了物质和能量的循环利用
解析：D　农田除草、治虫能调整能量流动的方向，使能量更多地流向对人类最有益的部分，A正确；提高生态系统的稳定性，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，B正确；诱捕雄性害虫能改变其性别比例从而降低出生率，通过降低害虫的种群密度进而降低害虫对农作物的危害，C正确；生态系统的物质可循环利用，而能量不能循环利用，D错误。
11.生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，图中字母代表相应的能量。下列分析正确的是（　　）
A.能量D1的最终去向是流入下一个营养级和分解者
B.生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是C1＋D1＋E1
C.第一、二营养级间的能量传递效率为C1/（A1－B1）×100％
D.应尽可能增加草原牲畜的放牧量，以提高能量传递效率
解析：B　分析题图可知，生产者的同化量为A1，A1＝B1＋C1＋D1＋E1，初级消费者的同化量为C1，C1＝B2＋C2＋D2＋E2，B代表呼吸作用消耗的能量，E代表流入分解者的能量，C代表流入下一个营养级的能量，D表示各营养级生物未利用的能量，能量D1的最终去向是流入分解者，A错误；生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是C1＋D1＋E1，B正确；第一、二营养级间的能量传递效率为第二营养级的同化量/第一营养级的同化量×100％＝C1/A1×100％，C错误；相邻两营养级间的能量传递效率不能提高，只能提高能量的利用率，D错误。
12.（2025·山东临沂高二期末）在能量流动过程中，生态效率是指食物链各营养级实际利用的能量与可利用的能量之间的比率。其表示方法有很多，常用的有光合作用效率、消费者同化效率、生长效率等。下列叙述错误的是（　　）
A.动物的同化效率为同化的能量/摄取的能量
B.某营养级生物的生长效率为该营养级的有机物积累量/该营养级的同化量
C.由于能量流动具有逐级递减的特点，肉食性动物的同化效率低于草食性动物的同化效率
D.肉食性动物的生长效率比草食性动物的低，与其在追捕猎物时消耗能量多有关
解析：C　根据“生态效率是指食物链各营养级实际利用的能量与可利用的能量之间的比率”，可推知动物的同化效率为同化的能量/摄取的能量，某营养级生物的生长效率为该营养级的有机物积累量/该营养级的同化量，A、B正确；同化效率为同化的能量/摄取的能量，同化效率的大小与食物性质或类型有关，通常肉食性动物的同化效率要高于植食性动物的同化效率，C错误。
13.茶农通过放置特定的信息素，影响茶树害虫——茶小卷叶蛾的交配，从而减少其数量。下列叙述正确的是（　　）
A.茶农利用信息素对茶树害虫进行生物防治
B.该方法体现了信息传递具有调节种间关系的作用
C.该方法通过改变茶小卷叶蛾的性别比例进而达到防治的目的
D.在茶园生态系统中只要有信息源和信息受体就能完成信息传递
解析：A　利用信息素进行生物防治，可以扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降，从而减缓有害动物对茶树的破坏，A正确；该方法体现了信息传递对于生物种群的繁衍的作用，B错误；该方法通过扰乱雌雄茶小卷叶蛾的交配来达到防治目的，C错误；在茶园生态系统中，除了有信息源和信息受体外，还要有信道，才能完成信息传递，D错误。
14.大力推进生态文明建设，就要坚定不移地走“绿水青山就是金山银山”的绿色生态发展之路。下列有关生态系统的相关叙述，错误的是（　　）
A.河流污染长出的水华中有多种蓝细菌，这些蓝细菌也是生态系统中的生产者
B.“桑基鱼塘”等生态农业建设实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
C.利用物理信息（音响设备）吸引鸟类捕食害虫，属于无环境污染的生物防治
D.提高生态系统的稳定性，需要控制人类对生态系统的干扰，不用进行物质和能量的投入
解析：D　河流污染导致的水华中有多种蓝细菌，这些蓝细菌能进行光合作用合成有机物，所以也是生态系统中的生产者，A正确；“桑基鱼塘”等生态农业建设实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率，B正确；利用音响设备发出结群信号吸引鸟类，使其结群捕食害虫，属于无环境污染的生物防治，C正确；提高生态系统的稳定性，就要控制对生态系统的干扰和利用，适当进行物质和能量的投入，D错误。
15.“发展经济不应以破坏环境为代价”已经成为人类的共识，要保护生态系统，应走一条可持续发展的道路。为此，人们在广大的山区进行人工植树造林，在许多城市建造了湿地公园。下列叙述正确的是（　　）
A.在一片山林地上通过人工管理提高某种速生树的产量后，其抵抗力稳定性提高
B.湿地公园必须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
C.造成人工林中群落垂直分布的主要因素为食物
D.湿地公园建立后，恢复力稳定性增强
解析：B　在一片山林地上通过人工管理提高某种速生树的产量后，导致生物种类减少，从而使抵抗力稳定性降低，A错误；任何人工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，B正确；造成人工林中群落垂直分布的主要因素为光照，C错误；湿地公园建立后抵抗力稳定性增强，恢复力稳定性降低，D错误。
16.图中甲、乙、丙等各代表一个种群。下列关于该食物网的叙述，正确的是（　　）
A.该生态系统中生产者有三种，是该生态系统的主要成分
B.若丙种群数量下降20％，辛种群数量不会发生明显变化
C.在该食物网中有8条食物链，辛可占有4个不同的营养级
D.图中丁和辛、丙和乙之间只存在捕食关系
解析：B　图中生产者有甲和戊两种，是该生态系统的主要成分，A错误；由题图可知，由甲到辛的食物链有5条，因此丙种群数量下降20％对辛种群不会有太大影响，即辛种群数量不会发生明显变化，B正确；图中共有8条食物链，其中辛可占第三、第四、第五共3个营养级，C错误；由题图分析可知，图中丁和辛、丙和乙之间除捕食关系之外还存在种间竞争关系，D错误。
17.（2024·黑吉辽高考16题改编）如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，剩余积累于土壤。据图分析，下列叙述正确的是（　　）
注：植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.E是太阳照射到生态系统的能量
B.E2属于未被利用的能量
C.E3占净初级生产量的40％
D.E3的产生过程是物质循环的必要环节
解析：D　由题中信息知，此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，再结合题图可知，E为初级生产量（植物所固定的太阳能或所制造的有机物质），E1为净初级生产量（初级生产量－自身呼吸消耗的能量），A错误；E2表示通过呼吸作用散失的能量，B错误；E3（18×1010 J·hm－2·a－1）占净初级生产量（50×1010 J·hm－2·a－1）的×100％＝36％，C错误；枯枝落叶和倒木被分解者分解，E3的产生过程是微生物的分解过程，该过程是物质循环的必要环节，D正确。
18.（2025·四川遂宁高二校考）下列关于信息传递的说法正确的是（　　）
A.“插茱萸，可驱秋蚊灭害虫”，插茱萸传递的是行为信息
B.“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，山寺桃花盛开慢的原因是因为接受了化学信息
C.莴苣等植物的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长，说明生命活动的正常进行离不开信息的传递
D.生态系统的信息只能来自同种或异种生物，且信息传递都是单向的
解析：C　“插茱萸，可驱秋蚊灭虫害”中的茱萸，传递的是化学信息，A错误；“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”中，山寺桃花盛开慢的原因是山上的温度低，属于物理信息，B错误；莴苣等植物的种子为需光种子，必须接收某种波长的光信息才能萌发生长，说明生命活动的正常进行离不开信息的传递，C正确；生态系统的信息不只是来自同种或异种生物，还可来自无机环境，且生态系统中的信息传递往往是双向的，D错误。
19.持续的过度放牧导致某草场退化，进而为布氏田鼠的繁殖提供适宜的环境条件，鼠害加剧，致使草场进一步退化。下列相关叙述错误的是（　　）
A.禁止在草场放牧后，草场恢复的过程体现其抵抗力稳定性
B.布氏田鼠的繁殖导致草场进一步退化属于正反馈调节
C.草场退化即草场的结构、功能、收支平衡被打破
D.合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产
解析：A　草场恢复过程体现其恢复力稳定性，A错误；布氏田鼠的繁殖使鼠害加剧，草场进一步退化，属于正反馈调节，B正确；草场退化是草场生态系统的生态平衡被打破的过程，而处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡、收支平衡的特点，因此草场退化也就是草场的结构、功能、收支平衡被打破，C正确；合理确定草场的载畜量，合理利用草场资源，才能保持畜产品的持续高产，D正确。
二、非选择题（本题共5小题，共58分）
20.（10分）（2025·河南新乡高二期中）如图是某农田生态系统的食物网示意图。请据图回答相关问题：
（1）生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（2）该食物网中至少存在6条食物链，蛇占有两个营养级。
（3）如果大量捕蛇，鼠种群的K值会增大，会引起农作物产量减少（填“增加”“减少”或“不变”）。
（4）土壤中小动物在该生态系统中的成分包括消费者和分解者，蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收，蚯蚓在生态系统中的作用是将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物（或将有机物分解成无机物）。
解析：（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，生态系统的结构包括生态系统的组成成分（生产者、消费者和分解者）和营养结构（食物链和食物网）。（2）分析该食物网可知，该食物网中至少存在6条食物链（绿色植物→鸡；绿色植物→牛；绿色植物→植食性鸟；绿色植物→兔；绿色植物→鼠→蛇；绿色植物→虫→蛙→蛇），蛇占有两个营养级，分别是第三营养级（绿色植物→鼠→蛇）和第四营养级（绿色植物→虫→蛙→蛇）。（3）在该食物网中，绿色植物被鼠捕食，鼠被蛇捕食，如果大量捕蛇，鼠的天敌减少，鼠种群的K值会增大，鼠数量会增加，进而大量捕食农作物，会引起农作物产量减少。（4）土壤中小动物种类很多，一部分小动物通过吃植物的根系获得营养物质，一部分小动物通过吃残枝败叶获得营养物质，所以在该生态系统中的成分包括消费者和分解者；蚯蚓的活动有利于农作物对无机盐离子的吸收，蚯蚓在生态系统中的作用是将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物（将有机物分解成无机物）。
21.（12分）如图表示某退耕还草后的生态系统中的食物网及鼠在其中一条食物链上的能量流动关系，字母表示能量值。回答下列问题：
（1）食物网上不具有的生态系统组成成分是分解者和非生物的物质和能量。该食物网上的蟾蜍与蜘蛛之间的种间关系是捕食和种间竞争。
（2）图中，鼠用于生长、发育和繁殖的能量可以表示为a－b（用图中字母表示）。
（3）退耕还草后的草场，要合理确定草场的载畜量，请从能量流动的角度分析，这一做法的实践意义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）若紫花苜蓿地受到重金属污染，请设计简要实验验证该重金属在蟾蜍上出现生物富集现象，简要写出实验步骤和预期结果。
实验步骤：检测紫花苜蓿地中单位面积该重金属的浓度，同时检测紫花苜蓿、蚱蜢、蜘蛛、蟾蜍单位重量该重金属的浓度，并比较大小。
预期结果：蟾蜍单位重量该重金属的浓度最高，且明显高于环境浓度。
解析：（1）食物网中只有生产者和消费者这两种成分，不具有分解者和非生物的物质和能量。蟾蜍会捕食蜘蛛，且蟾蜍与蜘蛛均捕食蚱蜢，蟾蜍与蜘蛛之间的种间关系是捕食和种间竞争。（2）鼠用于生长、发育和繁殖的能量＝鼠的同化量－用于呼吸作用以热能形式散失的能量＝a－b。（3）合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产，这样做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）生物富集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。实验步骤为检测紫花苜蓿地中单位面积该重金属的浓度，同时检测紫花苜蓿、蚱蜢、蜘蛛、蟾蜍单位重量该重金属的浓度，并比较大小。预期结果：蟾蜍单位重量该重金属的浓度最高，且明显高于环境浓度。
22.（12分）（2025·河北张家口高二期末）图1表示某河流中的生物构成的食物网及部分能量流动示意图，其中字母表示能量数值。请回答下列问题：
（1）据图1分析，流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能及输入的有机物中的化学能。
浮游动物甲与浮游动物乙的种间关系为捕食和种间竞争。若该生态系统中只存在如图1所示食物网，则浮游动物乙和黑鱼之间的能量传递效率为e/（b＋d）×100％（用图中字母表示）。
（2）为探究黑鱼密度对水体中浮游动物乙密度的影响，科研人员进行了相关实验，实验结果如图2所示，已知C0～C4组的黑鱼密度分别为0条/L、10条/L、20条/L、30条/L、40条/L。结合图1和图2分析，当黑鱼种群密度较高时，维持其数量相对稳定的措施可能是增加有机物的输入。
（3）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，当河流受到轻微污染时，其生态平衡并不会遭到破坏，这是因为生态系统具有一定的自我调节能力，其调节机制是负反馈调节。
解析：（1）根据图1分析，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能及输入的有机物中的化学能；浮游动物甲和乙都以绿藻为食，浮游动物乙又以浮游动物甲为食，浮游动物甲、乙之间的种间关系是捕食和种间竞争；黑鱼从浮游动物乙同化的能量为e，浮游动物乙同化的能量为b＋d，因此二者之间的能量传递效率是e/（b＋d）×100％。（2）维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。根据图2分析可知，随着黑鱼密度的增加，浮游动物乙的密度逐渐降低。因此当黑鱼种群密度较高时，维持其数量相对稳定的措施是增加有机物的输入。（3）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。当河流受到轻微污染时，其生态平衡并不会遭到破坏，这是因为生态系统具有一定的自我调节能力，其调节机制为负反馈调节。
23.（12分）如图Ⅰ为某生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的生物成分，丁、戊为非生物成分，a～e表示某些生理过程。图Ⅱ是该生态系统中的部分食物网。请回答下列问题：
（1）图Ⅰ中丁代表的是化石燃料。要研究乙的生态位，通常要研究栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系（至少写出两点）等方面。
（2）图Ⅰ中a代表的生理过程是光合作用和化能合成作用。
（3）若图Ⅰ中乙的纵坐标表示生物的能量值，在一定时间内，C的能量不能百分之百流向D的原因有C还有自身呼吸作用消耗、流向分解者和未被利用的能量。
图Ⅱ表示A、B、C、D间的食物关系，据图Ⅱ计算，若D增加10 kJ的能量，则至少消耗含有50 kJ能量的绿色植物。
（4）若A代表某有害动物，科研人员利用了特殊的化学物质扰乱了该动物的雌雄交配，使其繁殖力下降，该方法属于生物防治。
（5）一些有害物质沿食物链聚集的现象具有全球性的特点，原因是有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
解析：（1）甲、乙、丙为生态系统中的生物成分，丁、戊为非生物成分，据图分析，丁为化石燃料，戊代表大气中的CO2库，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。乙一般为动物，研究动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。（2）据图分析，a代表的生理过程是光合作用和化能合成作用。（3）能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能量不能百分之百流向下一个营养级，原因是自身呼吸作用以热能的形式散失一部分能量，有一部分能量流向分解者，还可能存在未被利用的能量。若D增加10 kJ的能量，计算至少消耗绿色植物的能量，应选择最短食物链，最大能量传递效率20％计算，为10÷20％＝50 kJ。（4）该项措施中，利用了特殊化学物质扰乱了有害动物的雌雄交配，属于生物防治。（5）生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集，这些物质会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，因此该现象也具有全球性。
24.（12分）某地通过扩大森林面积，提升森林质量，为实现“碳中和”目标做贡献。研究发现该地区植被受某种蛾的影响，雌蛾通过某种植物释放的挥发物a定位栖息地，然后将受精卵产在该植物上，孵化出的幼虫以植物的新生嫩枝为食。植物受到侵害后产生挥发物b引诱蛾的天敌，并驱赶雄蛾。请回答下列问题：
（1）上述资料说明信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（2）为保护植物不受该种蛾的侵害，可以利用人工合成的挥发物b进行生物防治的原因是挥发物b能引诱蛾的天敌，并驱赶雄蛾，从而降低蛾的种群密度。
（3）为助力“碳中和”目标的实现，研究者设立多个样地，开展乔木丰富度与森林碳储存能力（用光合作用固定的有机物干重表示）之间关系的研究，结果如图所示。
根据图中结果，可以得出结论：乔木丰富度越大，森林碳储存能力越强，且随着时间的延长，森林碳储存能力增强。由此说明，在实现“碳中和”目标时，可采用的措施是提高植被丰富度，增加植被对二氧化碳的吸收量。
解析：（1）由题意可知，植物受到侵害后产生挥发物b引诱蛾的天敌，并驱赶雄蛾，其中挥发物b作为化学信息在生物之间传递信息，这体现了信息传递具有调节生物的种间关系，维持生态系统平衡与稳定的作用。（2）植物受到侵害后产生的挥发物b能引诱蛾的天敌，并驱赶雄蛾，故可以利用人工合成的挥发物b进行生物防治，保护植物不受该种蛾的侵害，从而降低蛾的出生率，使蛾的种群密度降低。（3）图中横坐标为乔木丰富度，纵坐标是干重增加相对值，各年份调查结果均显示，乔木丰富度越大，样地中的生物量（干重相对值）越大，说明乔木丰富度越大，森林碳储存能力越强，且这种差异随年份的增加而逐渐增大，即森林碳储存能力逐渐增强。由此说明，在实现“碳中和”目标时，可采用的措施是提高植被丰富度，增加植被对二氧化碳的吸收量。
6 / 10第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义
学习目标
1.通过用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系，强化科学思维。 2.尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，强化社会责任。
知识点一　生态金字塔
1.能量金字塔
（1）概念：如果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，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
（2）特点：通常呈　上窄下宽　的金字塔形。
2.生物量金字塔
（1）概念：如果用同样的方法表示各个营养级　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。
（2）特点：大多是上窄下宽的金字塔形。
3.数量金字塔
（1）概念：如果表示各个营养级的生物　个体的数目　比值关系，就形成数量金字塔。
（2）特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄　倒置　的金字塔形，如　昆虫和树　。
（教材P57“旁栏问题”）从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量增长，对资源的　消耗越来越多　，地球的生态环境　可能会越来越恶化　，甚至　会崩溃　。
（1）生态金字塔通常只能以个体数量或能量为指标绘制。 （×）
提示：生态金字塔可采用生物量单位、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。
（2）数量金字塔显示了各营养级生物个体的数目比值关系。 （√）
（3）生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链。 （×）
提示：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。
（4）若生态金字塔中最底层代表的是生产者，则最顶层代表的是最高营养级。 （√）
探究｜生态金字塔
如图是某一湖泊的能量金字塔，回答下列问题：
（1）A、B、C、D分别代表哪个营养级？
提示：第四营养级、第三营养级、第二营养级、第一营养级。
（2）D层生物是否是一个种群？
提示：D层生物代表第一营养级的所有生物，是一个种群或若干种群。
（3）能量金字塔体现了生态系统能量流动的什么特点？
提示：逐级递减。
（4）能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔一定是下宽上窄的金字塔形吗？举例说明或说明原因。
提示：能量金字塔通常是下宽上窄的金字塔形，个别人工生态系统的能量金字塔是上宽下窄倒置的金字塔形，如城市生态系统。生物量金字塔大多是下宽上窄的金字塔形，但海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量，出现上宽下窄倒置的金字塔形。当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
生态金字塔的比较
类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含 义　 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级所容纳的有机物的总干重
类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
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逐级递减 一般生物有机物的总干重沿食物链升高而逐级递减
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形，有时呈倒金字塔形 一般为正金字塔形，有时呈倒金字塔形
类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减 成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形会发生变化，如图 浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量，如图
1.（教材P57正文改编）生态金字塔是指生态系统中各营养级之间的某种数量关系。某自然生态系统中的能量金字塔和生物量金字塔如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A.甲为能量金字塔，乙为生物量金字塔
B.甲金字塔倒置的原因是第二营养级的个体较第一营养级小
C.生态系统中第二营养级的能量不能回流到第一营养级
D.生态金字塔在稳定的自然环境中都可出现倒金字塔形
解析：C　能量沿食物链（网）流动时逐级递减，因此能量金字塔通常呈现正金字塔形，其中乙为能量金字塔，甲为生物量金字塔，A错误；甲金字塔倒置的原因是第二营养级的个体数量较第一营养级多，比如一棵树上有多个昆虫，B错误；生态系统中第一营养级和第二营养级是食与被食的关系，第二营养级的能量不能回流到第一营养级，C正确；一般而言，生态金字塔在稳定的自然环境中呈现正金字塔形，即乙图，D错误。
2.（教材P58“图3－8”改编）如图中是以每个营养级生物的数量多少而绘制的金字塔，其中1、2、3分别代表第一、二、三个营养级的生物，下面哪条食物链与金字塔相符（　　）
①草　②树　③昆虫　④兔　⑤鸟　⑥狼
A.①→③→⑤ B.①→④→⑥
C.②→③→⑤ D.①→③→⑥
解析：C　在①→③→⑤这条食物链中，草的数量多于昆虫，与题图不符合，A错误；在①→④→⑥这条食物链中，草的数量多于兔，与题图不符合，B错误；在②→③→⑤这条食物链中，昆虫的数量最多，其次是鸟，最后是树，与题图相符，C正确；在①→③→⑥这条食物链中，草的数量多于昆虫，与题图不符合，D错误。
知识点二　研究能量流动的实践意义
1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大　流入某个生态系统的总能量　。
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　，实现了对能量的　多级利用　，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　。
（教材P58正文）利用农作物秸秆培育蘑菇，是为了实现生态系统中能量的　多级利用　。
（1）农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 （×）
提示：沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
（2）拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率。 （×）
提示：拔去田地中的杂草可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。
（3）研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。 （×）
提示：生产者自身呼吸会消耗一部分能量，生产者固定的能量不会全部流向人类。
（4）所有生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。 （×）
提示：人工生态系统中生产者得到的能量可能小于消费者得到的能量。
探究｜研究能量流动的实践意义
1.“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。
（1）从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？
提示：在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
（2）从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
提示：调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2.图一是传统农业对水稻秸秆的利用示意图，图二为现代农业对秸秆的利用示意图。据图回答下列问题：
（1）从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？
提示：现代农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
（2）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。此过程提高了能量的传递效率吗？为什么？
提示：此过程没有提高能量的传递效率。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。
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：生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10％～20％，即输入某一营养级的能量中，只有10％～20％的能量流到下一个营养级（最高营养级除外）。
②计算公式
能量传递效率＝×100％。
（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。
1.（教材P58正文改编）关于研究能量流动的实践意义，下列叙述错误的是（　　）
A.农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗均可增大流入生态系统的总能量
B.科学地规划和设计人工生态系统可实现能量的多级利用和提高能量的传递效率
C.稻田除杂草养蟹可合理调整生态系统中的能量流动关系
D.根据草场能量流动的特点可以合理确定草场的载畜量保持畜产品的持续高产
解析：B　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，因此农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗均可增大流入生态系统的总能量，A正确；科学地规划和设计人工生态系统可实现能量的多级利用和提高能量利用率，并不是提高能量的传递效率，B错误；稻田除杂草养蟹可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，C正确；根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，做到适度放牧，从而保持畜产品的持续高产，D正确。
2.（教材P60“拓展应用”T1改编）“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图为一个小型人工生态农场的模式图。下列有关叙述正确的是（　　）
A.鸡粪转化成的沼渣可为农作物生长提供物质和能量
B.合理控制鸡舍的养殖密度，能提高第二和第三营养级之间的能量传递效率
C.该图中存在2条食物链，该图中所有生物构成生物群落
D.与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量的利用率
解析：D　鸡粪转化成的沼渣只能为农作物生长提供物质，不能提供能量，能量来自光能，A错误；合理控制鸡舍的养殖密度，可以提高饲料的利用率，但不能提高第三营养级从第二营养级获得的能量，B错误；该图的食物链有两条，①农作物→人，②农作物→鸡→人，生物群落指的是该区域内的所有生物，C错误；与常规农业种植模式相比，该人工生态农场实现了能量的多级利用，因而提高了能量的利用率，D正确。
课堂小结
1.（教材P58“图3－8”改编）甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是（　　）
A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态
B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态
C.不能用图甲表示生物数量金字塔
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
解析：C　生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，大多数情况下呈现图丙所示的正金字塔形，A正确；能量沿食物链（网）流动时逐级递减，因此能量金字塔通常呈现正金字塔形，B正确；某些食物链，如树→虫→鸟，其数量金字塔可能如图甲，C错误；生态金字塔表示不同营养级上能量、生物量或数量的关系，不包含分解者，D正确。
2.生态金字塔是用来描述生态系统中不同生物种群之间能量、生物量或数量关系的模型，它通常以金字塔形状展示。生态金字塔的一般模式如图所示，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表第一、二、三营养级。下列说法错误的是（　　）
A.一条食物链中相邻两种生物之间的能量传递效率可能会大于20％
B.生物量金字塔的每一层表示单位时间内每个营养级所容纳的物质总量
C.第一营养级某种植物同化的能量可能小于第二营养级某种动物同化的能量
D.能量金字塔通常是上窄下宽的金字塔形，这主要体现了能量流动逐级递减的特点
解析：B　一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10％～20％，每个营养级可能包含多种生物，所以食物链中相邻两种生物之间的能量传递效率可能会大于20％，A正确；生物量金字塔的每一层表示单位时间内每个营养级所容纳的有机物的总干重，B错误；人工生态系统中，第一营养级的生物同化的能量可能小于第二营养级生物的同化量，在人的作用下，可以为第二营养级生物提供现成的有机物，C正确；能量金字塔通常是上窄下宽的，体现了能量流动具有逐级递减的特点，且能量金字塔不可倒置，D正确。
3.（教材P60“拓展应用”T1改编）在社会主义新农村建设中，四川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）。下列有关叙述中，不正确的是（　　）
A.该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜
B.该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分
C.该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率
D.沼气池的建造，提高了该生态系统能量的利用率
解析：C　生产者是整个系统的能量来源和物质来源，人和家禽、家畜都可以农作物为食，属于第二营养级，A正确；该生态系统为人工生态系统，人的作用非常关键，新建沼气池和植树造林都离不开人的管理，植物属于生产者，是生态系统的主要成分，B正确；能量传递效率在10％～20％之间，构建新型农业生态系统，只能使能量实现多级利用，但不能提高传递效率，C错误；沼气池的建造充分利用了废弃物中的能量，提高了该生态系统能量的利用率，D正确。
4.“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”诗句描绘了稻田中的繁荣景象，也反映了稻田群落的特征。河南某村在插秧不久的稻田中，放养了草鱼和青蛙，形成了“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式，实现了生态效益和经济效益的双赢。其模式图如下所示，下列相关说法，不正确的是（　　）
A.该农业模式能增大流入该生态系统的总能量
B.与普通稻田相比，“稻—鱼—蛙”立体农业不容易发生病虫害
C.该立体农业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
D.为增大产出可向稻田中投入大量的蛙和草鱼
解析：D　分析图可知，蛙捕食害虫，鱼、蛙的粪便被分解后可为水稻提供无机盐和二氧化碳，有利于水稻的光合作用，所以该农业模式能增大流入生态系统的总能量，A正确；与普通稻田相比，“稻—鱼—蛙”立体生态农业营养结构更复杂，鱼和青蛙能有效控制害虫和杂草，降低病虫害发生概率，B正确；该立体农业利用草鱼除杂草，蛙治虫，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，C正确；考虑到需要保持生态系统的稳定性，不能向稻田中投入大量的蛙和草鱼，D错误。
5.（2025·广东肇庆高二期中）生态系统中，在单位时间内，所得到的各个营养级能量数值，由高到低绘制 成图，可形成一个金字塔图形（如图）。
（1）图中能量金字塔所包含的总能量是否就是此生态系统所包含的所有能量？不是，原因是还有分解者所包含的能量没有包含在其中。
（2）对于某一特定的生态系统，如树→昆虫→鸟→鼬鼠与白鼬。如果用生物数量、能量分别作为绘制金字塔的指标，金字塔的形状可能会有很大的变化。请在下方空白处，分别绘制此生态系统的数量金字塔和能量金字塔两个模式图。
答案：
（3）上述两种金字塔对比，能量金字塔更能较好地反映生态系统内能量流动的本质，因为能量金字塔表达的是营养级之间的能量关系；而另一种金字塔反映的是生物个体数量之间的关系。因此，前者提供的状况更加客观全面。
（4）为什么森林生态系统可能会出现较少的生产者和较多的消费者数量的现象？在森林中，少量个体的生产者可以支持很多的消费者，这是因为生产者往往体积很大，比如大树能够为很多消费者提供食物。
解析：（1）图中能量金字塔没有分解者所包含的能量，不能表示生态系统所包含的所有能量。（2）能量在食物链流动是逐级递减的，故营养级越高能量越少，能量金字塔为正三角形；一般各个营养级种群数量与能量成正比，但是也有例外，如本题树→昆虫→鸟→鼬鼠与白鼬，见答案。（3）能量在流动过程中是逐级递减的，故营养级越高能量越少，能量金字塔更能较好地反映生态系统内能量流动的本质，表达的是营养级之间的能量关系，而数量金字塔反映的是生物个体数量之间的关系。（4）在森林中，少量个体的生产者可以支持很多的消费者，这是因为生产者往往体积很大，比如大树能够为很多消费者如昆虫、鸟类、小型哺乳动物等提供食物，所以森林生态系统可能会出现较少的生产者和较多的消费者数量的现象。
一、概念梳理必记
1.生态金字塔的类型有能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。
2.如果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，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔；如果用同样的方法表示各个营养级生物量（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；如果表示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。
3.能量金字塔通常是下宽上窄的金字塔形，个别人工生态系统的能量金字塔是上宽下窄倒置的金字塔形；生物量金字塔大多是下宽上窄的金字塔形；当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
4.研究能量流动，可帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
5.研究能量流动，可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，实现了对能量的多级利用，提高能量的利用率。
6.研究能量流动，可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。
二、长句表达必明
1.数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因是当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
2.生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因是海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。
3.从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义：实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
4.稻—萍—蛙的立体农业生产方式，体现出研究能量流动的实践意义是将生物在时间和空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
知识点一　生态金字塔
1.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，形成一个金字塔图形叫作（　　）
A.生物量金字塔 B.能量金字塔
C.数量金字塔 D.营养级金字塔
答案：B　
2.（2025·广西南宁高二期末）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某种数量关系
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：A　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，A正确；每个营养级均包含多种生物，这些生物可能属于不同的食物链，B错误，生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔形，但有的呈倒置的金字塔形，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；生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，D错误。
3.在生态系统的能量金字塔中，位于最顶层的成分是（　　）
A.生产者 B.分解者
C.非生物的物质和能量 D.消费者
解析：D　在生态系统的能量金字塔中，只有生产者和消费者两种成分，位于最顶层的成分一定是该生态系统中的最高级消费者。
4.（2025·江苏徐州高二期末）甲、乙是某同学绘制的生态金字塔示意图，下列相关叙述错误的是（　　）
A.图中1、2、3分别表示食物链或食物网中的一个营养级
B.甲和乙均可表示数量金字塔
C.自然生态系统的能量金字塔只能用乙来表示
D.乙中的1越宽，能量传递效率就越高
解析：D　乙中的1越宽，第一营养级占有的能量越多，但能量传递效率未必越高，D错误。
5.（2025·广东中山高二期末）生态金字塔根据营养级绘制，包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下面食物链的数量金字塔形态与其他三项不同的是（　　）
A.草→昆虫→鸟 B.树→昆虫→鸟
C.草→兔→狼 D.草→鼠→鼬
解析：B　在食物链“草→昆虫→鸟”中，草的数量应该多于植食性昆虫数量，数量金字塔表现为正置关系；在食物链的“树→昆虫→鸟”中，昆虫数量最多，其次是鸟，树的数量最少，其显示的数量金字塔表现为倒置关系；在食物链“草→兔→狼”中，草数量多于兔，兔的数量多于狼的数量，数量金字塔表现为正置关系；在食物链“草→鼠→鼬”中，草的数量最多，鼠的数量居中，鼬的数量最少，其数量金字塔表现为正置关系，可见B项不同于其他选项，即B符合题意。
6.（2025·河南平顶山高二期末）如图是某生态系统的能量金字塔，图中数字表示能量，单位：（J·km－2·a－1）。下列相关叙述正确的是（　　）
A.第二营养级的总干重通常大于第一营养级的
B.第一营养级的能量会因自身呼吸作用而消耗
C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率是10％
D.处于第二营养级的生物属于次级消费者
解析：B　生物量金字塔大多是上窄下宽的金字塔形，一般而言，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，植食性动物的总干重也大于肉食性动物，A错误；生物同化的能量部分通过呼吸作用以热能的形式散失，剩下部分用于自身生长、发育和繁殖，包括流向下一个营养级、未利用和流向分解者，B正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是41.2÷913.7×100％＝4.5％，C错误；处于第二营养级的生物属于初级消费者，D错误。
知识点二　研究能量流动的实践意义
7.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：B　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。
8.农民为提高农业产量采取了很多手段，根据能量流动特点进行分析，下列叙述正确的是（　　）
A.人工除草是为了减少营养级，从而降低能量传递过程中能量的损失
B.使用农药消灭害虫是为了使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分
C.适当降低温室大棚的夜间温度是为了提高农田生态系统的能量输入
D.对农田施肥为生态系统中的农作物额外补充了能量，从而提高农业产量
解析：B　人工除草是调整能量流动关系，使得能量流向农作物等生产者，A错误；使用农药消灭害虫是防止能量流向害虫，调整能量流动关系，使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分，B正确；温室种植时，适当降低夜间温度，可以减少有机物的消耗，提高产量，C错误；对农作物施肥为农田生态系统额外补充了物质，从而提高农业产量， D错误。
9.运用生态系统能量流动规律分析，下列各项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，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　C项中，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。
10.如图为某自然生态系统的能量金字塔，其中Р表示生产者，D表示分解者，C表示消费者。下列相关叙述正确的是（　　）
A.图中P的能量只来自绿色植物固定的太阳能
B.次级消费者与三级消费者之间的能量传递效率约为5.5％
C.C与P在数量上形成的关系图与该能量金字塔完全相符
D.生态系统由P、D、C组成，P与C可以形成多条食物链
解析：B　在该生态系统中，生产者主要是绿色植物，但也包括其他自养生物，如蓝细菌等，故P表示的是自养生物固定的能量，不仅是绿色植物固定的太阳能，A错误；次级消费者与三级消费者之间的能量传递效率约为×100％≈5.5％，B正确；C与P在数量上也有可能呈倒置的金字塔形，如松树与其上的虫，C错误；生态系统由生物群落、非生物环境组成，P、D、C组成生物群落，D错误。
11.如图是某生态系统营养级的能量金字塔示意图，甲～戊为五种生物，其中丁和戊不存在种间竞争关系。下列分析正确的是（　　）
A.图示生物加上它们生存的环境构成一个完整的生态系统
B.图中生物可形成4条食物链，丙和丁存在捕食和种间竞争关系
C.若戊取食丙的比例升高，则戊获得的能量会减少
D.若丁的数量减少，则乙的数量会增多，丙的数量会减少
解析：D　能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，故图示生物加上它们生存的环境不能构成一个完整的生态系统，A错误；图中生物形成食物网：，可形成3条食物链，B错误；若戊取食丙的比例升高，则戊的营养级相当于降低，获得的能量会增多，C错误；若丁的数量减少，则乙的数量会增多，丙的数量会减少，D正确。
12.设计人工生态系统的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，如图就是一种“加环”示意图，据图判断下列有关叙述正确的是（　　）
A.用残渣来培育食用菌和蛆，提高了能量的传递效率
B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
C.用蛆的排泄物作为有机肥还田，使能量能够循环利用
D.离开人的管理，该生态系统仍可以正常运转
解析：B　用残渣来培育食用菌和蛆，提高了能量利用率，但不能提高能量传递效率，A错误；生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，C错误；人工生态系统中人起到了决定性作用，离开人的管理，该生态系统不能正常运转，D错误。
13.（2025·河北衡水高二期中）玄天湖是一个生活着大型水生植物、浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、滤食性鱼类（以浮游动物为食）、肉食性鱼类等各种生物的大型人工生态系统。如表为某时段内玄天湖生态系统能量流动过程中部分环节的能量值[单位为103 kJ/（m2·a）]。请回答下列问题。
项目 同化量 呼吸作用消耗 流向分解者 流向下一个营养级 未被利用
生产者 A 23 3 14 70
植食性动物 16 4 0.5 2.5 9
肉食性动物 7.5 2.1 0.3 0 5.1
（1）表中A表示的数值是110。
（2）通过表格分析可知，输入该人工生态系统的总能量是1.17×105 kJ/（m2·a）。生态系统中能量只能单向流动的原因是食物链中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转。
（3）如图为该生态系统的能量金字塔，在分析该图时，某同学认为：“某种生物可能同时存在于b、c和d中”，你是否认同他的观点，是，理由是该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级（合理即可）。
（4）除能量金字塔之外，生态系统中还存在生物量金字塔和数量金字塔，统称为生态金字塔。在生态金字塔中，不一定呈正金字塔形的有生物量金字塔和数量金字塔。
解析：（1）生产者这一营养级的同化量有四个去向：呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一个营养级、未被利用，因此表中A表示的数值＝23＋3＋14＋70＝110。（2）输入该人工生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能（同化量）＋人工输入的能量。人工输入的能量＝（植食性动物同化量16－生产者流向下一个营养级的能量14）＋（肉食性动物同化量7.5－植食性动物流向下一个营养级的能量2.5）＝7，则输入该人工生态系统的总能量＝117×103 kJ/（m2·a）＝1.17×105 kJ/（m2·a）。生态系统中能量通过捕食与被捕食的关系沿着食物链流动，而食物链中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转。（3）b、c和d分别代表不同的营养级，因为食物链长短不同，该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级。（4）在生态金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔不一定呈正金字塔形，比如在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量（用质量来表示），可能低于浮游动物的生物量（用质量来表示），会出现生物量金字塔倒置；再比如一棵大树可以养活很多毛毛虫，会出现数量金字塔倒置。
12 / 13第4节　生态系统的信息传递
学习目标
1.通过对案例的分析与讨论，概述生态系统中信息的类型和信息传递的过程，强化稳态与平衡观。 2.通过案例分析，概述信息传递在生态系统中的作用和信息传递在农业生产中的应用，强化社会责任。
知识点一　生态系统中信息的种类
1.信息的概念：可以传播的消息、情报、　指令　、　数据　与信号等。
2.信息传递：生态系统中的　生物种群　之间，以及它们　内部　都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。
3.生态系统中信息的种类
种类 物理信息 化学信息 行为信息
概念 通过　物理过程　传递的信息 生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的　化学物质　 动物的　特殊行为　在同种或异种生物之间传递的信息
举例 自然界中的　光　、声、　温度　、湿度、磁场等 植物的　生物碱　、有机酸等代谢产物，以及动物的　性外激素　等 　蜜蜂跳舞　、雄鸟的“求偶炫耀”
来源 　非生物环境　、生物个体或群体 生物在生命活动过程中产生 动物的行为特征
（教材P72“概念检测”T2）“燕燕于飞，差池其羽”“燕燕于飞，下上其音”（《诗经·国风》），燕子表达的信息类型是　行为信息和物理信息　。
4.信息传递的过程
（教材P69“旁栏思考”）生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在的差异：①物质循环和能量流动借助于　食物链　进行；信息传递不依赖于　食物链　，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递。②能量流动的特点是　单向　流动，物质是可　循环　利用的，但信息传递往往是　双向　的，且不能　循环　利用。
（1）生物碱、有机酸和性外激素等都属于化学信息。 （√）
（2）生态系统的信息传递对所有捕食者都必然是有利的。 （×）
提示：生态系统的信息传递具有双向性，有的对被捕食者有利，如鸟的叫声，提醒同伴逃避敌害。
（3）花香引蝶和老马识途都属于物理信息。 （×）
提示：都属于化学信息。
（4）信息沿食物链从低营养级向高营养级传递。（×）
提示：信息传递往往是双向的，可沿食物链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。
探究｜信息的种类、来源及特点
任何生物的生存均离不开信息传递，生态系统中的信息可分为三类，如图代表不同的信息种类。
（1）图1中蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于哪一类信息？此信息的来源是什么？
提示：蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于物理信息。此信息来源于昆虫（或蜘蛛）。
（2）图2中搜救犬在搜救压在废墟下的人时，是根据人的气味进行搜寻的，人的气味属于哪一类信息？
提示：属于化学信息。
（3）图3中的孔雀开屏属于哪一类信息？该信息的来源是什么？
提示：孔雀开屏属于行为信息。此信息来源于孔雀的行为特征。
（4）同种生物的信息传递只有一种方式吗？试举例说明。
提示：同种生物可以通过一种或多种信息类型进行交流，如雌雄孔雀之间可通过孔雀开屏（行为信息）、鸣叫（物理信息）进行交流。
1.判断信息种类的两种方法
2.信息传递的特点
（1）生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流。
（2）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。
（3）多数情况下，信息双向传递。
1.（教材P69正文改编）在生态系统中，生物之间的信息传递对生物的生存和繁衍至关重要。下列叙述正确的是（　　）
A.雄招潮蟹挥舞大螯吸引雌招潮蟹，属于物理信息
B.蜜蜂找到蜜源后通过舞蹈告知同伴蜜源的方向，属于遗传信息
C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波找到雌蚊，属于行为信息
D.发情期的河马通过向四周喷射尿液增加气味吸引配偶，属于化学信息
解析：D　雄招潮蟹挥舞大螯吸引雌招潮蟹，是通过特定的动作行为来传递信息，属于行为信息，而不是物理信息，A错误；蜜蜂找到蜜源后通过舞蹈告知同伴蜜源的方向，这是蜜蜂通过特定的动作行为传递信息，属于行为信息，并非遗传信息（遗传信息是指生物体遗传物质中所包含的信息），B错误；雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波找到雌蚊，声音属于物理信息，不是行为信息，C错误；发情期的河马通过向四周喷射尿液增加气味吸引配偶，尿液中的化学物质散发的气味属于化学信息，D正确。
2.（2025·河南郑州高二期中）某地区分布有三种萤火虫，它们的闪光求偶模式均为雄性发出一种特异性的闪光信号，雌性个体回应闪光信号，前者趋近后者，闪光信号的频率、光谱和强度等具有物种特异性，在物种形成过程中具有重要作用。下列叙述错误的是（　　）
A.萤火虫的闪光属于物理信息
B.萤火虫的闪光特征是生物与生物、生物与无机环境协同进化的结果
C.雌雄萤火虫通过闪光形成信息流，雄性萤火虫作为信息源，不作为信息受体
D.和求偶有关的闪光信号的差异，表明这三种萤火虫之间存在生殖隔离
解析：C　物理信息是指通过物理过程传递的信息，萤火虫的闪光属于物理信息，A正确；萤火虫的闪光求偶模式均为雄性发出一种特异性的闪光信号，雌性个体回应闪光信号，前者趋近后者，闪光信号的频率、光谱和强度等具有物种特异性，在物种形成过程中具有重要作用，萤火虫的闪光特征是生物与生物、生物与无机环境协同进化的结果，B正确；完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体，雌雄萤火虫通过闪光形成信息流，雄性萤火虫既是信息源又是信息受体，C错误；由于闪光信号的频率、光谱和强度等具有物种特异性，所以和求偶有关的闪光信号的差异，表明这三种萤火虫之间存在生殖隔离，D正确。
知识点二　信息传递的作用及其应用
1.信息传递在生态系统中的作用
2.信息传递在农业生产中的应用
（1）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。（√）
（2）利用化学信息防治害虫就属于化学防治。 （×）
提示：利用信息传递在生态系统中的作用防治虫害，属于生物防治技术。
（3）通常，生物防治无污染，有效且持久。 （√）
探究一｜信息传递的作用
1.根据提供的资料，回答下列问题：
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　莴苣等植物的种子必须接收某种波长的光信息，才能萌发生长。
资料3　植物开花需要光信息刺激；许多昆虫的雌雄个体凭借信息素而相互识别、完成交配，保证种群的延续。
资料4　当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者，夜间能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在植物叶片上停留产卵。
（1）根据资料1和资料2分析，信息传递与个体生命活动的正常进行有什么关系？
提示：如果没有信息传递，海豚的生活、捕食难以进行；莴苣等植物种子的萌发生长等活动，离开信息传递也不能正常进行。这些都说明了生物个体正常的生命活动离不开信息传递。
（2）根据资料3分析，信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？
提示：通过信息传递，植物才能开花，雌雄个体才能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁衍。
（3）资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？由此说明信息传递在群落和生态系统水平上，发挥什么作用？
提示：将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌联系起来；由此说明信息传递可以调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡和稳定。
探究二｜信息传递的应用
2.根据提供的资料，探究信息传递在农业生产中的应用：
资料1　苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳舞时相同的频率或声音，以吸引大量蜜蜂到苹果园采蜜，利于苹果更好地传粉，从而提高苹果的产量。
资料2　用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子，可以提高发芽率，获得增产。
资料3　家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
资料4　利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田。
资料5　“迷向法”防治害虫：在田间释放过量的人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨别雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。
（1）通过资料1、2、3可以得出什么结论？
提示：信息传递可用于农业生产，提高农畜产品的产量。
（2）结合种群的数量特征分析，资料5中“迷向法”防治害虫的原理是什么？
提示：通过干扰害虫的正常交尾活动，降低害虫种群的出生率，从而降低害虫种群密度。
（3）由资料4、5可以得出什么结论？
提示：农业生产中，信息传递可用于对有害动物进行控制。
1.判断材料能体现信息传递的哪项功能的方法
（1）若涉及“种间关系”，则体现“调节生物的种间关系”。
（2）若涉及“繁殖”，如开花、吸引异性等，则体现“信息传递有利于生物种群的繁衍”。
（3）若既无涉及种间关系，又无涉及繁殖，则往往体现“信息传递有益于生命活动的正常进行”。
2.有害动物三种防治方法的比较
1.（教材P70“思考·讨论”改编）关于信息传递在生态系统中的作用，下列说法不正确的是（　　）
A.蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖于超声波
B.某些植物（如莴苣、茄、烟草）的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发生长
C.自然界中，某些植物的开花也需光信息刺激
D.生物种群的繁衍无需信息传递
解析：D　蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖于超声波（物理信息），体现了信息传递有利于生命活动的正常进行，A正确；某些植物（如莴苣、茄、烟草）的种子为需光种子，必须接收某种波长的光信息（物理信息）才能萌发生长，B正确；自然界中，某些植物的开花也需光信息（物理信息）刺激，依赖于光周期，C正确；生物种群的繁衍离不开信息传递，如雄鸟求偶时进行的“求偶炫耀”（行为信息），D错误。
2.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：C　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；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。
课堂小结
1.雄性安乐蜥在求偶时，一边伏在领地上做着“俯卧撑”，一边伸缩颈部色彩鲜艳的垂囊，这种展示可能包含了颜色和运动两个因素。有人用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引，由此说明雄性安乐蜥在求偶时利用的信息是（　　）
A.物理信息 B.化学信息
C.行为信息 D.物理信息和行为信息
解析：C　根据题干信息可知，该求偶行为利用的主要信息是动作，而不是颜色（用墨水改变垂囊的颜色后，雌性仍被雄性吸引），所以该信息属于行为信息。
2.（教材P72“概念检测”T1改编）黄鼬主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出“臭气”麻痹敌人。当鼠类闻到“臭气”时会选择逃离。下列相关解释不合理的是（　　）
A.黄鼬的臭腺作为信息产生的部位——信息源
B.“臭气”属于黄鼬向其他生物传递的一种物理信息
C.空气可以作为传播“臭气”的介质——信道
D.“臭气”作为信息可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
解析：B　在遇到威胁时，臭腺可排出臭气麻痹敌人，因此黄鼬的臭腺作为信息产生的部位——信息源，A正确；黄鼬在遇到威胁时排出臭气，麻痹敌人，臭气属于化学信息，有利于黄鼬躲避天敌的捕食，B错误；信息传播的媒介——信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息，C正确；臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离，臭气作为信息可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定，D正确。
3.（教材P71～72正文改编）某农场种植着粮食作物、果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。下列哪组属于利用信息传递的原理来提高农畜产品的产量（　　）
①延长家禽的光照时间，提高产蛋率　②施放性引诱剂，控制害虫数量　③播放结群信号录音引来鸟类捕食害虫　④播撒种子后铺设塑料薄膜
A.①②④ B.②③④
C.①②③ D.①③④
解析：C　①延长家禽的光照时间，提高产蛋率是利用光照对动物繁殖的影响，属于物理信息的利用；②施放性引诱剂，控制害虫数量，属于化学信息的利用；③播放结群信号录音引来鸟类捕食害虫以降低害虫数量，属于物理信息的利用；④播撒种子后铺设塑料薄膜，无信息传递的过程，不属于信息传递原理的利用。故选C。
4.（2025·江西吉安高二期末）高效精准和环境友好是现代农业植保技术发展的重要趋势，利用昆虫的趋光反应进行生物防治可减少农药的使用。根据具有趋光反应的昆虫对所趋光的波长范围存在差异，我国自主研发的天敌友好型LED杀虫灯，采用LED诱虫光源，实现对茶园的趋光性害虫进行诱捕，从而对茶园的害虫进行防治。生态小组调查了LED杀虫灯和传统频振式杀虫灯对茶园害虫和害虫天敌的诱捕效果，结果如下表所示，回答下列问题：
害虫诱捕量/（头/盏） 天敌诱捕量/（头/盏）
LED杀虫灯 1 256 25
频振式杀虫灯 897 57
（1）LED杀虫灯主要利用的是信息传递中的物理信息对害虫进行诱捕，LED杀虫灯不仅能对害虫进行诱捕，还能定期对害虫的种群密度进行监测。对某茶园安置LED杀虫灯前首先要调查该茶园的主要害虫种类　，以设置特定波长的LED，提高诱捕效率。
（2）与化学防治相比，利用LED杀虫灯防治害虫的优点是不会造成环境污染。根据实验结果可知，LED杀虫灯对害虫的防治效果显著优于传统的频振式杀虫灯，理由是和频振式杀虫灯相比，LED杀虫灯能诱捕更多的害虫，且对天敌的捕获少，更有利于减少茶园害虫的种群数量。
（3）LED杀虫灯的悬挂高度和工作时间对茶园害虫的诱捕量有显著影响，试阐述其原因茶园中不同害虫分布的高度不同，且害虫在不同时间和季节的活动频率不同。
解析：（1）LED杀虫灯利用的是光信息，光信息属于物理信息。LED杀虫灯不仅能对害虫进行诱捕，还能通过对害虫的诱捕，实现对害虫的种群数量（种群密度）的定期监测。对某茶园安置LED杀虫灯前首先要调查该茶园的主要害虫种类，原因是不同昆虫的趋光特征不同，并且具有趋光反应的昆虫之间趋光波长范围也存在差异，根据害虫的种类设定特定波长的LED杀虫灯，提高诱捕效率。（2）与化学防治相比，利用LED杀虫灯防治害虫的优点是不会造成环境污染。根据实验结果可知，LED杀虫灯对害虫的防治效果显著优于传统的频振式杀虫灯，理由是根据实验结果可知和频振式杀虫灯相比，LED杀虫灯能诱捕更多的害虫，且对天敌的捕获少，更有利于减少茶园害虫的种群数量。（3）LED杀虫灯的悬挂高度和工作时间对茶园害虫的诱捕量有显著影响，原因是茶园中不同害虫分布的高度不同，且害虫在不同时间和季节的活动频率不同，选择在害虫生活的高度和害虫频繁活动的时间开启，能实现对害虫的大量捕获。
一、概念梳理必记
1.生态系统信息的种类包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
2.生态系统中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。
3.在生命活动过程中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学信息。
4.动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。
5.在生态系统中的信息传递过程中，不仅有信息产生的部位——信息源；也有信息传播的媒介——信道，空气、水以及其他介质均可以传播信息；还需要信息接收的生物或其部位——信息受体。
6.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，还能发生在生物与无机环境之间。
7.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。生物种群的繁衍，离不开信息的传递。信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
8.信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。
9.目前控制动物危害的技术大致有化学防治、生物防治和机械防治等。
二、长句表达必明
1.狼能依据兔留下的气味去捕食后者，兔同样也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕，这说明信息能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
2.目前控制动物危害的技术中人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
知识点一　生态系统中信息的种类、来源及特点
1.下列诗句中不包含物理信息的是（　　）
A.竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知
B.人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
C.狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠
D.遥知不是雪，为有暗香来
解析：D　“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”体现了温度对生物的影响，包含物理信息；“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”表明温度影响生物的生长开花，包含物理信息；“狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠”体现了声音这一物理信息；“遥知不是雪，为有暗香来”中的梅花香味是化学信息。
2.下列现象所利用的信息不属于化学信息的是（　　）
A.“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”：捕虫草产生香甜的分泌液，引诱昆虫前来并将昆虫捕食
B.“臭名昭著”——野生海芋：海芋释放臭味吸引蚊子前来，帮助传粉
C.“我最闪亮”——孔雀开屏：求偶炫耀
D.“我的地盘”——美洲猎豹：尿液标记自己的领地
解析：C　捕虫草产生香甜的分泌液、海芋释放的臭味、美洲猎豹撒的尿液等均属于化学信息，而孔雀开屏属于行为信息。
3.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下列哪种信息的传递（　　）
A.物理和化学信息 B.行为和化学信息
C.物理和营养信息 D.物理和行为信息
解析：D　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，这是一种行为，因此属于行为信息，其中红色突起是需要通过视觉接收的信息，属于物理信息。
4.（2025·河北唐山高二期中）下列有关生态系统信息传递的叙述，正确的是（　　）
A.信息源只能是生物
B.信息的传递需要信道
C.和生物体内细胞间信息交流不同的是，生态系统的信息传递不需要信息受体
D.一种生物只能产生一种信息类型
解析：B　信息源可以是生物也可以是非生物环境，A错误；信息的传递需要有信道作为信息传递的媒介，B正确；生态系统的信息传递也需要信息受体，C错误；一种生物可以产生多种信息类型，如鸟类既可以产生物理信息，也可以产生化学信息和行为信息，D错误。
知识点二　信息传递的作用及其应用
5.下列现象不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点的是（　　）
A.蜘蛛通过蜘蛛网的振动频率来获得昆虫落网的信息
B.自然界中，当日照时间达到一定长度时，植物才能够开花
C.番茄的叶会产生有毒的化合物来驱逐啃食它的毛毛虫
D.北极熊能闻到几千米外的冰雪层下面的猎物气味
解析：B　自然界中，当日照时间达到一定长度时，植物才能够开花，这说明生命活动的正常进行，离不开信息的作用，但不能体现“信息能调节生物的种间关系”这个观点，B符合题意。
6.交配迷向技术是指人为在茶园中放置性信息素味源，使得茶小卷叶蛾在求偶通讯中获得错误信号，进而延迟、减少或者阻止其顺利找到异性完成交配，从而减少下一代害虫数量。下列叙述正确的是（　　）
A.性信息素属于化学信息，交配迷向技术属于化学防治技术
B.茶园生态系统的信息传递可以发生在生物之间以及生物与环境之间
C.交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的性别比例达到防治的目的
D.性信息素影响茶小卷叶蛾的交配说明生物的生命活动离不开信息的传递
解析：B　交配迷向技术属于生物防治技术，A错误；交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的正常交配达到防治的目的，该过程中其性别比例不变，C错误；性信息素影响茶小卷叶蛾的交配，说明生物种群的繁衍离不开信息的传递，D错误。
7.（2025·辽宁锦州高二期末）腐烂的水果周围经常能看到许多果蝇，其求偶过程如下：雄果蝇看到雌果蝇并闻到其释放的性外激素后，会靠近雌果蝇并用前足轻敲其腹部，还会展翅并振动以产生特定的“求偶曲”，有接受意愿的雌果蝇就会允许雄果蝇进行交配。下列选项错误的是（　　）
A.该过程中的信息传递有利于果蝇种群的繁衍
B.人工释放性外激素扰乱果蝇交配属于生物防治
C.该过程涉及物理信息、化学信息和行为信息
D.该过程发生在同种生物之间，不属于生态系统的信息传递
解析：D　分析题意，雄果蝇看到雌果蝇并闻到其释放的性外激素后，会靠近雌果蝇并用前足轻敲其腹部，还会展翅并振动以产生特定的“求偶曲”，上述过程发生在雌雄果蝇之间，说明该过程中的信息传递有利于果蝇种群的繁衍，A正确；人工释放性外激素诱杀雄果蝇属于生物防治，生物防治有利于环境保护，B正确；该过程涉及物理信息（雄果蝇看到雌果蝇）、化学信息（闻到其释放的性外激素）和行为信息（靠近雌果蝇并用前足轻敲其腹部，还会展翅并振动），C正确；生态系统的信息传递不只存在于同种生物之间，还存在于不同生物之间、生物与非生物环境之间，D错误。
8.世界上每年有大面积的农田、草原和森林遭受病虫害、鼠害、鸟害。下列有害生物的防治方法中不是生物防治的是（　　）
A.利用六六六防治稻螟虫，可以使其种群数量急剧减少
B.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度
D.利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使其繁殖力下降
解析：A　六六六属于农药，使用六六六防治稻螟虫，会造成环境污染，不属于生物防治，属于化学防治，A符合题意；利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，是物理信息在农业生产中的应用，属于生物防治，B不符合题意；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度是化学信息在农业生产中的应用，属于生物防治，C不符合题意；利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使其繁殖力下降是化学信息在农业生产中的应用，属于生物防治，D不符合题意。
9.下列生产实践措施不是利用生态系统中的信息传递的是（　　）
A.利用音响设备发出不同的声音信号来诱捕或驱赶某些动物
B.通过控制日照时间长短来调控植物开花时间
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物
D.通过给黄麻喷洒一定浓度的赤霉素溶液来提高其产量
解析：D　利用音响设备发出不同的声音信号来诱捕或驱赶某些动物，这是物理信息在生产中的应用，A不符合题意；通过控制日照时间长短来调控植物开花时间，这是利用植物感知光照时长不同的特点，属于物理信息在生产中的应用，B不符合题意；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，这是化学信息在生产中的应用，C不符合题意；通过给黄麻喷洒一定浓度的赤霉素溶液来提高其产量，这是植物激素的应用，不是信息传递在生产中的应用，D符合题意。
10.（2025·湖北黄冈高二期末）香蚁体内可分泌出某种能散发出浓郁香味的物质。带有香味的信息素一下子使其他动物“着了道”而“昏迷不醒”，香蚁便可轻而易举地抢夺其他动物的食物。下列相关叙述错误的是（　　）
A.该实例说明信息传递有利于调节种间关系和生态系统的稳定
B.有香味的信息素属于化学信息，被抢夺食物的动物称为信息受体
C.信息传递既能发生在生物之间，也能发生在生物与环境之间
D.香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中不存在信息传递过程
解析：D　香蚁通过分泌能散发浓郁香味的信息素，使其他动物“着了道”而“昏迷不醒”，进而抢夺其食物，这体现了信息传递在调节种间关系方面的作用，而种间关系的稳定对于生态系统的稳定至关重要，A正确。有香味的信息素是通过化学物质传递信息，属于化学信息；被抢夺食物的动物能感知到这种信息素，可称为信息受体，B正确。信息传递在生态系统中普遍存在，既能发生在生物之间，如香蚁与其他动物之间通过信息素传递信息，也能发生在生物与环境之间，比如植物接受光信息开花等，C正确。香蚁体内染色体组蛋白的合成过程中存在遗传信息的传递过程，D错误。
11.为探究昆虫之间的信息传递方式，法国著名昆虫学家法布尔做了如下实验。相关叙述错误的是（　　）
组别 1 2 3
操作 将雌蛾放置于透气笼子中 将放置过雌蛾的滤纸置于透气笼子中 将雌蛾放置于不透气笼子中
结果 有雄蛾飞来交配 有雄蛾飞来交配 ①
A.①处应为没有雄蛾飞来交配
B.空气可作为传播雌蛾发出的信息的信道
C.该实验证明该种蛾通过性外激素进行交流
D.该实验说明生物种群的繁衍离不开信息传递
解析：C　组别3的处理是将雌蛾放置于不透气笼子中，则无法将信息进行传递，故①处应为没有雄蛾飞来交配，A正确；该化学物质通过空气传播，所以空气可以作为在该信息流中的信道，B正确；组别1和3对照说明雌蛾传递的信息必须通过透气性装置才能传递，组别1和2对照说明雌蛾分泌的应是某种物质，但不能说明是性外激素，C错误；该实验对象是雄蛾和雌蛾，说明生物种群的繁衍离不开信息传递，D正确。
12.行为观察及捕鼠工具诱捕结果表明，动情雌鼠的尿液气味对雄鼠具有很强的吸引力。实验小组探究了辅加动情雌鼠尿液对毒饵灭鼠效果的影响，实验结果如图所示，下列说法错误的是（　　）
A.对照组应使用不添加雌鼠尿液的有毒饵料
B.该实例中雌鼠尿液作为化学信息调节种间关系
C.辅加雌鼠尿液能提高鼠死亡率，并降低其出生率
D.在第2天时两组实验的灭鼠效果差异最显著
解析：B　依据题干信息，实验目的是探究辅加动情雌鼠尿液对毒饵灭鼠效果的影响，其自变量为是否辅加动情雌鼠尿液，所以，实验组辅加动情雌鼠尿液的有毒饵料，对照组应为不添加雌鼠尿液的有毒饵料，A正确；依据题干信息，该实例中雌鼠尿液作为化学信息，没有体现出对种间关系的影响，属于种群水平上的影响，B错误；依据题干信息，动情雌鼠的尿液气味对雄鼠具有很强的吸引力，所以辅加雌鼠尿液能提高鼠死亡率，并降低其出生率，C正确；两组实验的灭鼠效果的差异体现在两组灭鼠效果的差值，故第2天时最显著，D正确。
13.为研究捕食者对被捕食者的影响，科研人员选取了海滨常见的滨蟹、玉黍螺、墨角藻进行实验。
（1）科研人员制作了四个培养箱（水流可通过），每个培养箱内放置两块平板，平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别进行处理（如图1），若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
①本实验中d组的作用是排除环境因素引起的墨角藻生长或死亡对实验结果产生的影响。
②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺，防止滨蟹直接捕食玉黍螺，但滨蟹传递的化学信息能对玉黍螺取食墨角藻产生影响。
（2）上述实验统计得到的墨角藻存留率如图2。依据实验结果可得出的结论是滨蟹传递的化学信息明显抑制玉黍螺取食墨角藻，且对小玉黍螺取食的影响更大。
（3）在上述实验中，信息传递的作用是能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
解析：（2）根据图2结果可以看出，在滨蟹存在的情况下，墨角藻的存留率较大，说明玉黍螺受到捕食者的影响，减少了对墨角藻的取食，而在无滨蟹存在的情况下，小玉黍螺的取食量大于大玉黍螺的取食量，由此得出结论：滨蟹传递的化学信息能明显抑制玉黍螺取食墨角藻，且对小玉黍螺取食的影响更大。
11 / 121.概念理解（判断正误）
（1）硝化细菌在生态系统的组成成分中属于生产者。 （√）
（2）分解者可以是真菌，不可以是动物。 （×）
（3）生态系统的结构由食物链和食物网组成。 （×）
（4）动物的食性越杂，其种群数量波动幅度越大。（×）
（5）把种群当一个整体进行研究推动了对能量流动的认识。 （√）
（6）生态系统中能量沿食物链和食物网进行单向流动。 （√）
（7）能量在食物链中相邻两种生物之间的传递效率为10％～20％。 （×）
（8）“桑基鱼塘”生态系统与普通水稻田生态系统相比实现了能量的循环利用。 （×）
（9）数量金字塔都呈现出上窄下宽的金字塔形。（×）
（10）水产养殖时为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象。 （×）
（11）碳循环是指组成生物体的化合物在无机环境和生物群落间循环往返的过程。 （×）
（12）营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量也越多。 （×）
（13）重金属、DDT在能量金字塔的最底端浓度最低，最顶端浓度最高。 （√）
（14）氮元素会沿食物链逐渐在生物体内积累，导致出现生物富集现象。 （×）
（15）物质循环和能量流动的起点和终点相同。 （×）
（16）植物能充分利用农家肥中有机物的物质和能量。 （×）
（17）雄孔雀通过开屏吸引异性，说明信息可以调节生物的种间关系。 （×）
（18）莴苣种子必须接收一定波长的光才能萌发说明光信息有利于生物种群的繁衍。 （×）
（19）物质循环、能量流动和信息传递都只沿着食物链、食物网进行。 （×）
（20）可以利用性引诱剂对害虫进行化学防治。 （×）
（21）芦苇体内的赤霉素可以增加其纤维长度，属于化学信息的作用。 （×）
（22）碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生。 （√）
（23）与草原相比，森林的抵抗力稳定性较低。 （×）
（24）CO2浓度升高引发的森林大火会正反馈于温室效应。 （√）
（25）森林生态系统的自动调节能力大于草原生态系统。 （√）
2.思维表达（长句书写）
（1）生产者和分解者的作用分别是什么？
提示：生产者作用是制造有机物，储存能量，为消费者提供食物条件和栖息场所。分解者的作用是将动植物遗体残骸和动物粪便中的有机物分解为无机物，供生产者重新利用。
（2）流经生态系统的总能量是什么？
提示：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。
（3）从某个时间段看，流经某营养级（最高营养级除外）的能量包括哪几个去向？
提示：自身呼吸作用散失、流向分解者、被下一个营养级利用、未被利用。
（4）能量流动的特点是什么？
提示：能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
（5）简述物质循环概念及特点？
提示：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，这就是生态系统的物质循环。具有全球性、循环性。
（6）简述生物富集概念及特点？
提示：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，称作生物富集。最终积累在食物链顶端，具有全球性。
（7）信息传递在生态系统中有哪些作用？
提示：生命活动的正常进行离不开信息的作用；生物种群的繁衍也离不开信息的传递；信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
（8）怎样表述抵抗力稳定性和恢复力稳定性？
提示：抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。恢复力稳定性是指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。
生态系统的结构和功能
【真题】　（2024·新课标卷4题）采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹。下列叙述错误的是（　　）
A.该模式中水稻属于第一营养级
B.该模式中水稻和螃蟹处于相同生态位
C.该模式可促进水稻对二氧化碳的吸收
D.该模式中碳循环在无机环境和生物间进行
解析：B　水稻属于生产者，生产者属于第一营养级，A正确。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。水稻和螃蟹属于不同物种，处于不同营养级，二者的生态位有差异，B错误。螃蟹通过呼吸作用产生的二氧化碳可供水稻进行光合作用，同时螃蟹的粪便能为水稻供肥，螃蟹的活动也能抑制杂草生长，故该模式可促进水稻对二氧化碳的吸收，C正确。该模式中的碳元素在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，D正确。
【教材溯源】
（1）生产者属于第一营养级。 （见教材P51正文）
（2）生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，不同物种所处的空间位置，占有的资源情况等不同，即占有的生态位不同。 （见教材P27正文）
（3）生产者通过光合作用制造有机物，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。（见教材P50正文）
（4）碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。 （见教材P62正文）
1.（2025·河南驻马店高二期末）神舟十八号飞船成功发射，乘务人员拟在太空构建“斑马鱼—金鱼藻—微生物”小型受控生态系统以实现“太空养鱼”，该生态系统的简要模型如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.所有生物及非生物的物质和能量共同构成该生态系统的结构
B.该生态系统可以自给自足，不需要外界提供物质和能量
C.斑马鱼、金鱼藻、微生物共同构成一个食物网
D.在设计该生态系统时，需要考虑系统组分之间的比例
解析：D　所有生物以及非生物的物质和能量共同构成了生态系统的成分，生态系统的成分和营养结构共同组成生态系统的结构，A错误；据图可知，该生命系统还不能完全可自给自足，如斑马鱼的食物只由投喂系统提供，但是斑马鱼和金鱼藻两种生物能在部分物质上互为补给，且金鱼藻还需要光照，B错误；题图中有些微生物属于分解者，分解者不在食物网中，C错误；题干信息的生态系统模型属于人工微生态系统。要使人工微生态系统正常运转，在设计时，还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例，D正确。
2.（2025·河北邯郸高二期末）为研究稻虾共作对稻田杂草的影响，农业技术人员对环境、大小相同的稻田进行不同处理，50天后检测对不同杂草（稗草、鸭舌草）的防治效果，结果如下表所示。下列叙述错误的是（　　）
不处理 人工除草 施用化学除草剂 稻虾共作
稗草 0 34.2 27.51 95.69
鸭舌草 0 51.05 69.81 79.20
注：防治效果＝（不处理组杂草密度－处理组杂草密度）/不处理组杂草密度×100％
A.稻虾共作模式的稻田自我调节能力增强，该调节的基础是负反馈调节
B.稻虾共作模式下，虾在生态系统中的主要作用是加快物质循环
C.虾的排泄物能为微生物和水稻提供物质和能量
D.结果表明稻虾共作能有效防治杂草，且防治效果优于人工除草和化学除草剂
解析：C　自我调节能力的基础是负反馈调节，A正确；与水稻共作的虾作为消费者在生态系统中的作用主要是加快物质循环，B正确；虾的排泄物能为水稻提供物质，但不能提供能量，C错误；分析题表数据可知，与不处理相比，人工除草、施用化学除草剂和稻虾共作均起到一定的防治效果，其中稻虾共作对稗草、鸭舌草的防治效果最好，D正确。
真题拆解重组练
1.同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级。 （2023·全国甲卷）（√）
2.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量。 （2024·山东高考）（×）
3.“六月雨后种绿豆，八月中，犁杀之……十月中种瓜”描述了可用犁将绿豆植株翻埋到土中肥田后种瓜，体现了对资源的循环利用。（2024·河北高考）（√）
4.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级。 （2023·湖北高考）（√）
5.天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大。 （2023·江苏高考）（×）
1 / 4第1课时　能量流动的过程及特点
学习目标
1.通过分析能量在各营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动的模型，强化科学思维。 2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概括能量流动的特点，强化能量守恒观。
知识点一　能量流动的过程
1.能量流动的概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的　输入　、　传递　、　转化　和　散失　的过程。
2.能量流动的过程
（1）第一营养级的能量流动
【微思考】　流入生态系统的总能量一定是生产者固定的太阳能吗？
提示：不一定，例如硝化细菌这类生产者利用的是无机物氧化分解释放的化学能。
（2）能量流经第二营养级的示意图
（3）生态系统能量流动的示意图
①补充图中甲～丁代表的内容：
甲：　生产者　（绿色植物）；乙：　呼吸作用　；丙：　分解者　；丁：呼吸作用。
②据图总结流入每一营养级的能量最终去向：
（教材P59“思维训练”）分析农田生态系统的能量流动情况时，收获的所有玉米植株（包括根系、种子）的干重　不能　（填“能”或“不能”）代表其同化量，原因是　其同化量的一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，其余的能量是用于生长、发育和繁殖的能量　。
（1）生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。 （×）
提示：生态系统的能量流动指能量的输入、传递、转化和散失过程。
（2）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。 （√）
（3）能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 （×）
提示：能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动的。
（4）太阳能只有通过绿色植物才能输入到生态系统中。 （×）
提示：蓝细菌等也可以通过光合作用固定太阳能。
（5）蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂。 （×）
提示：牛粪中的能量不属于牛同化的能量，应该属于牛上一个营养级同化的能量。
探究一｜研究能量流动的基本思路
1.研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：
（1）如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
提示：以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡、数据可能不准确、不同个体之间的差异过大等。
（2）如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为下图形式，又会遇到什么问题？
提示：种群存在于复杂的食物网内，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。
（3）如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，下图表示能量流动的情况，这种方式有什么优点？
提示：能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。
探究二｜能量流动的过程
2.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。教材P55图3－5表示能量流经该食物链第二营养级的示意图。
（1）草原上草的能量来自哪里？它的能量又是通过什么途径传递给其他动物的？
提示：草的能量来自太阳能。传递途径为食物链或食物网。
（2）摄入量（a）和粪便量（c）、初级消费者的同化量（b）之间具有怎样的等量关系？
提示：摄入量（a）＝粪便量（c）＋同化量（b）。
（3）初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量呢？
提示：初级消费者的粪便中的能量属于第一营养级的能量。第三营养级的粪便中的能量属于第二营养级的能量。
（4）初级消费者同化的能量又有几个流向？
提示：三个：自身呼吸消耗、被分解者利用和流向下一个营养级。
1.解读能量流动的概念
2.流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析
3.能量流动的3个关系式
（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。
（3）用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一个营养级的同化量＋被分解者利用的能量（＋未利用的能量）。
1.（教材P54～55正文改编）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个营养级
解析：C　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“下一个营养级”，D错误。
2.（教材P55“图3－5”改编）如图是某自然生态系统中能量流经第二营养级的示意图（单位：J·cm－2·a－1），其中A表示该营养级能量的摄入量。下列相关叙述正确的是（　　）
A.该生态系统第二营养级的同化量为100 J·cm－2·a－1
B.A、C流向E的能量属于第二营养级流向分解者的能量
C.该生态系统第二营养级流向分解者的能量小于30 J·cm－2·a－1
D.该生态系统不需要得到来自系统外的能量补充也能维持正常功能
解析：C　图示为某自然生态系统中能量流经第二营养级的示意图，生物摄入的能量一部分被同化，另一部分以粪便的形式被分解者利用，因此，该生态系统第二营养级的同化量为100－20＝80 J·cm－2·a－1，A错误；C表示该营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量，E表示流向分解者的能量，C中流向E的能量属于该营养级（第二营养级）的能量，A中流向分解者的能量是以粪便形式实现的，属于第一营养级的能量，B错误；图示中该生态系统第二营养级的同化量为100－20＝80，同化量等于呼吸消耗和用于自身生长、发育和繁殖的能量，即C中的能量值为80－50＝30，这部分能量中包括流向分解者的能量、流向下一个营养级的能量和未利用的能量，因此该生态系统中流向分解者的能量小于30 J·cm－2·a－1，C正确；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，该生态系统也不例外，D错误。
知识点二　能量流动的特点
1.能量流动的特点
【微思考】　流经某生态系统的能量不能再回到这个生态系统中来，其原因是什么？
提示：能量流动是单向的。
2.能量传递效率的计算
（1）计算公式
能量传递效率＝×100％。
（2）一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率（能量传递效率是指各营养级之间的能量传递，不是指个体或种群之间）为　10％～20％　。
3.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。
（教材P56“旁栏思考”）能量流动是逐级递减的，但与能量守恒并不矛盾，其原因是某营养级的总能量＝流到下一个营养级的能量＋呼吸散失的能量＋分解者利用的能量＋　未被利用的能量　。
（1）林德曼运用定量分析法研究发现了生态系统能量流动的特点。 （√）
（2）据生态系统能量流动的特点可知，每一营养级同化的能量将有10％～20％流向分解者。 （×）
提示：每一营养级同化的能量也将有10％～20％流向下一个营养级。
（3）生态系统中的能量流动环节越多，人可获得的能量就越多。 （×）
提示：生态系统中的能量流动环节越多，人可获得的能量就越少。
（4）一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10％～20％。 （×）
提示：能量传递效率是针对相邻两个营养级中的所有生物而言，不针对个体。
探究｜能量流动的特点
阅读教材P56“思考·讨论”，分析赛达伯格湖的能量流动，回答下列问题：
（1）据图分析
①图中生产者　不能　（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　不能　（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　单向传递　。
（2）依图完成表中内容并分析
项目 输入 输出到下一个营养级 传递效率
第一营养级（生产者） 464.6 62.8 13.5％
第二营养级（植食性动物） 62.8 12.6 20.1％
①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率为　10％～20％　。
②能量流动的第二个特点是　逐级递减　。
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.关注三个易错点
（1）流经人工生态系统（如人工鱼塘、城市污水处理池等）的总能量＝人工投放的饵料或城市污水中有机物所含的能量＋生产者固定的太阳能。
（2）能量传递效率是指各营养级之间的能量传递，不是指个体或种群之间。
（3）能量传递效率：10％～20％，即输入某一营养级的能量中，只有10％～20％的能量流入下一个营养级。
1.（教材P56“思考·讨论”改编）如图是赛达伯格湖的能量流动图解[单位：kJ/（m2·a）]。据图分析，下列相关叙述正确的是（　　）
A.图中12.5 kJ/（m2·a）的能量仅包括了枯枝败叶内的能量
B.植食性动物呼吸量与其同化量比值高于肉食性动物
C.流经该生态系统的总能量是各个营养级同化量之和
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20％
解析：D　图中12.5 kJ/（m2·a）的数值是指生产者传给分解者的能量，包括生产者的枯枝败叶和植食性动物的粪便中的能量，A错误；植食性动物和肉食性动物呼吸量和同化量的比值分别是18.8÷62.8≈30％和（122.6－96.3－18.8）÷12.6≈60％，B错误；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，C错误；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是二者同化量的比值，为12.6÷62.8≈20％，D正确。
2.（教材P60“拓展应用”T1改编）如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是（　　）
A.①②③ B.①③⑤
C.①③④ D.①②③④⑤
解析：C　图中农作物中的能量可以传递给鸡、猪、牛和人，而鸡、猪、牛的能量也可以传递给人，这是由食物链的方向决定的，所以①③④属于食物链中能量的传递，因此该图中表示生态系统能量流动的箭头是①③④。
课堂小结
1.（教材P55正文改编）生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，下列有关说法正确的是（　　）
A.输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量
B.能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递
C.能量散失的过程是“光→生产者→消费者→分解者”
D.生态系统中能量最终通过分解者的分解作用，以热能的形式散失
解析：B　就自然生态系统而言，一般来说，输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量，A错误；能量的传递渠道是食物链和食物网，以有机物中的化学能的形式传递，B正确；能量散失的过程是生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用，C错误；生态系统中能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失，D错误。
2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于（　　）
A.生产者固定的太阳能的总量
B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量
C.被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便中的能量
D.用于草食动物的生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量
解析：C　生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者呼吸作用散失的能量是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量和草食动物呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能量，D错误。
3.（教材P55“图3－6”改编）如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列说法中错误的是（　　）
A.生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性
B.⑤中包含了三级消费者粪便中的能量
C.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为③/②×100％
D.在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，生产者固定的太阳能一定大于初级消费者同化的能量
解析：D　三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量，故⑤中包含了三级消费者粪便中的能量，B正确；②是初级消费者（第二营养级）同化的能量，③是次级消费者（第三营养级）同化的能量，所以第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为③/②×100％，C正确；在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于生产者固定的太阳能，D错误。
4.（2025·河南郑州高二校期中）某生态系统中的能量流动如图所示，假设该生态系统的能量均被利用。回答下列问题：
（1）流经该生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能（用文字表示）。
（2）图中D表示生态系统的组成成分中的分解者，该组分的作用是将动植物遗体残骸和动物粪便分解为无机物。
（3）图中初级消费者的同化量包括呼吸作用以热能的形式散失的量、流入下一个营养级的量和流向分解者的量。若不考虑动物粪便量，图中次级消费者的同化量为30 kJ，初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为15％。
解析：（1）流经该生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能。（2）A、B、C均有能量流向D，D获得的能量最终通过热能散失，说明D为分解者，可将动植物遗体残骸和动物粪便分解为无机物。（3）A是生产者，B是初级消费者，C是次级消费者，图中初级消费者的同化量有三个去向：呼吸作用以热能的形式散失的量、流入下一个营养级的量和流向分解者的量。次级消费者的同化量＝初级消费者的同化量－呼吸作用以热能的形式散失的量－流向分解者的量＝200－58－112＝30 kJ。初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率＝次级消费者的同化量÷初级消费者的同化量×100％＝30÷200×100％＝15％。
一、概念梳理必记
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.各营养级能量的来源：第一营养级能量来自光合作用固定的太阳能，其他各营养级能量来自上一个营养级。
3.各营养级能量的最终去路：呼吸作用以热能的形式散失、流入下一个营养级（最高营养级除外）、分解者利用。
4.林德曼对赛达伯格湖能量流动是定量分析的，“未利用”的能量是指在所研究的时间段内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。
5.能量流动特点：单向流动、逐级递减。能量传递效率是指相邻两个营养级之间的能量传递，而不是指个体或种群之间。
二、长句表达必明
1.如果是人工生态系统，流经某生态系统的总能量是生产者固定的太阳能再加人工输入的有机物中的化学能。
2.第二营养级流向分解者的能量包括初级消费者残骸中的能量和次级消费者粪便中的能量。
3.单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不可逆转；生产者不能再利用散失的能量。
知识点一　能量流动的过程
1.下列有关能量流动过程的叙述，错误的是（　　）
A.进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等
B.能量流动的渠道是食物链（网）
C.某营养级的主要能量去向是呼吸消耗
D.每个营养级总有一部分能量流向分解者
解析：A　进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量，小于进入生态系统的总光能，A错误。
2.（2025·辽宁沈阳高二期末）如图所示为一般生态系统的结构模式图。下列叙述正确的是（　　）
A.消费者将有机物转化为无机物后又被生产者重新利用
B.能量主要以太阳能的形式在生态系统内部传递
C.农田生态系统中能量的输入量和输出量总是相等的
D.组分1、2、3可分别代表生产者、消费者和分解者
解析：A　消费者能通过自身代谢，将有机物转化为无机物排出体外，这些无机物又可以被生产者重新利用，A正确；流经生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能，生态系统内部能量的传递形式是有机物中的化学能，B错误；在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中，能量的输入量大于输出量，C错误；据题图可知，生态系统的组分1、2、3可分别代表生产者、分解者和消费者，D错误。
3.如图表示某生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列有关叙述错误的是（　　）
A.乙粪便中食物残渣的能量包含在c中
B.乙用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a－b
C.如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量是a＋e＋c
D.乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为a＝b＋d
解析：D　乙粪便中食物残渣属于甲同化的能量，包含在c中，A正确；乙用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用消耗的能量＝a－b，B正确；流入该生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能＝a＋e＋c，C正确；乙的同化量除了b、d外，还包括传递给下一个营养级的能量，D错误。
4.（2025·山东烟台高二期中）在一定时间内，某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，则a、b、c之间的关系是（　　）
A.a＝b＋c B.a＞b＋c
C.a＜b＋c D.c＝a＋b
解析：B　由于生产者固定的能量a除了传递给消费者（b）和分解者（c）外，生产者自身通过呼吸作用消耗了部分能量，因此a＞b＋c。故选B。
知识点二　能量流动的特点
5.（2025·河南郑州高二期末）如图为生态系统中能量流动部分示意图（字母表示能量）。下列叙述正确的是（　　）
A.图中b＝h＋a＋d＋e＋f
B.在“草→兔→狼”这条食物链中，狼粪便中的能量属于d
C.缩短食物链可以提高能量传递效率
D.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100％
解析：B　摄入量＝同化量＋粪便量，即b＝h＋c，A错误；在“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便中的能量属于上一个营养级（兔）的，即属于兔用于生长、发育和繁殖的能量d，B正确；缩短食物链可以减少能量的损耗，但无法提高能量传递效率，C错误；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为初级消费者同化的能量/生产者固定的能量＝（b－h）/a×100％，D错误。
6.（2025·黑龙江伊春高二期末）如图是某生态系统中第三营养级的能量流动示意图，其中a为摄入量，f为流向下一个营养级的能量。下列相关叙述正确的是（　　）
A.能量沿食物链的流动是双向的
B.该第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量
C.第三、四营养级之间的能量传递效率可用f/（a－d）表示
D.该营养级未利用的能量属于f能量的一部分
解析：B　由于食物链中捕食关系是单向的，因此能量沿着食物链单向流动，A错误；该第三营养级粪便中的能量未被第三营养级吸收，属于第二营养级的同化量的一部分，B正确；a为第三营养级的摄入量，则b为同化量，f为流向下一个营养级的能量，但d不单单指第三营养级粪便中的能量，因此第三、四营养级之间的能量传递效率不能用f/（a－d）表示，可以用f/b×100％表示，C错误；未利用的能量包含在c中，f是流向下一个营养级的能量，D错误。
7.（2025·北京海淀高二期中）如图为某池生态系统能量流动示意图[图中数字为能量数值，单位是J/（m2·a）]，下列叙述不正确的是（　　）
A.由此图不能计算出太阳鱼呼吸作用消耗的能量
B.输入该生态系统的总能量为31 920 J/（m2·a）
C.能量在不同营养级之间单向流动
D.从第一营养级到第二营养级的能量传递效率分别为11.8％和13.2％
解析：D　太阳鱼同化的能量去向有：呼吸作用消耗、流入下一个营养级和被分解者分解利用，由于流向分解者的能量未知，因此不能计算出太阳鱼呼吸作用消耗的能量，A正确；输入该生态系统的总能量为生产者固定的总能量，即浮游植物固定的31 920 J/（m2·a），B正确；能量流动是单向流动、逐级递减的，能量流动只能从低营养级到高营养级，而不能倒过来流动，C正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为（3 780＋4 200）÷31 920×100％＝25％，D错误。
8.（2025·四川宜宾高二期末）如表所示是某天然生态系统中两个营养级在某段时间内能量流动的相关数据（单位：×109 kJ），下列分析错误的是（　　）
项目 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 流向分解者 未利用
生产者 ？ 445 711 0
植食性动物 268 732 125 30
A.由于捕食关系一般不可逆转，所以能量流动是单向的
B.第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3％
C.植食性动物粪便中储存的能量值是表中的125×109 kJ
D.生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为1 711×109 kJ
解析：C　由于捕食关系具有不可逆转性，因此能量流动也是单向的，即从低营养级流向高营养级，直至传递到生态系统的各个角落，A正确；第二营养级同化的能量是732＋268＝1 000（×109 kJ），第三营养级同化的能量是268－125－30＝113（×109 kJ），故第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3％，B正确；植食性动物粪便中储存的能量属于生产者同化量中流向分解者的能量中的一部分，不是该营养级流向分解者的能量，C错误；用于生长、发育和繁殖的能量主要包括流向下一个营养级、流向分解者和未被利用，生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为732＋268＋711＝1 711（×109 kJ），D正确。
9.赛达伯格湖是一个沼泽湖，湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查，得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/（cm2·a）。下列叙述正确的是（　　）
A.流经该湖泊生态系统的总能量是464.7 J/（cm2·a）
B.未利用②的能量中含有第二营养级粪便中的能量
C.该生态系统中营养级越高，同化量用于呼吸消耗的占比越低
D.未利用③的能量去向不包括沉积在湖底形成泥炭
解析：A　流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，为497 693.3－497 228.6＝464.7 J/（cm2·a），A正确；“未利用”表示未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量，第二营养级粪便中的能量属于第一营养级用于生长、发育和繁殖能量的一部分，未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量，B错误；未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭，D错误；一般情况下，营养级别越高的生物体型较大，结构较复杂，生长、发育和繁殖等各种生命活动所需要的能量越多，呼吸作用越强，所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗，高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，C错误。
10.（2025·河北邯郸高二期末）如图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动图解，图中字母代表相应能量。下列叙述错误的是（　　）
A.流经该生态系统的总能量是桑树净光合作用储存的能量C
B.蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为B1＋C1＋D1
C.桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/A表示
D.将蚕沙（粪便）投入鱼塘供给鱼食用，流入鱼体内的能量不属于C1
解析：A　流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量A，C为桑树用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；蚕同化的能量一部分通过呼吸作用散失（A1），另一部分用于自身生长、发育和繁殖（B1＋C1＋D1），B正确；蚕同化的能量为D＝（A1＋B1＋C1＋D1），桑树同化的能量为A，故桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/A表示，C正确；蚕沙（粪便）中的能量属于上一个营养级（桑树）同化的能量，不属于C1中的能量，D正确。
11.（2025·广东深圳高二期末）某湿地生态系统是由农田改造来的，主要存在三个营养级，分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级的能量流动调查结果如表所示（单位：×103 kJ）。请回答下列问题：
食物链 植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 463 X Y
呼吸消耗量 96 24.5 3.8
未被利用 292 29.3 3.1
分解者分解 12 2.1 微量
（1）由表中数据可知，植物用于生长、发育和繁殖的能量为367×103 kJ，能量由第二营养级向第三营养级的传递效率约为11.27％（精确到小数点后两位）。
（2）下一个营养级不能得到其上一个营养级的全部能量的原因如下：①各营养级生物体内的大部分能量被呼吸作用消耗；②各营养级生物体内的部分能量未被利用；③还有部分能量被分解者利用。
（3）植食性动物同化的能量流入分解者的部分包括植食性动物的遗体残骸和肉食性动物的粪便　两部分的能量。
（4）若该湿地生态系统中的某种肉食性鱼类蛋白质含量丰富且味道鲜美，具有很高的经济价值。欲在该湿地生态系统某区域进行人工养殖，还需定期投放饵料。此时，流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和投放的饵料中的化学能。
解析：植物用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝（463－96）×103＝367×103（kJ）。流向下一个营养级的能量＝同化量－呼吸消耗的能量－未被利用的能量－流向分解者的能量。X＝（463－96－292－12）×103＝63×103（kJ），Y＝（63－24.5－29.3－2.1）×103＝7.1×103（kJ），所以第二营养级向第三营养级的传递效率＝7.1÷63×100％≈11.27％。
12 / 12微专题四　食物链（网）的构建与判断
1.依据捕食关系曲线或数量关系的变化构建食物链（网）
（1）分析依据：先上升、先下降者为被捕食者。
（2）食物链：乙→丙→甲（如图）。
1.（2025·山东济南高二期末）如图，曲线a、b、c代表的生物可构成某生态系统中的一条食物链。下列分析正确的是（　　）
A.若a是生产者，则c是分解者
B.这条食物链可以写成a→c→b
C.若c灭绝，则b的数量先上升后下降
D.该生态系统由a、b、c及非生物成分共同构成
解析：B　曲线a、b、c代表的生物可构成某生态系统中的一条食物链，据此分析曲线图可知：a代表的生物数量最多，因此a是生产者，b和c都是消费者，A错误；从图中可以看出，a代表的生物数量最多，b、c代表的生物数量呈现非同步性变化，先上升、先下降者为被捕食者，因此a是生产者，b是次级消费者，c是初级消费者，这条食物链可以写成a→c→b，B正确；在食物链“a→c→b”中，若c灭绝，b因缺乏食物而导致其数量迅速减少，C错误；该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、分解者，a仅是该生态系统的生产者中的一员，b、c均为该生态系统的消费者中的成员，D错误。
2.如图表示在一个生态系统中，构成一条食物链的甲、乙、丙三个种群数量变化的相互关系。下列据图所作出的判断正确的是（　　）
A.甲为生产者，乙、丙均为消费者
B.该食物链为甲→乙→丙
C.甲与乙、乙与丙之间为捕食关系
D.甲与丙存在着种间竞争关系
解析：C　从丙增加（减少）→乙增加（减少）→甲增加（减少）可以看出食物链关系是丙→乙→甲，则丙为生产者，甲、乙为消费者，A、B错误；分析题中信息可知，甲与乙、乙与丙之间均为捕食关系，C正确；甲与丙不存在种间竞争关系，D错误。
2.依据同化量的多少构建食物链（网）
生态系统中能量流动逐级递减，且两个相邻营养级之间的能量传递效率为10％～20％。能量值大者为被捕食者，少者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大，不足以构成10％～20％的比例关系，则两者很可能属于同一营养级。
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.0
上表中食物链为B→D→A→C。
上图中食物网为：
3.某草原上长期生活着兔、狐和狼等生物，形成了一个相对稳定的生态系统，经测定，各种生物所含能量如表所示[单位：kJ/（km2·a）]。则该生态系统的食物链（网）可表示为（　　）
生物种类 草 兔 狐 狼
所含能量 9.9×109 1.5×109 0.9×108 0.7×108
A.草→兔→狐→狼 B.草→兔→狼→狐
C. D.
解析：C　由表中数据可知，草与兔之间的能量传递效率约为15.2％，因此两者之间存在捕食关系，即兔吃草；狐、狼与兔之间的能量相差一个数量级，它们与兔之间也存在捕食关系；狐与狼的能量相差不大，并且两者的能量之和约是兔所含能量的10.7％，可判定狼和狐都以兔为食，且二者之间不存在捕食关系，C符合题意。
4.某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测得该湖泊内具有捕食关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群的同化量如表所示。该湖泊中除分解者外，只有甲、乙、丙、丁4个种群，下列说法正确的是（　　）
生物种群 甲 乙 丙 丁
同化量/[kJ·（km2·a）－1] 1.1×108 2×109 2.1×107 9.9×107
A.分析表中数据可知，4种生物之间只能形成一条食物链
B.除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型
C.丙是生产者
D.因食物引起的种间竞争关系，可能涉及甲、丁两个种群
解析：D　生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，且相邻的两个营养级之间的能量传递效率一般为10％～20％，分析表中数据可知，乙的同化量最多，所处营养级最低，丙的同化量最少，所处营养级最高。假设甲、丁之间有捕食关系，则二者之间的能量传递效率为（9.9×107）÷（1.1×108）×100％＝90％＞20％，假设不成立，故甲、丁应处于同一营养级，分析可知，4种生物之间形成的食物网如图所示，，包含两条食物链，A错误；乙所处营养级最低，推测其为生产者，为自养生物，甲、丙、丁为消费者，同化作用类型都属于异养型，B、C错误；甲和丁处于同一营养级，因为都捕食乙而存在种间竞争关系，D正确。
3.根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链（网）
生物体 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39
①分析依据：重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外，所以此类物质会随着食物链逐级积累，即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多，其含量往往是上一营养级个体含量的5～10倍。
②分析结果：
5.（2025·河南信阳高二期末）某相对稳定的草原生态系统中食物链（网）主要有甲、乙、丙、丁、戊五个种群，且消费者只能以其前一营养级的所有生物为食，各种群生物体内某种重金属含量如表所示：
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量（微克/公斤·鲜重） 0.002 7 0.002 5 0.026 0.025 0.5
下列说法正确的是（　　）
A.图中五个种群构成的食物链（网）最可能为甲→乙→丙→丁→戊
B.甲、乙、丙、丁、戊五个种群的所有生物个体统称为一个生物群落
C.在甲、乙、丙、丁、戊生物种群之间碳的流动形式是CO2
D.据图可知，该生态系统中的甲与乙、丙与丁分别处于同一营养级
解析：D　通过图中重金属的含量分析，甲与乙重金属的含量基本相同，处于同一营养级，丙与丁重金属的含量基本相同，处于同一营养级。营养级越高重金属含量越多，因此营养级最低的为甲、乙，营养级最高的为戊，食物网为，A错误；甲、乙、丙、丁、戊只代表了生产者和消费者，缺少分解者，不能称为一个群落，B错误；碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式流动，C错误；通过图中重金属的含量分析，甲与乙重金属的含量基本相同，处于同一营养级，丙与丁重金属的含量基本相同，处于同一营养级，D正确。
6.（2024·江西高考9题）假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标（如表，表中“－”表示该处数据省略）。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是（　　）
物种 流经生物的能量（kJ） 生物体内镉浓度（μg/g） 生物承受的捕食压力指数（一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大）
① － 0.03 15.64
② － 0.08 －
③ 1.60×106 － 1.05
④ 2.13×108 － －
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
解析：D　根据流经生物的能量判断④的营养级低，③的营养级高；根据生物体内镉浓度判断①的营养级低，②的营养级高；根据生物承受的捕食压力指数，数值越大，生物被捕食的压力越大，则营养级越低，①的营养级小于③。综合判断D符合题意。
4.根据提供的捕食或食物方面的信息构建
①信息：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。
②依据捕食关系直接绘图如下：
7.某草原生态系统的食物网情况如表所示（“√”表示存在捕食关系），下列分析错误的是（　　）
被捕食者
食虫鸟 食草昆虫 鼠 草
捕 食 者 食虫鸟 √
食草昆虫 √
鼠 √
狐狸 √
鹰 √ √
A.此食物网中有三条食物链
B.次级消费者有食虫鸟、鹰、狐狸
C.狐狸和鹰之间存在种间竞争关系
D.鹰只占第三营养级
解析：D　根据表格内容可推出的食物网：，图中有三条食物链，A正确；次级消费者属于第三营养级，有食虫鸟、鹰、狐狸，B正确；狐狸和鹰都可捕食鼠，两者之间存在种间竞争关系，C正确；鹰占第三和第四营养级，D错误。
8.（2025·江西南昌高二期末）分析粪便中食物残渣的来源，可以推测出不同生物之间的营养关系。现对一个简单的食物网中所有消费者的粪便进行分析，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（　　）
消费者 甲 丙 丁 戊
粪便中食物残渣来源 乙 乙 甲、丙、戊 甲、丙
A.该食物网中的所有生物不能构成一个生物群落
B.大量捕杀戊，将提高甲和丙对环境变化的适应能力
C.若戊的数量减少，则可能会引起丁的数量增加
D.该食物网中共有4条食物链，丁处于第三、第四营养级
解析：B　该食物网中只有生产者和消费者，生物群落包括生产者、消费者和分解者，A正确；戊与甲和丙的种间关系为捕食，捕食者的存在客观上可以促进被捕食者的发展，因此大量捕杀戊，可能会降低甲和丙对环境变化的适应能力，B错误；若戊的数量减少，丁从甲和丙获得的能量会更多，进而引起丁的数量增加，C正确；依据表中信息可知，该食物网中共有4条食物链，即乙→甲→丁、乙→甲→戊→丁、乙→丙→丁、乙→丙→戊→丁，可见，丁处于第三、第四营养级，D正确。
1 / 21.（2025·江西南昌高二期末）韦应物的诗句“独怜幽草涧边生，上有黄鹂深树鸣”，不但描绘了山间溪流的生态美，也蕴含了丰富的生物学知识。下列叙述正确的是（　　）
A.诗中描述的生态系统的结构由食物链和食物网组成
B.诗中生态系统的生产者只有涧边幽草、树等绿色植物
C.树叶等凋落物中的有机物可被生产者直接吸收利用
D.黄鹂的存在有利于该生态系统中某些植物的繁殖
解析：D　诗中的生态系统具有一定的结构，包括生态系统的组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者）及食物链和食物网，A错误；生态系统的生产者包括进行光合作用的绿色植物和进行化能合成作用的细菌，B错误；树叶等凋落物中的有机物经分解者分解后可为生产者提供无机盐等营养，但树叶中的有机物不能被生产者直接吸收利用，C错误；黄鹂是消费者，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用，D正确。
2.（2025·湖南长沙高二期末）某生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到的数据如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.该玉米田中玉米高矮不一体现了群落的垂直结构
B.由图可知，该玉米田固定的太阳能总量是8.5×109 kJ
C.玉米中储存的1.07×108 kJ能量均能流向下一个营养级
D.农田除草除虫能使能量更多地流向对人类有益的部分
解析：D　垂直结构属于群落的空间结构，而玉米属于种群，玉米高矮不一不能体现群落的垂直结构，A错误；由图可知，该玉米田接收到的太阳能总量是8.5×109 kJ，输入该生态系统的总能量就是生产者固定的总能量，即为1.397 2×108 kJ，B错误；玉米种群固定的能量最终去向：通过呼吸作用以热能形式散失、被下一个营养级同化（最高营养级除外）、被分解者利用，即玉米中储存的1.07×108 kJ能量，不仅能流向下一个营养级，还会流入分解者，C错误；农田除草除虫的目的是能调整能量流动方向，使能量更多地流向对人类有益的部分，D正确。
3.（2025·湖北武汉高二期末）调查发现，胶州湾渔场生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值（P/R）为2.518，而同纬度C海区的P/R为1.181。相关推测合理的是（　　）
A.胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区
B.胶州湾渔场相邻营养级间的能量传递效率高于C海区
C.若海区被大量有毒物质污染将导致P/R值快速升高
D.降低鱼类捕捞强度有利于促进胶州湾渔场P/R值下降
解析：D　生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值（P/R）越大，说明保留在生态系统中的有机物越多，该比值不能直接说明生产者固定的太阳能总量大小，因此根据题意不能判断胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区，A错误；若要计算相邻营养级间的能量传递效率需要获得相邻两个营养级的同化量，根据（P/R）无法获得相邻两个营养级的同化量，因此根据题意无法比较胶州湾渔场和C海区相邻营养级间的能量传递效率大小，B错误；若海区被大量有毒物质污染，会影响生物生存，可能导致生产者和消费者等生物数量减少等多种变化，但分解者的数量也会快速增加，分解者的分解作用加强，呼吸散失的热能增加，因此不一定会导致P/R值快速升高，C错误；降低鱼类捕捞强度，会使鱼类数量增加，鱼类等消费者的呼吸作用散失的能量会增加，而输入到生态系统的总能量相对稳定，因此有利于促进胶州湾渔场P/R值下降，D正确。
4.（2025·河南洛阳高二期末）某生态系统的碳循环过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.甲表示大气圈和水圈中的CO2库，碳在生物群落中可循环利用
B.①②③可分别表示光合作用、分解作用和摄食过程
C.甲→丁→戊→乙是一条食物链，碳以有机物形式传递
D.碳元素在生物体内的浓度沿食物链不断积累和浓缩
解析：B　丙表示大气圈和水圈中的CO2库，碳在生物群落和非生物环境之间循环利用，而在生物群落内部是单向流动的，不能循环利用，A错误。①过程是从CO2库进入生物群落，可表示光合作用；②过程是从生物群落回到CO2库，可表示分解作用；③过程是生物之间的物质传递，可表示摄食过程，B正确。食物链是由生产者和消费者组成，乙是分解者，不参与食物链的构成，所以甲→丁→戊→乙不是一条食物链，C错误。某些难以分解的有害物质在生物体内的浓度沿食物链不断积累和浓缩，即生物富集现象，而碳元素在生物体内一般会通过呼吸作用等不断释放，一般不会沿食物链不断积累和浓缩，D错误。
5.（2025·四川凉山高二期末）物质循环和生物富集现象的叙述，错误的是（　　）
A.秸秆还田可增加农田土壤储碳量，有利于减缓温室效应
B.人类活动降低了铅循环的速度，改变了铅在环境中的分布
C.镉、汞等重金属及一些放射性物质存在生物富集现象
D.DDT等难降解的有机物在更高营养级的生物体内含量更高
解析：B　秸秆还田可增加农田土壤储碳量，进而减缓温室效应，A正确；人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布，B错误；镉、汞等重金属及一些放射性物质存在生物富集现象，C正确；DDT 等难降解的有机物在更高营养级的生物体内含量更高，D正确。
6.（2025·江苏镇江高二期末）下列有关生态系统信息传递的叙述，不正确的是（　　）
A.草原返青时，“绿色”为食草动物提供物理信息
B.昆虫散发性外激素传递信息维持种群数量的稳定，调节种间关系
C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治
D.通过人工遮光或补光，控制作物光周期，以达到作物早熟、高产的目的
解析：B　绿色作为物理信息，可以被食草动物所感知，从而吸引它们前来觅食，A正确；昆虫通过散发性外激素来吸引异性进行交配，从而维持种群数量的稳定，这发生在同种生物内部，调节的是种内关系，B错误；信息素诱捕或警示有害动物属于生物防治手段，通过干扰害虫的繁殖或行为来控制其数量，避免化学农药的使用，C正确；光周期通常是指植物通过感知日照长度的变化来调节生长发育周期，人工遮光或补光可以改变作物的光周期，从而实现早熟和高产，D正确。
7.（2025·山东菏泽高二期末）栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程，它们沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统。下列有关说法错误的是（　　）
A.森林生态系统比草原生态系统抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱
B.亚洲象粪便中的有机物可以为植物提供物质和能量，提高了能量的利用率
C.为了保证玉米地生态系统的稳定性，需要合理灌溉、控制病虫害
D.气温和降水是影响蝗虫种群数量变化的非密度制约因素
解析：B　森林生态系统中生物种类繁多，营养结构复杂，而草原生态系统生物种类相对较少，营养结构相对简单，所以森林生态系统比草原生态系统抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱，A正确；亚洲象粪便中的有机物经分解者分解后，可为植物提供无机盐等物质，但能量是单向流动、逐级递减的，不能为植物提供能量，B错误；玉米地生态系统属于人工生态系统，生物种类单一，营养结构简单，自我调节能力弱，为保证其稳定性，需要合理灌溉、控制病虫害，C正确；气温和降水等气候因素对蝗虫种群数量变化的影响，与蝗虫种群密度无关，属于非密度制约因素，D正确。
8.海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。下列有关叙述错误的是（　　）
A.流经该生态系统的总能量主要来自植物净光合作用储存的能量
B.海水立体养殖中，养殖的海带数量过多，可能造成牡蛎减产
C.在构建海水立体养殖生态系统时，需要考虑所养殖生物的环境容纳量
D.该立体养殖将生物在空间上进行合理配置，获得了更大的收益
解析：A　流经生态系统的总能量主要来源于植物总光合作用固定的能量，A错误；表层养殖海带，养殖的海带数量过多时，阳光无法进入海水下层，导致小型浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，牡蛎可能减产，B正确；由于空间和资源是有限的，在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量，C正确；该海水立体养殖模式在空间上进行合理配置，充分利用了群落的垂直结构以及其中的空间和资源，获得了更大的收益，D正确。
9.（2025·江苏苏州高二期末）“稻鱼共生系统”通过采取“巨型稻＋青蛙＋泥鳅＋鲤鱼”的生态种养新模式实现粮渔共赢，鱼为水稻除草、除虫，水稻为鱼提供小气候、饲料，减少化肥、农药、饲料的投入，鱼和水稻形成和谐共生系统，下列说法错误的是（　　）
A.青蛙通过鸣叫吸引异性这是生态系统中的物理信息
B.多种动物的粪便为水稻生长提供所需的物质和能量
C.稻田中青蛙、鲤鱼等可以取食害虫，这种控制害虫危害的技术方法属于生物防治
D.稻鱼共生系统有效实现了物质和能量的多级利用，提高了能量利用率
解析：B　青蛙通过鸣叫吸引异性这是生态系统中的物理信息，A正确；多种动物的粪便为水稻生长提供所需的矿物质，但不能提供能量，生产者能利用的是太阳能，B错误；生物防治是利用了生物物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物，稻田中青蛙、鲤鱼等可以取食害虫，属于生物防治，C正确；稻鱼共生系统有效实现了物质和能量的多级利用，提高了能量利用率，使能量更多地流向对人类有益的方向，D正确。
10.（2025·湖南长沙高二期末）假设某个稳定生态系统中只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链中4种生物的相关指标，结果如下表所示，表中“－”表示该处数据省略。
物种 流经生物的能量（kJ） 生物体内镉浓度（μg/g）
① — 0.03
② — 0.08
③ 1.60×106 　
④ 2.13×108 —
回答下列问题：
（1）生态系统的结构包括食物链、食物网和生态系统的组成成分。食物链一般不会超过5个营养级。
（2）生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。根据表中流经生物的能量数值判断，③④中③的营养级较高。镉等重金属进入生物体内后不易被排出，使其在机体内的浓度超过环境浓度，即生物富集现象。根据表中生物体内镉浓度的数值判断，①②中①的营养级较低。
（3）除能量流动和物质循环外，生态系统的功能还有信息传递。大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用，这说明生态系统的信息传递能调节（生物）种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。
解析：（1）生态系统的结构包括食物链、食物网和生态系统的组成成分。食物链一般不会超过5个营养级。（2）生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。根据表中流经生物的能量数值判断，③的营养级较高。镉等重金属进入生物体内后不易被排出，使其在机体内的浓度超过环境浓度，即生物富集现象。根据表中生物体内镉浓度的数值判断，①的浓度低，故其营养级较低。（3）大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用，这说明生态系统的信息传递可以调节生物种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。
11.（2025·江西上饶高二期末）湿地与森林、海洋并称为全球“三大”生态系统，为维护生态安全、粮食安全、淡水安全等发挥着重要作用。某湿地的物质和能量转化情况如图所示。回答下列问题：
（1）图中肉食动物获得的能量较少，其原因是生态系统的能量流动表现为单向流动、逐级递减的特点，营养级越高，生物获得的能量越少。物质循环中的“物质”指的是组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。
（2）图中肉食性动物粪便中的能量属于植食性动物所同化的能量。已知该湿地中有A、B、C三种生物，它们之间的食物关系为A（m1）→B（m2）→C（m3），m1、m2、m3表示相应生物同化的能量。经过测算发现m3远小于m2/10，其原因可能是相邻两个营养级之间的能量传递效率为10％～20％，而B与C并不是该湖泊中相应营养级的全部生物，B的同化量还有一部分流入与C处于同一营养级的其他生物种群。
（3）当湿地中陆生植物受到干旱胁迫时，植物往往通过扩展根系的分布空间尽可能多吸收水，这说明湿地生态系统具有一定的抵抗力稳定性（填“抵抗力稳定性”或“恢复力稳定性”）。
解析：（1）由于生态系统中的能量流动是单向的、逐级递减的，因而食物链中生物营养级越高，则其获得的能量就越少；物质循环中的“物质”指的是组成细胞的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。（2）肉食性动物粪便中的能量属于其摄入而未被同化的能量，属于植食性动物同化的能量。已知该湿地中有A、B、C三种生物，它们之间的食物关系为A（m1）→B（m2）→C（m3），m1、m2、m3表示相应生物同化的能量。经过测算发现m3远小于m2/10，其原因可能是B与C并不是该湖泊中相应营养级的全部生物，B的同化量还有一部分流入与C处于同一营养级的其他生物种群。（3）当湿地中陆生植物受到干旱胁迫时，植物往往通过扩展根系的分布空间尽可能多吸收水，进而维持其正常生长、发育，这说明湿地生态系统具有一定的抵抗力稳定性。
3 / 4第1课时　生态系统的物质循环及与能量流动的关系
学习目标
1.通过分析碳循环的过程，概述物质循环的概念、过程和特点，强化物质与能量观。 2.通过分析比较生态系统能量流动与物质循环的过程，构建关系模型，强化科学思维。
知识点一　生态系统的物质循环
1.碳循环
（1）循环形式：在生物群落与非生物环境间主要以 　二氧化碳　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　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，　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　二氧化碳　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　二氧化碳排放　，另一方面要提高　森林覆盖率　。
2.物质循环的概念
（教材P61“思考·讨论”）与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是　线粒体和叶绿体　。
（1）碳循环在生物群落中以CO2形式进行。 （×）
提示：碳循环在生物群落内部以含碳有机物的形式进行。
（2）碳在生物群落内部可以实现循环。 （×）
提示：碳循环发生在生物群落和非生物环境之间。
（3）参与物质循环的对象是含有碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物。 （×）
提示：参与物质循环的是组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素。
（4）海洋对于调节大气中的碳含量起着非常重要的作用。 （√）
（5）碳循环中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。 （×）
提示：温室效应形成的原因主要是化石燃料的过度开采和使用。
探究｜以碳循环为例分析生态系统的物质循环
如图是自然界碳循环的简图，据图分析并回答下列有关问题：
（1）图中的甲、乙、丙分别是什么？①、②、③分别表示什么过程？
提示：分解者、消费者、生产者。通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2，返回大气中。
（2）大气中CO2进入生物群落的主要途径是什么？（用图中序号表示）
提示：④。
（3）碳循环都是双向的吗？说明理由。
提示：不都是。①CO2在生物群落和非生物环境之间是双向循环的。②在生物群落内部，沿食物链（网）传递时，碳循环不是双向的，只能由低营养级向高营养级单向传递。
（4）如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？
提示：打破碳循环平衡，使大气CO2进入生物群落过程受阻，大气中CO2的含量会明显增多。
1.明确有关碳循环的四点内容
（1）存在形式
（2）流动形式
（3）进入生物群落的途径
（4）返回非生物
环境的途径
2.“三看法”巧判碳循环模型中的成分
1.（教材P62“图3－10”改编）如图为生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述错误的是（　　）
A.④过程代表光合作用或化能合成作用，③过程代表呼吸作用
B.图中甲、乙、丙分别代表分解者、生产者和消费者
C.碳循环是指碳元素在甲、乙、丙之间以CO2的形式传递
D.图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
解析：C　碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为含碳有机物，故碳元素在甲、乙、丙之间以含碳有机物的形式传递，C错误。
2.氮是组成细胞的基本元素之一，在自然界中以多种形式存在。氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，图示为氮循环部分过程。下列说法正确的是（　　）
A.氮循环是指氮气在生物群落和非生物环境之间的循环
B.氮元素在农田生态系统中能够循环往复利用
C.硝化作用主要由分解者完成，同时伴随着能量流动
D.无机氮进入生物群落的途径有生物固氮和植物根系吸收
解析：D　氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间的循环过程，A错误；由于农田生态系统中氮元素不断随农作物输出，故氮元素在农田生态系统中不能够循环往复利用，B错误；硝化作用主要由生产者（硝化细菌）完成，C错误。
知识点二　能量流动和物质循环的关系
1.联系
（1）能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的　合成和分解　等过程。
（2）能量流动和物质循环　同时进行　，彼此相互依存，不可分割。
（3）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。
2.区别
（1）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　。
（2）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。
（1）能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。 （×）
提示：物质可以循环利用，但能量不能反复利用。
（2）沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。 （√）
（3）只有在光照的条件下，生态系统的物质循环和能量流动才是同时进行的。 （×）
提示：无论光照条件还是黑暗条件，生态系统的物质循环和能量流动都是同时进行的。
（4）光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。 （×）
提示：生态系统的能量流动是单向流动，且逐级递减的，不能循环利用。
探究｜分析能量流动与物质循环的关系
如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，据图思考：
（1）③④是否既能表示能量流动也能表示物质循环？说出理由。
提示：不能。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。而③④只是在生物群落中，不能表示物质循环。
（2）怎样理解能量流动和物质循环在生态系统中相依相伴进行？
提示：能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；物质是能量沿食物链（网）流动的载体；能量是物质在生物群落和非生物环境之间循环往返的动力。
能量流动和物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
形式 主要以有机物为载体 无机物、有机物
特点 单向流动，逐级递减 循环往复
范围 生态系统的各营养级之间 生物圈（全球性）
联系 同时进行，相互依存，不可分割： ①能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； ②物质是能量沿食物链（网）流动的载体； ③能量是物质在生态系统中循环往返的动力
1.（2025·福建龙岩期末）某生态系统的物质循环与能量流动的部分情况如图所示，甲、乙、丙是该生态系统的组成成分，其中1～4是乙中的四种生物。下列叙述错误的是（　　）
A.该生态系统在物质和能量上不能自给自足
B.图中甲、丙是实现生态系统物质循环的关键生态成分
C.由生物1向生物2传递的能量最多占生物1同化量的20％
D.大气中CO2的来源除了①③④，还包括化石燃料的燃烧等
解析：C　生产者利用的是太阳能，生态系统在能量上不能自给自足，A正确；甲和大气中CO2库是双箭头，所以甲是生产者，乙是消费者（生物1是第二营养级，生物2、3是第三营养级，生物4是第四营养级），丙是分解者。生产者和分解者是实现生态系统物质循环的关键生态成分，B正确；能量传递效率指相邻营养级的同化量的比值，生物1是第二营养级，生物2、3是第三营养级，第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率在10％～20％之间，C错误；结合图示可以看出，大气中CO2的来源除了①生产者的呼吸作用、③消费者的呼吸作用、④分解者的分解作用外，还包括化石燃料的燃烧，D正确。
2.分析如图所示的生态系统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：C　生产者固定的能量还有一部分能量未被利用，图中没有表示出来，且②中的能量已经包括了③以及④中的部分能量，所以能量①②③④的总和不等于生产者所固定的太阳能总量，C符合题意。
课堂小结
1.如图为生态系统碳循环示意图，图中A、B、C代表生态系统成分，数字表示碳的流动。下列叙述正确的是（　　）
A.图中生产者和B、C构成了两条食物链
B.该生态系统平衡时，⑥⑦的总量等于①的总量
C.①②⑥⑦为CO2形式，③④⑤为有机物形式
D.经③流向B的碳全部储存于B体内的有机物中
解析：C　据图分析，B表示消费者，C表示分解者，它们不能构成食物链，食物链包含生产者和消费者，A错误；该生态系统平衡时，输入生物群落的碳等于输出的，输入的为生产者同化的碳的总量①，输出的为生产者、消费者和分解者呼吸作用释放的，即②⑥⑦，①＝②＋⑥＋⑦，因此⑥⑦之和小于生产者同化的碳的总量，B错误；①表示光合作用，②表示呼吸作用，⑥表示分解者的分解作用，⑦表示消费者的呼吸作用，这些过程的碳元素为CO2形式；③表示捕食关系，④表示生产者的碳元素以残枝败叶形式流向分解者，⑤表示消费者的碳元素以遗体粪便流向分解者，碳元素都是以有机物形式，C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，D错误。
2.（教材P63“与社会的联系”改编）科学家们特别强调，人类活动引发的气候变暖“是仅次于核武器，排名第二的威胁”。就是说，“温室效应”将给人类带来灾难。下面有关温室效应的叙述不恰当的是（　　）
A.化石燃料的燃烧加剧了温室效应
B.碳元素在生物群落和非生物环境之间以CO2的形式循环
C.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在
D.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施
解析：D　减少化石燃料的燃烧，开发新能源是解决温室效应的最主要措施。
3.下列有关生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是（　　）
A.参与能量流动的总能量大小与生产者数量有关，与食物链长短无关
B.处于最高营养级的生物所同化的能量不会再提供给其他生物
C.农民拔草或杀灭害虫，虽然影响了食物链但可以调整能量流动关系
D.食物链既是物质传递链又是能量传递链，物质与能量相互依存、不可分割
解析：B　生产者固定的太阳能是流入自然生态系统的总能量，因此参与能量流动的总能量大小与生产者数量有关，与食物链长短无关，A正确；处于最高营养级的生物所同化的能量不会再被捕食，但是会流向分解者，B错误；农民拔草或杀灭害虫，可以使能量更多地流向对人类有益的部分，C正确。
4.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不正确的是（　　）
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：A　由图可知，生物群落中能量是通过④呼吸作用以热能散失的，A错误；生物群落中的物质回归到非生物环境被草利用是通过⑤分解者的分解作用进行的，B正确；能量在不同营养级间单向流动，如图中的②，C正确；碳元素从CO2转变成有机物是通过①光合作用进行的，D正确。
5.生物兴趣小组对某农田生态系统的碳循环过程进行了调查，并绘制碳循环过程示意图。
（1）在农田生态系统中，农作物通过过程①光合作用从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内。土壤碳库中的有机物由分解者通过过程②分解作用（或呼吸作用）转变成无机物重新被植物利用。
（2）碳元素在大气碳库、植物碳库和土壤碳库之间循环的主要形式是CO2，人类活动加速（填“加速”或“减缓”）了碳循环的进程。
（3）物质循环过程伴随着能量流动，据图分析，输入农田生态系统的能量包括农作物固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量。
（4）有同学认为生态系统物质是循环利用的，无须不断向农田中施加肥料。你是否同意该 同学的观点？不同意，请给出你的理由农产品源源不断自农田生态系统中输出，其中的元素不能归还土壤，所以需要不断施加肥料。
解析：（1）过程①是从大气中吸收二氧化碳并固定在农作物体内，表示光合作用；过程②是分解者的分解作用（呼吸作用），通过分解作用将土壤碳库中的有机物转变成无机物。（2）碳元素在大气碳库、植物碳库和土壤碳库之间循环的主要形式是CO2，人类作为消费者可以加速物质循环和能量流动，所以人类活动加速了碳循环的过程。（3）从图中看出输入农田生态系统中的能量有农作物固定的太阳能、种子和有机肥中含有的能量。（4）由于农产品源源不断自农田生态系统中输出，其中的元素不能归还土壤，所以需要不断施加肥料，这与物质循环不矛盾，所以不同意该同学观点。
一、概念梳理必记
1.碳在非生物环境中主要以CO2的形式存在，在生物体内主要以含碳有机物的形式存在。
2.碳在生物群落中主要以含碳有机物的形式传递，碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。由于二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。
3.无机（非生物）环境中的碳元素进入生物群落依赖光合作用、化能合成作用。生物群落中的碳进入无机环境主要依赖呼吸作用（分解者通常称之为分解作用），还可以通过化石燃料的燃烧。
4.减缓温室效应我们应主要做的工作：（1）植树造林；（2）减少化石燃料燃烧。
5.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，它们同时进行，彼此相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。
6.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。
二、长句表达必明
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.能量流动和物质循环的不同点是在物质循环过程中，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。
知识点一　生态系统的物质循环
1.下列有关碳循环的叙述错误的是（　　）
A.生产者合成的含碳有机物通过食物链（网）被各级消费者所利用
B.碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C.CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性
D.生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上的森林生态系统
解析：D　生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指地球上最大的生态系统——生物圈，D错误。
2.如图表示碳循环过程，其中数字表示生理过程或化学变化。下列叙述不正确的是（　　）
A.碳进入生物群落的主要生理过程是①
B.光合作用和呼吸作用推动着碳循环
C.图中①②③④能充分体现碳循环的全过程
D.全球碳循环失衡的主要原因是⑤过程加快
解析：C　碳进入生物群落的主要生理过程是①即绿色植物的光合作用，A正确；光合作用将大气中的碳元素固定到生物群落中，呼吸作用将碳元素以二氧化碳的形式释放到空气中去，光合作用和呼吸作用推动着碳循环，B正确；图中①②③④只体现了碳循环的部分过程，C错误；全球碳循环失衡的主要原因是煤和石油等化石燃料的过量燃烧，即⑤过程加快，加剧了温室效应，D正确。
3.（2025·云南临沧高二期末）如图为碳循环的部分示意图，下列叙述正确的是（　　）
A.CO2只能通过光合作用从非生物环境进入生物群落
B.过程b只能代表生物的呼吸作用
C.能参与过程a、b的生物必定含有叶绿体或线粒体
D.通过过程a，能量输入到生物群落中
解析：D　光合作用和化能合成作用都能利用二氧化碳合成（CH2O），因此CO2能通过光合作用或化能合成作用从非生物环境进入生物群落，A错误；过程b表示（CH2O）分解产生二氧化碳，该过程可表示生物的呼吸作用和化石燃料的燃烧作用，B错误；过程a是利用二氧化碳合成（CH2O），表示光合作用和化能合成作用，光能自养型的蓝细菌和化能合成作用的生物都不含叶绿体，过程b可表示生物的呼吸作用，既可以表示有氧呼吸，也能表示无氧呼吸，有氧呼吸和无氧呼吸的原核生物可以没有线粒体，C错误；过程a是利用二氧化碳合成（CH2O），表示光合作用和化能合成作用，通过过程a，能量输入到生物群落中，D正确。
4.下列有关生态系统物质循环的说法错误的是（　　）
A.在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用
B.温室效应形成的主要原因是生物圈中的碳循环平衡被打破
C.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以含碳有机物的形式进行的
D.组成生物体的元素，不断进行着从生物群落到非生物环境，又从非生物环境到生物群落的循环过程
解析：C　在物质循环过程中，无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用，A正确；煤、石油和天然气的大量燃烧等导致大气中二氧化碳浓度升高，生物圈中的碳循环平衡被打破，从而加剧了温室效应的形成，B正确；碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，二氧化碳是无机物，C错误。
5.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：C　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，C符合题意。
知识点二　能量流动和物质循环的关系
6.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，错误的是（　　）
A.物质为能量的载体，使能量在生物群落与非生物环境之间循环往复
B.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
C.物质循环的过程中伴随着能量流动
D.二者相互依存，不可分割
解析：A　生态系统中物质是能量的载体，但能量不能在生物群落与非生物环境之间循环往复，A错误。
7.关于生态系统的物质循环和能量流动，下列叙述错误的是（　　）
A.碳循环主要是以二氧化碳的形式进行，具有全球性
B.除了碳循环，其他物质如氮、硫等，在生态系统中也反复循环
C.没有太阳能，自然界的能量流动难以维持
D.狼捕食兔，兔体内的能量就全部流入到狼体内
解析：D　碳循环主要是以二氧化碳的形式进行，物质循环的特点是循环往复、反复利用，具有全球性，A正确；在生态系统中，组成生物体的C、H、O、P、S等元素，不断进行着从非生物环境到生物群落，再回到非生物环境的循环，B正确；生态系统中，各种生物进行生命活动所需能量的根本来源是绿色植物固定的太阳能，没有太阳能，植物就无法进行光合作用，不能制造有机物，其他生物因得不到有机物而死亡，因此自然界中的能量就会无法流动，C正确；能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，因此狼捕食兔，兔体内的能量不会全部流入到狼体内，D错误。
8.（2025·河南周口高二期末）生态系统中的物质循环伴随着能量流动，如图为生态系统的碳循环示意图。下列分析正确的是（　　）
A.图示中“大气”的成分只是氧气
B.图示生态系统中的能量流动方向是动物到植物、微生物到动物、微生物到植物
C.生理过程②③④均表示植物的光合作用
D.过程②的意义不仅在于为生物的生活提供物质和能量，还维持了生物圈的碳—氧平衡
解析：D　图示中“大气”的成分是氧气和二氧化碳，A错误；图示生态系统中的能量流动方向是植物到动物、动物到微生物、植物到微生物，B错误；生理过程①③④均表示生物的呼吸作用，②表示植物的光合作用，C错误；过程②表示植物的光合作用，是绿色植物在叶绿体中利用光能把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。其意义不仅在于为生物的生活提供物质和能量，还维持了生物圈的碳—氧平衡，D正确。
9.（2025·山东济宁开学考试）“哥本哈根气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关注，大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行有关分析，正确的是（　　）
A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2
B.参与①过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.①过程增强后，③④⑤过程随之增强，可以通过增强①减少大气中CO2
D.开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对⑤过程的依赖
解析：D　碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式传递，在非生物环境和生物群落之间主要是以CO2的形式传递，A错误；①过程表示光合作用，参与①过程的生物主要是绿色植物，B错误；①过程，即光合作用过程增强后，③④过程可能增强，但⑤化石燃料的燃烧过程与光合作用没有必然的联系，随着保护生态环境的提出，我们应该减少化石燃料的燃烧，保护环境，C错误；⑤过程表示化石燃料的燃烧，要减少该过程，需要开发太阳能、水能、核能等新的清洁能源才行，D正确。
10.土壤含碳量是指土壤中所有含碳有机物的含量，主要包括腐殖质、动植物残体和微生物体，这些有机物对土壤的肥力、结构以及全球碳循环都有重要影响。科研人员以某荒漠草原为对象，研究不同放牧强度对草原土壤有机碳储量的影响，实验数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）
放牧强度 土壤有机碳储量/（g·m－3）
0～10 cm 10～20 cm 20～30 cm 30～40 cm
无 2 264.83 2 208.22 2 087.53 1 913.2
轻度放牧 2 688.23 2 401.37 2 164.3 1 947.3
中度放牧 2 810.76 2 445.04 2 196.6 1 937.5
重度放牧 2 246.72 1 984.55 1 903.48 1 682.7
A.碳循环是指CO2在非生物环境和生物群落之间的循环过程
B.中度放牧最有利于增加土壤有机碳储量
C.重度放牧下，牲畜对植物的取食量最少
D.覆盖地膜是增加土壤含碳量的有效措施
解析：B　碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落之间的循环过程，A错误；由表可知，中度放牧情况下，0～30 cm土壤有机碳储量都最多，故中度放牧最有利于增加土壤有机碳储量，B正确；由表可知，重度放牧导致牲畜对植物的取食增强，减少了土壤中有机物的输入，C错误；覆盖地膜不利于植物生长，不是增加土壤含碳量的有效措施，D错误。
11.（2025·河北张家口期末）“碳达峰”是指在某一时刻，二氧化碳的排放不再增加达到峰值，之后逐步回落。“碳达峰”目标包括碳达峰年份和峰值。“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。如图为某生态系统碳循环图解，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述正确的是（　　）
A.该生态系统中的生物群落由A、B、D构成
B.用图中数字构建的“碳中和”数学模型为⑩＝①＋②＋③
C.森林发展至稳定后，大气中CO2含量仍会存在昼夜变化和季节变化
D.能量作为动力，可使碳不断地在生物群落中循环往返
解析：C　据图可知，图中的A和D之间有双向箭头交换，且大多数箭头都指向D，故D表示大气中的二氧化碳库，该生态系统的生物群落不包括D，A错误；题图中CO2的排放量包括①、②、③、④，CO2的减少量为⑩，而碳中和指CO2排放量与减少量相等，因此用图中的数字构建的碳中和数学模型是⑩＝①＋②＋③＋④，B错误；植物的光合作用和呼吸作用受到温度和光照等影响，故森林发展至稳定后，大气中CO2含量仍会存在昼夜变化和季节变化，C正确；在生态系统中，物质是能量的载体，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和非生物环境中循环，在生物群落中不能完成碳的循环往返，D错误。
12.（2025·河南开封高二期末）图1为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ。
（1）图1表示碳循环过程示意图，图中一共有3条食物链。
（2）若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量，则图中D理论上最少可获得的能量为10kJ。
（3）若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是12.8％。从中可以看出生态系统的能量流动具有单向流动，逐级递减的特点。
（4）分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是乙，第三营养级粪便中的能量属于第二营养级固定的能量。
（5）该生态系统中，物质循环和能量流动的内在联系是物质是能量的载体，能量推动物质的循环。
解析：（1）由图可知图1表示碳循环过程示意图，图1中，丙、乙和丁都指向甲，说明甲是大气中的二氧化碳库。乙可以固定来自大气的二氧化碳，乙为生产者，丙中为消费者，乙和丙均有含碳有机物流向丁，说明丁为分解者，因此图中的食物链有：乙→A→B→D、乙→A→D、乙→A→C，共3条食物链。（2）若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量，食物链为：乙→A→B→D，则图中D理论上最少可获得的能量为10 000×10％×10％×10％＝10 kJ的能量。（3）若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ，第二营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝500－100＝400 kJ，则营养级之间的能量传递效率是400÷3 125×100％＝12.8％。第二营养级能量比第一营养级少，且能量流动不可逆，从中可以看出生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。（4）分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是乙，丙为呼吸作用散失的能量。第三营养级粪便中的能量不属于第三营养级的同化量，而属于第二营养级固定的能量。（5）能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。
13.（2025·福建厦门高二期末）凋落物分解是森林碳循环和全球碳平衡的一个关键环节，其分解特性影响着森林生态系统的能量流动和物质循环。回答下列问题：
（1）凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的分解者，此过程中碳元素的形式变化为有机物→CO2等无机物
。
（2）大量研究表明，氮元素是调控森林凋落物分解速率的关键因素。我国科学家对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。首先测定各树种凋落物的初始含量，将N含量高于1.39％的归为高N组（29种），低于1.39％的归为低N组（33种）。每个树种的凋落物单独装入尼龙网中，连续监测10年，得到图示结果。
由图可知，凋落物分解速率与初始氮含量的关系是初期（0～5年）凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关，后期（5～10年）凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关。
（3）研究团队对低N组的五角槭的叶片喷施氮肥，使其氮含量增加，收集其凋落物，与未加氮肥的五角槭凋落物一起放置野外进行上述实验。
①该实验相比（2）的实验，可以排除不同树种凋落物中其他物质的影响。
②该实验所得结果仍然支持（2）中的规律。
（4）进一步研究发现：与低N组相比，高N组中发现了更多的微生物残体，请解释原因高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多。
（5）为解释（2）中的规律，科学家提出“凋落物分解过程中积累的微生物残体会抑制凋落物分解，微生物残体越多抑制效果越明显”的观点。请设计实验方案验证此观点。对照组：某一树种的凋落物
实验组1：同一树种的等量凋落物＋低N组分离得到的微生物残体
实验组2：同一树种的等量凋落物＋高N组分离得到的微生物残体
观测指标：不同时间地点凋落物剩余质量的比例
预期结果：实验2＞实验1＞对照组。
（要求：写出对照组、实验组、观测指标和预期结果。可供选择的材料有：某一树种凋落物、低N组分高得到的微生物残体、高N组分离得到的微生物残体）
解析：（1）凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的分解者，分解者可将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物。此过程中碳元素的形式变化为有机物→二氧化碳等无机物。（2）由图可知，初期（0～5年）凋落物分解速率与初始氮含量呈正相关，后期（5～10年）凋落物分解速率与初始氮含量呈负相关。（3）（2）的实验对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。而该实验只对五角槭凋落物进行研究，该实验相比（2）的实验，可以排除不同树种凋落物中其他物质的影响。（4）高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多。（5）分析题意可知，该实验的自变量为N含量的多少，因变量为不同时间地点凋落物剩余质量的比例。
实验方案：对照组：某一树种的凋落物
实验组1：同一树种的等量凋落物＋低N组分离得到的微生物残体
实验组2：同一树种的等量凋落物＋高N组分离得到的微生物残体
观测指标：不同时间地点凋落物剩余质量的比例
预期结果：实验2＞实验1＞对照组
12 / 14第2课时　生物富集及探究土壤微生物的分解作用
学习目标
1.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害，强化社会责任。 2.通过实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，强化科学探究。
知识点一　生物富集
1.概念：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）一些放射性物质。
3.实例
4.原因
形成比较稳定的化合物且分布于生物体的多种组织细胞中，　不易　被生物体排出，　积蓄　在体内。
5.特点
（1）沿着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　。
（1）（教材P63“相关信息”）DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易　分解　，易　溶于脂肪并积累在动物脂肪　中。
（2）（教材P64正文）镉、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，存在　生物富集　现象。
（1）物质循环具有全球性，而生物富集现象不具有全球性。 （×）
提示：物质循环和生物富集现象都涉及到组成生物体的各种化学元素，都具有全球性。
（2）生物富集不会使有害物质在生物体内的浓度高于环境中的浓度。 （×）
提示：生物富集可能会使有害物质沿着食物链逐渐在生物体内聚集，导致其在生物体内的浓度高于环境中的浓度。
（3）在生物体内积蓄的有害物质可能是难降解的化合物。 （√）
（4）生物富集可使有害物质浓度沿食物链递增。 （√）
探究｜生物富集
以下为水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图，据图思考：
（1）图中所示结果显示，铅浓度可以沿着什么途径累积？此现象称为什么？
提示：可以沿食物链累积。此现象称为生物富集。
（2）为什么营养级越高，铅浓度越高？
提示：生物富集的物质一般是镉、铅、汞等重金属，DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质，因为这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。
（3）生物富集现象有全球性的特点吗？为什么？
提示：有全球性特点。由于这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
（4）生物富集现象危害严重，试提出防治生物富集现象的可行措施。
提示：①从源头上进行防治（少产生含重金属的物质，工厂排污达标等）；②切断传播途径（不吃污染的鱼等）。
1.污染物沿着食物链富集的条件
（1）污染物在环境和生物体中必须是比较稳定的。
（2）污染物必须是生物能够吸收且不易排出的。
（3）污染物不易在生物代谢过程中被分解。
2.物质循环与生物富集的比较
项目 物质循环 生物富集
形式 无机物→有机物 不易分解的重金属化合物或有机化合物等
范围 生物圈 生态系统的各营养级
过程 在生物群落与非生物环境间循环往复 沿食物链（网）单向流动
特点 全球性、循环性 单向流动、逐级积累、全球性
1.（教材P63正文改编）有关生物富集现象，下列叙述错误的是（　　）
A.营养级越高，越容易积蓄难以降解的化合物
B.生物富集现象受生物食性及环境因素的影响
C.除了重金属，一些农药、放射性物质也会出现富集现象
D.生物富集现象出现的根本原因是这些被富集的物质不参与物质循环
解析：D　被富集的物质一进入环境便参与生态系统的物质循环，但是进入体内的被富集的物质能够形成多种比较稳定的化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致被富集的物质不易被生物体排出，从而积蓄在体内，导致生物富集现象，D错误。
2.（教材P63“相关信息”改编）DDT是一种不易被分解的有机类杀虫剂，是最常见的环境污染物之一，研究人员对某海域及三类生物体内的DDT含量进行了相关调查，结果如图。下列叙述错误的是（　　）
A.DDT不易分解，但易溶于脂肪并积累在动物脂肪中
B.图中鱼类可能处于该海域食物链的较高营养级
C.该实验结果说明生物体对DDT具有富集作用
D.生物富集不具有全球性
解析：D　DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，它不易分解，易溶于脂肪并积累于动物脂肪中，A正确；根据DDT在食物链中的富集现象及特点，鱼类中DDT含量最高，说明其食物链的营养级较高，B正确；依据图示信息可知，DDT在较低的营养级中含量低，在较高的营养级中含量高，说明生物体对DDT具有富集作用，C正确；由于DDT可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，故生物富集具有全球性，D错误。
知识点二　探究土壤微生物的分解作用
1.实验原理
（1）土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中主要充当　分解者　。在不同的气候与环境条件下，落叶在土壤中被分解的　时间　也不同。
（2）淀粉还原糖　砖红色　沉淀。
2.案例设计
提出问题：土壤微生物具有分解作用吗？分解过程中物质发生怎样的变化？
项目 案例1 案例2
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉
实 验 设 计 实验组 对土壤进行处理（如将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃恒温箱中处理1 h） A烧杯中加入30 mL土壤浸出液＋淀粉糊
对照组 对土壤　不做　处理（自然状态） B烧杯中加入　30 mL蒸馏水　＋与A等量的淀粉糊
自变量 土壤中　是否含有微生物 是否加土壤浸出液
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 产生砖红色沉淀
B B1 变蓝
B2 不产生砖红色沉淀
结论分析 微生物对落叶有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。
（1）可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物。 （×）
提示：实验组一般放在60 ℃恒温箱中处理。
（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。 （×）
提示：从单一变量角度考虑，应选用相同种类的落叶。
探究｜探究土壤微生物的分解作用
某兴趣小组以带有落叶的表层土壤（距离地面约6 cm）为实验材料，研究土壤微生物对落叶的分解作用，每组土壤的处理情况如表所示，其中1、2组的土壤较为湿润，3、4组的土壤是干燥的。回答下列问题：
组别 1 2 3 4
土壤处理 不处理 60 ℃放置1 h 不处理 60 ℃放置1 h
（1）该实验的自变量是　是否进行60 ℃放置处理和土壤湿度　，因变量是　落叶的分解量　。
（2）通过表格中的处理方式来控制自变量时用到了　减法原理　（填“加法原理”或“减法原理”），60 ℃放置处理的目的是　既排除土壤中微生物的作用，又避免过高的温度改变土壤的理化性质　。
（3）预期上述各组的实验结果：　2、4组无法分解落叶；1组分解的落叶量最多；3组落叶有一定程度的分解，但分解量低于1组　。
（4）微生物种类、环境温度、湿度及pH等均会对落叶的分解速率产生影响，不同地块的微生物种类存在差异。现欲证明不同地块微生物对淀粉的分解速率不同，请以碘液作为检验试剂，以不同地块的土壤制成的土壤浸出液、淀粉溶液等为材料，设计实验，写出实验思路。
提示：用不同地块的土制成的等量土壤浸出液分别与等量淀粉溶液混合，在相同并适宜的温度、湿度及pH下作用相同时间，用碘液检测并观察变蓝的程度。
实验设计中的三大原则
（1）单一变量原则：即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。
（2）对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同（其他因素都相同），以便减小实验误差。常用的对照方法包括：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照（也叫对比实验）。
（3）平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
1.（教材P65“探究·实践”改编）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（　　）
组别 1组 2组
土壤处理 灭菌 不灭菌
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微生物的关系
B.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是1组
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.预期结果是1组的落叶不被分解，2组的落叶被分解
解析：B　实验自变量为是否灭菌，所以该实验的目的之一是探究土壤微生物分解落叶时与土壤微生物的关系，A正确；该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是2组，1组为实验组，B错误；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，消除叶上微生物的影响，C正确；1组没有微生物，2组有微生物，所以预期结果是1组的落叶不被分解，2组的落叶被分解，D正确。
2.下列关于“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”的实验，设计不合理的是（　　）
A.用等量土壤浸出液和蒸馏水处理等量淀粉糊
B.实验应分别对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后再处理淀粉糊
C.应在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测
D.用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖
解析：B　该实验的自变量是土壤微生物的有无，因此对照组用蒸馏水处理淀粉糊，而实验组用等量土壤浸出液处理淀粉糊，A正确；对土壤浸出液和蒸馏水进行高温灭菌后，土壤浸出液中的微生物被杀死，无法达到实验目的，B错误；土壤微生物分解淀粉需要时间，实验中应将实验组和对照组在20 ℃左右下处理7天后，再进行相关检测，C正确；土壤微生物可将淀粉分解成还原糖，该实验可用碘液检测淀粉，用斐林试剂检测还原糖，D正确。
课堂小结
1.（教材P63正文变式）下列有关生物富集作用的说法，不正确的是（　　）
A.生物富集作用与人类的活动有关
B.环境中的有害物质可以被植物、动物直接吸收
C.生物体内有害金属的浓度超过环境浓度
D.生物富集现象是局部的，不具有全球性
解析：D　生态系统中的有害物质会参与生态系统的物质循环，具有全球性的特点，D错误。
2.（教材P63“相关信息”改编）DDT曾作为一种高效农药广泛用于防治害虫，而现在被禁止使用。下列相关叙述不正确的是（　　）
A.随着食物链的延长，生物体内的DDT含量下降
B.DDT性质稳定，不易失效
C.DDT污染环境，危害多种生物
D.DDT可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散至其他地区
解析：A　DDT不易被分解，因而会通过生物富集作用，在最高营养级生物体内大量积累，即随着食物链的延长，生物体内的DDT含量逐渐上升，A错误；由于DDT性质稳定，不易被分解，因而药效长久，表现为不易失效，B正确；DDT虽然能杀死农药害虫，但污染环境，并通过食物链传递，能危害多种生物，C正确；由于物质循环具有全球性，且DDT不易被分解，因此，DDT可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散至其他地区，D正确。
3.某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组的土壤应该（　　）
A.进行60 ℃处理1小时
B.不做处理
C.添加各种微生物
D.尽可能避免土壤理化性质的改变
解析：B　对照实验中的对照组，就是接近于自然状态的一组，即不施加变量处理的一组，即该实验的对照组的土壤应该不做处理，而加热灭菌的一组为实验组，故选B。
4.在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气，然后沉降在土壤和植物表面，而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。下列相关叙述不正确的是（　　）
A.铅能沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端
B.铅随大气、水和生物迁移等途径扩散，生态系统中铅循环具有全球性
C.铅最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和燃烧等返回非生物环境
D.减少化石燃料的燃烧、加大清洁能源利用，可减少大气中铅的来源
解析：C　铅化学性质稳定，不易分解，不能最终通过动植物呼吸作用、分解者分解作用返回非生物环境，C错误。
5.环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内后储存在脂肪、神经组织中而不容易排到体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的浓度结果如图。请回答相关问题：
（1）该生态系统中的生产者是丁，甲处于第三营养级。
（2）经测定，该生态系统生物体内重金属浓度超过环境浓度，该现象称为生物富集，且营养级越高，生物体内重金属浓度的相对值越高，原因是重金属等有害物质可通过食物链逐渐聚集。
（3）该重金属在其他生态系统的种群，如北极熊、企鹅等中是否能检测到，并说明原因：可能会检测到，因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等途径扩散到世界各地，具有全球性。
解析：（1）生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的，在食物链中，营养级越高的生物，体内积累的有毒物质就越多，根据这一点可推测，该生态系统的食物链是丁→乙→甲→丙，则丁为第一营养级，即生产者，甲属于第三营养级。（2）生物富集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。重金属会沿食物链和食物网在生物体内逐渐聚集，营养级越高的生物，体内重金属浓度的相对值越高。（3）生物富集具有全球性，因为有害物质可通过水、大气和生物迁移等多种途径扩散到世界各地，所以该重金属在其他生态系统的种群中也可能检测到。
一、概念梳理必记
1.一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。
2.生物富集的原因：形成比较稳定的化合物且分布于生物体的多种组织细胞中，不易被生物体排出，积蓄在体内。
3.生物富集的特点：①沿着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。
4.土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌等微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。在不同的气候与环境条件下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。
二、长句表达必明
1.生物富集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.探究土壤微生物在落叶分解中的作用中实验的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。
3.一些有害物质沿食物链聚集的现象具有全球性的特点，原因是有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。
知识点一　生物富集
1.（2025·湖南常德高二月考）自2023年8月以来，日本多次向近海海水中排放核污染水，核污染水有较多的放射性氚、锶、铯等元素。在硅藻→浮游动物→鲱鱼→鳕鱼这条日本近海食物链中，体内铯含量最高的生物是（　　）
A.硅藻 B.浮游动物
C.鲱鱼 D.鳕鱼
解析：D　在生态系统中，有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加，这种现象叫生物富集。在硅藻→浮游动物→鲱鱼→鳕鱼这条日本近海食物链中，鳕鱼营养级最高，则它的体内铯含量最多，D正确。
2.（2025·河南郑州高二期末）生物富集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。下列叙述正确的是（　　）
A.生物富集使相关物质的循环不具有全球性
B.水绵对氮元素的大量吸收属于生物富集现象
C.生物富集的物质易被生物体吸收和排出体外
D.铅、镉等会沿着食物链不断在生物体内聚集
解析：D　生物富集的元素的循环也具有全球性， A错误；水绵对N大量吸收后将N转化为有机物，不会蓄积N元素，B错误；因为富集到生物体内的元素往往转化成难分解的化合物，不易被生物体吸收和排出体外，C错误；通过食物链，生物富集的物质最终会积累在食物链的顶端，D正确。
3.铅、镉、汞等重金属和DDT、六六六等有机化合物存在生物富集现象，即这些物质在生物体内的浓度超过环境浓度的现象。下列关于这类现象的叙述，错误的是（　　）
A.生物富集主要是因为这些物质在生物体内难以排出、难以降解
B.DDT这类化合物从非生物环境到生物群落，再从生物群落回到非生物环境的过程就是物质循环
C.生物富集也具有全球性，因为这些物质可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地
D.一般来说，食物链中营养级越高的生物，体内富集的这些物质或元素就越多
解析：B　物质循环指的是组成生物体的元素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，DDT是化合物，不符合物质循环的概念，B错误。
4.（2025·河南新乡高二期末）铀是一种危险的环境污染物，具有化学和放射的双重毒性。某科学组织调查了某被铀污染的海域中鲤鱼不同器官的铀含量，实验结果如图所示，下列有关叙述正确的是（　　）
A.食物链是海水中的铀进入鲤鱼体内的唯一途径
B.人类捕食鲤鱼后，体内的铀相对含量低于鲤鱼
C.铀进入体内会影响细胞内其他元素的相对含量
D.各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应
解析：C　海水中的铀进入鲤鱼体内的途径不只是食物链，还可能通过鲤鱼的呼吸、体表接触等方式，A错误；人类处于更高的营养级，由于生物富集作用，人类捕食鲤鱼后，体内的铀相对含量往往高于鲤鱼，B错误；铀作为一种有害物质进入鲤鱼体内，可能会干扰细胞的正常生理功能，从而影响细胞内其他元素的相对含量，C正确；不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应，只有某些难以分解的有害物质才会，D错误。
5.（2025·河北衡水高二期中）如图表示某水生生态系统中4种成分之间的关系，其中甲～丁各代表一种成分。下列相关叙述正确的是（　　）
A.甲代表的是生产者，都是绿色植物
B.甲、乙、丁不能构成该生态系统的生物群落
C.若丙中的CO2含量持续增加，则可能会加剧全球变暖
D.经过生物富集作用，丁中的有害物质积累的量最多
解析：C　甲代表生产者，主要是绿色植物，不一定全是绿色植物，也可以是蓝细菌或硝化细菌，A错误；在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落，甲表示生产者，乙表示消费者，丁表示分解者，三者构成该生态系统的生物群落，B错误；CO2属于温室气体，丙中CO2含量增加会导致全球变暖，C正确；生物富集作用是指环境中一些有害物质（如重金属、化学农药等），通过食物链在生物体内不断积累的过程，丁是分解者，不参与食物链构成，因此丁中的有害物质积累的量不一定最多，D错误。
知识点二　探究土壤微生物的分解作用
6.（2025·黑龙江双鸭山高二期末）土壤中的微生物数量繁多，下列关于土壤微生物的叙述正确的是（　　）
A.土壤中的微生物均是分解者，可以将土壤中有机质分解为无机物
B.土壤微生物对落叶的分解能力与土壤的温度、湿度有关
C.探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关，实验组的土壤要进行100 ℃高温灭菌处理
D.土壤微生物的存在能够促进生态系统的物质和能量的循环利用
解析：B　土壤中的微生物不都是分解者（如硝化细菌是化能自养型的微生物，属于生产者），分解者可以将土壤中有机质分解为无机物，再供绿色植物吸收利用，以促进生态系统的物质循环利用，但能量不能被循环利用，A、D错误；土壤微生物的分解能力受温度和土壤湿度影响较大，一般情况下，温度与湿度越高，土壤微生物的分解能力越强，反之，则越弱，B正确；若要探究落叶的腐烂是否与土壤微生物有关，实验的自变量应为土壤微生物的有无，因变量是土壤中落叶的腐烂情况，对照组土壤不做处理，实验组土壤进行灭菌处理，以尽可能排除实验组土壤微生物对落叶腐烂的影响。但实验组的土壤不能进行100 ℃高温灭菌处理，若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 ℃恒温箱中处理1 h，C错误。
7.（2025·安徽合肥高二期中）某兴趣小组为了验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，进行了相关实验。下列操作及分析错误的是（　　）
A.土壤微生物促进了物质的循环利用，有利于维持生态平衡
B.可以选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤
C.将土壤等分成两份，对照组去除微生物，实验组不做处理
D.实验组和对照组的落叶在土壤中的处理时间属于无关变量
解析：C　微生物能促进物质的循环利用，有利于维持生态平衡，A正确；分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多，所以可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤，B正确；对照组土壤不做处理，实验组土壤进行处理，C错误；实验组和对照组的落叶在土壤中的处理时间属于无关变量，D正确。
8.一位同学要探究土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，用“敌草隆”（一种除草剂）进行实验：取等量沙土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述正确的是（　　）
A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
B.检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变
C.只用沙土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D.再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
解析：A　实验组为a组，对照组为b组，控制单一变量，保证无关变量相同且适宜，A正确；a组灭菌后无微生物存活，“敌草隆”的量应该是不变的，b组“敌草隆”可能会部分减少，B错误；因为典型土壤中含微生物多，所以用几种典型土壤混合后的实验效果比只用沙土的好，C错误；a、b组已形成对照，没有必要再增加和本实验无关的c组，D错误。
9.多氯联苯（PCB）是人工合成、不易被降解的有机物，有强致畸性，青岛近海海域及生物体内PCB的含量如表。下列叙述错误的是（　　）
采样点 海域PCB平均含量/（ng·g－1） 肌肉组织PCB平均含量/（ng·g－1）
鱼类 软体类 虾类
1 6.58 116.4 97.5 90.8
2 10.76 547.3 386.7 121.4
3 9.16 524.9 138.3 154.7
A.PCB在生物体内积累造成生物富集现象
B.根据结果推测鱼类可能处于较高营养级
C.若PCB扩散到远海水域，则体现了物质循环具有全球性
D.PCB污染说明PCB在环境中的存在形式不稳定
解析：D　由题意可知，PCB不易被降解，其在环境中的存在形式较稳定，在生物体内积累造成生物富集现象，A正确，D错误；有毒物质会沿食物链流动并逐级积累，营养级越高有毒物质积累越多，由表可知，鱼类肌肉组织PCB平均含量最多，所以鱼类可能处于较高营养级，B正确；若PCB扩散到远海水域，则可随洋流等扩散至全球，体现了物质循环具有全球性，C正确。
10.（2024·甘肃高考13题）土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照（镉含量0.82 mg·kg－1）。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是（　　）
镉浓度（mg· kg－1） 地上生物量（g·m－2） 地下生物量（g·m－2） 植物体镉含量（mg·kg－1）
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集
B.与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C.在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大
D.若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大
解析：B　由表可知，与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B错误；由表可知，在相同的镉浓度处理下，植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的镉含量均高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D正确。
11.胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3％～8％。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是（　　）
A.高温下水稻、小麦等由于呼吸作用变强，消耗大量养分，光合作用强度减弱，有机物合成减少，导致作物减产
B.在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
C.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级
D.镉通过物质循环回归到无机环境中不会对生物体造成损坏
解析：D　高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，导致作物减产，A正确；环境容纳量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，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，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；镉属于重金属，可在生物体内形成难以降解的化合物，会对生物体造成损坏，D错误。
12.土壤微生物对促进物质循环和提高土壤肥力有重要影响。用特定的方法可以测得土壤微生物量碳（土壤有机质中最为活跃的组成），土壤微生物量碳＝同一土壤样本中不灭菌量碳－灭菌量碳。科研人员测定了玉米生长期内土壤微生物量碳的变化和土壤纤维素酶的活性（土壤纤维素酶活性是评价土壤肥力的重要指标），结果如图所示，相关叙述错误的是（　　）
A.图示各种处理下土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性都存在高峰值
B.“不刨掉玉米茬＋N肥、P肥、K肥”组对促进土壤微生物繁殖、提高土壤肥力最有利
C.“不刨掉茬”组都比“刨掉茬”组更有利于土壤有机物的分解和微生物的繁殖
D.土壤纤维素酶活性升高可通过促进玉米根茬分解来提高土壤微生物量碳
解析：D　据图可知，不同处理条件下，土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性都呈现先增加后降低，最终趋于相对稳定的状态，说明图示各种处理下土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性都存在高峰值，A正确；分析题图可知，与其他处理组别相比，同等处理时间下，“不刨掉玉米茬＋N肥、P肥、K肥”组的土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性均最高，说明对促进土壤微生物繁殖、提高土壤肥力最有利，B正确；据图分析，在实验范围内，与“刨掉茬”组相比，“不刨掉茬”组的土壤微生物量碳和土壤纤维素酶活性都较高，说明“不刨掉茬”组更有利于土壤有机物的分解和微生物的繁殖，C正确；该实验并未涉及土壤纤维素酶活性与土壤微生物量碳之间的关系，故不能说明土壤纤维素酶活性升高可通过促进玉米根茬分解来提高土壤微生物量碳，D错误。
13.（2025·湖北武汉高二期末）生物富集是指生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难以降解的化合物，使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。科学家为研究生物富集，进行了以下几项科学探究：
植物间作能否有效修复镉污染土壤。菜心植株较高，地上部分可食用，为常见的农产品，东南景天植株矮小，具有一定的观赏价值。科研人员以东南景天和菜心为材料，通过单作和间作45 d后检测菜心和东南景天地上部分、地下部分的镉含量，结果如图所示。回答下列问题：
（1）依据实验结果分析，间作能修复农田中镉污染的机制可能是间作时，东南景天对镉吸收增多，农田土壤中镉含量降低，间作对农产品有一定保护作用，依据是与单作相比，间作时菜心地上部分和地下部分镉含量均降低，且地上部分降低更明显。
（2）镉（Cd）是一些湖泊中最具毒性的污染物之一，镉可通过生物富集最终危害人体健康。沉水植物由于整株处于水体中，其根和茎、叶对Cd有较强的富集能力，因此科研人员尝试利用沉水植物对该湖泊底泥中的Cd进行净化。他们选择黑藻、狐尾藻、菹草等三种沉水植物种植在该湖泊底泥中进行培养，并进行以下测定实验：一是通过三种植物随时间的生长情况测定它们对Cd的耐受性（结果见下图），二是测定三种沉水植物对底泥Cd的富集和迁移能力（结果见下表），并从中选出最适合修复该湖泊Cd污染水体的沉水植物。
三种沉水植物Cd的富集系数和迁移系数
沉水 植物 富集系数 迁移系数
地上部分 根部
黑藻 0.33±0.02 0.41±0.01 0.79±0.11
狐尾藻 0.05±0.01 0.14±0.02 0.34±0.01
菹草 0.21±0.04 1.01±0.12 0.21±0.01
注：富集系数是指沉水植物对底泥中Cd的富集能力；迁移系数是指沉水植物对Cd由底泥向地上部分的迁移能力（富集系数和迁移系数越高，淤泥中Cd的残留量越少）。
①三种植物中对Cd的耐受能力最强的是狐尾藻，由表中富集系数的数据可以得出的结论是。不同沉水植物对Cd的富集能力不同；同种植物的不同部位对Cd的富集能力也不相同，根部高于地上部分。（写出两点）
②科研人员最终认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的沉水植物，他们做出这样判断的依据是黑藻对底泥中Cd的富集和迁移能力均较强，且耐受能力较高。
（3）利用黑藻修复Cd污染水体时，蓝细菌和绿藻等浮游生物的大量繁殖，使水下的光照强度很弱，影响了沉水植物的扩张或恢复。科研人员尝试利用白虾改善水体光照条件，发现黑藻的生长率与白虾的密度（低密度组、中密度组和高密度组）呈正相关。为验证这一结论，请写出大致的实验思路。实验分四组，分别为对照组（无白虾）、低密度白虾组、中密度白虾组和高密度白虾组，先在四组容器中种植一定数量的黑藻，对照组不加入白虾，其他组添加相应数量的白虾，在适宜的光照和温度等条件下培养，定期采样，记录并计算黑藻的生长率。
解析：（1）结合图示分析，与单作相比，间作时，东南景天对镉吸收增多，农田土壤中镉含量降低，从而更好地修复农田中镉污染。间作对农产品有一定保护作用，依据是与单作相比，间作时菜心地上部分和地下部分镉含量均降低，且地上部分降低更明显。（2）①比较三种沉水植物在底泥中的生长情况可知，在植株整个生长过程中，生长率表现为狐尾藻＞黑藻＞菹草，说明狐尾藻对Cd的耐受能力最强；分析表中富集系数的数据可以看出，不同沉水植物对Cd的富集能力不同；同种植物的不同部位对Cd的富集能力也不相同，根部高于地上部分。②分析题述实验数据可知，黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强，且耐受能力较强，因此相比其他两种植物，最适合作为修复Cd污染水体的沉水植物。（3）本实验的目的是研究不同密度的白虾改善水体光照条件的能力，自变量是白虾的密度，检测指标是黑藻的生长率，因此实验思路是实验分四组，分别为对照组（无白虾）、低密度白虾组、中密度白虾组和高密度白虾组，先在四组容器中种植一定数量的黑藻，对照组不加入白虾，其他组添加相应数量的白虾，在适宜的光照和温度等条件下培养，定期采样，记录并计算黑藻的生长率。
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