1、第1节生态系统的结构第2节生态系统的能量流动 P34第3节生态系统的物质循环 P80第4节生态系统的信息传递 P119第5节生态系统的稳定性 P141第三章 生态系统及其稳定性一、生态系统概述 第1节生态系统的结构预习反馈1.思考:下列哪些属于生态系统?一片树林一片草原上的所有生物一个动物园中的全部动物和植物一个果园中的全部果树及其非生物环境密云水库生物圈答案:。2.下列组合中,依次属于种群、群落和生态系统的一组是()公园中的全部菊花一块棉田中所有的棉蚜一个果园中所有的苹果及其非生物环境一片原始森林中的全部动物和绿色植物长江中的全部生物密云水库中的全部生物及其非生物环境A.B.C.D.答案:C
2、二、生态系统具有一定的结构1.生态系统的组成成分成分种类作用非生物的物质和能量光、热、水、空气、无机盐等为生物群落提供物质和能量生产者自养生物,主要是绿色植物把太阳能转变成化学能,是生态系统的基石消费者动物,包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等将有机物转化为无机物;加快物质循环;帮助植物传粉和传播种子分解者主要是细菌和真菌将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物2.食物链和食物网 预习反馈1.判断(1)生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同营养级。( )(2)我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱。( )(3)河流中所有的生物和底泥共同组
3、成河流生态系统。( )(4)动物的存在加快了人工松树林的物质循环。( )(5)在生态系统中,连接生物和非生物环境的两个重要组成成分是生产者和分解者。( )(6)食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的渠道,是生态系统维持相对稳定的重要条件。( )(7)从生态系统的营养结构上看,蓝细菌处于第一营养级。( )(8)生态系统中生产者只能是绿色植物。( )(9)动物在食物链中的消费级别和营养级别是相同的。( )(10)“螳螂捕蝉,黄雀在后”中包含的食物链,共有四个营养级。( )(11)同一种生物在食物网中不可能占有多个营养级。( )2.在一条食物链中处于第三营养级的生物一定是()A.初级消费者B.
4、次级消费者C.三级消费者 D.生产者答案:B3.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.蚯蚓是异养生物,在生态系统中属于消费者解析:光能、热能等属于生态系统的成分,A项错误。硝化细菌能进行化能合成作用,是自养生物,属于生产者,B项正确。病毒在细胞内进行寄生生活,属于消费者,C项错误。蚯蚓营腐生生活,属于分解者,D项错误。答案:B探究点一探究点二生态系统的组成成分生态系统的组成成分情境导引池塘里生活着许多种植物和动物,还有许多微生物。生态学上把一个池塘看作
5、是一个生态系统。为什么说生态系统是一个整体呢?组成它的各成分之间有什么联系?下图是某一池塘生态系统示意图,请分析其组成成分及各成分之间的关系,回答下列问题。探究点一探究点二(1)非生物的物质和能量有光、热、水、空气、无机盐等。(2)图中的浮萍、水草、团藻、栅藻等属于自养生物,在生态系统的组成成分中它们属于生产者,该成分中的主要生物是绿色植物,其功能是通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中。(3)草鱼、黑鱼、虾等动物属于消费者。它们通过自身的代谢将有机物转化为无机物(CO2、水、氨等),这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。(4)能够将动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物的是分解
6、者,该成分的主要生物是细菌和真菌。探究点一探究点二典例剖析右图为生态系统结构的关系图,a代表的成分是()A.生产者B.消费者C.分解者D.不能确定解析:生态系统包括生物群落和非生物环境,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的物质来自b,并可传递给c,且b也可传递给c,所以a是消费者,b是生产者,c是分解者。答案:B探究点一探究点二归纳提升1.生态系统中各种组成成分的关系探究点一探究点二(1)非生物的物质和能量:是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源,是生态系统存在的基础。(2)生产者:是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体的物质和能量的成分,是生态系统的基
7、石,也是生态系统存在的前提。(3)分解者:能够分解动植物的遗体和动物的排遗物,如果没有分解者,动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山,生态系统就会崩溃,所以它也是生态系统的必备成分。(4)消费者:不是生态系统的必备成分, 但消费者的存在能加快生态系统的物质循环。探究点一探究点二2.生态系统成分的判断(1)生产者:一定是自养生物。光能自养生物,如绿色植物、蓝细菌;化能自养生物,如硝化细菌等。(2)消费者:动物(植食性、肉食性、杂食性);寄生生物,如植物中的菟丝子。(3)分解者:腐生动物,如蜣螂、蚯蚓等;腐生细菌、真菌等。总之,生产者绿色植物;消费者动物;分解者微生物。探究点一探究点二特别提醒对生
8、态系统生物成分认识的四个误区 错误认识特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于消费者动物都是消费者秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐食性动物属于分解者生产者是绿色植物蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者包含绿色植物植物都是生产者菟丝子营寄生生活,属于消费者探究点一探究点二活学活练1.下图为长期停留在太空站的科研人员获得所需物质的模式图。其中生物X和Y分别表示()A.生产者、消费者B.生产者、分解者C.分解者、生产者D.消费者、分解者探究点一探究点二解析:生产者是生态系统的基石,为其他生物直接或间接提供食物;而科研人员产生的废物要经过分解者
9、的分解作用才能被处理掉。所以图中生物X和Y分别表示生产者和分解者。答案:B探究点一探究点二2.下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.能进行或者过程的生物肯定属于生态系统中的生产者B.能进行或者过程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为自身的生命活动提供能量D.过程和不能在生物体的同一细胞内进行探究点一探究点二解析:图中表示光合作用,表示化能合成作用,能进行光合作用或化能合成作用的生物都属于自养生物,属于生态系统中的生产者,A项正确;表示有氧呼吸,表示产生酒精的无氧呼吸,生产者中的绿色植物能进行有氧呼吸和无氧呼吸,并且一般无氧呼吸产生酒精,B项错误;不
10、是所有生物都能进行有氧呼吸,如乳酸菌只能进行无氧呼吸,C项错误;酵母菌属于单细胞生物,它既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸产生酒精,D项错误。答案:A探究点一探究点二食物链和食物网食物链和食物网情境导引食物网中的生物各属于生态系统的哪种组成成分?各组成成分间只有捕食关系吗?各动物的消费级别和营养级别如何确定?分析下面的食物网,回答问题。探究点一探究点二1.图中未包含的生态系统的成分有哪些?提示:非生物的物质和能量、分解者。2.图中有几条食物链?提示:8条。3.图示中属于次级消费者的生物有哪些?提示:狐、猫头鹰、蛇、蜘蛛、吃虫的鸟、青蛙。4.图中青蛙和蜘蛛之间有什么关系?提示:捕食和竞争。5.猫
11、头鹰处于第几营养级?提示:三、四、五、六。探究点一探究点二典例剖析下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统,请回答下列问题。(1)此生态系统中共有条食物链。 (2)此生态系统中属于第三营养级的动物是 ,淡水虾与小鱼的关系是,大鱼与小鱼的关系是。 (3)若所有水鸟迁徙到别处,则短时间内大鱼数目,水藻数目,淡水虾数目。 探究点一探究点二(4)若此生态系统中的水绵大量减少,随之会发生的现象是。 A.水藻大量增多B.小鱼的数目增多C.水鸟的数目减少 D.甲壳类的数目增加(5)此生态系统中各种生物的总和,在生态学上称为。 (6)生态系统的4种成分中,图中未体现的两种成分是、。 探究点一探究点二解析:食物链的
12、条数计算是从生产者算起,此题有2个生产者,应有2个起点,到达最高营养级有几条路径就有几条食物链,此生态系统中的食物链共3条。生产者为第一营养级,以此类推,可得出水鸟、小鱼、淡水虾处于第三营养级。若所有水鸟迁徙到别处,则甲壳类生物和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,淡水虾因大鱼的增多而减少。若生态系统中水绵大量减少,水藻与水绵间的种间竞争减弱,水藻大量增多,甲壳类因食物增多而数目增加。答案:(1)3(2)水鸟、小鱼、淡水虾种间竞争捕食(3)增多减少减少(4)AD(5)群落(6)非生物的物质和能量分解者探究点一探究点二归纳提升1.对食物链的分析 食物链草 鼠 蛇 鹰所属
13、类型绿色植物植食性动物小型肉食动物大 型 肉食动物成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者营养级第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级探究点一探究点二(1)食物链的起止点:每条食物链的起点总是生产者,终点是不被其他动物捕食的动物,即最高营养级,中间为多种动物。(2)某一营养级生物的含义:某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物个体,也不一定是某种群。(3)食物链的不可逆性:食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的,不会倒转,因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。(4)不参与食物链组成的成分:分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成。探究点一探究点二2.对食物网的分析
14、(1)模型图示(2)相关说明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,如兔是初级消费者、第二营养级。食物网越复杂,最高营养级生物就越能获得持续稳定的能量来源。同一消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级,如狼在该食物网中分别位于第三、第四营养级。在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。探究点一探究点二3.食物网中生物数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度又会下降,直到趋于稳定。(3)中间营养级的生物数量减少
15、,则某种生物数量的变化视具体食物链而定。最高营养级的生物种群数量相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时,若其中一条食物链中某种生物减少,该种群的数量不会发生较大变化。在食物网中,当某种生物因某种原因而数量减少时,为探究另一种生物数量的影响,若沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。探究点一探究点二活学活练1.(多选)如图表示生态系统中的食物网,相关叙述正确的是()A.该食物网中共有5条食物链B.该食物网中的所有生物构成生物群落C.蝗虫和老鼠在不同食物链中都属于同一营养级D.若老鼠全部死亡,对狼的影响比对猫头鹰显著解析:食物链的起点是草,终点是不被其他营养
16、级捕食的生物,食物链共有5条,A项正确;食物网中只包括生产者和消费者,构成生物群落还应该包括分解者,B项错误;蝗虫和老鼠都位于第二营养级,属于初级消费者,C项正确;猫头鹰的食物来源只有老鼠,狼的食物来源有浣熊、鹿和老鼠,若老鼠全部死亡,对狼的影响比对猫头鹰小,D项错误。答案:AC探究点一探究点二2.(2020山东日照莒县一中期末)如果一个生态系统中有4种生物,并构成一条食物链,在某一时间分别测得这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,
17、丙的种群数量增加D.甲的种群数量下降,丙、丁的种群数量增加探究点一探究点二解析:由上图可知,丙种群的有机物总量最多,应该是该生态系统的第一营养级,所以上述4种生物构成的食物链是丙甲乙丁。乙种群数量增加,就要捕食更多的甲生物,因而甲生物的数量减少;随之丙的数量将增加,丁又是以乙为食,所以丁的数量随乙的增加而增加。答案:D一、能量流动的概念和过程 第2节生态系统的能量流动预习反馈1.判断(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。( )(2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。( )(3)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。( )(4)同化量=摄入量-粪便量。( )
18、(5)生长、发育和繁殖的能量=分解者分解利用的能量+下一营养级同化的能量+未被利用的能量。( )(6)同化量=呼吸散失量+储存量=呼吸散失量+下一营养级同化量+分解者分解利用的能量(+未利用)。( )2.消费者的同化量是指()A.其食物中的所有能量B.被消化吸收的所有能量C.用于生长、发育和繁殖的所有能量D.呼吸消耗的所有能量答案:B3.下列有关生态系统能量流动的叙述,正确的是()A.在食物链中,能量的传递形式是光能B.生态系统的能量流动是指生物体内的能量代谢过程C.生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程D.流经生态系统的总能量一定是生产者固定的太阳能答案:C二、能
19、量流动的特点 三、研究能量流动的实践意义1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。2.帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。3.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。预习反馈1.判断(1)生态系统中的能量流动是单向的。( )(2)能量只能沿着食物链传递,捕食关系是不能逆转的。( )(3)能量流动是逐级递减的,其原因是一部分能量未被下一营养级利用,一部分能量以热能的形式散失,还有一部分能量被分解者利用。( )(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。( )(5)研究能量流动,可调
20、整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。( )(6)稻田生态系统中,防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。( )(7)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正立的。( )(8)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%。( )2.下图为某生态系统能量流动示意图单位:J/(cm2a),下列分析不正确的是()A.甲为1 250 J/(cm2a)B.乙到丙的能量传递效率为15%C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.乙的个体数目一定比甲少解析:一般情况下,随着营养级的增加,动物个体的数量会减少,个体的体积会增大,但是也存在特殊情况,如树上的昆
21、虫与树之间的关系。答案:D3.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,各代表一定的能量值,下列叙述不正确的是()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.表示流经生态系统内部的总能量C.各营养级间的能量传递效率一般为10%20%D.从能量关系看+答案:B 探究点一探究点二探究点三能量流动的过程能量流动的过程情境导引食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道,能量在食物链中沿营养级流动,那么一个营养级中的能量有哪些去向?分析第一营养级和第二营养级能量的去向,回答下列问题。探究点一探究点二探究点三探究点一探究点二探究点三1.流经该生态系统的总能量指的是图中的哪一部分?提示:生产者
22、固定的能量。2.输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的能量还是其同化的能量?提示:输入第二营养级的能量是初级消费者同化的能量。3.初级消费者粪便中的能量属于其同化的能量吗?提示:不属于,初级消费者粪便中的能量应属于上一营养级生产者同化的能量。4.第二营养级同化的能量有哪些去向?提示:自身呼吸作用散失;流入下一营养级;被分解者利用。探究点一探究点二探究点三典例剖析(多选)下图是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图,下列有关叙述正确的是()A.A表示物种甲同化的能量B.D表示物种甲呼吸散失的能量C.B表示物种甲用于生长、发育和繁殖的能量D.A中的能量包括粪便中的能量探究点一探究点二探
23、究点三解析:分析物种甲的能量去路可知,A表示物种甲同化的能量;B表示物种甲用于自身生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量;C表示分解者利用的能量;D表示通过呼吸作用散失的能量;物种甲粪便中的能量不属于其同化量。答案:ABC探究点一探究点二探究点三归纳提升1.能量的输入(1)能量来源:几乎都来自太阳能。探究点一探究点二探究点三2.能量的传递(1)传递途径:食物链和食物网。(2)传递形式:有机物中的化学能。(3)传递过程探究点一探究点二探究点三3.能量的转化 4.能量的散失(1)形式:热能,热能是能量流动的最后形式。(2)过程(3)特殊途径 动植物遗体形成的煤炭、石油等 热能 探究点一探究点二探究点
24、三活学活练1.某同学绘制如下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+D1)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、逐级递减探究点一探究点二探究点三解析:生产者固定的总能量W1=呼吸作用散失的能量+被分解者利用的能量+未被利用的能量+初级消费者同化的能量=A1+B1+C1+D1,A项正确。能量传递效率=第二营养级固定的能量D1/第一营养级固定的能量W1,B项正确。流入次级消费者的能量D1=A2+B2+C2+D2,C项
25、错误。图解中能量只能从生产者流向初级消费者,且总量减少,体现了能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D项正确。答案:C探究点一探究点二探究点三2.下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),下列选项中正确的是() 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/a100%C.“草兔狼”这一食物链中,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探究点一探究点二探究点三解析:首先,生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量,摄入量=同化量+粪便中的能量,因此c为同化量,h为粪便中的能量,同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于生长、发育
26、、繁殖的能量,因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量,f是呼吸作用中以热能形式散失的能量,i是流入分解者的能量,e是下一营养级摄入的能量,所以b=h+c=h+f+d=f+e+g,A项错误。能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值,生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a100%,B项错误。狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量,C项正确。缩短食物链可以提高能量利用率,但不能提高能量传递效率,D项错误。答案:C探究点一探究点二探究点三能量流动的特点能量流动的特点情境导引能量流动有什么特点?原因是什么?结合教材P56赛达伯格湖的能量流动图解思考并回答下
27、列问题。1.图中生产者的能量分为四部分,而P55图3-6中生产者的能量分为三部分,差异是哪一部分?提示:P56赛达伯格湖的能量流动图解中多出的部分为未利用的能量。探究点一探究点二探究点三2.流经该生态系统的总能量是464.6 J/(cm2a),流入第二营养级(植食性动物)的能量(即该营养级的同化量)只有62.8 J/(cm2a),其余的能量除部分未被利用外,大部分通过自身的呼吸作用消耗掉了,少部分流入了分解者。3.赛达伯格湖的能量流动图解中,能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率是多少?探究点一探究点二探究点三典例剖析图1为某池塘生态系统的能量金字塔简图,其中、分别代表不同的营养级,m1、
28、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中ag表示能量值的多少。请据图回答问题。探究点一探究点二探究点三(1)图2中,若A表示图1中营养级所摄入的全部能量,则B表示营养级同化的能量,C表示。若图1中营养级所固定的太阳能总量为y,营养级、间的能量传递效率是(用图中所给字母的表达式表示)。 (2)若图1中营养级、各有一种生物甲、乙、丙,构成食物关系如图3。其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量是kJ。 (3)除图1中所示的生物类群,该生态系统的生物组成成分还应有才能保证其物质循环的正常进行。 探究点一探究点二探究点三
29、解析:(1)同化的能量一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉,一部分用于自身的生长、发育和繁殖,C表示营养级用于生长、发育和繁殖的能量。营养级之间的传递效率是同化量之比,即b/y100%。(2)至少消耗应按照最大的传递效率20%计算,其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙,假设甲的能量是M,即Mx20%+M(1-x)20%20%=A,计算可得M=25A/(1+4x)。(3)图1中包含了生产者和消费者,还缺少分解者。答案:(1)营养级用于生长、发育和繁殖的能量b/y100%(2)25A/(1+4x)(3)分解者探究点一探究点二探究点三归纳提升1.能量流动的特点及其原因分析(1)单向流动的原因食物链
30、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。(2)逐级递减的原因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,并以热能的形式散失,无法再利用。各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用,即未被利用部分。少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传给了分解者。探究点一探究点二探究点三2.能量传递效率(1)能量传递效率:输入到某一个营养级的能量中,只有10%20%的能量能够流入下一营养级,即相邻两个营养级间的能量传递效率为10%20%。能量传递效率是营养级之间的关系,不是个别食物链之间的关系。(2)计算公式能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量100%。探究点一
31、探究点二探究点三3.三种金字塔的比较生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式,生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔等,三者的比较如下表。探究点一探究点二探究点三比较项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少每一级含义食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量探究点一探究点二探究点三探究点一探究点二探究点三4.食物链中能量的最值计算(1)计算某一生物获得的最多(至少)
32、能量的规律设食物链ABCD,分情况讨论:情景设置问题求解思路D营养级净增重M求至少需要A营养级的量YY=M/(20%)3求最多需要A营养级的量YY=M/(10%)3A营养级净增重N求D营养级最多增重的量YY=N(20%)3求D营养级至少增重的量YY=N(10%)3探究点一探究点二探究点三(2)涉及多条食物链的能量流动计算时,若根据要求只能选择食物网中的一条食物链,计算某一生物获得的最多(或最少)的能量。其规律如下:探究点一探究点二探究点三活学活练1. A.600 g B.900 gC.1 600 gD.5 600 g解析:根据题意,计算最高营养级至少消耗生产者的量应该按最大能量传递效率计算,所
33、以最少需要消耗植物答案:B 探究点一探究点二探究点三2.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/(m2a)。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/(m2a)D.该食物网中的生物与非生物环境共同构成一个生态系统探究点一探究点二探究点三解析: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,二者的能量共有3 780+4 200=7 980,因此从第一营养级到第二营养级的能量
34、传递效率为7 98031 920100%=25%。一个营养级所含有的能量,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,C项中的1 357是1 483(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要比1 357 J/(m2a)少。生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物环境,而食物网中只有生产者和消费者,无分解者,所以食物网与非生物环境不能构成生态系统。答案:B探究点一探究点二探究点三研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义情境导引人们在利用资源时,“高效”与“持续”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
35、动关系,满足人们的需求呢?某市在落实“禁烧秸秆”工作中,化“堵”为“疏”,引导农民设计了如下生态系统模式。探究点一探究点二探究点三1.相比农作物秸秆直接燃烧,上述生态系统实现了农作物中能量的多级利用,提高了能量的利用率。这说明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。2.有人说:“由于上述生态系统是人工设计的,所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗?提示:不对。3.在上述生态系统中,人们为提高农作物的产量,要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样做的目的是什么?提示: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
36、益的部分。探究点一探究点二探究点三典例剖析右图是一个农业生态系统模式图,下列关于该生态系统的叙述,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率探究点一探究点二探究点三解析:微生物也可以利用农作物通过光合作用储存的能量,如细菌分解作物残体等,A项正确。沼气池中的微生物可将有机物分解为无机物,属于分解者,B项正确。能量是单向流动、逐级递减的,不能循环利用,C项错误。该模式提高了能量的利用率,使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分,D项正确。答案:C探究点
37、一探究点二探究点三归纳提升研究能量流动的实践意义实践意义依据原理措施实例帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用生 态 系 统中 能 量 是单 向 流 动的增设食物链,实现对能量的多级利用秸秆综合利用延长食物链,使种群中不能被利用的能量流入能被人们利用的种群在虫灾严重的农田中养鸡帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分能 量 在 流动 过 程 中逐级递减调整不同营养级或相同营养级的不同种群之间的比例关系合理确定草场的载畜量探究点一探究点二探究点三活学活练1.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
38、率B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益C.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染D.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低探究点一探究点二探究点三解析: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。在一般生态系统中不能充分利用的作物的秸秆等,在该生态系统中得到充分利用,所以系统总能量的利用率得到了提高,而不是降低。答案:D探究点一探究点二探究点三2.研究生态系统中能量流动的主要目的是()A.掌握能量流动中的传递效率B.熟悉生态系统的营养结构C.了解能量流动
39、的方向D.使能量流向对人类最有益的部分解析: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流向对人类最有益的部分。答案:D一、物质循环 第3节生态系统的物质循环二、物质循环与社会的联系温室效应 三、生物富集1.概念:生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。2.特点:有害物质沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。3.范围:全球性。四、能量流动和物质循环的关系1.二者是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。2.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。预习反
40、馈1.判断(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。( )(2)碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。( )(3)光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。( )(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。( )(5)碳循环的进行伴随着能量流动,但由于生物体不能在代谢中利用热能,所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。( )(6)由于人工碳排放过度,破坏了生态系统的碳平衡,导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。( )(7)铅可沿食物链进入人体,在人体内的浓度可能超过环境浓度。( )2.下列关于生态系统物质循环的叙述,不正确的是()A.所说的物质是指组
41、成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素B.所说的生态系统是指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非生物环境之间反复出现、循环流动D.物质在循环过程中递减解析: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,不会消失。答案:D3.右图表示某生态系统中4种成分之间的关系。下列相关叙述正确的是()A.1和2构成群落B.3代表的是自养生物C.代表光合作用,代表呼吸作用D.4是大气中的CO2库解析:据图可知,1是生产者,可代表自养生物,2是消费者,3是分解者,2和3是异养生物,4是大气中的CO2库;过程为生产者向消费者的物质和能量传递,过程为呼吸作用,过程为光合作用
42、。答案:D4.下面是碳循环简图,据图分析正确的是() A.人类减少对的依赖是当前缓解温室效应的重要措施B.过程增强后过程随之增强,故不能通过增强减少大气中的CO2的量C.生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2D.参与过程的生物包括生产者、消费者和分解者解析:引起温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧,减少对化石燃料的燃烧是缓解温室效应的重要措施;表示生产者固定CO2的过程,生产者固定CO2形成有机物,有机物中的碳只有一部分随着呼吸作用重新回到非生物环境中,还有一部分储存在动植物体内,故可通过增强来减少大气中的CO2的量;生物群落内部碳循环的物质形式主要是含碳有机物;参与过程的生物只有生产者。
43、答案:A5.下列关于生态系统食物链中能量和物质的叙述,正确的是()物质是单向流动、不可循环的物质是可循环的能量是单向流动、不可循环的能量是单向流动、可循环的能量是伴随着物质而流动的能量不是伴随物质而流动的A.B.C. D.解析:生态系统中的物质是可循环利用的,是能量流动的载体;能量流动是单向的,能量作为动力推动物质循环的进行。答案:C探究点一探究点二探究点三碳循环碳循环情境导引碳元素是构成生物体的重要元素,在自然界中没有外来碳的供应,生物圈中碳供应却从未短缺,这与自然界中的碳循环密切相关。自然界中的碳循环是如何进行的?下图为生态系统中碳循环过程示意图,其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落,
44、箭头表示物质循环方向,请分析回答下列问题。探究点一探究点二探究点三1.图中的X是什么物质?甲、乙、丙、丁分别又是什么生物类群?提示:X是二氧化碳;甲、乙、丙、丁分别是分解者、生产者、初级消费者、次级消费者。2.过程主要是指什么生理过程?提示:是光合作用,是细胞呼吸。3.过程指的是什么过程?碳元素在此过程中主要以什么形式传递?提示:指的是捕食过程。碳元素在此过程中以含碳有机物的形式传递。4.图中的过程是指微生物的分解作用,具体指哪两种主要形式?提示:微生物的分解作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种形式。探究点一探究点二探究点三5.温室效应的加剧原因是什么?如何缓解温室效应?提示:根本原因是化石燃料的大
45、量燃烧。根本的缓解措施是减少CO2的排放,此外,还可以通过大力植树造林、开发新能源等措施缓解。6.若某地发生铅污染,谁是群落中含量最高的群体?这种现象只会发生在污染地区吗?提示:丁群体体内含量最高。铅污染可通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。探究点一探究点二探究点三典例剖析(2020山东临沂高二期末)右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ag表示生理过程。下列相关叙述不正确的是()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.碳元素可在非生物环境和生物群落之
46、间反复利用探究点一探究点二探究点三解析:由题图可知,丁为大气中的CO2库,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,生产者在食物链中所含的能量最多,即所含有机物最多,故在食物链中占有的碳元素最多。碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递,在非生物环境与生物群落间主要以CO2的形式进行传递。碳元素可以在生态系统中反复利用。答案:A探究点一探究点二探究点三归纳提升碳循环探究点一探究点二探究点三(1)存在形式:碳在非生物环境中的存在形式是碳酸盐和CO2,在生物群落中的存在形式是含碳有机物。(2)循环形式:在生物群落与非生物环境间的循环形式为CO2;在群
47、落内部的流动形式为含碳有机物。(3)进入生物群落的方式:CO2进入生物群落是通过自养生物完成的,主要依赖绿色植物的光合作用,也依赖微生物的化能合成作用。(4)返回非生物环境的方式:生物群落中的有机碳通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用被彻底分解成CO2和H2O等,归还到非生物环境中。此外,还通过化石燃料的燃烧生成CO2,返回非生物环境中。探究点一探究点二探究点三活学活练1.气候变化与生态系统的碳循环密切相关,下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。时期碳吸收量/(kgCa-1)碳释放量/(kgCa-1)A1.2010141.201014B1.2010141.261014下列
48、叙述不正确的是()A.生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的,碳的释放主要是通过呼吸作用实现的B.表中A时期处于相对稳定状态,原因是碳的吸收量与释放量相对平衡C.由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制,破坏了生态系统的物质循环,导致大气中二氧化碳的增加,并引起气候变化D.化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大探究点一探究点二探究点三解析:植物通过光合作用固定大气中的无机碳,而生物的呼吸作用则把生物群落中的有机碳转变为无机碳,再返还给大气。表中A时期碳的吸收量和释放量是相同的,说明大气中碳的含量相对稳定。B时期碳的释放量大于吸收量,说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量,从而影响整个生态系
49、统的碳循环。大气中CO2含量的提高可以增强光合作用,而不是使光合作用受到抑制,所以C项的表述是错误的。答案:C探究点一探究点二探究点三2.(多选)陈巴尔虎草原是一代天骄成吉思汗的出生地,地处呼伦贝尔大草原腹地,素有“天堂草原”的美誉,下图为陈巴尔虎草原中几种生物之间的关系,下列说法错误的是()A.图中全部生物共同构成生物群落B.草兔的能量传递效率为10%20%C.DDT等难以分解的有毒物质会在狐和鹰体内富集D.狐的同化量的一部分以狐的粪便的形式流入分解者探究点一探究点二探究点三解析:图中未能呈现出分解者,故这些生物不能构成生物群落,A项错误;草是生产者属于第一营养级,而兔是初级消费者,属于第二
50、营养级,能量传递效率是下一个营养级与上一个营养级的同化量之比,兔只是第二营养级的一部分,B项错误;DDT等难以分解的物质可沿食物链聚集,营养级越高的生物其体内的DDT浓度越高,C项正确;狐的粪便是未被狐利用的能量,属于上一营养级,D项错误。答案:ABD探究点一探究点二探究点三物质循环和能量流动的关系物质循环和能量流动的关系情境导引物质循环和能量流动有什么区别和联系?试完成物质循环和能量流动的比较。比较项目物质循环能量流动内容和主要形式元素,以无机物的形式循环能量,以有机物的形式流动特点循环往复运动、具有全球性单向传递、逐级递减范围生物圈生态系统的各营养级联系在生物群落中的流动渠道都是食物链和食
