高中生物人教版必修3 第五章生态系统及稳定性课时作业 教案单元测试卷53份

第5章 生态系统及稳定性 章末测试卷A
一、选择题(每小题3分，共60分)
1．下列属于生态系统功能过程描述的是(　　)
①生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗
②在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级
③蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜
④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中
A．①②③④　　 B．①③④
C．①②④ D．②③④
2．下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109 kJ，B生物种群总能量为2.3×108 kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为(　　)
A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ
3．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(下图中所示数值的单位是J/(cm2·a))，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是(　　)
A．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构
B．由G到H的能量传递效率为13.51%
C．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系
4．下图为自然界碳循环的示意图，图中与生态系统抵抗力稳定性密切相关的标号为(　　)
A．②③ B．④
C．⑥ D．⑤⑦
5．下列有关生态系统的叙述，错误的是(　　)
A．生态系统的组成成分中含有非生物成分
B．生态系统相对稳定时无能量的输入和散失
C．生态系统维持相对稳定离不开信息传递
D．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
6．某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→蛇构成，下列叙述不正确的是(　　)
A．输入该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能
B．调查田鼠种群密度时若标记的田鼠部分被蛇捕食，则导致估算结果偏小
C．田鼠和蛇同化的能量中部分用于生长、发育、繁殖，部分以热能形式散失
D．蛇和田鼠之间存在捕食关系，这一种间关系有利于维持生态系统的稳定
7．下列有关生态系统的功能的说法不正确的是(　　)
A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，都离不开信息的作用
C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量
D．有些金丝桃，因能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物——海棠素，使误食的动物变盲或致死，而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递
8．某水塘内有一条由三种不同物种形成的食物链：硅藻→虾→小鱼。下图三条曲线分别表示该食物链中各生物在水塘不同深度的分布情况。下列相关分析错误的是(　　)
A．物种丙表示小鱼，该种群营养级最高，所含能量最少
B．物种甲、乙、丙之间存在捕食关系
C．物种乙的数量突增，短时间内物种丙的数量会增加
D．物种甲在不同水深处，个体数量不同，主要受食物的影响
9．下列关于生态系统结构、功能以及稳定性的叙述，正确的是(　　)
A．物质循环的范围是生命系统的最高层次
B．生态系统达到相对稳定时不需要能量的输入
C．生态系统中的信息传递对所有捕食者来说都是有利的
D．一个越不容易被破坏的生态系统一旦被破坏后恢复起来越容易
10．下列有关生态系统功能的描述，不正确的是(　　)
A．与温带森林生态系统相比较，热带雨林生态系统中枯枝落叶分解的速率快
B．无机环境中的能量可以通过多种途径被生物群落反复利用
C．动物以尿作为存在或领域的一种标记，实质是向外传递化学信息
D．在草→松鼠→狐→山狮食物链中，如果松鼠要5 Km2的生活面积才能满足自身的能量需求，那么山狮的生活面积至少是125 Km2
11．螳螂捕蝉，黄雀在后。若黄雀的全部食物来自蝉和螳螂两种动物，且取食螳螂的比例占1/4，则在该食物网中，当绿色植物能量增加G千焦时，黄雀获得的能量最多增加(　　)
A．6G/125千焦 B．3G/125千焦
C．G/50千焦 D．G/550千焦
12．在一个光照和水肥充足的小岛上，各种植物生长茂盛。在树上有飞翔的小型益鸟、猫头鹰，地上有鼠、蛇及蛙等动物在活动，还有许多昆虫、真菌和腐烂的动植物尸体。下列对此说法错误的是(　　)
A．这个小岛能构成一个生态系统
B．小型益鸟是第三营养级
C．在该岛上的食物网中，猫头鹰获得能量最多的食物链是“草→鼠→蛇→猫头鹰”
D．这个小岛上营腐生生活的微生物是分解者
13．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．aC．c＝a＋b D．a>b＋c
14．关于生态系统，下列叙述错误的是(　　)
A．海洋对于调节大气CO2含量起重要作用
B．湿地生态系统有着丰富的种群基因资源
C．生物多样性越丰富，生态系统恢复力稳定性越高
D．营养级越高的生物体内含的重金属越多
15．有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是(　　)
A．生态系统中所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量
B．生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的
C．能量流动的特点是单向的、不循环的
D．能量流动是逐级递减的，传递效率是10%～20%
16．下列关于生态系统功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．能量流动是生态系统物质循环的动力
B．物质循环是生态系统能量流动的基础
C．并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递
D．信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节系统稳定性的作用
17．关于生态系统的说法，正确的是(　　)
A．生态系统中碳循环是能量循环流动的载体
B．植物光合作用固定的碳与植物呼吸作用释放的碳基本相等
C．增加各营养级生物的种类能提高生态系统抵抗力稳定性
D．生态系统中存在着物质循环和能量流动两个独立的过程
18．下图两类生物的生物量呈倒金字塔形的最可能原因是(　　)
A．在海洋生态系统中，鱼类因生物放大效应而变多
B．鱼类的食量大，使藻类所剩无几
C．海洋生态系统中有许多种鱼能直接固定光能
D．藻类的光合作用效率极高且繁殖快速，所以可以支持重量远大于自身的鱼类
19．下列关于种群、群落和生态系统的叙述正确的是(　　)
A．五点取样法适合调查灌木类树上蜘蛛的种群密度
B．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量
C．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类
D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息
20．下图表示有关生态系统各成分之间的关系。根据图中的信息，指出下列叙述正确的是(　　)
A．绿色植物固定的能量约为流入螳螂能量的100倍
B．其中蝉属于第二营养级即次级消费者
C．图中由捕食关系而形成的食物链共5条
D．这个生态系统的营养结构是指图中所有生物和光能
二、非选择题(共40分)
21．(8分)某生态系统仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群形成一定的营养结构，下表列出了各种群同化的能量。图1表示有关种群乙的能量变化，其中①～⑦表示能量值的多少。图2是种群乙10年内种群数量变化的情况，图中λ表示该种群数量是上一年种群数量的倍数。
种群
甲
乙
丙
丁
戊
同化能量
1.1×108
2×107
1.4×109
9×107
3.4×106
(1)写出该生态系统中的食物网______________________________。
(2)种群乙是该生态系统营养结构中的________，若甲的数量减少，戊的数量________(会或不会)发生明显变化。
(3)图1中________(数字)＝2×107，C表示____________________________。
(4)图2中________点的种群年龄组成是衰退型。
(5)乙种群中雌雄个体通过气味相互识别，这属于化学信息，说明________离不开信息传递。
22．(9分)2012联合国气候变化大会于2012年11月26日到12月7日在卡塔尔举行。低碳经济与绿色生活方式将再次引起人们的关注。根据下图回答问题：
(1)煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以CO2的形式进入大气圈。根据图1提出一项实现“低碳”承诺、减少温室效应的关键措施：____________________________。
(2)真核细胞产生CO2的场所有________________，绿色植物消耗CO2的场所是______________。
(3)若图1中的生物种群及相互间的食物关系如图2所示，设E种群总能量为1×1010 kJ；B种群总能量为2×108 kJ，D种群总能量是2.5×108 kJ，当A只捕食C时，能量传递效率按20%计算，则A的能量值是________。
(4)图3是该生态系统中能量流向蛙类后发生的一系列变化示意图。请据图回答相关问题：
图中的A表示蛙同化的能量，则C为________，D为________。当生态系统处于相对稳定状态时，蛙的种群数量一般处于________(填“K”或“K/2”)值，此时种群数量的增长速率为________。
23．(8分)生态学者对某弃耕荒地不同营养级的能量流动数值进行统计分析，结果如下表(单位：略)
营养级
同化能量
未被利用能量
分解者分解量
呼吸释放量
A
471.8
293
12.5
96.3
B
12.6
5
微量
7.5
C
70
36.5
2.1
18.8
(1)由表可知能量流动的特点是________，原因是下一营养级不能获得表中的________个方面的能量。
(2)据表分析第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。该荒地的群落演替类型为________。
(3)调查A中某生物的种群密度常用的方法是__________________，该方法的抽样原则是____________________。
(4)生产者的绿色吸引消费者前来捕食，这属于哪种类型的信息传递：________________；体现了信息传递的________作用。
24．(5分)下图是某草地生态系统中常见的一条食物链。请据图回答下列有关问题：
(1)绿色植物能通过光合作用将无机物合成有机物，用于自身的生长发育和其它生物需要，属于自养生物。在生态系统的组成成分中，绿色植物属于________。
(2)同一时间内聚集在此草地中各种生物种群的集合，在生态学上称为________。
(3)图中直接以植物为食的昆虫是________级消费者，属于第二营养级。
(4)各种动物所处的营养级并不是一成不变的，若图中的鹰也以青蛙为食，则鹰和蛇的种间关系为捕食和________。
(5)在一定时间内，此草地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，则A和B之间的关系是：A________B(填写“大于”、“等于”或“小于”)。
25．(10分)下图甲是一个草原生态系统的物质循环和能量流动示意图；图乙是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图。(图中a～e代表过程，A～C代表能量)。请据图回答：
(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径是________(填图中字母)，图中能量进入群落的途径主要是________(填生理过程)。其次可能有________(填生理过程)。
(2)为控制草原鼠害，对鼠的种群密度调查宜采用________法；若较长一段时间多次调查所获得的数据基本不变，说明该鼠种群的年龄组成为________型。某时期调查发现，该草原鼠种群的年龄组成如图丙，该鼠种群数量增加，这将直接导致________大量减少，使草原生态系统遭到严重破坏。
(3)狼能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕，可见狼和鼠种间数量保持相对稳定的调节属于________。
(4)图乙中B的含义为________；B的能量除图中所示去路外，还有一部分是________。若A中能量为1.6×109 kJ，B中能量为1.4×109 kJ，某种天敌同化的能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中从鼠到其天敌的能量传递效率为________。
参考答案
一、选择题(每小题3分，共60分)
1．【解析】　生态系统的功能包括能量流动，物质循环和信息传递三方面。①是生态系统能量流动的描述，②是生态系统的营养结构的描述，③是生态系统信息传递的描述，④是生态系统物质循环的描述；所以选B。
【答案】　B
2．【解析】　依题意并结合图示分析可知，D为生产者。若使A贮存的总能量最少，应按最低传递效率、最长的食物链即D→E→C→A计算。据此计算得A贮存的总能量最少为：(7.1×109×10%－2.3×108)×10%×10%＝4.8×107 kJ。
【答案】　B
3．【解析】　食物链和食物网是生态系统的营养结构，营养结构越复杂，生态系统的自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，而图中G、H和C可构成一条食物链，A项正确；由G到H的能量传递效率为(18.8＋29.3＋2.1＋12.6)÷(18.8＋29.3＋2.1＋12.6＋96.3＋293.1＋12.5)＝13.51%，B项正确；生物群落是由该生态系统中的所有生物构成，而G是生产者，H和C为消费者，没有分解者，C项错误；H为植食性动物，属于初级消费者，包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系，D项正确。
【答案】　C
4．【解析】　分析图示可知，①表示光合作用，②③分别表示动植物的呼吸作用，④表示动物的摄食，⑤⑥⑦表示微生物的分解作用，⑧表示化学燃料的燃烧。生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，所以，图中与生态系统抵抗力稳定性密切相关的标号为④，B项正确，A、C、D三项均错误。
【答案】　B
5．【解析】　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正确。生态系统相对稳定时能量的输入＝输出(散失)；B错误；生态系统维持相对稳定离不开信息传递，故C正确；负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定，故D正确。
【答案】　B
6．【解析】　流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，A正确；调查田鼠种群密度时设该地的田鼠种群密度为X，第一次捕获并标志数为N，第二次捕获数为M，其中被标记数为m，则有：X/N＝M/m，X＝M/m×N，若标记的田鼠部分被蛇捕食，即m变小，故导致估算结果偏大，B错误；动物同化能的去向主要大部分通过呼吸作用以热能形式散失，少量用于生长、发育、繁殖，C正确；蛇与田鼠存在捕食关系，这一种间关系通过负反馈调节，有利于维持生态系统的稳定，D正确。
【答案】　B
7．【解析】　生态系统主要功能：物质循环、能量流动和信息传递，A正确。生态系统的信息传递能够调节种间关系，维持生态系统稳定，与生命活动正常进行以及种群繁殖密切相关，B正确。如果运用人工性外激素诱捕害虫，可以让能量多流向农产品或畜产品，为运用信息传递防止害虫的例子，C正确。海棠素使多数动物避开金丝桃，传递给动物相关信息进行自我保护，调节种间关系，为信息传递，D错。
【答案】　D
8．【解析】　小鱼为最高营养级，所含能量最少，数量最少，故丙表示小鱼，A正确。甲、乙、丙分别为硅藻、虾、小鱼，虾以硅藻为食物，小鱼以虾为食物，B正确。物种乙虾的数量突增，短时间内物种丙小鱼食物充分，数量会增加，C正确。物种甲硅藻在不同水深处，个体数量不同，主要受光强影响光合作用，D错。
【答案】　D
9．【解析】　物质循环的范围是生命系统的最高层次，即生物圈，A正确。任何生态系统在任何阶段都需要能量的输入，因为能量流动是单向的，递减的，B错。生态系统中的信息传递对所有捕食者来说并不都是有利的，C错。一个越不容易被破坏的生态系统说明其自我调节能力强，其生物种类繁多，营养结构一定复杂，所以一旦被破坏后恢复起来越困难，D错。
【答案】　A
10．【解析】　与温带森林生态系统相比较，热带雨林生态系统中分解者数量相对较多，因而枯枝落叶分解的速率快，A项正确；生态系统中的能量流动遵循单向流动、逐级递减的特点，无法实现反复利用，B项错误；尿液具有挥发性，动物以尿作为存在或领域的一种标记，实质是向外传递化学信息，C项正确；在草→松鼠→狐→山狮食物链中，如果松鼠要5 Km2的生活面积才能满足自身的能量需求，那么山狮的生活面积至少是5×5×5＝125 Km2，D项正确。
【答案】　B
11．【解析】　若黄雀的全部食物来自蝉和螳螂两种动物，且取食螳螂的比例占1/4，则取食蝉的比例为3/4。当绿色植物能量增加G千焦时，求黄雀获得的能量最多增加值应按20%计算，假设黄雀最多获得能量为X，黄雀取食螳螂的比例占1/4，则从食物链绿色植物→蝉→螳螂→黄雀获得能量增加值＝X×1/4÷20%÷20%÷20%＝125X/4；取食蝉的比例为3/4，则从食物链绿色植物→蝉→黄雀获得能量增加值＝X×3/4÷20%÷20%＝75X/4，则125X/4＋75X/4＝G，X＝G/50千焦，故C正确。
【答案】　C
12．【解析】　猫头鹰获得能量最多的食物链应该是草→鼠→猫头鹰；小型益鸟以虫为食，虫为第二营养级，故小型益鸟为第三营养级。
【答案】　C
13．【解析】　流经生态系统的总能量是生产者固定的能量，生态系统中各种生物总会通过细胞呼吸散失热能，是生态系统的能量减少，所以三者关系为a>b＋c，D正确。
【答案】　D
14．【解析】　海洋对于调节大气CO2含量起重要作用，A正确；湿地生态系统生物多样性丰富，有着丰富的种群基因资源，B正确；生物多样性越丰富，生态系统抵抗力稳定性越高，生态系统恢复力稳定性越低，C错误；由于生物富集作用，营养级越高的生物体内含的重金属越多，D正确。
【答案】　C
15．【解析】　生态系统中所固定的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量，A错误；生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的，B正确；能量流动的特点是单向的、不循环的，C正确；能量流动是逐级递减的，传递效率是10%～20%，D正确。
【答案】　A
16．【解析】　能量流动是生态系统物质循环的动力，A正确；物质循环是生态系统能量流动的基础，B正确；所有生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递，C错误；信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节系统稳定性的作用，D正确。
【答案】　C
17．【解析】　生态系统中物质是能量的载体，A错误；植物光合作用固定的碳与各类生物呼吸作用释放的碳总量基本相等，B错误；增加各营养级生物的种类能提高生态系统抵抗力稳定性，C正确；生态系统中存在着物质循环和能量流动两个相对独立的过程，D错误。
【答案】　C
18．【解析】　藻类的光合作用效率极高且繁殖快速，总能量比较多，后面的营养级获得的能量也多，可以支持重量远大于自身的鱼类，故选D。
【答案】　D
19．【解析】　蜘蛛的活动能力强，活动范围广，常采用标记重捕法调查种群密度，A错误；输入森林生态系统的总能量远远大于生产者积累有机物的能量总和，B错误；就食性而言，杂食性鸟类食物来源较多，则数量波动小于其他食性的鸟类，C正确；变色龙变化体色，主要是保护自己免受天敌的捕食，D错误。
【答案】　C
20．【解析】　在该食物链中，螳螂属于第三营养级，因此生产者的能量最多是螳螂的100倍，故A正确；蝉属于第二营养级，初级消费者，故B错误；图中共有一条食物链，故C错误；生态系统的营养结构包括食物链和食物网，故D错误。
【答案】　A
二、非选择题(共40分)
21．(8分)【解析】　(1)因为在生态系统中能量流动是单向流动、逐级递减的，并且营养级间的传递效率在10%～20%之间，由数据可知丙含能量最多是生产者，甲和丁次之应属于第二营养级，乙是第三营养级，戊是第四营养级。食物链从生产者开始，到最高营养级戊，详细见答案。(2)由第(1)问分析可知乙是第三营养级，如果甲数量减少，戊因为有另外的食物来源，且甲减少后丁的数量会增多，所以戊数量不会发生明显变化。(3)在图1中A是摄入量，B是同化量，数值2代表，因此是2。D是呼吸散失的热量，C是用于自身生长发育和繁殖的能量，E是流向分解者的能量。(4)衰退型年幼个体所占比值比较少，种群数量是下降的。图中的λ表示该种群数量是上一年种群数量的倍数，当数值小于1时，说明种群数量比原来少，即c和d点代表衰退型。(5)种群需要信息传递，说明种群的繁衍离不开信息传递，该题考查信息传递的作用，较简单。
【答案】　(1)
(2)第三营养级　不会
(3)②　用于生长发育繁殖的能量
(4)c、d
(5)种群繁衍
22．(9分)【解析】　(1)温室效应形成的原因是：化学燃料短时间内大量燃烧，使大气中CO2含量增加、打破了碳循环的平衡。因此要减少温室效应，就要从减少CO2的排放与增加CO2的吸收方面采用可行的措施：如保护植被，大力植树造林；控制(减少)化学燃料的燃烧，减少CO2的排放量；开发水能、太阳能等新能源等。(2)真核细胞在有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段都会有CO2的产生，其场所分别为线粒体基质和细胞质基质。绿色植物进行光合作用时，在叶绿体基质进行的暗反应需要消耗CO2。(3)分析图2可知，E为生产者，A、B、C、D均为消费者。设E种群总能量为1×1010 kJ，B种群总能量为2×108 kJ，D种群总能量是2.5×108 kJ，当A只捕食C时，能量传递效率按20%计算，则A的能量值是(1×1010×20%－2×108－2.5×108)×20%＝3.1×108 kJ。(4)图中的A表示蛙同化的能量，则C为分解者利用的能量，D为通过呼吸作用散失的能量。当生态系统处于相对稳定状态时，蛙的种群数量一般处于环境容纳量，即K值，此时种群数量的增长速率为0。
【答案】　(1)保护植被，大力植树造林；控制(减少)化学燃料的燃烧，减少CO2的排放量；开发水能、太阳能等新能源
(2)线粒体、细胞质基质　叶绿体基质
(3)3.1×108 kJ
(4)分解者利用的能量　通过呼吸作用散失的能量　K　0
23．(8分)【解析】　(1)由表可知，下一营养级因不能获得表中的未被利用能量、分解者分解量、呼吸释放量这3个方面的能量，因而能量流动的特点是逐级递减。(2)据表分析第二营养级到第三营养级的能量传递效率为12.6/70＝18%。该荒地的群落演替类型为次生演替。(3)A为生产者，调查其中某生物的种群密度常用的方法是样方法，应做到随机取样。(4)生产者的绿色吸引消费者前来捕食，这属于生态系统中物理信息的传递；体现了信息传递的调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定作用。
【答案】　(1)逐级递减　3
(2)18%　次生演替
(3)样方法　随机取样
(4)物理信息　调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
24．(5分)【解析】　(1)在生态系统的组成成分中，绿色植物属于生产者。(2)生物群落是同一时间内聚集在此草地中各种生物种群的集合。(3)图中直接以植物为食的昆虫是初级消费者，属于第二营养级。(4)各种动物所处的营养级并不是一成不变的，若图中的鹰也以青蛙为食，则鹰和蛇的种间关系为捕食和竞争。(5)由于能量在食物链中流动时逐级递减，因此A和B之间的关系应是A大于B。
【答案】　(1)生产者　(2)群落　(3)初　(4)竞争　(5)大于
25．(10分)【解析】　(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径是d呼吸作用；能量进入群落的途径是a绿色植物的光合作用和化能合成作用。(2)种群密度的调查方法有样方法和标志重捕法，其中标志重捕法适用于调查活动能力强、活动范围广的动物(如鼠)的种群密度。若多次调查所获得的数据基本不变，说明该鼠种群的数量保持相对稳定，因此其年龄组成为稳定型。图丙属于增长型，说明该鼠种群数量会逐渐升高，这将直接导致牧草被大量捕食，使草原生态系统遭到严重破坏。(3)狼能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕，狼和鼠种间数量保持相对稳定的调节属于负反馈调节，它是生态系统稳定性的基础。(4)由以上分析可知图乙中B表示鼠用于生长、发育和繁殖的能量；某一营养级(最高营养级除外)的去向：自身呼吸消耗、流向下一个营养级、分解者分解利用、未被利用，因此B的能量除图中所示去路外，还有一部分未被利用。
【答案】　(1)d　光合作用　化能合成作用
(2)标志重捕法　稳定　牧草
(3)负反馈调节
(4)用于鼠生长发育和繁殖的能量　未被利用的能量　15%
第五章 生态系统及稳定性
章末测试卷B
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题　共45分)
一、选择题(共30小题，每小题1.5分，共45分，在每小题给出的4个选项中，只有1项是符合题目要求的)
1．物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列说法与事实不符的(　　)
A．物质循环是能量流动的基础，能量流动是物质循环的动力
B．生态系统各个生物之间的信息传递是双向进行的
C．生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递
D．生态农业利用了能量多级利用的原理，提高了能量在各营养级间的传递效率
2．下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是 (　　)
A．图中所含的食物链为捕食食物链
B．这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C．旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D．旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
3．如图所示为物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之间的信息传递方向是 (　　)
A．信息只能由A传递给B B．信息只能由B传递给A
C．A与B之间可以相互传递信息 D．A与B之间不能相互传递信息
4．下图为自然界碳循环的示意图，图中与生态系统抵抗力稳定性密切相关的标号为(　　)
A．②③　　 B．④　　
C．⑥　　 D．⑤⑦
5．生态系统的自我调节能力，对于维护生态系统的稳定起着关键作用。这是通过(　　)
A．种群密度有一定规律性的变化而实现的
B．群落与无机环境之间的物质循环而实现的
C．生态系统内部的反馈机制来实现的
D．人工进行的绿化和环境保护来实现的
6.右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，箭头表示碳传递方向，字母表示碳传递途径。下列各项叙述不正确的是(　　)
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．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是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，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e
7．关于土壤微生物的叙述，错误的是(　　)
A．土壤微生物参与生态系统的物质循环
B．土壤微生物可作为生态系统的分解者
C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用
D．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者
8.如图食物网中有三种生物分别为A、B、C，假设能量传递效率为10%～20%，要使B获得能量最多，下列正确的是(　　)
A．A→B的传递效率为20%，A→C的传递效率为20%
B．A→B的传递效率为10%，A→C的传递效率为10%
C．A→B的传递效率为20%，A→C的传递效率为10%
D．A→B的传递效率为10%，A→C的传递效率为20%
9．下图中的甲、乙、丙分别表示一个食物链中不同营养级间能量的最高传递效率，它们之间的关系是(　　)
生产者初级消费者次级消费者三级消费者
A．甲＝丙＋乙　　　　　 B．甲<乙<丙
C．甲＝乙＝丙 D．甲>乙>丙
10．如图为一个生态系统示意图，有关选项正确的是(　　)
A．从生态学观点看，图中各种生物共同构成生态系统
B．图中仅有5条食物链
C．细菌在该生态系统中属于分解者
D．细菌在食物链中占据了若干个营养级
11．用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是(　　)
12．下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
13．关于生态成分中的生物部分的不正确叙述是(　　)
A．生产者属自养型真核生物
B．消费者是异养型生物
C．分解者不仅限于腐生细菌和真菌
D．生产者、消费者和分解者三者紧密联系
14．若甲、乙、丙三个生态系统中的生产者都固定一样多的太阳能，甲中有生产者和初级消费者，乙比甲多一个次级消费者，丙比乙多一个三级消费者。在相同的环境条件下，比较三个生态系统的生物含有的总能量，下列正确的是(　　)
A．甲>乙>丙 B．甲>乙＝丙
C．甲＝乙＝丙 D．甲<乙<丙
15．某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是(　　)
A．这种甲虫与落叶林之间为捕食关系
B．这种甲虫属于次级消费者
C．这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用
D．这种甲虫在能量金字塔中位于底部
16．下面关于生态系统功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．能量流动是生态系统的动力
B．物质循环是生态系统的基础
C．并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递
D．信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节系统稳定性的作用
17．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是(　　)
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
18．下列现象中，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，引诱昆虫前来并将其捕食
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：鸟类的求偶炫耀
D．“我的地盘”——美洲猎豹：撤尿标记自己的领地
19．研究人员在甲、乙两个不同的生态系统调查后，发现两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。如果其他的因素都一样，则下列叙述正确的是 (　　)
A．甲、乙两个生态系统消费者的总能量都小于生产者的总能量
B．甲生态系统消费者的总能量小于生产者的总能量，但乙生态系统则相反
C．乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者的总能量
D．甲生态系统的消费者总能量大于乙生态系统的消费者的总能量
20．下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是 (　　)
A．甲乙丁丙 B．丁甲乙丙
C．甲→乙→丙→丁 D．甲乙丙丁
21．下表是对一个相对封闭的生态系统中几个种群(存在着营养关系)的能量调查结果：
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量(107kg·m－2)
2.50
13.30
9.80
0.28
220.00
下图①～④是根据该表数据做出的一些分析，其中与表中数据不相符合的是(　　)
A．①③　　 B．②③　　
C．②④　　 D．①④
22．近几年国家投入巨资植树造林，大大提高了植被的覆盖率，在生态保护等方面取得了一定成就，但绝大多数的人工林，远看一片绿，近看一片黄(地表植被极少)。有些专家指出：大面积的人工林，树多了但森林生态功能却衰退了，是表面绿化，是“绿色沙漠”。下列对“绿色沙漠”的看法不正确的是 (　　)
A．该群落的结构单一，垂直分层现象不明显
B．该系统抵抗力稳定性比自然林强
C．动植物种类稀少，生物多样性水平极低，易遭病虫害
D．单一树种因树龄、高矮接近，生长密集，导致地表植被缺乏，易发生水土流失
23．假设动物“沟通”的定义是：发信息者发出信息以改变接收信息者的行为。则下列不属于“沟通”的是(　　)
A．亲鸟假装翅膀受伤，以吸引天敌的注意，使其远离雏鸟
B．捕食性萤火虫模拟他种萤火虫的发光信号，以吸引该种雄虫前来，将之捕食
C．母土拨鼠发出警告叫声，使小土拨鼠及时躲避天敌
D．老鼠在草丛中跑动的声音，吸引了天敌的注意
24．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
25．森林枯枝落叶层中可发现多种生物，其中属于初级消费者的是(　　)
A．白蚁　　 B．蚯蚓　　
C．蜘蛛　　 D．蛇
26．我们经常在媒体上看到“生态平衡”的概念，下列关于“生态平衡”和“生态系统稳定性”的叙述中，不正确的是(　　)
A．生态平衡是生态系统发展到一定阶段，生态系统保持其结构与功能的稳定状态
B．生态系统的稳定性是生态系统具有的保持和恢复其结构与功能相对稳定的能力
C．生态系统的自我调节能力是生态系统稳定性和生态平衡的基础
D．生态平衡与生态系统的稳定性没有关系
27．假设如下图所示食物网中水稻固定的太阳能为N，能量传递效率为10%，则人类获得的能量(　　)
A．等于10－2N B．少于10－2N
C．少于10－1N D．多于10－1N
28．下图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。相关叙述中，正确的是(　　)
A．生态系统中能量流动是单向的，原因是每个营养级均有部分能量随呼吸作用散失
B．生产者可以通过光合作用将光能固定在含碳有机物中
C．次级消费者无捕食者，因此同化的能量较多
D．图中①代表初级消费者的尸体、残落物、粪便等中的能量
29．以下生态系统信息传递的应用或实例中，属于化学信息传递作用的是(　　)
①当蜜蜂散失时，雌蜂(蜂王)能分泌一种“聚集激素”，最后把所有的蜜蜂聚集在它的周围
②蜜蜂采花酿蜜，当少数蜜蜂发现蜜源后，就能很快把几里路外的蜂群都引来采集花蜜，到蜜囊装满仍返回原地，而不迷失方向，就是因为蜜蜂分泌的“追踪激素”
③当个别兵蚁发现敌害时，立即向体外释放一种“告警激素”向同伴告警，从而保护种群
④养鸡时在保证营养供应的基础上，可以通过控制光照时间提高鸡的产蛋率
⑤用一定频率的声波、磁场、光辐射处理谷物、蔬菜作物及树木等的种子，可提高其发芽率，获得高产
⑥利用装有性激素的诱捕器来捕获害虫，预测、预报短期害虫发生的时间和范围，以预防害虫大面积发生
A．①②③⑥ B．①②④⑥
C．①④⑤⑥ D．①②③④
30.如图为某食物网，则下列正确的叙述有(　　)
A．图中共有7条食物链
B．图中成分加上细菌、真菌即为生物群落
C．若能量传递效率为20%，D每增重1 g，则A被消耗25 g
D．当E减少时，短期内H的数量将保持稳定
第Ⅱ卷(非选择题　共55分)
二、非选择题(共55分)
31．(9分)请据图回答几个有关生态系统的问题：
(1)图1是生态系统碳循环示意图，图中________(填字母)是生态系统的主要成分。
(2)图2的食物链中，②/①的比值代表________(生物之间)的能量传递效率，③和④分别属于________和________(生物)的同化量的一部分。
(3)图2的食物链中，草为兔提供了可以采食的信息，狼能够依据兔留下的气味去猎捕，兔同样也可以依据狼的气味或行为特征去躲避猎捕，这说明了信息的作用是______________________________。正常情况下，草、兔、狼的数量会在一定范围内波动，这是通过____________调节机制来实现的。
32．(9分)低碳经济是以“尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体(二氧化碳)排放”为核心的新型经济。请依据碳循环模式图分析低碳经济的生态学原理。
(1)地球上最活跃的碳循环主要以________形式发生于________碳库和________碳库之间。
(2)现代工业出现之前大气圈碳库长期处于稳态，主要原因是______________________ ______________。
(3)现代工业生产造成温室效应的主要原因是____________。
(4)人类要给正在“发烧”的地球“退烧”，除了发展低碳经济外，还应积极采取________等措施。
33．(9分)某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级，一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3.56
12.80
10.30
0.48
226.50
回答下列问题：
(1)请画出该生态系统中的食物网。
(2)甲和乙的种间关系是________；种群丁是该生态系统生物组分中的________。
(3)一般来说，生态系统的主要功能包括________、________，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在________和________之间的循环主要以CO2的形式进行。
34．(9分)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。
(1)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。
(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B。实验时A不做处理(自然状态)；B用塑料袋包好，放在60℃的恒温箱中灭菌1小时。B处理的目的是_________________________________________________
________________________________________________。
(3)第(2)问中实验的自变量是__________________________，因变量是________________________________
_____________________，无关变量是__________________________(至少写出两点)。
(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶____________________________。
(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预期结果在上图中绘出相应的曲线。
35．(9分)如图1是某生态系统的能量流动图解，图中数值的单位为kcal(m2·a)。图2是某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网，某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群爆发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。请回答问题：
(1)图1中第二营养级的能量流入第三营养级的传递效率约为________%(保留一位小数)。
(2)图1数据反映出该生态系统的生物群落没有演替到相对稳定的阶段，判断依据是能量输入________(填“大于”、“等于”或“小于”)能量输出。
(3)图2所示食物网中，植物中的能量能通过________条食物链传递给鹰；鹰所处的营养级是________；兔和人的种间关系是________；鼠疫杆菌与人的种间关系是________。
(4)通常情况下，鼬对鼠种群数量的影响____________(填“大于”、“小于”或“等于”)寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(5)生长在该岛上的蘑菇体内储存的能量________(填“能”或“不能”)传递给植物。
36．(10分)如图表示生态系统部分物质的循环，A、B、C、D构成群落，a～j表示物质循环的过程。请据图回答问题。
(1)若此图为碳循环过程，则a过程是________。碳在生物群落内以________形式进行传递，该过程包括________(填字母)。
(2)图中的食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种某些个体的行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息，这说明信息传递在生态系统中的作用是______________________________
________________________。
(3)若第二营养级的生物具有食用和药用价值，则说明生物多样性具有________价值。
(4)若进行上述物质循环的自然生态系统被开发成为农田生态系统，则其群落的演替方式是________。
若农作物所固定的太阳能总量为m kJ，那么图中最高营养级所获得的能量为________kJ。
参考答案
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题　共45分)
一、选择题(共30小题，每小题1.5分，共45分，在每小题给出的4个选项中，只有1项是符合题目要求的)
1．[答案]　D
[解析]　本题主要考查生态系统的物质循环、能量流动和信息传递。物质循环是能量流动的基础，能量流动是物质循环的动力；生态系统的反馈调节中，信息传递具有很重要的意义；生态农业利用了物质循环利用、能量多级利用的原理，提高了能量利用率，但没有提高能量传递效率。
2．[答案]　D
[解析]　从图中可以看出，植物数量增加，旅鼠和旅鼠的天敌的数量也随之增加，可推知图中所含的食物链为捕食食物链，A项正确；分析已知条件，此生态系统相对稳定，可知这些生物的数量将不会有太大的变化，均围绕各自的K值上下波动，B项正确；旅鼠的种群数量主要受食物及天敌数量的影响，C项正确；旅鼠的天敌增多，使旅鼠数量减少，又影响其天敌数量并导致天敌数量减少，这种负反馈调节能维持生态系统的相对稳定，D项错误。
3．[答案]　C
[解析]　分析题图可以得出A、B之间是捕食关系，即B捕食A。具有捕食关系的生物之间是可以相互传递信息的。
4．[答案]　B
[解析]　生态系统自我调节能力的大小取决于其营养结构的复杂程度。
5．[答案]　C
[解析]　生态系统具有自我调节和自我修复的能力，在受到外来干扰后，能通过自身的调节而维持其相对稳定的状态。这种自动调节的能力是通过生态系统内部的反馈机制来实现的。
6.[答案]　D
[解析]　据图分析可知：a代表绿色植物通过光合作用合成的有机物，b代表绿色植物呼吸作用消耗的有机物，c代表动物同化的有机物，e代表绿色植物流向分解者的有机物。在夏季，植物光合作用合成的有机物除了上述去路外，还应有一部分留在植物体内即未被利用的有机物。故a>b＋c＋e。
7．[答案]　D
[解析]　土壤中的微生物可将动植物残骸(包括秸秆)中的有机物分解成无机物，属于分解者；这些无机物进入无机环境后，可被农作物吸收利用，重新回到生物群落，因此土壤微生物参与了生态系统的物质循环；硝化细菌可进行化能合成作用，属于自养生物，是生产者。
8.[答案]　A
[解析]　要使获得能量最多，A→B的传递效率应最大，A→C的传递效率也要最大，保证A被C摄食的数量相对少些，使B获得最多的能量。
9．[答案]　C
[解析]　食物链中不同营养级间的能量最高传递效率是相等的。
10．[答案]　C
[解析]　细菌属于分解者，不属于食物链的环节，因此不能算是营养级。图中的食物链只有一条，所有生物组成生物群落而不是生态系统。
11．[答案]　B
[解析]　由于一棵栎树可以为较大数量的昆虫提供食物，而第三营养级的每个个体都以大量昆虫为食，一只蛇也需要以较多第三营养级个体为食，故数量金字塔中第二营养级大于第一、三营养级，第三营养级大于第四营养级，B符合。
12．[答案]　C
[解析]　能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1 250 kJ，A正确；从乙到丙的能量传递效率为30÷200＝15%，B正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传递效率，C错误；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。
13．[答案]　A
[解析]　本题主要考查生产者、消费者、分解者的概念及三者关系，此外，还涉及细胞结构、代谢类型等知识；解题时要依据生产者、消费者、分解者的概念逐一分析哪一选项不正确。生产者包括植物和能进行化能合成作用的细菌(如硝化细菌等)，其中细菌是原核生物。
14．[答案]　A
[解析]　在一个生态系统中，营养级越多，消耗和散失的能量越多，因此甲生态系统的生物含有的总能量最高。
15．[答案]　C
[解析]　某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，说明甲虫是分解者，故A、B、D均错误。
16．[答案]　C
[解析]　本题考查生态系统的基本功能及其在生态系统中的作用。任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递的作用，这三者是生态系统的基本功能。能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，而信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。信息传递的作用与能量流动和物质循环一样，把生态系统各组成成分联系成一个整体，并且具有调节生态系统稳定性的作用。
17．[答案]　C
[解析]　小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食，聚积信息素属于化学信息。榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象，这种化学物质也属于化学信息。群居动物通过群体气味与其他群体相区别，气味属于化学信息。雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊，声波属于物理信息。
18．[答案]　C
[解析]　孔雀开屏进行求偶炫耀属于行为信息。
19．[答案]　A
[解析]　能量流动的特点是单向传递、逐级递减。故无论哪种生态系统中，消费者的总能量都小于生产者的总能量。根据题中信息，无法比较甲和乙中消费者的总能量。
20．[答案]　A
[解析]　图中甲同化的有机物的量占85%，乙占7%，丙占6%，丁占2%，由此推知甲为第一营养级，乙、丙为第二营养级，丁为第三营养级。
21．[答案]　A
[解析]　从表格中看出乙与丙为同一营养级(其能量不符合10%～20%的传递效率)，故其食物链为：戊乙甲丁丙，能量金字塔如图②所示。图③中两曲线为捕食关系，而从食物链中看出乙与丙不是捕食关系，而具有竞争关系(二者有共同的食物——戊)。当除去甲与丁后，乙、丙大量繁殖，竞争加剧。可能有一个种群在竞争中被淘汰，如图④，综上所述，不能与表中数据符合的是①③。
22．[答案]　B
[解析]　人工林由于其动植物种类少，营养结构简单，故自我调节能力差，其抵抗力稳定性比自然林弱。
23．[答案]　D
[解析]　根据题干中对动物“沟通”的定义，老鼠在草丛中跑动的声音，并不是用来改变接收信息者的行为。
24．[答案]　B
[解析]　衡量生态系统稳定性的一个重要方面是该生态系统在一定时间内能否保持自身结构和功能的相对稳定。生态系统要有一定的结构和功能，则必须有生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量等成分，能进行能量流动和物质循环。生态系统中能量的来源是阳光，都要输入太阳能。故制作的小生态瓶与自然生态系统相比的特殊性表现在密闭而不开放，避免外界其他因素的干扰。
25．[答案]　A
[解析]　蜘蛛、蛇都是捕食昆虫生活，肯定不是初级消费者；白蚁是啃食木材，由其体内的鞭毛虫分解消化纤维素，再吸收利用，通过这样一种特殊的共生关系，来维持白蚁的生存，故白蚁属于初级消费者。蚯蚓是以土壤中的落叶烂根为食，经其初步消化分解为简单的有机质后进入土壤。一般把蚯蚓归入分解者。因此，本题答案为A。
26．[答案]　D
[解析]　“生态平衡”的概念是当前我国和国际社会广泛关注的问题。该题的前三项准确地表达了“生态平衡”、“生态系统的稳定性”以及生态系统的“自我调节能力”三者之间的关系，而D项的表述是不正确的。
27．[答案]　C
[解析]　由题中食物网可找出三条食物链：①水稻→人；②水稻→奶牛→人；③水稻→鸭子→人。由能量传递效率分别计算三条食物链中人获得能量理论上最大为：10－1N、10－2N、10－2N。那么通过三条食物链人所获得的能量值应在10－2N～10－1N之间。
28．[答案]　B
[解析]　生态系统中能量流动是单向的，原因是食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；各营养级通过呼吸作用产生的热能散失了，因此能量流动是逐级递减的。初级消费者粪便中的能量，应包含在由生产者指向分解者的箭头中。
29．[答案]　A
[解析]　生态系统中的信息包括：物理信息、化学信息和行为信息。动物通过特殊行为在同种或异种之间传递信息，这种行为特征称为行为信息。例如，蜜蜂的圆形舞和“8”字摆尾舞等。生物在生命活动中产生的可以传递信息的化学物质叫做化学信息，有机酸、生物碱、性外激素等。生态系统中的光、声、温度、湿度、磁
力等，这些通过物理过程来传递的信息，称为物理信息，④和⑤属于物理信息；其余的①②③⑥都属于化学信息。
30.[答案]　D
[解析]　数一个食物网中食物链的条数，要从第一营养级数起，到最高营养级为止，且从一侧顺次数起能做到不重复不遗漏，根据上述原则，本食物网中共有食物链6条；群落是一定区域内各种生物种群的总和，图中即使加上细菌、真菌也不能代表该区域内的全部生物；图示食物网相对比较复杂，当E减少时，其他营养级上的生物可以相互补充，因而短期内H的数量仍将保持稳定。
第Ⅱ卷(非选择题　共55分)
二、非选择题(共55分)
31．(9分)[答案]　(1)A
(2)兔→狼　草　兔
(3)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定　负反馈
32．(9分)[答案]　(1)CO2　大气圈　生物
(2)植物通过光合作用从大气中吸收碳(CO2)的速率与通过动植物的呼吸和微生物的分解作用将碳(CO2)释放到大气中的速率大体相等
(3)化学燃料的燃烧使大气中的CO2的浓度增大
(4)植树造林
[解析]　本题考查物质循环中的碳循环。碳主要以CO2形式在生物群落与大气中的碳库中循环。现代工业生产中，由于化学燃料的大量燃烧导致温室效应。现代工业出现之前，生产者、消费者的呼吸作用和分解者分解有机物释放出来的CO2与生产者吸收的CO2能够达到一种动态平衡。缓解温室效应的措施主要有：开发新能源，大量植树造林等。
33．(9分)[答案]　(1)
(2)捕食　消费者
(3)物质循环　能量流动　生物群落　无机环境
[解析]　(1)根据能量传递的效率为10%～20%来看，丙与乙的百分比远远大于20%，可推出它们应该位于同一营养级；戊与乙＋丙之间的能量传递率、乙＋丙与甲之间有能量传递率、甲与丁之间的能量传递率均在10%～20%之间，综合起来，可以绘制出该生态系统的食物网为：。(2)根据能量传递之间的关系，甲捕食乙，二者之间构成捕食关系；种群丁捕食甲，属于消费者。(3)生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递等功能，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，而生物之间主要是以有机物的形式进行的。
34．(9分)[答案]　(1)单一变量　对照
(2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变
(3)土壤微生物(作用)的有无　落叶的腐烂程度　土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小等(写出两点即可)
(4)腐烂程度小于A组　(5)如图
[解析]　由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则，所以应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH、落叶的种类和大小等。 在绘制曲线时，应注意以下几点：①明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；②两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；③由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度较C组快；④随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是由慢到快。
35．(9分)[答案]　(1)11.3　(2)大于
(3)4　第三和第四营养级　竞争与捕食　寄生
(4)大于　增强　(5)不能
[解析]　(1)图1中第二营养级的能量流入第三营养级的传递效率约为380/3370≈11.3%。(2)图1所示生态系统中，输入能量为第一营养级所固定的太阳能20810，输出能量为4600＋11980＋1890＋316＋13＝18799，所以输入能量大于输出能量，其中生物群落会变得更复杂。(3)植物中的能量传递给鹰的食物链有：①植物→鼠→鼬→鹰；②植物→兔→鼬→鹰；③植物→鼠→鹰；④植物→兔→鹰，共4条。鼠疫杆菌寄生在人体内。(4)鼬为鼠的天敌，其影响大于跳蚤。大量捕杀鼬后，会导致鼠的数量增多，种内斗争增强。(5)蘑菇属于分解者，其体内储存的能量最终以热能的形式散失。
36．(10分)
[答案]　(1)光合作用和化能合成作用　含碳有机物　b、c、d、e、f　(2)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定　(3)直接　(4)次生演替　m～m
课题
第一节 生态系统的结构
设计教师
时间
课型
新授课
课时
1
教学
目标
举例说明什么是生态系统？
讨论某一生态系统的结构
尝试构建生态系统的结构模型
重点
难点
讨论某一生态系统的结构
说明生态系统是一个整体
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第五章 第1节： 生态系统的结构
引言：
一、自主学习
一、生态系统的概念
二、生态系统的范围
生态系统的结构
一、生态系统的组成成分
生物的物质和能量：
生产者：
消费者：
分解者：

2、生产者、消费者和分解者的关系
在生态系统中主要的成分是生产者
生物赖以生存的不可缺少的是非生物的物质和能量
能加快生态系统的物质循环的成分是消费者
把有机物归还到无机环境中的成分是分解者
生物成分上实际上三者紧密联系，缺一不可
二、食物链和食物网
（1）食物链：
营养级： 中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和。
生产者属于第一营养级，如绿色植物
初级消费者属于第二营养级，如以植物为食的昆虫
次级消费者属于第三营养级
三级消费者属于第四营养级
四级消费者属于第五营养级
（2）食物网：许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构
（3）食物链和食物网的意义：
①错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。
②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
③一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
学生通过阅读教材自主完成
结合书上池塘生态系统的插图，小组讨论并总结
第5章 生态系统及其稳定性
本章规划
生物学的进展，一般被人们概括为微观和宏观两个方面。在宏观方面，生态学的发展非常引人注目，是当今最受人们重视的研究领域之一。从学生个人的发展来看，有关学习内容，对于学生理解生命系统的本质、理解生命科学，以及系统论的思维方式的训练、生态意识的形成都是很重要的。从科学与社会的关系角度看，对生态系统的研究对于解决目前人类所面临的许多全球性资源与环境问题，具有十分重要的意义。因此，本章内容在本模块中具有非常重要的地位。
本章包括“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”“生态系统的物质循环”“生态系统的信息传递”“生态系统的稳定性”五节内容，第1节和第4节可各用1课时教学，其余各节都可用2课时，其中第3节的探究实验用0.5课时进行组织、准备，具体实验主要利用课外时间进行，第5节的制作活动用1课时。
“第4章种群和群落”探讨的主要是生态系统中生物群体的变化，而在本章，则既要继续研究生物与生物之间的关系，也要研究生物与环境之间的关系。所以“生态系统的结构”一节的“问题探讨”，研究的就是土壤与生物之间的关系，引出生物与环境的关系，隐含着生物与环境是一个统一的整体。这一节正文内容包括生态系统的范围、生态系统具有一定的结构（生态系统的组成成分、食物链和食物网）两部分内容。重点是生态系统具有一定的结构。
学习生态系统的结构，首先需要分析生态系统有哪些组成成分。教材先安排一个思考与讨论活动，让学生挑选一个自己熟悉的生态系统，分析其组成成分，并尝试画出抽象的概念模型。之后，教材再以池塘生态系统为例，介绍生态系统的组成成分，并总结出生态系统的结构模型。这样，既引导学生进行自主、探究式学习，又重视引导学生对重要概念的把握。在此基础上，教材进一步阐述了生态系统中的生产者、消费者，又通过复杂的营养关系形成食物链和食物网。物质循环、能量流动，就是通过食物链和食物网进行的，因此，有关内容是后续学习的基础。
节内容比较重视概念模型方法的应用。问题探讨、思考与讨论、生态系统结构模型等3处涉及让学生建立概念模型、分析理解概念模型。本节内容还渗透了系统分析的方法、思考与讨论的内容，体现了系统分析方法的主要方面，如确定系统的边界、分析该系统的组分和各组分之间的关系、建立系统的结构模型、研究系统的输入和输出、研究系统内部各组分之间的相互作用和发展变化，等等。
“生态系统的能量流动”与原高中教材相应内容基本相同，在呈现方式上略有变化。此部分内容比较抽象，教材在“问题探讨”中安排了比较生动、具体的例子（孤岛生存），此例子就隐含了对生态系统中能量流动规律的探讨。
关于能量流动的过程，教材是从生态系统能量的最初来源——太阳能入手来分析的。关于能量在某一营养级的变化情况，教材以能量流经第2营养级为例进行阐述，再概括能量在整个生态系统中的流动过程。关于能量流动的特点，教材以经典的林德曼对赛达伯格湖的研究为例，并且安排了以相关研究结果为材料的资料分析，引导学生自主地分析能量在生态系统中流动的特点。研究能量流动的实践意义这部分内容，则将本节所学内容与生产、生活实际建立了联系，反映了有关科学技术与社会生产实际的关系。这一节教材安排了两个“思考与讨论”活动，力图引导学生自主地获取知识、拓展视野，以及对本节所学知识进行应用。
“生态系统的物质循环”一节的“问题探讨”，既与上一节内容相联系，又从生态系统中的物质运行规律与能量流动规律的差异入手，试图引起学生的认知冲突，从而激发学生学习本节内容的兴趣。引言从学生日常生活经验出发，引导学生关注曾经成为自己身体一部分的碳，是如何在生态系统中运行的，然后以碳循环为例阐述物质循环。之后，再简要概述了什么是物质循环、物质循环与能量流动的不同之处。本节内容也力求与社会生活建立联系，例如“与社会的联系”栏目，介绍了当前碳循环的平衡被打破的实际情况及其后果，引导学生关注环境问题。教材在此部分还安排了一个探究“土壤微生物的分解作用”的活动，以帮助学生更好地理解生态系统的物质循环中从有机物到无机物的过程。
关于能量流动与物质循环关系的内容，教材仅作简要概述，引导学生将生态系统这两部分的主要功能综合起来理解。
“生态系统的信息传递”是新增加的内容，但对于学生来说并不难理解。有关生态系统中信息的种类，教材仅作简要的概述和举例，并安排了一个“思考与讨论”活动，引导学生关注身边的动物是如何进行信息传递的。本节重点是信息在生态系统中的作用。“资料分析”列举了几种生物的生存、繁育与信息传递的关系，让学生分析、总结得出“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”的结论。随后，教材再简要概述信息在调节种间关系时所起的作用。“信息传递在农业生产中的应用”，体现了与生产实践的结合。
“生态系统的稳定性”包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。在生态系统的自我调节能力的内容中，负反馈调节是重要概念。
教材通过两个种群之间负反馈调节的实例，阐述什么是负反馈调节。之后，安排了一个“思考与讨论”活动，让学生建构食虫鸟与害虫这两个种群之间的负反馈模型，一方面可以让学生进一步练习建立概念模型，另一方面，可以使学生更好地理解负反馈的含义。此后，再以森林中生物群落与无机环境之间存在负反馈调节的事例做进一步说明，再阐述生态系统的自我调节能力有一定的限度。
关于抵抗力稳定性和恢复力稳定性，教材通过实例阐述了这样几个要点：第一，抵抗力稳定性和恢复力稳定性是同一事物的两个方面，是每一个生态系统都具有的两种属性。正如教材旁栏“想像空间”中所指出的，“平时不得病是由于你的抵抗力，得病后能够恢复健康靠的是恢复力。”这样的类比可以帮助学生理解二者的联系和区别。第二，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都是有一定限度的，当外界干扰超出抵抗力稳定性的限度时，生态系统的结构和功能会遭到破坏；生态系统遭到一定程度的破坏后，可以靠恢复力稳定性得以恢复；如果遭到破坏的程度超出了恢复力稳定性的限度，该生态系统将难以恢复原状。第三，不同生态系统在这两种稳定性的表现上有一定差别，例如热带雨林生态系统就比北极苔原生态系统的抵抗力稳定性高。
本节还安排了技能训练“运用术语准确表达”，其内容是关于“生命是什么”，既训练学生运用生物学的术语概述生命的特点，又引导学生对已学过的各层次生命系统的共同特征进行总结，提高学生对生命世界的认识。该内容以技能训练的形式出现，似乎不属于正文内容，但对于提高学生对生命世界本质的把握具有重要意义，应该予以足够的重视。
本章探讨的是宏观方面的问题，与学生的日常经验联系较多。学生生活中经常接触一些人工生态系统，如城市生态系统、农田生态系统、果园生态系统等。对于自然生态系统，学生直接或间接地有一些了解。对本章内容的学习，可以在这些经验的基础上进行：分析这些生态系统的结构以及物质、能量的运行规律，了解其信息的传递，并进一步分析其稳定性。这样，本章的学习过程，既是对已有经验进行解释的过程，又是在已有经验的基础上建构新概念的过程。
“第4章种群和群落”是学习本章的基础。生态系统是比种群、群落层次更高的生命系统，需要以对种群和群落这两个层次的生命系统的理解为基础。生态系统中的能量流动、物质循环，可以与必修1中细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用（包括光合作用）建立联系。负反馈的概念可以与第2章中有关激素调节时的反馈调节建立联系。学习本章内容是进一步学习“第6章生态环境的保护”的基础。
第1节 生态系统的结构
从容说课
学生对“生态系统”一词并不陌生，其最基本的内涵在初中生物课的学习已有初步的了解。生态系统的概念是形成生态学思想的基础，本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展开的。因此，在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多样与复杂等。要从培养学生的生态学思想的角度来制定教学策略。
通过准备的音像资料和书中的图片，引入生物群落与无机环境的密切关系。生物群落与其无机环境之间的关系不是静止的，而是处于动态的变化之中：能量在其中流动，物质在其中循环，信息在其中传递，多种多样的生物及其与环境之间构建起了动态平衡的关系。
然后导入生态系统的概念及范围。生态系统的空间大小各异，一个池塘、一片草地、一块农田、一座山林、一条河流等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无机环境构成的生态系统称为生物圈。在生物圈中，繁衍着各种各样的生物，每一种生物都生活在各自的特定环境中，它们既利用环境资源满足了自身生长发育的需要，使种群得到延续，同时，它们自身也是构成环境的重要因素。
“生态系统的范围”这部分内容的教学，可以结合实例，采用列表比较的方法进行归类和总结参见下表。
不同类型的生态系统举例
类 型
森林生态系统
草原生态系统
农田生态系统
划分依据
植物分布情况
分布区域
湿润或较湿润地区
干旱地区
农耕区
主要植物
乔木
草本
农作物
主要动物
树栖动物
能挖洞和善奔跑的动物
动物种类较少
特 点
动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定
动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化
动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统
下面结合“思考与讨论”中的素材，讨论“生态系统中有哪些成分”的话题。让学生根据自己对生态系统的理解，列举五个生态系统的实例，并列出生态系统的判断要点。学生之间相互交换作业，并对同伴的作业作出评判。
在学生讨论的基础上，教师以池塘生态系统为例，进一步分析“思考与讨论”中提出的问题。有条件的学校，教师可制作若干个不同控制条件的“生态缸”，让学生观察各个生态缸中的状况，增加感性认识，充分理解生态系统的组成成分。“问题”7是让学生尝试建构生态系统的结构模型，这是本节的教学目标之一。生态系统中各种生物和非生物成分繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。
生态系统的结构是教学的重点，其包括两方面的内容：生态系统的成分，食物链和食物网。大多数学生在讨论了问题1~5后，应当能达到这一教学目标。对此，教师可进一步提出本节“问题探讨”中的素材，让学生演练，使学生对生态系统具有一定的结构有一定认识。
通过对生态系统结构的学习，启发学生思考生态系统类型多种多样，但在结构上具有许多共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之间的关系，阐释生态系统中各组成成分之间紧密联系构成一个统一整体，体现一定的结构和功能。
“生态系统是一个统一整体”是教学的难点。在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构。
关于“食物链与食物网”的教学，教师要向学生说明：群落是生态系统中有生命的部分，群落中生物间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”，其主要形式就是“食物联系”。接着以教材中的图示为例，分析生物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。
教学重点 讨论生态系统的结构。
教学难点 说明生态系统是一个整体。
教具准备 1.视频1：洪涝灾害。
2.视频2：南极科考。
3.文字资料1：各种类型的生态系统。
4.文字资料2：生态系统的结构模型。
5.文字资料3：课堂练习。
6.文字资料4：食物链与食物网、生物的富集作用。
7.挂图：池塘生态系统。
（如果没有视频资料，可以用文字资料、图像资料或课件来代替）
课时安排 1课时
三维目标
1.举例说明什么是生态系统。
2.讨论某一生态系统的结构。
3.尝试运用系统方法分析生物学上的问题。
4.构建生态系统的结构模型。
5.理解生态系统的整体性。
6.通过多媒体让学生形象地认识到生态系统各成分之间的联系，掌握生态系统的概念和结构。
7.学生对思考与讨论的问题进行相互之间的探讨、交流，增强课堂的气氛。
8.尝试构建生态系统的结构模型。
9.认同生物与环境是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。
10.认识到保护生物种类对生态系统稳定的重要性。
教学过程
导入新课
师 请大家看一下第5章的题图，本章题图选择了一幅在湖边草地上，牛、羊步态悠闲的图片：碧水如镜、蓝天倒映、草地青葱，生物与环境融为一体。压图诗则在画面的基础上进一步延伸，似乎是从宇宙苍茫深处看这颗生机盎然的星球。
请思考一下：这幅图中有哪些生物和非生物？
生 生物有牛、羊、草…非生物有阳光、空气、土壤、水…
师 很好，请问它们之间有什么样的联系呢？
生1 牛、羊吃草；草吸收光能。
生2 草通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；牛、羊通过呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳。
生3 牛、羊和草都需要水；草可以涵养水源、保持水土。
生4 牛、羊的粪便可以肥沃土壤……
师 非常好，这就是我们要学习的由这些互相联系的生物和非生物所组成的生态系统以及它的稳定性。
师 下面先请大家看两段视频片段，思考一下它们分别说明了什么问题？
（多媒体播放视频1、2）
（学生认真观看，思考）
师 谁来回答视频1说明了什么问题？
生 植被大量破坏，引起水土严重流失，气候变化异常，旱涝灾害频繁发生。
师 很好，那谁来回答视频2说明了什么问题？
生 农田中大量施用DDT，随雨水冲刷进入水体后，导致水生生物中毒，远在南极的企鹅也未能幸免。
师 很好。可见，生物群落与无机环境之间相互作用、相互影响、密不可分，它们之间形成一个有机统一的整体。而这个整体就是生态系统，今天我们就来学习生态系统和它的结构。
板 书：
第1节 生态系统的结构
推进新课
师 我们一起来看课本88页的问题探讨，看看土壤与生物的关系。然后，总结一下生物群落与无机环境的联系。关于后面的讨论，待会儿再解决。
（学生看书，思考问题）
师 看来土壤与生物的关系非常密切。下面谁来总结一下生物群落与无机环境的联系？
生 一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物可以在这一区域定居和繁衍；生物群落的存在又改变着无机环境。在环境大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。
师 不错，生物群落与无机环境确实有着密不可分的联系。
师 我们把由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。对于生态系统的概念，大家要理解，不能死记硬背。大家能不能说说，具备什么样的条件，才能成为一个生态系统？
生1 生物和无机环境。
生2 刚才生1所说的生物应该包括一定区域内所有的生物，也就是生物群落。而且，生物群落中应该包括各种类型的生物。如：植物、动物、微生物等。
生3 我还想补充一点，生物群落和无机环境应该是相互作用的。
师 大家总结得非常好，要成为一个生态系统必须具备两个条件：一，要有生物群落和无机环境；二、它们之间要能相互作用。
师 请大家看一下88页左侧的问号，如何回答？
生 动物园里的全部动物不是一个系统，全部植物和动物也不是一个系统。
师 为什么？
生 因为植物和动物不包括所有生物，而且生态系统还包括无机环境。
师 很好，还有其他原因吗？
生 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。
师 非常正确。生态系统的类型多种多样，下面请大家说说身边的生态系统以及它们的特点。
生1 池塘生态系统，特点是水域环境，生长着一些水生生物。
生2 森林生态系统，特点是分布在湿润地区，植物多为高大的乔木，动物多为树栖种类。
生3 农田生态系统，特点是农作物为主，受人为影响非常大。
……
师 很好，看来生态系统的类型非常多，范围也有大有小。一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流，甚至一个鱼缸都可以成为一个生态系统。
师:那么地球上最大的生态系统是什么呢？
生 生物圈。
师 正确。我们把地球上所有的生物及其无机环境的总和，称为生物圈。
师 下面给大家总结了几个生态系统的特点，大家看一下。
课件展示：
类 型
森林生态系统
草原生态系统
农田生态系统
划分依据
植物分布情况
分布区域
湿润或较湿润地区
干旱地区
农耕区
主要植物
乔木
草本
农作物
主要动物
树栖动物为主
能挖洞和善奔跑的动物
动物种类较少
特 点
动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定
动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化
动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统
师 生态系统可以分为两类：自然生态系统（如池塘、海洋、草原等自然界原本就存在的）和人工生态系统（如农田、城市等人工建立的）
师 下面我们来学习生态系统的结构。首先，大家来看一下生态系统的组成成分。看“思考与讨论”的第1题。
师 请大家把五个生态系统的生物写在纸上，可以相互讨论，最后相互检查。然后请同学回答。
（学生讨论，并书写检查完毕）
师 好，请五位同学分别来回答一下。
生1 森林生态系统有老虎、蛇、猴子、松鼠、犀鸟、麻雀、喜鹊、乔木、草、灌木……
生2 草原生态系统有草、老鹰、蛇、熊、兔子、老鼠、青蛙、犀牛……
生3 农田生态系统有各种农作物、杂草、害虫、青蛙、蛇、老鼠……
生4 湖泊生态系统有各种淡水鱼类、贝壳类、水草、藻类、浮游动物和植物、微生物等。
生5 池塘生态系统和湖泊生态系统基本一样。
师 很好，但是有一个问题。大家在讲生物时，植物和动物都讲到了，可是只有一位同学讲到了微生物。微生物是非常重要的一类生物，大家要特别注意。
师 好，下面请看池塘生态系统的挂图。思考第3、4两个问题，大家可以讨论。（注意：第3题的食物链可以先换成生物来看）
师 谁来回答第3题？
生 还有土壤、空气、阳光、水等无机环境。它们是生态系统不可缺少的成分，因为它们为生物提供了各种物质和能量，以及栖息场所。
师 很好。生态系统除了生物以外，还有无机环境，也就是非生物的物质和能量。这也是生态系统必须具备的两个内容。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。
师 好，这就是生态系统的第一个成分——非生物的物质和能量。下面谁来回答第4个问题？
生 绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。微生物通过分解动植物的遗体、粪便等获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。
师 回答得非常好。下面谁来回答第5、6题？可以参照第4题。
生 可分为生产者、消费者、分解者。其他生态系统也一样。
师 非常好。这就是生态系统的其他三个成分——生产者、消费者、分解者。
师 生态系统中各种生物繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。
师 下面由我来介绍一下池塘生态系统（教材图51）中的四种成分。图中的Ⅰ指的是非生物的物质，包括生物体外的参加生态系统物质循环的无机盐、水、二氧化碳等无机化合物以及腐殖质等。能量包括光能、热能、化学能等。
图中的Ⅱ指的是生产者，主要包括两类:一类是挺水植物、浮水植物和沉水植物(如香蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻等)，这些植物通常生活在浅水区域。另一类是形体微小的浮游植物——多种淡水藻类(如硅藻、栅藻、蓝藻、团藻等)，各种淡水藻都分布在光线能够透入的浅水层中(课本图中靠近水面的各种淡水藻都比实物放大了许多倍)。淡水藻类虽然个体微小，但是数量极多，因此，它们是池塘生态系统中的主要生产者。
图中的Ⅲ指的是消费者，其中的Ⅲ1是指直接以植物为食的植食性动物——初级消费者，它们又可以分为两类，即浮游动物(如剑水蚤等)和某些底栖动物(如生活在池塘底部的某些环节动物)；Ⅲ2是指以动物为食的小型肉食性动物——次级消费者，如某些鱼类和某些水生的昆虫；Ⅲ3是指以小型肉食动物为食的大型肉食性动物——三级消费者，如凶猛的鳜鱼等。
分解者主要是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物。图中的Ⅳ指的就是细菌和真菌。
师 请大家归纳一下四种成分。谁来回答一下？
生1 非生物的物质和能量：阳光、热能、空气、水分、无机盐等。
生2 生产者：自养生物、主要是绿色植物。
生3 消费者：主要指各种动物。包括营捕食或寄生的各种动物。
生4 分解者：异养生物，营腐生，主要指营腐生的细菌和真菌。
师 有谁能对生产者做一下补充？
生 生产者还包括其他一些自养型生物，如化能合成细菌、光能合成细菌等，以及能进行光合作用的动物，如绿眼虫。
师 很好，那谁能对消费者做一下补充？
生 消费者还包括一些食虫植物、寄生植物以及寄生和共生的细菌。
师 很好，那谁能对分解者做一下补充呢？
生 分解者还包括腐生动物（如白蚁、蚯蚓、秃鹫等）。
师 非常好，下面我来总结一下。食虫植物既是生产者，又是消费者；寄生植物是消费者；菌类中既有分解者，又有消费者，还有生产者；动物中既有消费者，又有分解者。
师 那这些成分怎样形成一个统一的整体呢？请大家看课本90页。
师 在生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能变成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（如二氧化碳、水、氨等），这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见，消费者的存在，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和动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。
图511 生产者、消费者和分解者的关系
正是由于生态系统中各组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。生态系统多种多样，但是在结构上有许多共同点，这可以用以下模型来表示。大家看书，然后参照书本图53，思考前面“思考与讨论”的第7题以及“问题探讨”的讨论。大家可以互相讨论，写在笔记本上。
（学生看书，讨论，书写）
图5-1-2 生态系统结构模型
师 哪位同学上黑板来写一下“问题探讨”的讨论？
生
图5-1-3
师 构建得不错，哪位来写一下第7题？
〔教师提示一下，可以用系统方法（把所有生物归纳为生产者、消费者、分解者）来构建，尽量简单易懂〕
生
图5-1-4
师 非常好，看来大家掌握得不错。
师 下面我们来看最后一部分内容，生态系统的营养结构——食物链和食物网。请大家看书本91页的图54、图55和相关文字，并思考以下问题。
课件展示：
1.什么是食物链和食物网？
2.初级、次级、三级……消费者的关系，以及消费者的级数与营养级的级数有何关系？
3.食物链的第一营养级永远是什么？动物只能处于某一固定的营养级吗？
4.食物链中有分解者吗？
5.食物链一般不超过五个营养级，为什么？
6.请问课本图55中有多少条食物链？
师 谁来回答一下这些问题？
生1 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的联系，叫做食物链。许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。
生2 直接以绿色植物为食的是初级消费者，以初级消费者为食的是次级消费者，以次级消费者为食的是三级消费者，以此类推。营养级的级数=消费者的级数+1。
生3 第一营养级永远是生产者。动物所处的营养级，并不是一成不变的，某种动物可以处于多个营养级。
生4 无分解者。
生5 因为能量在食物链上流动时要散失掉一部分，营养级越高得到的能量就越少。如果营养级超过五个，那么最高营养级所获得的能量就不能维持本营养级生物的生存。
生6 16条。
师 大家回答得很好，可是食物链的条数错了，有谁答案不一样？
生7 19条。
师 正确。那应该怎么数呢？
生8 从第一营养级数到最高营养级，有一条算一条。
师 很好。那这里面老鹰处于第几营养级呢？
生7 第3、4、5营养级。
师 不错。因为生物之间的食物关系十分复杂，所以生物所处的营养级也是可变的。但生产者一定处于第一营养级。
师 我们书本中的食物链就是指捕食的关系，其实食物链还包括其他的形式。我们来熟悉一下。
食物链和食物网“螳螂捕蝉，黄雀在后”“大鱼吃小鱼，小鱼吃青虾，青虾吃泥巴(实际上，青虾吃的是水中的浮游生物)”，这是人们十分熟悉的谚语。这些谚语中就具有食物链的含意。
食物链主要有三种类型的弱肉强食，小的被大的吃食，这是生物界普遍存在的由捕食方式而形成的食物链，叫做捕食链(也叫牧食食物链)。生物体内以寄生方式而形成的食物链，叫做寄生链，如马蛔虫寄生在马的体内；某些原生动物又寄生在马蛔虫的体内专以动植物遗体为食物而形成的食物链，叫做腐生链；在热带雨林这样的生态系统中，腐生链就占有突出重要的地位(绿色植物体内的能量主要就是沿着腐食食物链的途径流动的)。
师 这里要明确一点，如果没有特殊说明，我们以后遇到的食物链都是捕食链。
师 关于问题5，这里有一个材料大家看一下。
课件展示：
一般说来，一条食物链的营养级不超过五个。这是因为能量在沿着食物链的各个营养级流动时，大部分被消耗掉了。能量在逐级流动中的传递效率大约只有10%～20%。这样，在流经三四个营养级之后，传递下来的能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动的程度了。当然，自然界中有的食物链也可以多达六七级，如棉花→棉蚜虫→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰→食鹰动物。又如，一条食物链的营养级，如果算上人类，也可能超过五个。不过这样的例子毕竟是少数。
师 下面再给大家补充一个知识点。
生物的富集作用：是指一些污染物（如重金属、化学农药等），通过食物链在生物体内大量聚集的过程。这些污染物的特点是化学性质稳定而不易被分解，在生物体内积累不易排出。因此生物的富集作用会随着食物链的延长而不断加强。
师 也就是说营养级越高，有害物质的积累浓度就越大。请大家记下。
师 食物链上某一生物增加或减少，对整个生态系统有何影响？
生 某一生物的增减都会影响到整个生态系统的稳定性。所以我们应该珍爱每种生物，特别是濒临灭绝的生物，确保生态系统平衡、健康地发展。
师 回答得很好。生物种类越多，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。而且正是因为食物链和食物网的存在，才构成了生态系统的营养结构，保证了物质循环和能量流动沿着这条渠道顺利进行。
师 对于生态系统的稳定性，我可以打个比方。把生态系统比作电线杆，食物链比作拉住电线杆的钢丝，如果某一种生物灭绝，那么它所处的食物链就消失了，也就是一根钢丝断了。虽然它的位置可能会有其他的生物去代替，但这根钢丝却永远不能复原了。这样，势必会加重其他钢丝的负担。如果生物继续灭绝，钢丝会越来越少，直到电线杆倒塌。如果是对生态系统特别重要的，不可缺少的物种减少或灭绝，这个速度还会加快。所以我们应该热爱大自然，共同保护大自然。
课堂小结
师 这节课，我们学习了生态系统的概念和范围，以及生态系统的结构。知道了如何才能构成一个生态系统；知道了生态系统有哪些成分和它们之间有什么联系；知道了食物链和食物网；知道了生物的种类和数量对于生态系统稳定的重要性；也学会了如何去构建生态系统的模型。希望大家课后能认真复习巩固所学知识，然后在日常的生活中要主动参与，力求保持生态系统的完整性，使生态系统健康、平衡地发展。
板书设计
第5章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
一、生态系统的范围
1.生态系统的概念
2.生态系统必须具备的两个条件
（1）要有生物群落和无机环境
（2）两者要有联系
3.生态系统的类型：最大的生态系统——生物圈
二、生态系统的结构
1.生态系统的组成成分
（1）非生物的物质和能量
（2）生产者
（3）消费者
(4)分解者
2.生态系统的营养结构：食物链和食物网
三、构建生态系统模型
四、生态系统的整体性
活动与探究
1.构建生态系统结构模型。
2.组织学生到野外观察生态系统。
注意：
(1)进行必要的记录（如生物的种类、生物之间的关系等）。
(2)对记录进行必要的分析和总结。
(3)可以在学生休息日进行。
(4)注意安全问题。
3.制作小生态瓶，观察生物之间的关系。
注意：
(1)可以参照商店里的生态瓶。
(2)制作前向学生说明制作过程和注意事项。
(3)以小组形式进行实验。
（4）进行必要的记录和分析。
注意事项：小生态瓶，是一个人工模拟的微型生态系统。它可以是模拟的微型池塘生态系统，也可以是模拟的微型陆地生态系统。我们就以模拟的微型池塘生态系统为例，介绍小生态瓶设计和制作的要求。
（1）生态瓶制成后，形成的生态系统必须是封闭的。
（2）生态瓶中投放的几种生物，必须具有很强的生活力，必须能够进行物质循环和能量流动，能使其在一定时期内保持稳定。
（3）生态瓶的材料必须透明，可以让里面的生物得到阳光，并便于观察。
（4）生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的4／5，要留出一定的空间，储备一定量的空气。
（5）生态系统的各种成分要齐全。
（6）小生态瓶制作完毕后,应该贴上标签,写上制作者的姓名与日期,然后将小生态瓶放在有较强散射光的地方。要注意不能将小生态瓶放在阳光能够直接照射到的地方,否则会导致水温过高,而使水草死亡。另外,在整个实验过程中,不要随意移动小生态瓶的位置。
实例：
人工模拟微型池塘生态系统的制作和观察。
时间：1996年5月29日至1997年4月3日。
地点：天津市南开中学。
材料用具：水草(茨藻),椎实螺,凡士林,河水,沙子(洗净),标本瓶(或其他玻璃瓶)。
方法步骤：
（1）瓶子的处理。取一个标本瓶并将其洗净,然后用开水烫一下瓶子和瓶盖。
（2）放沙注水。往标本瓶中放入1 cm厚的沙子,再注入河水(占瓶子容积的4/5)。
（3）投放生物。将1根新鲜茨藻和1个小型椎实螺放入标本瓶中。
（4）加盖封口。在瓶盖周围涂上凡士林,盖紧瓶口,再在瓶口周围涂抹上一层凡士林。
（5）粘贴标签。在制作好的小生态瓶上贴上标签,然后放在阳面窗台上(不要再移动位置)。
（6）观察记录。每天观察1次，并作好记录。
说明：制作小生态瓶时,由于使用的是河水,因此,在这个密闭的生态系统中,除了放入的茨藻、椎实螺以外,水中还有单脆藻、原生动物和其他微生物。而且河水中还溶解有各种矿质元素,所以,它是一个完整的生态系统,但也是一个营养结构极为简单的生态系统。
在该生态系统中,茨藻和水中的藻类在光照下能够进行光合作用,并且放出氧气,除了供它们自身利用外,还可供椎实螺等其他生物进行呼吸。椎实螺可以用腹足爬行于瓶壁,并以齿舌刮取茨藻为食,其排出物被微生物分解,并为茨藻提供养料。茨藻、椎实螺、微生物和浮游生物呼吸时放出的二氧化碳,可供茨藻进行光合作用。由此可见,在这个密闭的微型生态系统中,既有生产者、消费者和分解者,又有非生物的物质和能量，既有物质循环,又有能量流动。因此,该生态系统能够保持较长时间的相对稳定。
习题详解
一、基础题（课本P92）
1.解析：（1）海水对阳光有吸收功能，随着水深的增加，照射到的光能逐渐减少，所以生产者固定的太阳能逐渐减少。（2）根据图示，近海水域生产者固定太阳能数量最多，水深为10~15 m，而生产者固定太阳能数量最多，则意味着生产者的数量最多。（3）根据图示，水深100 m以下，生产者固定的太阳能数量为0，也就是说100 m以下无生产者。那么，100 m以下就是消费者和分解者。
答案：（1）阳光。（2）10~15 m。（3）消费者、分解者。
2.解析：A、C、D都得的太绝对了。在食物网中，有很多互相联系的食物链，某种生物可能被多种生物所捕食，植食性的动物可能吃多种植物。生物所处的营养级可以是多个，所处的食物链也可以是多条。
答案：B
3.解析：植食性的动物为初级消费者，所以以它为食的动物为次级消费者。
答案：C
二、拓展题（课本P92）
解析：农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。
答案：可以。
第5章 生态系统及其稳定性
5.1 生态系统的结构
一、教材分析
本节是高中生物必修三第5章《生态系统及其稳定性》第一节。在教材中具有承上启下的作用。一方面，加深对种群、群落内容的理解，另一方面是生态系统的能量流动、物质循环、信息传递、生态系统的稳定性内容的基础。而通过本节的学习对培养学生系统分析的方法，建构模型的学习方法有积极意义，是高中生物教学的重要内容之一。
二、教学目标
1、举例说明什么是生态系统。
2、讨论某一生态系统的结构。
3、尝试建构生态系统的结构模型。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 讨论某一生态系统的结构。
[解决方法]
⑴结合教材中池塘生态系统的图解，引导学生观察分析该生态系统中的各种无机环境要素和生物组成，列举出这些成分，再引导学生从各成分在生态系统中的功能的角度对这些成分进行分类，给出生产者、消费者及分解者的名称。
⑵群落中生物之间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”。其主要形式就是“食物联系”。以教材中的图示为例，分析生物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。
[解决方法]
在各种类型的生态系统中，都包括有非生物的物质和能量，植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
启发式、讲解法。 教具准备：相关图片、资料。
六、学生活动
1、问题探讨、思考与讨论。 2、阅读教材。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
导入：从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域定居和繁衍；生物群落的存在又改变着无机环境。在环境条件大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。这些都说明生物群落与无机环境有着密不可分的联系。
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。生态系统就是在一定的时间和空间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。
生态系统有一定的范围，它的范围可大可小，地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部生物及其无机环境。生态系统概论的内涵有四个方面：空间和时间界限；系统的基本组成；系统的基本功能；系统在功能上统一的结构基础和发展趋势。
生态系统类型众多，分类如下：
我们研究生态系统的中心就是它的结构和功能，而研究生态系统的结构，首先要研究清楚生态系统的组成成分，然后还要研究各组成成分之间的联系。
学生阅读教材P89——91相关内容，投影池塘生态系统图解，食物链和食物网图解，设置下列问题：
1、这个生态系统中有哪些生物？尽可能多地列出它们的名称。
2、分析这些生物之间的食物联系，你能画出多少条食物链？与其他同学画出的食物链进行比较，分析各自画出的食物链是否需要修改，共同完成该生态系统的食物链和食物网。
3、这个生态系统中，在食物链之外还有哪些成分？它们对这个生态系统来说是不可缺少的吗？为什么？
4、每一个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物都是怎样获得物质和能量的？不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗？
5、按照不同种类生物的营养方式和它们在生态系统中的作用，将生物进行归类。
6、联想其他生态系统的组成，对其中的生物是否也能做相同的归类？
教师归纳总结
1、生态系统的组成成分
非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等
生态系统 生产者：自养生物，主要是绿色植物
消费者：动物，包括植食性动物、肉食性运动、杂食性动物和寄生动物等。
分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
2、生态系统中各成分之间的关系
在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构，使生态系统成为一个统一整体。
3、在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链；在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连结的复杂的营养关系，叫做食物网。
食物链生物
绿色植物
植食动物
小型肉食动物
大型肉食动物
在生态系统中的成分
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
营养级别
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
群落是生态系统中有生命的部分，群落中生物间的“营养联系”就是生态系统中的“生命线”，其主要形式就是“食物联系”。食物链中只有生产者消费者两种成分；食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转；某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体，也不一定是某个种群；各种动物所处的营养级并不是一成不变的；一条食物链的营养级一般不超过五个；食物网中的同一生物从不同食物链分析时可以占有不同的营养级；食物网中，两种生物之间的种间关系既可能是捕食，又可能是竞争关系。
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。
错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链上某种生物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其它生物来取代。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。
（三）总结
生态系统的组成成分和营养结构。
（四）作业布置
教材P92练习。
（五）板书设计
第5章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
一、生态系统的范围
1、生态系统的概念
2、生态系统的范围
3、生态系统的类型
二、生态系统具有一定的结构
1、生态系统的组成成分
非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等
生态系统 生产者：自养生物，主要是绿色植物
消费者：动物，包括植食性动物、肉食性运动、杂食性动物和寄生动物等。
分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
2、生产者、消费者、分解者之间的关系
3、食物链和食物网
⑴概念
食物链生物
绿色植物
植食动物
小型肉食动物
大型肉食动物
在生态系统中的成分
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
营养级别
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
⑵特点：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。
⑶注意点
《生态系统的结构》教案
学情分析
本节课的授课对象是高中二年级的学生。由于初中已学过生态系统的有关知识，他们对生态系统的基本内涵有了初步的了解，但对于生态系统的组成和生态系统的判别依据还不太清晰，在已有的知识基础上学习新的知识，学生应该比较容易接受。
通过这一节内容的学习，要使学生理解生态系统的含义及结构，并为后续的“生态系统的能量流动”内容奠定基础。
教材分析
本节内容是必修三《稳态与环境》第五章《生态系统及其稳定性》的第一节。从模块角度来分析，学生在学习了个体、种群、群落这几个生命系统结构层次的稳态调节后学习本章，是对生命系统结构层次中更高层次的稳态调节的学习。从章节的角度来分析，本章是围绕着生态系统概念的实质展开的，本节课是本章的统领，并为后面各节内容的学习奠定基础，，因此本节的教学要为学生后面的学习作好铺垫。
教学目标
知识目标：（1）理解生态系统的含义，举例说出有哪些生态系统。
（2）能简要描述某一生态系统的结构。
能力目标：尝试建构生态系统的结构模型。
情感态度与价值观目标：（1）认同生态系统是一个整体
(2) 培养学生热爱自然和保护环境的美好情感
四、教学重难点
1.重点：理解生态系统结构中的各成分及其作用。
2.难点：理解生态系统中各成分间的关系。
五、教法设计
本节课采用探究式教学法，充分运用多媒体软件，比较、归纳与分析各种生态系统的共性，用系统论的观点诠释生态系统的结构。
六、教学安排
1.教具的选择：主要采用多媒体软件、图片、视频
2.教学时间：45分钟
七、教学过程
教学内容
及时间
教师行为
学生活动
教学意图
导入
（3′）
复习前面章节的两个重要概念“种群”“群落”，由图片的对比引出“生态系统”。
提问：请同学们回忆一下什么是“种群”？ 那什么是“群落”呢？（分开提问）学生回答后，老师总结，同时PPT展示图片。以给图片命名的方式导入“生态系统”
1.学生回忆上节课知识，根据老师的提问思考交流。
1.通过复习，引起学生回忆相关知识，以提问与图片展示的方式，来引起学生注意力，激发学生的学习动机。
生态系统的概念
（13′）
1. 用讲述法，从群落演替的过程，引出生态系统的概念。（带领学生一起总结）
2.提问：同学们能举例出一些生态系统吗？（引出生态系统的范围）
3.教师介绍生态系统范围可大可小，介绍生物圈。
4.提问：既然地球上最大的生态系统是生物圈，并且生态系统的范围有大有小，那么我们如何划分生态系统的类型呢？（学生作答后，教师进行总结，以讲述法来介绍生态系统的分类。）
1.学生跟随教师的提示，回顾上节课群落演替的过程，思考，总结。
2.学生思考并交流。
3.学生在听教师介绍的同时，进行思考。
4.学生思考教师的提问，而后认真听教师介绍。
1.通过已学的知识来理解新概念的内容，使学生更容易理解。
2.让学生举例不仅检验其理解程度，更能够巩固新概念。为引出下一个内容做铺垫。
3.由于提问的铺垫，顺势介绍新内容，学生更容易理解。
4.通过学生思考后，教师再一步一步诱导出答案，加深学生印象。
生态系统的结构
（22′）
1.根据一副生态系统的图片，提问①在这个生态系统内，除了所有生物以外，还有哪些非生物成分呢？
②这个生态系统内有哪些生物？分析这些生物之间的食物联系。③这些生物都是怎样获得物质和能量的？不同种类的生物获取物质和能量的途径是一样的吗？
2.引导学生分析图片上的非生物成分及其作用。
3.引导学生分析生物成分，引出生产者、消费者、分解者。（重点内容）
4提问：①我们学习了生产者和消费者，那么同学们思考一下，所有植物都是生产者吗？（引出特例：菟丝子、猪笼草）
②我们已经学习了生产者，消费者和分解者，那么同学们思考一下，所有的动物都是消费者吗？（引出特例：蜣螂、蚯蚓、秃鹫）
5.展示未注释的生态系统结构间的关系图：
教师带领分析。
1.学生仔细观察图片，认真思考问题并进行交流。
2．学生观察图片，思考并回答问题。
3.学生观察图片，思考并交流。
4.学生根据所学知识，进行思考，并交流。认真听教师讲解特例，识记。
5.学生根据关系图进行思考并交流。
1.给出图片及问题，帮助同学们仔细观察图片的同时吸引学生注意力促进学生思考。
2.通过草原生态系统图片带领学生观察，引导学生认识生态系统结构中的非生物物质和能量及作用。
3.使学生边观察图片边学习新概念新知识，便于理解与识记。
4.通过问题引导学生进行反思，并且加深特例的印象，使学生更容易理解与识记。
5.通过学生对关系图的思考，使内容串联起来，使知识系统化。
小结与练习
（7′）
小结与练习
教师小结本节课的内容。
课堂练习：
（1）以下可以称作生态系统的是（ ）

A、一个湖泊中的浮游生物和所有分解者
B、烧杯中取自池塘的水、泥土和浮游生物
C、一个池塘中所有水蚤和分解者
D、一个鱼缸中所有的金鱼和水草
（2）下列各种生物中，全部属于生产者的是（ ）
A、海带 梨树 霉菌
B、蘑菇 水绵 洋葱
C、马铃薯 菠菜 枯草杆菌
D、硝化细菌 紫菜 苹果树
布置课后作业。
回顾本节课的主要内容。
2.运用本节课所学知识，回答课后问题。
3.运用所学知识，完成作业。
1.小结内容，巩固知识。
运用习题检测学生学习情况的同时，也可查漏补缺，巩固本节课的知识。
3.巩固知识。
八、板书设计
5.1生态系统的结构
一、生态系统的概念
1.生态系统
2.生物圈
自然生态系统
3生态系统的分类
人工生态系统
二、生态系统的结构
1．非生物的物质和能量
2．生产者：自养型；特例：蓝藻
3．消费者：异养型；特例：菟丝子、猪笼草。
4．分解者：异养型；特例：蜣螂、蚯蚓、秃鹫。
5．各成分间的关系：
第五章第一节生态系统的结构
教学过程设计
教学意图
教师活动
学生活动
媒体使用
明确实验的设计意图

学生学会通过实验现象探究实验原因。
引发学生思考
通过共同分析讨论真正理解三者之间的关系。
引发学生思考
学生就此问题进行讨论。
引发学生思考
学生学会知识的迁移，同时巩固所学知识。
引出食物链
通过练习进一步加深知识的掌握
学生能运用所学知识解决一些实际问题
熟练运用食物链的知识解决问题
拓展学生思维
介绍生态瓶的分组，出示表1；生态瓶中各物质的组成及条件。
组1：小鱼、水草、砂砾、水且遮光
组2：小鱼、水草、砂砾、水不遮光
组3：…无小鱼
组4：无水草
组5：无砂砾
展示实验现象及结果
组1中小鱼先死亡，影响小鱼生存的最主要生态因素是什么？组2中小鱼存活时间最长，组4中的水藻变黄。
以组2为例分析小鱼存活时间最长，为什么？此生态瓶中的物质组成？
它们之间有什么关系呢？从新陈代谢的角度考虑生产者
消费者的代谢类型呢？
此生态系统由何种成分构成？
这是一个成分极其简单的生态系统，有以上的关系。对于结构复杂的生态系统是否成立呢？
《狼图腾》这本书大多数同学都看过吧，为什么人们把草原狼消灭后，草场会沙化呢？
再比如，黄土高原原本树木葱郁，现在千疮百孔，水土流失严重的原因是什么？
你从中得到什么启示呢？
请分析，草、兔、狐之间有没有联系？是什么联系？
那么，此生态系统生产者、消费者、分解者之间有什么关系？
在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系叫食物链，请根据图示，写出在此生态系统中的捕食食物链。
食物链的起点是生态系统中的什么成分？
俗语说；“螳螂捕蝉，黄雀在后，”构成了一条食物链吗？为什么？
分析学生所写的食物链，它由生态系统的哪些成分构成？
除去起点是生产者外，其余为消费者，根据消费者所处的位置不同给其划分为初级消费者，次级消费者，三级消费者….
每一个环节为一个营养级，分析所写的食物链的营养级别，生产者是第一营养级，杂食性动物所处的营养级在不同的食物链中有时是不同的，草食性动物呢？
如果鹰全部迁走，青蛙的数量会如何变化？
可见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
小结这节课所学内容。
根据表1分析各种生态瓶中的物质组成，有何不同。
分析实验现象；
及探究实验原因
遮光，植物不能进行光合作用，产生氧气，没有氧气鱼不能呼吸窒息而死。氧气是小鱼存活的关键因素；缺二氧化碳，水藻不能进行光合作用因而变黄。
非生物成分：光、
温度、水、砂砾
生物成分：水草、鱼、微生物
水草进行光合作用产生氧气，鱼能呼吸，产生二氧化碳供水草进行光合作用
学生讨论发言：通过光合作用合成有机物。水草给鱼提供食物、栖息场所水草为生产者（自养生物）。
鱼以水草为食为消费者（异养生物）。细菌，真菌等微生物分解鱼的排泄物和水草的枯叶为分解者。
生产者 消费者
分解者
学生总结
成立
没有狼，兔、鼠等这些穴居的动物大量繁殖使草的生长受到严重影响，因而草场沙化。
人们滥砍滥伐，植被遭到严重破坏水土流失严重，使植被进一步减少，这样恶性循环造成现在这样。
生态系统的各组分是相互作用相互影响的,构成了一个统一的整体。
有联系，兔吃草，狐吃兔的食物关系。
学生分析哪个是生产者、消费者、分解者及它们之间的关系。
学生写食物链
生产者
不能构成，因为起点不是生产者，而是消费者
生产者，消费者
生产者为第一营养级，消费者则因在不同的食物链中可能占不同的营养级。
处于第二营养级
分析与青蛙有关的食物链，回答问题。
课件出示图表1
课件出示图表2
实物投影展示组1、组2的生态瓶
课件展示三者关系
课件展示生态系统的成分
用课件展示温带草原生态系统的食物网简图。
课件展示所提问题
课件展示总结的内容
学习效果评价设计：
通过学习本节课的内容，学生不仅掌握了本节课的知识，更为重要的是通过做生态瓶的实验增强了动手能力，分析解决实际问题的能力，思维面得到拓宽，理论联系实际的能力进一步增强。
板书设计
一、生态系统的组成成分
生态系统：
非生物的物质和能量：阳光、热能、水、无机盐等。
生产者：自养生物，主要是绿色植物。
消费者：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。
分解者：能将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。
二、食物链和食物网
食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
食物网：许多食物链彼此相互交错联结成的复杂营养结构。
附：教学流程图

图表　生态瓶的组成 学生汇报实验现象
课件　生态系统的成分　　　　　　　　 探究实验原因
　　
课件 其他生态系统　　　　 迁移并巩固所学知识
　　　　　　　　　
课件 食物链和食物网　　 营养结构
　
师生共同小结

结束语

结束
课时作业14　生态系统的结构
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．红树林是陆地向海洋过度的特殊生态系统。某地红树林的食物网见图，据图可知不正确的是(　　)
A．水生植物是主要生产者
B．该食物网共有7条食物链
C．该食物网共有3个营养级
D．过度捕捞鱼会影响鸟类的数量
【解析】　据图可知，水生植物是大部分食物链的第一个环节，所以是主要生产者，另外浮游植物也属于生产者，A项正确；图示食物网共有7条食物链，B项正确；同一动物在不同的食物链中的营养级别不同，该食物网中的食物链中最多有4个环节(营养级)，C项错误；鱼是鸟类的食物，过度捕捞鱼会使鸟的食物减少，进而影响鸟类的数量，D项正确。
【答案】　C
2．下列对生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．太阳能来源于地球之外，所以不属于生态系统的成分
B．硝化细菌是自养型生物，所以属于生态系统中的生产者
C．蚯蚓是需氧型生物，所以属于生态系统中的消费者
D．病毒是异养型生物，所以属于生态系统中的分解者
【解析】　太阳能虽然来源于地球之外，但也属于生态系统的成分，A项错误；生产者属于自养生物，硝化细菌是自养型生物，所以属于生态系统中的生产者，B项正确；蚯蚓是需氧型生物，营腐生生活，属于生态系统中的分解者，C项错误；病毒是异养型生物，营寄生生活，属于生态系统中的消费者，D项错误。【答案】　B
3．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网，下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
①凡是细菌、真菌都是分解者　②凡是自养型生物都是生产者　③消费者一定是异养型生物
④动物都是消费者　⑤消费者都是动物
A．②　　　　　　　　B．②③
C．③④ D．②⑤
【解析】　光合细菌进行光合作用合成有机物，化能合成细菌进行化能合成作用合成有机物，都是生产者，①错。凡是自养型生物能够利用无机物合成有机物，都是生产者，②正确。消费者以现成有机物为食物，一定是异养型生物，③正确。动物如果以动植物遗体为食物，就是分解者，如蚯蚓、秃鹫等，④错。有些植物也是生产者，如食虫植物，又能扮演消费者角色，⑤错。综上所述，B正确。
【答案】　B
4．如图是某草原生态系统中部分食物网图，据图判断下列说法正确的是(　　)
①图中所有生物构成一个生物群落　②图中食物网共有4条食物链　③蛇处于不同营养级　④青蛙和蜘蛛的关系不只是捕食
A．①②③④ B．②③④
C．②③ D．②④
【解析】　生物群落包括这一地域的所有生物，而食物链反应的是生产者和消费者之间的关系，故①错误；该食物网中含有4条食物链，故②正确；蛇在食物网中处于第四、五营养级，故③正确；青蛙和蜘蛛是捕食和竞争的关系，故④正确，故B正确。
【答案】　B
5．生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能处于生态系统中的同一种营养级
【解析】　有些动物属于分解者，如蚯蚓，故A错误；有些细菌属于生产者，如硝化细菌，故B错误；生产者都是自养型生物，是生态系统的重要组成成分，故C正确；在食物网中，一种生物可以处于多个营养级，故D错误。
【答案】　C
6．以下关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统的结构是食物链和食物网
B．亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群
C．马尾松林地中所有树木构成了生物群落
D．种群是生物进化的基本单位
【解析】　生态系统的营养结构是食物链和食物网，A错误；亚热带生长的常绿阔叶林组成一个生态系统，B错误；马尾松林地中所有生物构成了生物群落，C错误；种群是生物进化的基本单位，D正确。
【答案】　D
7．下列组合中，依次属于种群、群落、生态系统的一组是(　　)
①香山公园中的全部植物
②一块棉田中的所有幼年棉蚜、有翅和无翅的成熟棉蚜
③一块棉田中的所有小麦、小黑麦及其无机环境
④一片原始森林中的全部动物和绿色植物
⑤昆明湖中的全部生物
⑥密云水库中的全部生物及其无机环境
A．①④⑥ B．②⑤⑥
C．②④③ D．①⑤③
【解析】　种群指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。群落指在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫做生物群落，简称群落。生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。香山公园中的全部植物只能属于植物类群，不属于种群和群落的范畴。一块棉田中的所有幼年棉蚜、有翅和无翅的成熟棉蚜构成一个种群。昆明湖中的全部生物属于一个群落。密云水库中的全部生物及其无机环境构成一个生态系统。综上所述，选B。
【答案】　B
8．沙漠中的啮齿动物和蚂蚁都以植物种子为食。啮齿动物喜欢取食大粒种子，蚂蚁偏爱小粒种子。在该生态系统中，大粒种子植物在与小粒种子植物的竞争中处于优势。科研人员在1974～1977年间，在某一实验区域内进行了啮齿动物的有无对蚂蚁数量影响的相关研究。下列有关分析正确的是(　　)
A．在该生态系统中，蚂蚁和啮齿动物之间没有竞争关系
B．在该生态系统中，蚂蚁和啮齿动物分别属于第二、三营养级
C．移走全部啮齿动物后，蚂蚁的数量会先增加然后维持相对稳定
D．啮齿动物可通过植物间的竞争对蚂蚁的数量产生影响
【解析】　在该生态系统中，蚂蚁和啮齿动物因争夺栖息空间等存在竞争关系，A错误；在该生态系统中，蚂蚁和啮齿动物都以植物种子为食，都属于第二营养级，B错误；移走全部啮齿动物后，蚂蚁的数量会先增加后下降最后维持相对稳定，C错误；啮齿动物可通过植物间的竞争对蚂蚁的数量产生影响，D正确。
【答案】　D
9．下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．甲是生物进化的基本单位
B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C．丙是由生产者和消费者构成的
D．丁多样性的形成受无机环境影响
【解析】　由图示的从属关系可知：甲是个体、乙为种群、丙为群落、丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群；A错误。种群数量达到环境容纳量(K值)后，围绕K值上下波动；B错误。依据群落的定义可知群落包含了一个生态系统中的生产者、消费者和分解者；C错误。生态系统由生物群落和其生活的无机环境构成，因此生态系统的多样性的形成受无机环境的影响；D正确。
【答案】　D
10．下图是一个陆地生态系统食物网的示意图，据图判断正确的是(　　)
A．蝗虫是次级消费者
B．鸟和田鼠具有相同的营养级
C．该食物网共有2条食物链
D．若蛇的数量大量减少，田鼠的数量也随之大量减少
【解析】　蝗虫吃植物，是初级消费者；鸟属于第三营养级，田鼠属于第二营养级；该食物网共2条食物链；若蛇减少，田鼠的捕食者减少，则田鼠数量会增加。所以选C。
【答案】　C
11．下列关于生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．植物都是生产者，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
B．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
C．营腐生生活的细菌都属于分解者，其同化作用需摄取现成的有机物
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
【解析】　生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分，但并不是所有植物都是生产者，如菟丝子营寄生生活，属于消费者，A错误；动物并不都是消费者，如蜣螂、蚯蚓等以其他动物的粪便和落叶为食，属于分解者，B错误；分解者是对动植物的遗体残骸的有机物进行分解利用的生物，因此营腐生生活的细菌都属于分解者，其同化作用需摄取现成的有机物，C正确；捕虫草是一种绿色植物，能进行光合作用，但同时它可以捕食昆虫，既是生产者，又是消费者，D错误。
【答案】　C
12．下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．碳循环伴随着能量流动
B．分解者不参与生物圈中碳循环过程
C．光合作用和呼吸作用与碳循环密切相关
D．碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2
【解析】　物质循环即碳循环作为能量流动的载体，伴随着能量流动，A正确；分解者的呼吸作用及分解有机物释放二氧化碳都参与了碳循环，B错误；光合作用将二氧化碳固定为有机物中的碳，呼吸作用分解有机物释放二氧化碳，二者与碳循环密切相关，C正确；碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2，D正确。
【答案】　B
二、非选择题(共40分)
13．(14分)如图为某生态系统的食物网。请回答：
(1)在此食物网中，鹰占________个营养级，兔子和蚱蜢的关系是________。
(2)计算该地区兔子种群数量通常使用______法，如果已标记兔子比未标记兔子被鹰捕食的概率高，则计算值偏________(填“高”或“低”)。
(3)在该食物网中，若蜥蜴的数量大量减少，则蚱蜢的数量在很短时间内将________。
(4)该食物网是生态系统进行________和________的渠道。
【解析】　(1)在不同食物链中，鹰分别占用第三和第四营养级。兔子和蚱蜢的共同食物为蚱蜢，为竞争关系。(2)估算活动能力强动物数量通常用标志重捕法，假设该地区兔子数量为A，第一次捕捉B做标志，第二次捕捉C，其中标志的为D，则A/B＝C/D，A＝(BC)/D，如果已标记兔子比未标记兔子被鹰捕食的概率高，D数量下降，A偏高。(3)若蜥蜴的数量大量减少，由于少了天敌，短时间内蚱蜢数量上升。(4)生态系统的能量流动和物质循环沿着食物链和食物网进行。
【答案】　(1)2　竞争　(2)标志重捕　高
(3)增加　(4)物质循环　能量流动
14．(12分)某草原生态系统中生活着草、昆虫、兔、鸟、鼠、鹰和狐等生物，这些生物构成的食物网如图所示。请回答
(1)该生态系统中属于第四营养级的生物是________。
(2)食物链是生态系统中________和物质移动的通道。该食物网中有________条捕食食物链。
(3)从生态系统成分分析，图中属于生产者的是________，属于次级消费者的有________；从生态系统营养结构分析，昆虫处于第________营养级。
【解析】　(1)该生态系统中属于第四营养级的生物是狐。(2)食物链是生态系统中能量流动和物质移动的通道；分析图示可知，该食物网中有5条捕食食物链：草→兔→狐、草→兔→鹰、草→鼠→狐、草→鼠→鹰、草→昆虫→鸟→狐。(3)图中的草为自养生物，属于生产者；以植食性动物为食的消费者属于次级消费者，即图中的鹰、狐和鸟；从生态系统营养结构分析，昆虫处于第二营养级。
【答案】　(1)狐　(2)能量流动　5　(3)草　鹰、狐和鸟　二
15．(14分)如图是处于平稳状态的简单淡水生态系统，请回答：
(1)此生态系统中共有________条食物链。
(2)含能量最多的生物类群是______________________。
(3)此生态系统中属于第三营养级的动物是________。
(4)若所有海鸟迁徙到别处，则大鱼数目________，水藻数目________。若水绵大量减少，则水藻会________。 (5)海鸟获得能量最多的食物链是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)此生态系统中的分解者是______________。
A．海鸟 B．水绵
C．水藻 D．腐生细菌、真菌
【解析】　(1)食物链的条数计算是先从生产者算起，此生态系统中有两个生产者，应有两个起点，到达最高营养级有几条路径就有几条食物链，共4条。(2)根据能量单向流动、逐级递减的特点，生产者水藻、水绵含有能量最多。(3)生产者为第一营养级，以此类推，可得出海鸟、小鱼、大鱼处在第三营养级。(4)一个处于平衡状态的生态系统，若所有海鸟迁徙到别处，则大鱼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；若生态系统中水绵大量减少，则海鸟主要以甲壳类生物为食，水藻的数量因甲壳类生物的数量减少而增多。(5)海鸟获得能量最多，则相应食物链应最短，即水藻→甲壳类→海鸟。(6)此生态系统中水绵和水藻是生产者，海鸟是消费者，腐生细菌、真菌是分解者。
【答案】　(1)4　(2)水藻、水绵
(3)海鸟、小鱼、大鱼
(4)增多　减少　增多
(5)水藻→甲壳类→海鸟
(6)D
第五章　第1节
一、选择题
1．一个完整生态系统的结构包括(　　)
A．生态系统的成分、食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者
C．物质循环、能量流动
D．生产者、消费者、分解者和无机环境
[答案]　A
[解析]　生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。B、D仅仅指生态系统的成分，选项C为生态系统的功能。
2．有关“生产者是生态系统的主要成分”的理解，正确的是(　　)
①生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物
②生产者的呼吸作用将有机物分解成无机物，实现了物质的循环
③绿色植物的蒸腾作用降低了环境温度
④生态系统内流动的能量全是生产者固定的能量
A．①②　 B．②③　
C．②④　 D．①④
[答案]　D
[解析]　生产者是自养型生物，能够把无机物转变成有机物，这些有机物一部分用于满足自身的生长和代谢的需要，另一部分维持着生态系统内除生产者以外的全部有机体的生命活动。
3．下列最可能用于描述同一生物的一组名词是(　　)
A．一级消费者，第一营养级 B．二级消费者，自养型生物
C．分解者，腐生生物 D．生产者，异养生物
[答案]　C
[解析]　一级消费者是草食性动物，为第二营养级；二级消费者是肉食性动物，是异养型生物；生产者是自养型生物。分解者都是营腐生生活的生物。
4．如果一个生态系统有4种生物，并构成一条捕食食物链，在某一时间内分别测得这4种生物(甲、乙、丙、
丁)所含有机物的总量如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　　)
A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B．甲、丙、丁的种群数量均增加
C．甲、丁的种群数量下降，丙种群数量增加
D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
[答案]　D
[解析]　本题主要考查食物链营养级的确定方法。解答流程如下：
综上分析可知，D项正确。
5．如图是某池塘生态系统中的两条食物链，大量捕捞花鲢后，种群将有所变化，下列能正确反映短期内种群总重量增长率变化趋势的是(　　)
A．绿藻上升 B．白鲢下降
C．水溞下降 D．乌鱼上升
[答案]　B
[解析]　本题考查食物网中的种间关系。花鲢减少，水溞数量上升，水溞捕食绿藻使其下降。乌鱼缺少食物，数量下降，又大量捕食白鲢，使白鲢数量下降。
6．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是(　　)
A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上
B．动物都是消费者，其中，食草动物处在第二营养级上
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两种
[答案]　C
[解析]　食物网中的生物可能处在不同的营养级上，但是生产者和植食性动物除外，生产者一定是第一营养级，植食性动物一定是第二营养级。动物中有消费者也有分解者，如蚯蚓。细菌中有分解者也有生产者，如硝化细菌。
二、非选择题
7．如图为一生态系统示意图，请据图回答：
(1)从生态学观点看，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成________。
(2)图中有________条捕食关系的食物链。
(3)细菌在生态系统中属于________，其主要作用是________________________。
(4)蛇属于第________营养级。
(5)次级消费者是________。
[答案]　(1)生态系统　(2)1
(3)分解者　将有机物分解为无机物
(4)五　(5)螳螂
[解析]　(1)生态系统包括生物部分和非生物部分，图中光、CO2、H2O、N2属于非生物的物质和能量。
(2)食物链的起点是生产者，终点是最高级消费者，细菌不参与食物链的组成，不占据营养级。
(3)细菌多数属于分解者，主要作用是将有机物分解为无机物。
(4)蛇在此食物链中属于第五营养级。
(5)初级消费者为植食性动物，次级消费者为小型肉食性动物。
8．右图表示生态系统的食物网图，请仔细分析后回答：
(1)生态系统中，食物链交错连接成食物网的原因是___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该食物网中，蛇和鼠的关系是________，食虫鸟和食虫昆虫的关系是________________________________________________________________________。
(3)在该食物网中，蛇共占有哪几个营养级__________________________________ ______________________________________。
(4)生态系统的成分中，图中只体现了两种成分，未体现的成分是________________________________________________________________________。
(5)从理论上分析，维持一个生态系统存在的不可缺少的生物成分是________________________________________________________________________。
[答案]　(1)多种生物在不同的食物链中占有不同的营养级
(2)捕食　捕食和竞争
(3)第三、第四和第五三个营养级
(4)非生物的物质和能量、分解者
(5)生产者和分解者
一、选择题
1．在一阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，它们共同构成一个 (　　)
A．生态系统 B．生物群落
C．种群 D．物种
[答案]　A
[解析]　物种是指能够在自然状态下相互交配且产生可育后代的一群生物；种群是由同种生物构成的；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合；生态系统是指生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。在解决此类问题时，应该注意问题中的主体是否包含无机环境。
2．下图是某草原生态系统部分食物网简图，据图判断下列说法不正确的是(　　)
A．青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系，也有捕食关系
B．图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落
C．图中所示的食物网中共有4条食物链
D．蛇在此食物网中处于两个不同营养级
[答案]　B
[解析]　由图知，青蛙和蜘蛛同时以蝗虫为食，即构成竞争关系，而青蛙又捕食蜘蛛，构成捕食关系；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合，而图中仅有生产者和消费者，缺少了分解者；图中一共包含4条食物链；蛇同时处于第四和第五营养级。
3．下列四项中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物，d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是(　　)
[答案]　A
[解析]　生产者包括植物、蓝藻和化能自养型细菌，分解者包括腐生细菌、腐生真菌、腐生动物，而原核生物包括细菌、蓝藻、放线菌等，而细菌中既有生产者、分解者，又有消费者。据图仔细分析比较三个概念的相互关系，可推知A正确。
4．某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现，五年来，该河流中甲种群密度逐年显著增加，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是(　　)
A．五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强
B．甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C．大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D．该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
[答案]　 A
[解析]　在五年内，河流中甲种群密度逐年显著增加，导致种内斗争不断增强，A正确；甲的引进后，甲的种群密度越来越大，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减小，已经影响了原有生态系统的结构，B不正确；因为甲的引进已经导致土著食草鱼类数量的减少，说明土著食草鱼类不能捕食物种甲，投放土著食草鱼类不能抑制甲的蔓延，C不正确；生态系统包括该区域内所有的生物和其生存的环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素，D不正确。
5．如图曲线表示了某森林生态系统中三个不同种群的生
长和繁衍情况，已知种群甲是自养生物，下列分析正确的是(　　)
A．食物链表示为丙→乙→甲
B．乙在第5～7年之间数量大幅度下降的原因可能是丙大幅度增加和甲大幅度减少
B．甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者共同构成了生物群落
D．甲、丙的存在，加快了物质循环
[答案]　B
[解析]　由于甲的数量最多属于生产者，三者构成的食物链为甲→乙→丙，在5～7年内甲的数量下降，由于缺少食物乙也随之减少，乙、丙都是消费者，它们能够加快物质循环。
6．一组学生将叶捣碎成汁混入一些池泥并放在黑暗中保存。在10 d中他们每天取些样品以确定叶汁中微生物的数量变化，结果如图所示，下面哪一个结论是错误的(　　)
A．生物Ⅰ可能是生产者
B．生物Ⅱ可能以生物Ⅰ为食
C．生物Ⅱ紧随生物Ⅰ的出现而出现
D．生物Ⅳ可能是捕食者
[答案]　A
[解析]　根据题干叙述，叶汁捣碎后混入池泥并在黑暗中保存，图中表示的是以叶汁为食的微生物的数量变化。即Ⅰ是以叶汁为食的初级消费者，Ⅱ为次级消费者，Ⅲ为三级消费者，Ⅳ可能为捕食者。
7．下列属于生态系统食物网特征的是(　　)
A．一种生物只能被另一种生物捕食
B．食物链的环节数是无限的
C．一种生物可能属于不同的营养级
D．食物网上的生物之间都是捕食关系
[答案]　C
[解析]　食物链和食物网是生态系统的营养结构，是根据不同生物之间的捕食关系而建立起来的，由于一种生物可能不止被一种生物所捕食，同一种生物也可能捕食不同的生物，所以不同生物之间也存在着竞争等其他关系，同一种生物可能属于不同的营养级。又因为能量沿着食物链传递过程中将会逐级递减，所以食物链的环节数是有限的。
8．下面表格表示某草原生态系统的食物网情况(“√”表示存在捕食关系)，下列分析中不正确的是(　　)
　　被捕食者
捕食者　　
鸟
昆虫
鼠
狐狸
草
鸟
√
昆虫
√
鼠
√
狐狸
√
鹰
√
√
A．此食物网有三条食物链
B．次级消费者有鸟、鹰、狐狸
C．人类大量捕杀鼠会使狐狸的数量增多，鹰的数量减少
D．鹰占有第三、四两个营养级
[答案]　C
[解析]　根据表中生物间的捕食关系可知该食物网如图：
大量捕杀鼠，狐狸和鹰的数量会减少，故C错误。
二、非选择题
9．根据以下在野外观察到的四个物种在一天中的平均活动时间表(活动时间以%表示)，回答下列问题：
一天中的平均活动时间
大鼠
休息20%
寻找配偶10%
55%吃种子
追逐小鼠15%
小鼠
休息20%
寻找配偶10%
45%吃种子
被大鼠追逐25%
浣熊
休息75%
寻找配偶10%
15%吃大鼠
北美郊狼
休息75%
寻找配偶5%
20%吃烷熊
(1)此生态系统中有________条食物链，大鼠和小鼠是________关系。
(2)浣熊处于第________营养级。
(3)现在，假设北美郊狼成了当地居民们讨厌的动物。居民们开始毒杀北美郊狼，导致其种群数量显著减少，小鼠的种群数量将会________(填“增大”“不变”或“减小”)。为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]　(1)两　竞争　(2)三
(3)增大　北美郊狼减少，浣熊增多，大鼠减少，小鼠和大鼠的竞争减弱，小鼠增多
[解析]　由题表中给出的捕食信息可画出此生态系统中的食物链如下：
小鼠
↑
种子→大鼠→浣熊→北美郊狼
因而此生态系统中有2条食物链，大鼠和小鼠是竞争关系；浣熊处于第三营养级；当北美郊狼被大量捕杀后，浣熊由于天敌的减少而数量增加，大鼠因其天敌(浣熊)的增加而减少，小鼠可以获得充足的食物而大量增加。
10．图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
据图1回答：
(1)从营养功能的角度来填写成分：B．________、C．________。
(2)B主要是指__________________。
(3)________和________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。
(4)最主要成分和最活跃成分分别是________、________(填字母)。
据图2回答：
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链______________________________。
(7)蛇和鹰的关系是____________________________。
(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是________________________。
(9)若蛇绝种，鹰的数量可能________。
(10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？________，理由是______________________________。
[答案]　(1)分解者　非生物的物质和能量
(2)营腐生生活的细菌和真菌
(3)D　B　(4)D　A　(5)8
(6)4　植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰
(7)捕食和竞争　(8)分解者、非生物的物质和能量
(9)增多　(10)食虫昆虫　其食物单一，且有许多天敌
[解析]　无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥粱”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。
11．在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者占有非常重要的地位，为了证明其重要性和不可缺少性，请设计实验进行验证。
材料用具：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
实验步骤：(1)取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
(2)分别对4个玻璃瓶做以下处理：
(3)观察四个玻璃瓶中金鱼存活的时间。
问题与讨论：
①1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？______，原因是__________________________ ___________________________________________________________________________。
②1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③金鱼存活时间最长的是________，原因是__________________________________ ___________________________________________________________________________。
④本实验的结论是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]　(3)①1号　2号瓶中金鱼藻因缺少光照，不能进行光合作用制造O2
②不能。4号瓶中应加入经过烘烤后杀死其中微生物的河泥
③1号　1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间
④在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者不可缺少
第5章　第1节
一、选择题
1．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是(　　)
A．每种动物在生态系统中只能处在一个营养级上
B．在生态系统的食物链中，营养级越高的生物体型就越大
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌和真菌都是分解者
解析：　动物所处的营养级别并非一成不变，A错误；如一棵大树上有许多吸食树汁的昆虫，则第一营养级的大树比第二营养级的昆虫体型大，B错误；腐生的细菌和真菌是分解者，而硝化细菌则是生产者，寄生的细菌是消费者，D错误。
答案：　C
2．生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
解析：　在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者，A错误；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者，B错误；生产者能将无机物合成有机物，是生态系统中最关键的成分，C正确；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者，D错误。
答案：　C
3．下列有关生态系统的结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统的结构包括垂直结构和水平结构，结构越复杂生态系统的抵抗力稳定性越高
B．生态系统中的各种组成成分，通过食物链和食物网紧密地联系在一起，形成一个统一的整体
C．各营养级生物呼吸消耗的能量是指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗的全部能量
D．任何生态系统都需要不断得到来自系统外的物质和能量补充，以便维持生态系统的正常功能
解析：　生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网，垂直结构和水平结构是群落的结构，生态系统的生物种类越繁多，营养结构越复杂，其自我调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高，A错误；生态系统中的各种组成成分，是通过能量流动和物质循环紧密地联系在一起，形成一个统一的整体的，B错误；处于相对稳定状态的自然生态系统，在物质上是自给自足的，不需要来自系统外的物质补充，但需要来自系统外的能量(太阳光)补充，D错误。
答案：　C
4．下图为一个密闭生态缸处于良性状态的碳循环模式图，下列有关分析不正确的是(　　)
A．行为信息在无机环境和异养生物①之间可进行单向或双向传递
B．三种生物的成分自左向右依次分别代表生产者、消费者和分解者
C．生态缸需要放置在一个有适宜散射光的位置才能正常运转
D．可通过观察自养生物等成分的生活状况来判断生态缸是否处于稳定状态
解析：　行为信息只存在于生物与生物之间，A错误；生态缸需要有能量的输入才能维持正常的运转，因此需要适宜的光照，但不能放在直射光的环境中，C正确；若自养生物等成分能正常生活，说明生态缸处于稳定状态，D正确。
答案：　A
5．某相对封闭的生态系统中除分解者外共有五个种群(每个种群只占一个营养级)，其能量调查如下表所示：
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量(102 kJ/m2)
7
50
20
0.98
500
下列对该表数据作出的分析，正确的是(　　)
A．该生态系统的营养结构可表示为戊→乙→丙→甲→丁
B．当甲与丙无捕食关系时，每相邻两营养级之间能量的传递效率都相等
C．该生态系统中甲的数量增加以后，会导致丙的数量减少，乙的数量增加
D．该生态系统中除去甲、丁后，若乙的数量增加，则丙的数量也随之增加
解析：　根据各营养级的能量可以判断，生态系统的营养结构可表示为 ，A错误；该生态系统中甲的数量增加后，会导致乙、丙的数量减少，C错误；除去甲、丁后，由于生产者戊的数量不变，若乙的数量增加，则丙的数量随之减少，D错误。
答案：　B
6．如果一个生态系统有甲、乙、丙、丁4种生物，并构成一条捕食食物链，在某一时间内分别测得这4种生物所含有机物的总量如右图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　　)
A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B．甲、丙、丁的种群数量均增加
C．甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加
D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
答案：　D
7．下图表示个体、种群、群落和生态系统间的关系，有关表述正确的是(　　)
A．图中a表示生态系统，b表示群落，c表示种群，d表示个体
B．一片鱼塘中所有的动植物可用c表示
C．b的未来发展趋势可通过年龄组成来预测
D．d的主要成分是生产者、消费者和分解者
解析：　个体、种群、群落、生态系统的范围是依次增大的，A错误。一片鱼塘中的所有动植物既不是种群(有多个物种)，也不是群落(缺少微生物)，也不是生态系统(没有无机环境等)，B错误。生态系统的主要成分是生产者，D错误。
答案：　C
8．下图为某森林生态系统的食物网组成，下列有关说法中不正确的是(　　)
A．松毛虫数量增加时，灰喜鹊的数量也会增多，从而使松毛虫种群的增长受到抑制
B．图中共有3条食物链，狐狸同时占据了两个营养级
C．生物群落内部存在着负反馈调节机制，使各种生物的数量能维持相对稳定
D．调查灰喜鹊的种群密度，最常用的方法是标志重捕法
解析：　图中共3条食物链，狐狸占有第3、4、5共三个营养级。
答案：　B
9．下图为某草原生态系统的食物网，下列说法正确的是(　　)
A．属于次级消费者的是食草鸟、蜘蛛、蟾蜍、猫头鹰
B．猫头鹰占有第三、第四、第五、第六共四个营养级
C．蜘蛛和蟾蜍只是捕食关系
D．如果昆虫突然减少，短期内食草鸟数目将不发生变化
解析：　本题主要考查了食物链和食物网的分析方法，分析如下：次级消费者也就是第三营养级，包括猫头鹰、食虫鸟、蜘蛛、蟾蜍，A错误；猫头鹰在5条食物链中依次占有第三、四、五、六、五营养级，共四个营养级，B正确；蜘蛛和蟾蜍既存在捕食关系，也存在竞争关系，C错误；如果昆虫突然减少，短期内食虫鸟、蜘蛛、蟾蜍数量会减少，猫头鹰以更多的食草鸟为食，导致食草鸟数量减少，D错误。
答案：　B
二、非选择题
10．下图为一生态系统示意图，请据图回答：
(1)从生态学观点看，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成____________。
(2)图中有________条捕食关系的食物链。
(3)细菌在生态系统中属于________，其主要作用是____________________。
(4)蛇属于第________营养级。
(5)次级消费者是________。
解析：　(1)生态系统包括生物部分和非生物部分，图中光、CO2、H2O、N2属于非生物的物质和能量。(2)食物链的起点是生产者，终点是最高级消费者，细菌不参与食物链的组成，不占据营养级。(3)细菌多数属于分解者，主要作用是将有机物分解为无机物。(4)蛇在此食物链中属于第五营养级。 (5)初级消费者为植食性动物，次级消费者为小型肉食性动物。
答案：　(1)生态系统　(2)1　(3)分解者　将有机物分解为无机物　(4)五　(5)螳螂
11．图1表示一个人工白杨林中食物网简图。苔类与物种C、G和I生活于白杨树中层的树枝表面，物种A、E和F则在白杨林中部来回飞动寻找食物。请回答：
(1)图1中共有________条食物链，次级消费者是________；两者之间既有捕食关系又有竞争关系的是________。
(2)如果因某种原因，物种E突然大量减少，而较长时间内发现A的数量无明显变化，这是因为____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)物种A的食物中各种类所占比例如图2所示。若除去全部物种A一年后，与对照地区相比，该处种类组成发生了很大变化，其中________将成为优势种，而物种E和F数量大为减少的原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：　(1)7　I、D、A　A和D　(2)E在食物网中的位置可由同营养级的多种生物代替(或生态系统具有自我调节能力)　(3)C　C大量繁殖，占据了白杨树中层树枝的表面，使苔类不能生长，物种E和F因失去食物而数量减少
12．下列有关生态系统的问题，请分析回答：
(1)某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：取同样形状、同样体积的锥形瓶3个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号中加少许河泥，再在1、2、3号中加入相同数量的生长状况相同的金鱼，2、3号中加入等量的金鱼藻，均用橡皮塞塞紧，然后放在阳光下。记录结果如下表所示：
瓶号
1
2
3
瓶中金鱼生存的时间(周)
3
11
25
①与3号锥形瓶相比，2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短，主要说明________是生态系统成分中不可缺少的。
②_________两个锥形瓶的实验结果相比较，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。
③该实验的无关变量为(最少答出两项)_ _______________________等。
(2)请继续设计实验探究阳光对生态系统的影响。
方法步骤：
第一步：取同样形状、同样体积的4号锥形瓶，4号锥形瓶的设计处理应该与________号锥形瓶相同。
第二步：_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：观察记录锥形瓶中金鱼存活的时间。
推测最可能的实验结果：__________________________________________________
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
答案：　(1)①分解者　②1号和2号　③温度、金鱼的数量、金鱼藻的数量
(2)3　4号锥形瓶进行遮光处理　4号锥形瓶中金鱼存活的时间比3号锥形瓶中金鱼存活的时间短
第五章 第1节
一、选择题
1．在一阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓、蜘蛛、老鼠等动物，它们共同构成一个 (　　)
A．生态系统 B．生物群落
C．种群 D．物种
[答案]　A
2．下图是某草原生态系统部分食物网简图，据图判断下列说法不正确的是(　　)
A．青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系，也有捕食关系
B．图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落
C．图中所示的食物网中共有4条食物链
D．蛇在此食物网中处于两个不同营养级
[答案]　B
3．下列四项中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物，d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是(　　)
[答案]　A
[解析]　生产者包括植物、蓝藻和化能自养型细菌，分解者包括腐生细菌、腐生真菌、腐生动物，而原核生物包括细菌、蓝藻、放线菌等，而细菌中既有生产者、分解者，又有消费者。据图仔细分析比较三个概念的相互关系，可推知A正确。
4．某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现，五年来，该河流中甲种群密度逐年显著增加，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是(　　)
A．五年来该河流中甲种群的种内斗争不断增强
B．甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C．大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D．该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
[答案]　 A
[解析]　在五年内，河流中甲种群密度逐年显著增加，导致种内斗争不断增强，A正确；甲的引进后，甲的种群密度越来越大，土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减小，已经影响了原有生态系统的结构，B不正确；因为甲的引进已经导致土著食草鱼类数量的减少，说明土著食草鱼类不能捕食物种甲，投放土著食草鱼类不能抑制甲的蔓延，C不正确；生态系统包括该区域内所有的生物和其生存的环境，包括所有生物、底泥、水及阳光等因素，D不正确。
5．(2015·河北衡水中学调研)动物生态学家对某林区周边区域四种经济动物(M、N、O、P)进行了调查，所得结果如下：这四种动物的种群密度中M的种群密度最小，且各物种之间存在着食物关系，N、P处于同一营养级，M处于最高营养级。下列结论正确的是(　　)
A．动物的营养级一定与种群密度呈反比例关系
B．只能用标志重捕法调查动物的种群密度
C．四种动物的种间关系不止一种
D．M动物一定处于第五营养级
[答案]　C
[解析]　动物的营养级一般与种群密度呈反比例关系，但是在食物网中不一定，因为有的生物以多种生物为食，A错误；一般用标志重捕法调查活动范围大、活动能力较强的动物的种群密度，B错误；四种动物的种间关系不止一种，存在竞争和捕食关系，C正确；由于N、P处于同一营养级，M动物有可能处于第四营养级，D错误。
6.一组学生将叶捣碎成汁混入一些池泥并放在黑暗中保存。在10 d中他们每天取些样品以确定叶汁中微生物的数量变化，结果如图所示，下面哪一个结论是错误的(　　)
A．生物Ⅰ可能是生产者
B．生物Ⅱ可能以生物Ⅰ为食
C．生物Ⅱ紧随生物Ⅰ的出现而出现
D．生物Ⅳ可能是捕食者
[答案]　A
[解析]　根据题干叙述，叶汁捣碎后混入池泥并在黑暗中保存，图中表示的是以叶汁为食的微生物的数量变化。即Ⅰ是以叶汁为食的初级消费者，Ⅱ为次级消费者，Ⅲ为三级消费者，Ⅳ可能为捕食者。
7．下列属于生态系统食物网特征的是(　　)
A．一种生物只能被另一种生物捕食
B．食物链的环节数是无限的
C．一种生物可能属于不同的营养级
D．食物网上的生物之间都是捕食关系
[答案]　C
8．下面表格表示某草原生态系统的食物网情况(“√”表示存在捕食关系)，下列分析中不正确的是(　　)
被捕食者
捕食者　　
鸟
昆虫
鼠
狐狸
草
鸟
√
昆虫
√
鼠
√
狐狸
√
鹰
√
√
A.此食物网有三条食物链
B．次级消费者有鸟、鹰、狐狸
C．人类大量捕杀鼠会使狐狸的数量增多，鹰的数量减少
D．鹰占有第三、四两个营养级
[答案]　C
[解析]　根据表中生物间的捕食关系可知该食物网如图：
大量捕杀鼠，狐狸和鹰的数量会减少，故C错误。
9．(2015·山东德州联考)如图为某食物网简图，其中苔类和物种C均生活于白杨树中层的树枝表面。据图分析，下列说法中正确的是 (　　)
A．图中共有6条食物链
B．物种C和苔类之间无竞争关系
C．若物种E突然大量减少，则A的数量可能无明显变化
D．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
[答案]　C
[解析]　图中共有7条食物链，分别是白杨树→B→I，白杨树→C→A，白杨树→C→D→A，白杨树→G→D→A，白杨树→G→A，苔类→E→A，苔类→F→A，A错误；物种C和苔类均生活于白杨树中层的树枝表面，故它们之间有竞争关系，B错误；若物种E突然大量减少，物种A还能以物种C、D、F、G为食，因此一段时间内A的数量可能无明显变化，C正确；图示的各种成分组成食物网，只包括动物和植物，不包括非生物的物质和能量与分解者，故不能构成一个生态系统，D错误。
10．(2015·山东泰安期末)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。以下叙述错误的是(　　)
A．生长在该岛上的蘑菇属于主态系统的分解者
B．兔与人的种间关系是竞争和捕食，鼠疫杆菌与人的种间关系是寄生
C．通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响小于鼬对鼠种群数量的影响
D．植物中的能量能通过3条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为第三和第四营养级
[答案]　D
[解析]　蘑菇为真菌，依靠分解有机物获取能量，A正确；兔与人竞争植物，兔又被人捕食，鼠疫杆菌寄生在人体内，B正确；通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量影响很小，而捕食者对被捕食者数量影响较大，C正确；植物中的能量能通过4条食物链传递给鹰，D错误。
二、非选择题
11．根据以下在野外观察到的四个物种在一天中的平均活动时间表(活动时间以%表示)，回答下列问题：
一天中的平均活动时间
大鼠
休息20%
寻找配偶10%
55%吃种子
追逐小鼠15%
小鼠
休息20%
寻找配偶10%
45%吃种子
被大鼠追逐25%
浣熊
休息75%
寻找配偶10%
15%吃大鼠
北美郊狼
休息75%
寻找配偶5%
20%吃烷熊
(1)此生态系统中有________条食物链，大鼠和小鼠是________关系。
(2)浣熊处于第________营养级。
(3)现在，假设北美郊狼成了当地居民们讨厌的动物。居民们开始毒杀北美郊狼，导致其种群数量显著减少，小鼠的种群数量将会________(填“增大”“不变”或“减小”)。为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]　(1)两　竞争　(2)三
(3)增大　北美郊狼减少，浣熊增多，大鼠减少，小鼠和大鼠的竞争减弱，小鼠增多
12．图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
据图1回答：
(1)从营养功能的角度来填写成分：B.________、C.________。
(2)B主要是指__________________。
(3)________和________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。
(4)最主要成分和最活跃成分分别是______、________(填字母)。
据图2回答：
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链______________________________。
(7)蛇和鹰的关系是________________________________________________________。
(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是________________________。
(9)若蛇绝种，鹰的数量可能________。
(10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？________，理由是__________________________。
[答案]　(1)分解者　非生物的物质和能量
(2)营腐生生活的细菌和真菌
(3)D　B　(4)D　A　(5)8
(6)4　植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰
(7)捕食和竞争
(8)分解者、非生物的物质和能量
(9)增多
(10)食虫昆虫　其食物单一，且有许多天敌
[解析]　无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥粱”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。
13．在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者占有非常重要的地位，为了证明其重要性和不可缺少性，请设计实验进行验证。
材料用具：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
实验步骤：(1)取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
(2)分别对4个玻璃瓶做以下处理：
(3)观察四个玻璃瓶中金鱼存活的时间。
问题与讨论：
①1号和2号相比，哪一瓶存活时间长？______，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②1号和4号对照，能否说明分解者是生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③金鱼存活时间最长的是________，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④本实验的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]　(3)①1号　2号瓶中金鱼藻因缺少光照，不能进行光合作用制造O2
②不能。4号瓶中应加入经过烘烤后杀死其中微生物的河泥
③1号　1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间
④在一个生态系统中，非生物的物质和能量、生产者、分解者不可缺少
14．下列有关生态系统的问题，请回答：
(1)某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：取同样形状、同样体积的锥形瓶3个，分别标记为1、2、3号，均加等量的水，3号中加少许河泥，再在1、2、3号中加入相同数量的生长状况相同的金鱼，2、3号中加入等量的金鱼藻，均用橡皮塞塞紧，然后放在阳光下。记录结果如下表所示：
瓶号
1
2
3
瓶中金鱼生存
的时间(周)
3
11
25
①2号和3号锥形瓶相比较，2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短，主要说明________是生态系统成分中不可缺少的。
②________两个锥形瓶的实验结果相比较，说明生产者是生态系统成分中不可缺少的。
③该实验的无关变量为(最少答出两项)________等。
(2)请继续设计实验探究阳光对生态系统的影响。
方法步骤：
第一步：取同样形状、同样体积的4号锥形瓶，4号锥形瓶的设计处理应该与________号锥形瓶相同。
第二步：_________________________________________________________________。
第三步：观察记录锥形瓶中金鱼存活的时间。
推测最可能的实验结果：___________________________________________________
[答案]　(1)①分解者　②1号和2号　③温度、金鱼的数量、金鱼藻的数量
(2)3　4号锥形瓶进行遮光处理　4号锥形瓶中金鱼存活的时间比3号锥形瓶中金鱼存活的时间短
[解析]　(1)明确实验中的几组对照：
题干中设置了1、2、3号3个锥形瓶，这3个锥形瓶之间的对照关系分析如下：
锥形瓶
实验变量
实验目的
1号、2号
是否含有金鱼藻
探究生产者的重要性
2号、3号
是否含有河泥
探究分解者的重要性
(2)正确区分实验变量和无关变量：
①实验变量是依据实验目的设置的对照组和实验组之间不同的变量。如探究阳光对生态系统的影响的实验中，阳光为实验变量。
②无关变量为除实验变量之外其他的变量，如探究阳光对生态系统的影响的实验中，温度、消费者的数目、生态瓶的大小等为无关变量，在实验过程中应确保对照组和实验组的无关变量处于适宜且相同的状态，以降低对实验结果的影响和干扰。
第1节　生态系统的结构
基础巩固
1．下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(　　)。
A．种群中的个体是生物进化的基本单位
B．亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群
C．马尾松林地中所有植物构成了生物群落
D．食物链和食物网是生态系统的营养结构
答案　D
解析　种群是生物进化的基本单位；种群是指在一定的自然区域内同种生物的全部个体；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集和，包括植物、动物和微生物。故选D。
2．关于营养级的叙述，错误的是(　　)。
A．处于同一营养级别的动物，一定是一个种群
B．食物链的营养级并非越多越好
C．同一种动物在食物网中可占据不同的营养级
D．同一种动物在一条食物链中只能占据一个营养级
答案　A
解析　在食物网中，处于同一营养级别的动物，不一定是一个种群。食物链的营养级并非越多越好，一般为4～5个。同一种动物在不同的食物链中可占据不同的营养级。同一种动物在一条食物链中只能占据一个营养级。
3．“螳螂捕蝉，黄雀在后。”此成语所隐含的食物链具有的营养级数至少有(　　)。
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
答案　C
解析　解答时应先完整地写出成语所隐含的最短食物链：生产者→蝉→螳螂→黄雀，然后确定营养级数至少有4个。
4．请据图回答下面的问题：
(1)图解表示一个____________的组成及各成分间的关系，光是它的________来源。
(2)蛇占有________条食物链，占有的营养级是______________________。
(3)若螳螂全部迁走，则黄雀的数量将会________，原因是______________________
________________________________________________________________________。
(4)动植物尸体是图中的__________通过__________和________这两种作用分解的。
答案　(1)生态系统　能量
(2)2　第四和第五营养级
(3)增多　黄雀由第三和第四营养级变成了单纯的第三营养级，减少了能量的损耗
(4)细菌　有氧呼吸　无氧呼吸
解析　由于图解中含有非生物成分和生物成分，所以这是一个生态系统，而阳光是这个生态系统的能量来源。动植物的遗体等通过分解者的呼吸作用分解，呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
巩固提升
5．下图是某草原生态系统中部分食物网简图，据图判断下列说法不正确的是(　　)。
A．青蛙和蜘蛛之间既有竞争关系，也有捕食关系
B．图中的所有生物构成此生态系统中的生物群落
C．图中所示的食物网中共有4条食物链
D．蛇在此食物网中处于两个不同营养级
答案　B
解析　由图可知，青蛙和蜘蛛同时以蝗虫为食，即构成竞争关系，而青蛙又捕食蜘蛛，构成捕食关系；生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物的集合，而图中仅有生产者和消费者，缺少了分解者；图中一共包含4条食物链；蛇同时处于第四和第五营养级。故选B。
6．下图表示在某生态系统中，三个种群数量变化的相互关系，下列描述正确的是(　　)。
A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者
B．a→b→c构成一条食物链
C．a与b、b与c为捕食关系
D．a与c为竞争关系
答案　C
解析　由图中a、b、c之间的关系可以推理它们存在捕食关系。由a增加，b减少，可知a不是生产者。由b增加能引起a增加、c减少可知，a与c不属于竞争关系。
7．如图表示生态系统中生物的部分代谢过程。下列叙述正确的是(　　)。
A．能进行过程①或者③的生物肯定属于生态系统中的生产者
B．能进行过程②或者④的生物肯定属于生态系统中的消费者
C．各种生物都能通过过程②为自身的生命活动提供能量
D．过程②和④不能在生物体的同一细胞内进行
答案　A
解析　由图可知，过程①是光合作用，过程②是有氧呼吸，过程③是化能合成作用，过程④属于无氧呼吸。能进行过程①或者③的生物的同化类型都是自养型，属于生态系统中的生产者；生态系统中的分解者和生产者也可以进行有氧呼吸或无氧呼吸；厌氧型生物通过无氧呼吸提供能量；过程②和④可以发生在同一细胞内，如酵母菌。
8．下列四项中的圆分别表示：a—生产者、b—分解者、c—原核生物、d—蓝藻、e—腐生细菌。能正确表示它们之间相互关系的是(　　)。
答案　A
解析　生产者包括植物、蓝藻和化能自养型细菌，分解者包括腐生细菌、腐生真菌、腐生动物，而原核生物包括各种细菌和蓝藻，据图仔细分析比较三个概念的相互关系，可推知A正确。
9．在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系构成了食物网。下图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图。下列各项叙述中，不正确的是(　　)。
A．生态系统中生产者有2个，是该生态系统的主要成分
B．若丙种群数量下降20%，辛种群数量不会发生明显变化
C．在该食物网中辛占有3个营养级
D．只在丁和辛、丙和乙之间既存在竞争关系又存在捕食关系
答案　D
解析　由图可知，除丁和辛、丙和乙存在竞争和捕食关系外，乙和丁之间也存在竞争和捕食关系。
10．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．硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者
C．病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者
D．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者
答案　B
解析　生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。非生物的物质和能量包括阳光、热能、无机盐、水分、空气等，生产者主要指进行光合作用的绿色植物，另外还有进行化能合成作用的硝化细菌等。病毒营寄生生活，寄生在生物的细胞内，属于消费者。蚯蚓以腐烂的物质为食物，营腐生生活，属于分解者。
11．某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。请回答下列问题：
(1)该食物网中，植物中的能量能通过________条食物链传递给鹰，鹰处于________________营养级；兔与人的种间关系是________________。鼠疫杆菌与人的种间关系是________。
(2)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响________(大于、小于或等于)鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争________(增强、不变、减弱)。
(3)生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的________(生产者、消费者、分解者)。
答案　(1)4　第三和第四　捕食和竞争　寄生
(2)小于　增强　(3)分解者
解析　通常情况下，寄生生物对宿主的影响一般小于宿主的天敌对宿主种群的影响；大量捕杀鼬会导致鼠的数量在一段时间内增加，种内斗争会相应增强；蘑菇利用植物的遗体、残枝败叶营腐生生活，属于生态系统的分解者。
课题
第二节 生态系统的能量流动
设计教师
时间
课型
新授课
课时
1
教学
目标
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.概述研究能量流动的实践意义。
3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
重点
难点
生态系统能量流动的过程和特点
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第五章 第2节： 生态系统的能量流动
引言：
一、自主学习：
一、能量流动的概念
生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。
二、能量流动的过程
能量的来源
绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，使太阳能输入到生态系统中。
能量的输入
生产者所固定的有机物的总能量，就是这个生态系统所获得的总能量。
能量的传递
一个营养级的生物所同化的能量：
（1）一方面通过呼吸作用释放
（2）一方面用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动
一部分被初级消费者摄入
一部分则被分解者分解利用
一部分则保留在自身未利用
三、能量流动的特点
能量流动的特点
生态系统中能量流动的特点是单向的，逐级递减的。
能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是10%-20%
2、能量金字塔
能量金字塔的含义是：在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
生态系统中，能量流动一般不超过4-5个营养级。
3、数量金字塔：
四、研究能力流动的实践意义
1、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
2、可以帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
二、合作探究、解惑答疑：
1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
2、流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？
三、总结升华：
1、若一食物网中，已知最高营养级增重为N：
①要求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率算
②要求最少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率算
2、若一食物网中，已知第一营养级重量为M：
要求最高营养级最多获得多少能量时，按最短食物链，最高传递效率算
求最高营养级最少获得多少能量时，按最长食物链，最低传递效率算
四、作业：相关习题
5.2 生态系统的能量流动
一、教材分析
本节内容是人教版必修三“稳态与环境”中第五章第二节的内容。本小节内容包括：“生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的意义”三部分。由于生态系统能量的输入、利用、散失等和必修一“细胞的能量供应和利用”、“光合作用”、“呼吸作用”相联系，同时能量作为生态系统内部物质循环的动力，以及能量流动效率还能直接反映生态系统的稳定性，能量流动相关概念的学习为后续章节作铺垫，因此本节内容的学习有承上启下的作用。
二、教学目标
1、分析生态系统能量流动的过程和特点。
2、概述研究能量流动的实践意义。
3、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
三、教学重点及解决方法
[教学重点] 生态系统能量流动的过程和特点。
[解决方法]
⑴借助于某一具体的食物链，让学生分析能量流动的过程。
⑵教师引导学生用数据来分析能量流动的特点，在学生归纳总结的基础上，教师阐述生态系统能量流动具有的两个特点。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 同上。
[解决方法] 同上。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
讨论法、讲解法。 教具准备：图片、课件。
六、学生活动
1、学生讨论、阅读、交流相关内容。 2、开展调查活动。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
提出问题：
1、在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？
2、请用概念图的形式，建立这些概念之间的联系。
分析、组织讨论：
1、就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失？
2、如果考虑一个种群，我们如何研究能量的输入、储存和散失？
小结：
生态系统存在着：生产者→初级消费者→次级消费者的营养结构。提出问题：⑴能量是怎样输入生态系统的？⑵能量流动的渠道是什么？⑶能量流动的过程是怎样的？
小结：在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学链中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算，并列出能量平衡表。
提示：能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。
引入：赛达伯格湖的能量流动。
简介林德曼研究的背景，说明定量研究的重要性，并指导学生阅读教材中赛达伯格湖的能量流动图解。
提出问题：
1、请用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成一份清单。
2、分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡。
3、分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。
4、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一营养级？
5、通过以上分析，你能总结出什么规律？
小结：林德曼的研究发现生态系统的能量流动具有两个明显的特点。
引出：能量金字塔。
讨论：“问题探讨”中的素材，引出“研究能量流动的实践意义”。
提出问题：在我国农村，很早以前就已有生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。这种方法是：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了一个良性循环，随着社会的发展，“桑基鱼塘”也不断改进和完善。
请设计一个改进“桑基鱼塘”的方案，使能量更充分地有效地得到利用。
（三）总结
通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力，是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和发展。
（四）作业布置
教材P98练习。
（五）板书设计
第2节 生态系统的能量流动
一、生态系统的能量流动的含义及能量流动分析的基本思路
1、生态系统的能量流动的含义
2、分析能量流动的基本思路
二、能量流动的过程
1、起点：从生产者固定太阳能开始
2、数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能
3、渠道：食物链和食物网
4、过程：
三、能量流动的特点
1、单向流动（为什么？）
2、逐级递减（为什么？）
能量呈现金字塔型（生物数量呢？）
四、研究能量流动的实践意义
第2课时
复习提问：1、简述能量流动的过程。2、能量流动有何特点？调查当地农田生态系统中的能量流动情况
一、目的要求
1、调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
2、分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
3、对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
二、活动建议
农村的同学要进行实地调查，城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集资料、走访农业部门等方式进行调查。
调查过程中要注意对以下问题进行分析
1、当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
2、初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采用了哪些措施？
3、次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
4、养殖动物的饲料来源是怎样的？
5、农民对作物秸杆是如何处理的？
6、人们通过什么方式来提高光能利用效率？
7、怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
三、撰写调查报告
整理调查结果，尽可能详尽地画出该农业生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农业生态系统能量流动情况的调查分析报告。
四、交流
就调查报告的主要内容与农民进行交流。农民对你们的建议持什么态度？如果实施你们的建议，他们有什么现实困难？
根据和农民沟通交流的情况，对调查报告作进一步修改。
（三）总结
（四）作业布置
1、撰写调查报告。
2、教材P97技能训练。
（五）板书设计
调查当地农田生态系统中的能量流动情况
目的要求
↓
活动
↓
撰写调查报告
↓
交流
第五章 第二节 生态系统的能量流动
教 学
目 标
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.概述研究能量流动的实践意义。
3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况
教方学法
讲述与学生练习、讨论相结合
教
材
分
析
重点
生态系统能量流动的过程和特点。
难点
能量流动过程、特点
教具
多媒体、实物投影仪
教
学
过
程
讨论与总结
一、生态系统的能量流动
1．概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。
2．过程
（1） 起点：从生产者固定太阳能开始，
（2）过程

（3）特点：单向流动，逐级第减
（4）研究目的：设法调整生态系统的能量流动方向，使能量流向使能量持续高效流向对人类最益的部分。
教
学
过
程
〖讲述〗（1）几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。注意：植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量。所以，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况；在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂；（2）能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程；（3）生物的遗体残骸是分解者能量的来源。
〖思考与讨论1〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.不能，能量流动是单向的。
〖板书〗二、能量流动的特点
〖资料分析〗学生思考回答，老师提示。
1和2
营养级
流入能量
流出能量（输入后一个营养级）
出入比
生产者
464.6
62.8
13.52%
植食性动物
62.8
12.6
20.06%
肉食性动物
12.6
?
?
分解者
14.6
?
?
3.流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4.生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
〖讲述〗生命活动离不开能量，生物需要不断从外界获取能量才能维持生存；在生物获得的能量中只有一部分贮存于生物体内；由于能量沿食物链流动过程中逐级递减，因而能量相同的食物，动物性食品比例越高，意味着消耗的总能量越多。
〖板书〗能量流动的特点：
生态系统中能量流动是单向的；
能量在流动过程中逐级递减。
〖旁栏思考题〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。
〖板书〗三、研究能量流动的实践意义
〖思考与讨论2〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
〖调查〗参考调查点：稻田生态系统
组成成分： （1） 非生物的物质和能量； （2） 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等；（3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；（3）分解者：多种微生物。
〖问题提示〗1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
〖技能训练〗分析和处理数据
〖提示〗这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ（计算公式是EG=MG×1.6×107）；
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ（计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107）；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ（计算公式为E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；
这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012）。
典型例题
例1（2004年陕西、内蒙卷）一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食
性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是
A．a=b+d B．a＞b+d C．a＜b+d D．a＜c+d
解析：一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能。该生态系统中生产者固定的全部能量是a，即流经该系统的各个营养级的总能量是a，数值是最大的。这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。本题正确答案是B。
目标检测
1．右图表示某湖泊生态系统的营养结构，a—e代表各营养级的生物，下列叙述不正确的是
A．共有3条食物链
B．各营养级中，能量最多的是c,生物个体数量最多的是a
C．若水体受有机磷农药轻度污染，则受害最严重的是a
D．若c所含能量为5.8×109kJ,d含1.3×108kJ,则a至少约含4.5×107kJ
2．在浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加1kg体重，至少消耗浮游植物的量为
A、1kg B、10kg C、125kg D、1000kg
3．下列除哪项外．均为对生态系统内能量流动特征的描述：A、食物链和食物网是能量流动的渠道B、食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多C、单向流动，逐级递减D、食物链越短，可供养的消费者越多
4．某池塘生态系统全部生产者所固定的大阳能总值为a，全部消费者所利用的能量总值为b，全部分解者所利用的能量总值为c．那么，a、 b、c三者之间的关系为：A、a>b，b=c B、a=b+c C、a>b+c D、a5. 在一个阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蜘蛛、老鼠等动物。下面有关对阴湿山洼草丛及其生物等的叙述，正确的是　　　　　 　　 　
A．阴湿山洼草丛是一个生态系统 B．阴湿山洼草丛中的动物是一个生物群落
C．阴湿山洼草丛中的蚂蚁是一个种群 D．苔藓是异养生物，属消费
6．右图是一个陆地生态系统食物网模式图，下列叙述中不正确的是
A．在该食物网中，共有5条食物链存在
B．在该食物网中，H处于三个不同的营养级
C．若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，
则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D．在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，
则H的数量不会发生明显变化
7．人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系
A．能量与营养级????? B．能量与个体大小
C．能量与个体数量??? D．能量与生物代谢类型
8. 某一生态系统中，已知一只鹰增重2 kg要吃l0 kg小鸟；小鸟增重0.25 kg要吃2 kg昆虫；而昆虫增重100 kg要吃1000 kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为
A．0.05％ B．0.5％ C．0.25％ D．0.025％
9、一个完整的生态系统的结构包括
A．生态系统的成分、食物链和食物网 B．生产者、消费者和分解者
C．物质循环，能量流动 D．生产者、消费者和分解者和无机环境
10．某草原上长期生活着野兔、狐和狼，形成一个相对平衡的生态系统。经测定，其各种生物所含能量如下表(能量单位：kJ·(km2·a)-1)
生物种类
草
兔
狐
狼
所含能量
9.9×109
1.5×l09
2×108
1.3×108
则该生态系统的食物链(网)可表示为
A．草 兔 狐 狼 B．草 兔 狼 狐
狼 狼
C．草 兔 D．草 兔
狐 狐
11、对某生态系统能量流动进行部分测定，粗略的结果如下图所示(单位：kJ／m2·a)该生态系统净初级生产量(初级生产量是指在生态系统中某一食物链内生产者所能固定的这部分太阳辐射能量，即生产者所生产出的有机物的能量)是
A．6 690
B．4 620
C．780
D．5 570
12．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经过同化作用所获得的能量，其去向不应该包括
A.通过兔的粪便流入到分解者体内的能量 B.通过兔的呼吸作用释放的能量
C.通过狐的粪便流入到分解者体内的能量 D.流入狐体内的能量
13、右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，
则分解者的作用强弱依次是
A、a>c=b
B、 c>b>a
C、 c=b>a
D、 a>b>c
14．假若某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种
生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为m1、m2、m3、m4。下列叙述中，不正确的是
A．四种生物中所含的能量归根到底来自于a通过光合作用固定的太阳能
B．在一段时间内，若b种群数量增加，则a种群数量下降，d种群数量增加
C．若m1＜5m2，则生态系统的稳定性就会遭到破坏
D．d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物的质量小
15、如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物
A、10千克 B、280千克 C、100千克 D、28千克
16. (多选题).下列叙述，错误的是　　　
A．当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔的全部能量
B．当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级
C．生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落
D．生态系统的能量流动是往复循环的
17. (多选题).下列说法正确的是
A、只要时间允许，弃耕农田有可能形成树林
B、在群落演替中，动物是依赖于植物而出现的
C、在群落演替中，苔藓的出现比地衣早
D、人类活动会改变群落演替的速度，但不会改变其方向
18. (多选题).下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是
A．各种细菌、真菌都是分解者
B．将动植物遗体中的有机物分解成无机物，供生产者再利用
C．有的动物也能成为分解者
D．在分解动植物遗体时，将有机物中的能量释放出来，供生产者再利用
19. (多选题).下列有关食物链的说法中，正确的是
A．在生态系统中，生物种类越复杂，个体数量越庞大，食物链就越多
B．自然生态系统中,沿着食物链的方向，能量逐级递减
C．在不同的食物链中，根据动物的食性，每种动物只能归属于某一特定的营养级
D．陆地生态系统的食物链中，营养级越高的生物，占有的碳元素越少
20图30—2表示一生态系统中生物种类间的相互关系，图中各种类均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，图中的数字表示海星食物中各种类所占的比例（%）。
此生态系统中处于第三营养级的种类有
。两者既有捕食关系又有竞争关系的种类是____________________________。
当除去全部海星一年后，与对照地区相 比，该处生物种类组成发生了很大的变化，其中_________成为优势种，而石鳖和石械数量大为减少，其原因是_______________________。
21. (9分)根据右侧生态系统中的食物网简图，请据图回答：
（1）该食物网中的肉食动物是 　　　，含能量最多的是 　　，A生物与E生物的关系是 　　　 。
（2）若B生物种群总能量为7.1×l09 kJ，A生物种群总能量
为2.3×108 kJ，从理论上计算C储存的总能量最少为 　　　 kJ。在该生态系统的能量流动过程中B生物种群的能量除了图中所示的分配外，其余能量的去向还有
①　　　　　 　　　　　 　　　　　
② ___________________　　　　　 　　　　　 、
③_________________________　　　　　 　　　　　 。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）若A种群生物量减少，E和D种群将如何变化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）右图是食物链“树→昆虫→食虫鸟”的两个金字塔。
其中左边为　　　　　　金宇塔，右边为 　　　金字塔。
参考答案
1-5. BCACA、6-10.CACAD、11-15.DADDB、16.ABD、17.AB、18.BC、19.ABD
20．海星、荔枝螺、海葵 海星和荔枝螺 ②藤壶 藤壶大量繁殖，占据了岩石表面，使海藻不能生长，石鳖和石槭因失去食物而数量减少。
21. (9分) (1）C；B；竞争 （2）4.8×107；一部分能量用于自身呼吸作用被消耗掉；一部分用于B生物的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在B生物的有机物中；－部分能量随着遗体、残枝败叶被分解者分解（3）先增加后减少，最终恢复动态平衡 （4）数量；能量；
生态系统的能量流动
教学实施的程序
学生活动
教师的组织和引导
教学意图
学生讨论，画出概念简图，并进行交流。
提出问题：
1.在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？
2.请用概念图的形式，建立这些概念之间的联系。
? 在学生已有的知识基础上建构能量流动概念。
以图的形式，联系熟悉的生物或自身在个体水平说明能量流动的途径，进而说明在种群中能量流动的途径。
分析、组织讨论：
1.就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？
2.如果考虑一个种群，我们如何研究能量的输入、储存和散失？
小结：（见教学策略图）。
??认识研究生态系统能量流动的方法。
??运用研究生态系统能量流动的方法，分析生态系统能量流动的过程，并进行交流。
生态系统存在着：生产者→初级消费者→次级消费者的营养结构。提出问题：
（1）能量是怎样输入生态系统的？
（2） 能量流动的渠道是什么？
（3） 能量流动的过程是怎样的？
??达成本节教学目标。
学习“思考与讨论”的素材，并进行交流。
小结：在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计
算，并列出能量平衡表。
提示：能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。
引入：赛达伯格湖的能量流动。
?认同能量守恒定律。
??学生阅读，讨论完成“资料分析”要求的内容。
简介林德曼研究的背景，说明定量研究的重要性，并指导学生阅读教材中赛达伯格湖的能量流动图解。
提出问题：
1.请用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如， 可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”
整理成一份清单。
2.分析每一营养级上能量的 “流入” 和“出”是否平衡。
3.分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。
4.流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地
流到下一个营养级？
5.通过以上分析，你能总结出什么规律？
小结：林德曼的研究发现生态系统的能量流动具有
两个明显的特点。
引出：能量金字塔。
??这是本节教学的重点与难点。引导学生通过自主学习，理解能量流动的过程与特点。
学生讨论，交流。
设计方案。
讨论：“问题探讨”中的素材，引出“研究能量流动的实践意义”。
提出问题：在我国农村，很早以前就已有生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中的一个例子。这种方法是：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了一个良性循环。随着社会的发展，“桑
基鱼塘”也不断改进和完善。
请你设计一个改进“桑基鱼塘”的方案，使能量更充分有效地得到利用。
尝试将所学知识运用于新情境中，解决实际问题，理解研究能量流动的实践意义。
???
??总结：通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力，是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和发展。
???
板书设计
1、能量流动的概念和过程：
（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
（2）过程： ①输入过程：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中
②起 点：生产者固定太阳能开始
③传递途径：食物链和食物网
④转 化：生产者：光能→有机物中的化学能
消费者：食物中化学能→自身化学能
⑤散 失：通过呼吸作用以热能形式散失
⑥能量去向：（以能量在第一营养级的变化为例）
在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失
用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物的有机物中
随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来
被初级消费者摄食，流入第二营养级
2、能量流动的特点：
（1）生态系统中能量流动是单向的
原因：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动
（2）能量在流动过程中逐级递减
3、研究能量流动的实践意义
课时作业15　生态系统的能量流动
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是(　　)
A．图中B表示同化的能量
B．图中C表示流入下一营养级的能量
C．图中D表示通过呼吸作用散失的能量
D．图中a值与c＋d＋e的值相同
【解析】　第二营养级所摄入的全部能量一部分没有同化被分解者利用为c，故B表示同化的能量，A正确。同化的能量一部分通过细胞呼吸散失为d，一部分流向下一营养级为g，一部分被分解者利用为f，B错，C正确。摄入的全部能量a，一部分没有同化被分解者利用为c，同化部分b＝d＋e，e＝f＋g，故a＝c＋d＋e，D正确。
【答案】　B
2．清除田间杂草和鱼塘中肉食性的“黑鱼”，用生态学观点分析，其目的是(　　)
A．保持生物群落的单一性
B．使物质和能量尽快地流动
C．保持生态平衡
D．调整能量在生态系统中的流动方向
【解析】　清除田间杂草和鱼塘中肉食性的“黑鱼”，其目的是调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，A、B、C三项均错误，D项正确。
【答案】　D
3．下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率分别为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
【解析】　能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1250kJ，A正确；能量从乙到丙的能量传递效率为30/200×100%＝15%，B正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为光合作用提供了无机盐，但不能提高能量传递效率，C错误；食物链的营养关系一般是高营养级捕食低营养级，不可逆，这决定了能量流动的单向性，D正确。
【答案】　C
4．下图表示能量沿食物链的流动过程，下列相关叙述正确的是(　　)
A．在能量传递过程中，大部分能量以热能的形式散失
B．鸟类排泄物中的能量最初来自叶的光合作用，最后全部用于分解者的生长
C．叶中只有1.5%的能量被鸟同化
D．呼吸代谢产生的能量大部分用于各项生命活动
【解析】　在能量传递过程中，大部分能量通过细胞呼吸以热能散失，A正确。鸟类排泄物中的能量最初来自叶的光合作用，最后大部分通过分解者细胞呼吸散失，少部分用于分解者的生长，B错。不知叶同化的太阳能数值，故不能计算叶中有多少能量被鸟同化，C错。呼吸代谢产生的能量大部分以热能散失，少部分用于各项生命活动，D错。
【答案】　A
5．下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中最高营养级为第六营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m－2·a－1
D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
【解析】　分析图示可知，图中最长的食物链为：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，因此最高营养级为第五营养级，A项错误；该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为二者的同化量之比，即(4 200＋3 780)/31 920＝25%，B项正确；太阳鱼呼吸作用消耗的能量＝太阳鱼的同化量—用于生长、发育、繁殖的能量，图中没有显示出太阳鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量，因此无法计算出太阳鱼呼吸作用消耗的能量，C项错误；生态系统是由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，该食物网中的生物，是由生产者和消费者组成，没有分解者，D项错误。
【答案】　B
6．右图是生物数量金字塔，下面哪条食物链与该金字塔相符(　　)
①草　②树
③昆虫　④兔　⑤鸟　⑥狼
A．①→③→⑤　　　　　　B．①→④→⑥
C．①→③→⑥ D．②→③→⑤
【解析】　一棵树上可以有很多昆虫，在亚马逊热带雨林，一颗高达50多米的树木可以拥有数以万计的昆虫数目。所以选D最符合题图。
【答案】　D
7．下图为某生态系统能量流动的图解，其中代表人的字母最可能是(　　)
A．a　　　B．b C．c　　　D．d
【解析】　在生态系统中人是食物链的最高营养级，不会被其他生物捕食，而且食物来源有植物和动物，故b代表人。
【答案】　B
8．以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的(　　)
A．能量流动是单向的、不循环的
B．食物链越短，终级消费者获得的能量越多
C．营养级越多，散失的能量越多
D．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
【解析】　生态系统的能量流动是单向的、不循环的，A正确；食物链越短，终级消费者获得的能量越多，B正确；营养级越多，散失的能量越多，C正确；初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多，D错误。
【答案】　D
9．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，下列说法中不正确的是(　　)
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，①表示流经该生态系统的总能量
【解析】　由于食物链中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，A正确；⑤中包含了三级消费者粪便中的能量，B正确；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，流经该生态系统的总能量包括①和人类投食的饵料中的能量，D错误。
【答案】　D
10．如图为生态系统中部分能量流动情况示意图，①②③④⑤⑥各代表一定的能量值，下列有关叙述错误的是(　　)
A．从能量关系来看①≥②＋⑤
B．含碳有机物是图中各种能量的载体
C．一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加25 kg
D．③/②代表第二营养级流入第三营养级的能量传递效率
【解析】　能量流动的特点是逐级递减，因此①的能量最多，故A错误；物质是能量的载体，故B正确；次级消费者增加1千克，最少需要生产者的数量，应该按照传递效率为20%计算，即1÷20%÷20%＝25，故C正确；能量的传递效率是指相邻两营养级之间同化量之比，故D正确。
【答案】　A
11．下图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况。图中箭头符号为能量的流动方向，单位为kcal/m3/年。下列说法正确的是(　　)
A．在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的10%左右
B．分解者把来自各营养级的能量全部释放到环境
C．消费者营养级别越高，可利用的总能量越多
D．人们利用生产者做食物时，比利用其他营养级能获得更多的能量
【解析】　生产者固定的太阳能总量是15 000，占入射太阳能总量1 500 000能量的1%，故A错误；分解者中的能量一部分用于自身呼吸作用消耗，一部分留在分解者体内，故B错误；由于能量流动具有逐级递减的特点，因此营养级级别越高，利用的能量越少，故C错误；人直接利用生产者时，处于第二营养级，获得的能量比其他营养级多，故D正确。
【答案】　D
12．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。下图为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为kJ/(m2·a)]，下列叙述正确的是(　　)
A．A表示细胞呼吸，其中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.5%
B．流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
C．营养级较高的生物，在这场地震中受到的影响较大
D．各级消费者同化量中都有一小部分能量通过粪便流入分解者
【解析】　图1中A表示呼吸作用，流入第二营养级的能量为14＋2＝16，第二营养级流入第三营养级的能量无法计算，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率也无法计算，A错误。图1中，输入该生态系统的能量是生产者固定的太阳能和输入有机物中的化学能，B错误。营养级较高的生物，在地震中由于生物来源受到的影响较大，所以自身受到的影响较大，C正确。各级消费者产生粪便中的能量属于上一个营养级的同化量，不包含在本级消费者的同化量中，D错误。
【答案】　C
二、非选择题(共40分)
13．(10分)某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境被破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103kJ·m－2·a－1)。请分析并回答：
(1)由图中数据可知，生产者固定的能量值为________，肉食动物需补偿输入的能量值为________。由图可知，营养级________(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。
(2)在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为________。
(3)由图中可知：用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是________。
【解析】　(1)生产者固定的能量一部分通过细胞呼吸以热能散失，为23，一部分用于生长发育和繁殖，该部分能量有3个去向：随枯枝落叶被分解者利用，为3；流入下一营养级，为14；未利用为70。故生产者固定总能量为23＋70＋3＋14＝110×103 kJ·m－2·a－1＝1.1×105 kJ·m－2·a－1。流入植食动物的能量为14＋2＝16，而植食动物细胞呼吸散失4，未利用为9，被分解者利用为0.5，故植食动物流入肉食动物为16－4－9－0.5＝2.5。肉食动物同化的总能量为0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5，故肉食动物需补偿输入的能量值为7.5－2.5＝5×103 kJ·m－2·a－1。(2)流入植食动物的能量为14＋2＝16，植食动物流入肉食动物的能量为2.5，故能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为2.5/16＝15.6%。(3)用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是9＋0.5＋2.5＝12×103＝1.2×104 kJ·m－2·a－1
【答案】　(1)1.1×105 kJ·m－2·a－1　5×103 kJ·m－2·a－1　较高
(2)15.6%
(3)1.2×104 kJ·m－2·a－1
14．(16分)下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、II、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答：
(1)图甲中，m1表示的能量形式为________，在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是能量在各营养级之间的传递具有________的特点。
(2)图乙中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则C表示________。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，则该系统营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________实现的。
(4)当生态系统处于相对稳定状态时，III的种群数量一般处于________(K、K/2)值，此时该种群的年龄组成类型是______________________。
【解析】　(1)m1是输入到生态系统中的能量，即太阳能。在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是有机物。食物链中能量流动具有逐级递减的特点。(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量有一部分未被利用(如粪便)，b表示同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的(C)。第二营养级的能量为b，第一营养级的能量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过分解者的分解(或呼吸)作用实现的。(4)当生态系统处于相对稳定状态时，Ⅲ的种群数量一般处于K值左右，此时该种群的年龄组成类型是稳定型。
【答案】　(1)太阳能　有机物　逐级递减
(2)Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100%
(3)分解者的分解(或呼吸)作用
(4)K　稳定型
15．(14分)太湖是我国大型浅水湖泊，研究人员对太湖生态系统的结构和功能进行研究。下图为该生态系统中各营养级间的能量流动关系简图，相关数值用有机物干物质量表示(单位：t·km－2·a－1)。
(1)从生态系统成分的角度分析，太湖中有些浮游动物既可以作为________，又可以作为________。
(2)从食物链的角度分析，太湖生态系统中存在一种以死亡生物或有机碎屑为起点的碎屑食物链，还有一种通过生物间________关系形成的食物链。植物流入浮游动物的能量仅占浮游动物总能量的________%(保留小数点后两位)。
(3)当生态系统能量的输入与呼吸散失的比值逐渐接近于________时，表明生态系统逐渐演变到成熟阶段，而太湖远未达到此阶段。
【解析】　(1)看图可知：浮游动物既可以植物为食，又可分解有机碎屑，既是消费者，也是分解者。(2)看图可知：太湖生态系统中存在一种以死亡生物或有机物碎屑为起点的碎屑食物链，还有一种通过生物间捕食关系形成的食物链。植物流入浮游动物的能量为2 198，浮游动物总能量为2 198＋14 265＝16 463，2 198/2 198＋14 265≈13.4%。(3)当生态系统能量的输入与呼吸散失的比值逐渐等于1时，表明生态系统逐渐演变到成熟阶段。
【答案】　(1)消费者　分解者
(2)捕食　13.35
(3)1
第五章　第2节
一、选择题
1．在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于 (　　)
A．生产者固定的太阳能总量
B．生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量
C．被草食动物吃了的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量
D．用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
[答案]　C
[解析]　草食动物以草为食物，经消化吸收，真正进入体内的能量是食物中的能量减去粪便中包含的能量，即其同化的能量。
2．下图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是 (　　)
A．生态系统的能量流动是循环进行的
B．能量在沿食物链流动时逐级递减
C．次级消费者属于第二营养级
D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量
[答案]　B
[解析]　生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表流向分解者的能量。
3．在生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60 mol的氧气，则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内并被利用的能量最多是(　　)
A．1161 kJ　　　　　　　 B．2322 kJ
C．2870 kJ D．5740 kJ
[答案]　B
[解析]　因为植物光合作用每产生6 mol氧气的同时会产生1 mol葡萄糖，所以该生态系统中生产者固定的太阳能是10 mol葡萄糖含有的能量，即28700 kJ。流入初级消费者的体内且能被利用的能量最多是11610×20%＝2322 kJ。
4．某个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，此生态系统的能量金字塔中，下列表述正确的是(　　)
A．a＝b＋c＋d B．a>b＋c
C．a[答案]　B
[解析]　根据生态系统能量流动的原理，能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的，能量的传递效率只有10%～20%。生态系统能量流动的渠道是食物链和食物网，包括生产者和消费者两种生物成分，不包括分解者，所以有a>b＋c。
5．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(图中所示数值的单位是J/(cm2·a))，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是(　　)
A．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构
B．由G到H的能量传递效率为13.51%
C．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落
D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系
[答案]　C
[解析]　群落是指某一生态系统内所有生物的总和，而G、H、C仅为生产者和消费者，还应有分解者。
6．如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物(　　)
A．10kg　　 B．28kg　　
C．100kg　　 D．280kg
答案　D
解析　本题考查生态系统中的能量流动情况及其计算能力。
根据题意，可以写出三条食物链：
①植物→人，在此食物链中，人要增重0.5kg，消耗植物为0.5÷10%＝5kg；
②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%＝25kg；
③植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg。所以人要增重1kg，共消耗植物280kg。
二、非选择题
7．下图是对某湖泊的能量考查结果(单位：千焦/厘米2·年)，请据图回答：
(1)流经该生态系统的总能量是指________，有________千焦/厘米2·年。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的效率为________%，这说明了能量流动的特点是________的，也就是说食物链越长，________越多。
(3)D(热能)是通过________产生的能量。
(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用________。
[答案]　(1)生产者固定的太阳能的总量 　 0.46
(2)13.5　逐级递减　能量流失
(3)呼吸作用　(4)呼吸放出的热能
[解析]　解答本题容易出现的问题是：①识图不准，分辨能力差，把487.28当成正确答案；②能量传递效率应该通过计算回答，不能填写10%～20%；③热能是通过各营养级生物的呼吸作用而释放出来的，这部分能量是不能再利用的，只能散失。“呼吸作用”此时不能用“分解作用”或“代谢作用”来代替。
8．如图是生态系统的能量流动图解，请回答：
(1)写出图中A～E所代表的名称：
A．________；B．________；C．________；
D．________；E.________。
(2)流经生态系统的总能量是____________。
(3)在生态系统的能量流动图解中，箭头依次变细，意味着____________________。
(4)图中F表示____________，E的主要作用是______________。
(5)生态系统中能量在逐级流动中传递效率为__________。假若“A”的总能量为100%，按最高传递效率计算，第三营养级所获得的能量应是________。
(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的能量流动关系，使能量流向____________________________。
[答案]　(1)生产者(第一营养级)　初级消费者(第二营养级)　次级消费者(第三营养级)　三级消费者(第四营养级)　分解者　(2)生产者(A)所固定的太阳能的总量　(3)能量是单向流动、逐级递减的
(4)各类生物呼吸作用消耗的能量　分解有机物
(5)10%～20%　4%　(6)对人类最有益的部分
[解析]　由箭头的指向和粗细可看出能量流动的方向是A→B→C→D，A、B、C、D依次应是生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，在能量流动的过程中，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。一个营养级中的能量只有10%～20%能够传到下一个营养级。人们研究能量流动的目的是使能量能持续高效地流向对人类最有益的部分。
一、选择题
1．下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是(　　)
A．能量流动是单向的、不可逆转的
B．食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
[答案]　C
[解析]　本题考查能量流动的特点：单向流动、逐级递减。由于相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，无论初级消费者多少，次级消费者获得的能量都是初级消费者的10%～20%。
2．下图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是(　　)
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中的C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
[答案]　D
[解析]　→→
→
3．如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程中的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
[答案]　D
[解析]　①是流入消费者的能量而非流入生态系统的总能量。能量沿食物链流动时，只有10%～20%流向下一营养级，其余通过呼吸作用以热能形式散失，其中通过分解者的呼吸散失的较多。草→兔能量传递效率可用兔同化量比草同化量表示。
4．在植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中从昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是(　　)
[答案]　D
[解析]　设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可知，D正确。
5．以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是(　　)
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
答案　C
解析　本题考查了动物对所摄取食物利用的过程及特点。恒温动物维持体温，需要消耗较多的有机物，因而④/③值一般低于变温动物；10%～20%是营养级的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即③/②的比值提高，该选项是正确的；植物性食物中含有许多哺乳动物不能利用的物质，多于动物性食物，因而食肉动物的③/②值高于食草哺乳动物。
6．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是(　　)
A．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分
B．①表示流经生态系统内部的总能量
C．一般情况下，③为②的10%～20%
D．从能量关系看②>③＋④
[答案]　B
[解析]　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①是流入初级消费者的能量；②为初级消费者流入次级消费者的能量，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%；因次级消费者自身的生命活动要消耗大量的能量，因此②>③＋④。
7．某河流生态系统的营养结构共有4个营养级，分别以a、b、c、d表示。一年内输入这4个营养级的能量数值如下表：
营养级
a
b
c
d
能量(J·m－2)
141.10×105
15.91×105
0.88×105
871.27×105
该生态系统中初级消费者所属营养级是(　　)
A．a　　　 B．b　　　
C．c　　　 D．d
[答案]　A
[解析]　从图表提供的信息来看，四个营养级的关系为d→a→b→c，其中d为生产者，a为初级消费者。
8．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为2.5×108kJ，则以下说法正确的是(　　)
①金龟子处于第三营养级
②金龟子属于分解者
③流向金龟子的能量至少为2.5×106 kJ
④金龟子从第二营养级获得能量为零
A．①③ B．②④
C．只有② D．只有①
[答案]　B
[解析]　金龟子分解动物粪便，属分解者，不占营养级；象粪便中所含的能量仍属第一营养级。
二、非选择题
9．下图甲是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能量单位：kJ/(m2·a)]，请分析并回答问题。
(1)该系统的能量传递效率为________，能量传递效率如此之低，是因为________________________________________________________________________。
(2)如果上述能量流动情况以下图乙所示能量金字塔来表示，则A、B、C、D所代表的数值分别是________、________、________、________。
(3)对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是______________________。
[答案]　(1)5.5%～16.2%　大部分能量都被各营养级生物自身的细胞呼吸消耗掉，另有一部分能量流向分解者　(2)21　383　3 368　20 810
(3)帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
10．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答。
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是______________________________。
(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________ __________________，C表示________________________________________。
若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________________(用图中所给字母表示)。
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是________________ ______________。
[答案]　(1)太阳能(或生产者同化固定的能量)　热能(或呼吸作用散失的热量)　营养级高，可利用能量少　(2)营养级Ⅱ同化固定的能量　营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100%　(3)单向流动，逐级递减
[解析]　(1)m1表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者同化固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量往往也越少。(2)若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b，因此营养级I、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级递减。
11．下面是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。
图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：
(1)流经该生态系统的总能量是________(填写在图中的方框内)，这部分能量是________________________所固定的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。
(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物内的大量能量被______________；②其次是上个营养级的部分能量______________________；③还有少数能量被__________利用；
④结论：_____________________________________________________。
[答案]　(1)A(111)　生产者　(2)13.5　20　(3)60%　(4)①呼吸作用消耗　②未被下一个营养级利用　③分解者　④生态系统中能量流动是单向的；能量在流动中逐级递减。
[解析]　生态系统中的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程。能量是沿食物链伴随着物质流动而流动的，具体就是从低营养级流向高营养级。(1)流经某个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，即118872－118761＝111(百万千焦)。(2)能量在两个相邻的营养级之间的传递效率可用公式计算，即15.0/111×100%＝13.5%(A→B)；3.0/15.0×100%＝20%(B→C)。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的百分比为1.8/3×100%＝60%。(4)能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分生物未被下一个营养级的生物所利用，还有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等直接传给了分解者。(5)通过分析可知：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动中逐级递减。
第5章　第2节
一、选择题
1．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应包括(　　)
A．通过兔子呼吸作用释放的能量
B．通过兔子的粪便流入到分解者体内
C．通过狐的粪便流入到分解者体内
D．流入到狐体内
解析：　兔子摄取了草，其中一部分被同化作用所获得的能量，可用于自身呼吸作用，可以流向下一营养级狐，也可流向分解者。在兔子摄入的能量中，以粪便形式排出体外的不属于其同化的能量。
答案：　B
2．下图为生态系统中能量流动过程的部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中不正确的是(　　)
A．生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具有单向性
B．①表示流经生态系统内部的总能量
C．一般情况下，②为①的10%～20%
D．从能量关系看②＞③＋④
解析：　流经生态系统的总能量是生产者固定的总能量，而不是①流向初级消费者的总能量。
答案：　B
3．图甲为示某生态系统的能量锥形图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是：(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)(　　)
A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量
C．b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量
D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
解析：　由题可知c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。b＋c＋d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、残枝败叶、遗体等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。
答案：　D
4．下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体贮存着的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，有关叙述正确的是(　　)
单位：102 kJ(m2·a)
GP
NP
R
①
15.91
2.81
13.10
②
871.27
369.69
501.58
③
0.88
0.34
0.54
④
141.20
62.07
79.13
⑤
211.85
19.26
192.59
A．生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③→⑤
B．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%
C．若该生态系统维持现在能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多
D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中
解析：　据题干信息，⑤为分解者，不参与食物链构成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流经每一营养级的总能量，根据①、②、③、④的GP值可判断食物链应为②→④→①→③，则能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为(15.91/141.20)×100%＝11.3%，A、B错误；该生态系统输入的总能量即生产者固定的能量(②中的GP)，输入生态系统内的能量最终在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失，因此输出的总能量为五部分的R值之和，据两数据的比较可知，输入的能量多于输出的能量，因此有机物总量会增多，C正确；消费者产生的粪便中含有的能量属于它的上一营养级生物同化的能量，D错误。
答案：　C
5．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　)
A．兔子吃了1kg的草，则这1kg草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
解析：　兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，A错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，B错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，C正确；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失，D错误。
答案：　C
6．右图表示某生态系统中的食物网简图，若戊种群中含有的总能量为5.8×109 kJ，乙种群中含有的总能量为1.6×108 kJ，从理论上分析，甲种群获得的总能量最多是(　　)
A．2.0×108 kJ　　 B．2.32×108 kJ
C．4.2×108 kJ D．2.26×108 kJ
解析：　从图中可以看出，戊的能量传递有三条途径，但只有两条途径能传递到甲，所以丙和丁获得的总能量为5.8×109×20%－1.6×108＝109 kJ，所以A获得的能量最多为109×20%＝2.0×108 kJ。
答案：　A
7．下图是某草原生态系统的能量流动模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。下列分析正确的是(　　)
A．该生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
B．狼同化的能量可表示为：c＝f＋i＋l
C．若一段时间内所固定的太阳能总量为1×108 kJ，那么图中最高营养级所获得的能量至少为1×106 c/a kJ
D．食物链中处在最高营养级的生物是分解者
答案：　C
8．下图是一个农田生态系统中的两条主要的食物链。如果蛇的食物有1/2来自鼠， 1/2来自蛙，而能量的传递效率为10%，那么蛇每增加1 kg的体重，约消耗水稻(　　)
A．25 kg B．5.5 kg
C．55 kg D．550 kg
解析：　蛇增加1 kg中有0.5 kg来自鼠，在水稻→鼠→蛇这条食物链中，蛇是第三营养级，蛇增加0.5 kg需要消耗水稻为0.5×100＝50(kg)；同理得另一条食物链中消耗水稻为0.5×1 000＝500(kg)。
答案：　D
二、非选择题
9．下图表示在生态系统中，能量流经第二营养级的示意图，请分析回答：
(1)图中A表示____________________________________________________________；
B表示__________________________________________________________________。
除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分____________________________
________________________________________________________________________。
(2)从图中可以总结出能量流动的特点是____________、____________。
(3)在“兔子→狼”这一关系中，狼粪的能量去向与图中________到____________表示的途径最相似。
(4)若初级消费者摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则由初级消费者流入次级消费者体内的能量最多为____________。
解析：　(1)消费者摄入的食物中的能量并没有被消费者全部吸收、同化，没有吸收的部分以粪便形式排出体外，因此图中“A”为初级消费者同化的能量。初级消费者的能量有两个去向：被自身呼吸消耗(即图中“？”)，用于本营养级生物的生长、发育和繁殖(即图中“B”)，后一部分能量最终流入下一营养级和被分解者分解。(2)(3)狼粪中的能量属于兔子(初级消费者)同化的能量，与图中B→分解者利用途径最相似。(4)初级消费者同化的能量＝摄入量(a)－粪便量(b)，而呼吸量是同化后能量的去向之一。
答案：　(1)初级消费者同化的能量　初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量　在细胞呼吸中以热能的形式散失
(2)单向流动　逐级递减　(3)B　分解者利用
(4)(a－b)×20%
10．发生汶川大地震的龙门山地震带是我国生物多样性保护的关键区域，80%的大熊猫种群、我国近1/5的特有种子植物属种(如久负盛名的中国鸽子树——珙桐)均分布于此。据不完全统计，地震后植被毁损达到30%以上，还出现了200 m宽、1 km长、30 m厚的大型泥石流带。如下图为地震毁损的某自然保护区在人为干预下恢复过程的能量流动图(单位为103 kJ·m－2·y－1)。请据图回答：
(1)食物链中，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值为________。由图可知营养级________(较高/较低)的生物，在这场地震中受到的影响较大。
(3)在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为_____________。
(4)在生态系统中能量的传递效率只有10%～20%，原因是_______________________
________________________________________________________________________。
答案：　(1)植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复生长的压力　(2)5×103kJ·m－2·y－1　较高
(3)15.6%　(4)生态系统中各营养级固定的能量中有呼吸作用消耗的，流入分解者的和未被利用的
11．下图是某湖泊生态系统能量流动的原理分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为106 kJ。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872×106 kJ，但其中118 761×106 kJ的能量未被利用。请回答下面的问题：
(1)请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是________所固定的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为______%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。
(4)由图可知，下一营养级不能得到上一营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量被________消耗；其次是上一营养级的部分能量________________________；还有少数能量被________利用。
解析：　(1)流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能的总量，即：118 872－118 761＝111×106 kJ。(2)能量的转化效率也就是能量的传递效率，等于后一营养级所同化的能量与前一营养级同化的能量之比，即：×100%＝13.5%(A→B)；×100%＝20%(B→C)。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比为×100%＝60%。(4)能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物所利用，还有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等直接传给了分解者。
答案：　(1)A(111.0)　生产者　(2)13.5　20　(3)60%　(4)呼吸作用　未被下一营养级利用　分解者
第五章 第2节
一、选择题
1．下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是(　　)
A．能量流动是单向的、不可逆转的
B．食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
[答案]　C
[解析]　本题考查能量流动的特点：单向流动、逐级递减。由于相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，无论初级消费者多少，次级消费者获得的能量都是初级消费者的10%～20%。
2．下图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是(　　)
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中的C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
[答案]　D
[解析]　→→
3.如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程中的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
[答案]　D
[解析]　①是流入消费者的能量而非流入生态系统的总能量。能量沿食物链流动时，只有10%～20%流向下一营养级，其余通过呼吸作用以热能形式散失，其中通过分解者的呼吸散失的较多。草→兔能量传递效率可用兔同化量比草同化量表示。
4．在植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中从昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是(　　)
[答案]　D
[解析]　设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可知，D正确。
5．以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是(　　)
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
[答案]　C
[解析]　本题考查了动物对所摄取食物利用的过程及特点。恒温动物维持体温，需要消耗较多的有机物，因而④/③值一般低于变温动物；10%～20%是营养级的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即③/②的比值提高，该选项是正确的；植物性食物中含有许多哺乳动物不能利用的物质，多于动物性食物，因而食肉动物的③/②值高于食草哺乳动物。
6．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是(　　)
A．初级消费者的粪便中的能量实际上属于生产者同化量的一部分
B．①表示流经生态系统内部的总能量
C．一般情况下，③为②的10%～20%
D．从能量关系看②>③＋④
[答案]　B
[解析]　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①是流入初级消费者的能量；②为初级消费者流入次级消费者的能量，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%；因次级消费者自身的生命活动要消耗大量的能量，因此②>③＋④。
7．某河流生态系统的营养结构共有4个营养级，分别以a、b、c、d表示。一年内输入这4个营养级的能量数值如下表：
营养级
a
b
c
d
能量(J·m－2)
141.10×105
15.91×105
0.88×105
871.27×105
该生态系统中初级消费者所属营养级是(　　)
A．a　　 B．b　　
C．c　　 D．d
[答案]　A
8．某地的一种金龟子专以大象的粪便为食，大象是初级消费者，假设第一营养级的能量为2.5×108kJ，则以下说法正确的是(　　)
①金龟子处于第三营养级　②金龟子属于分解者
③流向金龟子的能量至少为2.5×106 kJ　④金龟子从第二营养级获得能量为零
A．①③ B．②④
C．只有② D．只有①
[答案]　B
[解析]　金龟子分解动物粪便，属分解者，不占营养级；象粪便中所含的能量仍属第一营养级。
9．(2015·山东临沂重点中学月考)如图是某生态系统示意图，下列相关叙述不正确的是 (　　)
A．该生态系统的生物群落包括了图中全部生物的总和
B．图中处于最高营养级的生物是蛇
C．图中由捕食关系而形成的食物链共5条
D．绿色植物固定的能量至少是流入螳螂能量的25倍
[答案]　C
10.(2015·河南天一联考)如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。有关叙述中不正确的是 (　　)
A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符
B．生态系统中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
C．消费者从生产者获得的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中
D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
[答案]　D
[解析]　生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗，图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符，A正确；a2＋b2＋c2＋d2是消费者的同化量，a1＋b1＋c1＋d1是生产者的同化量，B正确；消费者从生产者获得的能量数值(a2＋b2＋c2＋d2)可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中，C正确；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物，D错误。
二、非选择题
11．下图甲是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料[能量单位：kJ/(m2·a)]，请分析并回答问题。
(1)该系统的能量传递效率为________，能量传递效率如此之低，是因为________________________________________________________________________。
(2)如果上述能量流动情况以下图乙所示能量金字塔来表示，则A、B、C、D所代表的数值分别是________、________、________、________。
(3)对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是______________________。
[答案]　(1)5.5%～16.2%　大部分能量都被各营养级生物自身的细胞呼吸消耗掉，另有一部分能量流向分解者　(2)21　383　3 368　20 810
(3)帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
12．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答。
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是__________________。
(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示______________________________，C表示________________________________________。
若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________________(用图中所给字母表示)。
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是________________________。
[答案]　(1)太阳能(或生产者同化固定的能量)　热能(或呼吸作用散失的热量)　营养级高，可利用能量少
(2)营养级Ⅱ同化固定的能量　营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100%
(3)单向流动，逐级递减
13．下面是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。
图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：
(1)流经该生态系统的总能量是________(填写在图中的方框内)，这部分能量是________________________所固定的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。
(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物内的大量能量被______________；②其次是上个营养级的部分能量______________________；③还有少数能量被__________利用；
④结论：_________________________________________________________________。
[答案]　(1)A(111)　生产者
(2)13.5　20　(3)60%
(4)①呼吸作用消耗　②未被下一个营养级利用
③分解者　④生态系统中能量流动是单向的；能量在流动中逐级递减。
[解析]　生态系统中的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程。能量是沿食物链伴随着物质流动而流动的，具体就是从低营养级流向高营养级。(1)流经某个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，即118872－118761＝111(百万千焦)。(2)能量在两个相邻的营养级之间的传递效率可用公式计算，即15.0/111×100%＝13.5%(A→B)；3.0/15.0×100%＝20%(B→C)。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的百分比为1.8/3×100%＝60%。
14．下表表示某草原生态系统中甲→乙→丙(三者构成一条食物链)种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系(单位：百万千焦)，已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但其中149 875百万千焦的能量未能由生产者固定。下图表示乙动物利用食物的情况，据图回答下列问题：
生物
类群
同化量
呼吸消耗
传递给分解者
传递给下
一营养级
未被利用
的能量
甲
(____)
65.5
3.0
15.0
41.5
乙
15.0
(______)
0.5
2
2.5
丙
2
1.4
微量(不计)
无
0.6
(1)流经该生态系统的总能量是________百万千焦，乙→丙能量递减的原因是乙呼吸消耗了________百万千焦的能量。
(2)能量从乙到丙的传递效率约为________。
(3)恒温动物的D/C一般________(高于、低于或等于)变温动物的。要提高畜牧动物生长量一般需________(提高、降低或不变)C/B。如果乙是食草哺乳动物，那么食肉哺乳动物的C/B一般________(高于、低于或等于)乙的。
(4)乙的有机物积累量D的数值是________百万千焦。
(5)有一种蜣螂专以乙的粪便为食，设乙在某段时间内所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为________kJ。
[答案]　(1)125　10　(2)13.3%
(3)低于　提高　高于
(4)5　(5)0
[解析]　(1)确定某一营养级能量的来源与去向：
图中甲、乙、丙营养级同化的能量就是输入该营养级的总能量，除最高级消费者外，该能量有四个去向，分别为：呼吸消耗、传递给分解者、传递给下一营养级和未被利用的能量，因此表格中后四个数值之和等于同化量。
(2)同化量、摄入量、贮存量、呼吸量和粪便量的关系：
①同化量＝摄入量－粪便量，贮存量＝同化量－呼吸量。
②D/C的含义是有机物积累量/同化量。在同化量相同的情况下，由于恒温动物要维持自身的体温，需要通过呼吸作用消耗更多的能量，所以其体内积累的有机物要少于变温动物的。可见，恒温动物的D/C一般低于变温动物的。C/B即同化量/摄入量，比值高就意味着消耗同样多的食物能够让畜牧动物生长量提高。食草哺乳动物的食物中含有大量纤维素，纤维素绝大部分不能被同化，食肉哺乳动物的食物中，营养物质主要是蛋白质、脂肪等，绝大部分都可以被同化，即食肉哺乳动物的C/B要高于食草哺乳动物的。
(3)计算相邻两个营养级能量传递效率：
能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，而不是摄入量或有机物积累量的比值。
第2节　生态系统的能量流动
基础巩固
1．生态系统的能量流动中，能量形式转变的顺序是(　　)。
A．光能→化学能→热能
B．热能→光能→化学能
C．化学能→光能→热能
D．光能→热能→化学能
答案　A
解析　生态系统中的能量流动应从生产者固定太阳能开始。生产者将光能转化为有机物中的化学能，然后依次再被各级消费者利用，最终以热能的形式散失于无机环境中，故选A。
2．稻田里，农民要拔掉稗草；鱼塘中，人们不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学的观点看，这是为了(　　)。
A．保持生态平衡
B．保持生物群落的单一性
C．调整生态系统能量流动方向
D．使物质能够尽快地循环流动
答案　C
解析　稻田中水稻与稗草构成竞争关系，它们共同争夺同一环境中的阳光、CO2、生存空间。除去杂草(稗草)，可使水稻拥有更丰富的生活条件，提高水稻的光合作用强度，为人类提供更多稻谷。鱼塘中清除更高营养级的肉食性“黑鱼”，可以减少能量在传递过程中的损失。
3.右图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)。
A．Ⅰ是初级消费者
B．Ⅳ为分解者
C．E1为太阳能，E2为热能
D．能量可在食物链中循环利用
答案　C
解析　能量金字塔中Ⅰ表示生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示消费者，分别代表第二、三、四营养级，食物链可表示为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ；该生态系统的全部能量为Ⅰ所固定的全部太阳能，用E1表示，E2表示各营养级由于呼吸作用产生的热能；能量在食物链中只能单向传递，并且随营养级的升高逐级递减。
4.右图食物网中的猫头鹰每增加20 kJ的能量，至少需要消耗的植物所含的能量为(　　)。
A．200 kJ B．250 kJ
C．500 kJ D．1 000 kJ
答案　C
解析　至少消耗多少是按照最高传递效率计算的。
巩固提升
5．在食物链植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线正确的是(　　)。
答案　D
解析　设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可知，D正确。
6．下图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中各数字序号表达的含义分别为：①生产者呼吸释放量；②分解者呼吸释放量；③消费者呼吸释放量；④生产者光合作用消耗总量。有关叙述正确的是(　　)。
A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示
B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多
C．消费者同化作用的大小可用③表示
D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
答案　A
解析　④表示生产者光合作用消耗的CO2量，可表示流经该生态系统的总能量；生态系统施用的有机肥料越多，分解者呼吸越旺盛，释放的CO2量越多；生态系统中消费者同化量大于③表示的呼吸量；该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，这是因为还有一部分能量储存在生物体内。
7．根据生态系统的结构和功能，下列叙述错误的是(　　)。
A．“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多级利用
B．人工鱼塘生态系统中消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能
C．水产养殖业，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
D．营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少
答案　C
解析　“桑基鱼塘”生态系统实现了能量的多级利用。人工鱼塘生态系统中由于投放饵料，消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能。水产养殖业，应以食物链短的鱼类为养殖对象。根据生物富集作用和能量逐级递减规律，营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少。
8．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是(　　)。
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例
86
12
1.1
0.9
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案　D
解析　根据生态系统的能量传递效率是10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6～17.2，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2～2.4，第三营养级有丙、丁，食物链有两条；若第一营养级不只有甲一种，则食物链也是至少两条，A正确。若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8～19.6，而丙、丁的同化量只有2.0，故甲、乙不可能处于同一营养级，B正确。第一营养级同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，还有一部分不能被下一营养级利用，第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C正确。若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，乙、丙同化量的10%～20%是1.31～2.62，D不可能。
9．下图是对某湖泊的能量调查结果[单位：千焦/(厘米2·年)]，请据图回答下列问题：
(1)流经该生态系统的总能量是指_______________________________________，
有________千焦/(厘米2·年)。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为______%，这说明了能量流动的特点是______________的，也就是说食物链越长，________________越多。
(3)D(热能)是通过________________产生的能量。
(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用________________________________________________________________________。
答案　(1)生产者固定的太阳能的总量　0.46
(2)13.5　逐级递减　能量流失　(3)呼吸作用　(4)呼吸放出的热能
解析　解答本题容易出现的问题是：①识图不准，分辨能力差，把487.28当成正确答案；②能量传递效率应该通过计算回答，不能填写10%～20%；③热能是通过各营养级生物的呼吸作用而释放出来的，这部分能量是不能再利用的，只能散失。“呼吸作用”此时不能用“分解作用”或“代谢作用”来代替。
10．下图是一个人工生态系统的模式图，请据图回答下列问题：
(1)生态系统中，起决定作用的是________。
(2)通过农村实验证明，该生态系统较为理想，调整了能量流动关系，提高了经济效益，其原因是充分利用了________________中的能量。
(3)从开始在一段时间内，沼气池中微生物的代谢类型变化是__________________。
(4)若全部用粮食喂猪，人体从猪肉中获得100 kJ能量，至少消耗约含________kJ能量的粮食。
答案　(1)农作物　(2)各营养级　(3)需氧型→兼性厌氧型→厌氧型　(4)2 500
解析　(1)生产者是生态系统的基石，是生物群落的能量来源，因此起决定性作用。
(2)通过调整能量流动的关系，实现能量的多级利用，充分利用了各营养级中的能量。
(3)沼气池中最初是有氧气存在的，随着氧气的消耗，最终只有厌氧型菌能生存。
(4)已知高营养级，求低营养级最少消耗，则能量的传递效率应按最高20%计算，且食物链按最短计算，即农作物→猪→人。此食物链中人为第三营养级，而农作物为第一营养级，则有：农作物含的能量×20%×20%＝100 kJ，可求得农作物含的能量为2 500 kJ。

第2节 生态系统的能量流动从容说课
本节教学可以从“问题探讨”引入，在学生讨论时，教师应作必要的提示：生命活动离不开能量，生物需要不断地从外界获取能量才能维持生存；在生物获得的能量中只有一部分储存于生物体内；由于能量沿食物链流动过程中逐级递减，因而能量相同的食物，动物性食品比例越高，意味着消耗的总能量越多。
在学生讨论的基础上，教师引出生态系统的能量流动的基本涵义。然后，提出怎样研究生态系统的能量流动。在进行“能量流动的分析”的教学时，要提醒学生注意：研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。理解能量流动的分析方法有助于学生学习本节后面的内容。
研究能量在沿着食物链从一个种群流动到另一个种群时，需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某动物种群捕食种群A为例，可用下列“能量流动的分析”过程表示。
可以借助于某一具体的食物链，让学生分析“能量流动的过程”。教师可概括：（1）几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。提醒学生注意：植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量。所以，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况；在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂。（2）能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程。（3）生物的遗体残骸是分解者能量的来源。 能量在生态系统中是如何流动的，这是许多生态学家关注的问题。而对此问题的回答，仅仅作定性的阐释是不够的，必须基于科学实验，用实验数据来说明问题，由此引出林德曼的研究。
在学习“林德曼的研究”时，重点应放在如何整理数据、分析数据，进而得出科学结论上。可采用“资料分析”的建议。教师要引导学生用数据来分析能量流动的特点，在学生归纳总结的基础上，教师阐述生态系统能量流动具有的两个特点。
“能量”是科学中的核心概念，学生在学习本节时，应结合物理学知识，回答“思考与讨论”中的问题。
关于研究能量流动的实践意义的教学，可从分析“桑基鱼塘”着手。教师应向学生说明：人们在利用生态系统的资源的过程中，期望的“高效”与“持续”常常会发生矛盾。如何根据客观规律来调整生态系统中的能量流动关系，以满足人类的需求，是一个必须解决的重要问题，教师可进一步引导学生讨论一些实例。
教学重点 1.生态系统能量流动的过程和特点。
2.研究能量流动的实践意义。
教学难点 生态系统能量流动的过程和特点。
教具准备 1.文字资料1：生态系统数量金字塔。
2.文字资料2：能量流动分析图。
3.文字资料3：课堂练习。
4.挂图：生态系统能量流动示意图；赛达伯格湖的能量流动图解。
5.视频1：生态农业。
6.视频2：草原生态系统的食物链以及能量流动。
（如果没有视频资料，可以用文字资料、图像资料或课件来代替）
课时安排 2课时。
第1课时，学习能量流动的过程和特点。
第2课时，学习能量流动的意义和调查的汇总报告。
三维目标
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.概述研究能量流动的实践意义。
3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
4.学会用系统的方法来分析问题，以及掌握能量流动过程中数据的分析和处理。
5.掌握能量金字塔和数量金字塔模型的建构。
6.通过分析能量流动的示意图，掌握能量流动的过程。
7.通过赛达伯格湖能量流动的图解和必要的数据处理，掌握能量流动的特点。
8.学会能量金字塔和数量金字塔模型的构建，进一步理解能量流动的特点。
9.就研究能量流动的实践意义，与学生一起探讨。并通过调查，培养学生的实践能力、观察能力、交流能力和分析、解决问题的能力。
10.认同物质与能量是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。
11.关注农业的发展和生态农业的建设。
教学过程
第1课时
导入新课
师 同学们好！上节课我们学习了生态系统的一些基本知识，现在请大家回答几个问题。
（1）生态系统具备的必要条件有哪些？
（2）最大的生态系统是什么？
（3）生态系统的结构包括什么？
（4）硝化细菌是生态系统的什么成分？
（5）生态系统的营养结构是什么？
（6）生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的？
生1 生态系统具备的必要条件是：（1）要有生物群落和无机环境。（2）两者要有联系。
生2 生物圈。
生3 （1）生态系统的成分。（2）食物链和食物网。
生4 生产者。
生5 食物链和食物网。
生6 物质循环和能量流动。
推进新课
师 不错，看来大家课后复习得不错。好，下面我们一起来学习生态系统的能量流动。这也是生态系统的基本功能之一。
师 大家先看课本93页“问题探讨”，请大家把问题探讨中的生物连成一条食物链。
（学生看书，讨论）
师 谁来在黑板上写一下？
生
图5-2-1师 好的，那这里有几条食物链？
生 2条。
师 正确，生产者是——
生 玉米。
师 对，那么人是第几营养级？
生 第2、3营养级。
师 请思考：玉米的作用是什么？
生 通过光合作用把太阳能固定成化学能，储存在有机物中，并沿着食物链向下传递。
师 很好。这里首先补充一个知识点：流入生态系统中的能量就是指生产者固定的太阳能总量。但这里要补充一点，这仅限于自然生态系统。人工生态系统的能量还包括人为提供的。
师 那么玉米被母鸡吃掉以后，玉米中的能量到哪去了？
生 应该转化成母鸡自身组成物质中的能量了。
师 很好，但是有没有能量散失掉呢？
生 有，玉米呼吸作用要散失一部分热能。
师 非常正确，这里还要补充一点，还有一部分能量流入到分解者体内。
师 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。生态系统的能量流动就是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
师 那么，“问题探讨”中的讨论应该如何回答呢？可以参照刚才大家回答的问题。
（学生讨论）
师 谁来回答一下，并说明你选择的理由？
生1 选2，因为除了玉米、母鸡，我们还可以吃到鸡蛋。
生2 选1，因为如果拿玉米喂鸡的话，玉米中的能量要流失掉一部分。
生3 选1和选2都不对，我认为先吃鸡，同时播种玉米，等玉米植株成熟，结出玉米吃玉米。
师 大家说，谁的正确？
生 生2。
师 确实是选1。那生1的错误在哪里呢？
生 鸡蛋中的能量也来自于母鸡，能量不会无故增加。
师 很好，那生3呢？
生 他没考虑到岛上没有任何食物，等玉米长出来时，他早就饿死了。所以肯定不行。
师 不错，这点忽略了。但他的想法值得鼓励，如果条件允许，这个做法确实不错。最后我来说明一下。
师 生命活动离不开能量，生物需要不断从外界获取能量才能维持生存；在生物获得的能量中只有一部分储存于生物体内；由于能量沿食物链流动过程中要散失掉一部分，因而能量相同的食物，动物性食品比例越高，意味着消耗的总能量越多。
师 等我们学习完了这节知识，你就会更加清楚地理解选1的理由了。那么，下面我们就来学习本节的主要内容——能量流动的过程和特点。我们先来学习能量流动的过程。大家想想我们应该怎样来研究生态系统的能量流动呢？提示：能量流动的渠道是食物链和食物网。
生1 以食物链为主线来研究生态系统的能量流动。
生2 以系统科学的方法来研究生态系统的能量流动，也就是把相同营养结构的生物看作一个整体来研究。
师 非常好。下面我们先来看一下课本93页的能量流动的分析。
能量流动的分析：能量流经一个种群的情况可以用图522表示如下：

图5-2-2
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以简化成右图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
师 从图中很清楚地可以看出能量流经一个个体或种群时的变化。在生态系统中，生物种类繁多，大家认为哪个研究起来更简单？
生 以种群为单位研究。
师 是的。研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。师 能量流动过程的分析第一个要点是在群体水平上研究，我们知道了。那么接下来，第二个要点就是刚才大家所回答的，以食物链为主线来研究。现在请大家思考：在群体水平上画出食物链，并思考其中能量的流动过程。大家可以参照书本94页的内容。
（学生看书，讨论）
师 谁来画一下？
生
图5-2-3
师 不错。他不但画出了食物链，而且还表明了能量的流动情况。下面，问大家几个问题，请思考。
课件展示：
1.能量是怎样输入生态系统的？
2.能量流动的渠道是什么？
3.能量是如何散失的？
4.能量是如何进入分解者体内的？
5.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？为什么？
6.初级消费者同化的能量有哪几个去向？
生1 通过生产者的光合作用固定太阳能。
师 （提示）还有很少数是通过细菌的化能合成作用固定的化学能。
生2 食物链和食物网。
生3 通过呼吸作用散失。
生4 通过粪便、遗体残骸等形式。
生5 不包括。因为粪便是没有被消费者吸收的食物残渣。而同化的能量是指被吸收后，储存在消费者自身组成物质中的能量。
师 这一点大家特别要注意，也就是说初级消费者摄入的能量不等于其同化的能量。
生6 3个去向。（1）呼吸作用散失。（2）被分解者利用。（3）被下一个营养级摄食。
师 大家回答得非常好。下面我来总结一下。
师 几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用，把1%太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失掉；一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。构成植物体有机物中的能量，一部分随枯枝败叶等被分解者分解而释放出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级。能量流入第二营养级后的变化，刚才我们已经讨论过了，能量在第三、四营养级的变化，与第二营养级大致相同。
师 课本的图57简洁地说明了能量流动的过程。简单说就是，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被分解者利用的能量+被下一个营养级摄入的能量。
师 这个公式是不是可以应用于所有营养级？
生 不是。最高营养级能量的去向只有两个：一是呼吸散失的能量；二是被分解者利用的能量。
师 很好。那下面我来设计一张图，可以很细致地描绘出能量在种群之间的流动情况。
课件展示：
研究能量在沿着食物链从一个种群流动到另一种群时，需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某动物种群捕食种群A为例，看下列“能量流动的分析”过程：
能量流动的分析
师 （补充）
1.被捕食的是没有被下一个营养级摄食，仍旧以上一个营养级的形式存在的。
2.未食入的是指没有被摄食进去的，如食物的碎屑，动物的骨头、毛发等，植物的秸秆等。其会被分解者利用。
3.未同化的是指粪便，其会被分解者利用。
4.从这里可以看出，其实在自然界中，对一个种群来说，其同化的能量去向还包括未被捕食的，也可以说是未利用的。
师 现在，相信大家对生态系统中的能量流动的过程应该十分清楚了。最后我还要强调一下，大家不但要知道每一个营养级所同化能量的去向，而且还应该对每一个营养级能量的摄入、同化、散失等过程非常清楚。
师 下面大家看一下课本94页“思考与讨论”。根据能量流动的过程和食物链上营养级的关系思考一下，可以相互讨论。
师 谁来回答一下第1题？
生 遵循。因为对于整个生态系统来说，输入的能量=散失的能量+储存的能量。
师 是的。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
图5-2-4
师 那第2题呢？
生 不能。我认为根据食物链中的捕食关系，能量的流动应该是单向的。而且通过呼吸作用散失的热能，也不可能再被生产者重新利用。
师 很好。能量流动的特点之一，就是单向流动，它不能循环利用。能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动，因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。
师 那么能量流动还有什么特点呢？我们接着看。能量在生态系统中是如何流动的，这是许多生态学家关注的问题。而对此问题的回答，仅仅作定性的阐释是不够的，必须基于科学实验，用实验数据来说明问题。下面就是美国科学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动的定量分析。
挂图：
图5-2-5 赛达伯格湖的能量流动图解
图中数字为能量数值，单位是J/（cm2·a）（焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个营养级
师 请大家仔细观察图525，并认真思考课本95页“资料分析”中的问题。资料分析中的“流出”该营养级的能量就是指流入下一个营养级的能量。
师 数据能很好地说明问题。在这里大家要重视生物学中对数据的整理、处理和分析，以及数据在说明生物学现象和规律的过程中的重要性。数据在孟德尔遗传规律的发现中的作用我们已经学习过了。
师 第（1）题和第（2）题谁来写一下？
生
营养级
流入能量
流出能量（输入后一个营养级）
出入比
生产者
464.6
62.8
13.52%
植食性动物
62.8
12.6
20.06%
肉食性动物
12.6
分解者
14.6
师 很好。但有一个小错误，分解者不属于营养级。这点大家一定要注意。大家看一下在相邻的两个营养级之间，能量传递效率是多少？
生 13.52%和20.06%。
师 也就是说，输入到一个营养级的能量不可能100%传递到下一个营养级，能量在食物链流动的过程中是逐级减少的。一般来说，相邻的两个营养级之间，能量传递效率是10%~20%。这就是能量流动的一个特点：逐级递减。
师 第3个问题呢？
生 流入某一营养级的能量除了流向下一个营养级，还有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食或未利用）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
师 很好。那我来问几个问题：1.对某一营养级输入的能量和输出的能量有什么关系？用数据说明。2.图中所有的箭头全部都是单向的，说明了什么问题？
生1 相等。
营养级
输入能量
输出能量（包括所有去向）
生产者
464.6
62.8+12.5+293+96.3=464.6
植食性动物
62.8
12.6+2.1+18.8+29.3=62.8
肉食性动物
12.6
7.5+5.0+微量=12.6
师 是的。这很好地说明能量流动符合能量守恒定律。
生2 说明了能量流动是单向的，不可逆转，也不可循环流动。
师 很好。这就是能量流动的另一个特点——单向流动。比如狼可以吃兔子，获得兔子的能量，但兔子不能吃狼，获得狼的能量。在食物链中，能量只能从低营养级向高营养级流动。
师 第4个问题——总结的规律就是：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
师 下面我们观看一段视频，可以让大家更形象地了解生态系统的能量流动。看的时候，大家思考我们可以构建一个什么样的模型来更加直观地体现能量流动的特点。参照书本图59。
多媒体播放视频：草原生态系统的食物链以及能量流动。
（学生观看，思索）
师 好，视频片段很清楚地说明了生态系统的能量流动的过程和特点，那谁来构建模型？
生1 能量金字塔。
图526
师 不错。可以看出能量的流动是逐级递减的，大家看书96页和图59，并思考图59下面的问题。
师 能量金字塔比较直观地体现了能量流动的特点，金字塔越高，塔尖部分就越小，也就意味着能量越少。所以食物链的营养级一般不超过4~5级，因为能量太少就无法维持生物的生存了。那下面的问题谁来回答？
生2 数量金字塔。一般也是金字塔形，但有例外。
图5-2-7
师 很好。这就是数量金字塔（用生物个体数量表示）或生物量金字塔（用生物的质量表示）。一般是金字塔形，有时候会出现倒置的塔形。例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量(用质量来表示),可能低于浮游动物的生物量(用质量来表示),这时生物量金字塔的塔形就颠倒过来了。当然,这不是说流过生产者这一环节的能量要比流过消费者这一环节的能量少。事实上,一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理,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也会发生倒置。
师 能量金字塔永远是正金字塔形；数量或生物量金字塔一般为正金字塔形，少数情况也可倒置。
课堂小结
师 好了，现在生态系统能量流动的过程和特点我们都清楚了。通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命活动的动力，是生态系统存在的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和发展。现在我们可以再看一下书本开头的问题探讨，这时就不难得出选1的答案了。从这里也可以看出，研究能量流动可以帮我们更好地利用能量，有时还可以挽救生命呢。可见，研究能量流动的实践意义是非常重要的。那这部分的内容下节课再讨论。

第2课时
导入新课
师 同学们好！上节课我们学习了生态系统能量流动的过程和特点，现在我们先复习一下。
请问：1.生态系统能量的源头是什么？
2.太阳能是怎样进入到生物群落的？
3.能量沿什么渠道传递？
4.每一营养级同化的能量有哪几个去向？
5.能量流动的特点是什么？生1 太阳能。
生2 通过生产者的光合作用把太阳能固定成化学能，储存在生产者的有机物中。
生3 食物链和食物网。
生4 四个去向：（1）未利用。（2）呼吸散失。（3）被下一个营养级摄食。（4）被分解者利用。
生5 （1）单向流动。（2）逐级递减。
推进新课
师 不错。那下面我们一起来学习研究能量流动的实践意义，人们在利用生态系统的资源的过程中，期望的“高效”与“持续”常常会发生矛盾。如何根据客观规律来调整生态系统中的能量流动关系，以满足人类的需求，是一个必须解决的重要问题。
师 先请大家看思考与讨论，在考虑题目中的问题时，同时想想能不能把桑基鱼塘这个生态系统的结构模型构建起来?可以回忆一下我们第一节生态系统的模型构建。
（学生思考，讨论）
师 谁来构建一下这个模型？
生
图5-2-8
师 不错。那书本中的问题如何回答呢？
生 “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
师 不错。研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。生态农业的建设就是其中最重要的应用，生态农业利用的生态学原理就是能量的多级利用和物质的循环再生。下面大家想想能不能对思考与讨论中桑基鱼塘作进一步的改进，使能量能被更加有效的利用。
（学生思考，讨论）
生
图5-2-9
师 不错。另外，我们还可以用塘泥、鱼粪和人粪来发酵产生沼气，作为能源。可见，研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。大家可以看一下课本96页的文字。
（学生看书）
师 学习了能量流动的意义，我们最好能应用到生活中，而不是纸上谈兵。课本97页的调查正好给了我们这个机会，上节课作为作业已经布置给大家了，大家做好了吗？
生 做好了。
师 好，下面哪个小组的组长来做一下陈述？时间10分钟。可以借助多媒体。其他小组认真听好，待会儿可以进行补充。小组1：
1.调查目的
（1）调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
（2）分析当地农田生态系统中的能量流动情况，并作出评价。
（3）对能量流动提出改进建议。
2.调查对象
稻田生态系统。
3.调查方法实地调查；走访农民；资料查询。
4.调查结果（问题1~6）
（1）生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
（2）初级消费者有田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。（3）次级消费者有泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
（4）大多数为购买的合成饲料。
（5）农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等。
（6）主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
5.汇总分析
该农田的食物链或食物网：
图5-2-10
该稻田生态系统的能量来源：太阳能。
固定太阳能的生产者：水稻、杂草、浮游植物。能量流动的渠道：食物链和食物网。
能量的存在状况有：
（1）储存在生物体中。
（2）被分解者利用。
（3）呼吸散失。
（4）储存在作物的秸秆、动物的粪便中，还未被微生物分解利用。
该稻田生态系统能量利用基本上还是符合人们的意愿的。但对害虫的防治还不理想，对秸秆的处理也不好。
6.结论和建议
(1)对杂草和浮游植物的去除，可以养殖一些对应的植食性的鱼类。即所谓的稻田养鱼。
(2)对害虫的防治，可以尝试生物防治，即用它的天敌。如青蛙，所以要保护青蛙。
(3)对秸秆的利用，可以做成饲料或发酵产生沼气，而不是简单地焚烧或掩埋。
(4)动物的粪便除了肥田，还可以进行发酵。
(5)根据生态学的基本原理，尽量地做到能量的多级利用。
农民对我们的提议持欢迎态度，但他们认为有些执行起来还是比较困难的。如：稻田养鱼，秸秆和动物粪便的利用。
最后，我们根据农民的实际困难作出一些修改：
（1）对杂草和浮游植物的去除，因为农民的习惯以及条件的限制，如水的缺少，还是用除草剂或人工除草，但要注意除草剂的浓度。
（2）对秸秆，可以与饲料加工厂联系，由他们来收购。
（3）对害虫的防治，尽量少使用农药。而用它的天敌—青蛙，对青蛙除了保护，还要尽量多地消灭它的天敌——蛇。
（4）泥鳅、黄鳝要适量的捕捉。
（5）尽量使更多的能量流向水稻。
师 好。调查得不错，那其他小组还有补充吗？
小组2：调查的方法还可以咨询当地农业部门，以得到比较科学的改进方法。
小组3：在稻田生态系统中还有无机环境和分解者，对它们我们也要关注。因为它们也影响着水稻的产量。
小组4：植食性的鱼类食性比较单一，一般只吃浮游植物，所以可以稻田养鱼。小组1的食物网有差错。
师 大家说得很好。当然，在不同的地方，有不同的情况。当地农民可以因地制宜地采取相应措施，来使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。条件允许的地方，可以通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
师 希望大家平时能把生物学的知识应用于生活中，使生活更美好。大家如果有兴趣，还可以去调查其他的生态系统，如果园、蔬菜园地等。有困难或需要帮助可以找老师。下面我们再一起来训练一下数据的分析和处理。
（学生思考，讨论）
师 谁来回答一下？（如回答不出，教师可以作必要的提醒）
生1 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ。
生2 这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ。
生3 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ。呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%。
生4 这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%。
师 非常正确。看来大家对数据的分析和处理掌握得不错。如果人从玉米得到的能量是1.397 2×1010 kJ，那么能量的传递效率是多少？
生 10%。
师 如果被分解者利用的能量是3.6×109 kJ，那么输入到分解者的比例是多少？
生 2.576 6%。
师 正确。那玉米所固定的太阳能总量除了提供给人、分解者、呼吸散失之外，还剩下多少？
生 8.942 8×1010 kJ。
师 那这部分应该就是未利用的，也就是储存在秸秆等中的能量。占玉米所固定的太阳能总量的比例是多少？
生 64%。师 好的。那你能把处理的数据用图来表示吗？
生 可以。
师 那你来写一下。参照书本图58。
生
图5-2-11
师 不错。这块玉米地提供给人的能量只有10%，太少了。你认为可能的原因是什么？如何解决？
生1 杂草太多，而使玉米固定的太阳能减少。除草。
生2 害虫数量较多，用生物防治杀灭害虫。
生3 呼吸散失太多，可以用温室大棚来控制昼夜温度，降低呼吸作用。
生4 未利用的部分太多，可以将秸秆等再利用，达到使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。提高能量的利用率。
师 大家回答得很好。总之，我们学习生态系统能量流动的目的，就是为了能更好地调整生态系统能量流动的关系，使生态系统更加稳定，使人类能持续、高效地从生态系统获得能量。
师 最后大家想想，能量流动必须要有一个“载体”，这个“载体”是什么呢？
生 物质，因为能量是储存在物质中的。
师 很好，下节课我们就来学习生态系统的第二个营养功能——物质循环。最后我们放松一下，一起来看一段生态农业的片段。
（多媒体播放视频）
（学生观看视频）
课堂小结
师 这节课我们就讲到这里，希望课后大家认真复习，充分理解能量流动的过程和特点，能更多地应用于现实生活中。布置一下课后的作业，课后练习的第二部分——拓展题写在作业本上，基础题写在书上。
板书设计
第二节 生态系统的能量流动（第1课时）
一、生态系统能量流动的概念
二、生态系统能量流动的分析
1.以种群或营养级为对象来研究
2.以食物链和食物网为渠道来研究
三、生态系统能量流动的过程
1.能量的源头：太阳能
2.能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始
3.能量流动的数量：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量（人工生态系统除外）
4.能量流动的渠道：食物链和食物网
5.营养级能量的去向
(1)未利用的
(2)被分解者利用
(3)呼吸散失
(4)被下一个营养级摄食
四、能量流动的特点
1.单向流动
2.逐级递减
五、能量金字塔和数量金字塔的模型
六、研究能量流动的实践意义（第2课时）
1.可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用
2.还可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
七、调查报告
1.调查目的
2.调查对象
3.调查方法
4.调查结果
5.汇总分析
6.结论和建议
八、数据的分析和处理
活动与探究
活动与探究的题目：调查当地农田生态系统中的能量流动情况（或当地的果园、蔬菜种植地）
一般步骤：
（1）确立题目。（调查目的）
（2）组成调查小组，确立组长和各负责人。
（3）组长给组员分配任务，各组员分头调查各自任务。（调查方法：实地调查；走访农民；资料查询；咨询当地的农业部门）
（4）调查资料汇总，进行整理和分析。
（5）小组之间或组员之间进行交流，提出建议。
（6）撰写调查报告。
习题详解
一、基础题(课本P98)
1.解析：根据能量流动逐级递减的特点，写出食物链d→a→b→c。
答案：A
2.解析：书本概念：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。
答案：D
3.解析：a的去向除了b和c外，还有未利用的和呼吸作用散失的，所以a>b+c。
答案：B
二、拓展题（课本P98）
1.解析：参照课本图58。
答案：（1）图a
图5-2-12
图b
图5-2-13
（2）图b。图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
2.答案： 不能。因为在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向发展。硅藻能利用 获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。可见能量对生态系统稳定的维持非常重要。
课题
第三节 生态系统的物质循环
设计教师
时间
课型
新授课
课时
1
教学
目标
1、分析生态系统中的物质循环。
2、说明能量流动和物质循环的关系。
重点
难点
能量流动与物质循环的关系
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第五章 第3节： 生态系统的物质循环
引言：
一、自主学习：
生态系统的物质循环概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
（一）、碳循环：
1、循环形式：二氧化碳
2、循环途径：（图）
食物链、食物网是物质循环和能量流动的渠道
特点：循环运动、反复利用
温室效应：
产生原因：化石燃料的大量燃烧，和植被的破坏
解决办法：减少化石燃料的燃烧，植树造林，种草。
（二）、能量流动和物质循环的关系
区
别
能量流动
物质循环
形式
存在于化合物中
化合物
范围
生态系统中的各营养级之间
生物圈
特点
单向流动，逐级递减
循环运动，反复利用
联
系
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一的整体
（三）、探究实验：土壤微生物的分解作用
1、土壤微生物对落叶的分解作用
对照组处理：土壤不做处理
实验组处理：灭菌处理（尽可能排除土壤微生物的作用，同时要尽量可能避免土壤理化性质的改变）
结果及结论：土壤微生物对落叶有分解的作用
2、探究土壤微生物对淀粉的分解作用
实验过程：
结果及结论：
二、合作探究、解惑答疑：
1、碳在自然界以什么形式存在？
2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物等）？
请用关键词、线段、箭头、方框等表示讨论的结果。
三、变式训练：
1、与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是（ B　）
A.内质网和高尔基体 B. 叶绿体和线粒体 C.核糖体和 叶绿体 D . 核糖体和高尔基体
2、在自然界的物质循环中，对物质转化必不可少的生物因素是（ 　B　）
A.绿色植物和动物 B. 绿色植物和微生物
C.动物和微生物 D. 绿色植物或微生物
3、对于一个处于相对稳定状态的生态系统，下列叙述不正确的是 （ 　D　）
A.物质不断循环 B.组成成分相对稳定
C.能量不断流动 D.生物个体数量不变
四、总结升华：
1、目前地球大气的二氧化碳浓度增高，导致温室效应，主要原因是（ 　B　）
人口剧增，呼出的二氧化碳增多
B.化石燃料的燃烧和自然资源的不合理利用
C. 大量生物遭灭绝
D.自然因素破坏了生态稳定
2、.细菌、真菌对每个生物群落来说都是非常重要的，这是因为它们（ 　D　）
A.可以固定大气中的二氧化碳 B.是消费者的食物来源
C.促进水分和无机盐的循环 D.能将动、植物的残骸分解为无机物
3、生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关（ 　D　）.
①光合作用 ② 呼吸作用 ③蒸腾作用 ④微生物的分解作用
A. ① ② B. ① ② ④ C. ① ② ③ D.① ④
五、当堂测试：
1、物质循环发生在 无机环境 和 生物群落 之间
2、碳是以 二氧化碳 形式循环的。在生物群落中碳以 含碳有机物的形式进行的。
3、碳循环又叫 生物地球 化学循环 ，带有 全球 性。
4、能量流动的特点是 单向流动，逐级递减 。
5、在特质循环过程中，无机环境中的物质是可以被生物群落
往复利用
6、生态系统的主要功能是： 能量流动，物质循环，信息传递
7、物质是 能量流动 的载体，能量是 特质循环 的动力。
8、生态系统的物质循环发生在（ D　）
A.生物群落中 B.生产者和消费者之间
C.生产者和分解者之间 D.生物群落与无机环境之间
六、推荐作业：练习册相关内容
学生阅读，自主完成
学生归纳，教师指导
学生阅读，自主完成
小组讨论，教师指导
自主完成，教师讲解
教师指导，小组讨论
小组合作完成
5.3 生态系统的物质循环
一、教材分析
本节内容是人教版必修三“稳态与环境”中第五章第三节的内容。本小节内容包括四部分：一是生态系统物质循环的概念；二是碳循环；三是能量流动和物质循环的关系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。
本小节内容是 “生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中新陈代谢特别是绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等知识的延伸，也为后面学习生态农业的构建奠定基础。
二、教学目标
1、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2、尝试探究土壤微生物的分解作用。
3、说明能量流动和物质循环的关系。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 分析生态系统中的物质循环。
[解决方法]
⑴物质循环时时刻刻发生在我们身边,让学生联系自身感受物质循环的存在。
⑵以碳循环为例，分析物质循环过程。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 说明能量流动和物质循环的关系。
[解决方法] 通过讨论，列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
探究法、讲解法。 教具准备：图、探究材料。
六、学生活动
1、讨论、分析、比较相关问题。
2、完成探究活动。
七、教学程序
⑴明确目标
⑵重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
[问题探究]引导学生讨论教材P100的讨论题。同时教师向学生讲清：煤炭、石油等是人类从事现代工业活动的物质资源，而非生态系统中生命活动所需的物质资源；煤炭、石油等资源是有限的，这些资源的形成需要相当长的时间，而消耗它们所需的时间却要短得多。
事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。呈现教材P101碳循环模式图，学生阅读材料P100—101内容，回答下列问题：
1、什么叫生态系统的物质循环？
2、物质循环中的物质指的是什么？
3、这里的生态系统指的是什么生态系统？
4、物质循环的范围是什么？
5、物质在何种之间进行循环？
6、碳在无机环境与生物群落之间物质循环的主要形式是什么？
7、碳在生物群落内部主要以何种形式传递？
8、连通物质在生物群落和无机环境之间循环的生态类群是什么？
9、产生CO2的途径有哪些？
10、什么叫温室效应？
11、产生温室效应的原因有哪些？
12、温室效应会导致什么后果？
13、如何减轻温室效应？
14、物质循环有何特点？
教师总结。
能量流动和物质物质循环是生态系统的两大功能，二者有何关系呢？
1、区别
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式流动
在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环，在群落内部主要以有机物形式传递
特点
单向流动、逐级递减
往复循环、反复利用
范围
各种生态系统都可进行
生物圈（全球性）
2、联系：两者同时进行，相互依存，不可分割。
⑴能量流动不能离开物质循环而单独进行，能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质合成和分解。
⑵物质是能量的载体，使能量能沿着食物链（网）流动，能量作为动力，使物质能不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
⑶生态系统中的各种组成部分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环，才紧密联系在一起，形成一个统一的整体的，可以用图解表示如下：
（三）总结
生态系统中物质循环的过程，物质循环与能量流动的关系。
（四）作业布置
教材P104练习。
（五）板书设计
第3节 生态系统的物质循环
一、碳循环
1、物质循环的概念
2、碳循环
⑴碳在无机环境与生物群落之间的物质循环主要是以CO2的形式进行的。
⑵
⑶
⑷循环过程
3、物质循环的特点：具有全球性、反复出现、循环流动
4、温室效应
⑴形成原因
⑵影响
⑶措施
二、能量流动和物质循环的关系
1、区别
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式流动
在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环，在群落内部主要以有机物形式传递
特点
单向流动、逐级递减
往复循环、反复利用
范围
各种生态系统都可进行
生物圈（全球性）
2、联系：两者同时进行，相互依存，不可分割。
第2课时
复习提问：1、生态系统中碳循环的过程如何？2、物质循环与能量流动的关系是什么？
今天我们来探究一下土壤微生物的分解作用。
1、引入探究内容“土壤微生物的分解作用”
由于学生缺乏微生物方面的知识，在指导学生进行该课题的探究时，教师可以先介绍有关知识背景，比如可以用卡逊《寂静的春天》中如下一段话：
土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数学，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总质量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸从而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。
另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫……
2、提出问题
让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。教师予以启发、指导。例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？
3、作出假设
假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想像或猜测。要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。
4、制订计划
首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？等等。
其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？
第三，设计实验方案。教材中提供了两则案例，供学生参考。
5、实施计划
建议本探究以小组的形式进行。
6、结果分析
可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。
补充讲解生物富集相关知识
（三）总结
探究的全过程。
（四）作业布置
完成实验报告。
（五）板书设计
土壤微生物的分解作用
提出问题
↓
作出假设
↓
制订计划
↓
实施计划
↓
结果分析
↓
表达交流
生态系统的物质循环
授课年级
高二
课题
生态系统的物质循环
课程类型
新授课
课程学习目标
目标
解读
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
3.举例说出生态系统物质循环的全球性，说明物质循环与能量流动的关系。
重点
难点
重点：分析生态系统中的物质循环。
难点：说明能量流动和物质循环的关系。
课程导学建议
课前准备
1.收集资料，熟悉教材，详细备课。
2.准备“低碳”资料，结合当今时代话语引题。
3.准备能量流动与物质循环关系图，便于课堂教学。
4.准备能量流动与物质循环相互关系表，便于了解两者的异同点。
教学
建议
1.结合“低碳”话题引题，学生更感兴趣，有利于后面的教学。
2.物质循环强调元素，不是指化合物，要在物质循环过程中讲清楚。
3.本节知识讲物质循环，与上一节知识能量流动密不可分，不能割裂开来学习。
4.实验探究土壤微生物的分解作用涉及对照，要把方法步骤讲清楚。
课 堂 教 学 过 程 设 计
程序
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
导入
新课
创设
情境
1.情景介绍：随着“低碳”话语的出现，现在“低碳社会”“低碳城市”“低碳超市”“低碳校园”、“低碳交通”“低碳环保”“低碳网络”“低碳社区”——各行各业蜂拥而上统统冠以“低碳”二字，使“低碳”成为一种时尚。
2.问题：你对“低碳”了解多少？
我们为什么要“低碳生活”呢？
情景资料介绍，思考相关的现实问题。
PPT展示
第一
层级
学习
过程
自主
预习
可以提出以下问题：
1．农田中大量使用的DDT杀虫剂，却在远离施药地区的南极企鹅体内检测出了DDT。为什么会有这种现象呢？
2．无机环境中的碳主要以什么形式存在?生物群落内部的碳存在形式又是什么？
1.结合导学案的问题组织学生预习。
2.学生边预习，边思考问题。
PPT演示
交流
讨论
1.碳在无机环境中的存在形式主要是什么？在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是什么？与碳循环密切相关的生理过程是什么？
2.能量流动和物质循环有何关系？
3．CO2的排放与全球气候变化有什么关联？如何降低温室效应？
组织学生对导学案问题1、2、3开展分析和讨论交流，特别是这些生理现象背后的微观内部的原因。
PPT展示
第二
层级
学习
过程
知识点一: 生态系统的物质循环
根据导学案的第1点，可以从以下几个方面引导学生理解生态系统物质循环
（1）物质循环中所指的“物质”指什么？
（2）物质循环过程是怎样的？
（3）“生态系统”是指什么样的生态系统？
2．让学生尝试总结出物质循环的特点：
①具全球性；②反复利用；③循环流动。
3．先引导学生从以下几个方面理解碳循环过程：
（1）碳在无机环境中的存在形式？
（2）碳在生物体内的存在形式？
（3）碳在生物体间的传递渠道？
（4）碳进入生物群落的途径？
（5）碳进入大气的途径？
（6）碳在无机环境和生物群落间的循环形式？
1.学生思考具体问题。
2.学生归纳总结物质循环的概念。
3.学生结合碳循环过程思考6个细节问题。
完成第2点图解。
PPT展示
知识点二：能量流动与物质循环的关系
引导学生完成表中所缺内容
学生根据所学知识填写表格。
PPT展示
知识点三：探究土壤微生物的分解作用
1.引导学生阅读教材，同时完成实验操作表中的内容。
2.结果分析
（1）实验中实验组和对照组分别是 、 ，单一变量是 。
（2）A1、B1两试管加碘液的目的是 ，A2、B2加斐林试剂是想验证 的存在，原理是 。
3.预测实验结果。
1.学生填写表格。
2.学生对实验进行分析。
PPT展示
第三
层级
学习
过程
课堂
巩固
完成导学案《基础智能检测》。
学生独立完成练习。
PPT展示或投影
展示
讲评
1.展示选择题答案，让学生对修正。
2.重点讲述第4题，有图，涉及上一课时的生产者、消费者、食物链、能量流动以及本节课的温室效应串到一起，综合性较强，要详解。
1.同学对答案，挑出做错的题目。
2.学生提出需要老师解析的题目。
投影答案
第四
层级
学习
过程
反思
感悟
1.只使用“低碳”这个概念引入，不做展开，迅速过渡到“碳循环”这个重点概念中，使学生的兴奋点落在重点知识的学习上，这种方式好。
2.应用教材P90“生态系统的结构模式图”来让学生回忆生态系统中的呼吸作用、光合作用、分解作用，但要引导学生分析问题。
3.本节课知识通过问题或填表形式展开，有利于学生学习。
4.本节课内容与当今环境问题息息相关，最好利用这部分素材适当进行价值观教育。
1.碳循环过程中涉及的生理作用有多种，问题分析时还会出错。
2.碳循环过程中的能量变化和物质变化不是理得很顺。
口头表述
课堂
小结
一、碳循环
1、循环流动、反复利用；2、全球性。
二、能量的流动和物质循环的关系
1.物质为能量的载体；2.能量是物质循环的动力。
学生归纳总结本节课知识并在课堂上口头表述。
投影板书内容
课外拓展
继续
探究
1.除了“碳循环”，“氮循环”、“硫循环”的过程又是怎样的呢？
2.“碳循环”失衡会形成“温室效应”， “硫循环”失衡又会产生怎样的环境问题呢？
课后部分同学讨论
生态系统的物质循环
教学手段
多媒体课件
教学方法
探究式、讲述式教学方法
课时安排
一课时
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
引
入
新
课
题
展示一个小实验：用一个玻璃瓶，底下铺些细沙，里面有肉眼直接看不见的微生物，然后注满清水，再放些水藻和活的小鱼虾，最后将瓶子密封起来，放在有阳光照射的地方。这就构成了一个小小的生态系统。
提问：
这个密封的小世界如果我们不向其内投放食物和更换空气，里面的动、植物可以维持生命吗？能一直维持下去吗？
观看道具，体会，思考，回答。
1.用道具的形式创设问题情景引起学生兴趣。
2.引入主题。
探
究
碳
循
环
的
过
程
1.过渡语：正因为在生态系统中，物质可以被生物群落往复循环利用，所以，物质是永恒的，世界是物质的，是符合物质不灭定律的。事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。
2.给出幻灯片图片
假设我将开始时的实验进行改进，将密闭的玻璃瓶中只装有标记C14的CO2，过了一段时间后，问：1）你认为水藻中哪种物质一定能检测到C14的存在？
2）C元素是如何由无机环境到生物体中的呢？这是一个什么生理过程？
3）玻璃瓶中的小鱼虾体内是否也存在C14呢？为什么？
3.给出幻灯片图片：
1）将上述实验中的金鱼取出，放置在充满O2而没有CO2的密闭鱼缸中，过一段时间用仪器检测鱼缸中的空气。
2）同时将将上述实验中的水藻放置在一个密闭的不含标记 C的容器内，光照，过一段时间，用仪器检测容器内的空气。
提问：
检测结果是什么呢？这个结果是经过什么生理过程完成的？
4.过渡语：从上述实验中我们知道了，无机环境中的C通过光合作用被生物群落所利用，生物群落又通过呼吸作用将一部分C还给了无机环境。可是有些植物并没有全部被动物所摄食，如枯枝落叶等
提问：
枯萎的水藻中存留下来的C14 最终如何回到无机环境中的呢？这个生理过程是什么呢？
（探究实验：土壤微生物对淀粉的分解作用）你能结合以前学过的实验知识，及前几节学过的知识，设计一个实验来证明你的结论吗？
提问：生物遗体中的C14只有这一条路径回到无机环境吗？
讲述：植物的枝叶和根茎，没有被分解的经过千百万年在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃化石，这就是煤炭。煤炭又经过人的开采、制成能源，经过燃烧重新将C元素还回无机环境。
出示碳循环模式图和动画幻灯片，请学生根据下面的问题总结实验，归纳碳循环过程。
提问：
1）碳在自然界以什么形式存在？
2）碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的（以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物）？
从三个方面总结碳循环的特点：
1）碳循环的主要形式？
2）碳进入生物群落的途径？
3）碳返回大气的途径？
积极参与讨论，思考问题，回答问题
思考回答问题
分组讨论、发扬合作精神，进行自主探究。
通过形象的图片和动画使学生充分思考，培养学生观察和实验总结的能力
生态系统的物质循环概念以及特点
提问
：根据碳循环你能给生态系统的物质循环下个定义吗？
根据碳循环的特点试着总结一下物质循环的特点？
思考总结
培养学生的总结
能力
与社会的联系
设疑：
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?
随着现代工业的迅速发展，人
类大量燃烧煤、石油等化学燃料，
对生态系统的物质循环有什么影
响吗？
3.你还能举出生活中人类活动干扰生态系统物质循环所带来的生态问题吗？对此我们又能做些什么？
观察阅读书101
页温室效应示
意图。思考，并
积极讨论并回
答问题
培养学生应用学过的知识解释生活中常见的现象，学会理论联系实际
物质循环和能量流动的关系
过渡语：生态系统的主要功能就
是进行能量流动和物质循环，这
两大功能之间既有明显的差别，
又有必然的联系。那么它们之间
的关系究竟是怎么样的呢？
出示“物质循环和能量流动的关
系”空表格，让同学根据表格回
答问题
项目
物质循环
能量流动
形式
范围
过程
特点
联系
讨论思考，回答
问题
使学生结合以前的知识总结问题
课堂小测及课后作业
出示幻灯片
在农田中大量使用DDT杀虫剂为
什么会殃及南极的企鹅?
回顾课堂活
动，总结主要的学习内容。
复习巩固。为下节课准备
板
书
设
计
生态系统的物质循环
一、物质循环的概念
二、物质循环的特点
三、物质循环与能量流动的关系
课时作业16　生态系统的物质循环
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．碳循环的主要形式是含碳有机物
B．分解者在生物圈的碳循环过程中扮演着重要的角色
C．碳循环具有全球性
D．碳循环的过程中伴随着能量流动
【解析】　碳循环的主要形式是含碳有机物和二氧化碳。分解者将生物体中的含碳有机物分解为二氧化碳。二氧化碳是气体，可以全球范围内流动。二氧化碳形成含碳有机物，能量储存；含碳有机物分解为二氧化碳，能量释放。
【答案】　A
2．下列有关生物圈中碳循环的叙述，不正确的是(　　)
A．碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐的形式存在
B．分解者不参与生物圈中碳循环过程
C．碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入群落
D．碳在生物群落中沿着食物链(网)进行流动
【解析】　碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐的形式存在，A正确；消费者的呼吸作用分解有机物释放二氧化碳，可见其参与了碳循环，B错误；光合作用将二氧化碳固定为生物体内有机物中的碳，碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入群落，C正确；碳在生物群落中沿着食物链(网)，以有机物的形式进行流动，D正确。
【答案】　B
3．关于碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．碳在生物群落与无机环境之间以CO2的形式进行循环
B．在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，碳是以有机物的形式进行流动的
C．大气中的CO2要变成含碳有机物只能通过绿色植物的光合作用
D．如果碳循环过程不能进行，生态系统将会被破坏而消失
【解析】　碳元素在生物群落和无机环境之间是以二氧化碳的形式进行的，故A正确。在生物群落中碳是以含碳有机物的形式进行的，故B正确。大气中的二氧化碳要变成含碳有机物主要是通过绿色植物的光合作用还可以通过化能合成作用，故C错误。如果碳循环过程不能进行，会打破碳循环，生态系统会被破坏而消失，故D正确。
【答案】　C
4．右图为生物圈碳循环过程示意图，甲～丁表示生态系统的成分，①～⑦表示过程。下列叙述正确的是(　　)
A．①、⑤、⑥表示细胞呼吸
B．①和②的速率基本相等
C．甲→丙→丁构成捕食食物链
D．③、④、⑦过程中碳以有机物的形式传递
【解析】　根据碳循环示意图可知，甲是生产者，乙是二氧化碳库，丙是消费者，丁是分解者，食物链表示生产者和消费者之间的关系，故C错误；①代表光合作用，②⑤⑥代表呼吸作用，故B错误；正常情况下，①的速率大于②的速率，故B错误；碳在生物群落内以有机物的形式传递，故D正确。
【答案】　D
5．下图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．温室效应主要是由⑦过程造成的
B．图中A、B分别代表消费者和生产者
C．③过程代表绿色植物的光合作用
D．农业生产中的中耕松土可以增大⑤过程
【解析】　分析图形可知，图中A、B分别代表分解者和生产者，C是分解者，B错误；⑦过程是化石燃料的燃烧，是温室效应的主要原因，A正确；③过程代表绿色植物的呼吸作用，④过程代表绿色植物的光合作用，C错误；中耕松土可以增大土壤中的氧气含量，促进⑧过程分解者的细胞呼吸，而对⑤消费者的呼吸作用几乎没有影响，D错误。
【答案】　BCD
6．下图为碳循环示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的四种成分，下列有关叙述错误的是(　　)
A．甲是生态系统的基石
B．该生态系统中的食物网可以表示为
C．丙不一定是需氧型生物
D．图中表示以二氧化碳形式流动的是①②⑤⑥
【解析】　分析图形可知，甲是生产者，是生态系统的基石，A正确；乙是消费者，丙是分解者，食物链中不含分解者，且乙是所有消费者，其所含的不同生物的消费等级不一定相同，B错误；分解者不一定是需氧型生物，C正确；丁是大气中的二氧化碳库，图中表示以二氧化碳形式流动的是①②⑤⑥，D正确。【答案】　B
7．如图为生态系统碳循环模式图，下列分析错误的是(　　)
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
【解析】　其他成分都指向f，所以f是大气中的二氧化碳库，故A正确；因为分解者不在食物链中，所以图中只有一条食物链，为a→c→d→e，故B错误；只有生产者才能吸收二氧化碳，所以a为生产者，b为分解者，c、d、e为消费者，所以a是自养生物，b、c、d、e是异养生物，故C正确；碳由a到b的传递过程即由生产者到分解者，过程为生产者的尸体被分解者分解，该过程是以有机物的形式传递的，故D正确。
【答案】　B
8．下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是(　　)
A．物质为能量的载体，使能量在生物群落与无机环境之间循环往复
B．能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复
C．先进行物质循环，后发生能量流动
D．二者相互依存，不可分割
【解析】　能量单向流动，不能在生物群落与无机环境之间循环往复。能量流动和物质循环二者相互依存，不可分割。同时进行，没有先后。故选AC。
【答案】　AC
9．若用甲代表大气中的CO2；乙代表生产者；丙代表消费者；丁代表分解者。则甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系是(　　)
【解析】　大气中的二氧化碳可通过生产者的光合作用进入生物群落；在群落内部，生产者体内的碳，通过消费者的摄食而流入消费者体内；消费者和生产者都通过呼吸作用将进入生物群落的碳释放到大气中，生产者和消费者的遗体残骸等有机物中的碳，又会通过分解者的分解作用，以二氧化碳的形式返回到大气中。综上所述，A、B、C三项均错误，D项正确。
【答案】　D
10．下图示某生态系统中碳循环过程，下列相关叙述正确的是(　　)
A．乙与丙的存在使碳循环速度大大减缓
B．b～d过程中碳移动的形式均为无机物
C．甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落
D．因呼吸消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量
【解析】　分析图示可知，甲是生产者，乙和丙均是消费者，丁是分解者，消费者的存在，加快了生态系统的物质循环，故A错误；b过程为生产者通过呼吸作用，将其体内有机物中的碳以CO2的形式释放到大气中，c～d过程表示相邻两个营养级的生物通过捕食，使其体内的碳以含碳有机物的形式在生物群落内部流动，故B错误；生态系统的生产者、消费者、分解者共同构成生物群落，故C正确；乙对食物的摄入量，其中一部分没有被乙消化的食物残渣以粪便的形式排出体外，另一部分被乙消化吸收、同化为自身的组成成分，即为乙对食物的同化量，因此乙对食物的同化量远小于摄入量，故D错误。
【答案】　C
11．如图是生态系统中碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。以下叙述正确的是(　　)
A．碳元素以二氧化碳形式从D传到A和F
B．D→A→B→E构成了一条食物链
C．图中包含了7条食物链
D．B和F之间的关系为竞争和捕食
【解析】　分析图示可知，D是生产者，A、B、E都是消费者，F是分解者，C是大气中二氧化碳库。碳在生物群落内以有机物的形式传递，A项错误；食物链表示的是生产者和消费者之间的关系，因此该生态系统D→A→B→E构成了一条食物链，B项正确，C项错误；F是分解者，消费者和分解者不存在竞争和捕食关系，D项错误。
【答案】　B
12．某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是(　　)
A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。因此，3幅图中生产者都是A
B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化学燃料燃烧产生CO2
【解析】　图1、A为生产者，图2、A为生产者，图3、E为生产者，A错误；图1中C为消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2、A为生产者，C为无机环境，E为分解者，C、E为消费者构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化学燃料燃烧产生CO2，D正确。
【答案】　A
二、非选择题(共40分)
13．(18分)请回答下列有关生态系统的问题。
(1)各类生态系统都具有的成分是________。
(2)下表列出三种生态系统在地球上所占面积比、生产者的净生产量、现存量以及被食量。
生物系统类型
面积比
净生产量
(109吨/年)
现存量
(109吨)
被食量
(109吨/年)
热带雨林
1
37.4
765.0
2.6
荒漠
0.9
13.5
60.0
2.0
海洋
21.1
55.0
4.0
20.2
①影响热带雨林净生产量的主要无机环境因素是________，而荒漠净初级生产量较低的主要限制因素是________。
②表中各净初级生产力，除未利用的部分外，其余的去向是________。
(3)两个不同生态系统中，积累在植物和土壤中的有机物比例如上图，其中表示热带雨林的是图________，这是因为________。
【解析】　(1)生态系统的概念生物群落与无机环境相互作用而形成的统一整体，因此生态系统包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分(物质和能量)。(2)①影响生态系统的因素有光照、温度、水分、矿质元素等，影响热带雨林净生产量的主要无机环境因素是温度和雨量，而影响海洋生态系统的是矿质营养。②能量的去向有呼吸作用消耗，未利用的部分的去向是流入下一营养级(或初级消费者)和被分解者利用。(3)热带雨林积累在土壤中的有机物含量较少，因为热带雨林中温度高，分解者的活动旺盛，故图为乙。
【答案】　(1)非生物成分、生产者、消费者、分解者
(2)①温度和雨量　水　②流入下一营养级(或初级消费者)和被分解者利用
(3)乙　热带雨林温度高，分解者活动旺盛
14．(12分)下图是生态系统碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向。请回答：
(1)写出图中含有四个营养级的食物链：________(用字母和箭头表示)。
(2)分析A→E和C→B过程中碳流动形式的不同点是________________________________。
(3)若位于第四营养级的生物增重8 kg，生产者至少具有________kg。
(4)人类大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，使地层中经过千百万年积存的碳元素在短期内释放，对环境产生的影响主要是________。
(5)由上图可知，减缓二氧化碳增多的关键的措施是：第一________；第二________。
【解析】　(1)据图分析，AE碳有双向交流，且EDCB构成单向流动关系，故E为生产者通过光合作用固定A无机环境的碳，DCB依次为初级消费者、次级消费者和三级消费者，故食物链为E→D→C→B。(2)A→E为环境A的碳以二氧化碳形式被生产者E通过光合作用以有机物形式固定。C→B通过捕食碳以有机物形式在食物链不同营养级传递。(3)生物量与能量呈正比，按照最高能量传递效率20%传递，位于第四营养级的生物增重8 kg，生产者至少具有8/(20%×20%×20%)＝1 000 kg。(4)大量开采并燃烧由古代动植物遗体变成的煤和石油，碳以二氧化碳形式大量释放，造成温室效应。(5)由上图可知，减缓二氧化碳增多的关键的措施是：第一多植树造林，吸收二氧化碳；第二通过低碳生活，减少二氧化碳排放。
【答案】　(1)E→D→C→B
(2)A→E是以CO2形式，C→B是以含碳有机物形式
(3)1 000
(4)产生温室效应(CO2增多)
(5)改善能源结构，开发新能源，减少二氧化碳的排放　植树造林，增加二氧化碳的利用
15．(10分)下图是某湿地生态系统的碳循环图解，据此回答下列问题：
(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以________的形式进行。
(2)写出该物质循环过程中的食物链：______，以藻类植物为食的小型浮游动物处在________(以图中字母回答)环节。
(3)研究者观察到黑脸琵鹭处在图中的最高营养级。假设F摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，呼吸散失的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，若能量的传递效率在10～20%之间，则流入黑脸琵鹭的能量最多为________。
(4)研究者要调查黑脸琵鹭的种群密度，常用的调查方法是________。
【解析】　(1)碳以二氧化碳形式通过光合作用进入群落，群落生物通过细胞呼吸将有机物的碳以二氧化碳形式释放。(2)BCDEF都有箭号指向A，表明A为无机环境，BCDEF为生物。BDEF都有箭号指向C，表明C为分解者，D与A有双向交流，表明D为生产者，根据箭号方向，食物链为D→F→E→B。以藻类植物为食的小型浮游动物处在食物链第二营养级。(3)F同化的能量为(a－b)，按能量的传递效率20%算，流入黑脸琵鹭的能量最多为(a－b)×20%×20%。(4)调查活动能力强的动物种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。
【答案】　(1)CO2　(2)D→F→E→B　F
(3)4%(a－b)
(4)标志重捕法
第五章　第3节
一、选择题
1．生态系统的物质循环的特点不包括下列的(　　)
A．带有全球性
B．物质是指组成生物体的基本元素
C．在群落与无机环境之间循环往复
D．在群落的各营养级之间循环往复
[答案]　D
[解析]　组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落的循环往复流动，各营养级之间是单向流动的。
2．关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是(　　)
A．所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等一些化学元素
B．所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
C．所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现的循环流动
D．物质在循环过程中不断递减
[答案]　D
[解析]　由生态系统物质循环的概念和特点可知，本题的A、B、C选项都是正确的。物质在循环过程中是不会递减的，因为物质只能进行转移和变化，但不会消失。
3．在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，碳是以哪种形式流动的(　　)
A．二氧化碳　　　　 B．有机物
C．碳酸盐 D．二氧化碳和有机物
[答案]　B
[解析]　碳在食物链中(生物群落内部)是以有机物形式流动，而在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环。
4．施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积一小部分，可是在远离施药地区的南极，动物体内也发现了DDT，这种现象说明了 (　　)
A．DDT是挥发性物质
B．DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C．考察队将DDT带到了南极
D．南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
[答案]　B
[解析]　DDT是一种不易分解并能长期残存的农药。当人们施用DDT时，真正作用在植物上的大约只有5%，其余95%不是落到地面，就是在大气中漂浮，以后随雨水流入地下，或顺小溪流入江河，流归大海。随着大气环境作用和海水运动，DDT被运到全球各个角落，然后再沿着食物链和食物网进行物质循环，故南极动物体内也会含有DDT。
5．下列哪项叙述是不正确的(　　)
A．生态系统的主要功能是能量流动
B．物质是能量流动的载体
C．能量是物质循环的动力
D．能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的
[答案]　A
[解析]　生态系统的主要功能是能量流动和物质循环。
6．生态系统的碳循环与生物群落的哪些活动有关(　　)
①光合作用 ②呼吸作用
③蒸腾作用 ④微生物的分解作用
A．①② B．①②④
C．①②③ D．①④
[答案]　B
[解析]　无机环境中的碳以CO2形式通过生产者的光合作用进入生物群落；而生物体内的含碳有机物通过动、植物的呼吸作用以及微生物的分解作用形成CO2，再回到无机环境。
二、非选择题
7．下面是生态系统中碳循环的简明示意图，请根据图回答下列问题：
(1)图中缺少的一个重要箭头是____________________________________。
(2)A过程是________的________作用，这一过程有________和________两种类型。
(3)与A过程本质相同的有________过程(用图中字母代号表示)。
(4)碳在无机环境中以________形式存在，而在无机环境与生物群落之间以________形式进行循环。碳循环始终与________结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分通过____________和________紧密联系在一起而形成一个整体。
[答案]　(1)从大气中的CO2库到绿色植物
(2)分解者　分解　有氧呼吸　无氧呼吸
(3)B、C　(4)CO2或碳酸盐　CO2　能量流动
(5)物质循环　能量流动
[解析]　碳循环与光合作用和呼吸作用及燃烧等密切相关。答题时应认真观察示意图。从图中可以看出，本图少了一个非常重要的箭头——从大气中的CO2库到绿色植物。因为这是大气中的CO2进入生物群落的途径，如果没有这一光合作用的途径，碳循环就不能进行；图中A表示分解者的分解作用，它将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，也属于生物的呼吸作用，(4)、(5)小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系。生态系统的四种成分是通过物质循环和能量流动结合在一起的。
8．如图所示生态系统碳循环示意图，图中A、B、C、D为生态系统不同的成分，请据图回答：
(1)此生态系统的能量流动是从[　]________固定太阳能开始的。
(2)碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以________形式进行的，在生态系统的各成分中，A为________，B为________。
(3)图中D→C过程是通过________作用实现的，C→D过程是通过________作用实现的，B→D过程是通过________作用实现的。
(4)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分则以________形式储存在地层中，碳在生物群落与无机环境之间主要以________的形式循环。
(5)碳循环的同时一定伴随着________。
[答案]　(1)[C]生产者　(2)二氧化碳　消费者　分解者　(3)光合　呼吸　分解　(4)化学燃料　二氧化碳　(5)能量流动
[解析]　①碳元素进入生物群落的唯一途径是生产者的同化作用。
②生物群落的绝大多数成分均可排出CO2。
本题主要考查碳循环的过程，分析如下：
一、选择题
1．关于物质循环的叙述正确的是(　　)
A．生产者和无机环境之间可以直接进行碳循环
B．消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环
C．物质循环在生产者、消费者和分解者之间进行
D．不同的生态系统，都能独立地完成各自的物质循环
[答案]　A
[解析]　因为生产者可以通过光合作用或化能合成作用，直接利用无机环境的CO2，合成自身的组成物质，也能通过细胞呼吸直接将CO2释放到无机环境中，所以A项是正确的。消费者只能通过细胞呼吸向无机环境释放CO2，但不能直接利用CO2；物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行的；物质循环是在整个生物圈中进行的，而比生物圈小的任何一个生态系统都不能独立完成物质循环，故B、C、D三项均是错误的。
2．如图是生态系统中碳循环示意图。“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是(　　)
A．① B．②
C．③ D．⑤
[答案]　D
[解析]　根据①与③之间的双向箭头判断：①是生产者，③是大气中的CO2库；根据①②④的碳都流向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
3．如图表示生物圈中碳元素的循环
过程，下列有关叙述中正确的是(　　)
A．图中B都是自养生物，细胞中不一定有叶绿体，但都含有色素
B．适度松土可以促进①过程，加快物质循环
C．②过程的加剧是造成温室效应的主要原因
D．达到平衡状态的生态系统，③和④的量基本相等
[答案]　C
[解析]　图中A、B、C分别表示分解者、生产者和消费者。其中B(生产者)细胞中不一定含色素，如硝化细菌是化能自养型生物。①过程是消费者的呼吸作用，与松土无关。达到平衡状态的生态系统中④(光合作用)的量大于③(植物呼吸作用)的量。化学燃料的快速大量燃烧是造成温室效应的主要原因。
4．在一般情况下，关于生态系统中碳循环的主要渠道的正确图解是(　　)
[答案]　D
[解析]　碳循环发生在生物群落与无机环境之间，无机环境中的碳元素通过生产者进入生物群落，生物群落内有机物中的碳元素经生产者、消费者和分解者的呼吸作用重新返回无机环境。
5．如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示各种成分之间的关系，下列相关叙述中正确的是(　　)
A．a和c包含了所有生物群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．a的含量减少将减缓温室效应
[答案]　C
[解析]　由图中四种成分之间的关系可判断a、b、c、d分别是生产者、非生物的物质和能量、消费者、分解者。其中d(分解者)也可能是某些动物，因而不一定是原核生物。生物群落应包含该区域内所有的生物，即a、c、d；按能量流动效率一定来计算，C1的同化量越大，流向C2的能量就越多；a(生产者)通过光合作用吸收CO2，可见，a的含量减少将加剧温室效应。
6．下列有关物质循环的叙述，错误的是(　　)
A．碳在生态系统中以二氧化碳的形式在生产者、消费者和分解者之间循环
B．无机环境中的C进入生物群落的主要过程为光合作用
C．化学燃料的大量燃烧，使大气中的CO2过多，导致温室效应
D．植物枝叶经过微生物的分解后其中的一些元素归还土壤中，属于物质循环的一部分
[答案]　A
[解析]　碳在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在；生物群落中，主要以含碳有机物的形式存在。碳在生态系统中主要以二氧化碳的形式在生物群落与无机环境之间循环。
7．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳循环如图所示，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移能量。下列选项正确的是 (　　)
A．夏季，a>b＋c＋e B．秋季，e＋fC．春季，g＝b＋e＋f D．冬季，d>c＋f
[答案]　A
[解析]　碳元素在无机环境和生物群落之间的循环离不开生产者(主要是绿色植物)。在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用固定的太阳能及合成的有机物，这是通过该森林生态系统的总能量，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；c代表通过食物链流到动物(各级消费者)体内的总能量；d代表动物的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；e代表植物的残枝、落叶流到分解者的能量；f代表动物的遗体流到分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)。在一年中的不同季节，植物进行光合作用的强度不同。生态系统能量流动的效率为10%～20%，在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的总能量>(植物呼吸作用所消耗的能量＋流到动物体内的能量＋流到分解者的能量)，其余的是未利用的能量。
8．下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器完成物质合成与能量转化
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．秋季Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
[答案]　C
[解析]　A项中，X1过程包括化能合成作用和光合作用。化能合成作用的生物是原核生物，一些原核生物也可以进行光合作用，如蓝藻，二者没有双层膜结构的细胞器。B项中，只有在一个稳定的生态系统中，X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2.Y3……及Z过程释放的CO2总量相等。C项中，稳定的生态系统上下营养级之间能量传递效率是10%～20%，X1到X3能量传递了两次，X3过程的能量值约为X1过程的最小能量值为10%×10%＝1%，最大值为20%×20%＝4%。D项中，秋季植物的遗体、残枝败叶较多，且分解者的分解作用较弱，则有机物质会积累，Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳大于Z过程释放的CO2中的碳。
二、非选择题
9．如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)上图中生产者是________，消费者是________，分解者是________(填代号)。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。
(3)C生物处于第________营养级，若要使C增加200 kg至少需要消费A________kg。
(4)若该图表示某温带草原生态系统，牧民为了提高畜牧产量，采取了如下措施，其中正确的做法是(多选)(　　)
A．彻底捕杀狼等次级消费者，以保护牛、羊的安全
B．大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的部分
C．加大对牧草的水肥管理
D．大量繁殖牛、羊
[答案]　(1)A　B、C　D　(2)光合作用　呼吸作用　分解作用　(3)三　5 000　(4)B、C
10．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题：
(1)碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。
(2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的，④表示的是________作用。
(3)若图虚线框中的种类及相互间的关系如图所示，假设E种群中的能量是5.8×109 kJ，B种群中的能量为1.3×108 kJ，若能量的传递效率为10%～20%，则A种群中的能量至少是________kJ。
(4)碳循环等物质循环的进行伴随着____________，但由于生物体不能利用在代谢中产生的________能，因而使能量流动具有________的特点。
(5)如果大气层中的CO2增多，则会加剧________效应，减缓此效应的措施有(答出一项即可)________。
[答案]　(1)CO2　有机物　(2)光合作用　捕食　线粒体　分解者的分解(分解者的呼吸作用)
(3)4.5×107　(4)能量流动　热　单向逐级递减　(5)温室　保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率，严格控制化学燃料的燃烧，并提高能源利用率；开发除化学燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，减少CO2的排放量(答案合理或写出上述内容中的一项即可)
11．探究课题：土壤中农药的分解主要是依赖土壤的物理因素的作用，还是土壤中微生物的分解作用？
探究准备：几种有代表性的土壤，较大的容器若干个，灭菌仪器、检测仪器、喷壶、敌草隆(一种除草剂)等。
探究步骤：(1)选取几种有代表性的土壤混合均匀，等量地分装在一些相同的容器中。
(2)容器分成两组，编号A、B，将A组进行高压蒸汽灭菌；B组__________________ ______________________________________________________。
(3)分别向A、B两组容器内的土壤上喷施等量的无菌农药“敌草隆”，测定A、B两组土壤中敌草隆的平均含量(M)，然后把两组容器放入恒温箱中培养。
(4)六周以后，检测A、B两组容器中“敌草隆”的剩余量并计算各组农药剩余量的平均值(NA、NB)。
结果预测：(1)________________________________________________________；
(2)_______________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
探究结论：(1)该实验中________组为实验组，________组为对照组。
(2)把A、B两组土壤放入温室中培养数周后，测得结果分别为图中的曲线A和B。
①A曲线的形成原因是______________________；
②B曲线的形成原因是____________________________。
③由该结果得到的结论是________________________。
[答案]　探究步骤：(2)不进行灭菌
结果预测：(1)当M>NB，M＝NA时，说明农药的分解仅是微生物分解的结果
(2)当M>NA，M>NB，NA＝NB时，说明农药的分解仅是物理分解的结果
(3)当M>NA，M>NB，NA>NB时，说明农药的分解是物理分解和微生物分解共同作用的结果
探究结论：(1)A　B
(2)①高压蒸汽灭菌杀死了土壤中的微生物，农药分解较慢
②没有经过灭菌，土壤中含有微生物，农药分解较快
③土壤中农药被分解的主要原因是微生物的分解作用
第5章　第3节
一、选择题
1.如图是生态系统中碳循环示意图。“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是(　　)
A．①　　　　 B．②
C．③ D．⑤
解析：　根据①与③之间的双向箭头判断：①是生产者，③是大气中的CO2库；根据①②④的碳都流向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
答案：　D
2．在一般情况下，关于生态系统中碳循环的主要渠道的正确图解是(　　)
解析：　碳循环发生在生物群落与无机环境之间，无机环境中的碳元素通过生产者进入生物群落，生物群落内有机物中的碳元素经生产者、消费者和分解者的呼吸作用重新返回无机环境。
答案：　D
3．如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示各种成分之间的关系，下列相关叙述中正确的是(　　)
A．a和c包含了所有生物群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．a的含量减少将减缓温室效应
解析：　由图中四种成分之间的关系可判断a、b、c、d分别是生产者、非生物的物质和能量、消费者、分解者。其中d(分解者)也可能是某些动物，因而不一定是原核生物。生物群落应包含该区域内所有的生物，即a、c、d；按能量流动效率一定来计算，C1的同化量越大，流向C2的能量就越多；a(生产者)通过光合作用吸收CO2，可见，a的含量减少将加剧温室效应。
答案：　C
4．下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器完成物质合成与能量转化
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．秋季Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
解析：　A项中，X1过程包括化能合成作用和光合作用。化能合成作用的生物是原核生物，一些原核生物也可以进行光合作用，如蓝藻，二者没有双层膜结构的细胞器。B项中，只有在一个稳定的生态系统中，X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2.Y3……及Z过程释放的CO2总量相等。C项中，稳定的生态系统上下营养级之间能量传递效率是10%～20%，X1到X3能量传递了两次，X3过程的能量值约为X1过程的最小能量值为10%×10%＝1%，最大值为20%×20%＝4%。D项中，秋季植物的遗体、残枝败叶较多，且分解者的分解作用较弱，则有机物质会积累，Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳大于Z过程释放的CO2中的碳。
答案：　C
5．某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是(　　)
A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。因此，3幅图中生产者都是A
B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
解析：　图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者，A错误；图1中C是消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为无机环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；图1、图2、图3需补充化石燃料燃烧产生CO2才能表示完整碳循环
答案：　A
6．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列叙述正确的是(　　)
A．④过程只能代表绿色植物的光合作用
B．图中A、B分别代表消费者和生产者
C．图中③⑤⑧过程表示不同生物的呼吸作用
D．农业生产中的松土可以增大⑤过程
解析：　④还可以表示蓝藻的光合作用，A项错误；根据图中各成分之间的关系判断：B是生产者，A是分解者，C是消费者，它们都可以通过呼吸作用产生二氧化碳，B项错误、C项正确；图中⑤过程为消费者(动物)的有氧呼吸过程，动物一般在地面活动，中耕松土对⑤过程几乎没有影响，D项错误。
答案：　C
7．物质循环属于生态系统的功能之一，下列与物质循环相关的叙述中，不正确的是(　　)
A．绿色植物同化无机碳转变成有机碳
B．在生物群落内，碳以碳水化合物的形式存在
C．乳酸菌可将有机碳分解为无机碳
D．化石燃料的燃烧打破了碳循环的平衡
解析：　绿色植物可通过光合作用把自然界中的无机碳转变成生物体内的有机碳；在生物群落内，碳以碳水化合物的形式存在；乳酸菌是厌氧型细菌，进行无氧呼吸的产物是乳酸，故不能将有机碳分解为无机碳；化石燃料的燃烧会导致空气中的CO2增多，引起温室效应，打破了碳循环的平衡。
答案：　C
8．下图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是(　　)
A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动
解析：　分析图形，A、B、D、E、F均有箭头指向C，则C是大气中的CO2库。A、C之间为双向箭头，A为生产者。A、D、E、F均有箭头指向B，则B为分解者，D、E、F为消费者。图示中包含的食物链为A→D→E→F，故E减少，短时间内D增多，F减少。碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。
答案：　C
9．生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。这个过程(　　)
A．不具有全球性
B．不受能量的驱动
C．都依赖于水的循环
D．只依赖光合作用和呼吸作用
解析：　生态系统的物质循环，具有全球性的特点；物质循环和能量流动是同时进行的，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力；N、P等元素在植物体内的运输离不开水。
答案：　C
二、非选择题
10．图1是生态系统中碳循环示意图，图2代表的是图1所涉及食物网中能量流动的“金字塔”结构图。请据图回答问题：
(1)图1中能够将大气中CO2固定下来的生物成分是____(填图中字母)，自然界生物群落中的碳返回大气的途径有__ ____(填数字序号)。
(2)C属于生态系统成分中的__ ___。碳元素在无机环境和生物群落间循环的主要形式是__ ____。
(3)图2建构的“能量金字塔”中处于Ⅰ中的生物属于______(填成分)，处于Ⅲ中的生物为第______营养级。
(4)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是______。
解析：　(1)生产者可以通过光合作用或化能合成作用固定大气中的二氧化碳，自然界生物群落中的碳返回大气的途径为生产者、消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用等。(2)分析图1可知C属于生态系统成分中的消费者。碳元素在无机环境和生物群落间循环的主要形式是二氧化碳。(3)在图2建构的“能量金字塔”中处于Ⅰ的生物为生产者，处于Ⅲ的生物为第三营养级。(4)从图2“能量金字塔”可以看出能量流动的特点是逐级递减。
答案：　(1)B ②、③ (2)消费者 二氧化碳 (3)生产者 三 (4)逐级递减
11．下面是生态系统中碳循环的简明示意图，请根据图回答下列问题：
(1)图中缺少的一个重要箭头是______。
(2)A过程是______的______作用，这一过程有______和______两种类型。
(3)与A过程本质相同的有______过程(用图中字母代号表示)。
(4)碳在无机环境中以______形式存在，而在无机环境与生物群落之间以______形式进行循环。碳循环始终与______结合在一起进行。
(5)生态系统的四种成分通过______和______紧密联系在一起而形成一个整体。
解析：　碳循环与光合作用和呼吸作用及燃烧等密切相关。答题时应认真观察示意图。从图中可以看出，本图少了一个非常重要的箭头——从大气中的CO2库到绿色植物。因为这是大气中的CO2进入生物群落的途径，如果没有这一光合作用的途径，碳循环就不能进行；图中A表示分解者的分解作用，它将有机物氧化分解，释放出能量，同时产生CO2，也属于生物的呼吸作用，(4)、(5)小题主要考查的是物质循环和能量流动的关系。生态系统的四种成分是通过物质循环和能量流动结合在一起的。
答案：(1) 从大气中的CO2库到绿色植物 (2) 分解者 分解 有氧呼吸 无氧呼吸 (3) B、C (4) CO2或碳酸盐 CO2 能量流动 (5) 物质循环 能量流动　
第五章 第3节
一、选择题
1．为了验证土壤中的微生物可以分解淀粉，取两只烧杯甲和乙，都放入等量的淀粉溶液20 mL，甲中加入30 mL制备好的土壤浸出液，乙中放入等量的蒸馏水，在适宜的温度下放置7天。然后从甲中取出等量的溶液放入A1、A2试管，从乙中也取出等量的溶液放入B1、B2试管，在A1、B1中加入碘液，在A2和B2中加入斐林试剂并加热。下列对该实验结果的预测正确的是 (　　)
A．A1和B1都会有蓝色出现，而且颜色深浅一致
B．A2有砖红色沉淀出现，B2无砖红色沉淀出现
C．A2和B2都有砖红色沉淀出现
D．以上结果都不正确
[答案]　B
[解析]　A1、A2试管的土壤浸出液中含有能分解淀粉的微生物，可将淀粉分解成还原性糖，所以实验结果A1无蓝色出现，A2有砖红色沉淀出现；B1、B2试管中无分解淀粉的微生物，所以实验结果是B1中有蓝色出现，B2中无砖红色沉淀出现。
2．如图是生态系统中碳循环示意图。“→”表示碳的流动方向，其中代表分解者的是(　　)
A．① B．②
C．③ D．⑤
[答案]　D
[解析]　根据①与③之间的双向箭头判断：①是生产者，③是大气中的CO2库；根据①②④的碳都流向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
3．如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述中正确的是(　　)
A．图中B都是自养生物，细胞中不一定有叶绿体，但都含有色素
B．适度松土可以促进①过程，加快物质循环
C．②过程的加剧是造成温室效应的主要原因
D．达到平衡状态的生态系统，③和④的量基本相等
[答案]　C
[解析]　图中A、B、C分别表示分解者、生产者和消费者。其中B(生产者)细胞中不一定含色素，如硝化细菌是化能自养型生物。①过程是消费者的呼吸作用，与松土无关。达到平衡状态的生态系统中④(光合作用)的量大于③(植物呼吸作用)的量。化学燃料的快速大量燃烧是造成温室效应的主要原因。
4．在一般情况下，关于生态系统中碳循环的主要渠道的正确图解是(　　)
[答案]　D
[解析]　碳循环发生在生物群落与无机环境之间，无机环境中的碳元素通过生产者进入生物群落，生物群落内有机物中的碳元素经生产者、消费者和分解者的呼吸作用重新返回无机环境。
5．如图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分，箭头表示各种成分之间的关系，下列相关叙述中正确的是(　　)
A．a和c包含了所有生物群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．a的含量减少将减缓温室效应
[答案]　C
[解析]　由图中四种成分之间的关系可判断a、b、c、d分别是生产者、非生物的物质和能量、消费者、分解者。其中d(分解者)也可能是某些动物，因而不一定是原核生物。生物群落应包含该区域内所有的生物，即a、c、d；按能量流动效率一定来计算，C1的同化量越大，流向C2的能量就越多；a(生产者)通过光合作用吸收CO2，可见，a的含量减少将加剧温室效应。
6．下列有关物质循环的叙述，错误的是(　　)
A．碳在生态系统中以二氧化碳的形式在生产者、消费者和分解者之间循环
B．无机环境中的C进入生物群落的主要过程为光合作用
C．化学燃料的大量燃烧，使大气中的CO2过多，导致温室效应
D．植物枝叶经过微生物的分解后其中的一些元素归还土壤中，属于物质循环的一部分
[答案]　A
7.我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳循环如图所示，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移能量。下列选项正确的是(　　)
A．夏季，a>b＋c＋e B．秋季，e＋fC．春季，g＝b＋e＋f D．冬季，d>c＋f
[答案]　A
[解析]　碳元素在无机环境和生物群落之间的循环离不开生产者(主要是绿色植物)。在题目所给出的生态系统中，a代表绿色植物通过光合作用固定的太阳能及合成的有机物，这是通过该森林生态系统的总能量，数量最大；b代表植物呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；c代表通过食物链流到动物(各级消费者)体内的总能量；d代表动物的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)；e代表植物的残枝、落叶流到分解者的能量；f代表动物的遗体流到分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大气中的二氧化碳(或能量)。在一年中的不同季节，植物进行光合作用的强度不同。生态系统能量流动的效率为10%～20%，在夏季，处于平衡状态的森林生态系统，植物光合作用所固定的总能量>(植物呼吸作用所消耗的能量＋流到动物体内的能量＋流到分解者的能量)，其余的是未利用的能量。
8．下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器完成物质合成与能量转化
B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等
C．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D．秋季Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
[答案]　C
[解析]　A项中，X1过程包括化能合成作用和光合作用。化能合成作用的生物是原核生物，一些原核生物也可以进行光合作用，如蓝藻，二者没有双层膜结构的细胞器。B项中，只有在一个稳定的生态系统中，X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2.Y3……及Z过程释放的CO2总量相等。C项中，稳定的生态系统上下营养级之间能量传递效率是10%～20%，X1到X3能量传递了两次，X3过程的能量值约为X1过程的最小能量值为10%×10%＝1%，最大值为20%×20%＝4%。D项中，秋季植物的遗体、残枝败叶较多，且分解者的分解作用较弱，则有机物质会积累，Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳大于Z过程释放的CO2中的碳。
9．(2015·黑龙江双鸭山一中期末)某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是(　　)
A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。因此，3幅图中生产者都是A
B．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动
C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物
D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2
[答案]　A
[解析]　图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者，A错误；图1中C是消费者，能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为无机环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；图1、图2、图3需补充化石燃料燃烧产生CO2才能表示完整碳循环，D正确。
10．(2010·全国大纲)如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是(　　)
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
[答案]　C
[解析]　一个完整的生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分构成，在沼气池中，微生物分解有机物，产生可燃气体，属于分解者；生态系统中，物质是可以循环利用的，而能量是单向逐级递减的，C项的叙述违背了这一原则，因此是错误的。
二、非选择题
11．如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)上图中生产者是________，消费者是________，分解者是________(填代号)。
(2)图中的①③⑤表示的生理过程分别是：①________，③________，⑤________。
(3)C生物处于第________营养级，若要使C增加200 kg至少需要消费A________kg。
(4)若该图表示某温带草原生态系统，牧民为了提高畜牧产量，采取了如下措施，其中正确的做法是(多选)(　　)
A．彻底捕杀狼等次级消费者，以保护牛、羊的安全
B．大力防治害虫和鼠对植被的破坏，使能量尽可能流向对人类有益的部分
C．加大对牧草的水肥管理
D．大量繁殖牛、羊
[答案]　(1)A　B、C　D　(2)光合作用　呼吸作用　分解作用　(3)三　5 000　(4)B、C
12．下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题：
(1)碳在大气圈中的主要存在形式是________，在生物群落中的主要存在形式是________。
(2)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内________中完成的，④表示的是________作用。
(3)若图虚线框中的种类及相互间的关系如右图所示，假设E种群中的能量是5.8×109 kJ，B种群中的能量为1.3×108 kJ，若能量的传递效率为10%～20%，则A种群中的能量至少是________kJ。
(4)碳循环等物质循环的进行伴随着____________，但由于生物体不能利用在代谢中产生的________能，因而使能量流动具有________的特点。
(5)如果大气层中的CO2增多，则会加剧________效应，减缓此效应的措施有(答出一项即可)________。
[答案]　(1)CO2　有机物
(2)光合作用　捕食　线粒体　分解者的分解(分解者的呼吸作用)
(3)4.5×107
(4)能量流动　热　单向逐级递减
(5)温室　保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率，严格控制化学燃料的燃烧，并提高能源利用率；开发除化学燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，减少CO2的排放量(答案合理或写出上述内容中的一项即可)
13．下列是对土壤微生物开展探究活动的两个案例，请在相应的空白处作答。
(1)案例Ⅰ：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)。
设计思路：
组别
对照组
实验组
处理情况
不做处理的带落叶的土壤
进行过处理的带落叶的土壤
将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在5 cm深的土壤中
对实验组土壤应该进行________处理，尽可能排除________的作用。
(2)案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。
实验步骤：
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。
②另取两只烧杯，编号为A、B，加入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入______。
③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10mL；
④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入____________，并进行________处理。
⑤观察各试管的________，记录实验结果。
[答案]　(1)灭菌　土壤微生物　(2)②30 mL(等量)蒸馏水(无菌水)　④(等量的)斐林试剂　水浴加热　⑤颜色变化
[解析]　(1)对照实验中自变量的处理方法：
①案例Ⅰ中实验的自变量是土壤微生物的有无，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行灭菌处理。
②案例Ⅱ中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无，A组土壤浸出液含有微生物，B组烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的蒸馏水。
(2)验证不同糖类需要的试剂：
①淀粉遇碘液变蓝；
②淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在水浴加热的情况下产生砖红色沉淀。
第3节　生态系统的物质循环
基础巩固
1．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是(　　)。
A．微生物的分解作用
B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用
C．动物的呼吸作用
D．煤和石油的燃烧
答案　B
解析　生态系统中的碳在生物群落和无机环境之间是以CO2的形式循环的，而无机环境中的CO2必须通过生产者的光合作用或化能合成作用转化为有机物，才能被消费者利用。生产者和消费者中的有机物一部分可以通过自身的呼吸作用将碳回归到无机环境中。通过微生物的分解作用，将动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成CO2，返回无机环境。因此选B。
2．下列关于生态系统中的能量流动和物质循环的叙述，不正确的是(　　)。
A．能量流动和物质循环是独立进行的两个过程
B．能量流动和物质循环是相互依存的两个过程
C．物质循环的进行需要能量的推动
D．能量流动的载体是各种有机物
答案　A
解析　能量流动和物质循环相互依存，不可分割。物质循环的进行需要能量的推动，能量沿食物链(网)流动时是以各种有机物为载体的。
3．某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实验，对照组的处理是(　　)。
A．土壤不做处理，自然状态
B．土壤进行处理
C．排除土壤微生物的作用
D．尽量避免土壤理化性质的改变
答案　A
解析　采用对照实验的方法，设计实验组和对照组，对照组的土壤应不做处理，处于自然状态，实验组为了排除土壤微生物的作用应对土壤进行处理。
4．下列有关物质循环的叙述，正确的是(　　)。
A．只有通过植物的光合作用才能进入生物群落
B．只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境
C．物质循环与能量流动先后进行
D．无机环境中的物质可以被生物群落反复利用
答案　D
解析　硝化细菌的化能合成作用，也可以使无机环境中的物质进入生物群落；消费者、分解者、生产者的呼吸作用都可以产生CO2；生态系统的物质循环与能量流动同时进行，相互依存，不可分割。
巩固提升
5．下图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述不正确的是(　　)。
A．B是生态系统的主要成分，增加B有利于减缓温室效应
B．③⑤⑧均属于细胞呼吸
C．A和B属于捕食关系
D．温室效应主要是由⑦过程造成的
答案　C
解析　由物质循环的箭头指向可以看出B是生产者，在生态系统中处于主导地位。A是分解者，不可能与B构成捕食关系。
6．下图为碳循环示意图，下列叙述正确的是(　　)。
A．图中由生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链中，能量流动是单向、逐级递减的
B．生产者为第一营养级，①②⑥⑧之和为生产者固定的总能量
C．①⑦⑧过程以CO2的形式进行，②③④⑤⑥过程以有机物的形式进行
D．根瘤菌与豆科植物互利共生时，其生命活动所需的有机碳来自⑥过程
答案　C
解析　图中Ⅰ为大气中的二氧化碳库、Ⅱ和Ⅲ为消费者、Ⅳ为分解者。分解者(Ⅳ)不是食物链的组成成分，A错误。生产者固定的总能量可用①表示，其去向有三个：流入下一营养级(②)、被分解者分解(⑥)和自身呼吸消耗(⑧)，B错误。碳元素由无机环境进入生物群落(①)和由生物群落返回无机环境(⑦⑧)以CO2的形式进行，在生物群落内(②③④⑤⑥)以有机物的形式进行，C正确。根瘤菌生命活动所需的有机碳来自豆科植物的光合作用(①)，D错误。
7．下图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是(　　)。
A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用
答案　A
解析　丁为无机环境，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；d过程为呼吸作用，b过程为光合作用；甲为生产者，含有的有机物最多，占有的碳元素最多；碳元素在生物群落内部以有机物的形式进行传递，在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递。
8．大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据下图所做出的判断不正确的是(　　)。
A．增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中的CO2含量
B．大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关
C．该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落
D．该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动的方向
答案　B
解析　自养生物可通过光合作用吸收CO2，因此增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中CO2含量。该图不能说明生物之间的关系，不能准确表示能量流动的方向。大气中CO2的增加主要与化石燃料的大量燃烧有关，B错误。
9．如图是农业生态系统的一种结构模式，下列有关分析中正确的是(　　)。
A．农作物和人是该生态系统的主要成分
B．人和畜禽所处的营养级肯定是不同的
C．分解者的有效利用，提高了该生态系统的能量利用率
D．物质的良性循环，确保了能量的循环利用，减少了废物的积累
答案　C
解析　农作物是农业生态系统的主要成分，A错误。人和畜禽都可以农作物为食，可处在同一营养级，B错误。食用真菌的栽培及沼气池发酵，使能量更多地流向对人类有益的部分，提高了能量利用率，C正确。能量流动是单向、不循环的，D错误。
10．下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
请据图回答问题。
(1)生态系统的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程。
(2)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为____________________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是____________________。
(3)大气中的CO2在甲中图示的________处(在a～d中选择)合成有机物；含碳有机物在甲中图示的________处(在a～d中选择)可以分解为CO2。
答案　(1)生物群落与无机环境　(2)化能自养细菌(或硝化细菌等)　有核膜包围的细胞核　(3)c　a和b
解析　绿色植物的光合作用或某些化能自养型生物的合成作用(常见的有硝化细菌等)，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。在植物细胞中，二氧化碳在叶绿体中被利用，又可通过呼吸作用在细胞质基质和线粒体中产生。
11．为探究土壤微生物的分解作用，进行了如下实验：
(1)材料用具：土壤、落叶、玻璃容器、标签、塑料袋、恒温箱、纱布。
(2)实验步骤：
①取两个圆柱形的玻璃容器，一个贴上“________组”标签，另一个贴上“________组”标签。
②将准备好的土壤分别放入两个玻璃容器中，将其中________组放入恒温箱，________℃灭菌1 h。
③取落叶12片，分成2份，分别用____________包好，埋入2个容器中，深度约5 cm。
④将2个容器放于实验室相同的环境中，1月后，取纱布包。
⑤观察比较对照组与实验组落叶的________程度。
(3)实验结果及结论：
①结果：对照组与实验组的落叶相比__________________________________________。
②结论：说明土壤中的微生物对落叶具有__________。
(4)问题思考：
①实验组的叶片腐烂程度低，原因是实验组的土壤进行了________、杀死了________，而细菌具有分解作用。
②实验中的无关变量有哪些？____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(2)①实验　对照　②实验　60　③纱布　⑤腐烂　(3)①腐烂程度要高　②分解作用　(4)①灭菌处理　细菌　②土壤的多少；实验处理时间的长短；落叶的种类等
解析　本案例属于分析类实验，以教材实验为基础从一般设计实验程序的角度，采用对照实验的方法，对实验进行分析。对照实验中需要对实验组进行实验处理，如本实验采用60 ℃对土壤进行1小时处理；此外，对照实验遵循等量对照，如本实验中对落叶的选取要求形态、大小要相同并分成两等份。分析对照组和实验组的实验材料的改变，要有衡量标准，如本实验中的衡量标准是落叶的“腐烂程度”。
第3节 生态系统的物质循环
从容说课
许多同学认为与消耗能量一样，生物也在不断地消耗着物质，本节的“问题探讨”便是针对学生这一认识提出来的。在学习了能量流动之后，学生可以很自然地讨论“问题探讨”所提出的问题，由此开始本节的教学。在讨论中，学生可能会提出如“煤炭、石油等资源难道不能被耗尽吗？”等问题。教师可引导学生解决这一认知冲突：（1）煤炭、石油等是人类从事现代工业活动的物质资源，而非生态系统中生命活动所需的物质资源。（2）煤炭、石油等资源是有限的，这些资源的形成需要相当长的时间，而消耗它们所需的时间却要短得多。事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。因此，可以让学生联系自身感受物质循环的存在。
基于已有的知识，学生并不难理解“碳循环”的内容，但教师应把握：（1）生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。（2）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。（3）碳循环具有全球性。（4）通过碳循环的实例，提示学生注意，“生态系统的物质循环”中的“生态系统”是指生物圈，其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。
在学生对碳循环理解的基础上，教师可以补充氮循环和硫循环。
关于生态系统物质循环的概念,应当讲清楚以下要点: (1)这里所说的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈,也就是说要让学生明确生态系统物质循环的范围。(2)这里所说的物质主要是指组成生物体的基本化学元素,而不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。(3)这里所说的循环是指组成生物体的基本化学元素在生物群落与无机环境之间的往返运动,其中伴随着复杂的物质变化和能量转化,并不是物质的单纯移动。(4)生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
应当注意联系生态环境实际,如联系滥伐森林对碳循环的影响、化石燃料的大量燃烧与温室效应、酸雨等，氟利昂、含氮气体的排放与臭氧层空洞等。
“温室效应”是近年来在日常生活中频繁出现的词汇，学生并不陌生，而且切身感受到了温室效应的存在。对温室效应形成原因的讨论，是学生感兴趣的话题。在讨论中，教师应引导学生充分发表自己的观点。
可以通过讨论、列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。教师应把握：（1）能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面（即一个过程的两个方面，而不是两个过程），两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。（2）能量流动和物质循环的性质不同：能量流动是单方向的，物质是循环的。（3）能量流动和物质循环都借助于食物链和食物网进行。（4）生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
本小节是以“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中物质代谢和能量代谢的知识，特别是绿色植物的“光合作用”和“生物的呼吸作用”等为基础。同时，本小节也是第九章《生态环境的保护》的基础。所以，学好本小节内容，对学习生态系统具有承上启下的作用。
教学重点 分析生态系统中的物质循环。
教学难点 说明能量流动和物质循环的关系。
教具准备 1.文字资料1：碳循环模型、能量流动和物质循环的模型。
2.文字资料2：氮循环和硫循环示意图。
3.文字资料3：物质循环与能量流动关系表格。
4.文字资料4：课堂问题、例题。
5.挂图：生态系统的碳循环模式图。
6.视频：温室效应等环境问题。
课时安排 2课时。
第1课时，讲述生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。
第2课时，完成探究实验。
三维目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环；同时构建碳循环的模型。
2.尝试探究土壤微生物的分解作用。
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
5.关于碳循环过程的学习，可以让学生构建其模型，使学生对以前的知识有所回忆，并对生态系统的物质循环有一个形象的认识。
6.对温室效应的原因、危害和解决，与学生一起讨论，培养学生分析问题的能力。最后探讨一下其他的环境问题。
7.通过探究实验来分析土壤中微生物的分解作用，训练学生的实验设计能力，培养学生科学严谨的态度。
8.通过讨论、列表、构建模型、比较来学习能量流动和物质循环的关系。
9.认同物质与能量是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。
10.关注由物质循环失调而引起的环境问题，增强保护环境的意识。
11.通过实验探究，培养科学严谨的精神。
教学过程
第1课时
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的能量流动，请大家回忆如下问题：
（1）地球上最大的生态系统是什么?
（2）生态系统的能量源头是什么?
（3）输入生态系统的总能量指的是什么?
（4）能量流动的主渠道是什么?过程是怎样的？
（5）能量流动有什么特点?
（6）研究能量流动的意义是什么？
生 回答（略）。
师 大家对能量流动的内容掌握得很好!那么，同学们在学习能量流动的过程中是否发现，能量的流动是需要以物质为载体的?生态系统中的物质变化又是怎样的?物质变化与能量流动又有什么关系呢?
推进新课
师 这就是我们今天要学习的内容——生态系统的物质循环。
师 大家可以先看一下问题讨论，想想怎样回答。
（学生看书、思考）
师 我们知道生态系统中能量的流动是单向的、逐级递减的，能量并不能重复、循环地利用，但生态系统却仍旧保持稳定，正常运转。这是因为有源源不断的太阳能提供。但是生态系统的物质却只能来自于地球本身，那亿万年来为什么没有被地球耗尽呢？
生 我想物质和能量不同，应该是可以循环利用的。
师 那大家能给出一些例子来说明物质是可以循环利用的吗？
生1 动物的呼吸作用消耗有机物和氧气，产生二氧化碳和水；产生的二氧化碳和水可以提供给绿色植物进行光合作用，产生有机物和氧气；而有机物和氧气又可以提供给动物。
生2 有机物经过微生物分解，成为无机物，又可以重新提供给生产者来制造有机物。
生3 垃圾中有可以回收利用的，说明物质可以循环。……
师 很好。通过我们以前学过的知识和生活中的事例，确实可以说明在生态系统中物质是循环的。
师 我们来看一下第一段，他说你呼吸产生的二氧化碳可以飘向异国他乡，这说明了物质循环的范围怎样？
生 很大，是全球性的。
师 确实物质循环的范围是整个生物圈。那你呼出的二氧化碳中的碳元素和氧元素是怎样来到你的体内的呢？
生 通过呼吸、饮食，进入人体。
师 很好，那么碳元素和氧元素进入人体以前存在于什么物质中呢？
生 存在于氧气、水、二氧化碳等无机环境中的物质中，也存在于生物群落的生物中。
师 不错，既存在无机环境中，也存在于生物群落中。可见，物质是在生物群落与无机环境之间不断循环的。
师 还有一点，书本的第一段突出了碳元素和氧元素，而不是二氧化碳。可见物质循环的物质是指化学元素还是化合物？
生 化学元素。
师 是的，物质是指化学元素。下面我们就来看一下碳元素的循环，也就是碳循环，看看物质循环的过程。看的过程中思考以下问题。
（出示挂图：碳循环）
图5-3-1
课件展示：
1.无机环境中的碳以什么形式存在?
2.生物群落内部的碳以什么形式存在?
3.碳在无机环境和生物群落之间以什么形式循环?
4.碳循环的范围。
5.光合作用和呼吸作用的反应式，并说明碳的传递过程。
6.“思考与讨论”的第2题，如何用系统科学的方法构建碳循环的模型？
师 谁来回答一下？
生1 无机环境中的碳：主要以CO2、碳酸盐形式存在，也有碳单质、含碳有机物等。
生2 生物群落中的碳：主要以有机物形式存在，也有含碳无机物，如碳酸盐。
生3 碳循环形式是CO2。
生4 生物圈。
生5 黑板演示：
生6
图5-3-2
注：①表示碳以植物的枯枝败叶中有机物的形式被微生物的呼吸作用分解，形成二氧化碳。②表示微生物分解以后，碳以二氧化碳的形式被植物光合作用固定，以碳酸盐形式被植物根系吸收。③表示碳以有机物的形式被消费者摄食，最后碳仍以有机物形式储存在消费者体内。④表示碳以有机物的形式被微生物分解成无机物后，存在于无机环境中。⑤表示碳以有机物的形式通过生产者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。⑥表示碳以动物的粪便、遗体等中的有机物的形式，被微生物分解，形成二氧化碳。⑦表示碳以有机物的形式通过消费者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。⑧表示无机环境中的含碳无机物被生产者利用，合成有机物。
师 大家说得很好，下面我们来总结一下。碳循环主要是在无机环境和生物群落之间进行，形式是二氧化碳。可以用下图表示：
师 从图中可以看出在物质循环中起着非常重要作用的生物是生产者和分解者，正是它们连接了无机环境和生物群落。
师 在生物群落内部，碳以有机物的形式传递。大气中的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。其范围是生物圈。物质循环的概念见书本。
师 这里的物质不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质，而是组成生物体的基本元素。循环指的是这些物质（元素）的往返运动。这里的生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈，所以叫“生物地球化学循环”。生态系统的物质循环可以概括地理解为组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是单纯的物质移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
课件展示：
1.氮循环
图5-3-3[来源:GkStK.Com]
2.硫循环
图5-3-4
师 可以看出，其他元素的循环和碳循环基本相同。正因为在生态系统中，物质可以被生物群落往复循环利用，所以，物质是永恒的，世界是物质的，是符合物质不灭定律的。在生物圈内，无论是无机环境还是生物群落，也无论是物质循环还是能量流动，都是以物质为第一性的，因此，大家要以辩证唯物主义观点来分析事物、认识自然、改造世界。
师 如果人们按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响?
生 森林生态系统的森林有维持大气中氧气与二氧化碳相对稳定的作用，若大量砍伐森林，光合作用减弱，不能吸收大气中的二氧化碳，更不能增加大气中的氧气，不仅破坏了大气中氧气与二氧化碳的相对稳定，而且阻碍了碳的正常循环途径，使大气中二氧化碳含量明显增加。
师 很好。化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响?
生 化石燃料如煤、石油、泥炭等是地层中千百万年积存的碳元素，是一笔宝贵而丰富的能源物质，若在短时间内释放出来，使二氧化碳来不及转化，也同样打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量明显增加。
师 不错。通过以上两例的分析，显而易见地说明：人类活动若违背了生态规律，对碳循环的影响是导致大气中二氧化碳的明显增加，这样将形成危及整个生物圈的“温室效应”。
大气中二氧化碳越多，对地球上散佚到外层空间的热量的阻碍作用就越大，即大气中的二氧化碳层就相当于保温层。从而使地球上的温度升高得越快，这种现象就叫做“温室效应”。那么温室效应将对生物圈和人类造成什么危害呢?请大家观看视频。
（视频播放：温室效应）
师 可见，温室效应的危害不是突然爆发，而是慢慢积累的。容易被人们忽视，但可喜的是现在越来越多的国家注意到了这个问题，并开始努力去改善。如：减少温室气体的排放，植树造林等。
师 P101右侧的问题如何回答？
生 大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。但更应该控制源头——温室气体的排放。
师 说得不错。现在我们再来看看其他的一些由于物质循环受到干扰而引起的环境问题。
（视频播放：酸雨、臭氧层空洞）
师 希望我们一起来维持生物圈正常的物质循环，共同来保护我们的地球。
师 现在生态系统的能量流动和物质循环我们都学过了，下面请大家用表格和模型分别来总结一下它们的关系。参考书上的内容。
（学生看书、思考、讨论）
〔教师出示“物质循环与能量流动的关系”投影片的底层（空表格）〕
学生可分别作答，也可集体讨论，此时教师应启发诱导，并帮助学生归纳要点，组织语言。
课件展示：
项目
能量流动
物质循环
编号
形式
以有机物形式流动
以无机物形式在生物群落与无机环境间流动
1
过程
沿食物链（网）单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
2
范围
生态系统各营养级
全球性
3
特点
单向流动，逐级递减
反复出现，循环流动
4
联系
（1）二者同时进行，彼此相互依存，不可分割
（2）能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解
（3）物质是能量沿食物链（网）流动的载体
（4）能量是物质在生态系统中往复循环的动力
（5）生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体
5
〔教师依上层投影片（正确答案）末端的序号逐一叠显，以示准确，并以“真棒”“漂亮”等激励赞美性语言给予评价，从上而下，依次进行〕
师 那如果用模型来表示呢？
(学生讨论、作答）
（教师纠正，补充。最后演示正确的模型）
课件展示：
图5-3-5 物质循环与能量流动的关系模型
师 请大家观看投影片，思考物质循环与能量流动之间的关系。
（学生思考、讨论）
师 可见物质循环和能量流动是密不可分的，它们是生态系统的基本功能维持着生态系统的稳定。人们可以对其改进，来获得最大的利益，但前提是不能破坏其稳定性。
课堂小结
师 本节课，咱们讨论了生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环与能量流动的相互关系。第一，大家要明确物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的反复循环流动。第二，关于碳循环要掌握以下三点：①碳循环的形式是CO2；②循环的过程是在无机环境与生物群落之间通过光合作用、呼吸作用、微生物的分解作用，营养级间的同化作用以及特殊的化能合成作用等对碳进行传递的；③物质循环的特点是全球性往复循环。第三，物质循环和能量流动的关系要注意其区别与联系，进而逐渐学会用辩证统一的观点去分析事物。

第2课时
导入新课
师 上节课我们学习了物质循环，现在先复习一下。请看下面几个问题。
课件展示：
1.物质循环的物质是指什么？
2.物质循环的循环是指在什么范围内循环？
3.化学元素可以在什么和什么之间往返循环？
4.碳元素在无机环境和生物群落之间循环的方式主要是什么？
5.碳元素在生物群落内部的传递方式是什么？
6.能量的载体是什么？
7.物质循环与能量流动的区别与联系。 8.什么是生物富集？
生 回答（略）。
师 很好，大家掌握得不错。关于生物富集我们在第一节就已经学习过了。下面我们一起来看看在物质循环中起着非常重要作用的分解者。请问：分解者的作用是什么?
生 分解动植物的遗体、残落物、粪便等，使其成为无机物，重新被生产者利用，保证了物质可以在无机环境和生物群落之间循环。
师 很好。可是大家所说的只是书上的理论知识，在我们的大脑中也只是一个概念。不知道自然界中的实际情况是不是这样，没有形象的认识。我们可以通过生活中细心的观察以及实验探究来形成一个形象的认识，使我们对所学知识有更加深刻的认识和理解。可见，观察和实验是非常重要的，希望大家能够重视。下面我们来做两个探究实验。实验准备：
（1）准备好实验材料：自然状态的土壤和严格灭菌的土壤、落叶、淀粉糊等。（2）准备好实验试剂：碘液、斐林试剂甲和乙。
（3）准备好各种实验器材。
推进新课
板 书： 三、对土壤微生物分解作用的实验
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗
探究实验的一般过程：
板 书：
1.确定题目
落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
师 土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。
另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫……
板 书：
2.提出问题
让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题。教师予以启发、指导。例如，落叶在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？
板 书：
3.作出假设
假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想象或猜测。要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。最后通过实验验证你的假设是否成立。如：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂并最终分解掉的。 板 书：
4.制订计划
首先，要确定实验变量是什么，需要控制的变量有哪些，如何控制这些变量，等等。其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？第三，设计实验方案。教材中提供了两则案例供学生参考。如：本实验的变量是自然土壤和灭菌土壤，也就是微生物；需要控制的变量包括所有的理化因素、落叶的数量等；要很好地控制这些变量最好在实验室中，可以人为地控制；实验方案设计就是设计一下具体的操作步骤，见下。 板 书：
5.实施计划
建议探究一在实验室中进行，因为在室外的话，很难控制变量。教师可以巡视，并作必要的指导。
（1）把自然土壤和灭菌土壤分别放到两个无菌操作室中。取相同重量的自然土壤和灭菌土壤于两个无菌容器中。
（2）加入相同数量的落叶和土壤混匀，并加入等量的无菌水，使土壤湿润即可。
（3）保证无外界微生物的干扰，并保持相同的理化因素。通入等量的无菌空气。
（4）每五天观察记录一次，并控制变量和调整变量到适宜。连续观察记录1个月左右。
板 书： 6.结果分析
可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。
注：在考试中可能要你预测可能结果和作相应的分析。
板 书：
7.表达交流
以小组形式进行交流，提出问题，进行修改。
板 书：
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
1.确定题目：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
2.提出问题
土壤微生物对淀粉分解吗？如分解，那分解成什么？
3.作出假设
土壤微生物能将淀粉分解成可溶性的还原糖。
4.制订计划
（1）变量是微生物。可以用自然土壤浸出液和蒸馏水作对照。
（2）其他的变量有温度、湿度、溶液的量等，要保持相同。
（3）在实验室中进行。
（4）实验步骤的设计。
5.实施计划
具体步骤见书本。教师在实验过程中，作必要的提示和指导。（注：1.实验中的斐林试剂要现配现用，用2 mL的0.1 g/mL的NaOH和3~4滴0.05 g/mL的CuSO4混合，加入斐林试剂后要加热沸腾。2.实验时间是几天到几周，所以开始时，A、B烧杯中的溶液量可以多些，以后每周观察记录一次）
6.结果分析
可以列表表示，如：
试剂
现象
烧杯（试管）
碘液
斐林试剂
分析结果
A
A1
橙黄色
A2
砖红色
B
B1
蓝色
B2
蓝色
实验结论：土壤微生物能将淀粉分解成可溶性的还原糖。
7.表达交流
同学之间对实验中存在的问题进行质疑，并进行必要的修改。教师可以指导。
课堂小结
师 这节是实验课，希望大家能从实验中得到乐趣，提高自己的动手、思维、提出问题、分析问题、解决问题的能力。从实验中更加清楚地理解分解者对物质循环的作用。当然，大家可以尝试对其他的一些生物现象进行探究，我会给大家必要的帮助。
板书设计
第3节 生态系统的物质循环(第1课时)
一、物质循环
1.概念：组成生物体的C、H、O、N、S、P等化学元素，在无机环境和生物群落之间不断地往返循环。
2.范围：生物圈
3.生物地化循环
4.特点：具有全球性，反复循环
5.
6.物质循环与环境问题
温室效应、酸雨等
二、物质循环与能量流动的区别和联系
项目
能量流动
物质循环
编号
形式
以有机物形式流动
以无机物形式在生物群落与无机环境间流动
1
过程
沿食物链（网）单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
2
范围
生态系统各营养级
全球性
3
特点
单向流动，逐级递减
反复出现，循环流动
4
联系
（1）二者同时进行，彼此相互依存，不可分割
（2）能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解
（3）物质是能量沿食物链（网）流动的载体
（4）能量是物质在生态系统中往复循环的动力
（5）生态系统中的各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体
5
三、对土壤微生物分解作用的探究实验（第2课时）
实验一：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂吗？
1.确定题目
2.提出问题
3.作出假设
4.制订计划
5.实施计划
6.结果分析
7.表达交流
实验二：探究土壤微生物对淀粉的分解作用
活动与探究
1.对土壤微生物的分解作用进行探究。
按照书本的内容进行操作，教师指导。本探究实验可以以小组形式进行，地点在实验室中。
2.探究在物质循环中生产者和分解者是否重要。
要求：参照书本探究实验的一般步骤进行，利用课外时间完成，教师进行必要的帮助和指导。
习题详解
一、基础题(课本P104)
1.判断
（1）解析：物质的往返循环是在无机环境和生物群落之间进行的。
答案：正确
（2）解析：能量流动和物质循环是紧密联系，不可分割的。物质是能量的载体，能量的储存、转移、固定和释放离不开物质的合成和分解。
答案：错误
2.解析：无机环境中的碳元素以二氧化碳的形式被绿色植物固定成含碳有机物，进入生物群落。含碳有机物又经过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用以二氧化碳的形式释放到无机环境中。
答案：A
3.解析：呼吸作用可以将含碳有机物分解成二氧化碳和水，释放到无机环境。
4.答案：是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，通过物质循环构成一个物质上自给自足的系统。
二、拓展题（课本P104）
答案： 农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
课题
第四节：生态系统的信息传递
设计教师
时间
课型
新授课
课时
1
教学
目标
1、举例说出生态系统中的信息传递
2、说出信息传递在生态系统中的作用
3、描述信息传递在农业生产中的应用
重点
难点
说出信息传递在生态系统中的作用
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第一课时：
第五章 第4节： 生态系统的信息传递
引言：
一、自主学习：
一、生态系统中信息的种类：
1、 物理信息 例： 光、声、温度、湿度、磁力等
2、 化学信息 例： 生物碱、有机酸等代谢产物和动物的性外激素等
3、 行为信息 例： 蜜蜂跳舞、求偶炫耀
二：信息传递在生态系统中的作用。
生命活动的正常进行，离不开信息传递的作用
实例：
生物种群的繁衍，也离不开信息的传递
实例：
信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
实例：
三、信息传递在农业生产中的应用
一方面：提高农产品和畜产品的产量
二是：对有害动物进行控制：
目前控制动物危害的措施有：化学防治、和机械防治、生物防治、
但人们越来越倾向于生物防治。
二、合作探究、解惑答疑：
1、设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾。
2、能量流动、物质循环、信息传递三者的区别与联系
比较项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
范围
联系
三、变式训练：
1．下列说法不正确的是（ D　）
A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，都离不开信息的作用
C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量
D．有些金丝桃属植物，能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物——海棠素，使误食的动物变盲或致死，而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递
2．以下现象属于生态系统行为信息起作用的是（ C ）
A．蝙蝠的“回声定位” B．萤火虫发荧光
C．雄鸟的“求偶炫耀” D．蚊虫飞行时发出的声音
3.信息传递是生态系统的重要功能之一。下列现象中，与物理信息传递相关的是（ C ）
A．花香引蝶 B．豪猪遇敌竖起体刺
C．候鸟南飞 D．警犬嗅寻毒品
四、总结升华：
1.下列不属于利用生态系统的信息传递在生产中的应用措施的是（D ）
A．利用人工合成的植物化学信息素吸引昆虫前来，提高传粉率和结实率
B．利用昆虫的趋光性，诱捕害虫
C．适当延长光照时间，提高家禽产蛋量
D．利用人工合成的植物生长调节剂对植物进行保花保果
2．昆虫之间存在着可用于交流的“信息”，使昆虫表现出复杂的行为。昆虫的交配求偶就是通过某种信息长距离传递实现的，如灯蛾的雌虫能吸引11公里外面的雄蛾，天蚕蛾的雌虫腹部或停息过新羽化的雌虫的物体，都能吸引雄虫。为了探索昆虫交配求偶的秘密，进行了如下实验：
实验1：将某昆虫未交配的雌虫放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
实验2：将未交配的雌虫先放到封闭的玻璃管中，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未发现捕捉到雄虫。
实验3：将未交配的雌虫腹部用小刀割掉，再将雌虫放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未发现捕捉到雄虫。
实验4：将未交配的雌虫放在诱捕器中，在诱捕器的周围浇一桶汽油，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
根据上述实验，回答下列问题：
（1）实验1中，放在诱捕器中的雌虫能够吸引雄虫，这是由于昆虫具有趋（化）性。
（2）实验1与实验2比较说明昆虫间进行交流的信息是一种挥发性的化学物质。
（3）实验2实验3比较说明这种物质是由昆虫的腹部分泌的。
（4）实验4汽油的作用是干扰雌雄虫之间的信息素的交流，但仍能捕捉到雄性昆虫，这说明这种信息素具有较强的专一性。
（5）这个实验使人们受到启发，可以通过这种方法来控制和诱杀害虫，请指出一种可能的做法：将这种物质提取出来，制成诱芯，置于诱捕器中，用于诱杀昆虫。
五、当堂测试：
1、生物之间的的信息分为物理信息、化学信息、行为信息。
2、它们在生态系统中的作用为：
生命活动的正常进行，离不开信息传递的作用
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
2、下列各项，属于物理信息的是①②③④⑥⑦⑨⑩⑾；属于行为信息的是⑤⑧；属于化学信息的是⑿
①哺乳动物的体温②鸟类的鸣叫③红外线④萤火虫发光⑤植物分泌的化学物质⑨⑥电磁波⑦昆虫发出的声音⑧昆虫的性信息⑨植物开花⑩蓟的刺⑾紫外线⑿蜜蜂跳舞
3、伯乐鸟是一种肉食性鸟类，但它常常模仿金翅鸟的叫声以诱骗金翅鸟前来，这种模仿的意义是（ D ）
A、一种正常生命活动 B、一种进货的表现
C、一种种间斗争行为 D、一种捕食的行为
4、法国的昆虫学家法布尔做过以下实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋里，把一只雌性大天蚕蛾扣在纱笼里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，但还有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明（ D ）
A、昆虫间通过信息相互联系，这种信息是无线电波
B、昆虫间通过信息相互联系，因为昆虫都具有趋化性
C、昆虫间通过信息相互联系，联系的媒介是阴雨天气
D、昆虫的雌雄个体间通过信息相互联系，这种信息是化学信息——性外激素
六、推荐作业：练习册相关内容
学生看书做答
学生自主完成，教师指导
教师总结
学生测试
师生共同完成
学生完成，小组内讨论

第4节 生态系统的信息传递
从容说课
本节主要学习对生物现象的描述，学生完全可以通过分析讨论理解这些知识。因此，分析资料，组织学生讨论是较好的教学策略。
首先，教师应引导学生认识到，信息在自然界和人们的日常生活中常见，是事物表现的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。在生态系统中，生物之间也存在着信息传递。教师可以结合“问题探讨”中的素材，让学生列举生物间传递信息的实例，然后指出，研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。这一领域尚有许多问题有待解决和深入研究。 教师可提示学生从物理、化学、行为等方面对所举的实例进行分类，由此进行生态系统信息的种类的教学。教师可简要介绍信息传递的一般过程（一般信息传递有三个基本环节）：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。
在“资料分析”中，教材提供了四则资料，用以分析信息传递在生态系统中的作用。有条件的学校，课上可以播放一些生物之间信息交流的音像资料，也可以让学生通过网络查询相关资料，并对资料进行整理、分析。在学生分析、讨论的过程中，教师要引导学生认识到，在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，并且有调节生态系统稳定性的作用。同时，要说明生物间的信息传递是长期进化的结果。
“信息传递在农业生产中的应用”的教学，教师可以补充一些实例。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好）、养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。
教师应当指出，生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种“对话”。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定会取得更多的成果。
教学重点 1.信息的种类。
2.信息传递在生态系统中的作用。
教学难点 信息传递在生态系统中的作用。
教具准备 1.文字资料1：信息的种类。
2.文字资料2：信息传递的例子。
3.文字资料3：课外实践的设计。4.文字资料4：课堂问题、例题。
5.视频：生态系统中的信息传递。
课时安排 1课时
三维目标
1.举例说出生态系统中的信息传递，归纳出信息传递的种类。
2.说出信息传递在生态系统中的作用。
3.描述信息传递在农业生产中的应用。
4.学会通过实验来探究信息传递的作用。
5.通过对教材信息传递例子的分析，让学生总结出信息传递的特点。并列举出其他例子，进行归纳，得出信息传递的种类。6.通过教材中的“思考与讨论”和“资料分析”，学生能总结出信息传递的作用。
7.通过信息传递在农业生产中应用的实例，提高学生应用知识的能力。
8.能通过课外实践，培养学生严谨的科学精神和提高学生的实践能力。
9.认识到信息传递在自然界是普遍存在的这一事实。
10.关注信息传递在农业上的应用。
11.通过课外实践，培养科学严谨的精神。
教学过程
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的物质循环，下面先复习一下。课件展示：
1.物质循环的概念。
2.简要叙述碳循环。
3.简要叙述能量流动与物质循环的关系。
4.探究实验的一般步骤是什么？
生 回答（略）。
（教师对学生的回答作出评价和修改）
推进新课
师 人类已经进入了信息时代，信息在社会中十分重要。大家说说，在日常生活中有哪些信息？
生1 文字、语言、消息、情报。
生2 数据、信号、声音、感觉、光线。
生3 气味、动作、表情。
……
师 很好。信息的种类很多，在人类的日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。那这些信息是依靠哪些途径传播的呢？作用的对象是谁？
生 电视等媒体、报纸、书本、广播、生物个体等途径。作用于人。
师 很好。事实上，信息业广泛存在于生态系统中，而且时常发挥着奇妙的作用！下面我们就来学习生态系统的信息传递。
(视频播放：蜜蜂觅食)
师 先请大家看一段视频。想想蜜蜂是怎样传递蜜源远近这个重要信息的？
（学生观看视频，讨论）
师 谁来回答一下？
生 通过跳圆圈舞或摆尾舞来传递这一信息。
师 好的。那这两种舞有什么不同呢？
生 圆圈舞蜜源在100 m以内，摆尾舞表示蜜源在100 m以外，摆尾的速度还可以表示距离究竟有多远。
师 很好，看来蜜蜂依靠这种信息传递可以很好地确定蜜源的位置。可见信息传递对生物的重要性。那大家还能不能举出其他例子？
生1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。
生2 人通过声音辨别生物的种类。
生3 蚂蚁通过触角的相碰，传递信息。
……
师 不错，在生态系统中信息很多，我们来看一些例子。
（投影仪显示信息传递的例子）
师 这些信息传递的一般过程是（一般信息传递有三个基本环节）：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。
师 我们根据信源的不同可以把这些信息分成三类，即物理信息、化学信息、行为信息。那什么是物理信息呢？
生 生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
师 谁来举一个例子？
生1 蜘蛛网的震动频率。
生2 蛇通过热辐射来捕捉食物。
生3 蝙蝠通过声波来定位捕食对象。
生4 动物通过声音来确定捕食对象的位置。
生5 跳舞草能感受声音的刺激而跳舞。
……
师 不错，那就书本的例子，你能说出信息传递的三个基本环节吗？
生1 信源：蜘蛛网的震动频率。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。
生2 不对。我认为应该是这样，信源：昆虫。信道：蜘蛛网。信宿：蜘蛛。
师 哪个正确呢？
（学生讨论，回答）师 我认为两位同学的回答都不错。但如果按照我们对信息种类的分类来看，生1的回答比较好。
师 信源可以分为初级信源和次级信源，这里昆虫就是初级信源，而次级信源是蜘蛛网的震动频率。我们来看一段资料。
师
物理信息的种类是非常多的，希望大家在生活中多观察。那生物怎样来接受物理信息呢？
生 动物的耳、眼、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（光敏色素等）等等。
师 很好。物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物自身。请大家各举一例。
生1 冬天来了，雷鸟要换上洁白细密的羽毛。
生2 人听见老虎的吼叫很害怕。
师 很好。我们来看一段视频，更形象地来了解物理信息。
（播放视频：光信息）
师 可见，光对植物的开花和动物的繁殖起着决定性的作用。物理信息对生物正常生命活动的进行起着重要的作用。
师 很好。下面我们来看一下第二类信息——化学信息，请大家看书本106页第一段。
（学生看书）
师 那什么是化学信息呢？
生 生物在生命活动的过程中，还产生一些可传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素，这就是化学信息。
师 很好。科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳动物等生物体中都存在能传递信息的化学物质——信息素。请大家举一些化学信息的例子。
生1 雄性昆虫通过性外激素来吸引异性。生2 老虎根据气味寻找同伴。
生3 刺槐分泌某种化学物质来驱赶害虫。
生4 黄鼠狼释放臭气来赶走敌人。
……
师 很好，注意化学信息一般来自于生物，也可以来自于无机环境（如环境中的化学物质）。下面我们来看一段视频，更形象地来了解化学信息。
（播放视频：植物的化学信息）
师 从中可以看出化学信息对植物驱赶害虫和吸引昆虫来传粉所起的作用。可见，化学信息对生物正常生命活动的进行起着重要的作用。
师 下面我们来看最后一类信息——行为信息，大家先看书。
（学生看书）
师 什么是行为信息？
生 动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
师 这里要强调一下，行为信息可以是动物，也可以是植物。行为信息应该是对所有生物来说的。下面请大家举一些行为信息的例子。
生1 蜜蜂跳舞。
生2 孔雀开屏。
生3 草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并扇动两翼，给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。生4 蛇在遇到攻击时，会以把头竖起、吐信等行为吓走敌人。
……
师 很好。行为信息是生物，特别是动物传递信息的有效手段。下面来看一段视频，更形象地来了解行为信息。
（播放视频：动物的行为信息）
师 可见，行为信息对动物正常生命活动的进行起着重要的作用。好，我们学习了三种信息：物理、化学、行为信息，希望大家能够区分。其实，在生态系统中还有一种信息——营养信息。
课件展示：
在生态系统中，沿食物链各级生物要求有一定的比例，即所谓的“生态金字塔”规律。根据这样一个规律，生态系统中的食物链就构成了一个相互依存、相互制约的整体。在畜牧业、饲养业上营养信息规律有很大的作用。若要饲养动物，起始饲养的数量要依据饲料的多少而定；若要在草原放牧，起始放牧的家畜数量更要与牧草生长量、总量相匹配。
动物和植物不能直接对营养信息进行反应，通常需要借助于其他的信号手段。例如，当生产者的数量减少时，动物就会离开原生活地，去其他食物充足的地方生活，以此来减轻同种群的食物竞争压力。
师 这就是生态系统的四类信息，大家只要记住书上的三种就好了。对营养信息只作了解。
师 在生态系统中，各种信息传递虽然各有特点，但它们不是孤立地，而是相互联系在一起的。它们共同来指导完成生物的生命活动。一个生命活动的完成，可能需要多个信息传递。如：孔雀开屏是一种行为信息，但这里也存在着物理信息的体现，因为开屏这个行为要被雌孔雀看到，必然需要光线的反射。一个信息传递也可能作用于多个生命活动。如：遇到敌害时，猴子的叫声，一方面可以警告敌人；另一方面可以对其他同伴传递有敌人的信息。
师 多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。可见，信息传递也把生态系统连接成了一个整体，它也是生态系统的一个基本功能。
师 下面来看一下“思考与讨论”。
（学生看书，讨论）
师 谁来举几个我们身边物理信息的例子？并说明其作用。
生1 在发情季节，猫会用叫声来表达自己。作用是吸引异性，进行交配。
生2 在黑夜里，猫良好的视力能发现狡猾的老鼠。作用是捕食。
师 很好。那谁来举几个化学信息的例子？并说明其作用。
生1 闻到鱼腥味，猫会很快从远处跑来。作用是帮助寻找食物。
生2 训练的狗会根据气味来追捕嫌疑犯或寻找毒品、危险物品等。作用是帮助人类。
师 很好。生2还举了帮助人类的例子，不错。那谁来举几个行为信息的例子？并说明其作用。
生1 公鸡展示自己鲜艳的羽毛，向母鸡显耀。作用是吸引异性。
生2 猫遇到狗时，浑身的毛竖起，以警告来犯之敌。作用是吓退来敌。
师 好的。大家说得很好。
师 可见，在我们的身边信息传递无处不在，其作用也非常多。可以说信息传递的作用涵盖了生物的所有生命活动，所以信息传递对生物生命活动的正常完成是非常必需的。离开了信息传递，生物就不可能生存，生态系统就不可能存在。下面我们一起来学习信息传递在生态系统中的作用。首先，我们来看“资料分析”。请大家仔细浏览，思考问题。
（学生看书，讨论）
师 资料1体现了哪种信息？
生 物理信息中的声波。
师 对。那资料2呢？
生 物理信息中光的波长。
师 这些种子萌发所需要的最适宜的波长是多少呢？
生 大约600~700 nm。
师 那讨论1如何回答？
生 信息传递能保证生物生命活动的正常进行。
师 很好。资料3说明了光照时间这种物理信息对植物开花的影响，还说明了动物可以产生信息素这种化学信息来吸引异性，特别是昆虫的信息素。这说明了信息传递有什么作用呢？
生 通过信息传递，植物开花、传粉、形成种子繁衍后代；动物的雌雄个体之间能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
师 是的，信息传递对物种的繁衍有重要作用。那讨论的3、4、5题如何回答呢？
生1 将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。
生2 是。
生3 信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。
师 由此可见，生命活动的正常进行和种群的繁衍都离不开信息传递。
师 此外，在生态系统中，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。我们书上举了2个例子，第一个例子的“绿色”是什么信息？
生 物理信息。
师 好。那第二个例子有哪些信息？
生 化学信息和行为信息。
师 不错。其实这里还有我们补充的第四种信息——营养信息，因为这与食物关系有关。可见，信息传递还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
师 在生态系统中，信息传递的方式是多种多样的，信息传递的作用也有很多。但总的来说，它的作用与物质循环、能量流动一样，都是把生态系统各组分联系成一个整体，维持生命活动的正常进行和种群的繁衍，以及调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。生物间的信息传递是长期进化的结果。
师 生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种“对话”。研究生态系统的信息传递是生态学新的研究领域，随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。尽管这一领域尚有许多问题有待发现和深入研究，但是我相信随着研究的深入必定会取得更多的成果。下面我们就来看一下信息传递的一些应用。
师 信息传递在农业生产中的应用。第一方面，提高农产品或畜产品的产量。例如：模拟动物信息来吸引传粉动物帮助植物传粉。
（投影仪显示课本图5-1-4）
师 这里的模拟信息是什么？
生 是物理信息中电子频率和声音。
师 在这里，我们可以把蜜蜂原来的行为信息转变为物理信息，成为一个模拟信息。那大家可以再举一例吗？
生 用昆虫性外激素或类似的化学物质来引诱昆虫前来，起到传粉的目的。
师 很好。看第二方面，对有害动物进行控制，然后回答问题。
课件展示：
1.防止害虫的方法有哪些？
2.书本中的例子用的是什么信息？
3.我们补充的营养信息可以用于防治害虫吗？
生1 化学防治、生物防治、机械防治。
生2 利用音响设备用的是物理信息；利用昆虫的信息素用的是化学信息；利用特殊的化学物质用的也是化学信息。
生3 可以。利用营养关系，放养害虫的天敌，可以达到防治害虫的目的。
师 大家回答得很好。可见，信息传递的作用是很多的。那除了书上的大家还能不能说说信息传递的其他应用？
生1 利用新鲜的饵料来引诱鱼儿上钩。利用了化学信息。
生2 利用适当延长光照来增加鸡的产蛋量。利用了物理信息。
生3 模仿蝙蝠的声波，发明了雷达。利用了物理信息。
生4 古时通过对家畜行为的观察，预测地震等灾难。利用了行为信息。
……
师 很好。信息传递的应用其实还有很多，我们来看一些资料。
课件展示：
利用光信息调节和控制生物的发育。利用各种昆虫的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好）、养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。
生态系统中许多植物的异常表现和许多动物的异常行为所包含的行为信息，常常预示着灾变或反映着环境的变化。
迄今为止，人类对生态系统中的信息感知研究得还极其有限，目前在利用生物监测环境污染方面作了一些工作。某些植物对某些污染环境的气体特别敏感，往往当人尚未觉察时，这些植物就已经表现出受害的症状，传递出生态污染的信息了。
利用敏感植物发出的污染信息监测空气污染是很有实际意义的。
师 可见，信息传递的应用是非常广泛的。有些信息传递的作用我们还不清楚，所以它需要我们去继续深入地探究。
师 有些信息虽然我们的肉眼看不见，但可以用科学的方法去揭示。下面我们就来看一下课外实践，这也是布置给大家的作业，希望大家课外完成，老师会给你必要的帮助和指导。
课题：设计实验，证明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前来交尾。
背景知识介绍：
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
各种昆虫的性外激素有其特异性，仅对同种的昆虫起作用。目前，一些种类的昆虫性外激素的化学结构已被搞清，它们大都属于酯类、醇类或有机酸类。科学家现已可以人工合成一些昆虫的性外激素，用作性引诱剂，与黑光灯物理方法或杀虫剂相结合防治害虫，取得了显著的杀虫效果。
在科学史上，曾经有不少科学家做过该项课题研究。例如：1904年，法国著名科学家法布尔做了一个有趣的实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋子里，他把一只雌蛾扣在一个纱罩里，尽管风雨交加，还是有40多只雄蛾穿过风雨赶来交尾；第二天，法布尔在雌蛾周围撒满樟脑丸和汽油，但一点也不影响雄蛾找雌蛾，可见性外激素的作用有多大，昆虫感受性外激素的能力有多强！
还有一个有趣的实验：科学家将快要化蛹的幼虫捕回实验室，置于饲养笼内，并留心观察其羽化的过程。一般来说，雄蛾比雌蛾早羽化一两天，于是，科学家放掉雄蛾，将雌蛾养在笼内。到了傍晚，打开窗户，奇异的现象出现了：很多雄蛾飞进实验室，成群地围在饲养笼的附近，有的干脆落在饲养笼上面，有的绕着饲养笼飞来飞去。显然，这些雄蛾是被笼中的雌蛾吸引而来的。下一步，科学家捕捉一些雄蛾，剪断它们的触角：有的把两根触角全部剪掉，有的剪掉一根，有的则剪去半截，结果，没有触角的雄蛾丧失了寻找雌蛾的能力，而只有一根触角的雄蛾和触角剪短的雄蛾，还是向饲养笼飞去，在上面爬行！
师 从中我们可以得出的结论是什么？
生 性外激素由雌蛾分泌；雌蛾的性外激素只对雄蛾起作用；雄蛾依靠触角来接收性外激素这种化学信息。
师 对，这些结论可以帮助我们来设计实验。下面我简要说一下实验步骤，供大家参考。
1.实验原理
某些雌虫腹部末端能释放出性外激素来吸引雄虫，如家蚕、蛾等。只要雌虫分泌数量极其微小的性外激素（每毫升空气中存在几千个，甚至几百个性外激素分子，大约十亿分之一克左右），就能被距离数百米以外到千米左右的雄蛾所感知，找到伴侣进行婚配。
2.材料用具
雌性飞蛾，铁丝笼2个（大小约0.5 m×0.5 m×0.5 m），窗纱（大约5 m2）。
3.方法步骤
（1）根据生活经验，选择能捕到雌蛾的场所，就地捕获雌蛾，放在通气良好的容器中，留做实验用。
（2）将窗纱裁成2块，每一块包裹一个笼子。
（3）在夜幕降临后，将上述2个笼子等距放在农田或林地附近的空地上，或者放在其他适宜的场所，距离大约30～50 m，再将捕获的2～3只雌蛾放入其中的一个笼子中，第二个笼子什么也不放。等待2～3 h，观察每一个笼子的情况，记录观察到的现象。
4.结果和结论
描述观察结果并进行讨论，得出探究结论。
课堂小结
师 好，大家课后大家认真完成，可以以小组形式进行。这节课就上到这里，我们主要学习了生态系统的信息种类、信息传递在生态系统中的作用和信息传递的应用，大家课后要认真复习哦。
板书设计
第4节 生态系统的信息传递
一、生态系统中信息的种类
1.物理信息
2.化学信息
3.行为信息
4.营养信息
二、信息传递在生态系统中的作用
1.维持生物生命活动的正常进行和生物种群的繁衍
2.调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
三、信息传递在农业生产中的应用
1.提高农产品或畜产品的产量
2.对有害动物进行控制
四、课外实践
活动与探究
1.课外实践
2.以小组形式观察周围生物的信息传递和其作用。
习题详解
一、基础题（课本P108）
解析：物理信息的信息源可以是非生物，也可以是生物。生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
答案： 本题中属于物理信息的是（1、2、3、4、6、7、9、10、11）；属于化学信息的是（5、8）；属于行为信息的是（12）。
二、拓展题（课本P108）
答案： （答出其中三项即可）
（1）利用光信息调节和控制生物的生长和发育，根据各种植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期达到早熟高产。
（2）利用各种昆虫的趋光性进行诱杀，大量消灭害虫，减少对农作物的破坏。
（3）家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
（4）用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。
（5）释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。
（6）利用植物可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构特点，将能够相互促进的植物一起种植，避免将相互影响的植物一起种植。例如，作物中的洋葱和食用甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆种在一起能相互促进；若是将胡桃与苹果种在一起，将会对苹果起到毒害作用。
（7）利用植物可以分泌化学信息素来吸引昆虫的特性，可利用人工合成的各种化学信息素，吸引传粉昆虫，提高果树及作物的传粉率和结实率。
5.4 生态系统的信息传递
一、教材分析
本节是人教版高中生物选修3第四章第四节生态系统的信息传递，是生态学新的研究领域，既与细胞间信息传递，生命活动调节相关教学内容联系比较，同时又能从信息角度对生态系统的整体性、稳定性深入了解，将信息与物质、能量一样看待起十分重要作用。本节主要是基于对生物现象的描述，学生可通过分析讨论理解掌握教学内容。按学生学习的循序渐近性（描述现象——分析讨论——得出结论——实践运用）为教学主线，以求培养，提高学生分析运用能力。
二、教学目标
1、举例说出生态系统中的信息传递。
2、说出信息传递在生态系统中的作用。
3、描述信息传递在农业生产中的应用。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 说出信息传递在生态系统中的作用。
[解决方法]
⑴播放一些生物之间信息交流的音像资料，或上网查询相关资料。⑵引导学生分析教材中的四则资料。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 同上。
[解决方法] 同上。
四、课时安排
1课时。
五、教学方法
讨论分析法。 教具准备：图片、资料。
六、学生活动
1、组织学生讨论、分析相关资料。
2、阅读教材。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
导入：信息在自然界和人们的日常生活中非常常见，是事物再现的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现。在生态系统中，生物之间也存在着信息传递。
[问题探讨]教材P105，引导学生分析讨论题。教师指出：研究生态系统的信息传递是生态学的研究领域，随着科学技术的发展，人们已经认识到信息与物质、能量一样起着十分重要的作用。
学生阅读教材P105——106内容，回答下列问题：
1、什么是生态系统中的物理信息？举例说明之。
2、什么是生态系统中的化学信息？举例说明之。
3、什么是生态系统中的行为信息？举例说明之。
教师总结归纳：信息传递一般有三个基本环节：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。信息只有通过传递才能体现其价值，发挥其作用。
注意：⑴物理信息的来源既可以是无机环境，也可以是生物，只要可以被生物体接收，并传递相关信息即可。
⑵科学实验表明，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物都存在能传递信息的化学物质——信息素（外激素），它能在生物同种个体之间传递信息，性外激素是信息素的一种。
⑶动物的行为信息丰富多彩，复杂而独特。
⑷外激素一般是由昆虫的体表腺体分泌到体外的一类挥发性物质，作为化学信号来影响和控制同种的其他个体，使它们反应。由于外激素起着在个体之间传递化学信息的作用，因此也叫信息激素。昆虫外激素有多种，目前研究较多的是性外激素。
性外激素是成虫（多为雌性成虫）的腹部末端或其他部位的腺体所分泌的一种外激素。性外激素的作用是引诱同种异性个体前来交尾。人们可根据这种原理来防治有害昆虫。例如：为了消灭大量害虫，可在昆虫交尾生殖高峰期，多处喷洒性引诱剂，干扰其正常交尾，降低交尾成功率，降低交尾成功率，从而大大量减少害虫数量。
[资料分析]教材P106——107生态系统中信息传递的重要性，引导学生分析，讨论之。教师总结归纳：
1．生命活动的正常进行，离不开信息的作用。生物种类的繁衍，也离不开信息的传递。例如：蝙蝠对周围环境的识别，取食与飞行，几乎完全依赖于声波；有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长；自然界中，植物开花需要光信息刺激；许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，以完成生殖等等。由此可见，个体的生存与种族的繁衍都离不开信息传递。
2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。在生态系统中存在着复杂的营养结构——食物链和食物网，食物链上的相邻物种之间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息。例如：在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采集的信息；森林中，狼可以依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够根据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
生物间的信息传递是长期进化的结果。
信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高生产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。例如，利用光信息调节和控制生物的发育、利用各种昆虫对各种波长的趋光特点进行诱杀（昆虫都有趋光的特点，但不同昆虫对各种波长的光反应不完全相同，因此可用不同的光来诱杀害虫。另外，各种害虫活动时间不同，例如，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在22时30分至次日凌晨4时30分活动频繁；草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好）、养鸡业在给鸡增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率等。
教师应当指出，生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种“对话”。信息传递是生态学研究的前沿领域之一，随着研究的深入必定会取得更多的成果。
（三）总结
生态系统中信息的种类，信息传递的作用。
（四）作业布置
教材P108练习。
（五）板书设计
第4节 生态系统的信息传递
一、生态系统信息的种类
1、生态系统中信息的种类
1、物理信息
2、化学信息
3、行为信息
二、信息传递在生态系统中的作用
1、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。
2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用
1、提高农产品或畜产品的产量
2、对有害动物进行控制
生态系统的信息传递
授课年级
高二
课题
生态系统的信息传递
课程类型
新授课
课程学习目标
目标
解读
1.能举例说出生态系统中的信息的类型。
2.说出生态系统中信息传递的作用。
3.举例说出信息传递在农业生产中的应用。
重点
难点
重点：说出信息传递在生态系统中的作用。
难点：举例说明信息传递在农业生产中的应用。
课程导学建议
课前准备
1.收集资料，熟悉教材，把内容梳理成条理清晰的知识体系。
2.准备“信息时代”相关素材，结合“信息时代”引题，学生感到兴趣盎然。
3.准备信息的种类比较表，便于不同信息进行比较。
4.准备生产、生活中的实际事例，便于对理论知识的理解和应用。
教学
建议
1.为了使讨论和合作学习更有效果，要筛选讨论和合作学习的主题，不能眉毛胡子一把抓。
2.要把生态系统的信息传递与能量流动和物质循环串成线，便于学生掌握。
3.要善于比较，如物理信息、化学信息和行为信息，信息传递的特点和作用等。
4.尽量结合实例学习理论知识，因为实例有利于对理论知识的理解。
课 堂 教 学 过 程 设 计
程序
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
导入
新课
创设
情境
1.人类已经进入了“信息时代”，究竟什么是
信息？
2.展示图片“春江水暖鸭先知”，问：鸭子如何感知初春的到来？
3.列举信息传递的实例：孔雀开屏；黄鼠狼放臭屁吓跑敌人；萤火虫发光吸引同伴；蜜蜂通过跳圆圈舞或摆尾舞通知同伴蜜源的位置……
情景资料介绍，思考相关的实际问题，列举实例。
PPT展示问题和实例
第一
层级
学习
过程
自主
预习
1.蜜蜂之间是怎样传递蜜源“在100 m以内”的信息内容？这属于什么信息类型？
2.蝙蝠的“回声定位”属于什么信息，对蝙蝠有什么作用?
1.结合导学案提出的问题组织学生预习。
2.学生思考问题。
PPT演示
交流
讨论
1.昆虫分泌的性外激素属于什么信息类型？
2.森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕后者，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。这说明生态系统中信息传递有什么作用？
3.信息传递有何作用？
组织学生对导学案问题1、2、3开展分析和讨论交流。
PPT展示
第二
层级
学习
过程
知识点一: 生态系统中信息的种类
1.根据导学案的第1、2点，引导学生重点思考下面的几个小问题：
（1）信息传递发生的范围是什么？
（2）信息传递都是单向的吗？
（3）物理信息都是来源于生物吗？
2.填写表中信息的种类和概念
种类
概念
传递形式
实例
物理信息
化学信息
行为信息
1.学生思考问题。
2.学生填写表格。
PPT展示
知识点二：信息传递在生态系统中的作用与在农业生产中的作用

1.信息传递属于生态系统的功能吗?其与能量流动和物质循环的关系如何？
2.展示蝙蝠的回声定位图片、莴苣种子萌发率与光的波长的关系图，展示烟草和蛾、蛾天敌的图片，问：烟草释放的信息素可以将几种生物联系在一起？如果没有烟草释放的信息素，这几种生物的种群数量将会发生怎样的变化？
3.归纳：信息传递在生态系统中有哪些作用？
（1）生命活动的正常进行。
（2）生物种群的繁衍。
（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
4.引导学生阅读相关材料，了解信息传递在农业生产中的应用。
5.活学活用信息传递知识，解决实际问题。
举例：①养鸡业在增加营养的基础上，秋冬季通过延长光照时间可以提高产蛋率；②用一定波长的光照处理蔬菜、谷类作物及树木等的种子，可以提高发芽率，获得增产；③模拟动物信息吸引大量传粉动物，就可以提高果树的传粉率和结实率。④在稻田中竖立人工扎成的稻草人，风吹稻草人转动，起到驱赶鸟类的作用。
1.学生得出结论：通过信息传递，植物能开花，雌雄个体能相互识别、交配，维持种群的繁衍。
2.学生归纳总结信息传递的特点。
3.阅读相关材料思考问题。
PPT展示
第三
层级
学习
过程
课堂
巩固
完成导学案《基础智能检测》。
学生独立完成练习
PPT展示或投影
展示
讲评
1.展示选择题答案，让学生修正。
2.重点讲述第4题。
1.同学对选择题答案，适当点评。
2.学生提出有疑惑的题目。
投影答案
第四
层级
学习
过程
反思
感悟
1.采用自主学习和合作探究学习的教学方法，让学生感知知识的形成过程，落实了新课程理念，课堂气氛热烈。
2.信息传递与能量流动、物质循环密不可分，学习过程中串起来，有利于知识的掌握。
3.本节课内容与生产实际联系紧密，多结合实例教学，有利于知识的学以致用。
1.与前面的知识串起来，学的更清晰、明白。
2.与生产实践中的例子结合起来学习，更有兴趣。
口头表述教学感悟。
课堂
小结
生态系统中信息的种类?
1.物理信息；2.化学信息；3.行为信息。
信息传递在生态系统中的作用??
1.利于生命活动的正常进行；
? 2.利于生物种群的繁衍；
调节生物的种间关系；
4.维持生态系统的稳定。
三、信息传递在农业生产中的应用
??1.提高农产品或畜产品的产量；
2.对有害动物进行控制。
学生归纳总结本节课知识并在课堂上口头表述。
投影板书内容
课外拓展
继续
探究
1.如果你是一个农场经营者，种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，
同时还饲养了优质家禽、家畜等，你将利用哪些与信息传递有关的措施来提高各类农畜产品的产量？
2.信息传递是生态学研究的前沿领域之一，研究的成果如何用于对人类生存环境污染的生物防治中？
课后部分同学讨论
第四节 生态系统的信息传递
教学实施的程序　
学习阶段
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
引入课题
组织学生“探讨信息交流方式”，引导学生讨论：
1.什么是信息？
2.信息是怎么传递的？
3.你能举出在生活中生物之间进行信息传递的例子吗？
学生进行分析、讨论、交流。
通过生活常识，引起学生学习的兴趣，导入课题。
生态系统中信息的种类
教师提出问题：
1.你知道在生态系统中信息的种类有哪些吗？你怎样去辨别这些信息属于哪种信息类型？
2.你能举出这些信息类型的其他实例吗？
组织学生看课本，然后讨论交流
教师可以给学生提供以下案例：
[案例]雌性虫类释放性外激素（化学信息）；蜜蜂通过跳圆形舞和8字舞来告知同伴蜜源的方向和远近（行为信息）；羚羊为了雌性搏斗（行为信息）；在繁殖季节，公蜥蜴具有“大红脖子”来引诱母蜥蜴交配，孔雀通过“开屏”来展示自己的美丽（行为信息）；蜘蛛网震动（物理信息）；雄性萤火虫放光（物理信息）；昆虫的警戒色（物理信息）；黄鼬的臭气（化学信息）；青蛙叫（物理信息）；等等。
学生结合自己的认识，判断上述实例分别是什么信息？巩固知识。
针对老师提出的问题，看课本，讨论、交流。 ?
?
?
?
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?
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学生讨论回答。
举例说出生态系统中信息的种类。?
?
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?
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通过给出的案例，进一步巩固自己所学的内容。
?
?
信息传递在生态系统中的作用
教师组织学生看教材中的资料分析，并要求学生结合资料分析中的问题，展开讨论。
?
组织学生对资料分析中的问题进行归纳总结：
1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
2.生物种群的繁衍，离不开信息的传递。
3.调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
4.信息在生态系统中的作用还有很多。
?
学生通过对信息传递在生态系统中的作用，进一步理解信息传递是生态系统的重要功能之一。
学生阅读资料分析
?
对资料分析中提出的问题展开讨论
学生通过阅读，自己归纳出信息传递在生态系统中的作用，锻炼他们的自学能力。
这是重点和难点，引导学生通过自主学习理解信息传递是生态系统的重要功能之一。
信息传递在农业生产中的应用
过渡：信息传递作为生态系统的主要功能之一，在生态系统中起着重要的作用，在农业生产上，信息传递是否也有重要的应用呢？
?
引导学生自己总结信息传递在农业生产中的应用，教师可以结合多媒体课件展示在农业生产上信息传递的应用，以加深学生的理解。
学生讨论。
?
学生总结出信息传递在农业生产上的应用。
引入信息传递在农业生产中的应用。
?总结
通过学习生态系统的信息传递，我们知道信息传递使种群得以延续，使生命活动得以正常的进行，同时还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，正是由于信息传递的存在，使生态系统才得以存在和不断的发展，信息传递是生态系统的又一重要功能。 ?
教后反思
对于本节课的教学设计，在整体上是以学生自主学习和合作学习作为设计的初衷，并通过教师在其中的引导而使整堂课显得很顺畅自然。学生在学习过程中，通过教师的引导，能积极投入到学习中去，这不仅锻炼了他们的学习习惯，更使他们在学习中找到了乐趣，对学习生物的积极性更加提高了。
在课堂教学中，教师通过多媒体课件的引入，生动再现了某些画面，使课堂有声有色，气氛和谐，课堂效果得到较大的提高，这也是我们下一步继续发扬的地方。教学过程中，由于某些问题设计的阶梯性不是很强，许多同学在讨论时觉得无法找到答案，这也是教学过程中存在较多的一个问题，下一步在设置问题时一定要有阶梯性，使学生有杆可爬，以便更加有利于学生的自主学习。同时，在引导转接上还有一些不连贯，需要改进。
巩固练习
1. 生态系统的信息传递不可能发生在（ ）
A.细胞与细胞之间?? B.种群内部个体与个体之间
C.种群与种群之间?? D.生物与无机环境之间
2、森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子，兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。该信息在生态系统中的作用时（ ）
A、可以保证生命活动正常进行 B、可以维持生物种群的繁衍
C、能够促进生态系统的物质循环 D、能够调节生物的种间关系
3、有人做了如下实验：将一只椿象杀死，尽管做得干净无声，也引起了其它椿象的逃跑。此现象是因为在椿象之间传递了（ ）
A、物理信息 B、化学信息 C、行为信息 D、语言信息
4、一只昆虫撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，对此的描述正确的是（ ）
A、蜘蛛网的振动频率，对于这只昆虫来说就是信息
B、蜘蛛网的振动，向蜘蛛传达了昆虫的行为信息
C、上述种类的信息，只能来源于生物
D、蜘蛛网的振动频率，是一种物理信息
5、下列关于信息的叙述中，正确的是（ ）
A、信息是指标记在通讯系统或计算机上面的信号，在生态系统中没有信息
B、信息是可以传播的消息、情报、指令、数据与信号，在生态系统中也偶尔存在
C、信息广泛存在于生态系统中，且时常发挥着奇妙的作用
D、生态系统中的信息就是指密封的“舞蹈”
6. 下列关于生态系统功能的叙述中，不正确的是（ ）
A.能量流动是生态系统的动因
B.物质循环是生态系统的基础
C.并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递
D.信息传递的作用与能量流动、物质循环一样，把生态系统各组分联系起来成为一个整体，并且有调节系统稳定性的作用
7. 分析下列资料，回答问题：研究发现萤火虫有用闪光信息通讯的假冒事例，即雌虫利用闪光信息来骗食；雌性萤火虫会发出别种雌虫的回应闪光，以骗取雄虫前来交尾从而捕食之。
（1）萤火虫闪光传递的信息属于?????????????? 信息。（2）假冒事例说明了什么？
答案?：1. A 2. D 3. B 4. D 5. C 6. C
7. （1）物理? （2）生物的适应是相对的
课时作业17　生态系统的信息传递
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．有关生态系统信息传递的叙述中，错误的是(　　)
A．信息传递把生态系统各组分联系起来成为一个整体
B．生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递
C．生态系统中用于传递的信息都是由生物产生的
D．生物之间的捕食关系可通过信息传递实现
【解析】　信息传递把生态系统各组分联系起来成为一个整体，A正确；生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递，B正确；生态系统中用于传递的信息有物理信息、化学信息和生物信息，C错误；生物之间的捕食关系可通过信息传递实现，D正确。
【答案】　C
2．为了控制甘蔗害虫，有人将蔗蟾带入澳大利亚。由于蔗蟾的皮肤会产生毒素，起初袋鼬等蔗蟾的捕食者出现大量死亡的现象，但现在，袋鼬学会了只吃蔗蟾的幼仔而不吃毒性更强的成体。蔗蟾和袋鼬之间肯定不存在(　　)
A．物质循环　 B．能量流动
C．信息传递 D．共同进化
【解析】　从题干中可以看出蔗蟾与袋鼬之间为捕食关系，都是消费者，消费者和消费者之间不可能实现物质循环，故A错误；袋鼬捕食蔗蟾的过程中，蔗蟾同化的能量中有一部分流向了袋鼬，故B正确；袋鼬捕食蔗蟾的过程中一定会发生信息传递，并且信息传递是双向的，故C正确；具有捕食关系的两种生物共同进化，以适应环境，故D正确。
【答案】　A
3．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是(　　)
A．任何生命形式，如果没接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
B．信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行杀灭
C．延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用
D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的
【解析】　任何生命形式，如果没接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境，A正确；信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制而不是杀灭，B错误；延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用，C正确；在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的，D正确。
【答案】　B
4．以下关于生命系统信息传递的说法正确的是(　　)
A．在生物体细胞中，分子之间传递遗传信息的途径是DNA→RNA→蛋白质
B．在生物体中，不同细胞之间信息的识别主要依赖于细胞膜上的脂质和蛋白质
C．在动、植物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是激素
D．在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递利于种群的繁衍
【解析】　在生物体细胞中，分子之间传递遗传信息的途径是DNA→DNA→RNA→蛋白质，A项错误；在生物体中，不同细胞之间信息的识别主要依赖于细胞膜上的糖蛋白，B项错误；神经调节是动物生命活动调节的主要形式，因此在动物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是神经冲动和神经递质，在植物体中，信息在不同组织、器官之间传递的主要形式是激素，C项错误；日照时间的长短属于物理信息，开花与植物种群的繁衍密切相关，所以在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递利于种群的繁衍，D项正确。
【答案】　D
5．有关生态系统的信息传递，正确的叙述是(　　)
A．生态系统中物理信息的来源只能是无机环境
B．动物的特殊行为只能对同种生物传递信息
C．生态系统中的信息传递和能量流动都是单向的
D．利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治
【解析】　生态系统中物理信息来源于无机环境和生物群落，A错误；动物的特殊行为既能对同种生物传递信息，也能对其他生物传递信息，B错误；生态系统中的能量流动是单向的，信息传递是双向的，C错误；利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治，D正确。
【答案】　D
6．法国的昆虫学家法布尔做过以下实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋里，把一只雌性大天蚕蛾扣在笼子里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，还有几十只雄蛾扑向纱笼。此现象说明(　　)
A．昆虫间通过信息相联系，这种信息是无线电波
B．昆虫间通过信息相联系，因为昆虫都具有趋化性
C．昆虫间通过信息相联系，联系的媒介是阴雨天气
D．昆虫的雌雄个体间通过信息相联系，这种信息是化学信息——性外激素
【解析】　由题意可知即使周围撒满樟脑和风雨交加也仍有雄蛾扑向纱笼，说明雄蛾能感知雌蛾发生的这种信息，应该是化学信息性外激素，故D正确。不是无线电波，故A错误。不能说明昆虫都具有趋化性，故B错误。不能说明媒介是阴雨天气，故C错误。
【答案】　D
7．下列实例中所传递的分别是哪种信息(　　)
①蜜蜂分散时，蜂王能分泌一种“聚集激素”，把所有蜜蜂聚集到它周围　②短日照促使向日葵开花　③一头雄鹿向其他雄鹿示威
A．化学信息、物理信息、行为信息
B．物理信息、行为信息、化学信息
C．行为信息、化学信息、物理信息
D．行为信息、物理信息、化学信息
【解析】　分泌的化学物质属于化学信息，故B、C、D错误。光照属于物理信息，鹿之间的求偶行为是行为信息，故A正确。
【答案】　A
8．信息传递对生物有非常重要的意义。下列关于生态系统中的信息的说法，错误的是(　　)
A．通过“回声定位”，蝙蝠能够捕食猎物，躲避敌害
B．菊花接受短日照的刺激使得菊花能够适时开放，有利于种群的繁衍
C．捕食者和被捕食者之间的信息传递可调节种间关系，以维持生态系统的相对稳定
D．生态系统中用于传递的信息都来自生物
【解析】　本题主要考查信息传递对生物的作用，意在考查考生对书本知识的理解能力。生态系统中的信息也可来自无机环境，如物理信息光等。
【答案】　D
9．很多植物在进化过程中会产生某些化学物质，用以抵御植食性动物的取食，如芥子油苷就是十字花科植物产生的，芥子油苷及其代谢产物对多数昆虫都是有毒的，但却能吸引菜粉蝶前来产卵，其幼虫(菜青虫)也以十字花科植物的茎叶为食。由此无法推断出(　　)
A．用芥子油苷诱杀雌性菜粉蝶，可降低种群出生率
B．菜青虫能消除芥子油苷及其代谢产物的毒性
C．芥子油苷可以吸引菜青虫的天敌前来捕食
D．十字花科植物和菜粉蝶发生了共同进化
【解析】　用芥子油苷诱杀雌性菜粉蝶从而破坏性别比例，可以降低出生率，故A正确；由于芥子油苷对大多数昆虫是有毒的，但菜青虫能够以该十字花科植物的茎叶为食物，可以推知，菜青虫能够消除芥子油苷的毒性，故B正确；芥子油苷可以吸引菜粉蝶产卵，但不一定能够吸引菜青虫的天敌，故C错误；十字花科植物和菜粉蝶之间相互影响，共同进化，故D正确。
【答案】　C
10．下列有关生态系统信息传递的叙述，错误的是(　　)
A．生物接受信息、处理信息和利用信息的能力可提高对环境的适应性
B．在农业生产中，利用信息传递既可提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．生态系统中信息都是由生物发出并且相互传递而发挥其作用的
D．生态系统中能量、物质和信息三者之间的关系是密不可分的
【解析】　任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就无法进行正常的生命活动，就无法适应环境，A正确；信息传递应用于农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可以对有害动物进行控制，如用性外激素防治昆虫，B正确；生态系统中信息既可来自生物，也可来自非生物，C错误；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，它们共同把生态系统的各个组分联成一个统一整体，D正确。
【答案】　C
11．下列关于生态系统的信息传递的叙述中，正确的是(　　)
A．动物的特殊行为对于同种或异种生物都能够传递信息
B．生态系统中物理信息的来源只能来自无机环境
C．动物通过嗅觉发现天敌属于行为信息的传递
D．利用昆虫信息素诱捕有害动物属于化学防治
【解析】　生态系统的信息传递发生在生物与生物之间或生物与无机环境之间，动物的特殊行为对于同种或异种生物都能够传递信息，A正确；生态系统中物理信息的来源是无机环境或生物，B错误；动物通过嗅觉发现天敌属于化学信息的传递，C错误；利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治，D错误。
【答案】　A
12．下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是(　　)
A．动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息
B．植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息
C．生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物
D．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利
【解析】　动物的特殊行为，能够在同种或异种生物间传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息，A项正确；生态系统中的信息传递，可发生在同一物种的不同个体之间或不同物种之间或环境与生物之间，而植物激素的作用只是在同一个体的内部发挥作用，所以生长素的作用不属于生态系统中的信息传递，B项错误；生态系统中的物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物，C项错误；牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，而在一定限度内食草动物对牧草的采食可以促进牧草的更新与分蘖，对牧草生长也有利，故D项错误。
【答案】　A
二、非选择题(共40分)
13．(12分)阅读下列材料，请回答问题：
材料一　“稻鱼共生系统”中，鲤鱼通过冲撞稻秧，导致稻飞虱落入水中并食之。水稻在给鲤鱼提供食物(水稻叶片)的同时，还能够抵挡烈日照射，降低表层水温。
材料二　科研人员对稻鱼系统、水稻单种系统进行了调查，结果如下表。
处理
调查农户
(户)
农药投入
(kg·hm－2)
农药使用
次数(次)
水稻产量
(kg·hm－2)
鱼产量
(kg·hm－2)
稻鱼
系统
123
7.36
3.1
6 364.51
438.34
水稻
单种
111
10.49
6.5
6 458.66
—
(1)在该“稻鱼共生系统”中，信息传递体现在________之间，水稻的功能是________，鲤鱼与稻飞虱的关系为________。
(2)在该“稻鱼共生系统”中可形成简单食物网，鲤鱼食物中，水稻由原来的2/5调整为1/3，稻池中鲤鱼数量将变为原来的________%(传递效率按20%算，保留小数点后一位有效数字)。
(3)材料二中，稻鱼系统与水稻单种系统相比，取得了明显的生态效益和经济效益，分别表现在______________、______________。
【解析】　(1)信息传递在生态系统中一般是双向存在的，可以在生物与生物、生物与无机环境之间。水稻是生态系统的生产者能固定太阳能，同化二氧化碳，为生物群落提供物质和能量。而鲤鱼与稻飞虱都可以取食水稻，有竞争关系，但鲤鱼还可以捕食稻飞虱，还有捕食关系。(2)由题意可知鲤鱼可以捕食稻飞虱也可以直接捕食水稻，如果水稻由原来的2/5调整为1/3，原来鲤鱼生长1千克需要2/5×5＋3/5×5×5＝17千克，而现在需要1/3×5＋2/3×5×5＝55/3,17×3/55＝92.7%。(3)稻鱼系统与水稻单种系统相比因为稻鱼系统中鲤鱼能捕食稻飞虱，可以减少农药使用，降低环境污染。鱼还可以卖，所以降低生产成本，增加鱼的产量。
【答案】　(1)生物与生物、生物与无机环境
固定太阳能，同化二氧化碳，为生物群落提供物质和能量
捕食和竞争(缺一不给分)
(2)92.7
(3)减少农药使用，降低环境污染　降低生产成本，增加鱼的产量(合理即可给分)
14．(12分)某果园发生了虫害，该虫害是由害虫A引起的。害虫招来了一种小蜂和一种小鸟，小蜂把卵产入害虫A体内，孵出的小蜂幼虫吃空虫体后羽化飞出，再攻击害虫A的其他个体。小鸟特别喜食害虫A，也捕食小蜂。在体内有小蜂幼虫的害虫A中，有些个体常疯狂地摇摆身体，因而容易被小鸟发现而被捕食。回答下列问题：
(1)小鸟和小蜂的种间关系是________。
(2)小鸟捕食疯狂摇摆的害虫A，对A种群的生存________(填“有利”、“不利”或“无影响”)，理由是______________________。
(3)体内有小蜂幼虫的害虫A摇摆身体为小鸟提供了一定的信息。在生态系统中，信息对种间关系就有________作用，有利于维持生态系统的稳定。
【解析】　(1)根据题干可知，小蜂吃害虫，小鸟捕食害虫A和小蜂，因此小鸟和小蜂的种间关系是捕食和竞争。(2)捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱和年幼的个体，客观上促进了种群的发展。(3)生态系统的信息传递具有调节种间关系，维持生态系统稳定的作用。
【答案】　(1)捕食和竞争
(2)有利　通过捕食使不适应环境的个体死亡，客观上促进了A种群的发展，有利于A种群的生存
(3)调节
15．(16分)当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，如图所示。试回答下列问题。
(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是：
________________________________________________________________________。
(2)甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是：
________________________________________________________________________。
(3)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是：
________________________________________________________________________。
(4)写出图中所示生物的食物链。
(5)烟草释放的这种化学物质属于__________信息，这些信息能够将哪些生物联系起来？________，这体现了信息在生态系统中的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)烟草释放的化学物质，在白天和夜间是否都使它本身受益？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行防治，这种方法属于________防治，其优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　题目中涉及的生物较多，先提取相关信息，即甲种蛾幼虫采食刺激烟草叶片释放化学物质，还可以看出甲种蛾幼虫和乙种蛾幼虫都以烟草叶片为食物，明白了这些关系，题目中的各种关系及食物链就很容易写出。释放的化学物质是化学信息，它可以使烟草、甲种蛾、甲种蛾的天敌、乙种蛾联系起来，同时说明了信息传递的作用之一是调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
【答案】　(1)捕食或寄生　(2)捕食　(3)竞争
(4)
(5)化学　烟草、甲种蛾、甲种蛾的天敌、乙种蛾　调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
(6)是
(7)生物　不污染环境
第5章　第4节
一、选择题
1．生态系统的信息传递不可能发生在(　　)
A．细胞与细胞之间　　　　
B．种群内部个体与个体之间
C．种群与种群之间
D．生物与无机环境之间
解析：　生态系统的信息传递发生在个体与个体之间、种群与种群之间以及生物与无机环境之间，不可能发生于细胞与细胞之间。
答案：　A
2．下列关于生态系统信息传递的叙述，不正确的是(　　)
A．生态系统的物理信息都来源于无机环境
B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．利用昆虫信息素诱捕或警示有害昆虫，可以降低害虫的种群密度
D．信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的
解析：　生态系统的物理信息既可来源于无机环境，也可来源于生物。
答案：　A
3．下列不属于生态系统的信息传递在农业生产中的应用的是(　　)
A．利用人工合成的化学信息素吸引昆虫前来，提高传粉率和结实率
B．草原返青时的“绿色”，为食草动物提供可以采食的信息
C．延长光照时间，提高家禽产蛋量
D．利用音响设备发出不同的声信号，诱捕或驱赶某些动物
解析：　信息传递在农业生产中的应用：①提高农产品或畜产品的产量，如鸡场在秋季通过延长光照时间提高产蛋率；②对有害生物进行控制，如利用音响设备发出不同的声信号，诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田或利用性引诱剂防治害虫。B选项是信息传递在生态系统中的作用，即调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
答案：　B
4．蟑螂喜好夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明(　　)
A．蟑螂能感受物理信息的改变
B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．化学信息可以影响蟑螂的行为
D．蟑螂可以感受一切信息刺激
解析：　这个实验说明，光对生物的影响属于物理信息的传递。
答案：　A
5．下图为生态系统信息传递模式图，相关叙述错误的是(　　)
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动、物质循环和信息传递
C．信息传递决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
解析：　能量流动是单向的，物质循环是循环流动、反复利用的。
答案：　A
6．若下图表示的是物种甲与物种乙的关系，则物种A与物种B之间信息传递的方向是(　　)
A．信息只能由甲传递给乙
B．信息只能由乙传递给甲
C．甲与乙之间可以相互传递信息
D．甲与乙之间不能相互传递信息
解析：　由题图可知，物种甲与物种乙之间属于捕食关系，二者相互依赖，相互制约，而实现这种动态的制约关系的是双方之间彼此进行的信息传递，这体现了信息传递在调节种间关系中的作用。
答案：　C
7．下列关于信息传递在生态系统中作用的叙述，不正确的是(　　)
A．生命活动的正常进行，离不开信息的传递
B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．没有信息传递，生物仍可正常生存
D．信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的
解析：　信息传递的作用有两个：其一，生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息的传递；其二，信息传递能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。所以，没有信息的传递，生物不可能正常生存。
答案：　C
8．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是(　　)
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
B．信息传递应用在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制
C．缩短短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理利用
D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的
解析：　生命活动的正常进行，离不开信息的作用，A正确；信息传递在农业生产中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量，对有害动物进行控制等，B正确；提高黄麻麻皮产量应促进其营养生长而抑制其生殖生长，缩短光照时间有利于短日照植物开花，因此不利于提高产量，C错误；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，它们共同把生态系统的各个组分联系成一个统一整体，D正确。
答案：　C
9．下图示为莴苣种子的萌发率与光的波长之间的关系。下列有关说法不正确的是(　　)
A．光和光敏色素都属于物理信息
B．没有信息传递，种子就不能正常萌发
C．种子接受某种波长的光信息才能萌发
D．萌发率的高低与波长不成正比关系
解析：　生命活动的正常进行，离不开信息的作用，如莴苣、烟草的种子，必须接受某种波长信息，才能萌发，光属于物理信息，细胞中的光敏色素可以感受光信息。
答案：　A
10．下列说法不正确的是(　　)
A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，都离不开信息的作用
C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量
D．有些金丝桃，因能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物——海棠素，使误食的动物变盲或致死，而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递
解析：　金丝桃分泌的海棠素可使多数动物避开这种植物，这属于利用化学信息进行信息传递。
答案：　D
二、非选择题
11．招潮蟹是生活在海边的一种甲壳动物，每到繁殖季节，雄蟹就会挥动红色的大螯吸引雌蟹，不同的招潮蟹挥螯的方式不同，如下图甲、乙两种招潮蟹。请据图回答下列问题：
(1)上述招潮蟹的挥螯行为属于生态系统信息传递中的________信息。
(2)这种求偶行为的产生与体内分泌的________有直接关系。
(3)上述实例表明，生物种群的________离不开信息的传递。
(4)在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。上述描述中涉及的信息有________________________，同时可以知道，信息传递能够调节生物的________关系，以维持生态系统的________。
解析：　招潮蟹的挥螯行为是一种求偶的行为信息，利于生物种群的繁衍。“绿色”属于物理信息，气味属于化学信息，行为特征属于行为信息，这些信息可在不同生物之间调节种间关系，维持生态系统的稳定性。
答案：　(1)行为　(2)性激素　(3)繁衍　(4)物理信息、化学信息、行为信息　种间　稳定性
12．烟草和莴苣的种子，在萌发时必须要有光信息。这些种子常被称为“需光种子”；另外一类植物，如瓜类、茄子、番茄和苋菜的种子萌发，见光则受到抑制，这类种子称为“嫌光种子”。右图的实验是用一种半休眠莴苣种子对光信号的反应状态的莴苣种子进行的。这种种子在黑暗中的萌发率为50%。分析回答：
(1)图中表明，在600～700 nm红光区下，种子的萌发率________，这表明红光这种光波信号对种子萌发有________；但是，当种子一进入720～780 nm远红光区，萌发便受到____________。
(2)光作为信息对同一种植物种子的萌发作用有________性。
(3)阳光是生态系统重要的__________之一，它发出的________信息对各类生物都产生深远的影响。
解析：　不同种类的种子萌发对光的要求是不同的，有的需要光，但对光的波长要求不一样；有的不需要光，有光反而抑制种子萌发。据图可知，在波长为600～700 nm时，莴苣种子的萌发率最高。
答案：　(1)最高　促进作用　抑制　(2)两重　(3)生态因素　物理
13．为了探索昆虫交配求偶与信息传递之间的秘密，进行如下实验：
实验一：将某昆虫未交配的雌虫(只有未交配的个体才能分泌性外激素)放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
实验二：将未交配的雌虫先放到封闭的玻璃管中，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未发现捕捉到雄虫。
实验三：将未交配的雌虫腹部用小刀割下，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，未发现捕捉到雄虫。
实验四：将未交配的雌虫放在诱捕器中，在诱捕器的周围浇一桶汽油，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
根据上述实验，回答下列问题：
(1)实验一中，雌雄昆虫之间实现了信息的传递，这种信息被称为________。
(2)填写下表：
对比
结论
实验一与实验二
①______________________
实验一与实验三
②______________________
(3)实验四汽油的作用是____________________________，“但仍能捕捉到许多同种雄虫”，这说明________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)这个实验使人们受到启发，可能通过这种方法来控制和诱杀害虫，请指出一种可能的做法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：　(1)化学信息
(2)①昆虫间进行交流的信息是一种挥发性的化学物质
②这种物质是由昆虫的腹部分泌的
(3)干扰雌雄虫之间信息的交流　这种起信息传递作用的激素具有较强的专一性
(4)将这种物质提取出来，制成诱芯，置于诱捕器中，用于诱杀昆虫。(或将这种物质提取出来，制成溶液，喷洒于田间，干扰雌雄虫之间的正常交尾，从而达到控制害虫种群数量的目的。其他情况，只要答案合理即可)
生态系统的信息传递
1．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是（ ）
A.任何生命形式，如果没有接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
B．信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行杀灭
C.延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用
D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的
2．下列属于生态系统信息传递的是（ ）
A.人体内某细胞和周围细胞进行信息交流
B.肾上腺素又称应急激素，人在紧急状态下分泌较多以应变紧急的环境
C.昆虫分泌性外激素（化学物质），引诱同种异性昆虫前来交尾
D．神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜兴奋或抑制
3．萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用（ ）
A．物理信息；化学信息；行为信息
B．物理信息；行为信息；化学信息
C.行为信息；物理信息；化学信息
D．化学信息；行为信息；物理信息
4．下列有关生态学原理或规律的叙述，正确的是（ ）
A．蜜蜂找到蜜源后，通过跳圆圈舞向同伴传递信息，属于物理信息
B．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
C．生态系统中的能量流动和信息传递都是单向的
D．森林生态系统具有调节气候的功能，体现了生物多样性的潜在使用价值
5．物质循环，能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列说法不符合上述基本功能的是（ ）
A．物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的转换
B．能量流动逐级递减的主要原因是每一个营养级都有部分能量未被利用
C.任何一个营养级的能量除了被下一级同化外还有其他去向，所以能量流动是逐级递减的
D．信息传递可以发生在生态系统各种成分之间，而且往往是双向的
6.下图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是（ ）
A.信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C.物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D.生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
7.下列有关生态系统功能的描述，错误的是（ ）
A.物质循环的关键环节之一是分解者的分解作用
B.物质流是循环的，能量流是单向的，信息流往往是双向的
C.一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越多，人类可利用的能量就越少
D.信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系
8．某果园发生了虫害，该虫害是由害虫A引起的。害虫招来了一种小蜂和一种小鸟，小蜂把卵产入害虫A体内，孵出的小蜂幼虫吃空虫体后羽化飞出，再攻击害虫A的其他个体。小鸟特别喜食害虫A，也捕食小蜂。在体内有小蜂幼虫的害虫A中，有些个体常疯狂地摇摆身体，因而容易被小鸟发现而被捕食。回答下列问题：
（1)小鸟和小蜂的种间关系是
(2)小鸟捕食疯狂摇摆的害虫A，对A种群的生存 （填“有利”、“不利”或“无影响”），理由是
(3)体内有小蜂幼虫的害虫A摇摆身体为小鸟提供了一定的信息。在生态系统中，信息对种间关系就有 作用，有利于维持生态系统的稳定。
参考答案
1．解析：选B。生命活动的正常进行，离不开信息的作用，故A正确；信息传递在农业中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量、对有害动物进行控制，但不能直接杀灭有害动物，故B错误；要提高黄麻产量应促进其营养生长而抑制其生殖生长，延长光照时间不利于短日照植物开花，因此有利于提高产量，故C正确；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，它们共同把生态系统的各个组分联成一个统一整体，故D正确。
2．解析：选C。人体内某细胞和周围细胞进行信息交流，属于细胞间的信息交流，A错误；肾上腺素又称应急激素，人在紧急状态下分泌较多以应变紧急的环境，属于人体内细胞间的信息交流，故B错误；昆虫分泌性外激素（化学物质），引诱同种异性昆虫前来交尾，属于生态系统的信息传递，故C正确；神经递质作用于突触后膜，引起突触后膜兴奋或抑制，属于细胞间信息的交流，故D错误。
3．解析：选B．通过闪光来识别同伴为物理信息。扇动翅膀为雌鸟发出信号为行为信息。分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，传递相关信息，为化学信息。B正确。
4.解析：选B。蜜蜂找到蜜源后，通过跳舞传递信息，属于行为信息，故A错误；低碳生活可以减少化石燃料的燃烧，有助于维持碳循环的平衡，故B正确；生态系统的能量流动是单向流动的，信息传递一般是双向的，故C错误；森林生态系统具有调节气候的功能，体现了生物多样性的间接价值，故D错误。
5.解析：选B。物质循环的概念是指组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的转换，所以A正确；能量逐级递减的主要原因之一是每个营养级都有部分能量未被利用。注意这只是原因之一，但并不是主要原因，主要原因应为呼吸消耗，所以B错误；信息传递可以发生在生态系统各种成分之间以及生物和无机环境之间，而且其特点是双向的，所以D正确。
6．解析：选A。能量流动是单向的，A错。生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递，B正确。物质循环是生态系统存在的基础，能量伴随物质循环而流动，是物质循环的动力，信息能够调节生物种间关系，维持生态系统的稳定性，C正确。生物与生物之间、生物与非生物之间都存在信息传递，D正确。
7．解析：选C。物质循环的关键环节有生产者的光合作用和分解者的分解作用，故A正确；物质流是可以循环的，能量流是单向流动的，信息流往往是双向的，故B正确；一个生态系统中的营养级越多，能量流动过程中消耗的能量越多，但人类可利用的能量不一定越少，因为人类可以从各不营养级获得能量，故C错误；信息传递可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与非生物之间，故D正确。
8，解析：（l）根据题干可知，小蜂吃害虫，小鸟捕食害虫A和小蜂，因此小鸟和小蜂的种间关系是捕食和竟争（2）捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱和年幼的个体，客观上促进了种群的发展。（3）生态系统的信息传递具有调节种间关系，维持生态系统稳定的作用。
答案:(1)捕食和竞争(2)有利 小鸟捕食了体内有虫卵的小蜂，减少了害虫的数量，减少了对小蜂的侵害（3）调节
第4节　生态系统的信息传递
基础巩固
1．蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明(　　)。
A．蟑螂能感受物理信息的改变
B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．行为信息可以影响蟑螂的行为
D．蟑螂可以感受一切信息刺激
答案　A
解析　蟑螂在人造的“黑夜”时间活动，光照是物理信息，不是行为信息，说明物理信息影响蟑螂的生命活动；题干中的内容不能说明B、D两项内容。
2．下列关于信息传递在生态系统中作用的叙述，不正确的是(　　)。
A．生命活动的正常进行，离不开信息的传递
B．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
C．没有信息传递，生物仍可正常生存
D．信息在生态系统中的作用，有些是我们用肉眼看不到的
答案　C
解析　信息传递的作用有两个：其一，生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息的传递；其二，信息传递能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定。所以，没有信息的传递，生物不可能正常生存。
3．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是(　　)。
A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类
B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫
C．利用秋水仙素诱导多倍体
D．播放集群信号录音招引鸟类
答案　C
解析　A、B、D三项涉及的分别是物理信息或化学信息，而秋水仙素不是信息素，不能在个体之间传递信息。
巩固提升
4．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是(　　)。
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
答案　A
解析　能量流动是单向流动和逐级递减的。
5．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是(　　)。
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
答案　C
解析　小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食，聚积信息素属于化学信息。榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象，这种化学物质也属于化学信息。群居动物通过群体气味与其他群体相区别，气味属于化学信息。雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊，声波属于物理信息。
6．如图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示(　　)。
A．能量流动、碳的循环、信息传递
B．能量流动、信息传递、碳的循环
C．碳的循环、能量流动、信息传递
D．信息传递、能量流动、碳的循环
答案　C
解析　物质是循环的，可用甲图表示；能量流动是单向的，可用乙图表示；信息传递是双向的，可用丙图表示。
7．农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施的是(　　)。
A．延长家禽的光照时间，提高产蛋量
B．人工控制作物光周期，以达到早熟、高产的目的
C．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交配
D．农场中生物间的化学信息传递沿食物链逐级进行
答案　D
解析　A、B选项的描述为物理信息，C选项的描述为化学信息。食物信息可以通过食物链传递，化学信息也可以在同一种生物之间传递。
8．下列关于生态系统中信息传递的叙述正确的是(　　)。
A．生态系统中的信息分为行为信息和化学信息两大类
B．生态系统中的信息来源于生物群落中的各种生物
C．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利
D．植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于化学信息
答案　D
解析　生态系统中的信息包括物理信息、化学信息和行为信息，信息来源于生物群落中的各种生物和非生物环境。牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草也有利，这样可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
9．招潮蟹是生活在海边的一种甲壳动物，每到繁殖季节，雄蟹就会挥动红色的大螯吸引雌蟹，不同的招潮蟹挥螯的方式不同，如下图甲、乙两种招潮蟹。请据图回答下列问题：
(1)上述招潮蟹的挥螯行为属于生态系统信息传递中的________信息。
(2)这种求偶行为的产生与体内分泌的____________有直接关系。
(3)上述实例表明，生物种群的______________离不开信息的传递。
(4)在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。上述描述中涉及的信息有_______________________________________________________，
同时可以知道，信息传递能够调节生物的________关系，以维持生态系统的________。
答案　(1)行为　(2)性激素　(3)繁衍　(4)物理信息、化学信息、行为信息　种间　稳定
解析　招潮蟹的挥螯行为是一种求偶的行为信息，利于生物种群的繁衍。“绿色”属于物理信息，气味属于化学信息，行为特征属于行为信息，这些信息可在不同生物之间调节种间关系，维持生态系统的稳定性。
10．阅读下面两段材料，运用所学知识回答问题：
材料一　雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3 km以外的雄蚕蛾吸引过来。虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的量不到0.01 mg，但雄蚕蛾却仍可对其作出反应。有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。
材料二　在防治害虫上，利用性引诱剂“迷向法”防治害虫效果显著。其具体做法是：在田间释放过量的人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，或者使它的气味感受器变得不适应或疲劳，不再对雌虫有反应，从而干扰害虫的正常交尾活动。
(1)材料一说明使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于________信息，而不是__________信息，不是由视觉引起的。
(2)材料一体现了信息传递的什么作用？________________________________________
________________________。
(3)微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，这说明性引诱剂具有__________性和__________性。
(4)从材料二可以看出，“迷向法”并不能直接杀死害虫，而是通过____________________，从而使害虫种群的__________率下降，降低对作物的危害。
答案　(1)化学　物理　(2)信息传递有利于种群的繁衍　(3)高效　专一　(4)干扰雌雄虫的正常交尾　出生
解析　(1)昆虫的性引诱剂是通过空气传播的，材料一中，由于玻璃瓶的阻挡，阻碍了性引诱剂的传播和接收，但并没有阻挡视线，结果雄蚕蛾没有反应，说明性引诱剂属于化学信息，不是由视觉引起的。(2)信息传递的作用主要表现在三个方面：维持生命活动的正常进行、有利于生物种群的繁衍及调节生物的种间关系。材料一中，性引诱剂有利于雌雄蚕蛾的正常交尾和繁衍。(3)微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾的反应，可知性引诱剂具有高效性；只能引起同种雄蚕蛾的反应，说明性引诱剂具有专一性。(4)“迷向法”能干扰雌雄虫的正常交尾，从而降低害虫的出生率，这将降低害虫的种群密度，从而降低其对作物的危害。
第五章　第4～5节
一、选择题
1．有关生态系统信息传递的说法，不正确的是(　　)
A．生命活动的正常进行，离不开信息传递
B．在多细胞生物体内的细胞与细胞、个体与个体、种群与种群之间传递
C．能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
D．利用人工合成的性引诱剂诱捕害虫也属于信息传递
[答案]　B
[解析]　多细胞生物体内细胞间的信息传递是个体内的信息传递，不属于生态系统的信息传递范畴。故选B。
2．蟑螂喜欢在夜间出来活动。某生物兴趣活动小组的同学进行如下实验：把蟑螂放在纸箱内，并人为地将纸箱的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期以后，蟑螂就在人造的“黑夜”(实际是白天)时间活动。这个实验说明(　　)
A．信息传递是生态系统的重要功能之一
B．行为信息可以影响蟑螂的行为
C．蟑螂能感受物理信息的改变
D．蟑螂可感受一切信息刺激
[答案]　C
[解析]　由实验可知，蟑螂只判别光线的明暗这一物理信息的改变。
3．下列生态系统稳定性的说法正确的是 (　　)
A．生态系统稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构相对稳定的能力
B．森林生态系统的稳定性较高
C．草原生态系统的恢复力稳定性比森林生态系统的稳定性高
D．在草原上适当栽种防护林，可以有效地提高草原生态系统的抵抗力稳定性
[答案]　D
[解析]　此题易错选B或C。B项中没有明确指明森林生态系统的稳定性是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性；C项要注意它们所处的环境条件，环境条件差，生态系统的恢复力稳定性较高，反之亦然。
4．要使海洋生物资源可持续地被利用，就必须保持海洋生态系统的动态平衡。对一个平衡的生态系统来说，下列叙述错误的是(　　)
A．具有一定的自我调节能力
B．能量流动与物质循环保持动态平衡
C．植被与动物数量相等
D．生物各成分之间相互制约、相互协调
[答案]　C
[解析]　生态系统具有一定的自我调节能力，生物各成分之间相互制约、相互协调，使生态系统保持一个动态平衡。
5．下列有关制作小生态缸实验的叙述中，不正确的是(　　)
A．生态系统内部具有自我调节能力，所以生态系统的稳定性与非生物因素无关
B．若模拟池塘生态系统，则不能将水装满
C．小生态缸封闭以后，其内的生物数量会发生变化，最后趋于相对稳定
D．制作的小生态缸必须是透明且密封的，并给予适当的光照
[答案]　A
[解析]　非生物的环境是生态系统生物生存的能量和物质的来源，温度和光等因素对生物的生存都有重要的影响，因此A项错误。
6．下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后，初级消费者数量的变化情况，其中抵抗力稳定性最高的生态系统是 (　　)
[答案]　C
[解析]　受到干扰后，种群数量波动范围小的生态系统的抵抗力稳定性强。
二、非选择题
7．某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下列问题。
(1)上述现象中，X分别在____________________之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是____________和____________。影响乙昆虫活动的信息种类是__________________________________________。
蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是____________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是________________________________________________________________。
[答案]　(1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫
(2)无机环境　生物　化学信息和物理信息(其他合理答案也可)　物理信息(其他合理答案也可)
(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
[解析]　植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，说明X可以在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递。生态系统的信息可以来源于无机环境，也可以来源于生物。影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息，蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息是物理信息。若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。
8．阅读下列材料，回答有关问题：
澳洲草原广阔，天然牧草资源十分丰富。自1925年起，当地人从印度和马来西亚引入当地没有的牛、羊等家畜，大力发展畜牧业。几年后，万头牛的粪便覆盖了大片草场，牧草大量枯死，同时苍蝇蔓延，并成为澳洲牧区的一大公害。整个澳洲草原生态系统处于崩溃的边缘。后来当地人又从亚洲引进蜣螂，它们把牛粪滚成团搬运到地下，既消除了牛粪又肥沃了土壤，还控制了苍蝇数量，有效地解决了当地的生态问题，使澳洲草原又呈现出生机蓬勃的景象。
(1)上述事实表明，在引进牛、羊等家畜前，各种生物之间的关系呈现________的状态。
(2)从生态学的角度看，人们引进牛、羊等家畜的目的是______________________ __________________。
(3)引进牛、羊等家畜后导致生态危机的主要原因是__________________________ __________。
(4)蜣螂是这个草原生态系统的________(填生态系统的组成成分)。
(5)以上事实说明，生态系统的自我调节能力是__________________
(6)引进牛、羊等家畜后引发生态危机这一事实给人们的启示是人类的生产活动必须______________________。
(7)最后结果给我们的启示是__________________。
[答案]　(1)相对稳定
(2)调整生态系统的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对人类最有益的牛、羊等家畜体内
(3)牛、羊等家畜破坏了原有的食物链，使生态系统的稳定性遭到破坏
(4)分解者
(5)有一定限度的，如果外来干扰超过了这个限度，生态系统的稳定状态就会遭到破坏
(6)遵循生态系统的客观规律
(7)人类还可以在维持生态系统稳定性的前提下，适当调整生态系统的结构和功能，使它朝着更有益于人类的方向发展
一、选择题
1．下列生态系统中，自动调节能力最大和最小的依次是(　　)
①温带草原　②热带雨林　③北方针叶林　④北极冻原
A．②①　 B．②④　
C．①④　 D．③④
[答案]　B
[解析]　生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，生态平衡就越容易被破坏。反之，生态系统的营养结构越复杂，食物链中各个营养级的生物种类越繁多，自动调节能力就越大，生态系统就越容易维持。
2．在制作生态缸观察生态系统的稳定性时，下列哪项做法将会降低生态系统的稳定性(　　)
A．为了防止病原体对幼小植物的侵害，用蒸馏水代替池塘水
B．给予生态缸一定的光照
C．向生态缸中添加一些分解者
D．向生态缸中通入一定量的空气
[答案]　A
[解析]　生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，非生物的物质指土壤、空气、水分等，能量是指太阳能。池塘水含有氧气、多种矿物质和分解者，不能用蒸馏水代替。
3．下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是(　　)
A．食虫鸟和害虫的数量变化属于生物群落内的负反馈调节
B．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
C．生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节
D．生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失
[答案]　C
[解析]　在森林中，当害虫增加时食虫鸟也会增多，这样害虫种群的增长就受到抑制，从而使害虫不至于增长过快，A项正确；负反馈调节是生态系统自我调节的基础，B项正确；生物群落与无机环境之间也存在负反馈调节，如一场火灾后，森林中种群密度较低，但由于阳光充沛，土壤中无机养料增多，许多种子萌发长成新植株，C项错误；生态系统的自我调节能力不是无限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，如黄土高原，D项正确。
4．农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。下列中不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施是(　　)
A．适时灌溉与定时饲喂
B．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
[答案]　A
[解析]　性引诱剂是一种化学物质，此实例属于对化学信息的利用。生产中常用性外激素制剂干扰害虫的正常交尾，降低害虫的种群密度。光照属于物理信息的一种，故C、D均属于对物理信息的利用。A选项中适时灌溉和定时饲喂属于生物对营养物质方面的需求，不属于对生态系统信息传递方面的运用。
5．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是(　　)
①负反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
②“遭到破坏，恢复原状”属于抵抗力稳定性
③人们对自然生态系统“干扰”不应超过其承受能力
④热带雨林遭到严重砍伐后，其恢复力稳定性仍很强
⑤提高生态系统稳定性的措施之一是随意增加生物种类，改变其营养结构
A．①③ B．②④⑤
C．②③ D．①④⑤
[答案]　A
[解析]　“遭到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，②错误；由于热带雨林的抵抗力稳定性强，遭到破坏后，其恢复力稳定性变弱，④错误；生态系统稳定性与营养结构有关，应根据生态系统的规律增加生物种类，使其营养结构复杂，⑤错误。
6．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是(　　)
A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B．生态系统的功能主要是能量流动、物质循环和信息传递
C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
[答案]　A
[解析]　生态系统中的信息传递和物质循环是双向的，能量流动是单向的。
7．如果一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成以下几种结构，其中最稳定的是(　　)
A．甲→乙→丙→丁 　 B．甲乙丙丁
C．甲乙丙丁　　　　　 D．丙?甲?乙丁
[答案]　D
[解析]　生态系统按营养功能来区分，一般包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。其中生产者属于自养生物，是生态系统的主要成分，它可为消费者提供食物和栖息场所。一旦生产者受到破坏，整个生态系统就会受到严重影响。A、B和C比较，均为一种生产者，C中食物链最短，故相对稳定；C和D比较，生物种类一样多，但D的生产者多，故D比C稳定。
二、非选择题
8．贝克是英国一个农场的经营者，他在农场种植了一些粮食作物，栽培了多种果树，同时还饲养着优质的家禽、家畜等。他通过各种措施来提高自己农场中各类农畜产品的产量。以下是他采取的一系列增产措施：
①根据植物的光周期特性和经济利用部分的不同，人工控制光周期使作物达到早熟高产。
②释放过量人工合成的性引诱剂，使雄虫无法辨认雌虫的方位，从而干扰害虫的正常交尾活动，达到消灭害虫的目的。
③家禽饲养，在增加营养的基础上延长光照时间，提高产蛋率。
④用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物等的种子，可以提高发芽率，获得增产。
⑤在稻田中竖立人工扎成的稻草人，风吹稻草人转动，起到驱赶鸟类的作用。
请根据以上材料回答：
(1)上述增产措施中，涉及的信息依次为：
①________；②________；③________；
④________；⑤________。
(2)请根据以上措施，总结信息传递在农业生产中的优势。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
[答案]　(1)物理信息　化学信息　物理信息　物理信息　行为信息　(2)①提高农产品或畜产品的产量　②对有害动物进行控制
9．下图一表示甲、乙两个生态系统受到相同强度的干扰和解除干扰后稳定性的变化情况，图二表示的是甲生态系统中的食物网结构。请据图回答下列问题。
(1)生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统之所以具有抵抗力稳定性是因为生态系统内部具有一定的自我调节能力，这种调节能力取决于生态系统________和________，其主要调节机制属于________；图一中a点与b点比较，________点抵抗力稳定性强；当干扰解除后，生态系统的发展趋势是________。
(2)若因某种原因，图二中F全部死亡，短时间内数量增加的动物是________；最有可能成为国家级保护动物的是________，请用生态学观点解释其理由。________________ __________________。
[答案]　(1)自身的净化作用　完善的营养结构　反馈调节(或负反馈)　b　恢复原状或被新的生态系统代替
(2)D　H　能量沿食物链流动，且逐级递减，H处于食物链的顶端，获取能量少，个体数目少
[解析]　生态系统之所以具有一定的自我调节能力，是与该生态系统的自身的净化作用和完善的营养结构有关，图一中a点与b点比较，b点需要较长时间才能达到与a点相同的干扰程度，因而b点的抵抗力稳定性比a点强，当干扰解除后，生态系统的发展趋势可以是恢复原状，也可能建立新的平衡。当图二中F全部死亡，F以D为食，则短时间内数量增加的动物是D，H处于食物链的顶端，获取能量少，个体数目少，因而最有可能成为国家级保护动物。
10．某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对其草原进行了专题研究，并绘制了图形。该图表示单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的虚线代表未放牧时草原中生产者的净生产量，请据图分析并回答下列问题：
(1)草原生态系统与森林生态系统相比较，其自我调节能力较小，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)适宜的放牧量应控制在图中的B点和C点之间，为什么？__________________ ______________________________________________________。
(3)如果该草原生态系统的放牧量长期大于图中C点，会造成怎样的后果？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请举两项合理利用草原生态系统的措施。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案]　(1)草原生态系统的营养结构简单(或营养结构上的生物种类少)　(2)即能保持草原生态系统的稳定性，又能获得较高的畜牧产品　(3)草原退化，严重时会导致草场沙漠化　(4)①合理确定载牧量，防止过度放牧；②发展季节性放牧；③提倡划区轮牧(只要求答出其中两项，其他合理答案也可)
[解析]　图中虚线表示未放牧时生产者的净生产量，实际上是草原生态系统维持相对稳定的平衡量，如果高于或低于这个量，通过生态系统的自我调节能力，可以使其恢复。例如，当草原的生产者净生产量过多时(达B点)，通过增加放牧量(放牧量控制在BC之间)，则一段时间后，该生态系统又达到平衡。但如果放牧量过大(长期大于C点)，则生态系统的稳定性会被破坏(即草原退化)，如果放牧量大于D点，则生产者的净生产量为0，严重时，将会导致草场沙漠化。
课题
生态系统的稳定性
设计教师
时间
课型
新授课
课时
1
教学
目标
1、阐明生态系统的自我调节能力。
2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3、阐述提高生态系统稳定性的措施。
重点
难点
重点：阐明生态系统的自我调节能力。
难点：抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
教法
讲授法及演示归纳法
教具
多媒体
教学过程设计
教材处理
师生活动
第五章 第5节 生态系统的稳定性
引言：
一、自主学习
一、生态系统稳定性的概念
1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2、生态系统能维持相对稳定，由于生态系统具有 自我调节能力
二．生态系统的自我调节能力
1．生态系统自我调节能力的基础： 负反馈调节
2、生态系统的自我调节能力主要表现在3个方面：
是同种生物的种群密度的调控
是异种生物种群之间的数量调控
是生物与环境之间的相互调控。
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
（一）抵抗力稳定性 （抵抗干扰，保持原状）
1、概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
2、规律 成分越单纯、营养结构越简单，自动调节能力 越弱 、抵抗力稳定性 越低
生物种类越多、营养结构越复杂，自动调节能力 越强 、抵抗力稳定性 越高
（二）恢复力稳定性 （遭到破坏，恢复原状）
1、概念：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。
一般环境越好，恢复力稳定性越高，反之，越低
2、与抵抗力稳定性的关系：
（1）相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，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，他们相互作用，共同维持生态系统的稳定。
四、提高生态系统的稳定性
措施：1、控制对生态系统的干扰程度。
2、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关系。
五、实验：设计并制作生态缸，观察其稳定性
（1）目的要求：探究生态系统保持相对稳定的条件。
（2）设计要求及分析
设计要求
相关信息
生态缸必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（ 生产者、消费者、分解者 ）
生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态缸的材料必须透明
为光合作用提供（ ）；保持生态缸内温度；便于观察
生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定空间
便于操作；缸内储备一定量的空气
生态缸的采光用较强的散射光
防止水温过高导致水生植物死亡
二、合作探究、解惑答疑：
P114技能训练
三、变式训练：
1、粘虫在麦田里大量繁殖，造成小麦严重减产，引起该后果的原因可能是（ A ）
A青蛙被大量捕杀，破坏了食物链 B大量清除杂草
C大量捕杀田鼠 D大量捕杀黄鼬
2．在一个具有稳定性的生态系统中，一个种群的数量变化曲线最可能是图中（ D ）
3．天然森林中的马尾松很少发生虫害，而人工马尾林却常发生严重的松毛虫危害，从生态学上分析，主要原因是（ A ）
A．人工马尾林的营养结构简单 B．人工马尾林的适应性差
C．人工马尾林的抗虫害能力差 D．人工马尾林适应松毛虫繁殖
4．林木在低浓度范围内能吸收有毒气体，使空气得到净化，这个现象说明（ B ）
A．植物具有应激性
B．生态系统具有自动调节能力
C．生物具有适应性
D．生物具有遗传性
四、总结升华
1．下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图。
请根据图回答：
在该河段的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
大量的有机物排入河流后，引起需氧型细菌大量繁殖，有机物被需氧细菌大量分解，导致溶解氧大量减少。
藻类大量繁殖的主要原因是什么？
有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子有利于藻类的大量繁殖。
水中溶氧含量的逐渐恢复的主要原因是什么？
一是藻类通过光合作用释放氧气，二是有机物减少，需氧细菌数量下降，对溶解氧的消耗量减少。
（4）若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入该河流，对河流生态系统可能造成的最严重后果是什么？请用生态平衡的原理分析造成这种后果原因？
河流中的生物大量死亡，生态平衡遭到破坏。原因是生态系统的自我调节能力是有一定限度的当外来干扰超过这个限度时，生态平衡就会遭到破坏。
2．生物圈稳态是因为生物圈具有多层次的自我调节能力，其调节能力的基础是（ B ）
A．生物之间的食物链 B．生态系统的营养结构
C．生物的多样性 D．生物的适应性
五、当堂测试：
1、如图为某一生态系统稳定性图解。
对此理解不正确的是（D）
A、a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B、a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C、恢复力稳定性与营养结构呈相反关系
D、抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
2、据调查，目前我国四分之一以上的国土荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达到500亿元。为治理国土荒漠化，我国在全国范围内实施了“退耕还林、还草、还湖”措施，其生态学原理是（ D ）
A、增加生产者的种类和数量
B、增加生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性
C、增加食物链中的营养级
D、增加生物种类，提高生态系统的自我调节能力
3、有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上（ D ）
A、回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B、撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C、回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D、回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林
4、下列有关干旱区域的生物与环境之间关系的叙述，正确的是 （ B ）
A、干旱区域的生态系统食物链少，抵抗力稳定性强
B、干旱区域的生态系统自我调节能力弱，恢复力稳定性强
C、经干旱环境长期诱导，生物体往往发生耐旱突变
D、种群密度是限制干旱区域生物种群数量增长的关键生态因素
5、如果将一处原始森林开辟为一个森林公园，为了继续维持森林生态系统的稳定性，应当采取的措施是 ( D )
A在森林中引入一些稀奇的野生动物，把生产者的能量尽量多的积蓄起来
B在森林里放入一些珍奇的野生动物，增加食物网的复杂性
C定期清理小型灌木、杂草和枯枝落叶， 便于有人观赏珍贵树种
D对森林适量采伐，使该生态系统处于长期相对稳定状态
六、推荐作业：练习册相关内容
学生自学完成
填空
自学完成填空
教师再讲解
学生完成，教师检测
小组讨论决定
教师指导
学生自主完成
小组讨论解决

第5节 生态系统的稳定性
从容说课
通过正、反两方面的实例来引入“生态系统的稳定性”一节的教学。
教材中“问题探讨”的素材是从正面说明生态系统具有稳定性，引导学生从群落的种间关系、生态系统的结构与功能等相关内容进行讨论。也可以设问：“人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？”引出“生物圈Ⅱ号”实验，引导学生思考“生物圈Ⅱ号”失败的原因。上述正反两个实例，可以说明自然界中生态系统具有相对稳定性，稳定的生态系统对于生物的生存至关重要。在此基础上，教师阐释什么是生态系统的稳定性，并进一步设问：“为什么生态系统具有稳定性？”引出“生态系统的自我调节能力”。
教师可以提出数个实例，让学生讨论生态系统是如何通过自我调节达到稳定状态的。例如，（1）草原中生活着野兔和狼，由于狼的捕食，野兔数量减少，分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的？（2）为什么森林中害虫数量不会持续大幅度增长？（3）适度捕捞后，池塘中鱼的种群数量为什么不会减少？（4）森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？
请学生按照“思考与讨论”中的要求来解释上述实例，使他们理解负反馈调节的机制。教师可用计算机将上述实例制作成动画来模拟演示反馈调节的过程。教师要说明，生态系统的自我调节能力是有限的，可以通过大量事例说明。
通过以上内容的教学，已为学生理解“抵抗力稳定性和恢复力稳定性”的概念打下了伏笔。“抵抗力稳定性”要强调其核心是“抵抗干扰，保持原状”。“干扰”是指破坏稳定状态的外界因素；“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。“恢复力稳定性”要强调其核心是“遭到破坏，恢复原状”。“破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围；“恢复”是指外界因素消除后，生态系统重新建立稳定状态。
请学生比较草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？引导学生认识：一方面，不同的生态系统表现出的稳定性是不一样的；另一方面，生态系统的稳定性也取决于外界因素的影响程度。 进行“提高生态系统的稳定性”的教学时，主要明确以下观点：（1）自然生态系统是人类生存的基本环境；（2）人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳定状态；（3）人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。在教学中，应尽可能通过图片、照片、录像片等，丰富学生的感性认识，拉近与现实生活的距离。
教学重点 1.阐明生态系统的自我调节能力。
2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。
教学难点 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念和联系。
教具准备 1.文字资料1：“生物圈Ⅱ号”实验资料。
2.文字资料2：各种生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较。
3.文字资料3：负反馈调节的实例。
4.图片资料1：大兴安岭火灾后的情况以及现在的状况。
5.图片资料2：热带雨林、北极苔原生态系统的图片和食物网简图。
6.图片资料3：草场防护林。
7.课件：负反馈调节模型。
8.视频1：亚马逊热带雨林的破坏。
9.视频2：我国的重点自然保护区。
课时安排 2课时
第1课时，学习生态系统稳定性的概念以及原因、抵抗力稳定性和恢复力稳定性、如何提高生态系统的稳定性。
第2课时，完成制作实验。
三维目标
1.识记生态系统稳定性的概念。
2.阐明生态系统的自我调节能力。
3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
4.简述提高生态系统稳定性的措施。
5.学会设计并制作生态缸，观察其稳定性。
6.通过图片、照片、视频、课件使学生形象地了解生态系统的稳定性。
7.学生通过构建模型，清晰地理解负反馈调节和自我调节能力。
8.通过对不同生态系统的分析，清楚抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。
9.通过设计制作生态缸，观察生态系统的稳定性，并培养学生合作探究、思考分析的能力。10.认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。
11.通过对抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系的学习，确立辩证统一思想。
12.通过制作实验，培养学生相互合作、帮助的良好品德。
教学过程
第1课时
导入新课
师 前面我们学习了生态系统的类型、结构、功能和信息传递。弄清了各种生态系统的成分、结构，也知道了它们如何通过能量流动、物质循环和信息传递建立起有机的联系，形成一个统一的整体。那么，生态系统的稳定性如何呢？我们一起来学习生态系统的稳定性。大家先看一下问题探讨。
（学生看书）推进新课
师 可见，自然生态系统受到外界干扰（自然或人为）后，仍能保持相对稳定。那么，人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？美国的科学家们做了这样的实验。
（投影仪显示“生物圈Ⅱ号”）
（注：教师应对资料中有关的内容加以补充，如：建造的时间、占地面积、空间大小、投入研究的资金、实验的时间和方法、出现的问题、实验结果及其分析）
师 讨论下列问题：
问题一：科学家们为什么要建造“生物圈Ⅱ号”并进行实验呢？
问题二：在“生物圈Ⅱ号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？
问题三：八位科学家原打算在“生物圈Ⅱ号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？
问题四：“生物圈Ⅰ号”出现这些问题了吗？“生物圈Ⅱ号”实验失败说明了什么问题？
师 谁来回答一下第一个问题？
生 深入研究生态系统的结构和功能，并实验人类离开地球能否生存。
师 是的。如果实验能成功，那我们真正能进入太空生活，不用带大量的食物和水等必需品。那第二个问题呢？
生
有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。
师 看来所有成分都有了，那为什么出现了问题三的情况呢？
生1 由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈Ⅱ号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。
生2 昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外其他基本死亡，食物链等营养结构联系中断。生3 靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。
……
师 不错，问题很多。为什么呢？
生1 人工建立的生态系统毕竟形成的时间太短，无法维持稳定。
生2 里面的各种成分都是人为加入的，而不是通过长久的进化逐渐形成的，所以有些生物可能会淘汰，而使食物链断裂。
生3 空间太小了，无法完成大范围的物质循环，导致物质循环受阻。
……
师 不错，问题四就由我来回答总结。“生物圈Ⅰ号”没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统，原因就是这样的生态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定。师 好，我们重新回到书本，看讨论。谁来回答一下，参考一下以前的知识。
生1 因为自然的生态系统是经过千万年进化而来的，其中的生物和无机环境之间，以及生物与生物之间密切联系，已经形成了一个严密的整体。能依靠相互之间的联系抵御外界的干扰。
生2 因为各个生态系统都有自己特有的成分，这些成分组成了生态系统的特有结构，而各种生物又通过生态系统的功能互相联系，形成一个统一的整体。所以它能够抵抗外界干扰。
生3
生态系统具有严整的结构和完善的功能，受到外界干扰后，能依靠各种成分之间的相互关系而保持相对稳定。……
师 大家说得不错，都能利用以前的知识来说明。简单地说，生态系统之所以具有相对稳定性是因为其具有自我调节能力，而这个能力与我们以前学的知识是密切相关的。
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性是由于生态系统具有自我调节能力。
师 那什么是自我调节能力呢？我们先来看书本中的两个实例：
实例1 ：河流自净作用。
实例2：森林中的害虫与食虫鸟。
师 实例1 中河流的自我调节能力是如何表现的？
生 当河流受到轻微污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流仍保持相对稳定。
师 很好。那实例2中自我调节能力体现在哪里呢？
生 害虫和食虫鸟形成了一种负反馈调节的关系，来保持数量上的稳定性。
师 不错。这里提到了负反馈调节，那什么是负反馈调节？它的作用是什么？它调节的对象又是什么呢？我们可以先看思考与讨论，大家分成四个小组，进行讨论，然后选一名代表上黑板完成问题。生1
图5-5-1 食虫鸟与害虫的负反馈调节模型
生2
图5-5-2 食虫鸟与害虫的负反馈调节模型
……
（教师评讲，修改）
师 下面我们来看我制作的一个课件，可以动态地了解负反馈调节。
（播放课件）
师 好，下面大家能举更多的例子来说明生态系统的负反馈调节吗？
生1 草原中草的数量增加，兔子会因为食物充足而大量繁殖，数量增加。而兔子的数量增加后，会吃掉大量的草，而使草的数量减少。而草的数量减少，又会使兔子因缺少食物而数量降低。通过这样的负反馈调节使两者数量保持相对稳定。
生2 草原中兔子的数量增加，狼会因为食物充足而大量繁殖，数量增加。而狼的数量增加后，会吃掉大量的兔子，而使兔子的数量减少。而兔子的数量减少，又会使狼因缺少食物而数量降低。通过这样的负反馈调节使两者数量保持相对稳定。
……
师 大家说得很好，其实在生物群落内部所有的捕食者和被捕食者都存在着这种关系。那除了生物与生物之间的负反馈调节外，生物群落与无机环境有没有这种关系呢？大家举些例子来说明。
生1 河流受到无机环境中的污染物污染时，能通过物理沉降、化学分解、微生物分解，很快消除污染，河流仍保持相对稳定。
生2 适度捕捞后，池塘中鱼的数量会减少。但是因为数量少，鱼得到的饲料就会增多，使鱼群大量繁殖，数量增加。最终，鱼塘中鱼的数量保持相对稳定，得到可持续发展。
生3 森林局部大火过后，植物数量少了。但是，土壤中的养料增多了，植物的种子就能获得更好的养料、水、阳光等等，快速长成新的植株，使数量保持相对稳定。
……
师 很好。负反馈调节非常关键，它在生态系统中普遍存在，是生态系统自我调节能力的基础。下面，我们可以再来看一些负反馈调节的例子。
（投影仪显示负反馈调节的实例）
师 那生态系统的自我调节能力是不是无限大的呢？
生 不是，有一定的限度。
师 不错，我们来看一段视频。
（播放视频1：亚马逊热带雨林的破坏）
师 看来，生态系统的自我调节能力确实是有限的，它只能抵抗一定程度的干扰和破坏。如果干扰和破坏超过一定的程度，生态系统的稳定性就要被破坏，生物大量减少，甚至灭绝。这样，生态系统的自我调节能力就会迅速丧失，生态系统就很难再恢复。就像我们刚才看到的亚马逊一样，我们可以再看看书上的黄土高原。可见，生态系统的破坏带来的损失是惨重的，所以我们应该尽量地保护好我们的生态系统，使干扰和破坏尽量地在自我调节能力的限度之内。
师 大家想想生态系统的自我调节能力的大小与什么有关？可以回想一下以前的知识。
生1 与生物的种类有关。种类越多，食物网越复杂，自我调节能力越大。
生2 与无机环境有关。环境越好，自我调节能力越大。
师 大家总结得非常好。其实，当生态系统的稳定性被破坏后，生物的种类和数量都大量的减少，环境变得恶劣，使其自我调节能力大大降低，生态系统也就很难恢复了。
师 在生态系统中，只要干扰和破坏不超过自我调节能力，生态系统就能维持相对稳定。这种稳定性表现在两个方面：
抵抗力稳定性：是指生态系统抵御外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的一种能力。
恢复力稳定性：是指生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
师 下面我们就以一些例子来说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性，大家看书，然后举一些其他的例子。
生1 野火烧不尽，春风吹又生。恢复力稳定性。
生2 受到轻微污染后，河流能通过自净能力保持原状。抵抗力稳定性。
生3 当草原上旱季来临时，动物会进行夏眠来躲避酷暑或迁徙来寻找水源和食物，保持种群数量的稳定，进而保持草原生态系统的稳定。抵抗力稳定性。
生4 河流受到严重污染，稳定性被破坏。后经过人们对环境的整治，河流逐渐恢复原状。恢复力稳定性。
生5 森林受到合理砍伐后，仍能恢复原状，提供可持续性的资源。恢复力稳定性。
生6 森林生态系统中某一生物灭绝后，仍能由其他生物来代替其位置，保持生态系统的稳定性。抵抗力稳定性。
……
（教师讲评，修改）
（如：生5所说的与书本110页上与社会的联系是相同的意思；想像空间可以更好地帮助我们理解两个稳定性）
师 大家应该还记得大兴安岭的火灾，那么现在情况怎样了呢？我们来看图片资料。
（投影仪显示图片资料）
师 这体现了什么稳定性？
生 恢复力稳定性。
师 是的。当一个生态系统受到比较严重的破坏后，需要人为的帮助，才能恢复它的自我调节能力，才能使他重新恢复原状。
师 那抵抗力稳定性和恢复力稳定性有什么关系呢？首先，它们存在着一定的联系。
联系：两者共同存在于生态系统中，同时发挥着作用。两者密切联系，不可分割。
师 它们也有区别。
区别：①两者的概念不同。
②对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
③不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在着差异。
师 这里我们重点来看看不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在的差异。首先，我们来看抵抗力稳定性。前面已经说过，生态系统中组成成分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。我们就举2个特殊的生态系统——热带雨林、北极苔原生态系统来说明，请大家看图片资料和书本文字，然后对两个生态系统的稳定性进行分析说明。
（课件展示图片资料2）
（学生对资料和书本内容进行讨论和说明）
（教师评论修改）
师 从中可以很清楚地看出热带雨林的生物种类繁多，营养结构复杂，自我调节能力非常强，抵抗力稳定性也很高。但是，如果外界干扰超过了它的自我调节能力，它也会破坏，而且恢复起来十分困难。这说明它的恢复力稳定性比较差。北极苔原生态系统，生物种类少，营养结构简单，自我调节能力差，抵抗力稳定性非常弱。当北极苔原生态系统受到破坏后，因为其物种少，所以恢复起来比较简单，其恢复力稳定性较高。
但是，这里要说明两点：
第一：恢复力稳定性的高低与破坏程度、环境条件也有关系。（见备课资料2）
在书本上就讲到了生态系统在受到不同的干扰和破坏后，其恢复速度和恢复时间是不一样的。
第二：人工的生态系统，如果没有人为的帮助，其抵抗力和恢复力稳定性都很差。
好，我们来看一下各种生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性比较。
（课件展示文字资料2）
师 在一般情况下，生态系统的生物种类多，营养结构复杂，自我调节能力就强，抵抗力稳定性就高。相反，抵抗力稳定性就低。而且，对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
师 课本P111旁的问号怎么回答？
生1 对抵抗力稳定性较强的生态系统，我们可以进行合理利用。如：森林的间伐、草原的划区轮牧、季节性放牧等等。
生2 对抵抗力稳定性较弱的生态系统，我们要进行保护。如：建立自然保护区、植树造林等等。
生3 对污染物的排放一定要达标，不能超过生态系统的自我调节能力。
……
师 很好。我们学习的目的就是要把所学的知识归还到生活中，来解决实际问题。下面我们来看一下提高生态系统稳定性的方法。
一方面：要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应该超过生态系统的自我调节能力。
另一方面：对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。
师 谁就第一方面举一个例子？
生 合理捕鱼、合理放牧、合理砍伐等等。
师 不错。第二方面大家看书就可以了，我们来看一下草场防护林。
（课件展示图片资料3）
师 其实对于第二方面，建立自然保护区也是很好的方法，我们来看看我国的重点自然保护区。
（播放视频2）
师 自然保护区通过人为地投入、法制管理、教育对保持和提高生态系统的稳定性起了很好的作用。
课堂小结
师 这节课就上到这里，下面我来总结一下。
（1）生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。
（2）生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种自我调节能力，而这种能力的基础是负反馈调节 。
（3）生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
（4）生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。
第2课时
导入新课
师 上节课我们学习了生态系统的稳定性，现在我提几个问题，看看大家掌握了没有。
（1）生态系统稳定性的概念。
（2）生态系统具有稳定性的原因。
（3）生态系统自我调节能力的基础是什么？
（4）抵抗力和恢复力稳定性的关系。
（5）如何提高生态系统的稳定性？
生 回答（略）。
（教师评论）
推进新课
师 这节课，我们就利用以前学习的知识，制作生态缸，并观察其稳定性。
板 书：
课题：设计并制作生态缸，观察其稳定性。
师 类似的实验我们在第一节中已经让大家课外做过了，但那次我们做的是小生态瓶，比较简单。这次是制作生态缸，相对要复杂一些。我们先看实验的目的要求。
1.目的要求
设计一个生态缸，观察其稳定性。
师 实验的目的要求是一个实验的灵魂，我们所做的所有工作全部是围绕着目的要求展开的。下面是实验的基本原理。
2.基本原理
依据生态系统的原理，将生态系统的各种组成成分进行合理地组织，构建一个微型的生态系统。在设计时，要考虑不同营养级生物之间的合适比例，使微型生态系统正常运转。但是，人工的生态系统稳定性是有条件的，也是短暂的。请问：不同营养级生物之间的合适比例应该是怎样的？
生 符合数量金字塔。
师 很好，实验原理是我们在做实验时依据的理论基础。下面是实验材料。
3.实验材料
师 我先提个问题，生态系统的成分有哪些？
生 生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
师 很好。我们在设计生态缸时，这四种成分缺一不可。而且，大家还应该特别注意生产者、各种消费者的数量关系。
生产者：浮萍、水草、蕨类植物、杂草、仙人掌或仙人球。
消费者：小乌龟、蜗牛。
分解者：蚯蚓、细菌、真菌。
非生物的物质和能量：土壤、水、空气、阳光等等。
师 这是书上提供的材料，大家如果有兴趣，课后还可以用其他材料来做，但要注意两个基本要点：（1）成分要齐全；（2）比例要适中。下面是实验步骤。
4.实验步骤
（1）制作生态缸框架，可以由教师课前完成。
（2）用所给材料制作生态缸，可以分组进行。如：四人一组。
注意：各组所用的材料在种类和数量上可以不同，来进行比较。
（3）封上生态缸盖，放置于室内通风良好，光线充足的地方，但要避免阳光直射。
（4）每周观察一次，作好记录。
师
在实验中还要注意以下几点：
（1）小生态瓶中投放的生物,必须具有很强的生活力。投放的动物数量不宜过多,以免破坏食物链。
（2）生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。
（3）为了使生态缸内的沙地保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。
（4）生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。
（5）让学生设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。
（6）定期观察，同时作好观察记录。
（7）如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下所经历的时间。
（8）设计实验对照组。在一个班内,教师可以有意安排设计多种对照实验,由不同的小组来完成。如水质、植物数量、动物数量、基质内容、见光与否等项目。在分析结果时,让学生通过分析比较找出较好的设计方案。
（9）依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
（10）举办小型展览。有条件的学校,可以在实验过程中组织一次生态缸的小型展览，提高学生的兴趣。
5.结果与结论
根据观察结果，完成实验报告，得出结论。
6.小组讨论
对书本问题及实验中的问题进行探讨，提出实验的改进方法和正确的实验结论。
师
下面大家可以开始做实验了。
（教师作必要的巡视和指导）
7.实验时间的安排
课堂上：实验课上先由教师集中讲解设计的要求、方法、观察的要求等内容。然后,由学生分组设计并制作生态缸。教师进行必要的指导和帮助。
课后：可以把生态缸集中放在学校的实验室中进行观察，由每个小组的组员分别来进行观察记录。
8.如果学生有兴趣，课后可以指导学生进行其他类型小生态系统的设计和制作
板书设计
第5节 生态系统的稳定性（第1课时）
一、生态系统稳定性的概念
二、生态系统稳定性的原因——自我调节能力
1.负反馈调节——生态系统自我调节能力的基础：实例、概念模型
2.自我调节能力的限度
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
1.概念
2.举例
3.联系和区别
联系：两者共同存在于生态系统中，同时发挥着作用。两者密切联系，不可分割
区别：①两者的概念不同
②对同一个生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性往往存在着相反的关系。
③不同的生态系统抵抗力和恢复力稳定性存在着差异
四、提高生态系统的稳定性有两方面的措施
五、设计并制作生态缸，观察其稳定性
活动与探究
1.设计并制作生态缸。
2.课后指导学生制作其他类型的微型生态系统。
习题详解
一、基础题（课本P112）
1.判断
（1）解析：与温带针阔混交林相比，热带雨林物种多，食物网复杂，自我调节能力强，抵抗力稳定性高。
答案： √
（2）解析：与沙漠生态系统相比，草原生态系统物种多，恢复力稳定性差，干扰破坏后，恢复得慢。
答案： √
（3）解析：不同的生态系统，有着不同的生物和环境，所以它们的自我调节能力也不同，两种稳定性也有差异。
答案： √
2.解析：（1）森林和海洋生态系统的生物种类繁多，营养结构最复杂，所以自我调节能力最强。
（2）因为农田、果园、池塘、人工林地都是人为建立的，人的影响非常重要，如果人的作用消除，则以上生态系统就将破坏。
（3）森林和草原中，物种丰富，结构复杂，自我调节能力较强，所以抵抗力稳定性较高。荒漠、苔原、农田、果园、人工林地中物种单一，结构简单，自我调节能力较弱，所以抵抗力稳定性较低。
（4）湖泊和池塘中物种少，恢复力稳定性高，较严重破坏后，恢复到原状较快。海洋中物种多，恢复力稳定性较差，较严重破坏后，恢复到原状非常缓慢。
答案： （1）自我调节能力最强的两个生态系统是（1、8）；
（2）人的作用突出的生态系统有（6、7、9、11）；
（3）陆地生态系统中抵抗力稳定性较强的是（1、2），较弱的是（3、5、6、7、11）；
（4）水域生态系统在遭到较严重的破坏后，恢复较快的是（4、9），恢复较慢的是（8）。
二、拓展题（课本P113）
答案： 生态系统中的生物种类越多，食物链越复杂，系统的自我调节能力就越强；反之，生物种类越少，食物链越简单，则调节平衡的能力越弱。例如在马尾松纯林中，松毛虫常常会产生爆发性的危害；如果是针阔混交林，单一的有害种群不可能大发生，因为多种树混交，害虫的天敌种类和数量随之增加，进而限制了该种害虫的扩展和蔓延。
5.5 生态系统的稳定性
一、教材分析
本节是人教出版社高中生物必修3第五章《生态系统及其稳定性》第5节《生态系统的稳定性》的内容，包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。在生态系统的自我调节能力的内容中包含重要概念——负反馈调节。本节内容既涉及前面所学的生态系统相关部分的知识，又是对教材始终贯穿的精神——人与自然和谐发展的终结诠释。目的在于培养人们尊重自然发展规律，寻求人与自然和谐发展的途径。
二、教学目标
1、阐明生态系统的自我调节能力。
2、举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3、简述提高生态系统稳定性的措施。
4、设计并制作生态缸，观察其稳定性。
5、认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点及解决方法
[教学重点] 阐明生态系统的自我调节能力。
[解决方法] 以具体的实例来说明生物群落内部负反馈调节的存在，进而阐明生态系统的自我调节能力。
2、教学难点及解决方法
[教学难点] 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
[解决方法] 通过生态系统的自我调节能力的教学，已为学生理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念打下了伏笔，再借实例说明之。
四、课时安排
2课时。
五、教学方法
讲解法。 教具准备：图片、动画。
六、学生活动
1、问题探讨、思考与讨论。 2、设计并制作生态缸。
七、教学程序
（一）明确目标
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
第1课时
导入：[问题探讨]教材P109，引导学生从群落的种间关系，生态系统的结构与功能讨论生态系统具有稳定性；再设问：“人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？”引出“生物圈2号”实验，引导学生思考生物圈2号失败的原因。上述正反两个实例，可以说明自然界中生态具有相对稳定性，稳定的生态系统对于生物生存至关重要。那么，什么是生态系统的稳定性呢？
学生阅读教材P109相关内容。教师指出：只有生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全，能量的输入保持稳定，物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。稳定性表现在结构相对稳定和功能相对稳定上。例如，原始森林生态系统是经过千百年来形成的，尽管其中的生物生生死死，迁入迁出，无机环境也不断变化，但从某一阶段来看，该系统内各种生物的种类和数量总是大体相同的。生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性，而不是一种状态。它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
设问：为什么生态系统具有稳定性？
学生阅读教材P109——110相关内容，动画模拟演示兔种群与植物种群之间的负反馈示意图。设置下列问题：
1、草原中生活着野兔和狼，由于狼的捕食，野兔数量减少，分析草、野兔、狼的种群数量是如何逐步达到稳定的？
2、为什么森林中害虫数量不会持续大幅度增长？
3、适度捕捞后，池塘中鱼的种群数量为什么不会减少？
4、森林局部大火过后，为什么植株能较快生长？
5、生态系统的自我调节能力是无限的吗？
教师总结归纳。
学生阅读教材P110——111相关内容，思考回答下列问题：
1、什么是抵抗力稳定性和恢复力稳定性？
2、抵抗力稳定性和恢复力稳定性的核心分别是什么？
3、草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？
4、抵抗力稳定性与生态系统自身的组分和营养结构关系如何？恢复力稳定性呢？
5、抵抗力稳定性与恢复力稳定性关系如何？
教师总结归纳：“抵抗力稳定性”要强调其核心是“抵抗干扰，保持原状”。“干扰”是指破坏稳定状态的外界因素；“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。“恢复力稳定性”要强调其核心是“遭到破坏，恢复原状”。“破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围；“恢复”是指外界因素消除了，生态系统重新建立稳定状态。
1、自动调节能力取决于生态系统自身的净化作用和完善的营养结构。净化作用包括物理沉降、化学分解和微生物的分解三个方面，它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。
完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定。反馈调节是生态系统自动调节能力的基础，如在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群的增长就会受到抑制。生态系统的自动调节主要依靠群落内种间关系（主要是捕食）和种群内的种内斗争而实现的。
2、自动调节能力与生态系统成分和营养结构的关系
生态系统的自动调节能力与其自身的成分和营养结构成正比。一般来说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，反之就越大。
3、生态系统的自动调节能力与抵抗力稳定性的关系
生态系统抵抗力稳定性的强弱取决于自动调节能力的大小，它们之间呈正相关，即生态系统的抵抗力稳定性与其自身的成分和营养结构的复杂程度成正比关系。
4、生态系统的自动调节能力与恢复力稳定性的关系
生态系统的自动调节能力是有限度的，当外界干扰超过了这一限度时，生态系统原有的稳定性遭到破坏，抵抗力稳定性不能发挥作用于，恢复力稳定性得以充分体现，最终使其恢复接近原状或代之以另一全新的生态系统，并且重新具备抵抗力稳定性，又表现出自动调节能力。
一方面，不同的生态系统表现出的稳定性是不一样的；另一方面，生态系统的稳定性也取决于外界因素的影响程度。
我们如何提高生态系统的稳定性呢？
学生阅读教材P111相关内容。
教师指出：自然生态系统是人类生存的基本环境；人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离状态；人类生存与发展的命运就掌握在自己手中，但又受到自然规律的制约。
（三）总结
生态系统的自我调节能力，抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
（四）作业布置
教材P112练习。
（五）板书设计
第5节 生态系统的稳定性
一、生态系统稳定性的概念和自我调节能力
1、生态系统稳定性
2、反馈调节
二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
概念
1、抵抗力稳定性 原因
规律
2、恢复力稳定性
3、二者的关系
三、提高生态系统的稳定性
第2课时
一、目的要求
设计一个生态缸，观察这一人工生态系统的稳定性。
二、基本原理
生态系统的稳定性与它的物种组成，营养结构和非生物因素等有密切的关系。在有限的空间内，依据生态系统原理将生态系统具有的基本成分进行组织，设计时考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，构建一个正常运转的人工微生态系统是可能的，将少量的植物（如浮萍、水草、蕨类植物和一些低矮杂草、仙人掌、仙人球等），以这些植物为食的动物（如蚯蚓、蜗牛、小乌龟等）和微生物（如花土中的微生物等）和非生物的物质和能量（如阳光、花土、沙土、水分、矿物质、二氧化碳、含氮有机物等）放在一个玻璃缸（大小约：100cm×70cm×50cm）内，密封，就形成了一个人工模拟的微生态系统——生态缸。
在生态缸的生态系统中，浮萍、水草、蕨类植物、杂草、仙人掌、仙人球等植物能在光照下进行光合作用，释放O2，除供自身呼吸以外，还可供蚯蚓、蜗牛、小乌龟等动物的呼吸。同时还给这些动物提供了食物。植物的残枝落叶和动物的粪便被其中的微生物分解，分解产物又可作为生产者的养料。植物、动物和微生物呼吸放出的CO2，也为植物进行光合作用提供了原料。
由此可以看出，在生态缸中，由于既有生产者，消费者和分解者，又有非生物的物质和能量，既有物质循环又有能量流动，因此该生态缸能保持较长时间的相对稳定。
三、实验材料
蚯蚓8——10条，蜗牛5——7个，小乌龟2——3只。
浮萍、水草、蕨类植物和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球2——3株。
玻璃板4——5m2，粘胶足量；沙土8——10kg，含腐殖质较多的花土40——50kg，自来水足量。
四、方法步骤
按100cm×70cm×50cm的标准制作生态缸框架。
在生态缸内底部铺垫沙土和花土，花土在下，一边高，一边低；沙土在上，沙土层厚5——10cm。在缸内低处倒进水。将收集或购买的动物和植物放在生态缸中，其中浮萍，水草与小乌龟放在水中，仙人掌或仙人球移值到沙土上，蕨类植物和杂草移植到花土上，蚯蚓与蜗牛也放置在花土上。
封上生态缸盖。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。每一个星期观察一次生态缸内的生物种类与数量的变化，并且进行记录。
⑴生态缸可制作成封闭型，也可制作成开放型（即不加盖）。前者对生态系统的基本成分及其比例有着更严格的要求。
⑵生态缸中放置的生物学必须具有较强的生活力，放置的生物数量要合适。
⑶为了使生态缸内的沙土保持干燥，可在沙土下铺垫一张塑料布，以防止缸中水（气）渗透上来。
⑷生态缸制作完毕后，应该贴上标签，在上面写上制作者的姓名与制作日期。
五、观察记录
⑴让学生设计一份观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。
⑵定期观察，同时做好观察记录。
⑶如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时生态缸系统的稳定性已破坏，记录下发现的时间。
⑷依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。
六、结果和结论
根据观察结果完成实验报告。
（三）总结]
制作生态缸的要点。
（四）作业布置
教材P114技能训练和教材P115自我检测。
（五）板书设计
设计并制作生态缸，观察其稳定性
目的要求
↓
基本原理
↓
实验材料
↓
方法步骤
↓
观察记录
↓
结果和结论