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第31讲　能量流动与物质循环　生态系统的稳态及其调节
[考纲要求]　
1.生态系统的能量流动和物质循环(Ⅱ)。
2.生态系统的稳态及其调节(Ⅱ)。
一、生态系统中的能量流动
1．含义：指在生态系统中，能量不断沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶位肉食动物的方向流动。
2．渠道：沿食物链的营养级依次传递。
3．过程分析
(1)输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能。
(2)起点：从生产者固定的太阳能开始。
(3)每个营养级能量的去路是：呼吸消耗、下一营养级同化、分解者分解。
(4)结果：最终以热的形式耗散到周围空间中去。
4．特点
(1)单方向、不可逆：能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动。
(2)逐级递减：传递效率一般为10%～20%。
[判一判]
1．生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程 (　×　)
提示　还包括传递和转化过程。
2．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 (　×　)
提示　是生产者固定的太阳能或化学能。
3．散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统 (　×　)
提示　生产者只能利用太阳能或化学能(化能合成作用)，不能利用热能。
4．流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 (　×　)
提示　初级消费者同化的能量。
二、生态系统的物质循环[来源:21世纪教育网]
1．碳循环的路线
大气圈→植物和动物→分解者→大气圈。
2．碳循环的特点
(1)反复利用，往复循环。
(2)具有全球性。
3．大气圈中的CO2变化特点
有着明显的昼夜变化和季节变化。
[判一判]
1．参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 (　×　)
提示　元素。
2．物质循环的范围是生物圈 (　√　)
3．碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环 (　×　)
提示　CO2。
4．化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 (　√　)
5．物质和能量都是往复循环，重复利用的 (　×　)
提示　物质循环，能量单向流动不循环。
6．物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力 (　√　)
三、生态系统的稳态及其调节
1．稳态的含义
生态系统内部的所有成分彼此相互协调，保持稳定。
2．稳态的调节
(1)调节方式：自我调节。
(2)调节类型：负反馈和正反馈。
负反馈的特点：抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。结果使生态系统保持稳定。
考点一　分析生态系统的能量流动
1．观察下面的能量流动过程图解，回答相关问题。
(1)能量的来源：太阳能。
(2)起点：从生产者固定太阳能开始。
(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。
(4)渠道：食物链和食物网。
(5)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(6)流动形式：有机物中的化学能。
(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。
(8)能量散失的形式：以热能形式散失。
2．观察下图能量在营养级之间流动过程图解，回答相关问题。
(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。
(2)在各营养级中，能量的三个去路：①通过呼吸作用以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用。
(3)概括能量流动的特点
①单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
②逐级递减：相邻两个营养级的能量传递效率约为10%～20%。
3．写出能量传递效率的计算公式
相邻两个营养级的传递效率＝×100%。
易错警示　(1)生态系统中同化量和摄入量的比较
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，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。消费者产生的粪便中的能量，不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利用的那部分能量。
(2)能量传递效率与能量利用效率的比较
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约为10%～20%。其计算公式为能量传递效率＝(下一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。
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，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。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；同时，生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，能量利用效率越高。
1．如图为某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，下列各项中正确的是 (　　)
A．①表示流经该生态系统内部的总能量
B．一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kg
C．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
D．从能量关系看②≥③＋④
答案　C
解析　①仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分；次级消费者增加1 kg，生产者至少增加25 kg；从能量关系上看，②>③＋④。
2．如图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为 (　　)
A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x
答案　C
解析　由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。
生态系统中能量传递的相关计算
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。
1．设食物链A→B→C→D，分情况讨论如下：
(1)已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。
(2)已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
2．在食物网中分析
如在A→B→C→D中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：
(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，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。
3．在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
考点二　聚焦生态系统的物质循环
1．观察下面碳循环过程图，回答相关问题。
(1)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。
(2) 碳返回无机环境的途径
(3)分析温室效应产生的原因
①化学燃料的大量燃烧，产生CO2。21世纪教育网
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
(4)概括物质循环的特点
①全球性：物质循环的范围是生物圈。
②往复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。
2．观察下面能量流动和物质循环的关系图解，填写表格中的内容。
项目 能量流动 物质循环
形式 光能→有机物中的化学能→热能(一般形式) 以化学元素形式流动
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 全球性
特点 单向流动，逐级递减 反复出现，循环流动
联系 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
易错警示　与物质循环有关的2点提示
(1)物质循环的“物质”和“范围”
①参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。
②循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。
(2)碳循环及存在形式
①在生物群落和无机环境间：以CO2形式循环。
②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
3．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以含碳有机物的形式进行流动
答案　C
解析　分析图形，A、B、D、E、F均有箭头指向C，则C是无机环境中的二氧化碳库。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。
4．如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进行传递
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过程代表呼吸作用，b过程代表光合作用；碳元素在生物群落内部主要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。
巧辨图形判断参与碳循环的四种成分
1．图1——先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据A→D，确定D为分解者，剩下C为消费者。
2．图2——根据A与C之间是双向箭头判断：A和C一个是生产者，一个是非生物的物质和能量。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是非生物的物质和能量，D是次级消费者，E是分解者。
3．图3——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，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中，食物链是E→F→D→B。考点三　生态系统的稳态及其调节
1．分析生态系统稳定性的具体表现
(1)由下面的图示可得出生态系统在结构上相对稳定。
(2)生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡，可得出生态系统在功能上相对稳定。
2．比较反馈调节的两种类型
负反馈调节 正反馈调节
特点 抑制和减弱最初所发生的变化 加速最初所发生的变化
结果 使生态系统保持稳定 使生态系统远离稳态
3．理解稳态的标志及原因
(1)稳态的标志：生态系统达到最稳定的动态平衡状态。
(2)稳态的原因：生态系统具有自我调节功能。
易错警示　生态系统的稳态及调节的3个易错点
(1)生态系统的稳态是一种相对稳定状态，不是绝对不变的。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
(3)生态系统的自我调节功能是与其结构和功能密切相关的，生态系统的结构越复杂，自我调节功能越强，反之则自我调节功能越弱。
5．如图所示，图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，请据图回答下列问题：
(1)作为一个完整的生态系统，除了图A中所示的成分外，还应该包括____________和
______________________。
(2)甲、乙、丙3者之间的食物联系是________________；该生态系统的
____________________是沿着这种渠道进行的。
(3)图B为某湖泊的生态系统中发生的某种调节活动，这种调节导致的最终结果是
________________________________________________________________________。
此结果产生的原因是________________________。
(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同？为什么？
________________________________________________________________________。
答案　(1)分解者　非生物的物质和能量　(2)乙→甲→丙　物质循环和能量流动　(3)加速破坏该生态系统原有的稳态　生物种类减少，自我调节能力降低　(4)不同。图A是负反馈调节，图B是正反馈调节
解析　物质循环和能量流动是沿着食物网和食物链进行的，湖泊受到污染，物种减少，导致该生态系统抵抗力稳定性降低，加速了生态系统的破坏。从图A可以看出，乙增多后甲增多，而甲增多又导致乙减少，属于负反馈调节。
6．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
答案　B
解析　反馈分为正反馈和负反馈，正反馈起到的作用是使系统工作的效果逐步加强；负反馈起反作用，不断在“纠正”，在维持稳态上发挥主要作用。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不理解总能量的含义 N2 ② 不清楚粪便量的来源 0
③ 不清楚能量传递效率的计算方法 ×100%
④ 不清楚自我调节能力如何进行 负反馈调节 ⑤ 对种类和数量区分不清 增加各营养级生物的种类
题组一　生态系统的能量流动
1．(2012·海南卷，19)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．能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出
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
答案　D
解析　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不正确。
2．(2010·山东卷，6)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　恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉哺乳动物与食草哺乳动物的③/②值无法比较。
3．(2010·江苏卷，11)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾
民。运用生态学知识对此的合理解释是 (　　)
A．多吃肉食会增加心血管病的发病率
B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
答案　C
解析　从食物链中的能量流动特点来看，营养级越高，在能量流动过程中损失的能量越多。多吃素食，是将人放在初级消费者的层次上，只经过一次能量传递，这样人获得的能量最多，消耗的粮食总量最少。
题组二　能量流动、物质循环及其稳态与调节
4．(2009·重庆卷，5)如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是 (　　)21世纪教育网
A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等
B．生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量
C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用
D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用
答案　B
解析　进入该生态系统的CO2量应该包括各h产生的CO2总量和未利用部分的总和，A
项错误；能量流动是逐级递减的，所以生产者i的量大于被初级消费者同化有机物的量，
B项正确；能量流动是单向的，所以流向分解者的k不能被生产者直接吸收利用，C、D项错误。
5．(2012·浙江卷，5)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
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。
6．(2012·安徽卷，30Ⅱ)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是______。
(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是________只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果__________。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量只有3%～5%用于___________________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
答案　(1)3%　(2)80　偏高　(3)生长、发育、繁殖等生命活动
解析　(1)田鼠的同化量是7.50×108 J/(hm2·a)，鼬的同化量是2.25×107 J/(hm2·a)，故能量传递效率为(2.25×107)/(7.50×108)×100%＝3%。(2)设1 hm2的范围内种群数量为M，则40/M＝15/30，M＝80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。(3)某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用(细胞呼吸)，一部分用于自身的生长、发育和繁殖。田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。
7．(2010·广东卷，26)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(kg C·a－1) 碳释放量(kg C·a－1)
A 1.20×1014 1.20×1014
B 1.20×1014 1.26×1014
(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。
(2)表中____________时期的生态系统处于稳定状态，原因是____________________。
(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的__________，导致大气中____________增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。
答案　(1)光合　呼吸　(2)A　碳的吸收量等于碳的释放量　(3)碳平衡　CO2浓度　(4)光反应　有机物
解析　(1)光合作用吸收CO2，呼吸作用释放CO2，生态系统中的碳循环主要是通过光合作用和呼吸作用实现的。(2)生态系统中的碳吸收量等于碳释放量时，说明该生态系统处于相对稳定状态。(3)过度的人工碳排放使得碳释放量大大超过碳吸收量，从而破坏了生态系统的稳定性。向大气中排放大量的CO2会引起温室效应，导致全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段中，对光能的吸收和转化发生在叶绿体的类囊体薄膜上。蓝藻光合作用的产物是糖类(有机物)，经酒精发酵可生成乙醇。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
生态系统的能量流动 1、2、3、4、6、7、8、10
生态系统的物质循环 5、15
生态系统的稳态及其调节 9、11、12、13、14
1．图中甲、乙、丙分别代表热带雨林生态系统中的三大功能类群。下列说法正确的是(　　)
A．丙处于两个营养级，是杂食性动物
B．图中表示出了两条食物链
C．图中的箭头可以表示物质和能量的传递方向
D．乙→丙的能量传递效率为10%～20%
答案　C
解析　本题的关键词为“三大功能类群”，即生产者、消费者与分解者，分解者不属于食物链中的营养级。据图分析，甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者。
2．在生态系统中，能量可以通过食物链在生物群落中流动。随着营养级的升高，其获得的总能量越来越少。下列解释错误的是 (　　)
A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失
C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D．能量金字塔顶层的生物生命活动需要的能量少
答案　D
解析　能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，其原因是各营养级中总有一部分能量被分解者利用；一部分以热能形式散失；还有一部分用于维持自身的生命活动。能量金字塔顶层的生物个体通常较大，其生命活动需要的能量相对较多。
3．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是 (　　)
A．生态系统的能量流动是指能量随着物质循环而循环
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能量的输入、传递、转化和散失的过程
D．生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
答案　C
解析　生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的。物质循环是能量流动的载体，而能量流动是物质循环的动力，生态系统的能量流动不能随着物质循环而循环。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。生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多。
4．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1千克的草，则这1千克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
答案　C
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，故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，故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，故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，故D错误。
5．如图所示是碳循环过程示意图，下列叙述正确的是 (　　)
A．图中①～⑤所表示的生理过程是生物圈维持稳态的重要因素
B．增加图中A、D、E等各营养级生物的数量可提高该生态系统的抵抗力稳定性
C．图中的食物链只有3条
D．大气中C的含量增多是造成温室效应的主要原因，通过控制B、D、E的活动和增加
A的数量能得到缓解
答案　A
解析　参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用、生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用，都是生物圈维持稳态的重要因素，故A正确；生态系统中，生物种类越多，食物链和食物网的结构越复杂，生态系统越稳定，故B错误；图中的A、D、E只是代表营养级，所以不能确定图中食物链的数目，故C错误；图中参与碳循环过程的生物有生产者A，消费者D、E，分解者B，C为大气中的CO2库，造成温室效应的原因是大量化学燃料的燃烧，使大气中二氧化碳增多，缓解的措施主要是减少化学燃料的使用，其次是植树造林、开发新能源等，故D错误。
6．某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是 (　　)
A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量
B．若M1<5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏
C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小
D．若M2大量增加，一般会导致M1减少、M3增加
答案　C
解析　生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间内，M2大量增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。
7．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现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能量
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是包含在c中的
答案　D
解析　由图可知，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、遗体残骸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。
8．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。下列说法中，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
答案　B
解析　图中应是A>D，B>E，C>F；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级 与第二营养级间的能量传递效率是B/A。
9．(2011·海南卷，22)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．灰椋鸟种内斗争必然减弱
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
答案　D
解析　由题意知，该项措施会使树种减少，灰椋鸟种群数量增加，种内斗争加剧，且大量捕食害虫将导致农林害虫大量减少，从而使该地区的物种数量减少，食物链和食物网简单化，生态系统的自我调节能力下降。
10．一只羊在一年内吃了100 kg的草，排出20 kg的粪，长了10 kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是 (　　)
A．该羊一年的同化量是80 kg
B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%
C．20 kg的粪属于羊未同化的能量
D．该羊一年的呼吸量是70 kg
答案　B
解析　羊一年的同化量＝摄入量－粪便量＝80 kg。粪便是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有机物积累量＝70 kg。题干中未指出草的同化量，故不能计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率。
11．下列哪项不属于生态系统为维持稳态而进行的反馈调节 (　　)
A．生物种群密度的调控
B．异种生物种群之间的数量调控
C．生物群落与无机环境之间的相互调控
D．群落的演替
答案　D
解析　生态系统为维持自身稳态而进行的反馈调节可表现为生物种群密度的调控、异种生物种群之间的数量调控以及生物群落与无机环境之间的相互调控等。
12．生态系统的一个重要特点是它常常趋向于稳态。图甲表示载畜量对草原中生产者的净生产量的影响(净生产量即生产者光合作用制造的有机物总量与自身呼吸消耗量的差值)。图乙表示生殖数量或死亡数量与种群大小的关系。下列说法错误的是 (　　)
A．由图甲可知，C点以后生态系统的稳态将受到破坏
B．由图甲可知，适量的放牧不会破坏草原生态系统的稳态
C．由图乙可知，F点时种群的年龄组成为衰退型
D．由图乙可知，F点表示该环境所能维持的种群最大数量
答案　C[来源:21世纪教育网]
解析　由图甲可知，C点以后随载畜量的增加，生产者的净生产量将低于未载畜时生产者的净生产量，A正确；载畜量在A～C之间时生产者的净生产量都不低于未载畜时生产者的净生产量，B正确；图乙中，F点时出生率和死亡率相当，故F点时种群的年龄组成为稳定型，C错误；F点时出生率和死亡率相当，种群达到最大数量，D正确。
13．某山区于25年前发生森林火灾，焚毁所有林木。该地区25年间没有人类活动的干扰，经过演替形成相对稳定的森林生态系统。请回答下列问题：
(1)火灾后，群落的演替类型是____________。整个过程中，生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是__________(填“增加”、“减少”或“不变”)，生态系统的____________能力提高。
(2)严重的森林火灾会破坏生态平衡，但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶，对该生态系统是有利的，其原因是_________________________________________________________
________________________。
(3)调查人员在该地区发现了有药用价值的五味子，可食用的榛蘑、榆黄蘑，以及矮鹿、狼等多种生物。请写出该地区的一条捕食链：_____________________________________。
(4)该生态系统中的生产者合成的有机物除了供自身呼吸作用消耗外，还能够提供给____________和流入________________________。
答案　(1)次生演替　增加　自我调节　(2)加速生态系统的物质循环　(3)五味子→矮鹿→狼　(4)分解者　下一营养级(或初级消费者)
解析　(1)森林发生火灾后，还保留土壤、植物根等，故火灾后发生的群落演替是次生演替。在次生演替过程中，生态系统的营养结构趋于复杂化，生态系统的自我调节能力。(2)“地面火”会将地面落叶焚烧，加快生态系统中物质的循环，故对生态系统有利。(3)狼捕食矮鹿，矮鹿捕食植物，比如五味子等。注意书写食物链时起点一定是生产者。(4)生产者同化的能量一部分被自身呼吸作用消耗，一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中，其中构成植物体的有机物中的能量又可流向初级消费者和分解者。
14．如图是生态系统中部分成分及彼此间的关系，根据图示回答下列关于生态系统的问题：
(1)图中由于缺少____________________和____________，故不能构成生态系统。
(2)图中食物网中仙人掌属于生态系统的______________(成分)，鹰和蛇的种间关系是__________________。
(3)该食物网中碳元素以________________的形式流动，动力是_____________________。
(4)若该图是食物网内能量流动的图解，①～⑥表示相关过程的能量流动量，则流入该食物网中的总能量是_______________________，⑥/②的值表示_____________________。
答案　(1)非生物的物质和能量　分解者　(2)生产者　捕食和竞争　(3)有机物　能量流动　(4)仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能　蚂蚁→老鼠的能量传递效率
解析　生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者。仙人掌和矮灌木是生产者。鹰捕食蛇，同时鹰和蛇又都捕食金花鼠和老鼠，故二者的种间关系为捕食和竞争关系。食物网、食物链中碳元素以有机物的形式流动，动力是能量流动。仙人掌和矮灌木通过光合作用固定的太阳能是流入该食物网中的总能量。⑥是老鼠从蚂蚁中同化的能量，②是蚂蚁从矮灌木中同化的能量，故⑥/②的值是老鼠和蚂蚁之间的能量传递效率。
15．下面是生态系统的碳循环示意图，请据图回答：
(1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的________________。
(2)图中分解者通过____________或____________方式将生物组织内的碳释放到大气中。
(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，通过____________作用回到大气中。
(4)在无机环境与生物群落之间，碳元素主要以__________的形式进行循环，循环始终与____________结合在一起进行。碳元素在生物群落中以______________的形式存在。
答案　(1)光合作用　(2)需氧呼吸　需氧呼吸　(3)燃烧
(4)CO2　能量流动　有机物
解析　(1)无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落。(2)分解者能够通过需氧呼吸或厌氧呼吸将生物组织内的碳释放到大气中。(3)图示A中的碳，除碳酸盐外，一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中。(4)碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环；物质循环往往伴随着能量流动。在生物群落中，碳主要以有机物的形式存在。
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