第二节 生态系统的稳态
第1课时 生态系统中的能量流动
学 习 目 标
核 心 素 养
1．分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。
2.解释生态金字塔表示的食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。
1．使用示意图等方式表示和说明生态系统中能量流动的过程和特征，并对相关的生态学实践做出合理的分析和判断。(生命观念、科学思维、社会责任)
2.能按照科学探究的要求，调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动。
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)过程图解
(3)能量来源：太阳能。
(4)总能量：生产者固定的太阳能总量。
(5)渠道：食物链和食物网。
2．能量流动的特点及研究意义
(1)能量流动的特点
①单向流动：指生态系统的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向第三营养级……能量流动不可逆转，也不能循环。
②逐级递减：指能量在沿食物链传递的过程中，每一个营养级的生物在代谢中都会消耗很多的能量，结果流向下一个营养级的能量逐级减少。
③传递效率
a .能量在相邻两个营养级之间的传递效率平均只有10%～20%。
b .生态系统的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。从能量金字塔可以看出，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能就越多。
c .生态系统的能量流动一般不超过4～5个营养级。
(2)研究意义：在农业生产中推广生态农业，研究生态系统能量流动的规律，是为了使能量被多级利用，大大提高能量的利用率，还可以合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。
(1)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。(√)
(2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。
(×)
提示：第二营养级是指初级消费者，因此流经第二营养级的总能量是指被第二营养级所同化的能量，而不是被次级消费者摄入体内的能量。
(3)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。(×)
提示：是以有机物中化学能的形式流动的。
(4)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。(×)
提示：由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在，通过细胞呼吸，部分能量会以热能的形式散失，因此研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，但是做不到全部流向人类。
能量流动的过程
1．能量流动过程分析
—
?
—
?
—太阳能→有机物中的化学能→热能
?
—
2．每一营养级的能量来源与去路分析
(1)理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析。
①定量不定时分析
流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能的形式从生物群落中散失。生产者只有源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
②定量定时分析
流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸散热消耗，即以热能的形式散失；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，未利用部分的能量将保留到下一年(如下图)。
(2)各种能量之间的关系
①消费者摄入量＝消费者同化量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化量，应为上一营养级同化量。
②消费者同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
③用于生长、发育、繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一营养级同化量＋未被利用量。
④由②③可知，消费者的同化量＝呼吸消耗量＋分解者分解利用量＋下一营养级同化量＋未被利用量。
[注意说明] 动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如，蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得大象的能量。
1．关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
D [本题主要考查生态系统的能量流动等相关知识。能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A项正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B项正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C项正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D项错误。]
2．如图是能量流动的图解，下列理解错误的是( )
A．图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少
B．该图中的食物链为A→B→C→D
C．该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量
D．图中A固定的能量是B、C、D同化的能量之和
D [图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少，A正确；图中A为生产者，B、C、D为消费者，食物链为A→B→C→D，B正确；生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，C正确；每个营养级(最高营养级除外)的能量的去向包括流入下一营养级、流向分解者和自身呼吸作用消耗，故A固定的能量要大于B、C、D同化的能量之和，D错误。]
能量流动的特点及意义
[问题探究]
桑基鱼塘是为了充分利用土地而创造的一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统，将养蚕产生的废物作为鱼粮，鱼的排泄物沉于塘底成为营养丰富的腐殖质塘泥，可以作为桑树及其他作物的肥料。从能量流动角度分析，桑基鱼塘对能量的利用有何优点？
提示：实现能量的多级利用，提高了能量的利用率。
[讲解归纳]
1．能量流动特点及原因分析
(1)单向流动的原因
①食物链各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食性动物以植食性动物为食，而不能反过来。
②各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量是无法再被利用的，因此，能量也不能循环流动，必须由太阳能不断地予以补充。
(2)逐级递减的原因
①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量。
②各营养级的生物中总有一部分能量未被下一个营养级利用。
③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者。
特别提醒：能量传递效率≠能量利用率
?1?能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。
?2?能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。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，因此食物链越短，能量利用效率越高。
2．生态金字塔的类型
不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
类型
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形，如树上昆虫与树的数量关系
正金字塔形
象征
含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特征
生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减
每一阶的含义
食物链中每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物的总生物量
特别提醒：
能量在食物链上传递的特点是逐级递减，但是在整个无机环境中，能量的总和不会变，它只不过是从一种形式转化为另一种形式，即能量守恒。
1．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)。下列叙述正确的是( )
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a ×100%
C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
D．缩短食物链可以提高能量传递效率
C [图中b＝h＋c，A错误；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b－h)/a×100%，B错误；“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便中的能量不属于狼的同化量，仍属于其上一个营养级，即属于d，C正确；缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，D错误。]
2．根据生态系统的结构和功能分析，下列叙述错误的是( )
A．“桑基鱼塘”生态系统与普通水稻生态系统相比实现了能量多级利用
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．水产养殖业中，为使生产者所固定的能量更多地流向人类，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
C [A项中，“桑基鱼塘”生态系统实现了能量的多级利用。B项中，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。C项中，水产养殖业中，应以食物链短的鱼类为养殖对象。D项中，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。]
1．下列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%
A [流经生态系统的总能量是生态系统中生产者所固定的全部太阳能，A错误；生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网，B正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，C正确；相邻营养级之间能量传递效率是10%～20%，D正确。]
2．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列叙述正确的是( )
A．图中A＝D，B＝E，C＝F
B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级
D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D
B [由图可知，A＝G＋D，B＝E＋H，C＝F＋I，A错误；狼的粪便中的能量未被狼吸收，即不属于C中的能量，故兔流入分解者的能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量，B正确；分解者不属于食物链中的营养级，C错误；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A，D错误。]
3．下图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向下一营养级的能量。以下分析正确的是( )
A．图中b表示用于生长、发育和繁殖的能量
B．c表示生物体内储存的有机物
C．d中能量均未被该营养级生物同化
D．为提高羊肉的产量，应该提高图中c/a的比值
D [b表示该营养级同化的能量；c表示用于生长、发育和繁殖的能量，储存在生物体的有机物中，A、B错误；d表示分解者利用的能量，有一部分能量未被该营养级生物同化，C错误；图中a表示该营养级摄入的能量，c表示用于生长、发育和繁殖的能量，所以c/a的值越高，羊肉的产量越高，D正确。]
4．研究生态系统能量流动的主要目的是( )
A．熟悉生态系统的营养结构
B．研究能量流动的方向
C．研究能量流动的效率
D．使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分
D [能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础，在生态系统中能量开始于太阳辐射能的固定，结束于生物体的完全分解，能量流动的过程称为能流，在生态系统中主要是绿色植物进行光合作用，固定太阳能，所以，人们研究生态系统中能量流动的主要目的是设法使能量更多地持续、高效地流向对人类最有益的部分。]
5．如图所示为某生态系统内能量的流动情况，其中A、B、C为相应营养级同化的总能量。回答下列问题：
(1)生态系统的结构为__________________________________。
(2)该生态系统内，第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为______________，该值一般情况下不应大于________。
(3)次级消费者粪便中的能量属于________(填图中相应字母)，经________(填图中序号)途径流向分解者。
(4)该生态系统中，某初级消费者的种群密度下降对次级消费者的影响非常显著，可见该生态系统的抵抗力稳定性________(填“较弱”或“较强”)。
(5)从图中信息可知，生态系统中能量流动的特点是
____________________________________________________。
[解析] (1)生态系统的结构为生态系统的组成成分和营养结构(食物链、食物网)。(2)该生态系统内，A是生产者，B是初级消费者，C是次级消费者。第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率＝次级消费者(第三营养级)同化的能量/初级消费者(第二营养级)同化的能量×100%＝C/B×100%，该值一般情况下不应大于20%。(3)次级消费者粪便中的能量，因未经次级消费者同化，所以属于B即初
级消费者同化能量的一部分，经②途径流向分解者。(4)某初级消费者的种群密度下降对次级消费者的影响非常显著，说明该生态系统的抵抗力稳定性较弱。(5)生态系统中的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
[答案] (1)生态系统的组成成分和营养结构(食物链、食物网) (2)C/B×100% 20% (3)B ② (4)较弱 (5)单向流动、逐级递减
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．生态系统中能量的输入、传递(包括转化)和散失的过程，称为生态系统中的能量流动。
2.能量流动的起点是生产者固定的太阳能，流经生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能。
3.生态系统中的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点。能量的传递效率大约是10%。
4.研究生态系统能量流动的规律，是为了提高生态系统的能量转化效率，使能量更多地流向对人类最有益的部分。
[教材课上思考答案]
[积极思维]赛达伯格湖的能量流动有什么特点？
1．能量传递效率：第一营养级到第二营养级：62.8÷464.6×100%≈13.5%。第二营养级到第三营养级：12.6÷62.8×100%≈20.1%。
2．生态系统中的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点。
课件50张PPT。第四章 生态系统的稳态第二节 生态系统的稳态
第1课时 生态系统中的能量流动输入 传递 散失 太阳能 固定 食物链 食物网 单向 逐级递减 食物链 10%～20%能量金字塔 多 多 4～5 多级利用 能量的利用率 对人类最有益的部分 √ × × × 能量流动的过程 能量流动的特点及意义 点击右图进入…Thank you for watching !第2课时 生态系统中的物质循环
学 习 目 标
核 心 素 养
1．分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环的规律。
2．举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
1．使用图表等方式表示和说明生态系统中物质循环的过程和特点，并对相关的生态学实践应用做出合理的分析和判断。
2．能按照科学探究的要求，提出探究化肥与池塘富营养化相关性的实验方案，并实施。
一、物质循环的概念及特点
1．概念
(1)物质：指组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等。
(2)范围：在生物圈中进行。
(3)过程：无机环境生物群落。
2．特点：具有全球性，因此生态系统的物质循环，又称为生物地球化学循环。
二、水循环
1．概念：水以固态、液态和气态3种形态在陆地、海洋和大气之间不断循环的过程。
2．主要环节：降水和蒸发。
3．影响因素：太阳能、大气环流等因素。
4．意义
(1)在一定程度上影响溶解在其中的物质在地球上的分布。
(2)水循环和其他物质的循环联系在一起，在生态系统的物质循环中发挥极其重要的作用。
三、碳循环
1．概念：指碳元素在生物圈中的循环过程。
2．存在形式
(1)在无机环境中，主要以CO2和碳酸盐的形式存在。
(2)在群落中，碳是组成生物体的大量元素之一。
3．过程
4．温室效应：人类对化石燃料的过度利用，造成大气中CO2浓度的升高，对自然界中原有的碳平衡产生不良影响，导致温室效应增强等现象。
四、物质循环与能量流动的关系
1．区别
(1)物质循环：组成生物体的元素可以在生物群落与无机环境之间循环往复。
(2)能量流动：单向的，不能循环，而且逐级递减。
2．联系：在生物圈中，物质循环和能量流动同时进行，两者相互依存，不可分割。
(1)物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。
(2)能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间得以不断地往返循环。
(1)水可在生物圈的不同区域之间往复循环。(√)
(2)碳元素在生物群落中是以二氧化碳的形式流动的，在生物群落和无机环境之间也是以二氧化碳的形式循环的。(×)
提示：碳元素在生物群落中是以有机物的形式流动的，在生物群落和无机环境之间是以二氧化碳的形式循环的。
(3)在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生理过程主要是光合作用和呼吸作用。(√)
(4)生态系统中的物质是单向流动、不可循环的，能量是单向流动、可循环的。(×)
提示：生态系统中的物质可以循环往复利用，能量是单向流动、不可循环的。
(5)生态系统的物质循环和能量流动是独立进行的。(×)
提示：物质循环和能量流动同时进行，彼此相互依存，不可分割。
物质循环
[问题探究]
观察下面的碳循环模式图，讨论相关问题：
(1)CO2除通过生产者的光合作用进入生物群落外，还有进入生物群落的途径吗？
提示：化能合成作用。
(2)与自然界的碳循环关系最密切的两种细胞器是什么？
提示：叶绿体和线粒体。
(3)如果人们大量燃烧化石燃料，或乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？
提示：大量燃烧化石燃料，会使CO2在很短时间内释放出来；乱砍滥伐森林，会使大气CO2进入群落过程受阻，打破碳循环平衡，使大气中CO2的含量增高，进而导致温室效应。
[讲解归纳]
1．物质循环
(1)物质循环的过程可表示如下：
生物群落无机环境。
(2)对物质循环的分析
①范围：生物圈(全球)。
②对象：组成生物体的化学元素(C、H、O、N、P、Ca等)，而不是由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体所特有的物质。
③形式：在生物群落与无机环境之间以无机物的形式循环，在生物群落内部以有机物的形成传递。
④动力：能量流动。
2．物质循环的特点
(1)全球性：生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因而物质循环具有全球性。
(2)循环性：组成生物体的元素可以在生物群落和无机环境之间反复循环，不会消失。
3．碳循环
碳循环是生物圈基本的物质循环之一，其循环过程如图所示。
(1)碳在无机环境的存在形式是CO2和碳酸盐。
(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
(3)碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。
(4)
(5)碳在生物群落内部以有机物的形式沿食物链和食物网传递。
(6)碳在无机环境和生物群落中传递时，只有在生产者和无机环境之间的传递是相互的，在生物群落内部的传递是单向的。
由此，碳循环的过程可归纳如下：
1．下图表示生物圈中的碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析正确的是( )
A．图中生态系统中的食物链是A→B→C
B．碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦
C．碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性
D．提高⑥过程有利于维持大气中的碳—氧平衡
B [从图中看出，A为分解者，生态系统中的食物链是B→C；碳从生物群落进入无机环境的途径是③生产者呼吸、⑤分解者呼吸和⑦动物呼吸；碳循环具有全球性，磷循环也具有全球性；提高⑥过程使O2消耗加大，CO2产生增多，不利于维持大气中的碳—氧平衡。]
2．根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，不正确的是( )
A．碳在生物群落与无机环境之间循环的物质形式是CO2
B．参与②过程的生物有生产者、消费者和分解者
C．③过程增强后②过程随之增强，所以不能通过增强③减少大气中的CO2
D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖
C [碳元素在生物群落之间以含碳有机物的形式传递，在无机环境和生物群落之间以CO2形式循环，A正确；②过程包括动物、植物以及微生物的呼吸作用，B正确；③过程主要为绿色植物的光合作用，所以光合作用增强后，能减少大气中的CO2，C错误；①过程表示化石燃料的燃烧，要减少人类对①过程的依赖，需要人们开发太阳能、水能、核能等新能源才行，D正确。]
物质循环和能量流动
的关系
1．物质循环和能量流动的区别
项目
物质循环
能量流动
形式
以化学元素形式流动
光能→化学能→热能(一般形式)
过程
在无机环境和生物群落间往复循环
沿食物链(网)单向流动
范围
生物圈
生态系统各营养级
特点
反复利用、循环流动
单向流动、逐级递减
2．物质循环和能量流动的联系
(1)能量的固定、储存、转移、释放都离不开物质的合成和分解。
(2)物质是能量沿食物链(网)流动的载体。
(3)能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
特别提醒：生态系统物质循环和能量流动“平衡”的相对性
?1?一个生态系统的能量流动和物质循环保持着相对的平衡，这是生态系统相对稳定的重要保证。
?2?在生物圈范围内物质是循环的，但是农田中不断有粮食产出，所以要不断地补充物质，如施加氮肥。
1．分析生态系统的能量流动和物质循环的关系简图(如图)，不能得到的结论是( )
图4-2-2-5
A．能量①②③④的总和一定小于生产者所固定的太阳能总量
B．生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的
C．丁中包含的生物可能处于食物链的最高营养级
D．碳元素以CO2形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回无机环境
C [分析图中的信息可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，丁是分解者；生产者固定的能量有四个去向：自身呼吸消耗、流向动物、被分解者利用、留在生产者的体内。图中①②③④的总和是呼吸消耗、流向动物、被分解者利用的能量，小于生产者所固定的太阳能总量。从题图中我们还可以看出，生态系统的物质可以循环再生，如碳元素以CO2的形式进入生物群落，又以CO2的形式离开生物群落返回无机环境，而能量必须由太阳能不断补充。丁作为分解者，不是食物链的“成员”，因此C错误。]
2．下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是( )
A．大气中的气体X是指CO2和CO
B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的
C．丁经⑤⑥⑦过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%～
20%
D．丙处在第三营养级
D [生物群落与无机环境之间的碳循环是以CO2的形式进行的，故图中，大气中的气体X代表CO2；甲为生产者，乙为初级消费者(第二营养级)，丙为次级消费者(第三营养级)，丁为分解者，完成①过程的能量主要由生产者所固定的太阳能提供；食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10%～20%。]
方法规律：巧妙变换图形，判断参与碳循环的四种成分
甲 乙 丙
(1)图甲：先据双向箭头“”确定非生物成分和生产者，再判断两者中有3个指出箭头的A为生产者，有3个指入箭头的B为非生物成分，最后根据，确定C为消费者、D为分解者。
?2?图乙：根据A与C之间是双向箭头判断，A和C中一个是生产者，一个是非生物成分。根据A、B、D的碳都流向C，可进一步判断，A是生产者、B是初级消费者、C是非生物成分、D是次级消费者、E是分解者。
?3?图丙：首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气中的CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，可见其他生物都有箭头指向C，所以C是分解者，B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。
1．下列关于生态系统物质循环的叙述中，错误的是( )
A．物质循环指的是构成生物体的各种化合物在生物群落和无机环境之间的循环过程
B．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的
C．物质循环与能量流动不可分割，同时进行
D．物质循环的特点是循环往复、反复利用，具有全球性
A [生态系统的物质循环指组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等，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，A错误；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，B正确；能量流动和物质循环是同时进行的，相互依存，不可分割，物质是能量的载体，能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解过程，能量是物质循环的动力，C正确；物质循环的特点是循环往复，具有全球性，D正确。]
2．如图为碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是( )
A．碳循环是指CO2在生物圈的循环过程
B．伴随A过程的进行，能量输入生物群落中
C．图中A和B所示的物质循环具有全球性
D．能完成该循环的生物不一定含有叶绿体和线粒体
A [碳循环是指碳元素在生物圈的循环过程，A错误；A表示光合作用和化能合成作用，伴随A过程的进行，能量主要由光能转变为化学能输入生物群落中，B正确；物质循环是在全球范围内的循环，C正确；A表示生产者的光合作用和化能合成作用，光能自养型的蓝藻和进行化能合成作用的生物不含叶绿体，B可表示生物的呼吸作用，既可以是有氧呼吸，也可以是无氧呼吸，进行无氧呼吸的生物可以没有线粒体，D正确。]
3．如图表示生物圈中的碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析正确的是( )
A．图中的食物链是A→B→C
B．③⑥⑦都属于细胞呼吸
C．碳循环具有全球性，氮循环不具有全球性
D．提高③过程有利于维持大气中的碳—氧平衡
B [分析题图可知，A是分解者，B是生产者，C是消费者，食物链一般由生产者和消费者构成，没有分解者，A错误。碳循环和氮循环都具有全球性、循环性，C错误。提高④过程有利于维持大气中的碳—氧平衡，D错误。]
4．根据碳循环示意图(如右图所示)回答下列问题：
(1)在该生态系统各种成分中A为________，B为________，碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以________的形式进行的。
(2)碳元素从大气流向C是通过________作用实现的，从C流向A是通过________作用实现的。
(3)生物群落中的一部分碳返回大气中，而另一部分碳则以________的形式贮藏于地层中。碳在无机环境中以________和________的形式存在，碳在生物群落中是以________的形式存在的。
(4)从碳循环过程可以知道生态系统的物质循环特点是①________；②________。
[解析] 本题考查生态系统中碳循环的知识。本题解答的关键是正确判断A、B、C属于生态系统的什么成分。由图可知，大气有一个箭头指向C，说明C是生产者，因为只有生产者可以利用环境中的碳。A和C都有箭头指向B，说明B是分解者，因为分解者可以分解生产者的残枝落叶和消费者的尸体、粪便等。最后可以判断A是消费者。只要A、B、C判断正确，其他问题就可以顺利解决了。
[答案] (1)消费者 分解者 CO2 (2)光合 同化 (3)化石燃料 CO2 碳酸盐 含碳有机物 (4)①全球性 ②反复循环出现
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．生态系统中的物质循环又称为生物地球化学循环，是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等，不断进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环。
2.物质循环和能量流动密切相关，又有本质区别。物质循环的动力来自能量，而物质又是能量的载体。
3.在无机环境中，碳主要是以CO2和碳酸盐的形式存在的。
4.碳循环过程中两个重要的生理过程是光合作用和细胞呼吸。
[教材课上思考答案]
[积极思维]生物圈中的水是怎样循环的？
提示：水的主要循环路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。水循环流程图如下。
[积极思维]生物圈中的氮是怎样循环的？
提示：氮的循环主要是通过各种生物的作用进行的，其中微生物具有十分重要的作用。氮循环过程可用下图表示。
[课题研究]化肥与池塘富营养化
提示：认同(或者不认同)。实验方法：在上述三组实验的基础上再增加一组实验丁。丁组加入0.5 g过磷酸钙，加入的其他物质及培养条件与甲组相同。观察实验结果：如果丁组现象与甲、乙组相同，说明磷在池塘富营养化过程中不起关键作用，是N、P共同起关键作用；如果丁组现象与丙组相同，说明磷在池塘富营养化过程中起关键作用。
课件51张PPT。第四章 生态系统的稳态第二节 生态系统的稳态
第2课时 生态系统中的物质循环生物圈 生物群落 全球性 无机环境固态 气态 海洋 降水和蒸发 太阳能 大气环流 分布 物质循环碳元素 生物圈 碳酸盐 大量元素 光合作用 呼吸作用 化石燃料 碳平衡 循环往复 单向 逐级递减 载体 食物链(网) 动力 生物群落 无机环境 √ × √ × × 物质循环 物质循环和能量流动的关系 点击右图进入…Thank you for watching !第3课时 生态系统中的信息传递 生态系统稳态的维持
学 习 目 标
核 心 素 养
1．举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
2.解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力。
3.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等。
4.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定。
1．从生态系统具备有限自我调节能力的视角，预测和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变化(生命观念、科学探究、社会责任)。
2.能按照科学探究的要求，设计保持和提高某个生态系统稳定性的方案。
1．生态系统的信息传递
(1)生态系统中信息传递的形式
①物理信息：生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息，包括光、声、热、电、磁等。
②化学信息：生态系统中以代谢产物等化学物质传递的信息称为化学信息，包括植物代谢产物和动物外激素。
③行为信息：生态系统中以生物的表现或动作等行为特征传递的信息称为行为信息，包括舞蹈、运动等。
(2)生态系统的三个基本功能：能量流动、物质循环和信息传递。
(3)特点：它既有从输入到输出的信息传递，也有从输出到输入的信息反馈。信息传递强化了生态系统的调节机制。
2．生态系统稳态的维持
(1)生态系统稳态：指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，又称为生态系统的稳定性。
(2)生态系统的稳态是生态系统的结构和功能协调发展的重要标志。
(3)生态系统稳态的原因：生态系统具有自我调节能力。
(4)生态系统的自我调节能力的基础：负反馈调节。
(5)生态系统的稳态主要表现在：
①抵抗力稳定性：它是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状而不受损害的能力。
②恢复力稳定性：它是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(6)生态系统的稳态具有相对性
①在不同的生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性的表现不一样。一般来说，生态系统中的物种越多，遗传基因库越丰富，食物网越复杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
②在不同的生态系统遭到破坏后，它们的恢复程度与恢复时间是不一样的。
③一个生态系统在受到大规模干扰或外界压力超过生态系统自我调节能力的限度时，生态系统的稳态就可能遭到严重破坏，甚至引发系统崩溃。
(7)提高生态系统稳态的措施
①努力避免对生态系统的过度干扰。
②对于具有重要经济价值的人工生态系统，必须确保一定的物质和能量投入，以维持人工生态系统在结构和功能上的协调发展。
(1)生态系统的信息传递只发生在生物之间。(×)
提示：信息传递可以发生在生物和生物之间，也可以发生在生物和环境之间。
(2)生态系统中的信息包括物理信息、化学信息、生物信息。(×)
提示：生态系统中的信息包括物理信息、化学信息、行为信息。
(3)生态系统中的信息传递是沿食物链从低营养级向高营养级传递的。(×)
提示：生态系统中的信息传递往往是双向的，有从低营养级到高营养级的信息传递，也有从高营养级到低营养级的信息传递。
(4)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强。(×)
提示：生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越强，而恢复力稳定性却越弱。
(5)生态系统的自我调节能力表现在自身净化作用、群落内部的负反馈调节和生物群落与无机环境之间的负反馈调节等方面。(√)
(6)抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性一定越弱。(×)
提示：一般呈负相关。
生态系统中的信息传递
1．信息的种类
比较项目
物理信息
化学信息
行为信息
来源
无机环境和生物
生物的生命活动
动物
传递形式
物理过程
信息素
动物的
特殊行为
感受对象
或部位
动物的眼、耳、皮肤等器官，植物的叶、芽或细胞中的光敏色素等物质
动物，如昆虫的性外激素、哺乳动物的气味等
同种或异种动物个体
2．信息传递的模式
(1)形式：可分为物理信息、化学信息、行为信息。
(2)来源：可来自环境，也可来自生物。
(3)方向：信息传递是双向的。
(4)作用
3．信息传递在农业生产中的应用
措施
目的
养鸡场延长光照时间
提高产蛋率
用一定波长的光照处理蔬菜、各类作物的种子
提高发芽率
利用人工合成的化学信息吸引传粉动物
提高作物的传粉率和结实率
利用音响设备模拟动物的声音
诱捕或驱赶动物
施用昆虫信息素
诱捕或警示有害动物
特别提醒：关于信息传递范围和方向的提醒
?1?生态系统中信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。
?2?信息传递决定能量流动和物质循环的方向和状态，但它们的传递方向并不是相同的，物质是循环流动的，能量是单向流动的，信息一般是双向传递的。
4．信息传递与能量流动、物质循环的关系
项目
信息传递
能量流动
物质循环
区
别
来源
生物或无机环境
太阳能
生态系统
途径
多种途径
食物链或食物网
特点
往往是双向的
单向流动，逐级递减
反复利用，循环流动
范围
生物与生物之间，生物与环境之间
生态系统各营养级
生物圈
地位
决定能量流动和物质循环的方向和状态
生态系统的动力
生态系统的基础
联系
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
1．下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是( )
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，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
方法规律：明确判断生态系统信息传递种类的方法
?1?从信息传递的途径判断。例如，涉及声音、颜色、温度等物理因素，可判断为物理信息；涉及的信息载体为化学物质，可判断为化学信息；涉及特殊行为，可判断为行为信息。?2?从文字表述的着重点判断。例如，孔雀开屏如果通过行为传递给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
C [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；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；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。]
2．科学家们在研究植物与草食性昆虫之间的关系时，发现一个有趣的现象：当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌；夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。请回答：
(1)甲种蛾幼虫与天敌的种间关系是________；甲种蛾幼虫与烟草间的种间关系是________；甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是________。
(2)由此可见，信息传递能够_______________________________
____________。
(3)烟草叶片释放出的挥发性化学物质属于________。
[解析] 生物与其天敌之间一般表现为捕食或是寄生关系；甲、乙两种蛾幼虫都可以取食烟草叶片，因此甲种蛾幼虫与烟草的种间关系是捕食，甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是竞争。烟草受到甲种蛾幼虫的采食刺激而释放挥发性化学物质，以调整它们之间的数量关系，维持生态系统的稳定。
[答案] (1)捕食或寄生 捕食 竞争 (2)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 (3)化学信息
生态系统稳态的维持
[问题探究]
天然草场中昆虫在感知小草返青时会大量繁殖。但在人工草场中，若昆虫大量繁殖会导致草场退化。从生态系统稳定性角度思考：人工草场容易退化的原因是什么？
提示：生物种类少，抵抗力稳定性弱。
[讲解归纳]
1．生态系统稳态的理解
(1)结构相对稳定：生态系统中动植物种类及数量在正常情况下不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用下图表示。
(2)功能相对稳定：生物群落的物质输入与物质输出相对平衡，能量输入与输出相对平衡。
(3)生态系统的稳态是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内种间关系(主要是捕食)及种内斗争实现的。
2．生态系统保持稳定性的原因：具有自我调节能力
(1)生态系统的结构与自我调节能力的关系
生态系统的成分
食物网
自我调节能力
越多
越复杂
大
越少
越简单
小
(2)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就会迅速丧失，生态系统将难以恢复平衡。例如，当大片森林被毁灭性地砍伐，可能导致气候异常，雨水失调，水土流失，植被衰退……
3．“三看”法判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
看实质
保持自身结构、功能相对稳定
恢复自身结构、功能相对稳定
看核心
抵抗干扰、保持原状
遭到破坏，恢复原状
看影响
因素
生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强
一般生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强
特别提醒：有关生态系统稳定性的三点提示
?1?生态系统的稳定性不是绝对不变的，而是一种相对稳定状态。
?2?判断抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关键是“保持”还是“恢复”。
?3?抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如苔原生态系统的两种稳定性都较小。
1．森林遭到持续干旱时，树木往往会扩展根系的分布空间，以保证获得足够水分，维持生态系统的正常功能。这反映了森林生态系统( )
A．恢复力稳定性较强 B．抵抗力稳定性较强
C．恢复力稳定性较弱 D．抵抗力稳定性较弱
B [森林遭到持续干旱时，树木往往会扩展根系的分布空间，以保证获得足够的水分，维持生态系统的正常功能，这体现了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，故为抵抗力稳定性，说明该森林生态系统的抵抗力稳定性较强。]
2．下图中的两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围；y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小；x表示恢复到原状态所需的时间。请回答下列问题：
(1)生态系统结构复杂，各组分间通过________和_____________ _________________________________________________________
紧密联系，形成统一整体；同时，________调节着生物种间关系，以维持生态系统的稳定性。
(2)生态系统稳定性的基础是________，若要保持一个封闭生态系统的稳定性，必须从外界源源不断地输入________。
(3)对a、b两个生态系统施加相同强度的干扰，若ya＞yb，则这两个生态系统的抵抗力稳定性的关系为a_______________________
(填“＞”“＜”或“＝”)b；对同一生态系统来说，x和y的关系为________。
[解析] (1)一个生态系统中各成分之间通过物质循环和能量流动紧密联系在一起，形成一个统一的整体，生物与无机环境之间，生物与生物之间通过信息传递进行调节，以维持生态系统的平衡。(2)生态系统稳定性的基础是要有一定的自我调节能力，生态系统越复杂，自我调节能力越强。一个生态系统必须包含非生物的物质和能量，因此一个封闭生态系统必须要有外来能量注入。(3)从题干中可知，y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，现在对a、b
两个生态系统施加相同强度的干扰，而ya＞yb，说明a在相同干扰条件下被破坏程度高，自我调节能力差，即抵抗力稳定性弱于b。x表示恢复到原状态所需的时间，破坏程度越强，恢复时间就越长，两者呈正相关。
[答案] (1)能量流动 物质循环 信息(信息传递) (2)一定的自我调节能力 能量 (3)＜ 正相关
维持生态系统相对稳
定的条件
1．实验原理
(1)生态瓶中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意的是必须有足够的分解者。
(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。
(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。
(4)生态瓶必须是透明的，这样可保证生态瓶中有充足的太阳能。当然，生态瓶一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。
2．实验注意事项
(1)实验设计要求
设计要求
相关分析
生态瓶必须是封闭的
防止外界生物或非生物因素的干扰
生态瓶中投放的几种生物，必须具有很强的生活力，成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)
生态瓶中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定
生态瓶的材料必须透明
为光合作用提供光能，且便于观察
生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应适宜，要留出一定的空间
便于操作；使瓶内储备一定量的空气
(2)生态瓶稳定性的观察与分析
①观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化等来判断生态系统的稳定性。
②由于生态瓶中的生态系统极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极弱，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。
1．某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如图所示)。下列说法中错误的是( )
A．甲瓶中的小鱼很快死亡主要是因为瓶内分解者数量过少
B．乙瓶中的生物存活的时间相对较长
C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D．若想维持稳定性，丙瓶不应该放在黑暗中
A [由题图可知，甲瓶中鱼的数量明显多于乙瓶、丙瓶，会导致甲瓶中氧气不足，所以甲瓶中的小鱼会很快死亡，A项错误；由图甲、图乙和图丙比较可知，乙瓶中的生产者(水藻)和消费者(小鱼)的比例适中，又有能量(太阳能)输入，所以其中的生态系统结构较合理，因此其中的生物存活的时间相对较长，B项正确；丙瓶中的分解者主要为微生物，适合它们生存的环境是有机质丰富的河水和池泥，C项正确；因为生态瓶需要能量的输入，最适合生态瓶的能量输入方式为通过阳光照射来输入太阳能，所以若想维持稳定性，丙瓶不应该放在黑暗中，D项正确。]
2．为观察生态系统稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成成分和处理条件见下表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
生态系统成分
光
水草
藻类
浮游动物
小鱼
泥沙
生态
瓶编
号
甲
＋
＋
＋
＋
－
＋
乙
－
＋
＋
＋
－
＋
丙
＋
＋
＋
＋
－
－
丁
＋
＋
＋
＋
＋
＋
注：“＋”表示有，“－”表示无。
请回答以下问题：
(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为________，原因是______
_____________________________________________________。
(2)丙瓶比甲瓶中的有机物多，原因是______________________
____________________________________________________。
(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量________，原因是_____________
____________________________________________________。
(4)根据观测结果，得出结论：①__________________________；②__________________________。
[解析] 密闭生态瓶的稳定性取决于该生态系统中生物的种类和数量的搭配情况。在光照条件下，水草、藻类作为生产者进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者(浮游动物和小鱼)提供氧气和食物。泥沙中含有分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。乙瓶缺光，藻类不能进行光合作用，丙瓶缺泥沙，分解者数量相对较少，两者都不能长久地维持稳定。甲瓶中无小鱼，丁瓶中有小鱼，小鱼进行有氧呼吸要消耗氧气。
[答案] (1)下降 在缺乏光照的情况下，藻类不能进行光合作用，不能生长 (2)丙瓶中缺乏泥沙，分解者数量太少 (3)低 消费者较多，需消耗较多的氧气 (4)①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量(太阳能) ②生产者、消费者以及分解者之间应保持适当的比例，以维持生态系统的相对稳定
1．下列不属于生态系统信息传递的是( )
A．心猿意马 B．飞蛾扑火
C．花香引蝶 D．老马识途
A [生态系统的信息传递类型包括物理信息、化学信息和行为信息。飞蛾扑火是通过光传递作息，属于物理信息；花香引蝶、老马识途都是通过气味传递作息，属于化学信息。]
2．下列关于生态系统信息传递的叙述，错误的是( )
A．信息传递不只发生在生物之间
B．雄性孔雀的开屏属于行为信息
C．信息传递具有单向性的特点
D．信息传递可以调节生物的种间关系
C [信息传递不仅发生在生物之间，也可发生在生物与无机环境之间，A正确；孔雀开屏现象属于行为信息，B正确；信息传递往往是双向的，C错误；信息传递可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，D正确。]
3．以下实例可以说明生态系统具有自我调节能力的是( )
A．豆科植物能供给根瘤菌有机养料，同时能通过根瘤菌获得含氮养料
B．草原上羊的数量剧增会导致草的数量减少，进而抑制了羊群数量的增长
C．山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后会造成水土流失，甚至发生泥石流
D．废弃多年的耕地上会逐渐生长出杂草，进而逐渐出现小灌木林
B [A项中体现的是豆科植物与根瘤菌的互利共生关系；C项说明山区植被遭到破坏或掠夺式砍伐后该生态系统会恶化甚至崩溃；D项反应的是群落演替。]
4．下列有关生态系统稳定性的说法，正确的是( )
A．森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的抵抗力稳定性差
B．人造单纯林易受到破坏的主要原因是营养结构简单，自我调节能力小
C．如果生态系统受到外来干扰，生态系统的相对稳定性会被破坏
D．只要增加生态系统物种种类，就能保持生态系统的相对稳定状态
B [森林生态系统的恢复力稳定性比草原生态系统的恢复力稳定性差，A错误；人造单纯林易受到破坏的主要原因是营养结构简单，自我调节能力小，B正确；在一定限度内，生态系统受到外来干扰，可以靠自己的调节能力，维持其相对稳定，C错误；增加生态系统物种种类，可以维持生态系统的相对稳定状态，但这种调节能力是有限的，如果外来干扰强度过大，生态系统的稳定性就会遭到破坏，D错误。]
5．生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分，其中非生物的物质和能量、生产者和分解者对一个生态系统稳定性的维持具有非常重要的意义，为了验证其重要性和不可缺少性，现设计如下实验。实验过程如下图所示，在相同形状和体积的锥形瓶中加等量的水(1、2号加清水，3、4号加少许河泥)、同样的金鱼、等量的金鱼藻(2～4号)，用橡胶塞塞紧。1～3号放在阳光下，4号放入黑暗的纸箱中。(均放于室温20 ℃条件下)
(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比，________生活时间长。因为_________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)上述1～4号瓶中，______瓶中金鱼生存时间最长。因为_____
_______________________________________________________。
(3)1、2、3号瓶比较，相同的非生物因素有________，3、4号瓶相比较，生态系统的成分中不同的是________。
(4)4号瓶中的鱼存活时间最短，说明________是生态系统根本的能量来源；3号瓶中的鱼最后也死亡了，其主要原因是__________
________________________________________________________。
(5)2号瓶与3号瓶对照，能否说明分解者是生态系统的必备成分？若不能，如何设置实验才能证明？________。
(6)本实验所得结论是___________________________________
________________________________________________________。
[解析] 非生物的物质和能量是生态系统存在的基础，生产者是生态系统中唯一把非生物的物质和能量转变成生物群落的成分，是生态系统的主要成分；分解者是生态系统必不可少的成分，没有它，动植物的尸体就会堆积如山，生态系统就会崩溃。
[答案] (1)1号瓶 4号瓶中有金鱼藻，但置于黑暗处，金鱼藻不能进行光合作用，金鱼藻的细胞呼吸却会消耗水中溶解的O2，故4号瓶中金鱼生存时间更短 (2)3号 3号瓶置于日光下，有稳定的能量来源，金鱼藻和金鱼的细胞呼吸共同消耗水中的溶解氧，产生CO2，金鱼藻的光合作用向水中提供溶解氧，清水、河泥又为植物提供水和无机盐，河泥中的分解者将金鱼的粪便分解为无机物供金鱼藻利用，这种状况能维持较长一段时间，故金鱼生存的时间较长 (3)水温和光照 有无光照 (4)光能 瓶内生物种类少，结构简单，
无法长期保持稳定 (5)不能。应再设置一组5号瓶与3号瓶对照，除加入已经烘烤(杀死其中微生物)过的河泥外，其他成分和条件与3号瓶相同，观察并记录结果 (6)非生物的物质和能量(水、空气、矿物质和阳光等)、生产者(金鱼藻)、消费者(金鱼)和分解者(腐生微生物)四者共同构成一个生态系统，缺一不可
归纳总结：
?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。
?3?生态系统的稳态具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
?4?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。
?5?生态系统的稳态是其结构和功能协调发展的重要标志。
?6?一般来说，生态系统的物种越多，遗传基因库越丰富，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。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．信息传递、能量流动和物质循环是生态系统的三大基本功能。
2.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。
[教材课上思考答案]
[积极思维]生态系统中的信息传递
1．海豚在深海黑暗环境中利用回声定位这种物理信息传递形式判断周围物体的方向、大小与远近，以进行捕食、避敌，有利于生命活动的正常进行。
2．雄蝶追逐雌蝶、双双起舞纷飞等动作属于行为信息，雌蝶释放性信息素属于化学信息。这些信息传递形式有利于蝴蝶的种群繁衍。
[课题研究]维持生态系统相对稳定的条件
提示：如果生态瓶不加盖，作为一个开放的生态系统，其中的生物可以与外界进行物质和能量的交换，从而可以长期生存。
[教材课后习题答案]
[评价指南]
一、单项选择题
1．B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.A 7.D
二、技能增进题
“生物圈Ⅱ号”的实验失败证明了在现有的科学技术条件下，人类离开了地球将难以永续生存。同时证明：地球目前仍是人类唯一能依赖的维生系统。从中受到的启发：善待地球。首先，要大量宣传，提高人们的觉悟与认识，增强环保意识；其次，科学管理和利用好资源，即在消耗的同时，给地球更大的补充，不是要求我们不消耗，而是尽量减少不必要的消耗，同时给予补充；第三，善待地球，在保护中开发，在开发中保护。
[第四章 综合评价指南]
1．(1)4 鹰 (2)初级 (3)捕食 竞争
2．如下图所示。
3．生物与生物、生物与环境之间是相互作用、相互制约的关系。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
4．(1)B (2)A (3)CO2 碳酸盐 CO2
5．(1)B，因为B所含能量最多，为第一营养级。
(2)5.7%。
6．(1)土壤、空气、水分等 (2)生产者(植物)、消费者(鱼类)、分解者(池塘中的各种微生物)
课件71张PPT。第四章 生态系统的稳态第二节 生态系统的稳态
第3课时 生态系统中的信息传递 生态系统稳态的维持物理过程 光 声 磁 化学物质 植物代谢产物 动物外激素 生物的表现或动作 能量流动 物质循环 信息传递 信息传递 保持 恢复 相对稳定 结构和功能 自我调节能力 负反馈 抵抗力 恢复力 相对性 多 丰富 复杂 强 高 大规模干扰 外界压力 自我调节能力 过度干扰 物质和能量结构和功能 × × × × √ × 生态系统中的信息传递 生态系统稳态的维持 维持生态系统相对稳定的条件 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十五)
(建议用时：40分钟)
[基础达标练]
1．在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是( )
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
A [绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。]
2．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．通过物质多级利用可大大提高能量的传递效率
B．处于稳定的生态系统中能量输入与输出相对稳定
C．生态系统的能量大多以热能的形式散失
D．太阳能只有通过生产者才能输入生态系统
A [通过物质多级利用可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误；处于稳态的生态系统中能量输入与输出基本相等，保持动态平衡，B正确；生产者固定的太阳能通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用大多以热能形式散失到环境中，C正确；太阳能可被绿色植物通过光合作用固定转化成化学能，所以只有通过生产者才能输入生态系统，D正确。]
3．调查得知某河流生态系统的营养结构共有4个营养级(以a、b、c、d表示)。经测定，一年中流经这4个营养级的能量如下表所示，则该生态系统中的初级消费者是( )
营养级
能量(J·m－2)
a
141.10×105
b
15.91×105
c
0.88×105
d
871.27×106
A．a B．b
C．c D．d
A [能量流动的特点：单向流动、逐级递减，而且能量传递效率是10%～20%，因此表中d为生产者，a为初级消费者，b为次级消费者，c为三级消费者。]
4．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其粪便中所含的能量
D．用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
C [生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量是生产者生长、发育、繁殖等所需的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便排遗物的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量和呼吸作用消耗的能量之和，D错误。]
5．在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则( )
A．羊同化的能量为64%n
B．贮存在羊体内的能量为52%n
C．由羊流向分解者的能量为16%n
D．由羊流向下一营养级的能量为64%n
A [羊同化的能量为n－36%n＝64%n，A正确；贮存在羊体内的能量为n－36%n－48%n＝16%n，B错误；根据题意，由羊流向分解者的能量为其体内储存量的一部分，小于16%n，C错误；由羊流向下一营养级的能量为其同化量的10%～20%，D错误。]
6．下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是( )
A．甲是生产者，乙是消费者
B．该生态系统是一个开放的系统
C．太阳光能通过光合作用固定并进入系统，能以热能形式输出
D．甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量
D [根据题中简图可知，甲能够固定太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者，A正确；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统，B正确；能量通过光合作用固定并进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，C正确；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量，D错误。]
7．如表是能量流经某种植食性动物时的情况，下列说法正确的是( )
项目
摄食量
粪便量
呼吸消耗量
用于生长发育
和繁殖的能量
能量(kJ)
530
330
X
110
A．X表示的能量大小不能确定
B．该植食性动物同化的能量中有25%以热能的形式散失掉
C．流向第三营养级生物的能量最多是40 kJ
D．粪便量属于植食性动物同化的能量
C [X表示的能量大小能确定，为530－330－110＝90 (kJ)，A错误；细胞呼吸产生的能量大约有60%以热能的形式散失，还有约40%储存在ATP中，因此该植食性动物同化的能量中以热能形式散失的能量约有×60%＝27%，B错误；由于植食性动物同化的能量为530－330＝200 (kJ)，所以流向第三营养级生物的能量最多为200×20%＝40 (kJ)，C正确；粪便量是该生物未同化的能量，仍然属于其上一个营养级，D错误。]
8．下图是生态系统能量流动的图解，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C所具有的能量约为B的10%
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的能量关系为A≥B＋C＋D
D [无机环境的能量进入生态系统的起点是生产者，所以确定A为生产者，则B、C、D为消费者，由于能量流动是逐级递减的，所以图中方框大小可以用来代表该营养级生物所具有的能量多少。A所固定的能量，有四个去处：自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未被利用(图中没有标出未被利用部分)，所以A具有的能量应该大于B、C、D的能量之和。能量在一条食物链内流动时的传递效率平均约为10%。]
9．如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．该图所示的食物网一定只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1主要表示通过光合作用固定的能量
D．能量可在食物链中被循环利用
C [Ⅰ是生产者，A错误；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，每一营养级都可能有多种生物，所以该图所示的食物网可能有多条食物链，B错误；E1主要表示通过光合作用所固定的能量，C正确；能量只能沿着食物链单向流动、逐级递减，不能被循环利用，D错误。]
10．如图是一个农业生态系统模式图，相关叙述正确的是( )
A．家畜的同化量一般不通过家畜的粪便传递给分解者
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的生产者
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传递效率
A [家畜的同化量不包括其粪便量，其粪便量属于生产者的同化量，A正确；沼气池中的微生物是该生态系统的分解者，B错误；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用，能量流动是单向的，不能循环利用，C错误；多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率，但不能提高能量的传递效率，D错误。]
11．某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用效率进行测定，测出的数据如表(单位：kJ)，请回答下列问题：
玉米田
荒地
湖泊
入射太阳能
2 001.0
497.0
111 572.0
输入第一营养级的能量
25.3
4.95
111.3
生产者的呼吸量
8.4
0.99
37.0
(1)太阳能的利用率最高的生态系统是________，做出这一判断的依据是__________________________________________________________________。
(2)假如两个陆地生态系统的绿色植物固定了等量的太阳能，则________(填“玉米田”或“荒地”)生态系统具有较多的能量传递到下一个营养级。
(3)玉米田生态系统中，输入第一营养级的能量，除一部分用于生产者的呼吸作用以热能形式散失外，其余能量用于________________________________。
(4)玉米与玉米田中的杂草之间的关系是________，从生态系统的能量流动角度阐述除草的原理：_________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)由表中数据分析可知，玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高，所以太阳能利用率最高的生态系统是玉米田。(2)荒地生态系统中生产者呼吸消耗的有机物占制造有机物总量的比例较少，所以传递到下一营养级的能量较多。(3)输入第一营养级的能量，除了一部分用于细胞呼吸以热能形式散失掉，其他的用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。(4)玉米和玉米田中的杂草都是生产者，具有竞争关系。除草能合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
[答案] (1)玉米田 玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高 (2)荒地 (3)自身生长、发育和繁殖等生命活动 (4)竞争 合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续、高效地流向对人类最有益的部分
12．利用生态系统中物质循环和能量流动的原理，走可持续发展道路是人类的必然选择。如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解[能量单位为J/(cm2·a)]。请回答下列问题：
(1)生态系统的结构包括__________________________________________。
(2)图中A代表__________________________________________________。
(3)该生态系统中生产者固定的总能量是_____________________J/(cm2·a)，
其中第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。
(4)生态系统能量流动的特点是________、________。
(5)该生态系统中，分解者的作用是__________________________________
[解析] (1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。(2)图中A是生产者、植食动物、肉食动物经呼吸作用释放的能量。(3)该生态系统的能量来源有两个：生产者通过光合作用固定的太阳能和输入的有机物中的化学能。 它们的和为输入该生态系统的总能量，肉食性动物获得的能量为5.1＋2.1＋0.05＋0.25＝7.5 J/(cm2·a)，其中有5 J/(cm2·a)的能量来自有机物，因此2.5 J/(cm2·a)的能量是同化第二营养级(植食性动物)的能量；由此可知，第二营养级同化的能量为2.5＋9＋4＋0.5＝16 J/(cm2·a)，其中有2 J/(cm2·a)的能量来自有机物，因此14 J/cm2·a的能量是同化第一营养级的能量；如此可计算出生产者固定的能量为14＋23＋70＋3＝110 J/(cm2·a)。图中第一、二营养级之间的能量传递效率为(14÷110)×100%＝12.7%。(4)能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(5)分解者的作用是将有机物分解成无机物后返回自然环境。
[答案] (1)生态系统的组成成分、食物链和食物网 (2)呼吸作用释放的能量 (3)110 12.7% (4)单向流动 逐级递减 (5)将有机物分解成无机物后返回自然环境
[能力提升练]
13．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能，方框大小表示所含能量多少)，下列叙述中不正确的是( )
A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(D1/W1)×100%
C．流入初级消费者的能量为A2＋B2＋C2
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C [由图可知，A为呼吸作用散失的热能，D是流向下一营养级的能量，B、C应为流向分解者或未利用的能量。因此生产者固定的总能量W1＝A1＋B1＋C1＋D1，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，A正确。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝(第二营养级的同化量/第一营养级的同化量)×100%＝(D1/W1)×100%，B正确。流入初级消费者的能量为D1，且D1＝A2＋B2＋C2＋D2，C错误。 图解表明能量流动是单向的，方框变小表示能量流动是逐级递减的，D正确。]
14．据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是( )
A．能量经过多级利用，提高了能量利用率
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
C [在该生态系统中作物通过光合作用固定太阳能，使非生物的能量进入生物体内，作物固定的太阳能是流经此生态系统的总能量，作物的籽实、家畜、食用菌、蚯蚓等可以为人们提供相应的产品，充分实现了能量的多级利用，不但减少了废物和污染，同时也提高了生态效益和经济效益，实现了良性循环。食物链一般指捕食链，而题中延长的是腐生链，且通过腐生链使原来作为废弃物的能量得到了利用，如在一般生态系统中不能充分利用的作物的秸秆，在该生态系统中得到充分利用。所以系统总能量的利用率应该是得到了提高，而不是降低，故C错误。]
15．某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。如图表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向)，如图表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题：
图1 图2
(1)图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是____________
_______________________________________________________________。
(2)图1所示食物网中，次级消费者是________，丁与丙之间的种间关系是________。
(3)根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有________________________________________________________________。
(4)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。
(5)经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是________。
(6)从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是__________
______________________________________________________________。
[解析] (1)根据题干信息分析，甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，水鸟可以捕食3种鱼，则图1中缺少的食物链为水草→甲→丁。(2)根据以上分析可知，图1中属于次级消费者的是丙、丁；丁与丙都以乙为食，且丁以丙为食，因此丁与丙之间存在捕食和竞争关系。(3)图2中乙固定的能量除了流向丁和分解者外，还应该包括流向丙和自身呼吸作用以热能形式散失的能量。(4)结合图1和图2分析，属于第一营养级的生物是水草、藻类，固定的能量是25 000 kJ/(m2·a)；属于第二营养级的生物是甲、乙，固定的能量应该多于1 900 kJ/(m2·a)，因此第一营养级到第二营养级能量的传递效率应该大于1 900÷25 000，即大于7.6%。(5)根据题意分析，水体中含有某种可被生物富集的农药，因此营养级越高的生物该农药的含量越高，即丁的农药含量最高。(6)由于河流生态系统自我调节(自我修复)能力是有限的，因此污染物排放容易导致水质恶化。
[答案] 水草→甲→丁 (2)丙和丁 捕食和竞争 (3)传递给丙、自身呼吸作用以热能的形式散失 (4)大于 (5)丁 (6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限
课时分层作业(十六)
(建议用时：25分钟)
[基础达标练]
1．关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是( )
A．这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈
B．生态系统的物质循环具有全球性
C．物质在生物群落内部也可以循环
D．这里的物质指的是构成生物体的C、H、O、N、P、Ca等
C [生态系统的物质循环发生在生物群落与无机环境之间，而在生物群落内部物质不能循环，只能沿食物链(网)单向传递。]
2．下图为生态系统碳循环示意图，图中甲、乙、丙代表生态系统组成成分，数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是( )
A．图中生产者、甲、乙、丙构成了两条食物链
B．大力增强过程①，可在一定程度上缓解温室效应
C．过程③中的碳全部储存于乙体内的有机物中
D．农业上的中耕松土可以加强过程⑦
B [图中甲为大气中CO2库，乙为消费者，丙为分解者，分解者不参与食物链的组成；①②分别表示生产者的光合作用与呼吸作用，大力增强过程①可以减少大气中的CO2量，缓解温室效应；③为消费者的摄入，摄入量＝同化量＋粪便量；⑦为消费者的呼吸作用，中耕松土不能加强过程⑦。]
3．如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，其中箭头表示碳的传递方向；字母表示碳的传递途径。下列叙述不正确的是( )
A．碳元素从植物体流入动物体的主要形式是有机物
B．a途径表示光合作用，b、d、g途径表示呼吸作用
C．碳元素在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行
D．如果图中的字母表示碳元素传递的数量，则夏季植物正常生长的过程中a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e
D [由图可知，a途径为光合作用，b、d、g途径为呼吸作用。碳元素在生物群落中主要以含碳有机物的形式传递，在生物群落与无机环境之间则以CO2的形式进行循环。夏季植物正常生长的过程中，b、c、e中的碳元素的总和只是植物通过光合作用固定的碳元素总量的一部分，还有一些碳元素以含碳有机物的形式储存在植物体内。]
4．大气中二氧化碳含量的迅速增加会造成温室效应。下列有关叙述不正确的是( )
A．动植物呼吸作用的增强是大气中二氧化碳含量增加的主要原因
B．减少化石燃料的燃烧是解决温室效应的主要措施
C．碳元素在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环
D．生产者通过光合作用或化能合成作用将碳固定到生物群落中
A [大气中二氧化碳含量增加的主要原因是化石燃料的大量燃烧和植被面积的缩小，A错误。减少化石燃料的燃烧、开发清洁新能源是解决温室效应的主要措施，B正确。碳元素在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，C正确。生产者通过光合作用或化能合成作用将碳固定到生物群落中，D正确。]
5．如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是( )
A．生物圈通过碳循环来实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，各成分间以CO2的形式传递碳元素
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程中需要能量驱动，同时又是能量的载体
B [题图中A为消费者，B为分解者，根据C、D间具有双向箭头，可推断C、D为生产者和大气中的CO2库；再由所有成分都有箭头指向大气中的CO2库可知，D为大气中的CO2库，则C为生产者；根据其他箭头可推知E为化石燃料；在生物群落与无机环境之间以CO2的形式传递碳元素，在生物群落内以含碳有机物的形式传递碳元素。]
[能力提升练]
6．右图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是( )
A．1代表生产者，5代表化能合成作用
B．碳元素在1、2、3、4之间以含碳有机物的形式传递
C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1
D．1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环
C [根据题图分析，1箭头指向2、3、4，可以确定1是生产者，因为生物群落总能量流动的起点是生产者；由于生产者联系了无机环境和生物群落，所以确定4为无机环境(CO2库)。根据生产者和消费者都有箭头指向分解者，确定3为分解者；5代表生产者的呼吸作用产生CO2，A项错误。碳元素在1和4之间是以CO2形式传递的，在1、2、3之间是以含碳有机物的形式传递的，B项错误。1是生产者，所含有的有机物最多，即在食物链中占有碳元素最多，C项正确。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返，D项错误。]
7．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过程的能量值至少约为X1过程的能量值的1%
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
C [图中X1表示生产者的光合作用，该过程在真核细胞中需叶绿体完成，而在原核细胞中则不需要叶绿体。X1过程吸收的CO2总量应大于各级生物和分解者呼吸释放的CO2总量，因为有一部分储存于生物体内，或转变为其他形式(如化石燃料)。秋季气温较低，分解者的呼吸作用受到限制，不可能将各营养级提供的有机物中的碳全部转变为CO2。]
8．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。请据图回答下列问题：
(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与甲所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在甲所示的________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。
(4)除化石燃料燃烧外，还可以通过________________________作用产生CO2。
[解析] (1)生态系统的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反复出现，循环流动。(2)生态系统中的生产者主要指绿色植物，其次还有能进行化能合成作用的细菌等。丙中生物为细菌，属于原核生物，Y的细胞结构与丙不同，则Y为真核生物，有核膜包被的成形的细胞核。(3)呼吸作用产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质，光合作用产生有机物的场所是叶绿体基质。(4)CO2回到大气中的途径有化石燃料燃烧，其次还有动、植物的呼吸作用以及微生物的分解作用。
[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) 有核膜包被的成形的细胞核 (3)c a和b (4)动、植物的呼吸作用以及微生物的分解
课时分层作业(十七)
(建议用时：40分钟)
[基础达标练]
1．下列三个实例分别体现了哪一类信息的作用( )
①萤火虫通过闪光来识别同伴 ②草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号 ③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，若将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠的真菌孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡
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
B [题干中萤火虫通过闪光识别同伴体现了物理信息的作用；草原上的鸟在发现天敌后，急速起飞，扇动翅膀强调了特殊的行为，体现了行为信息的作用；植物根系分泌的是一种化学物质，体现了化学信息的作用。]
2．下列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
B [多细胞生物体内细胞间的信息传递是个体内的信息传递，不属于生态系统信息传递的范畴；信息传递对于生物体正常生命活动的进行、种群繁衍、生态系统稳定性具有重要作用；性引诱剂的使用属于化学信息的应用。]
3．在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可食的信息；森林中，狼能依据兔留下的气味来猎捕后者，兔同样能依据狼的气味或行为躲避追捕，这说明( )
A．生命活动的进行离不开信息的作用
B．生物种群的繁衍，离不开信息的传递
C．信息传递调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定
D．生命活动的进行、生物种群的繁衍，离不开信息的传递
C [分析题干可以判断，信息传递能调节兔与狼之间的种间关系，以维持生态系统的稳定。]
4．如图为生态系统信息传递模式图，下列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
A [能量流动的特点是单向流动、逐级递减，而物质循环是反复出现、循环流动的，信息传递往往是双向的。]
5．某地区常年栖息着30万只鸟类，其中灰椋鸟占了最大优势，数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌，喜好群体活动，常集结成庞大的鸟群在天空盘旋，形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，欲招引20万只以上灰椋鸟，该计划的实施将使该地区( )
A．灰椋鸟种内竞争必然减弱
B．鸟的种类必然增加
C．农林害虫数量必然大幅度上升
D．生态系统的结构必然发生变化
D [种植单一树种会使生态系统的生物种类减少，生态系统的营养结构变得简单，生态系统的自我调节能力减弱，生态系统可能会遭到破坏，D正确；单一树种使害虫种类减少，进而使以害虫为食的鸟类减少，B错误；招引20万只以上灰椋鸟，必然会使农林害虫的数量减少，C错误；灰椋鸟数量增多，导致其种内斗争增强，A错误。]
6．下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，错误的是( )
A．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控制，这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．某营养级生物种类增加时，一定能增大生态系统的自我调节能力
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
C [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控制，这属于生物群落内的负反馈调节，A正确；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，B正确；某营养级生物种类增加时，不一定能增大生态系统的自我调节能力，如外来物种入侵会破坏生态平衡，C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，D正确。]
7．下列关于抵抗力稳定性与恢复力稳定性的叙述，不正确的是( )
A．生态系统自我调节能力越小，抵抗力稳定性就越低
B．抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系
C．抵抗力稳定性与恢复力稳定性和生态系统中生物的种类和数量有关
D．地球上全部的森林生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性相同
D [生态系统的营养结构越复杂，其自我调节能力越大，抵抗力稳定性越高；抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在相反的关系；森林生态系统的抵抗力稳定性强但恢复力稳定性差。]
8．某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤大量繁殖，藻类减少，接着又引起水蚤减少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述，正确的是( )
A．早期不属于负反馈，后期属于负反馈
B．早期属于负反馈，后期不属于负反馈
C．早期、后期均属于负反馈
D．早期、后期均不属于负反馈
B [一个过程的结果又反过来作用于这个过程，称为反馈调节。如果是使这个过程加强，就叫正反馈调节；如果是使这个过程减弱，就叫负反馈调节。在该池塘中，早期，藻类的增多导致水蚤增多，结果使藻类减少，故属于负反馈调节；后期，水体污染，导致大量水蚤死亡，从而使水体进一步污染，故属于正反馈调节。]
9．下列关于小生态瓶设计制作的说法正确的是( )
A．生态瓶制作完成后，应避免安放在阳光直射处
B．生态瓶中只放入河水和小鱼，也可构成一个微型生态系统
C．生态瓶中的生物之间最好不存在捕食关系，否则稳定性就差
D．生态瓶制作完成后，一般要避光存放
A [生态瓶应放在通风、光线良好的地方，还要避免阳光直射，以免温度过高杀死瓶内生物。生态瓶中只放入河水和小鱼，缺乏生产者，不能构成一个微型生态系统。生态瓶中的生物之间最好有捕食关系，否则稳定性就差。]
10．某小组的同学准备制作一个生态瓶，为使它较长时间保持稳定，一位同学提出了如下几点建议，你认为不合适的是( )
A．所用瓶子应是透明的，以使瓶内生物得到充足光照
B．瓶内生物应包含生产者、消费者和分解者
C．瓶内绿色植物越多越好
D．瓶内各种生物之间应存在营养级上的联系
C [生态瓶必须是透明的，以便给生态系统输入太阳能；瓶内生物应包含生态系统必须具备的成分，如生产者、消费者和分解者；瓶内绿色植物应该适量，并不是越多越好；瓶内各种生物之间应存在营养级上的联系，以进行物质的循环和能量的流动。]
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，有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。
[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
12．某生物课外活动小组为探究不同因素对生态系统的影响，设计了如下实验。
(1)实验过程如下图所示。
①取三个相同体积的无色透明瓶，分别标记为A、B、C；
②在A、B、C瓶内加等量的水，C瓶加少许河泥；
③选大小相似的同种小金鱼，在A、B、C瓶中各加入1条，并在B、C瓶中加入等量的金鱼藻，都用橡胶塞塞紧，然后放在散射光下。
(2)记录结果如下表所示。
瓶号
A
B
C
瓶中金鱼生存的时间/天
3
11
25
①A、B、C瓶相比较，相同的非生物因素有_______________________。
②B瓶和C瓶相比较，B瓶中的金鱼存活的时间较短，说明________是生态系统中不可缺少的成分。A瓶和B瓶比较，B瓶存活时间较长，说明________是生态系统中不可缺少的成分。
③该实验说明与生态系统稳定性密切相关的因素包括
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)请继续设计实验，探究光对生态系统的影响。
方法步骤：
第一步：取相同体积的无色透明瓶作为D瓶，D瓶的设计处理应该与________瓶作对照。
第二步：_________________________________________________________。
第三步：观察记录瓶中金鱼生存的时间。
推测最可能的实验结果：__________________________________________。
[解析] (2)①识图、分析题意可知，A、B、C具有的相同的非生物因素有阳光、水、温度、空间等。②B瓶无河泥，C瓶加入了河泥，B瓶中的金鱼存活的时间较短，河泥的作用是提供分解者和少量无机盐，说明分解者是生态系统中不可缺少的成分。A瓶无金鱼藻，B瓶有金鱼藻，B瓶中的金鱼存活的时间长，说明生产者是生态系统中不可缺少的成分。③该实验说明与生态系统稳定性密切相关的因素包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。(3)若探究光对生态系统的影响，则设置D瓶与C瓶对照，C瓶置于光照条件下，D瓶置于黑暗条件下，其他条件均与C瓶相同；D瓶内的金鱼藻不进行光合作用，不能释放O2，还会进行细胞呼吸消耗O2，使得金鱼死得更快。因此推测最可能的实验结果为C瓶内的金鱼存活时间最长，D瓶最短。
[答案] (2)①光、水、温度、空气等 ②分解者 生产者 ③非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
(3)C C瓶置于散射光照下，D瓶放于黑暗环境中 D瓶内的金鱼生存时间短于C瓶内
[能力提升练]
13．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行道树上蜘蛛的种群密度
B．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类
C．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数
D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息
B [行道树灌木丛是长方形，调查其中的蜘蛛种群密度应采用等距取样法；杂食性鸟类食物种类大于其他食物鸟类，其数量波动小于其他食性的鸟类；生态系统稳定性取决于生物种类和数量；变色龙变化体色，主要是捕食和躲避敌害，向异类传递物理信息。]
14．两个不同生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后，其结构和功能的曲线变化情况如图，由图不能得出的结论是( )
A．同等强度的干扰下，乙生态系统的抵抗力稳定性比甲强
B．同等强度的干扰下，若乙生态系统干扰提前，则B点左移
C．若甲生态系统的干扰强度增大，则C点右移
D．乙生态系统B点后一定有新的物种产生
D [从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到相同干扰后，甲生态系统结构和功能保持原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲抵抗力稳定性低，乙抵抗力稳定性高，A项正确；若乙生态系统干扰提前，B点也会提前，B项正确；若甲生态系统的干扰强度增大，则恢复所需要的时间延长，C点右移，C项正确；乙生态系统恢复原状后不一定有新物种产生，D项错误。]
15．蜜蜂是一种群居的益虫，蜜蜂的筑巢、采粉酿蜜等行为以及“语言”等都引起了人们的极大兴趣。请回答下列问题：
(1)蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后，回到蜂窝内通过特殊的“语言”传达给其他同伴，如果侦查蜂跳“圆形舞”，则表明蜜源的距离很近，一般在百米之内。这种信息是________。
(2)蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉，同时也为这些植物传粉，这种关系在生态学上为____________________。从生态系统的功能看，信息传递可以___________________________________________________________________，
以维持生态系统的稳定。
(3)蜜蜂是如何发现蜜源的？我们可以进行模拟探究实验。有人从以下几方面进行探究，所用的实验材料有100只蜜蜂，1朵作为常见蜜源的黄色5瓣花儿，白纸，剪刀，染料，无色且与蜜源味道相同的制剂。
组别
假设
操作步骤
预测结果
结论
1
通过花的味道识别
2
通过花的颜色识别
3
通过花的外形识别
①第1、2组实验传递的信息分别属于_____________________________。
②第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上的要求是怎样的？_________
________________________________________________________________。
③如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验，写出两条应该注意的问题：___________________________________________________________
_____________________________________________________________。
④每组实验测量的指标是_______________________________________。
[解析] (1)“跳舞”是蜜蜂的一种行为，属于行为信息。(2)蜜蜂采集花粉属于捕食，为植物传粉属于种间互助。信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定。(3)①花通过味道传递的信息属于化学信息，花通过颜色传递的信息属于物理信息。②第2组是为了验证蜜蜂对花颜色的识别，因此白纸要染成黄色，且要没有味道，形状不能与花的形状相同。③实验中除自变量外，其他条件均要保持一致，以防止无关变量的干扰。④实验测定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂的数目。
[答案] (1)行为信息 (2)捕食和种间互助 调节种间关系 (3)①化学信息和物理信息 ②将白纸染成花儿的颜色(黄色)，无特殊的味道，且形状与花儿不同 ③“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案亦可) ④单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂的数目
