高考生物一轮教案必修三第四单元生态系统与环境保护

第四单元生态系统与环境保护第一讲生态系统的结构与能量流动知识体系——定内容核心素养——定能力生命观念通过分析生态系统的结构及能量流动的过程，建立结构与功能相统一的观点及生命系统的物质和能量观理性思维①通过构建生态系统组成成分之间的关系模型，培养运用模型分析问题的能力②通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况及能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力社会责任通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度[基础知识·系统化]知识点一生态系统的结构1．生态系统的概念及组成成分2．生态系统的营养结构知识点二生态系统的能量流动1．能量流动的概念、特点及研究意义2．能量流动的过程(以能量流经第二营养级为例)[基本技能·问题化]1．连线生态系统的组成成分及其作用2．分析图中的食物链，回答相关问题(1)食物链的起点一定是生产者，后面的营养级都是消费者。(2)蛇在食物链中属于次级消费者，第三营养级。(3)食物链中体现的种间关系是捕食。(4)由于一种生物的食物来源可能来自多种生物，且某种生物可能为多种生物所食，所以一个生态系统的营养结构往往由多条食物链交错而成，从而构成食物网。3．据图回答有关食物链和食物网的问题(1)图示食物网中包含__8__条食物链。(2)写出图中含营养级最多的食物链：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。(3)猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级；它获得能量最多的食物链是：草→鼠→猫头鹰。(4)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛的种间关系是捕食和竞争。(5)该图作为生态系统还缺少的成分是非生物的物质和能量、分解者。4．据生态系统中能量流动的过程示意图回答相关问题(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。(2)据图可知，生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网，流动过程中能量的转化形式是：太阳能→有机物中的化学能→热能。(3)图中甲营养级能量的去向有：①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。②流入下一营养级。③残枝败叶等被分解者分解。考点一生态系统的结构1．牢记生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”(1)三类“不一定”：①生产者不一定是植物(如蓝藻、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)。③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝藻属于生产者，寄生细菌属于消费者)。(2)两类“一定”：①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。2．明辨关于食物链和食物网的六个易误点(1)每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。(2)分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。(3)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1。(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是竞争关系。[对点落实]1．判断下列叙述的正误(1)一个完整生态系统应包括生物群落及其无机环境(√)(2)自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级(√)(3)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石(√)(4)食物网中两种生物间只能有一种种间关系(×)(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(×)(6)食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量(×)2．生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，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：选C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；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；生产者能将无机物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分；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。3．(2018·贵阳质检)根据图示判断，下列叙述正确的是()A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统B．图示生物可以形成的食物链：绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→蛇→细菌C．细菌与蝉之间的关系属于竞争D．蛇属于三级消费者解析：选A图示中既有生产者、消费者和分解者，又有非生物的物质和能量，能构成一个生态系统；细菌属于分解者，不占据营养级，与蝉不是竞争关系；蛇属于四级消费者，位于第五营养级。[典型图示]生态系统组成成分之间的关系据图(1)中“箭头”判断生态系统中成分基本思路：(1)根据双向箭头CD确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。(2)根据箭头指向判断各成分：①D有三个指出，应为生产者。②C有三个指入，为非生物的物质和能量。③A和B一个为消费者，另一个为分解者，D(生产者)和A(消费者)均指向B，则B为分解者。[问题设计]依据图2回答问题(1)图中构成生物群落的成分有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅲ不参与食物网构成。(填图中序号)(2)被称为“生态系统的基石”的成分是Ⅰ(填图中序号)，它一定是自养型生物。能将有机物分解成无机物供生产者重新利用的是Ⅲ(填图中序号)，它主要是营腐生生活的细菌和真菌。(3)图中A表示的生理过程是光合作用、化能合成作用，B表示的生理过程是细胞呼吸。[对点落实]4.如图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述正确的是()A．甲和乙包含的所有种群可以构成群落B．丙代表的一定是原核生物C．①代表光合作用，②代表呼吸作用D．丁可以表示大气中的CO2解析：选D甲是生产者，乙是消费者，它们与分解者(丙)一起才能构成群落；丙是分解者，分解者不一定是原核生物，许多真菌，还有部分动物(如蚯蚓)都是分解者，但它们是真核生物；①代表捕食，如果图示表示碳循环，则②代表呼吸作用；在碳循环中丁表示大气中的CO2。5．下图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系，以下相关叙述正确的是()A．甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落B．戊不一定是微生物C．图中存在竞争关系的只有乙2和丙2D．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏解析：选B由图可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，戊是分解者，丁是非生物的物质和能量。群落包含该区域内所有的生物，即包括生产者、消费者和分解者；戊是分解者，有些动物(如蚯蚓)也是分解者；图中乙1和丙1，有共同的食物来源甲，乙2和丙2有共同的食物资源丙1，都存在竞争关系；由图知丁不会导致臭氧层破坏，导致臭氧层被破坏的主要是含氟的气体。食物链(网)中各营养级生物数量变动情况分析(1)食物链中第一营养级的生物数量减少对其他生物数量变动的影响：若处于食物链中第一营养级的生物数量减少，直接以其为食物的第二营养级的生物因食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，整个食物链中的其他生物数量都会减少。(2)“天敌”一方减少对被捕食者数量变动的影响：“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析：①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。③处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多食其他生物来维持其数量基本不变。(4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析：①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加。②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。[对点落实]6.(2013·广东高考)如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是()A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势C．浮游动物总量锐减后再急升D．浮游植物总量急升后再锐减解析：选A鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系，B项错误；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降再趋于稳定，相应地浮游植物锐减后再急升最后近于稳定，C、D项错误；鲈鱼以土著鱼为食，按能量传递逐级递减的特点，可知A项正确。7.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所示。下列叙述错误的是()A．人与兔的种间关系是捕食和竞争B．若除去鼬，则鹰的数量会增加C．大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强D．植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰解析：选D兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，二者存在捕食关系；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若鼬减少，鹰缺乏竞争，数量会增多；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强；从植物到鹰的食物链有4条。考点二生态系统的能量流动1．熟记能量流动的“四、三、二”(1)四个环节：(2)三个去路：①自身呼吸消耗；②流向下一营养级(最高营养级除外)；③被分解者分解利用。(3)两个特点：单向流动a.能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的b.各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环逐级递减a.各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量b.各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分2．明辨能量流动的两个“不等于”(1)动物的同化量不等于摄入量：①同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。②摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。(2)生态系统的能量传递效率不等于能量利用率：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%。其计算公式为能量传递效率＝(一个营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。②能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动，可提高能量的利用效率。3．正确区分三种类型的生态金字塔项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐步递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量[对点落实]1．判断下列叙述的正误(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×)(2)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%(×)(3)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%(×)(4)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(×)(5)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象(×)(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率(×)2．(2014·海南高考)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()解析：选B在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。3.(2018·聊城模拟)如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述错误的是()A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJB．从乙到丙的能量传递效率为15%C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性解析：选C由图分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，丁为分解者。将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物提供无机盐，但不能提高能量传递效率；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＝1250(kJ)；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%＝15%；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。[典型图示]运用能量流经第二营养级示意图分析能量流动的过程[问题设计](1)消费者的能量来自上一营养级的同化量，而生产者的能量主要来自光合作用固定的太阳能。(2)第二营养级能量的去路有d、i、f(填图中字母)三条。(3)第二营养级的摄入量(a)，同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)?提示：摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。[对点落实]4．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)，下列选项正确的是()A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB．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，狼粪便中的能量属于dD．缩短食物链可以提高能量传递效率解析：选C图中b＝h＋c；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b－h)/a×100%；“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d；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。5．(2017·长沙二模)下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，相关说法正确的是()A．图中用于桑树生长发育繁殖的能量是aB．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量C．第一、二营养级间的能量传递效率用(e＋f＋g＋h)/a表示D．桑基鱼塘具有较强的稳定性，不存在负反馈调节解析：选C图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是c；图中未利用的能量是指桑树同化的能量减去呼吸消耗的能量、流向蚕的能量及被分解者利用的能量；蚕同化的能量为e＋f＋g＋h，所以第一、二营养级间的能量传递效率＝(e＋f＋g＋h)/a；桑基鱼塘动植物种类少，稳定性较低，但也存在负反馈调节。[归纳拓展]生态系统中能量流动的分析方法(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有三条：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级(最高营养级除外)；③被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失；生产者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：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级(最高营养级除外)；③被分解者分解利用；④未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。但从长远来看，“未利用”的能量最终会被自身呼吸消耗、流入下一营养级或被分解者利用。研究生态系统能量流动的过程及特点在生产生活中具有重要的指导意义。运用所学知识分析、解决生产生活中实际问题的能力也是高考要求的重点之一。[对点落实]6.稻田里，农民要拔掉稗草；人工鱼塘里，养殖工人要定期消除肉食性鱼类。用生态学的观点看，这是为了()A．调整能量流动关系，使之流向对人类最有益的部分B．增强生态系统恢复力稳定性C．通过人为方式，保持自然生态系统平衡D．科学规划，实现能量的多级利用解析：选A农民拔掉稗草是为了人为地排除水稻的竞争者，使能量尽可能多地流向水稻；养殖工人要定期清除肉食性鱼，是为了使能量尽可能多地流向人工养殖的鱼类。用生态学的观点看，这是为了调整能量流动关系，使之流向对人类最有益的部分。7．关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是()A．除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分B．多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产D．“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高能量传递效率解析：选D“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，使物质和能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率，但不能提高能量传递效率。8．(2018·福州质检)我国人均耕地面积远低于世界平均水平，但劳动人民在有限的土地上精耕细作，创造出多种高效的生产方式，回答下列问题：(1)“桑基鱼塘”生产方式中桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥桑，流经该生态系统的总能量主要来自桑树和浮游植物________________________。与单一养鱼或养蚕相比，“桑基鱼塘”提高了能量利用率，是因为桑叶中的能量可以分别被________利用。从能量流动角度分析，塘泥中所积累的有机物属于未利用能量，即未被自身呼吸消耗、也未被______和________利用的能量。塘泥能为桑树生长提供的营养物质是________，与沉积于水底相比，“塘泥肥桑”过程中塘泥释放CO2速度加快，原因是______________________________________________________________________________________________________________。(2)我国农民最早使用间作、套种等生产方式，它根据不同农作物对光照条件不同需求合理配置，提高了作物群体对________的利用率。解析：(1)流经“桑基鱼塘”生态系统的总能量主要是来自生产者(桑树和浮游植物)固定的太阳能。桑叶养蚕、蚕粪养鱼，说明与单一养鱼或养蚕相比，桑叶中的能量可以分别被蚕和鱼利用，因此“桑基鱼塘”提高了能量利用率。未利用能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。塘泥可为桑树生长提供无机盐。与沉积于水底相比，由于土壤中的O2浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快，导致塘泥释放CO2的速度加快。(2)根据不同农作物对光照条件的不同需求，使用间作、套种等生产方式，可以提高作物群体对光能的利用率。答案：(1)光合作用固定的太阳能蚕和鱼下一营养级分解者无机盐土壤中的氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快(2)光能[归纳拓展]研究能量流动的实践意义及实例微专题12eq\a\vs4\al(食物链网的构建及能量传递效率的计算)食物链(网)的构建1.依据捕食关系曲线构建食物链(网)根据先上升先下降者为被捕食者，后上升后下降者为捕食者，可以确定下图中食物链为：乙→丙→甲。2．依据所同化能量的多少构建食物链(网)生态系统中能量流动逐级递减，且相邻营养级之间的传递效率为10%～20%。能量值大者为被捕食者，少者为捕食者。若相邻两能量值相差不大，不足以构成10%～20%的比例，则两者应为同一营养级。可以确定下图1食物链为；图2食物网为甲eq\a\vs4\al(乙)eq\a\vs4\al(丙)eq\a\vs4\al(丁)；下表中的食物链为B→D→A→C。营养级ABCD能量(kJ)15.9870.70.9141.03.依据生物体内残留农药的浓度构建食物链(网)生态系统中存在生物富集现象，即营养级越高，体内相关农药的浓度越高，两者在数值上呈正相关。可以确定下表中的食物网为。生物体ABCDE有机汞浓度(ppm)0.05770.51680.39[例1]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：种群甲乙丙丁戊同化量(102kJ/m2)750200.98500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．去除甲和丁后，丙增多乙减少[解析]由题意可知，每个种群只占一个营养级，则五种生物所构成的营养结构应为：；若甲与丙无捕食关系，则食物网为，则相邻两个营养级之间的能量传递效率依次为eq\f(20＋50,500)＝eq\f(7,50)＝eq\f(0.98,7)＝0.14；甲捕食乙、丙，若甲数量增加，则乙、丙的数量减少；除去甲和丁后，则乙、丙的数量先增加、后减少，最后趋于稳定。[答案]B能量传递效率的相关计算eq\o(\s\up7(能量传),\s\do5(递效率))＝eq\f(下一营养级的同化量,本营养级的同化量)×100%＝(10%～20%)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。类型(一)能量传递效率的相关“最值”计算(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下：知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获能量最多选最短食物链按×20%计算需最多能量选最长食物链按÷10%计算获能量最少选最长食物链按×10%计算需最少能量选最短食物链按÷20%计算[例2]下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。[解析]能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1kg，x＝25kg；求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，y＝100000kg。[答案]25100000类型(二)能量传递效率的有关“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。(2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。[例3]如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物()A．1125g B．1600gC．2000g D．6500g[解析]甲为生产者，戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20g×1/2＝10g，需要乙10×5＝50g，需要甲50×10＝500g；②甲→丙→戊，戊增加20g×1/4＝5g，需要丙5×5＝25g，需要甲25×10＝250g；③甲→丙→丁→戊，戊增加20g×1/4＝5g，需要丁5×5＝25g，需要丙25×5＝125g，需要甲125×10＝1250g，故共需要甲500＋250＋1250＝2000g。[答案]C类型(三)具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。[例4]如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/(m2·a)]，下列说法错误的是()A．图中A代表的生理过程是呼吸作用B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104kJ/(m2·a)D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性[解析]每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和呼吸作用中以热能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。因此，图中A代表的是各种生物的呼吸作用。肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量＝5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食性动物的同化量＝2.5＋4＋9＋0.5＝16×103[kJ/(m2·a)]，传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%。该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量＝9.6×104kJ/(m2·a)＋流入植食性动物的能量。食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。[答案]C[题点突破]1．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1kJ的能量，丙最少含多少能量()A．550kJ B．500kJC．400kJ D．100kJ解析：选A设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。2.(2018·天津和平区模拟)如图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20g体重，至少需要消耗植物()A．900g B．500gC．200g D．600g解析：选A当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200g；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200g；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×(1/5)÷20%÷20%÷20%＝500g，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900g。3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的()A．1.375倍 B．1.875倍C．1.273倍 D．0.575倍解析：选A由于生产者没有改变所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10；改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10，根据题意可得：1/2a×10×10＋1/2a×10＝2/3b×10＋1/3b×10×10，b/a＝1.375。4．(2014·全国卷Ⅱ)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3.5612.8010.300.48226.50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________。解析：(1)根据“营养级之间的能量传递效率为10%～20%”可知，戊中能量最多，处于第一营养级，乙和丙中能量相差不多，都处于第二营养级，甲处于第三营养级，丁处于第四营养级，因此可得出该生态系统中的食物网。(2)根据(1)中的食物网简图可以看出甲和乙之间的关系为捕食，戊是生产者，而甲、乙、丙和丁都为消费者。答案：(1)(2)捕食消费者(其他合理答案也可)5．如图是某草原生态系统中部分营养结构。请据图回答：(1)若草固定的总能量为6.8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108kJ，则人最多能获得能量________kJ。(2)若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1kg，人能比原来多增重________kg(能量传递效率按20%计算)。解析：(1)求最多获得的能量，能量传递效率按20%计算，则人最多获得的能量为：(6.8×109－1.3×108÷20%)×(20%)2＝2.46×108kJ。(2)改变前：1kg蛇消耗草为3/4÷(20%)3＋1/4÷(20%)2＝100kg；改变后：1kg蛇消耗草为1/4÷(20%)3＋3/4÷(20%)2＝50kg，所以改变后与改变前相比节余的50kg草可流向人。故人比原来增重了50×20%×20%＝2kg。答案：(1)2.46×108(2)2[真题集训——验能力]1．(2015·天津高考)右图表示生态系统、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：选D由图分析可知，甲表示个体，乙表示种群，丙表示群落，丁表示生态系统。生物进化的基本单位应该是种群(乙)。种群数量达到环境容纳量(K值)后，种群数量会在K值附近上下波动。群落应包括生态系统中所有的生物成分，即生产者、消费者和分解者。生态系统多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果。2．(2015·海南高考)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解析：选D生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程；分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量；能量流动逐渐递减，生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量；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及分解者。3．(2016·全国卷Ⅲ)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向解析：选C根据文字信息写出食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化。细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体、遗物中获得的能量通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用。鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节。鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能量流动的方向未改变。4．(2015·福建高考)下面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1357J·m－2·a－1D．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：选B该食物网中最长的食物链为：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级；第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3780＋4200＝7980J·m－2·a－1，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：7980÷31920×100%＝25%；一个营养级所同化的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1357是1483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357J·m－2·a－1要少；生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，不能构成生态系统。5．(2015·全国卷Ⅱ)某生态系统总面积为250km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为____________；当乙种动物的种群密度为______________时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是________________________________________________________________________。(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。解析：(1)该生态系统中，乙种动物种群数量为550头，该生态系统的总面积为250km2，则乙种动物的种群密度为550÷250＝2.2头·km－2。乙种动物种群的K值为1000头，当种群数量为K/2时，种群的增长速度最快，此时乙种动物的种群密度为500÷250＝2头·km－2。(2)若丙种动物的数量增加，则乙种动物被丙种动物捕食的概率增加，导致乙种动物数量减少，而乙种动物数量减少将导致被捕食者甲种植物的数量增加。(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量主要有三个去路：被下一营养级(丙种动物)同化、自身呼吸消耗和被分解者利用。因此，乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。答案：(1)2.2头·km－22头·km－2(2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加(其他合理答案也可)(3)大于6．(2017·江苏高考)某地因采矿导致地表下沉，成为无法利用的荒地。为了改变这种状况，有关部门因地制宜，通过引水等措施，将该地改造成湿地生态公园，一些生物陆续迁入，并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态系统食物网的一部分，请回答下列问题：(1)该公园生物群落的变化属于________演替。(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有________________________。(3)在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种________信息求偶；雌蛙通常在近岸水深10～30cm的草丛间产卵，可采用________________法了解该蛙卵块的密度。(4)因该水域有些渗漏，补水时曾不慎引入含除草剂的水，导致一些水草死亡。水草腐烂后，图中所示的生物类群中最先快速增殖的是____________。(5)图中既含有初级消费者，又含有次级消费者的生物类群有____________________。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级，请写出该营养级中2类不同纲的生物：____________________________。解析：(1)荒地改造成湿地生态公园属于次生演替。(2)杂食性鱼类捕食昆虫，昆虫和杂食性鱼类都以水草为食，故昆虫和杂食性鱼类之间的种间关系为捕食和竞争。(3)叫声是通过物理形式来传递信息的，属于物理信息。因“雌蛙通常在近岸水深10～30cm的草丛间产卵”，故可用等距取样法调查雌蛙的卵块密度。(4)水草腐烂产生的无机物可被浮游生(植)物利用，故与其具有竞争关系的浮游生物类最先快速增殖。(5)由题图可知，杂食性鱼类既是初级消费者(第二营养级)又是次级消费者(第三营养级)。浮游生物包括浮游植物和浮游动物，则底栖动物类和滤食性鱼类也是既含初级消费者又含次级消费者。以蛙为食的不同纲的生物有蛇、肉食性鱼类、鼠类等。答案：(1)次生(2)捕食和竞争(3)物理等距取样(4)浮游生物类(5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)[课下检测——查缺漏]一、选择题1．下列关于生态系统结构的叙述，正确的是()A．绿色植物是生态系统中唯一的生产者，所以它是生态系统的基石B．消费者的存在可以加快生态系统的物质循环C．分解者是生态系统中唯一能把有机物分解成无机物的成分D．生态系统结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者解析：选B生产者是生态系统的基石，除了绿色植物，还有化能合成细菌、光合细菌等自养型生物；消费者通过自身新陈代谢将有机物转化为无机物，这些无机物又可以被生产者利用，所以加快了生态系统的物质循环；分解者、消费者、生产者都可以将有机物分解成无机物；生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网。2．下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是()A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者解析：选B营腐生生活的细菌属于分解者，营寄生生活的细菌属于消费者，自养型的细菌属于生产者；分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物利用，但是释放出来的能量，只能供给分解者自身生命活动需要或散失；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的蜣螂、秃鹫也是分解者。3．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是()A．一种蜣螂专以大象粪便为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%B．当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落D．生产者接受的太阳能是流经此生态系统的总能量解析：选C大象粪便中的能量不是大象同化的能量，因此，蜣螂以大象粪便为食，并没有获得大象同化的能量；兔子为第二营养级生物，当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第二营养级流入第三营养级；生产者通过光合作用合成有机物，将非生物环境中的太阳能转化为生物群落中有机物中的化学能；生产者接受的太阳能并没有全部被生产者固定，只有被生产者固定的太阳能才是流经此生态系统的总能量。4.如图是生态系统成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是()A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物B．a中全是异养型真核生物C．c只包括腐生细菌和真菌D．a是该生态系统的基石，一旦遇到破坏，会影响整个生态系统的稳定解析：选A生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的物质和能量来自b，并可传递给c，所以b是生产者，a是消费者，c是分解者。生产者多数是光能自养型的真核生物——绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——硝化细菌等。消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消费者，但属于原核生物；细菌中有很多属于寄生菌类，属于消费者。分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蟑螂等。生态系统的基石是b(生产者)。5.(2018·江西五市一模)如图表示某一生态系统中各种生物之间的关系，下列相关叙述正确的是()A．腐生细菌和真菌占据了多个营养级B．如果树同化的能量为100kJ，则蛇至少能获得1kJ能量C．图中所示生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量D．在此生态系统中，主要成分是腐生细菌、真菌解析：选C腐生细菌和真菌属于分解者，不属于食物链中的任一营养级；能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，如果树同化的能量为100kJ，则蛇至少能获得0.1kJ能量；图中仅包含生产者、消费者和分解者及食物链(网)，若表示生态系统的结构还缺少非生物的物质和能量；生态系统的主要成分是生产者。6．(2018·开封一模)如图为某一鱼塘生态系统的生物关系(a～d示能量数值)，下列各项叙述正确的是()A．初级消费者流向次级消费者的能量传递效率为(c＋d)/bB．图中d表示第二营养级所排粪便中的能量C．生产者的能量最多，个体内积累的难分解杀虫剂也最多D．在高密度鱼塘中众多的植食性鱼所获得的总能量往往大于a解析：选D初级消费者、次级消费者分别位于第二、三营养级，初级消费者同化的能量为b，次级消费者同化的能量为c，则初级消费者流向次级消费者的能量传递效率为c/b；第二营养级所排粪便中的能量属于第一营养级同化能量中的一部分，d表示第二营养级以遗体残骸、第三营养级以粪便等形式流向分解者的能量；营养级越高，个体内积累的难分解的杀虫剂越多，故生产者体内积累的难分解杀虫剂最少；在高密度鱼塘中众多的植食性鱼(处于第二营养级)仅仅依靠生产者流向的能量b不能维持生存，需要通过人工提供饵料，故在高密度鱼塘中众多的植食性鱼所获得的总能量包括b与饵料中有机物所含有的能量，该能量值一般大于a。7.某草原生态系统的食物网如图所示，请据图判断下列说法正确的是()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、四、五、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，食草鸟的数目将不发生变化解析：选B在食物网中，食草鸟属于初级消费者；猫头鹰分别占有第三、四、五、六共四个营养级；蜘蛛和蟾蜍之间既存在捕食关系，又存在竞争关系；如果昆虫突然减少，食草鸟从草中获取的能量变多，所以数目会增多。8.(2018·长沙模拟)某草原生态系统中能量金字塔由最下面一层到最上面一层共四层，分别为甲、乙、丙、丁(如图)，若有外来生物戊入侵，且会与丙竞争食物，但不会被丁所捕食。下列有关说法错误的是()A．甲可能为绿色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和B．甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落C．丁生物的种群数量很可能会逐渐减少D．戊在生态系统中处于第三营养级解析：选B处于能量金字塔底层的是生产者，所以甲可能为绿色植物，生产者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，而生物群落应该包含该生态系统中的所有生物，可见甲、乙、丙、丁尚不能构成该生态系统的生物群落；由于生物戊入侵，与丙(丁的食物)竞争食物，所以丙的数量会下降，又由于戊不会被丁所捕食，所以丁生物的种群数量很可能会因食物减少而逐渐减少；戊与丙竞争食物，所以在生态系统中处于第三营养级。9．(2018·合肥模拟)下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是()A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400J/(cm2·a)B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100J/(cm2·a)C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D．该生态系统第三营养级同化的能量是15J/(cm2·a)解析：选A题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，d表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量；第二营养级同化的能量为100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400J/(cm2·a)；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率；次级消费者摄入的能量并不等同于第三营养级同化的能量。10．两图中的a、b、c分别表示某食物链中的第一、二、三营养级，每个营养级不同物种个体数量如甲图所示(图中每一柱条代表一个物种)。经过一段时间后，各营养级生物的数量变化如乙图所示。有关叙述正确的是()A．图中的a、b、c代表的所有生物，共同组成一个生物群落B．图中a营养级各种生物之间紧密联系，不具有竞争关系C．图中所示各营养级生物的数量发生变化，但物种的丰富度基本未变D．图中b营养级获得的能量最多，c营养级获得的能量最少解析：选C食物链中的生物不包括分解者，不能组成生物群落；第一营养级主要是植物，它们共同竞争阳光、空气、水等；从图中可以看出，各营养级的数量虽然发生了变化，但种类未变，因此物种丰富度基本未变；根据能量流动逐级递减的规律可知，a营养级获得的能量最多，c营养级获得的能量最少。11．下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位：102kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是()种群甲乙丙丁戊同化固定的能量16.747093069.51.674体内贮存的能量4.5415.8229200.4呼吸消耗的能量12.254.270149.51.274A．表中的丙为生产者B．表中的种群构成2条食物链C．当某种原因导致乙减少时，戊的数量仍能保持相对稳定D．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%解析：选D根据各种群的同化量可判断甲、乙、丙、丁、戊能形成食物网为，其中丙为生产者；当乙减少时，戊可以通过丙→丁→甲→戊食物链获得能量，进而保持数量相对稳定；乙和丁处于第二营养级，同化的能量是139.5×102kJ/(m2·a)，丙处于第一营养级，同化的能量是930×102kJ/(m2·a)，则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102)/(930×102)×100%＝15%。12．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)，下列叙述错误的是()A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减解析：选C生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1；流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来传递；逐级递减表示前一营养级生物所包含的能量只有10%～20%能够传给下一营养级生物。二、非选择题13．下表是某池塘生态系统的一个食物网中6个种群同化能量的相对值，其中只有种群A是生产者。请回答下列问题：种群ABCDEF同化能量的相对值500039011029215(1)该池塘中的这6个种群________(填“能”或“不能”)构成一个群落。研究该池塘中这6个种群之间的相互关系属于从________水平上研究的问题。(2)若能量传递效率按10%计算，请画出这6个种群构成的食物网。F同化的能量最终的去向包括通过自身的呼吸作用散失和________________。(3)如果向该池塘引入以种群F为专一食物的水生动物，则A、B、C、D、E5个种群中密度首先下降的是________。(4)一般情况下，该池塘生态系统的结构和功能能够维持相对稳定，这是由于该池塘生态系统具有一定的________能力。解析：(1)群落包括生产者、消费者和分解者，而食物网中没有分解者，故这6个种群不能构成一个群落。研究种群之间的相互关系属于从群落水平上研究的问题。(2)若能量传递效率按10%计算，根据表中各种群同化能量的相对值可得，种群A属于第一营养级，种群B、C属于第二营养级，种群D、E属于第三营养级，且种群D、E均从B和C两种群处获得能量，种群F属于第四营养级，据此可绘出相应的食物网。最高营养级同化的能量包括通过自身的呼吸作用散失和被分解者利用两个去向。(3)当引入专食种群F的水生动物后，种群D、E的数量增加，导致种群B、C的数量减少。(4)生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有一定的自我调节能力。答案：(1)不能群落(2)如图被分解者利用(3)B和C(4)自我调节14.如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的________。图中鹰处于第________营养级。(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有________稳定性。(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：项目摄入的能量呼吸消耗的能量用于生长发育和繁殖的能量能量(×103kJ)32128这一年中鹰种群的同化量为________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向________，也可以____________。解析：(1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境(大气中的CO2库)，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1/2÷20%÷20%＋1/2÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)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叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。答案：(1)分解者三、四(2)75(3)恢复力(4)2×104kJ分解者暂时不被利用15．图1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2为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。回答下列问题：(1)图1中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是__________________________________。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________________，C表示________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，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)右图为该生态系统的食物网，若戊种群的总能量为5.8×109kJ，乙种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，甲种群获得的总能量最多是________kJ。解析：(1)m1是输入到生态系统中的能量，是太阳能。m2是系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。能量传递效率＝下一营养级的同化量/本营养级的同化量，营养级Ⅰ、Ⅱ间能量传递效率＝(b/y)×100%。(3)戊是第一营养级，而乙、丙、丁都是第二营养级，最多获得能量按最大的传递效率20%计算，戊传递给乙、丙、丁的能量共有5.8×109×20%＝1.16×109kJ，丙和丁获得的能量为1.16×109－1.6×108＝1×109kJ，故甲最多获得1×109×20%＝2×108kJ的能量。答案：(1)太阳能(或同化固定的能量)热能(或呼吸作用散失的热量)营养级越高，可利用的能量越少(或营养级高的物种，往往体型较大)(2)营养级Ⅱ同化的能量营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量(b/y)×100%(3)2×108第二讲生态系统的物质循环、信息传递与稳定性知识体系——定内容核心素养——定能力生命观念通过比较物质循环、能量流动与信息传递的区别与联系，建立普遍联系的观点及生命系统的物质和能量观；通过分析生态系统的稳定性，建立生命系统的稳态观理性思维通过分析生态系统物质循环的模式图及抵抗力稳定性、恢复力稳定性与总稳定性的关系曲线，培养运用理性思维分析问题、解决问题的能力科学探究通过“设计并制作生态缸，观察其稳定性”的实验，提高实验设计、动手操作及观察、分析能力[基础知识·系统化]知识点一生态系统的物质循环1．碳循环的过程(将“”中的内容补充完整)2．生态系统的物质循环知识点二生态系统的信息传递知识点三生态系统的稳定性[基本技能·问题化]1．据碳循环模式图回答相关问题(1)请写出图中标号的名称：①呼吸作用，②光合作用，③摄食，④呼吸作用，⑤燃烧，⑥分解作用。(2)循环形式：CO2(CO2含碳有机物)。(3)碳在无机环境和生物群落之间的传递只有生产者与无机环境之间是双向的，而其他各成分之间均是单向的。2．连线生态系统中信息的种类及实例3．分析信息传递模型，回答下列问题(1)从图中可以看出，信息传递可发生在生物与生物之间，以及生物与环境之间。(2)从信息传递的方向分析，生态系统的信息传递往往是双向传递。4．连线生态系统稳定性的类型与营养结构的关系5．据生态系统两种稳定性之间的关系图回答问题(1)图中的曲线①②分别代表的是抵抗力稳定性、恢复力稳定性，二者的关系一般呈负相关。(2)生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，其基础是生态系统中普遍存在负反馈调节，它不仅存在于生物群落内部，也存在于生物群落与无机环境之间。考点一生态系统的物质循环1．熟记有关碳循环的四点内容(1)存在形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(无机环境中：CO2和碳酸盐,生物群落内部：含碳有机物))(2)流动形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生物群落与无机环境之间：CO2,生物群落内部：含碳有机物))(3)进入生物群落的途径eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合作用,化能合成作用))(4)eq\a\vs4\al(返回无机环,境的途径)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生产者、消费者的呼吸作用,②分解者的分解作用,③化石燃料的燃烧))2．明辨物质循环的三个易误点(1)生态系统的物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。(2)生态系统的物质循环中所说的“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。(3)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。3．正确区分物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式太阳能→化学能→热能过程沿食物链(网)单向流动在无机环境和生物群落间往复循环范围生态系统各营养级生物圈(全球性)特点单向流动、逐级递减全球性、循环性 联系同时进行、相互依存，不可分割①能量的固定、储存、转移和释放，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[对点落实]1．判断下列叙述的正误(1)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(×)(2)物质循环和能量流动是两个独立的过程(×)(3)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的(×)(4)只有在光照的条件下，生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的(×)2．(2018·潍坊统考)下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是()A．物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力B．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统碳循环D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道解析：选C生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力；无机环境中的物质可被生物群落反复利用；绿色植物的光合作用能将CO2中的碳转化为有机物中的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环；食物链和食物网是生态系统的能量流动和物质循环的渠道。3.现在所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是()A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是CO2B．参与②过程的生物只有生产者、消费者C．③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中CO2D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖解析：选D生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物；②过程是生物群落通过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用以CO2的形式向大气中释放碳元素；可以通过植树造林、退耕还林(草)等来增加植物光合作用固定CO2的量，减少生物群落排放到大气中的CO2；开发太阳能、水能、核能等新能源，可以减少化石燃料的使用。[典型图示]运用单、双箭头判断生态系统碳循环图中的成分在碳循环中，只有生产者与大气中的CO2(非生物的物质和能量)之间是双向箭头。生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的CO2。除大气中的CO2外，生产者、消费者都有箭头指向分解者。[问题设计](1)图甲中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2、消费者、分解者。(2)图乙中代表生产者的是__A__，代表消费者的是B、D，代表分解者的是__E__，代表大气中CO2的是__C__。(3)图丙中，代表生产者的是__E__，代表消费者的是B、D、F，代表分解者的是__C__，代表大气中CO2的是__A__。[对点落实]4．下列有关生态系统中的碳循环和人体体液中物质交换的模式图的描述中，正确的是()A．图1中的丁是生态系统中的主要成分B．在因捕食关系建立的食物链中，能量最少的是图1中的乙所处的营养级C．人体内氧气浓度最高的是图2中的乙D．人体产生过敏反应时，图2中的甲增加导致组织水肿解析：选D图1中甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为大气中CO2库，其中甲是生态系统中的主要成分，乙不参与食物链的构成。图2中甲为组织液，乙为淋巴，丙为血浆，丁为细胞内液，其中氧气浓度最高的是血浆。5．(2015·海南高考)回答下列关于红树林生态系统的问题：(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于________(填“间接”或“潜在”)价值。(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。图中A表示________，生物成分E表示________。生物成分F表示____________，________表示初级消费者。解析：(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用，属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。(2)分析图形可知，图中A是大气中CO2库，E与A之间为双向箭头，说明E是生产者；C以E为食是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者；各种生物的能量均流向F，且F能将生物群落的有机碳分解为CO2释放到大气中，所以F是分解者。答案：(1)间接(也叫生态功能)(2)大气中CO2库生产者分解者C考点二生态系统的信息传递和稳定性1．熟记生态系统三大功能的区别与联系项目能量流动物质循环信息传递特点单向流动，逐级递减循环运动，反复利用往往是双向的范围生态系统中各营养级及分解者生物圈生物之间，生物与无机环境之间途径食物链和食物网多种地位生态系统的动力生态系统的基础决定能量流动和物质循环的方向和状态联系同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体2．明辨生态系统稳定性的两个易误点(1)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，由于物种组成成分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。(2)某一生态系统在受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。3．正确区分正反馈调节与负反馈调节项目正反馈负反馈调节方式加速最初发生变化的那种成分所发生的变化抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化结果常使生态系统远离稳态有利于生态系统保持相对稳定实例分析已污染的湖泊污染加剧草原上食草动物与植物的平衡[对点落实]1．判断下列叙述的正误(1)信息可来源于无机环境或生物，传递方向均是双向的(×)(2)生态系统中组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强(×)(3)落叶阔叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低(×)(4)极地苔原由于物种组成单一，结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低(√)2．下列有关生态系统的结构和功能的叙述，错误的是()A．没有分解者的参与，生态系统中的某些物质也可以在生产者和消费者之间循环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固定的太阳能C．生态系统中的信息不仅可以来自生产者和消费者，还可以来自无机环境D．食物链仅由生产者和消费者构成，说明生物群落中的能量仅在这两种成分之间流动解析：选D没有分解者的参与，生态系统中的某些物质也可以在生产者和消费者之间循环，如生产者中的含碳有机物可以流向消费者，消费者释放的CO2可以流向生产者。人工鱼塘生态系统中由于需要大量投放饵料，消费者同化的能量往往大于生产者固定的太阳能。生态系统中的信息不仅可以来自生物群落中的各种生物，还可以来自无机环境。生物群落中的能量也可以由生产者和消费者流向分解者。3．图1为某草原生态系统中的反馈调节示意图，图2为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动，下列分析错误的是()A．一个完整的生态系统，除了图1中所示的成分外，还应该包括分解者以及非生物的物质和能量B．甲、乙、丙三者之间的食物联系是乙→甲→丙C．图2所示调节导致的最终结果是维持该生态系统原有的稳态D．图1所示的调节机制，也是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义解析：选C生态系统成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，因此图1中缺少分解者、非生物的物质和能量；由图1中种群数量的变化，可得出甲、乙、丙三者之间的捕食关系是乙→甲→丙；图2所示调节导致的最终结果是破坏该生态系统原有的稳态；图1通过调节维持相对稳定属于负反馈调节，负反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制。[典型图示]抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系[问题设计](1)在受到干扰之前，曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力。(2)雨林生态系统与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于(填“大于”或“小于”)热带雨林的y值。(3)x的大小可作为恢复力稳定性强弱的指标，x值越大说明恢复力稳定性越弱。(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，TS值越大说明生态系统的总稳定性越低。[对点落实]4．两个不同的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下图所示，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高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解析：选D从图中可看出，甲、乙两个生态系统受到干扰后，与乙相比，甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的时间长，波动范围大，说明甲的抵抗力稳定性低，乙的抵抗力稳定性高；若乙生态系统干扰提前，其结构和功能恢复至正常运行范围的时间也会提前，即B点左移；若甲的干扰强度增大，则恢复原状所需要的时间延