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第3课时　生态系统中的物质循环
[目标导读]　1.分析教材P98图4－1 ( http: / / www.21cnjy.com )1、P99图4－12，概述水循环、碳循环和氮循环的过程，并归纳物质循环的特点。2.阅读教材P99最后一段，比较能量流动和物质循环的过程和特点，归纳二者的区别和联系。
[重难点击]　 1.生态系统的物质循环过程和特点。2.物质循环与能量流动的关系。
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如图是某湖泊生态系统能量流动的定 ( http: / / www.21cnjy.com )量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦(×106 kJ)。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872×106 kJ，但其中118 761×106 kJ的能量未被利用。请回答：
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1．请将流经该生态系统的总能量填写在图中的括号内，这部分能量是生产者所固定的太阳能。
2．能量流动的渠道是食物链和食物网。
3．能量流动的特点是单向流动和逐级递减。
4．能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为13.5%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为20%。
5.次级消费者呼吸消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是60%。
6．由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：
(1)各营养级生物体内的大量能量被细胞呼吸消耗。
(2)其次是上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用。
(3)还有少数能量被分解者利用。
课堂导入
下图为美国耗资2亿美元建立的地球生物圈2号。它是透明的，为什么呢？
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生：需要输入光能。
师：同时，它又是封闭的，难道它不需要外界提供所需要的各种物质吗？学完这节“生态系统的物质循环”后，我相信同学们就能解释这个问题了。
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探究点一　水的循环、碳的循环和氮的循环
生态系统中的物质循环主要包括水的循环、碳的循环和氮的循环，请结合教材P97～99内容分析它们的具体过程，并归纳其共同特点。
1．水的循环
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(1)分析图中数据：海洋蒸 ( http: / / www.21cnjy.com )发量比降水量多出0.37，陆地的降水量比蒸发量多出0.37，这可以说明海洋中蒸发的水量大部分直接以降水的形式回到海洋，小部分降到了陆地上。而陆地上多出的这部分水量就以地表径流的形式归还到海洋中。
(2)海洋和陆地的总蒸发量为5.2，总降水量为5.2，二者相等，说明水分可以循环往复的利用。
(3)水的循环是局部性的，还是全球性的？
答案　全球性的。
2．碳的循环
(1)碳在自然界的储存库主要是水圈和大气圈，_CO2是碳循环中主要的形式。
(2)自然界中的碳元素是以CO2的形式被生产者利用，通过光合作用或化能合成作用合成含碳有机物储存在体内，进入生物群落。
(3)碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式，沿着食物链和食物网往下传递，最终流向分解者。
(4)动植物的呼吸作用和分解者的分解作用，以及化石燃料的燃烧都可以把有机物分解成无机物，以CO2的形式归还给环境。
(5)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？
答案　打破了碳循环平衡，使大气中CO2进入群落的过程受阻，大气中CO2的含量就会明显增多。
(6)化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响？又有什么危害？
答案　CO2在很短时间内释放出来，打 ( http: / / www.21cnjy.com )破了碳循环平衡，使大气中CO2的含量增高，进而导致温室效应。危害：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
小贴士　碳循环中各成分的确定方法
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图中①与④间为双箭头，故一个 ( http: / / www.21cnjy.com )为生产者，另一个为大气中的CO2库；又因为其他各个成分都有箭头指向④，所以④为大气中的CO2库，①为生产者。其他生物部分的箭头都指向③，所以③是分解者，剩余的②为消费者。
3．氮的循环
(1)氮的气体形式在空气中的含量高达79%，但不能被植物直接利用，要经过固氮菌(如根瘤菌)的固氮过程转化为硝酸盐和氨后，再供给植物利用。
(2)动植物遗体、排泄物等中的含氮有机物先 ( http: / / www.21cnjy.com )经过氨化细菌的作用生成NH3，再经过亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的作用生成硝酸盐，一部分硝酸盐可以被植物体再利用，另一部分硝酸盐被反硝化细菌还原成氮气归还到大气中去。
(3)综上可见，氮循环的形式有N2、NH3、NO、含氮有机物等。
(4)氮循环是否具有全球性的特点？
答案　是。
小贴士　根瘤菌通过固氮作用为大豆提供氮元素，大豆为异养型的根瘤菌提供有机物，二者共同生存、互利互惠，这种关系称为互利共生。
4．结合以上的实例，归纳物质循环的特点
(1)循环再生、反复利用；(2)全球性。
归纳提炼
水的循环 碳的循环 氮的循环
实质 H、O元素的循环 C元素的循环 N元素的循环
循环的形式 水蒸气、液态水 CO2、含碳有机物 N2、NH3、NO、含氮有机物等
主要过程 蒸发、降水、动植物的吸收 光合作用、细胞呼吸、分解作用、燃烧 固氮作用、硝化作用、反硝化作用、燃烧、分解作用
共同特点 循环性、全球性
活学活用
1．如图为生态系统中碳循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落，箭头表示物质循环方向。请判断下列说法的正误。
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(1)图中①过程可以表示绿色植物的光合作用(　　)
(2)缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行(　　)
(3)类群丙无氧呼吸是产生大气中气体X的途径之一(　　)
(4)碳在乙、丙中以有机物的形式存在(　　)
(5)参与物质循环的对象是含碳的糖类、脂肪、蛋白质等有机物(　　)
(6)碳循环是在组成生态系统的生物群落的生物体内的循环运动(　　)
(7)碳循环是碳元素在生物群落与无机环境之间的循环过程(　　)
问题导析　(1)据图，气体X为CO2，与其具有双向箭头的乙为生产者，乙、丙、丁都指向甲，甲为分解者，丙为初级消费者，丁为次级消费者。
(2) 碳在生物群落内的存在形式是含碳有机物。
(3)碳循环是组成生物体的元素的循环，而不是化合物的循环。
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√
解析　由图可知，气体X为二氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化碳，类群乙为生产者，类群丙为消费者，其无氧呼吸不能产生二氧化碳。联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者，图中甲为分解者，如果甲缺少，生态系统的物质循环将不能正常进行。参与循环的物质对象是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。生物地球化学循环指的是地球上最大的生态系统(生物圈)中的物质循环，在生物圈的生物群落与无机环境之间的循环运动。
探究点二　物质循环和能量流动的关系
物质循环和能量流动是生态系统的两大主要功能，它们之间既有区别，又相互联系，结合下图分析二者的关系：
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1．完成下表，归纳二者的区别
项目 物质循环 能量流动
特点 反复利用、循环流动 单向流动、逐级减少
范围 全球性 生态系统的各营养级
2.阅读教材，归纳二者的联系
(1)物质为能量的流动提供载体，使能量能够在食物链和食物网中进行传递。
(2)能量的固定、贮存、转换、释放都伴随着物质的合成和分解过程。
(3)能量的流动使得非生物环境和生物群落之间的物质不断循环往复，所以说，能量是物质循环的动力。
归纳提炼
绘制物质循环和能量流动图解时应注意的问题
(1)绘制物质循环图解时，注意物质是可以循环的，即物质循环的箭头可以是双向的。
(2)能量流动是单向的，生产者的能量可流向消费者和分解者，但消费者与分解者中的能量不能流向生产者。
(3)绘制能量流动图解时，只要 ( http: / / www.21cnjy.com )存在有机物传递即伴随着能量的传递(如动植物遗体、残枝败叶→沼气池；沼渣→食用菌等，均既有物质传递，又有能量流动)。
活学活用
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2．如图为碳循环的主要途径，下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中B能实现光能→化学能的转化
B．由B→C→D的林德曼效率是变化的
C．B、E是实现生物群落与非生物环境沟通的关键环节
D．B、C、D被E食用而处于第二、三、四营养级
答案　D
解析　图中A表示无机环境，B表示生产 ( http: / / www.21cnjy.com )者，C表示初级消费者，D表示次级消费者，E表示分解者。生产者能实现光能→化学能的转化。不同营养级之间的林德曼效率约为10%～20%，但不一定是某个固定值。连接生物群落和非生物环境的两大桥梁是生产者和分解者。图中的B、C、D分别处于第一、第二和第三营养级。
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1．若甲代表生产者，乙代表消费者，丙代表分解者，丁代表大气中的CO2库，则图中能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是(　　)
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答案　B
解析　生产者从大气中吸收CO2进行 ( http: / / www.21cnjy.com )光合作用或化能合成作用，合成的有机物一部分被消费者利用，一部分被分解者利用，一部分未被利用，还有一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中；消费者只能从生产者获得有机物，一部分用于呼吸作用产生CO2释放到大气中，一部分传递给分解者，一部分未被利用，还有一部分传递给下一级消费者(最高营养级除外)；分解者可以从生产者、消费者中获得有机物，最终通过呼吸作用产生CO2释放到大气中。
2．如图为某生态系统的部分物质循环简图，其中M表示非生物成分。下列叙述正确的是(　　)
A．若M表示大气中的CO2，则碳元素在图中④过程中是以有机物形式传递的
B．从图中我们可以看出能量伴随着物质循环而循环
C．若M表示大气中的CO2，则碳元素可在生物群落中反复循环利用
D．若M表示非生物环境中的能量，则①的能量值为②与③对应的能量值之和
答案　A
解析　碳元素在生物群落中是以含碳有机物的形 ( http: / / www.21cnjy.com )式传递的；能量在生态系统中沿食物链单向流动，而不能循环利用；碳元素是在非生物环境和生物群落之间反复循环利用的，而不是在生物群落的内部；①代表的是生态系统中固定的总能量，它不仅包括②③，还包括消费者通过呼吸作用散失到无机环境中的能量。
3．某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是(　　)
A．这种甲虫与落叶树之间为捕食关系
B．这种甲虫属于次级消费者
C．这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用
D．这种甲虫在能量金字塔中位于底部
答案　C
解析　该种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，说明甲虫是分解者，故A、B、D均错误。
4．图1表示某生态系统中碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分。图2表示能量流经第二营养级的示意图，A表示该营养级的摄入量。
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(1)图1中，①表示的生理作用主要 ( http: / / www.21cnjy.com )是________，此过程中碳传递的形式主要是________。③过程中碳传递的形式是________。⑤表示的生理作用是__________________________。
(2)图2中，B、D、E依次表示的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )为________、_______________、________________。要确保该生物的能量需求，其生存领地的相关植物所固定的能量至少应达到B的________倍。
答案　(1)光合作用　CO2　有机物　微生物的呼吸作用　(2)同化量　呼吸作用散失的能量　流向分解者的能量　5
解析　(1)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2。①过程为生产者的光合作用，②为生产者的呼吸作用。在生产者和大气之间(①②)，碳以CO2的形式循环。在生产者和消费者之间碳是以有机物的形式传递的。⑤表示微生物的呼吸作用。(2)某一营养级同化的能量，其中的一部分通过呼吸作用以热能的形式散失了，另一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动。后者中，一部分被下一营养级利用，一部分被分解者分解。 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
基础过关
知识点一　物质循环的实例
1．下图是地球上各种水体相互转化的示意图。请从生态系统的角度考虑，指出该图体现的生态系统功能是(　　)
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A．能量流动 B．物质循环
C．信息传递 D．物质更新
答案　B
解析　生态系统的主要功能是物质循环和能量流动。该图表示水的全球循环过程，能体现的是物质循环。
2．在碳循环中，CO2通过哪些生理过程进入生物群落(　　)
①光合作用　②细胞呼吸　③分解作用　④燃烧作用
⑤化能合成作用　⑥蒸腾作用
A．①③④ B．②③④
C．①⑤ D．①⑤⑥
答案　C
解析　非生物环境中的CO2绝大部 ( http: / / www.21cnjy.com )分是通过绿色植物的光合作用合成有机物进入生物群落的，还有很小的一部分则通过其他自养型生物的化能合成作用合成有机物进入生物群落。
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3．如图是自然界碳循环的简图，图中甲、乙、丙各代表(　　)
A．甲为生产者、乙为分解者、丙为消费者
B．甲为消费者、乙为分解者、丙为生产者
C．甲为分解者、乙为生产者、丙为消费者
D．甲为生产者、乙为消费者、丙为分解者
答案　A
解析　碳在生物群落和非生物环境之间是 ( http: / / www.21cnjy.com )以二氧化碳的形式进行循环的。首先通过绿色植物的光合作用，被合成有机物进入植物体内，再通过食物链(网)流到各级消费者体内，最后再流到分解者，被分解成二氧化碳再释放到大气中，同时各种生物的呼吸作用也产生二氧化碳，直接回到大气中。
4．在生态系统中，对碳循环起决定作用的关键环节是(　　)
A．微生物的分解作用
B．绿色植物的光合作用和微生物的分解作用
C．动物的呼吸作用
D．煤和石油的燃烧
答案　B
解析　生态系统中的碳在生物 ( http: / / www.21cnjy.com )群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环，而非生物环境中的CO2必须通过生产者的光合作用或化能合成作用转化为有机物，才能被消费者利用。生产者和消费者中的有机物一部分可以通过自身的呼吸作用将碳回归到非生物环境中。还必须通过微生物的分解作用，将动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成CO2，返回非生物环境。因此选B。
5．如图是生态系统中某元素循环的模式图，下列对该图的说明正确的是(　　)
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A．这是碳元素的循环
B．A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分
C．图中缺少化石燃料的燃烧
D．该物质循环只在某生态系统内进行
答案　A
解析　此图为碳元素的循环，X代表C元素；图中B是消费者，不是生态系统必不可少的成分；物质循环是在生物圈范围内进行的；煤和石油属于化石燃料。
知识点二　能量流动与物质循环的关系
6．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，不正确的是(　　)
A．生态系统中能量的输入、传递、转化和输出的整个过程为生态系统中的能量流动
B．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
C．物质是能量流动的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
D．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
答案　C
解析　生态系统中能量只能是单方向流动，不能循环。
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7．如图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．物质循环伴随着能量的流动
B．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C．a、b所示的物质循环具有全球性
D．进行a过程的生物是自养型生物
答案　B
解析　物质循环和能量流动是同时进行的，能量是 ( http: / / www.21cnjy.com )物质循环的动力，物质是能量流动的载体。能完成b过程的生物能进行呼吸作用，但不一定具有线粒体；能进行a过程将CO2转化成有机物的生物是自养型生物，但不一定有叶绿体。物质循环具有全球性。
8．分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是(　　)
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A．物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物链(网)流动
B．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
C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
答案　C
解析　生产者所固定的太阳能总量是指生产 ( http: / / www.21cnjy.com )者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。生态系统的物质循环与能量流动紧密联系、缺一不可，物质作为载体，能量作为动力。
能力提升
9. 火灾常给森林带来较大危害，但是在某些 ( http: / / www.21cnjy.com )国家，有时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，来对森林进行资源管理。这种人工火烧的主要目的是(　　)
A．消灭森林病虫害
B．刺激树木种子萌发
C．加速生态系统的分解过程
D．提高森林的蓄水能力
答案　C
解析　寒带地区温度低，微生物的代谢活动弱，对 ( http: / / www.21cnjy.com )有机物的分解能力低，致使残枝落叶大量积累，而不能及时分解，使生态系统的物质循环出现了障碍。对残枝落叶进行有限度的人工火烧，既能保证微生物有足够的食物，又可以加速残枝落叶的分解，促进了生态系统的物质循环。
10．图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分
，箭头表示各成分之间的关系，下列有关叙述正确的是(　　)
A．a和c所包含的所有种群构成群落
B．c1的同化量越大，流向c2的能量就越少
C．d不一定是原核生物
D．b的含量增加将减缓温室效应
答案　C
解析　已经知道a、b、c、d表示某生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统的四种成分，根据箭头的指向可以确定：a为生产者，b为非生物环境，因为a和b有箭头相互指向，非生物环境的物质进入生物群落是通过生产者实现的，而生产者代谢产生的物质也会进入非生物环境。非生物环境只有一个箭头指向生产者，而a、c、d的箭头都指向非生物环境，即生产者、消费者、分解者代谢产物都会进入非生物环境。生物群落包括生产者a、消费者c、分解者d。根据能量流动特点，c1的同化量越大，流向c2的能量就越大。d一般是细菌和真菌，其中真菌就是真核生物。b是生态系统的无机物，它的含量增加只会加重温室效应而不会减缓温室效应。
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11．如图为生态系统碳循环模式图，下列分析错误的是(　　)
A．f表示大气中的二氧化碳库
B．该图中有三条食物链
C．图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物
D．碳以有机物的形式由a传到b
答案　B
解析　因为研究对象为碳循 ( http: / / www.21cnjy.com )环，所以要考虑生物及非生物成分，只有生产者才能吸收二氧化碳，生产者、消费者和分解者都要产生二氧化碳，所以a为生产者，b为分解者，f为无机环境，图中只有一条食物链，B项错误。
12．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(　　)
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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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。碳在生物群落与非生物环境之间主要以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。
13．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。
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请据图回答：
(1)生态系统的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程。
(2)X与甲中图示生物类群的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量来源不同，X代表的生物为____________________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)大气中的CO2在甲 ( http: / / www.21cnjy.com )中图示的________处(在a～d中选择)合成有机物；含碳有机物在甲中图示的________处(在a～d中选择)可以分解为CO2。
(4)化石燃料除燃烧外，还可以通过________________途径产生CO2。
答案　(1)生物群落与非生物环境　(2)化能自养细菌(或硝化细菌等)　有核被膜包围的典型的细胞核　(3)c　a和b　(4)微生物的分解
解析　绿色植物的光合作用或某些化能自养型生物 ( http: / / www.21cnjy.com )的合成作用(常见的有硝化细菌等)，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由此可见，碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。在植物细胞中，二氧化碳在叶绿体中被利用，又可通过呼吸作用在胞质溶胶和线粒体中产生。
14．下图是自然界中氮循环示意图，请据图回答下列问题：
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(1)大气中的氮主要通过[　]________进入生物群落，其次通过[　]________、[　]________等途径也可少量供给植物氮素。
(2)图中A物质代表__________________，可被土壤中的微生物分解形成B物质。B物质在土壤中________细菌的作用下形成C，C物质代表________。
(3)将B物质转化成C物质的细菌，其新陈代谢的类型属于________________。
(4)在________的情况下，一些细菌可将C物质最终转化成________返回到大气中，由此可见，土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中的____________中起着重要作用。
(5)目前，全世界每年施用 ( http: / / www.21cnjy.com )的氮素化肥大约有8×107t，这样做对环境可能带来的负面影响是____________________。据你所学的知识，提出一种既不会影响环境，又能满足农作物对氮素需求的方案或设想：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①　生物固氮　②　光电固氮　③ ( http: / / www.21cnjy.com )　工业固氮　(2)尿素及动植物遗体　硝化　硝酸盐　(3)自养需氧型　(4)氧气不足　氮气　物质循环　(5)水体的富营养化　将固氮微生物的固氮基因分离出或人工合成后导入农作物中，并使之表达
解析　(1)大气中的氮主要通过生物固氮进入 ( http: / / www.21cnjy.com )生物群落，其次是光电固氮和工业固氮。(2)图中A物质来自动植物，它代表的是动物体内的一部分蛋白质在分解中产生的尿素等含氮物质，以及动植物遗体中的含氮物质。它们被土壤中的微生物分解后形成B物质——氨，氨经过土壤中硝化细菌的作用，最终转化成C物质——硝酸盐。(3)硝化细菌能利用氨氧化成硝酸盐过程中释放的化学能，将CO2和H2O合成有机物，因此从同化角度看，它属于自养型。硝化细菌需在有O2条件下生存，因此从异化角度看，它属于需氧型。(4)在氧气不足的情况下，土壤中的另一些细菌(反硝化细菌)可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐并最终转化成氮气返回大气中。氮循环属于自然界中的物质循环。(5)大量施用氮肥，容易引起水体的富营养化。要减少氮素进入水体，又要满足植物对氮素的需求，可借助基因工程，将固氮基因导入农作物中。
个性拓展
15．如图甲为一个长期处于稳定状态的生态系 ( http: / / www.21cnjy.com )统的物质循环示意图；表乙是对图甲中生态系统各组成成分的能量流动情况调查结果；图丙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图。请据图回答问题：
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(单位：×102 kJ·m－2·a－1)
Pg Pn R
X 870.7 369.4 501.3
Y 211.5 20.1 191.4
Z 141.0 61.9 79.1
乙
(1)大气中二氧化碳的来源有三个，分 ( http: / / www.21cnjy.com )别是动植物的呼吸作用、______________、__________。若图甲中的“→”仅表示二氧化碳的流动方向，则不会存在的过程有____________。
(2)若图甲表示碳循环示意图，则D指 ( http: / / www.21cnjy.com )的是生态系统中的________________，①过程表示的是________________________________________________________________________。
(3)表乙中的Pg表示同化 ( http: / / www.21cnjy.com )作用固定的总能量，Pn表示生物体内贮存的能量，则R表示的生物学含义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
每平方米每年流经该生态系统的总能量为________×102 kJ。
(4)图丙表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的________关系。
答案　(1)微生物的分解作用　化石燃料的燃 ( http: / / www.21cnjy.com )烧　③④⑦　(2)大气中的二氧化碳库　光合作用　(3)生态系统中各生物成分的呼吸量　870.7　(4)能量流动
解析　大气中二氧化碳的来源有三个：动植物的 ( http: / / www.21cnjy.com )呼吸作用，微生物的分解作用和化石燃料的燃烧；能直接利用二氧化碳的只有生产者；各营养级生物所同化的总能量除了在自身体内贮存外，还用于呼吸作用、传递给下一营养级和分解者，但最终都通过呼吸作用散失；生产者固定太阳能的总量是流经该生态系统的总能量；人工生态系统的特点是使能量流向对人类最有益的部分，提高能量的利用率。第3课时　生态环境保护
[目标导读]　1.阅读教材P118～ ( http: / / www.21cnjy.com )122，从保护生物多样性、保护森林、保护海洋三个角度分析人类保护自然的措施和意义。2.结合P122调查实例，阐明环境污染的防治措施。3.结合教材P124思考与讨论，树立环保意识。
[重难点击]　 生物多样性的保护、环境污染的防治措施。
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1．全球性生态环境问题
原因 危害 治理措施
全球气候变暖 ①温室气体(主要是CO2)排放增多，形成“温室效应”；②绿地、湿地面积减少，使它们调节气候的功能大幅下降 全球变暖、冰川融化、海平面上升；干旱范围扩大等 ①植树种草；②减少化石燃料的燃烧，开发新能源
臭氧“空洞” 氟利昂等物质大量排放，紫外线辐射增强 ①皮肤癌和白内障患病率上升；②植物光合作用受到抑制 减少氟利昂等物质的排放
酸雨 化石燃料燃烧产生的硫、氮的氧化物溶于雨水(pH＜5.6)降落至土壤或水体中 ①损害植物的叶和芽；②水体酸化；③危害建筑物及金属 ①减少化石燃料的燃烧；②开发新能源；③植树种草
2. 观察下图，你有何感想？保护环境迫在眉睫。
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课堂导入
被认为是历史上最强的台风“海燕”于2013年11月8日凌晨登陆菲律宾，肆虐菲律宾多个城市。
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按照菲律宾国家减灾委员会的说法，至少138人 ( http: / / www.21cnjy.com )死亡、14人受伤和4人失踪，全国受灾人口达428万余人。但菲律宾红十字会表示，在两个受灾最严重的地区已接到超过1 200例死亡报告。目前学界公认的结论是，太平洋出现越来越强的热带气旋与全球变暖关系密切。英国《卫报》援引一份跨政府委员会提交的气候变化特别报告称，全球气温的升高将会让热带气旋数量更少，但强度更大。
如何进行生态环境保护，避免类似事件发生呢？
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探究点一　善待自然
一系列的环境问题，归根结底是自然环境对人类违背自然规律的惩罚。阅读教材P118～121，结合下面材料，探讨人们应该善待自然的措施。
1．保护生物多样性
(1)下图是20世纪50年代，婆罗 ( http: / / www.21cnjy.com )洲达雅克人生活区域生物之间的关系示意图，为了防治疟疾，人们使用了DDT，DDT能杀死蚊子和小黄蜂，而且进入生物体内很难降解，能沿着食物链富集。结果一段时间后，该地的房屋房顶大批倒塌，老鼠大量繁殖，当地面临大规模暴发斑疹伤寒和森林鼠疫的风险。请分析原因：
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①房顶倒塌的原因：DDT杀死了小黄蜂，毛虫没有了天敌，大量繁殖，吃掉了屋顶的茅草，导致屋顶倒塌。
②老鼠大量繁殖的原因：DDT经生物富集作用进入猫的体内，使猫大量死亡，老鼠天敌减少，大量繁殖。
③从材料分析思考人类在自然界中应充当什么角色？人与其他生物应该如何相处？
答案　地球上的所有生物物种都是平等的 ( http: / / www.21cnjy.com )，每一物种都是千百万年进化的产物，并对人类具有非常重要的现实价值或潜在价值。人类应该摆脱“地球霸主”的角色，与自然界其他生物和谐共处。
小贴士　生物多样性的内涵及各层次之间的关系
生物圈内所有的动物、植物 ( http: / / www.21cnjy.com )和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。它包含三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。各层次之间的关系如下：
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(2)生物多样性的价值：生物多 ( http: / / www.21cnjy.com )样性具有现实价值和潜在价值。现实价值是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等以及对生态平衡、生物圈稳态的调节功能。潜在价值是指目前人类尚不清楚的价值。
(3)保护生物多样性的措施：人与自然和谐 ( http: / / www.21cnjy.com )共处是保护生物多样性的最有效措施。对于珍稀物种和濒危物种，主要通过就地保护和迁地保护两种途径加以保护。
①建立自然保护区体现的保护生物多样性的 ( http: / / www.21cnjy.com )措施为就地保护。其含义是指通过建立自然保护区，在野生动植物的栖息地对物种和生物群落实施有效的保护，使已经遭受破坏的生物物种得到恢复，这种措施能够有效地保护生物物种的自然属性。
②把大批野生生物迁入动物园、水族馆等进行保护属于迁地保护，也称为易地保护。
2．保护森林
(1)森林的作用
①热带雨林几乎保存着现今世界上一半以上的动植物物种，说明森林是地球的“基因库”。
②森林在生物圈的物质循环和能量流动中起着重要的作用，具有净化大气、保持水土、涵养水源、防风固沙、降低噪声等多种环境功效。
(2)世界森林现状
阅读教材P120图4～46可知，非洲、亚 ( http: / / www.21cnjy.com )太和拉丁美洲地区的森林面积大幅减少，由此导致了资源匮乏、环境恶化等问题；欧洲和中亚、北美森林面积出现了增多现象，这与控制砍伐措施有关；西亚由于大量的植树造林，森林减少的趋势得到了控制。
(3)保护森林的措施
①颁布法令，控制采伐力度：我国1984年颁布了《中华人民共和国森林法》，国家对森林资源实行了采伐限额管理，实现了对森林资源的持续利用。
②建立防护林：为改善生态环境 ( http: / / www.21cnjy.com )，从1978年开始，我国在东北西部、华北北部和西北地区大力进行“三北”防护林体系工程建设。近20多年来，我国又相继开始兴建长江防护林、沿海防护林、平原农田防护林网、太行山绿化工程等生态工程，并取得了明显的生态效益。
3．保护海洋
(1)海洋和人类的关系现状
①海洋是人类的聚宝盆：海洋占地球面积的 ( http: / / www.21cnjy.com )70%左右，是地球上重要的生态系统。为人类提供了丰富的资源。但是由于逐年增加的渔业捕捞，使海洋生物资源丰富度锐减。
②海洋是人类的垃圾场和污水坑：人类大量 ( http: / / www.21cnjy.com )向海域排放各类污染物，使近海水体污染日趋严重，不断发生赤潮及死鱼现象；而一些深海排污行为，海上石油开采及石油泄漏，疯狂掠取海底珊瑚礁资源等，对海洋生态环境均造成了严重破坏。
(2)保护海洋的措施
①制定法律公约：1954年联合国制定了防 ( http: / / www.21cnjy.com )止石油污染海洋的国际公约，1974年签署了禁止向海洋倾倒废物和禁止在海洋上燃烧垃圾的《伦敦·倾倒条约》，1982年又制定了《联合国海洋法公约》等。
②制定休渔制度：我国从1995年开始，在东海、黄海、渤海海域实行全面伏季休渔制度，1999年又将休渔制度扩大到南海海域。
归纳提炼
生物多样性是数十亿年生物进化的结果，包括物 ( http: / / www.21cnjy.com )种多样性、遗传多样性和生态系统多样性，生物多样性具有现实价值和潜在价值。保护生物多样性的措施包括就地保护和迁地保护，同时还包括利用生物技术保护濒危物种、协调好人与生态环境的关系以及提倡合理利用资源，反对盲目、掠夺式地开发利用、保护森林和海洋；森林在生物圈的物质循环和能量流动方面具有重要作用，具有净化大气、保持水土、涵养水源、防风固沙、降低噪声等多种环境功效。当前人类加大了对海洋资源的开发利用，海洋生物资源多样性锐减，海洋污染严重，要采取措施保护好海洋生态环境。
活学活用
1．保护和利用森林资源的最佳方法是(　　)
A．封山育林，禁止砍伐
B．允许林区人民砍伐，先富起来
C．实行有计划地合理砍伐
D．砍伐热带雨林，营造纯种林木
答案　C
解析　保护和利用森林资源，既不能封山育 ( http: / / www.21cnjy.com )林、禁止砍伐，也不能乱砍滥伐。应在维持森林生态系统平衡的前提下，有计划地合理砍伐，这样有利于森林生态系统的更新。砍伐热带雨林，营造纯种林木，造成森林生态系统物种单一，营养结构简单，自我调节能力减弱，生态平衡易遭到破坏。
探究点二　环境污染的防治
随着工业的发展及各种环境问题的出现 ( http: / / www.21cnjy.com )，治理污染也就成为各国保护环境的重要任务。阅读教材P121～124内容，结合材料探究环境污染的防治措施和治理方法。
1．环境污染的防治措施
环境污染防治措施很多，包括物理技术 ( http: / / www.21cnjy.com )、化学技术和生物技术。生物处理技术又称为生物净化技术，是通过生物体的吸收、分解、转化等作用，使环境中的污染物浓度和毒性降低或消失的污染治理方法。生物净化应用最普遍的领域是水污染治理，在生物净化中发挥重要作用的是微生物和植物。
2．微生物的净化作用
下图是污水处理的工艺示意图，请回答：
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(1)污水处理一般要经过厌氧处理 ( http: / / www.21cnjy.com )和好氧处理两个步骤，二者的反应条件的主要区别是是否通入新鲜的空气，微生物的类别分别为厌氧微生物和好氧微生物，主要分解有机污染物。
(2)污水处理池中的微生物如何分解污染物？哪些污染物容易分解，哪些不容易分解？
答案　①微生物通过物质和能量代谢活动，使 ( http: / / www.21cnjy.com )污染物发生多种生理生化反应，从而使绝大多数污染物，特别是有机类污染物发生不同程度的转化、分解或降解。②自然界中糖类、脂质、蛋白质等容易被微生物分解，而一些人工合成物质如塑料、农药、去垢剂、多氯联苯及石油烃类物质则不易或不能被微生物分解。
(3)为什么要选择微生物作为环境污染治理中的首选生物类群？
答案　微生物具有种类多、分布广、繁殖快 ( http: / / www.21cnjy.com )、生存能力强、净化效率高等多种有利特点。微生物还因个体小、生物量大、表面积和体积比特别大，对污染物具有很强的吸收与吸附能力。
(4)除了废水处理，微生物在大气污染治理、土壤污染治理以及固体废弃物污染治理中都能发挥重要作用。
3．植物的净化作用
(1)植物的净化作用表现
①空气清新剂：能够吸收大气中的有害气体，降低空气中污染物的浓度，净化空气质量。
②吸尘器：能够阻滞和吸附空气的尘埃和放射性物质，减轻大气中的粉尘污染和放射性污染。
③灭菌器：能够分泌一些抗生素、杀菌素等物质，杀灭空气中的病原微生物。
因此，植物又被人们称为天然的空气清新器、吸尘器和灭菌器。
④此外，植物还能够防风固沙，降低水土流失；一定宽度的林带对噪声具有衰减作用，可降低噪声污染。
(2)植物治理污染的事例
①治理土壤重金属污染：选择种植具有特殊耐性和富集能力的植物吸收重金属，然后焚烧后回收。
②治理工厂污染：在工厂周围和院内种植一些树木，不仅能减轻大气污染，还能降低噪声污染。
③家庭养花：既能美化居室环境，又能净化室内空气，但要注意正确选择植物种类。
归纳提炼
生物在环境污染过程中的净化作用
(1)在生物净化中，绿色植物和微生物起着重要的作用。
(2)绿色植物的净化作用主要体 ( http: / / www.21cnjy.com )现在三个方面：第一是绿色植物能够在一定浓度范围内吸收大气中的有害气体；第二是绿色植物可以阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性污染物；第三是许多绿色植物能够分泌抗生素，杀灭空气中的病原菌。
(3)微生物的净化作用是指微生物能够 ( http: / / www.21cnjy.com )将许多有机污染物逐渐分解成无机物，从而起到净化作用。污水处理厂处理污水时主要通过物理沉降和微生物的净化作用两个过程完成。物理沉降是利用过滤、沉淀等方法去除工业污水和生活污水中个体比较大的污染物；微生物净化是利用污水中的多种微生物，把污水中的有机物分解成CO2、H2O以及含氮的和含磷的无机盐，使污水得到净化。
活学活用
2．关于环境污染的治理措施，下列说法不正确的是(　　)
A．环境污染的治理包括物理技术、化学技术和生物技术
B．厌氧处理污水的过程中往往有甲烷产生
C．家庭养花可以净化空气，种类越多越好
D．森林能净化空气，被称为“地球之肺”
答案　C
解析　家庭养花可以净化空气，但是有些花卉能释放出对人类健康不利的物质，因此家庭养花要选择正确的品种，不是越多越好。
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1．下列对保护生物多样性的意义和措施的描述，错误的是(　　)
A．保护生物多样性需要全球的合作
B．可持续发展是人类的必然选择
C．生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值
D．建立濒危动植物繁育中心是对生物多样性最有效的保护
答案　D
解析　建立自然保护区是对生物多样性最有效的保护。
2．下列关于生态学问题的叙述中，不正确的是(　　)
A．大力植树造林，改善能源结构，提高能源利用效率，是缓解温室效应的最佳途径
B．被有机物轻度污染的流动水体中，距排污口越近的水体中溶解氧越多，含N、P等元素的无机盐也越多
C．保护生物多样性是维持生态系统稳定性的措施之一，体细胞克隆等为之提供了技术支持
D．湿地的蓄洪防旱、调节气候功能体现了生物多样性的现实价值
答案　B
解析　被有机物轻度污染的流动水体中，好氧微生物分解有机物消耗大量氧气，故距排污口越近的水体中溶解氧越少。
3．某滩涂是丹顶鹤的栖息地之一，在该滩涂建立丹顶鹤自然保护区的主要目的是(　　)
A．对丹顶鹤和它们的生存环境进行就地保护
B．加入“世界生物圈保护区网”
C．将丹顶鹤迁入保护区进行迁地保护
D．防止滩涂生态环境的污染
答案　A
解析　生物多样性的保护，包括就地保护、迁地保 ( http: / / www.21cnjy.com )护以及加强教育和法制管理等。就地保护是指为了保护生物多样性，把保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理。就地保护主要是指建立自然保护区。
4．福州闽江口湿地是目前福建省最 ( http: / / www.21cnjy.com )大的湿地，也是亚太地区候鸟迁徙途中重要的一处落脚站。由于水源充沛，自古以来，闽江口湿地不仅到处芳草萋萋，鱼翔浅底，更是鸟儿们嬉戏、觅食的天堂。每年都有成千上万的越冬候鸟飞临此地栖息，其中包括勺嘴鹬、黑脸琵鹭、朱鹮等濒临灭绝的珍稀鸟类。请回答下列问题：
(1)鸟类是该生态系统中的________者，在维持生态平衡中起着重要作用。
(2)若湿地遭到破坏，会直接威胁到鸟类的生存，说明生物与其生活的________是统一的整体。
(3)物种一旦灭绝，便不 ( http: / / www.21cnjy.com )可再生，自然界将失去许多宝贵的基因。因为生物种类的多样性实质上就是________的多样性。因此，保护闽江口湿地对保护福州乃至台湾海峡的生态环境具有重要的意义。
(4)上述材料表明当地的生物具有多样性，目前我国保护生物多样性最有效的措施为________。
答案　(1)消费　(2)环境　(3)基因　(4)就地保护
解析　鸟类不能自己制造有机物，需要从环境中取 ( http: / / www.21cnjy.com )食，属于消费者。鸟类与其生活的环境构成一个统一的整体，每一种鸟类都携带着基因，生物种类的多样性实质是基因的多样性，就地保护是我国目前保护生物多样性的最有效措施。
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基础过关
知识点一　善待自然
1．为合理开发和保护海洋鱼类资源，可以采取的措施是(　　)
①全面禁止捕捞　②实行休渔期、划分休渔区　③控制渔网网眼大小　④制定相应的法律法规
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
答案　D
解析　保护海洋鱼类资源并不意味着全面禁止 ( http: / / www.21cnjy.com )捕捞，而是要合理开发资源。可以采取的措施有：实行休渔期、划分休渔区；控制渔网网眼的大小，保护幼鱼；制定相应的法律法规等。
2．保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解，正确的是(　　)
A．生物多样性的丰富程度与自然选择无关
B．群落演替过程中的生物多样性逐渐降低
C．物种多样性比较高的生态系统相对稳定
D．遗传多样性比较低的种群适应环境能力强
答案　C
解析　生物多样性是进化的结果，而 ( http: / / www.21cnjy.com )自然选择决定生物进化的方向，没有自然选择就不会出现新物种。群落演替使群落中生物多样性更加丰富，群落更加稳定，生态系统也更稳定。遗传多样性高的种群生物多样性也高，适应环境的能力更强。
知识点二　环境污染的防治
3．在河流生态系统受生活污水轻度污染后的自动净化并恢复原状的过程中，下列选项最后出现增长高峰的是(　　)
A．藻类 B．以细菌为食的原生动物
C．细菌 D．水中溶解态有机物
答案　A
解析　生活污水富含有机物，首先好氧细菌大量增殖并将有机物氧化分解成无机物，藻类利用这些无机养料生长繁殖。
4．下图中甲为某清洁水体在遭受一次性 ( http: / / www.21cnjy.com )有机物轻度污染后，污染物含量的变化。则水体中好氧微生物数量变化的曲线最可能接近于图乙中的哪条曲线(　　)
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答案　D
解析　解答本题时要注意的是“一次性有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物轻度污染”，而不是连续污染。有机物的分解主要靠好氧微生物，开始时污染物含量较多，所以微生物的数量在一定时期内逐渐增加，但随着微生物的分解作用，污染物逐渐减少，导致微生物的斗争加剧，出生率下降、死亡率增大，微生物数量减少。
知识点三　拯救地球是全世界人民的重任
5．下列不符合可持续发展要求的是(　　)
A．控制人口过快增长，使人与自然和谐发展
B．大力开展退耕还林、还草、还湖，变草原放牧为圈养等，以保护生物多样性
C．对濒危动植物进行就地保护和迁地保护
D．禁止利用生物技术对珍稀动植物进行保护和利用
答案　D
解析　可持续发展是指在不牺牲 ( http: / / www.21cnjy.com )未来几代人需要的情况下，满足当代人的需要，追求自然、经济、社会的持久而协调的发展。利用生物技术对珍稀动植物进行保护和利用符合可持续发展的要求。
能力提升
6．全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所做的分析不正确的是(　　)
A．栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因
B．栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性
C．这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量
D．过度的人为干扰导致生物多样性降低
答案　B
解析　人类活动导致栖息地总量减少和栖息 ( http: / / www.21cnjy.com )地多样性降低是生物多样性降低的主要原因，A项正确。栖息地的破碎化主要是人为因素造成的，道路建设、居住点的扩大等造成了生物种群之间的基因交流受阻，小块、分裂的小种群对疾病抵抗力的降低、对环境变化适应力的减弱和繁殖率的降低，不利于维持生物多样性，B项错误、D项正确。生物多样性降低的直接原因是新物种的产生量少于现有物种的灭绝量，C项正确。
7．四川地震使大熊猫自然保护区受到不同程度的破坏，为了保护大熊猫，把部分大熊猫转移到其他地区的动物园进行饲养，该过程属于(　　)
A．就地保护 B．迁地保护
C．建立自然保护区 D．建立风景名胜区
答案　B
解析　把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护属于迁地保护。
8．如图是可持续发展战略中对森林的两种开发模式Ⅰ、Ⅱ，下列相关叙述不正确的是(　　)
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A．完全砍伐后再种植的树通常具有一样的树龄和种类
B．选择性砍伐使森林变得更有层次和多样性
C．选择Ⅱ模式更有利于森林的可持续发展
D．进行大面积砍伐，让其自身恢复
答案　D
解析　对物种多样性保护，并不意 ( http: / / www.21cnjy.com )味着不开发不利用，而是合理的开发利用使森林更有层次和多样性，这样更有利于生态系统的稳定，有利于森林的可持续发展，完全砍伐后再种植的树具有一样的树龄和种类，D项错误。
9．关于“生物多样性及其保护”的叙述，正确的是(　　)
A．地球上所有动物、植物和微生物，以及它们所拥有的全部基因共同组成生物多样性
B．物种的减少只是使生物多样性降低，对人类没有影响
C．建立植物园、动物园等措施属于就地保护
D．保护生物多样性，并不反对对野生生物资源的合理开发和利用
答案　D
解析　生物多样性还包括生态系统多样性。物种的 ( http: / / www.21cnjy.com )减少使生物多样性降低，对人类的生存和发展也构成威胁。建立植物园、动物园等措施属于迁地保护。保护生物多样性并非禁止开发利用任何自然资源，而是反对盲目地、掠夺式地开发利用；人们可根据不同种群的增长规律，合理、适时、适量地利用自然资源。
10．奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣，如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图，请回答下列问题：
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(1)输入此氧化塘的能量有 ( http: / / www.21cnjy.com )____________________。氧化塘中的风车草、圆田螺、细菌等生物共同构成________________。
(2)植物细胞吸收的磷酸根离子用于合成的生物大分子主要是________________。氧化塘后部的溶解氧含量比前部的________。
(3)废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止____________________________。
(4)氧化塘后部种植莲等挺水植物，有利于 ( http: / / www.21cnjy.com )减少出水口处水中的浮游藻类，原因是______________________________________________________________________。
(5)控制废水流入氧化塘的速率， ( http: / / www.21cnjy.com )除有利于氧化塘中有机物被充分分解外，还有利于________________，使出水口处的水质达到排放要求。废水不能过量流入氧化塘，说明生态系统的____________________________。
答案　(1)太阳能和化学能　 ( http: / / www.21cnjy.com )生物群落　(2)核酸　高(多)　(3)微生物失水过多死亡　(4)挺水植物起遮光作用，影响浮游藻类进行光合作用　(5)无机盐被充分吸收　自我调节能力有限解析　(1)输入池塘的能量有光能和厌氧池中的未彻底分解产物中的化学能。(2)植物细胞中含磷的生物大分子主要是核酸。因氧化塘前部微生物分解厌氧池输入的有机物而消耗溶解氧，在后部植物光合作用释放氧，故后部溶氧量较高。(3)若废水中的有机物含量过高，则厌氧池中的微生物就会因渗透作用大量失水而死亡。(4)挺水植物通过与藻类竞争矿质元素和光而有效地限制了藻类的生长。(5)因生态系统具有一定的自我调节能力，故一次性注入氧化塘的废水不能过多，控制废水进入氧化塘的流速还可以使植物充分利用其中的矿质元素，使出水口处的水质达标。第2课时　全球性的环境问题
[目标导读]　1.结合教材P ( http: / / www.21cnjy.com )115数据分析、图4－39，复习碳循环的知识，阐明温室效应的产生机制、危害和防治方法。2.分析教材P116图4－40、4－41，概述臭氧层空洞带来的危害和防治。3.通过教材P116～117实验，了解大气降水酸度的测定方法，阐明酸雨的产生机制、危害和防治方法。
[重难点击]　 温室效应、酸雨的产生机制、危害和防治方法。
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1．生态系统的碳循环
(1)碳在非生物环境中的存在形式是CO2和碳酸盐，在生物群落与非生物环境之间的循环形式是CO2，在生物群落内以含碳有机物的形式流动。
(2)碳由无机环境进入生 ( http: / / www.21cnjy.com )物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用；而返回无机环境途径有：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用和化石燃料的燃烧。
2．环境污染是伴随人类的活动而产生的，是由 ( http: / / www.21cnjy.com )于人类生产和生活过程中不断向环境排放废弃物，并对生物和人类自身产生了不利影响的环境变化。环境污染的类型很多，如大气污染、水污染、固体废弃物污染等。
课堂导入
教师展示从太空拍摄的地球。
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师：为什么说美丽的地球是我们共同的家园？
生：地球是目前为止我们所发 ( http: / / www.21cnjy.com )现的唯一适合人类生存的星球；地球是大家的，是一个整体的存在，任何个人或国家的活动对环境的影响都会涉及到整个地球……
师：我们既然有了美丽的家园，为什么还要在太空中寻找？
生：地球的生态环境遭到了破坏，出现了一些问题。
师：全球性生态环境问题有哪些呢？如何保护我们共同的家园呢？
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探究点一　气候变暖
许多证据表明，在过去的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )世纪里，全球表面温度上升了0.3 ℃～0.6 ℃，尤其是在最近的几十年中，全球气温确实在变暖。阅读教材P115，分析气候变暖的原因。
1．气候变暖的产生原因
(1)由下图分析全球温度 ( http: / / www.21cnjy.com )变化与二氧化碳排放量增加的关系是：全球变暖与二氧化碳排放量有关。由图示可以看出，随二氧化碳排放量增加，全球温度逐渐升高。
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(2)结合下图归纳“温室效应”的产生原因
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大气中CO2、水蒸气和其 ( http: / / www.21cnjy.com )他微量气体能使太阳辐射几乎无衰减地通过，但又能阻挡地球向外层空间散发红外辐射，致使热量不能散发到外层空间，其原理类似温室升温，因此，这类气体被称为“温室气体”，导致地球表层温度升高的现象被称为“温室效应”。
(3)温室气体的来源
大气中能产生温室效应的气体近30种，起主要作用的是CO2、NO、甲烷和氯氟碳(俗称氟利昂)等。
2．全球气候变暖的危害
全球变暖对地球最直接的影响是：冰川融化、海平 ( http: / / www.21cnjy.com )面上升、沿海的许多城市被淹。此外，全球变暖也会引起气候变化，出现旱涝灾害、病虫害加剧、农业减产、植被破坏、水资源分布不均、人类健康受到影响等。
3．结合碳循环的过程归纳温室效应防治措施
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(1)为了减少大气中CO2的来源，我们应该减少化石燃料的燃烧，开发利用新能源。
(2)为了增加大气中CO2的去路，我们应该大力地植树种草。
归纳提炼
原　因 危　害 治理措施
气候变暖 ①温室气体(主要是CO2)排放增多，形成“温室效应”；②绿地、湿地面积减少，使它们调节气候的功能大幅下降 全球变暖，使冰川融化，海平面上升；干旱范围扩大等 ①植树种草；②减少化石燃料的燃烧，开发新能源
活学活用
1．气候变暖导致海平面上升，将给人类带来无法估计的灾难。下列说法不正确的是(　　)
A．大气中CO2的含量过高会导致地球表面温度的升高
B．为防止气候变暖，人类要尽量减少CO2的排放量
C．为防止气候变暖，人类要尽可能多地植树造林、保护植被
D．海水温度升高时，海水向大气释放的CO2将减少，有利于阻止气温升高
答案　D
解析　气候变暖是由于大气中CO2过多 ( http: / / www.21cnjy.com )引起的温室效应，导致地球表面温度升高，使冰川融化，海平面上升。防治温室效应的方法就是减少CO2的排放，植树造林，保护植被。
探究点二　臭氧“空洞”
1985年科学家发现位于大气平流层中 ( http: / / www.21cnjy.com )的臭氧层在南极上空正在变薄形成了一个“空洞”，在北极上空和其他中纬度地区也出现了不同程度的臭氧层损耗现象。阅读教材P115～116，探讨下面的问题。
1．臭氧层的作用
可有效地阻挡来自太阳紫外线的侵袭，使地球上的一切生命免受伤害。
2．臭氧层空洞的产生原因
(1)原因：对于臭氧层破坏 ( http: / / www.21cnjy.com )的原因有多种见解，但是，多数科学家公认，人类过多使用氟利昂是臭氧层破坏的一个主要因素。除氟利昂外，人们还了解到，不含氟的某些物质如四氯化碳、三氯乙烯、三氯甲烷等都可以破坏臭氧层。
(2)机理：氟利昂是非常难 ( http: / / www.21cnjy.com )分解的物质，一旦出现，经过10年的时间就可到达平流层。在紫外线的作用下，氟利昂被破坏，形成较为活跃的氯原子。一个氯原子可以相继破坏成千上万个臭氧分子，因而造成臭氧层中的臭氧分子不断减少。
3．臭氧层空洞的危害
臭氧层的破坏，导致到达地球表面 ( http: / / www.21cnjy.com )的紫外线强度明显增加，给人类健康和生态环境带来严重的危害。长期接受这种超量紫外线照射，皮肤癌和白内障发病率增高。另外，过量的紫外线对自然界的动植物也有不同程度的潜在影响。比如，已有足够的证据证实，天然浮游植物群落与臭氧层的变化直接相关，臭氧层变薄、紫外线辐射增加，导致浮游植物数量下降。
4．臭氧层空洞的防治：减少氟利昂的使用量，研制新型的制冷剂。
归纳提炼
原　因 危　害 治理措施
臭氧层破坏 氟利昂等物质大量排放，紫外线辐射增加 ①皮肤癌和白内障患病率上升；②植物光合作用受到抑制 减少氟利昂的排放
活学活用
2．大气中的臭氧层可使人类和其他生物免受紫外线的危害，人为因素可能使臭氧层受到破坏。下列因素可破坏臭氧层的是(　　)
A．SO2的排放
B．制冷剂氯氟碳(商品名氟利昂)的泄漏
C．CO2的排放
D．燃料的不完全燃烧
答案　B
解析　制冷剂氯氟碳等(商品名氟利昂)的泄漏是破坏臭氧层的主要原因。
探究点三　酸雨
被称为“空中死神”的酸雨是大气污染的结果。阅读教材，分析下列内容。
1．大气降水酸度的简易测试
(1)方法步骤：①将塑料桶用清水冲洗干净，自然晾干。
②降雨(雪)时，将准备好的塑料桶放到室外开阔地接取雨水(雪)，避开污染源。
③每隔10 min，用烧杯取雨水(或雪)少许，立即用pH试纸测降雨(雪)的pH，等间隔监测5～6次或更长时间。
④记录实验结果，并绘制降雨(雪)pH变化曲线。
(2)下表是测得的四个地区的降水pH，请回答：
地区 A B C D
平均pH 5.65 5.66 4.8 5.0
①已知A、B两地并未受到严重的大气污染，但是pH仍然成酸性的原因可能是大气中的CO2溶解到了洁净的雨水中。
②C、D两地的降水pH小于5.6，称为酸雨。
2．酸雨的概念及判别标准
(1)酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水。
(2)通常情况下，洁净的雨水中溶入了C ( http: / / www.21cnjy.com )O2，当达到饱和时，其pH为5.65(25 ℃)，因此把pH5.6定位降水的天然酸度，并将其作为降水是否为酸雨的判别标准。
(3)当降水的pH低于5.6时，降水即为酸雨。
3．酸雨的成因
当煤和石油燃烧时，产生的SO2和NOx在大气中与水蒸气反应会形成酸性溶液，并随雨雪、冰雹等降回到地面即形成了酸雨。
4．酸雨的危害
酸雨的危害是多方面的，如 ( http: / / www.21cnjy.com )破坏植物叶片表面组织结构，诱发病虫害暴发，使大片森林衰亡；使河流、湖泊等水体酸化，抑制水生生物繁殖和生长，导致水生生态系统紊乱；使土壤酸化，导致土壤营养元素流失，降低土壤肥力，同时，使有毒重金属淋洗，进入地表或地下水系统。因此，有人把酸雨比做“从天而降的软刀子”。
5．酸雨的防治
限制SO2和NOx的排放量。同时要大力植树造林，利用绿色植物的净化作用来净化空气。
归纳提炼
原　因 危　害 治理措施
酸雨 化石燃料燃烧产生的硫、氮的氧化物溶于雨水(雪)(pH<5.6)降落至土壤或水体中 ①损害植物的叶和芽；②水体酸化；③危害建筑物及金属 ①减少化石燃料的燃烧；②开发新能源；③植树种草
活学活用
3．环境问题已成为人类社会面临的重大问题，请把下面常见的环境问题及其原因用线联系起来。
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1．环境污染已成为人类社会面临的重大问题，下列与环境污染无关的是(　　)
①温室效应　②赤潮　③光化学烟雾　④潮汐　⑤臭氧空洞　⑥水俣病　⑦酸雨　⑧大脖子病
A．①⑥ B．①⑤⑧ C．②③⑦ D．④⑧
答案　D
解析　潮汐是因地球、月球的位置及吸引力 ( http: / / www.21cnjy.com )而产生的海水规律性的涨落现象，属于正常自然现象；大脖子病是由于人体缺乏碘元素，而不能正常合成甲状腺激素所致；水俣病是因为环境中汞这一重金属含量过高导致；赤潮是海洋被污染而导致缺氧，使鱼虾等生物死亡；光化学烟雾是指氮氧化合物和碳氢化合物在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一系列复杂的光化学反应，生成一种新的污染物——光化学烟雾。
2．下列哪项不是全球性生态环境问题(　　)
A．全球性气候变化、臭氧层破坏、酸雨
B．水资源短缺、海洋污染
C．土地荒漠化、生物多样性锐减
D．有害生物增加、转基因生物增多
答案　D
解析　有害生物仅在一定地点、时期内呈“J”型曲线增长，目前不会造成全球性生态环境问题；转基因生物目前尚未造成生态环境问题。
3．平时多关注一下时事新闻，你会经常看到世 ( http: / / www.21cnjy.com )界各地自然灾害频发，探究缘由，很多都是因为人类自身生产活动引起的。在下列各组选项中，三者之间具有逐级的因果关系的是(　　)
A．寒潮、霜冻、盐碱化
B．地震、泥石流、水土流失
C．酸雨、臭氧层破坏、杀伤性紫外线
D．森林减少、温室效应、海平面上升
答案　D
解析　寒潮可引起霜冻，但土壤盐碱化与前两 ( http: / / www.21cnjy.com )项无关；泥石流是洪涝灾害的一种结果，导致大量水土流失，与地震无关；酸雨和臭氧层破坏是两种生态环境问题，氟利昂等物质大量排放导致臭氧层破坏，引起杀伤性紫外线照射到地面的量增加；森林减少，光合作用吸收的CO2减少，引起温室效应，导致海平面上升。
4．请根据下列材料，回答有关问题。
材料　我国是以燃煤为主要能源的国家，近年来由于SO2引起的酸雨现象相当普遍，给工农业生产和人类健康造成极大的危害。
(1)酸雨的pH是(　　)
A．pH<7 B．5.6C．pH<5.6 D．pH>7
(2)酸雨给人类造成的危害主要有哪些？
________________________________________________________________________。
(3)SO2污染较严重的地区，可多种植(　　)
A．法国梧桐 B．柠檬
C．迎春 D．洋槐
(4)如遇较大酸雨，农业生产可采用________方式，减少农作物损害。
(5)减少煤等化石燃料的使用，改用________等新能源。
答案　(1)C　(2)农业收入减少，工业设备锈蚀，引发人类的呼吸道疾病及其他疾病　(3)D　(4)浇水稀释　(5)太阳能
解析　大气中SO2和NOx与水结合，形成 ( http: / / www.21cnjy.com )酸性溶液，随降水落入土壤或水体中，形成酸雨。酸雨的pH小于5.6，素有“空中死神”之称，它会直接伤害植物的芽和幼叶，影响植物的生长，导致农作物减产。酸雨也可以使水体酸化，从而使鱼类的生殖和发育受到严重影响，使渔业蒙受巨大损失。酸雨还会腐蚀建筑物和金属材料。大气中SO2浓度过高也会引起人类一系列的呼吸道疾病及其他疾病发生。柳杉、美人蕉、月季、菊花、银杏和洋槐等能吸收较多SO2，可用于治理酸雨。遇较大酸雨时，可用浇水稀释的办法减轻其危害。改用太阳能等新能源可以减少SO2及NOx的排放量，进而防止产生酸雨。
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基础过关
知识点一　气候变暖
1．造成温室效应的主要原因和缓解全球温室效应危机的重要措施分别是(　　)
A．煤、石油、天然气等化石燃料的大量燃烧；营造森林绿地
B．SO2等有毒气体的大量产生；种植夹竹桃等大量吸收SO2气体的植物
C．人造含氟制冷剂的泄漏；采用无氟制冷剂
D．汽车和工厂排放的废气和烟尘；收取排污费，限令整改
答案　A
解析　当太阳辐射到达地面后，再向 ( http: / / www.21cnjy.com )外层空间散发红外辐射，大气中的CO2、甲烷等气体像温室中的玻璃顶罩那样阻碍热量的散发，从而使地球表面的温度上升，这种现象称为温室效应，通过绿化环境，植物光合作用吸收CO2，可以缓解温室效应。
2．下列选项中，由温室效应产生的影响是(　　)
A．永冻土融化，造成冻土区域内公路的破坏
B．水体富营养化，对近海生态环境造成一定的污染
C．酸雨加剧，对森林生态系统造成严重破坏
D．臭氧层被破坏，使全球皮肤癌患者数量增加
答案　A
知识点二　臭氧空洞
3．大气平流层中的臭氧层可 ( http: / / www.21cnjy.com )以滤除太阳光中大部分的紫外线辐射，因此被称为地球生物圈的保护伞。然而，由于人类大量排放卤代烃(如制冷剂氟利昂)，严重破坏了臭氧层，引起了地球表面紫外线辐射增强。臭氧层耗损引起的生物学效应是(　　)
A．海洋浮游生物种类增多
B．人类皮肤病、白内障患病率增加
C．生物群落的分布不受影响
D．农作物可能发生定向变异，造成减产
答案　B
4．破坏臭氧层的主要污染物是(　　)
A．工厂、家用炉灶燃烧化石燃料
B．有色金属冶炼工业排放的废气
C．汽车尾气
D．工业及家庭广泛使用的电冰箱、空调释放的氟氯烃化合物
答案　D
知识点三　酸雨
5．酸雨已成为一个全球性环境问题，酸雨的危害不包括(　　)
A．伤害陆地植物的叶和芽
B．延缓森林中有机物质的分解
C．硫酸沿食物链富集并危害人体
D．杀死水生生物，破坏营养结构
答案　C
解析　酸雨使土壤和河流酸化，并导致 ( http: / / www.21cnjy.com )湖泊酸化，使湖中和湖边的植物死亡，威胁着水生动物的生存，并且改变了土壤的理化性质，危及土壤中生物的生存。酸雨还危害陆生植物的叶和芽，使之死亡。
6．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是(　　)
①少用煤作燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫
④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
答案　C
解析　酸雨产生的主要原因是二 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化硫等的过量排放，而二氧化硫的过量排放，主要是由于化石燃料的燃烧造成的。所以要减少二氧化硫的排放，就应该减少煤和石油的用量，或者进行化石燃料的脱硫处理，最好的措施就是开发新能源，开发清洁能源。
能力提升
7．下列关于全球性生态环境问题的叙述，错误的是(　　)
A．煤、石油、天然气的大量燃烧既可引起温室效应，又可产生酸雨
B．人造含氟制冷剂是造成臭氧“空洞”扩大的主要原因
C．开发新能源能缓解温室效应，但解决不了酸雨问题
D．种植大量吸收SO2的植物，可缓解酸雨问题
答案　C
解析　化石燃料中含有C和S ( http: / / www.21cnjy.com )元素，在燃烧过程中可以产生CO2和SO2，既可以加剧温室效应，又可产生酸雨。因此，若开发的新能源中不含C和S元素就可以既缓解温室效应，又可以减少酸雨的发生。
8．下列有关全球生态环境问题的说法中，错误的是(　　)
A．含氮、磷化合物的生活污水大量排放可造成水体富营养化
B．各国工业大量排放二氧化硫是全球气候变暖的主要原因
C．劣质装修材料中的甲醛、苯、氡气等对人体有害
D．废旧电池中的汞、镉、铅等重金属盐对土壤和水源会造成污染
答案　B
解析　生活污水中含有很多N、P等植物必需 ( http: / / www.21cnjy.com )的矿质元素，这些植物必需的矿质元素大量地排到放池塘和湖泊中，会使池塘和湖泊的水质恶化，从而出现富营养化现象。二氧化碳等温室气体的大量排放，引起全球气候变暖，导致冰川融化、海平面上升、沿海的许多城市被淹等。二氧化硫是形成酸雨的主要原因，故B选项错误。
9．酸雨是指因空气污染而造成的酸性 ( http: / / www.21cnjy.com )降水，当降水的pH＜5.6时，降水即为酸雨。一般认为，酸雨的形成是由于工业排放的二氧化硫等废气进入大气后，在水的凝集过程中形成硫酸等酸性物质，随雨水降落下来。某校课外活动小组计划用实验的方法研究酸雨对农作物的影响。
研究课题：探究“酸雨”对小麦幼苗生长的影响。
材料准备：洒水壶、发育相似的小麦幼苗、清水、用硫酸配制的不同pH的“酸雨”。
实验步骤：
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)定期观察并记录幼苗生长情况。
实验一周后，统计小麦幼苗不同叶龄的叶子出现的“烟斑”的数目如下：
喷洒液 幼叶 成熟叶 衰老叶
对照组 0 0 0
实验组
pH＝6 0 0 0
pH＝5.5 0 3 1
pH＝5 1 9 4
实验结论：
根据表中数据你可得到的初步结论是____________________________________________。
答案　实验步骤：(1)将发育相似的小麦幼苗分成等量的若干份，分别放入规格相同的花盆中培养，其中一份做对照组
(2)向实验组花盆的幼苗分别定期喷洒等量不同的pH值的“酸雨”；向对照组花盆的幼苗定期喷洒等量的蒸馏水。
实验结论：“酸雨”对叶的影响是成熟叶>衰老叶>幼叶综合检测卷
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分)
1．在下列物质或过程中，不会在人体内环境中出现的是(　　)
①血红蛋白　②葡萄糖　③葡萄糖分解产生丙酮酸和还原氢　④二氧化碳　⑤蛋白质分解成氨基酸　⑥甲状腺激素的运输　⑦乙酰胆碱　⑧尿素　⑨维生素
A．②③④⑥ B．①③⑤
C．①③⑦ D．③⑤⑥⑧⑨
答案　B
解析　血红蛋白存在于红细胞中；葡萄糖分解产生丙酮酸和还原氢的过程是在细胞内进行的；蛋白质分解成氨基酸可发生在细胞内或人体的消化道中。
2．关于人体内环境及其稳态调节的叙述，正确的是(　　)
A．递质小泡、血浆蛋白、激素属于内环境成分
B．人体通过神经—体液调节维持内环境稳态
C．造血干细胞增殖分化为B细胞属于内环境稳态调节范畴
D．血浆、组织液、淋巴液的成分稳定时，机体不一定达到稳态
答案　D
解析　递质小泡不属于内环境成分；人体通过神经—体液—免疫调节网络维持内环境稳态；造血干细胞增殖分化为B细胞不属于内环境稳态调节范畴。
3．巨噬细胞对细菌抗原的吞噬、加工处理和呈递过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
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A．巨噬细胞特异性地吞噬细菌抗原
B．溶酶体参与抗原的加工处理过程
C．加工处理后的抗原可直接呈递给B细胞
D．抗原加工处理和呈递过程只存在于体液免疫
答案　B
解析　A项中巨噬细胞对抗原的吞噬 ( http: / / www.21cnjy.com )没有特异性；B项中如图所示经胞吞形成的小泡与溶酶体结合，溶酶体释放出水解酶，将细菌水解，形成抗原片段，从而使抗原决定簇得以暴露；C项中加工处理后的抗原先要呈递给T细胞，由T细胞释放淋巴因子从而引起B细胞增殖与分化；D项中抗原加工处理和呈递过程不仅存在于体液免疫，还存在细胞免疫过程中。
4．科学家研究神经细胞未受刺激时和受刺激时的电荷分布情况，相关处理如下图，有关叙述不正确的是(　　)
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A．神经细胞膜内外离子差异大，有电位差，未受刺激时，细胞膜内、外电位表现为内负外正
B．神经细胞膜受刺激兴奋后膜内外电位可发生变化，并可将这种差异向四周传导
C．如果在电极a的左侧给一适当刺激，则a～b之间神经冲动的传导方向是a→b
D．如果在电极a的左侧给一适当刺激，c中指针的变化是向左偏
答案　D
解析　在电极a的左侧给一适 ( http: / / www.21cnjy.com )当刺激，当a处兴奋时，膜外为负电位，b未兴奋，膜外仍为正电位，此时c中指针的变化是向左偏；当a处恢复静息时，膜外为正电位，b处产生兴奋，膜外为负电位，此时c中指针的变化是向右偏。
5．下列关于免疫调节的叙述，错误的是(　　)
A．神经调节和体液调节都与机体免疫有关
B．浆细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞
C．HIV病毒主要攻击T细胞导致免疫功能严重缺陷
D．大规模饲养家畜时合理使用动物激素可提高免疫力
答案　B
解析　记忆细胞可分化为浆细胞，浆细胞不能逆转形成记忆细胞，所以B错。
6．糖耐量受损(IGT)的人表 ( http: / / www.21cnjy.com )现为空腹血糖浓度正常、负荷(如饮食)后血糖浓度升高异常。为了探究运动对IGT的干预情况，受试者于餐后进行中等强度持续运动30 min，定时采样测定血糖浓度及胰岛素含量，实验结果如图所示。由此可初步推测下列选项不正确的是(　　)
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A．餐后60 min时，胰岛素分泌下降导致血糖浓度低于对照组
B．餐后适度运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度
C．餐后适度运动使IGT人群胰岛素分泌高峰提前，血糖浓度下降
D．餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担
答案　A
解析　图中显示15～45 min时， ( http: / / www.21cnjy.com )运动组血糖浓度低于对照组，而45～60 min时，运动组胰岛素含量才快速下降，可见胰岛素分泌下降不是导致血糖浓度低于对照组的原因，A项错误。运动后，比较两条血糖浓度曲线，运动组血糖浓度明显低于对照组，运动组胰岛素含量升高幅度明显降低，说明餐后适度运动可降低IGT人群餐后血糖峰值和胰岛素升高幅度，B项正确。从图中曲线可判断，运动组胰岛素含量在45 min时达到峰值，而对照组胰岛素含量在120 min时达到峰值，可见餐后适度运动可使IGT人群胰岛素的分泌高峰提前；运动后，运动组血糖浓度明显低于对照组，可判断餐后适度运动使IGT人群血糖浓度下降，C项正确。运动组的胰岛素含量峰值低于对照组，可知餐后适度运动可以减轻IGT人群胰岛B细胞的分泌负担，D项正确。
7．下列关于植物激素或类似物的叙述，正确的是(　　)
A．脱落酸能促进树叶的衰老和脱落
B．杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素
C．喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果
D．密封贮藏导致水果各种激素合成增加
答案　A
解析　顶芽能够自己产生生长素，并且可运输到侧 ( http: / / www.21cnjy.com )芽，抑制侧芽生长，生长素类似物既可保花保果，也可疏花疏果，密封贮藏不能使细胞分裂素增多，正确答案为A。
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8．某高三学生从生物学资料上得知：“植株上的幼叶能合成生长素，防止叶柄脱落”。
为了验证这一结论，该同学利用如图所示的植株进行实验，实验中所需要的步骤是(　　)
①选取同种生长状况相同的植株3株，分别编号为甲、乙、丙　②将3株植株全部去掉顶芽　③将3株植株全部保留顶芽
④将甲、乙两株植株去掉叶片， ( http: / / www.21cnjy.com )保留叶柄，并在甲植株的叶柄横断面上均匀涂上一定浓度的生长素，丙植株保留幼叶　⑤将去掉叶片的甲、乙两株植株的横断面上均匀涂上一定浓度的生长素　⑥观察3株植株叶柄的脱落情况
A．①③④⑥ B．①②④⑥
C．①③⑤⑥ D．①②⑤⑥
答案　B
解析　本实验要验证“植株上的幼叶能 ( http: / / www.21cnjy.com )合成生长素，防止叶柄脱落”的结论，而顶芽产生的生长素也会被运到叶柄处发挥作用，影响实验结果，为了排除顶芽产生的生长素对实验结果的影响，实验中应去掉顶芽。观察去掉幼叶和没去掉幼叶植株的叶柄的脱落情况，可以说明叶柄的脱落与幼叶有关；若要进一步确定是幼叶产生的生长素引起的，可用生长素处理去掉幼叶植株的叶柄。
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9．不同浓度的生长素影响某植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．乙烯浓度越高脱落率越高
B．脱落率随生长素和乙烯浓度增加而不断提高
C．生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的
D．生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低脱落率
答案　D
解析　从图示可以看出，随生 ( http: / / www.21cnjy.com )长素浓度的升高，乙烯浓度一直在升高，脱落率先增加后降低，A、B两项错误；分析题图可知，生长素浓度和乙烯浓度一直呈正相关变化，C项错误；喷洒较高浓度的生长素类似物，可降低脱落率，D项正确。
10．留树保鲜是通过延迟采收保持果实 ( http: / / www.21cnjy.com )品质的一项技术。喷施赤霉素和2,4－D对留树保鲜柑橘的落果率和果实内源脱落酸含量的影响如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)
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A．喷施赤霉素和2,4－D能有效减少留树保鲜过程中的落果
B．留树保鲜过程中赤霉素与2,4－D对落果的调控有协同作用
C．喷施赤霉素和2,4－D能延缓留树保鲜过程中果实脱落酸含量的升高
D．赤霉素、2,4－D与内源脱落酸对落果的调控有协同作用
答案　D
解析　解答本题时首先要从图示中 ( http: / / www.21cnjy.com )分析各植物激素及其类似物的作用，同时联系植物激素间的相互作用进行分析。由图示知，喷施赤霉素和2,4－D的树枝落果率较低，说明喷施赤霉素和2,4－D能有效减少落果，A项正确；单独喷施赤霉素和2,4－D都能降低落果率，同时喷施赤霉素和2,4－D防止落果的效果更好，说明二者在防止落果上具有协同作用，B项正确；由图可知，与喷施清水相比，喷施赤霉素和2,4－D都能使果实中脱落酸含量降低，C项正确；由落果率和脱落酸含量变化曲线可知，喷施赤霉素和2,4－D都能降低落果率，降低脱落酸含量，而脱落酸能促进果实脱落，故赤霉素、2,4－D与脱落酸对落果的调控具有拮抗作用，D项错误。
11．有关下图曲线的分析，正确的是(　　)
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A．图中展示了种群由指数增长转化为逻辑斯蒂增长的过程
B．图中种群的年龄结构为稳定型
C．同一个群落，同一个时间，其他种群的c值不一定与该种群相同
D．a点对应的数值为该种群数量增长的K值
答案　C
解析　由图可知该种群的数量呈逻辑斯 ( http: / / www.21cnjy.com )蒂增长；在时间值小于3的范围内该种群数量增加，其年龄结构为增长型，在3之后的时间，该种群数量相对稳定，其年龄结构为稳定型； ab范围内的曲线表示种群数量在K值附近上下波动，a点或b点对应的具体值都不代表K值。
12．下列关于出生率和死亡率的相关叙述，正确的是(　　)
A．如某年平均每10万人中出生1 862个孩子，则该年的出生率为1.862‰
B．某种群某时间段内死亡率增大，则种群密度必定减小
C．影响人口出生率和其他生物种群出生率的因素差别较大
D．农忙时期，导致某大城市人口数量直线下降的主要原因是出生率小于死亡率
答案　C
解析　根据出生率的定义可知，该年出生率＝1 ( http: / / www.21cnjy.com ) 862/100 000＝1.862%，A错误；某种群某时间段内死亡率增大，出生率可能也会增大，则种群密度未必减小，B错误；影响种群出生率和人口出生率的因素有很大的区别，影响种群出生率的因素主要是外界环境条件的制约，而影响人口出生率的因素除一定的自然条件外，人口政策、人们的生育观念在很大程度上也影响着人口的出生率；农忙时期，导致某大城市人口数量直线下降的主要原因是迁出率急剧增大，D错误。
13．太平洋一个小岛上的某野兔种群数量变化如下表：
　年份(年)　 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950
数量(百只) 130 200 398 990 1 350 1 290 1 190
该种群变化率最大的时期为(　　)
A．1925～1930年 B．1930～1935年
C．1940～1945年 D．1945～1950年
答案　B
解析　种群变化率是单位时间内种群数 ( http: / / www.21cnjy.com )量变化的情况。从表中可以看出，在1930年～1935年内种群变化率是(990－398)/(1 935－1 930)＝118.4，同理，1925年～1930年内种群变化率为39.6,1940年～1945年与1945年～1950年内种群变化率均为负值。
14．科学家调查了安徽黄山的万寿菊和勺鸡增长情况，绘制了下面两条曲线。关于曲线的分析，不正确的是(　　)
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A．调查万寿菊的样方面积最好是S2 m2
B．若选取3个合适的样方对万寿菊计数的结果分别是K1、K2、K3，则万寿菊的种群密度为(K1＋K2＋K3)/3S2株/m2
C．在a年内，黄山勺鸡增长呈“J”型曲线
D．当勺鸡数量强行增长到c点时就会很快下降至d点，原因是勺鸡为争夺生活资源而发生了竞争
答案　D
解析　当勺鸡数量强行增长到c点时就会很快下降至d点，原因是勺鸡为争夺生活资源而发生了种内斗争。
15．下表为三个稳定草原生态系统中植物调查的统计数据。
草原类型 草甸草原 典型草原 荒漠草原
植物总种数 160 100 80
平均种数(种数/米2) 20 18 10
平均产量(千克干重/公顷) 2 000 900 200
旱生植物的种数比例(%) 25.0 49.1 78.0
据表可以确定的是(　　)
A．在植物丰富的区域采用样方法获得数据
B．典型草原中各种群密度均大于荒漠草原
C．流经草甸草原的总能量大于典型草原
D．表中荒漠草原旱生植物的种数最多
答案　D
解析　从表格数据可以看出 ( http: / / www.21cnjy.com )，植物总种数包括该生态系统内所有区域的所有植物物种，因此不能通过样方法获得该数据；因种数、产量等与种群密度大小不存在比例关系，尽管典型草原的植物总种数等比荒漠草原多，也不能得出典型草原中各种群密度均大于荒漠草原；流经草原的总能量为平均产量与面积的乘积，因不知各类草原的总面积，因此不能得出总能量的大小关系；旱生植物的种数为植物总种数×旱生植物的种数比例，草甸草原、典型草原和荒漠草原的旱生植物的种数分别是40、49、62种。
16．下列属于种间竞争实例的是(　　)
A．蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露
B．以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食
C．细菌与其体内的噬菌体均利用培养基中的氨基酸
D．某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少
答案　D
解析　蚂蚁以蚜虫分泌的蜜露为 ( http: / / www.21cnjy.com )食，同时又保护蚜虫，把蚜虫的天敌赶走或把蚜虫搬到有食物的地方，所以蚂蚁和蚜虫的关系为互利共生。菜粉蝶幼虫与蜜蜂虽然同在一株油菜上觅食，但菜粉蝶幼虫主要吃叶片，而蜜蜂主要采食花蜜，所以不构成种间竞争。噬菌体与细菌之间属于寄生关系。生活在同一环境中的两种绿藻，因争夺阳光、养料而使一种数量增加，一种数量减少，则两种绿藻属于竞争关系。
17．图示是一个封闭的大棚生态系统内的碳循环，下列说法不正确的是(　　)
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A．图中完成物质循环和能量流动必不可少的生物是A、D
B．若 C同化的总能量为a， ( http: / / www.21cnjy.com )其中由 A经④过程供能的比例为x，则按最高传递效率计算，需要A的总能量(y)与x的函数关系式为y＝25a－20ax
C．碳在生物和非生物环境之间以CO2形式进行循环，在生物之间以含碳有机物形式流动
D．上图完整地表示出了大棚内生态系统的碳循环
答案　D
解析　据图分析A代表生产者、B代表初级消费 ( http: / / www.21cnjy.com )者、C代表次级消费者、D代表分解者；①表示光合作用，②、③、④表示捕食，⑤、⑥、⑦表示生产者、消费者将含碳有机物传递给分解者，⑧表示分解者的分解作用。图中能量流动和物质循环的顺利完成必不可少的生物是生产者和分解者，即A、D。光合作用的能量来源是太阳能，若 C同化的总能量为a，其中由 A经④过程供能的比例为x，则按最高传递效率计算，A→C途径中，C的能量为ax，则A的能量为5ax；A→B→C途径中，C的能量为a(1－x)，B的能量为5a(1－x)，A的能量为25a(1－x)；综合两条途径，需要A的总能量(y)与x的函数关系式为y＝5ax＋25a(1－x)＝25a－20ax。碳在生物和环境之间以CO2形式进行循环，在生物之间以含碳有机物形式流动。除了分解者的分解作用将含碳有机物分解成CO2，生产者、初级消费者、次级消费者也能进行呼吸作用将含碳有机物分解成CO2，所以上图中缺少了三个非常重要的箭头，即由A、B、C到大气中CO2的箭头，没有完整地表示出大棚内生态系统的碳循环。
18．下图为碳循环示意图，请据图分析不正确的是(　　)
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A．图中甲表示消费者，乙表示分解者，丙表示生产者
B．生态系统中碳循环一定依赖于生产者的光合作用
C．图中乙通过有氧呼吸或无氧呼吸的分解方式将生物组织中的碳释放到大气中
D．增加甲、丙的生物种类和⑤的复杂程度，可提高该生态系统的抵抗力稳定性
答案　B
解析　据图分析，大气中的CO2进入丙体内 ( http: / / www.21cnjy.com )，判断丙为生产者，丙和甲都将含碳有机物传递给乙，判断乙为分解者，则甲为消费者；①表示光合作用或化能合成作用，②、③、④表示呼吸作用，⑤表示捕食。生态系统中碳循环可依赖于绿色植物、蓝细菌、光合细菌的光合作用，也可依赖硝化细菌、硫细菌、铁细菌的化能合成作用。分解者的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。生态系统中生物种类越多，食物链、食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高。
19．下列做法不属于生态系统中信息传递在农业生产中应用的是(　　)
A．捆扎稻草人驱赶稻田里的鸟类
B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫
C．利用秋水仙素诱导多倍体
D．播放集群信号录音招引鸟类
答案　C
解析　A、B、D三项涉及的分别是物理信息或化学信息，而秋水仙素不是信息素，不能在个体之间传递信息。
20．在纪念“5·12汶川大地震”之 ( http: / / www.21cnjy.com )际，某生态工作者总结工作，为了加速当地生态资源的恢复，在过去的一年中大量引进外来物种并造成外来物种入侵，下列说法正确的是(　　)
A．大量引进外来物种，可大量增加本地生态系统的种群数量
B．外来物种与本地物种不可能存在竞争关系
C．外来物种入侵该地区后可能会导致该生态系统抵抗力稳定性降低
D．外来物种入侵将丰富本地物种基因库
答案　C
解析　不适当物种引入有两种可能：一是因不适 ( http: / / www.21cnjy.com )应新环境而被排斥在系统之外；二是因生态系统中没有与之相抗衡或制约它的生物而成为入侵者，大多会在新的环境中大肆繁殖、扩散并造成危害，改变或破坏原有生态系统的平衡和功能，使当地的一些物种消失，物种多样性降低，生态系统的抵抗力稳定性也降低。
二、非选择题(本题包括4小题，共40分)
21．(10分)如图所示，图1为动物生 ( http: / / www.21cnjy.com )命活动调节的部分过程示意图，图2表示刺激图1的a点后，兴奋传至b点时该处的膜电位变化。分析并回答相关问题：
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(1)图1中的下丘脑细胞除具有神经细胞的功能外，还具有____________的功能。
(2)在图1中的a处给予适宜的刺激后，在图2中的c时膜两侧的电位表现为____________。
(3)某药物能阻断突触传递 ( http: / / www.21cnjy.com )兴奋，但对神经递质的合成、释放和降解都无影响，则导致兴奋不能传递的原因最可能是该药物影响了________________________________。由此可见，细胞膜具有____________________________的功能。
(4)若摘除动物的甲状腺，图1 ( http: / / www.21cnjy.com )中毛细血管中物质甲的量将会______________(填“增多”或“减少”)；注射较多的甲状腺激素，会抑制图1中的__________________________的活动。
(5)当动物失水过多时， ( http: / / www.21cnjy.com )图1中的下丘脑细胞合成的______________增多，由垂体释放后，作用于________________，促进其对水的重吸收。
答案　(1)分泌激素　(2)外负内正 ( http: / / www.21cnjy.com )　(3)神经递质与受体的结合　进行细胞间信息交流　(4)增多　下丘脑细胞和垂体细胞　(5)抗利尿激素　肾小管和集合管
解析　(1)图1中下丘脑既能够传导兴奋，又可 ( http: / / www.21cnjy.com )以合成和分泌激素。(2)图2中的c时，b点处于兴奋状态，膜电位表现为内正外负。(3)兴奋在突触处的传递除了需要突触前膜释放神经递质外，还需要突触后膜上的受体识别神经递质。(4)物质甲为促甲状腺激素释放激素，若摘除动物的甲状腺，血液中甲状腺激素减少，经负反馈调节，下丘脑合成和分泌的促甲状腺激素释放激素增多。血液中甲状腺激素增多时，会抑制下丘脑细胞和垂体细胞的活动。(5)当动物失水过多时，细胞外液渗透压升高，使由下丘脑神经分泌细胞产生并由垂体后叶释放的抗利尿激素增多，促使肾小管、集合管重吸收水分，导致尿量减少，从而使细胞外液渗透压下降。
22．(10分)回答下列有关生长素的问题：
(1)植物发生顶端优势时顶芽产生的生长素运到相邻侧芽________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
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(2)某研究小组探究避光条件 ( http: / / www.21cnjy.com )下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲角度(α)。图1为实验示意图。
①α的范围为________(填“180°≥α＞0°”、“180°≥α≥90°或90°≥α＞0°”)。
②在两组实验中，若α相同，则琼脂块中含有生长素的浓度________(填“一定”或“不一定”)相同。
③若要在细胞水平上证明生长素对胚 ( http: / / www.21cnjy.com )芽鞘生长的影响，可以取弯曲处作________(填“横切”或“纵切”)片制成装片，用显微镜观察、测量两侧细胞平均长度，作出比较。
(3)图2是根、茎对生长素作用的反应曲线，图示字母中表示根近地侧的是__________，表示茎的远地侧的是________。
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(4)有科学家认为根的向地生长不仅与生长素 ( http: / / www.21cnjy.com )有关，还与乙烯的作用有关。为了研究二者的关系，做了这样的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源。发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。
①此人所做实验的自变量是____________________，因变量是________。
②为使实验更严谨，还需将另一些等量的根尖放在________________________________中，作为对照组。
③据此实验结果，可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是______________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)需要　(2)①90°≥α＞0°　②不一定　③纵切
(3)B　C　(4)①生长素浓度　乙烯浓度　②含等量蔗糖但不含生长素的培养液　③高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长
解析　生长素的运输方式是主动运 ( http: / / www.21cnjy.com )输，因此需要消耗能量。在去掉顶端的胚芽鞘上部左侧放置含不同浓度生长素的琼脂块会使其向右侧弯曲生长，但弯曲的程度会不同，α最小不会低于0°，最大不会超过90°。植物生长素的生理作用因具有两重性，在最适浓度两侧，会有两种不同浓度对其生长具有相同的效果。在两组实验中若α相同，则琼脂块中含有生长素的浓度不一定相同。生长素促进植物生长是通过促进植物细胞的伸长来实现的，因此在细胞水平上证明生长素对胚芽鞘生长的影响，可以取弯曲处作纵切片制成装片。在植物根向地生长时，近地侧浓度高表现为抑制，而茎的近地侧浓度高却表现为促进，这是因为根、茎的最适浓度不同引起的。(4)实验需要设计对照实验，需将另一些等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中作为对照组。由实验结果可推知，水平放置的植物根向重力生长的原因是高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长。
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23．(10分)种群密度的取样调查对于不同种生物采用的方法存在着差异。
(1)植物——样方法。某同 ( http: / / www.21cnjy.com )学采用样方法对一种植物进行计数，如图是其中一个样方中该植物的分布情况(注：图中黑点表示该种植物)，对该样方中该种植物进行计数时，应记录的数目是________。在取样时应注意哪些因素对调查结果的影响？__________________________
________________________________________________________________________。
(2)动物——标志重捕法。在 ( http: / / www.21cnjy.com )对某池塘内鲫鱼种群数量调查时，第一次捕获200尾，全部进行标记后放生；第二次捕获160尾，其中有标记的鲫鱼有10尾，则该池塘内鲫鱼的总数为________尾。若上述结果成立，那么前提条件是什么？______________________________
________________________________________________________________________。
(3)昆虫——去除取样法。对于 ( http: / / www.21cnjy.com )某些隔离带的稳定种群，可以通过连续捕捉一定次数，根据捕获量的减小来估计种群大小，由于每次捕获后不放生，理论上种群数量应越来越少，因此，我们把每次捕获数加到前面所捕获的总数上。得到捕获积累数，以推算种群数量(以捕获次数为X轴。每次捕获数为Y轴，根据数据描点作曲线向上延伸与Y轴的交点即为种群估计数)。假如在某田块(120平方米)连续捕虫8次。得到下表数据：
捕获次数 1 2 3 4 5 6 7 8
每次捕获数(Y) 72 63 44 32 23 17 16 15
捕获积累数(X) 72 135 179 211 234 251 267 282
①依数据作图。
②如果你捕获到的昆虫数并不是递减的，请分析发生这种情况的可能原因。
________________________________________________________________________。
答案　(1)8　样方的大小和数量，要进 ( http: / / www.21cnjy.com )行随机取样　(2)3 200　鲫鱼无出生与死亡，没有受伤害，无迁入与迁出　(3)①如图　②可能有外来昆虫的迁入(或出生数量较多)
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解析　(1)样方法适用于 ( http: / / www.21cnjy.com )植物或活动范围较小的动物，在样方中计数时，对位于边线上的个体只计相邻两边及顶角处即可，取样时要考虑样方的大小、数量及随机取样。(2)标志重捕法适用于活动范围较大的动物，其中第一次捕获并标记的数为N1＝200尾，第二次捕获数为N2＝160尾，其中有标记的数为N3＝10尾，则种群总数N＝(N1×N2)/N3＝3 200尾。在调查过程中标记个体不能死亡、外迁等，否则结果误差很大。(3)若种群的数量是稳定的，则捕获量随捕获次数的增加而减少，如题干中的数据，若数目不随次数减少，说明种群数量增加，而种群特征中使种群数量增加的为迁入率和出生率的增加。
24．(10分)下图为生物圈中碳循环示意图，请根据图回答问题。
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(1)碳在大气圈中的主要存在形式是_______，在生物群落中的主要存在形式是__________。
(2)碳从无机环境中进入生物群 ( http: / / www.21cnjy.com )落的途径①表示________________过程，②表示的是________关系，过程③表示的生理活动主要是在细胞内_______中完成的。④表示的是__________作用。
(3)若图示虚线框中的种 ( http: / / www.21cnjy.com )群及相互间的关系如图所示，假设E种群中的能量是5.8×109 kJ，其中有1.3×109 kJ的能量传递给B种群。若林德曼效率为10%～20%，则A种群的能量至少是________ kJ。
(4)碳循环的进行伴随着____________，但由于各营养级生物不能利用在代谢中产生的________能，因而能量流动具有____________________的特点。
(5)如果大气层中的CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )增多，则会加剧________效应。减缓此效应的措施有(答出一项即可)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)CO2　含碳有机物　(2)光合作用　捕食　线粒体　分解者的分解(或分解者的呼吸)　(3)4.5×107
(4)能量流动　热　逐级减少(或单向流动、逐级减少)
(5)温室　保护植被，大 ( http: / / www.21cnjy.com )力植树造林；提高森林覆盖率，严格控制化石燃料的燃烧，并提高能量利用率；开发除化石燃料以外的新能源，如水能、核能、太阳能等，减少CO2的排放量(答案合理或写出上述内容中的任意一项即可)
解析　碳在无机环境和生物群落之间以CO2的 ( http: / / www.21cnjy.com )形式循环，通过光合作用转变为含碳有机物进入生物群落，通过生物的呼吸作用和分解者的分解作用又以CO2的形式进入大气圈。碳在生物群落内部主要通过食物链以含碳有机物的形式流动。由图可知，若E的能量中有1.3×109 kJ传递给B，则E的能量中有4.5×109 kJ传递给D和C，又因为E到A的两条食物链中，A都是第三营养级，所以A至少得到的是4.5×109×10%×10%＝4.5×107(kJ)。物质的循环伴随着能量的流动，能量流动的特点是单向流动、逐级减少。第4课时　生态系统中的信息传递
[目标导读]　1.阅读教材P100，分析实 ( http: / / www.21cnjy.com )例，阐明信息的基本类型。2.结合教材P101图4－16、4－17，理解信息传递的基本过程。3.通过教材P102观察蚂蚁的信息传递实验，了解信息传递的多种方式。
[重难点击]　 1.生态系统中的信息种类。2.信息传递的基本过程。
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1．下图是生态系统的碳循环和能量流动示意图，请据图回答：
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(1)生态系统中碳循环首先依赖于生产者的光合作用或化能合成作用。
(2)图中分解者通过有氧呼吸或无氧呼吸的分解方式将生物组织中的碳返回到环境中。
(3)图中A中的碳，除碳酸盐外，通过燃烧作用回到大气中。
(4)在生态系统的非生物环境与生物群落之间，碳元素主要是以CO2的形式进行循环的，碳循环始终与能量流动结合在一起进行。
(5)生态系统能量流动的特点是单向流动和逐级减少；物质循环的特点是全球性和循环性。
2．生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构；生态系统的功能除了有能量流动和物质循环，还应有信息传递。
课堂导入
“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”，阳光 ( http: / / www.21cnjy.com )和温度的变化把春天的信息传递给了生物。信息象能量和物质一样，普遍存在于生态系统中，可以在生物与环境之间，生物与生物之间传递。生态系统中的信息有哪些种类呢？信息传递在生态系统中有什么作用呢？
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探究点一　信息的基本类型
春的气息带来了春花烂漫、燕子 ( http: / / www.21cnjy.com )归来、蜂蝶飞舞……，生物根据环境信息的不断变化调整着自身的生活和行为。结合教材内容，试总结生态信息中信息的种类。
1．在生态系统中，能够引起生物产生生理、生化和行为变化的各种信号，都称为信息。
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2．如图为一只蝴蝶、一只蜻蜓撞上了蜘蛛网，引起了蜘蛛网的振动，蜘蛛感觉到了振动，爬向蝴蝶。
(1)蜘蛛网的振动对蜘蛛来说属于物理信息，其概念是以物理过程为传递形式的信息。
(2)请对该信息举例：生态系统中的各种光、颜色、电、磁、声音、热等。
3．汶川大地震的幸存者70%由搜救犬发现，搜救犬是根据人的气味进行搜寻的。
(1)人的气味属于化学信息，其概念是指生态系统中各个层次的生物所产生的一些代谢产物，影响、协调生态系统的各种功能而形成的信息。
(2)请对该信息举例：蚂蚁散发化学气味、很多种动物的性吸引、群聚、诱食、警戒、跟踪、防卫都与其外分泌腺分泌的某些化学物质所传递的信息相关。
4．春天是孔雀产卵繁殖后 ( http: / / www.21cnjy.com )代的季节。雄孔雀展开它那五彩缤纷、色泽艳丽的尾屏，还不停地做出各种各样优美的舞蹈动作，向雌孔雀炫耀自己的美丽，以此吸引雌孔雀。待到它求偶成功之后，便与雌孔雀一起产卵育雏。
(1)孔雀开屏属于行为信息，其概念为生物在生长发育、生命活动的过程中某些特殊表现和特殊行动所传达的信息。
(2)请对该信息举例：蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”、动物的拟态等。
5．下图为狮子跃起捕杀羚羊的场面。
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(1)狮子跃起捕杀羚羊属于营养信息，其概念为营养状况和环境中食物的改变会引起生物在生理、生化和行为上的变化，这些变化所产生的信息。
(2)请对该信息举例：被捕食者的体重、肥瘦、数量是捕食者的取食依据。
归纳提炼
1．生态系统中信息的种类 ( http: / / www.21cnjy.com )因传播途径的不同而不同。如孔雀开屏，如果通过行为传递信息给对方，则属于行为信息；如果通过羽毛的颜色等传递信息给对方，则属于物理信息。
2．鸟类或其他动物报警，若通过声音(尖叫)，则属于物理信息；若通过特殊的动作(突然飞起)，则属于行为信息。
3．若涉及化学物质挥发性这一特点，则判断为化学信息。
4．信息传递的范围包括同种生物个体之间(性 ( http: / / www.21cnjy.com )外激素、舞蹈等)、异种生物个体之间(物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用)和生物与环境之间(主要有物理信息中的光、磁等)。
5．在信息传递过程中，有些具有特异性，如昆虫的某一性外激素只对特定昆虫起作用；有些没有特异性，如某些昆虫的趋光性。
活学活用
1．下列各项属于物理信息的是__________；属于化学信息的是__________；属于行为信息的是__________；属于营养信息的是____________。
①花椒树上的刺　②昆虫的性外激素　③孔雀开屏
④鸟类的鸣叫声所发出的信息　⑤猎 ( http: / / www.21cnjy.com )豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息　⑥蜜蜂的舞蹈行为　⑦狮子捕食羚羊时，根据羚羊的体重、肥瘦进行选择　⑧生物代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗生素等 　⑨萤火虫的闪光　⑩有些候鸟的迁徙，在夜间是靠天空中的星座来确定方位的　 鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈恶臭味的气体，起到报警和防御的功能
答案　①④⑨⑩　②⑤⑧ 　③⑥　⑦
解析　物理信息是指生态系统中的光、声、温度 ( http: / / www.21cnjy.com )、湿度、磁力、振动频率等，通过物理过程传递的信息；化学信息是指生物在生命活动中产生的一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等；行为信息指动物的特殊行为对于同种或异种生物传递的信息；营养信息是营养状况和环境中食物的改变所产生的信息。
探究点二　信息传递的基本过程
信息要发挥作用，必须能在生态系统各成分间进行传递，结合下列图解分析信息传递的基本过程。
1．完成生态系统信息流动的基本模式图，回答下列问题。
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(1)生态系统中的各种信息在生态系统的各成员之间及各成员内部的交换流动，称为生态系统的信息传递。
(2)观察上图，生态系统信息传递的方式是不是循环的？不是。是不是单向流动的？不是。
(3)生态系统的信息既能从输出者向输入者传递，也能由输入者向输出者反馈，所以生态系统的信息传递往往是双向的。
2．下图是信息传递的基本过程示意图，分析各部分的功能：
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上图中的信源和信宿是固定的吗？请举例说明。
答案　在传递信息的过程中，信源和信宿的角 ( http: / / www.21cnjy.com )色是可以相互转换的。某一信息的信源可以是另一个信息的信宿，而某一信息的信宿又可能是另一个信息的信源。如某种动物发出的声音是对同类生物的召唤，同时可能会被其捕食者发觉。
归纳提炼
1．信息传递的存在范围
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2．生态系统中信息的来源及特点
信息传递可存在于生物与生物之间，包括同种生物间和不同种生物间。信息传递还可存在于生物与无机环境之间。
活学活用
2．母藏羚羊通过发出特殊的叫声来呼唤走失的幼崽小羊，请分析该过程中信息的传递过程。
答案　母羊　母羊声带　空气　小羊耳朵　小羊
探究点三　形形色色的信息传递
不同的生物之间传递的信息种类和方式各不相同，以蚂蚁的信息传递为例，了解形形色色的信息传递类型。
1．观察蚂蚁的信息传递
(1)方法步骤
①选择一个蚂蚁活动较活跃的蚁穴，将少量白糖或动物油置于距离洞口20 cm左右的地方。
②用放大镜仔细观察，注意首先发现白糖或动物油的蚂蚁的行为。
③观察在随后一段时间内其他蚂蚁的行为变化以及搬取食物的整个过程，并记录下来。
④用樟脑球在蚂蚁走过的地方轻轻划几下，观察后边蚂蚁的行为变化。
⑤经过一段时间后，用挖掘器(如小水果刀或螺丝刀)尽量小心地挖开蚁穴，观察并记录蚁穴内部的情况。
(2)通过观察可总结
蚂蚁的不同个体之间存在着多种信息传递方式。如焦虑地跑动、利用触角接触其他个体的身体以及散发化学气味等。
2．其他实例
(1)多数昆虫在飞行时能够发出低频的声音，这往往是异性间进行交流、引诱交配的信号。
(2)鸟类的声音通讯更是众所周知，现在 ( http: / / www.21cnjy.com )已知的所有鸟类都能发出声音，进行信息传递。繁殖期的啄木鸟在啄击树干时发出的声音，便是一种招引异性的信息。鸟在找到食物、遇到危险、领地受侵等各种情况下，都会发出不同的声音，进行信息传递。在这些叫声中一般能够表达出取食、高兴、烦恼、惊恐、保卫领域、进攻等信号。
(3)哺乳动物也会发出声音传递信息。野兔在发现有敌情时，会用后肢猛烈敲击地面，发出的“咚咚”声可以使周围的野兔迅速逃跑或隐藏起来。
(4)一些鱼类通过放电进行信息传递。它们可以通过改变电波的释放频率，表示异性间求偶的信息或是争斗中一方认输的信息。
(5)很多种动物的性吸引、群聚、诱食、警戒、跟踪、防卫都与其外分泌腺分泌的某些化学物质所传递的信息相关。
归纳提炼
信息传递与能量流动、物质循环的区别与联系
项目 区别 联系
来源 途径 特点 范围
能量流动 太阳能 食物链或食物网 单向流动，逐级减少 食物链各营养级生物间 共同把生态系统各组分联系成一个统一的整体；并调节生态系统的稳定性
物质循环 生态系统 反复出现，循环往复 生物群落与无机环境之间
信息传递 生物或环境 多种途径 通常是双向的 生物与生物之间或生物与环境之间
活学活用
3．下列说法不正确的是(　　)
A．草原的绿色为植食动物提供可以采食的信息
B．狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔
C．兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕
D．生物之间的信息传递仅限于同种生物之间
答案　D
解析　在生态系统中，食物链上的相邻物种之间 ( http: / / www.21cnjy.com )存在着“食”与“被食”的关系，所以相邻物种的某些个体行为与种群特征可以为对方提供大量的有用信息，由此可见，信息传递不仅发生于同种生物之间，还可以发生在不同种生物之间，用于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。
( http: / / www.21cnjy.com )
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1．信息传递是生态系统的重要功能之一。下列现象中，与物理信息传递相关的是(　　)
A．花香引蝶 B．豪猪遇敌竖起体刺
C．候鸟南飞 D．警犬嗅寻毒品
答案　C
解析　候鸟南飞是鸟感受到光照的刺激而出现的行为，光属于物理信息。
2．在生态系统中，信息传递发生在(　　)
A．种群和种群之间
B．种群内部个体和个体之间
C．生物和环境之间
D．以上三项都有
答案　D
解析　生态系统中种群与种群之间、种群内部个体与个体之间以及生物与非生物环境之间都存在着信息传递。
3．任何一个生态系统都存在着多种形式的信息传递。当一只母猎狗呼唤它的幼崽时，发出的吼叫声属于(　　)
A．化学信息 B．行为信息 C．物理信息 D．营养信息
答案　C
解析　生态系统中的光、声音、温度、湿度等均为物理信息。
4．某种植物上栖息着一定数量的 ( http: / / www.21cnjy.com )甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答：
(1)上述现象中，X分别在______________________________________之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大 ( http: / / www.21cnjy.com )来源，分别是______________和____________。影响乙昆虫活动的信息种类是______________。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是______________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短 ( http: / / www.21cnjy.com )期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫数量的变化是______________________________________________。
答案　(1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫
(2)环境　生物　化学信息和物理信息　物理信息
(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫数量减少
解析　影响甲昆虫活动的信息有两大来 ( http: / / www.21cnjy.com )源，分别是环境和生物。影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是物理信息。X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫数量减少。
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基础过关
知识点一　信息的基本类型
1．下列不属于生态系统的行为信息的是(　　)
A．雄孔雀在雌孔雀面前的频频开屏
B．工蜂中侦察蜂所跳的“圆圈舞”
C．某些鸟类的求偶炫耀
D．看家狗在外出时的频频撒尿
答案　D
解析　许多动物有着高度特化的尿标志的信息，由此传达时间信息，以及用来标记领域，属于化学信息。前三项皆为行为信息。
2．雌蚕蛾能释放一种性引诱剂，可以把3 km ( http: / / www.21cnjy.com )以外的雄蚕蛾吸引过来。虽然每只雌蚕蛾所释放的性引诱剂的含量不足0.01 mg，但雄蚕蛾仍能对其作出反应。有趣的是雄蚕蛾对密封在玻璃瓶中的雌蚕蛾虽然看得见，但却无动于衷。下列相关叙述错误的是(　　)
A．使雄蚕蛾作出反应的性引诱剂属于化学信息
B．体现了信息的传递有益于种群的繁衍
C．说明生态系统中的信息都是由生物产生的
D．说明性引诱剂具有高效性
答案　C
解析　生态系统中传递的信息包括物理信息、化学 ( http: / / www.21cnjy.com )信息、行为信息和营养信息等，并非都是由生物产生的。微量的性引诱剂就可引起同种雄蚕蛾作出反应，说明性引诱剂具有高效性。
3．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
答案　A
解析　飞蛾扑火是通过光的作用，光属于物理信息。花香引蝶、老马识途都是通过气味的作用，气味属于化学信息。
知识点二　信息传递的基本过程
4．法国的昆虫学家法布尔做过以下实验：在 ( http: / / www.21cnjy.com )一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋子里，把一只雌性蚕蛾扣在笼子里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，还是有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明(　　)
A．昆虫间通过信息相联系，这种信息是无线电波
B．昆虫间通过信息相联系，因为昆虫都具有趋化性
C．昆虫间通过信息相联系，联系的媒介是阴雨天气
D．昆虫的雌雄个体间通过信息相联系，这种信息是化学信息——性外激素
答案　D
5．如图所示为物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之间的信息传递方向是(　　)
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A．信息只能由A传递给B
B．信息只能由B传递给A
C．A与B之间可以相互传递信息
D．A与B之间不能相互传递信息
答案　C
解析　分析题图可以得出A、B之间是捕食关系，即B捕食A。具有捕食关系的生物之间是可以相互传递信息的。
知识点三　形形色色的信息传递
6．下列属于探究化学信息传递的是(　　)
A．观察动物对电视图像的反应
B．用录音机记录鸟类繁殖时的鸣叫声
C．利用性外激素诱杀害虫
D．利用“黑光灯”集中捕杀飞蛾
答案　C
解析　物理信息是指生态系统中的光、声、温度、 ( http: / / www.21cnjy.com )湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，题中的A、B、D三项均为物理信息；化学信息是生物在生命活动过程中产生的一些可以传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，所以选C。
7．下列说法不正确的是(　　)
A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍都离不开信息的作用
C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量
D．有些金丝桃，能分泌一种引起光敏性和刺激 ( http: / / www.21cnjy.com )皮肤的化合物——海棠素，使误食的动物变盲或致死，从而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递
答案　D
解析　生态系统的功能包括物 ( http: / / www.21cnjy.com )质循环、能量流动、信息传递。信息传递对于生物体正常生命活动的进行、种群的繁衍等具有重要作用。金丝桃分泌的海棠素可使多数动物避开该种植物，这属于化学信息的传递。
8．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是(　　)
A．小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚积信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
答案　C
解析　小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚 ( http: / / www.21cnjy.com )积信息素，召唤同类来共同取食，聚积信息素属于化学信息。榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象，这种化学物质也属于化学信息。群居动物通过群体气味与其他群体相区别，气味属于化学信息。雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊，声波属于物理信息。
能力提升
9．蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把 ( http: / / www.21cnjy.com )蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明(　　)
A．蟑螂能感受物理信息的改变
B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．行为信息可以影响蟑螂的行为
D．蟑螂可以感受一切信息刺激
答案　A
解析　蟑螂在人造的“黑夜”时间活动，光照是物理信息，不是行为信息，说明物理信息影响蟑螂的生命活动；题干中的内容不能说明B、D两项内容。
10．如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是(　　)
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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
答案　A
解析　能量流动的特点是单向流动、逐级减少的，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。
11．下列有关生态系统功能的叙述，不正确的是(　　)
A．物质循环的关键环节是分解者的分解作用
B．物质流是循环的，能量流是单向的，信息流往往是双向的
C．一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越少
D．信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用
答案　C
解析　生态系统的功能包括能量流动、物质循环和 ( http: / / www.21cnjy.com )信息传递。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排泄物会堆积如山，生态系统就会崩溃。生态系统的营养级越多，消耗的能量越多。
12．某种海龟的舌尖处有两条红色突起，它在捕 ( http: / / www.21cnjy.com )食时，先张开口并让舌头来回摆动，很像小虫在蠕动。这种信息传递的意义是引诱猎物，以利于捕食。海龟的这种活动包含下列哪种信息的传递(　　)
A．物理和化学信息 B．行为和化学信息
C．物理和营养信息 D．物理和行为信息
答案　D
解析　这属于海龟的特殊行为，是行为信息；因为利用舌尖的红色突起模仿小虫蠕动，引起其他小虫的注意，所以也是物理信息。
13．下图是有关生态系统的概念图，其中①②③④分别是(　　)
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A．生态系统的结构　生态系统的种类　食物链和食物网　信息传递
B．生态系统的种类　生态系统的成分　食物链和食物网　物质循环和能量流动规律
C．生态系统的结构　生态系统的成分　食物链和食物网　信息传递
D．生态系统的成分　生态系统的结构　食物链和食物网　物质循环和能量流动规律
答案　C
解析　生态系统包括生态系统的结构和生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )的功能；生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网；生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递。
14．招潮蟹是生活在海边的一种甲 ( http: / / www.21cnjy.com )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)从信息传递的过程分析，招潮蟹的发送器官是________，接收器官是__________，信道是____________。
(4)在草原上，当草原返青时，“ ( http: / / www.21cnjy.com )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，信息传递中信息可以由________传给________，也能在动物间传递，而且信息传递往往是________的。
答案　(1)行为信息　(2)性激素　(3)红色大螯　眼睛　空气　(4)物理信息、化学信息、行为信息　植物　动物　双向
解析　招潮蟹的挥螯行为是一种求偶的 ( http: / / www.21cnjy.com )行为信息，利于生物种群的繁衍。“绿色”属于物理信息，气味属于化学信息，行为特征属于行为信息，这些信息可在不同生物之间调节种间关系，维持生态系统的稳定。
15．语言是人类交流的手段，昆虫之间也存 ( http: / / www.21cnjy.com )在着可用于交流的“信息”，使昆虫表现出复杂的行为。昆虫的交配求偶就是通过某种信息长距离传递实现的，如灯蛾的雌虫能吸引11 km外的雄蛾，天蚕蛾的雌虫腹部或新羽化的雌虫停息过的物体，都能吸引雄虫。为了探索昆虫交配求偶的秘密，进行如下实验：
实验1：将某昆虫未交配的雌虫放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
实验2：将未交配的雌虫先放到封闭的玻璃管中，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现未捕捉到雄虫。
实验3：将未交配的雌虫腹部用小刀割下，再放在诱捕器中，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现未捕捉到雄虫。
实验4：将未交配的雌虫放在诱捕器中，在诱捕器的周围浇一桶汽油，将诱捕器悬挂于田间，一夜后，发现捕捉到许多同种雄虫。
根据上述实验，回答下列问题：
(1)实验1中，放在诱捕器中的雌虫能够吸引雄虫，这是由于昆虫之间具有生态系统的基本功能中的________功能。
(2)实验1与实验2比较说明_________________________________________________。
(3)实验2与实验3比较说明_________________________________________________。
(4)实验4中汽油的作用是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________，但仍能捕捉到雄性昆虫，这说明________________________________________________________________________。
(5)这个实验使人们受到启发，可能通过这 ( http: / / www.21cnjy.com )种方法，来控制和诱杀害虫，请指出一种可能的做法：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　 (1)信息传递　(2)昆虫间进行交 ( http: / / www.21cnjy.com )流的信息是一种挥发性的化学物质　(3)这种物质是由昆虫的腹部分泌的　(4)干扰雌雄虫之间的信息激素的交流　这种信息激素具有较强的特异性　(5)将这种物质提取出来，制成诱芯，置于诱捕器中，用于诱杀昆虫(或将这种物质提取出来，制成溶液，于田间喷洒，干扰雌雄虫之间的正常交尾，从而达到控制害虫种群数量的目的)
个性拓展
16．请根据提供的材料用具探究蚂蚁之间的信息传递。
材料用具：少量的白糖或动物油、放大镜、挖掘器、笔、记录本、樟脑球。
方法步骤：
(1)观察觅食过程
①选择观察地点：选择一个蚂蚁活动________的蚁穴，将少量__________________放在离洞口20 cm的地方。
②观察：用__________仔细观察，特 ( http: / / www.21cnjy.com )别注意______________________________的行为，再观察与其他蚂蚁的接触行为，并将整个过程记录下来。
(2)观察樟脑的影响
用樟脑球在蚂蚁爬过的地方轻划几下，观察______(前或后)面蚂蚁的行为变化，并记录。
(3)观察蚁穴内部情况
经过一段时间后，用__________小心挖开蚁穴，观察蚂蚁将__________________，同时观察内部蚂蚁的种类，并记录。
(4)结论：____________________________________________________________。
答案　(1)①较活跃　白糖或动物油　②放 ( http: / / www.21cnjy.com )大镜　首先发现白糖或动物油的蚂蚁　(2)后　(3)挖掘器　食物运送到哪里　(4)蚂蚁之间存在多种信息传递方式
解析　实验过程借助放大镜观察蚂蚁的行为，利用樟脑球来干扰蚂蚁之间的信息传递，利用挖掘器来挖开洞穴进行内部观察。HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
第一节　生态系统是一个相对稳定的系统
第1课时　生态系统的结构
[目标导读]　1.结合教材P90～91调 ( http: / / www.21cnjy.com )查、P92图4－2、4－3、4－4、4－5，理解生态系统的概念，分析生态系统的组成成分以及各成分的功能，构建出生态系统的结构。2.结合教材P93构建模型、图4－6，构建食物网，并分析食物链中的各个环节以及能构成食物网的原因。
[重难点击]　 生态系统各成分的功能、食物链和食物网。
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1．生物体在同化作用的过程中，把从外界环境 ( http: / / www.21cnjy.com )中摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做自养型。把从外界环境中摄取的现成的有机物转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。
2．光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
3．化能合成作用：自然界中少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
4．种群是由同种个体集合而成的，具有种群数量、种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比等特征。
5．占有一定空间的所有生物种群的集合体，叫做群落。
6．群落结构可分为垂直结构、水平结构。
7．在一定地域内，群落随时间而变化，由一种类型转变成另一种类型的过程，称为群落演替。
8．群落演替可分为初级演替、次级演替两种类型。
课堂导入
师：下图为热带雨林的一个场景，图中有哪些生物和非生物？
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生：植物、动物、阳光、空气、水、土壤等。
师：热带雨林中的所有生物构成了群落，热带雨林中的所有生物和无机环境构成了生态系统。这节课，我们共同来学习生态系统的结构。
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探究点一　生态系统的概念和成分
从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的 ( http: / / www.21cnjy.com )状况，能够决定在此生活的生物，而生物群落的存在，又改变着无机环境，它们之间有着密不可分的关系。请分析：
1．观察下面两图思考：
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(1)海洋中的生物与森林中的生物相同吗？它们中的生物可以相互交换吗？
答案　不相同。不能。
(2)从上述分析说明生物群 ( http: / / www.21cnjy.com )落与其生存的无机环境之间是一个密不可分的整体，这样的一个整体就称为一个生态系统。其含义是在自然界中存在的生物和非生物成分相互作用、相互依存，并执行一定的功能，所构成的整体。
(3)上面简图中，森林中的的全部动物是一个生态系统吗？全部动植物是吗？为什么？
答案　都不是。因为：①一个生态系统包含 ( http: / / www.21cnjy.com )有该区域的各个物种，即所有生物。②各种生物之间、生物与非生物成分相互作用形成统一整体才能叫做生态系统。
(4)辨别种群、群落、无机环境和生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统的关系，思考种群、群落、非生物成分和生态系统可用下图中的什么字母表示。种群A和A′、群落B、非生物成分C、生态系统B＋C。
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2．为什么说生态系统是一个整体呢？以下图池塘生态系统为例，分析其组成成分及各组分间的关系。
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(1)非生物成分
①气候因素：光照、温度等。
②无机物：水、无机盐、水中的氧等。
③有机物：动植物的尸体、残遗物中包含的蛋白质、糖类、脂质和腐殖质等。
④其他：水中pH等。
(2)水草、浮萍、栅藻、团藻等属于 ( http: / / www.21cnjy.com )自养型生物，在生态系统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。其功能是把H2O、CO2等无机物合成为有机物质，并把太阳辐射能转化为化学能储存在有机物的化学键中。
(3)虾、草鱼、黑鱼等动物只能依靠活的动植物 ( http: / / www.21cnjy.com )为食，属于消费者。其中只吃水草的草鱼是植食性动物，属于一级(初)级消费者，黑鱼只吃动物，是肉食性动物，可能属于二级(次)级以上的消费者。如果此池塘中没有能捕食黑鱼的其他动物，则黑鱼是顶级消费者。
(4)细菌、真菌等主要属于 ( http: / / www.21cnjy.com )分解者，其能够将动植物产生的残遗有机物和死亡后的尸体中的有机物质分解成简单的无机物并将其归还给环境，进行再循环，同时释放出能量。
(5)由上述探究试分析该生态系统的生物成分中各成分的地位：
①生产者是消费者和分解者唯一的能量来源，因此，生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分；
②消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播也具有重要的作用，因此，其是生态系统中最活跃的成分。
③若没分解者，则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，因此，其是生态系统物质循环的关键成分。
3．结合生态系统的成分构建生态系统的模型
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小贴士　(1)生态系统成分的误区类型与特例
误区类型 特例
细菌都是分解者　 硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者
动物都是消费者　 蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者
生产者都是绿色植物　 蓝细菌、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物
植物都是生产者　 菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者
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(2)生态系统四种组成成分的判断技巧
①先据双向箭头“ ”确定 ( http: / / www.21cnjy.com )“非生物成分”和“生产者”，再判断两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物成分”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
②若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌等。
③图示中D、A、B共同构成生物群落。
归纳提炼
生态系统四种成分的组成内容、作用、地位的比较
比较项目 组成内容 作用 生物同化类型 地位
非生物成分　 阳光、热能、空气、水、无机盐等 为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础 必备成分
生产者 主要是绿色植物，也包括化能自养型微生物(如硝化细菌等) 无机物→有机物；光能、无机化学能→有机化学能；为消费者提供食物和栖息场所 自养型 主要成分(基石)
消费者 包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子) 加快生态系统的物质循环，有利于植物的传粉和种子的传播 异养型 最活跃的成分
分解者 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 通过分解作用将生物遗体、排遗物分解为无机物，供生产者重新利用 异养型 物质循环中的关键成分　　
活学活用
1．判断下列说法的正误：
(1)草原上的动物都属于消费者(　　)
(2)一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分(　　)
(3)分解者不一定都是微生物，微生物也不一定都是分解者(　　)
(4)生产者都是自养型生物，但主要类群是绿色植物(　　)
(5)没有了分解者，生态系统就会崩溃(　　)
(6)太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分(　　)
(7)生产者、消费者和分解者三者紧密联系(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√
解析　(1)草原上并不是所有动物都属于 ( http: / / www.21cnjy.com )消费者，如蚯蚓、秃鹰等属于分解者；(2)有的生物在生态系统中占据不同生物成分，如猪吃草，猪属于消费者，而当猪以其他家禽粪便为食时，便充当分解者。(3)营腐生生活的细菌一定是分解者。(4)生产者都是自养型生物，主要类群是绿色植物。(5)没有了分解者，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。(6)太阳光来源于地球以外，为生态系统提供非生物的能量，属于非生物成分。(7)生产者、消费者和分解者是紧密联系的。
探究点二　食物链和食物网
下图是某陆地生态系统的食物网，仔细分析，回答相关问题。
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1．由上图看出食物链是指在生态系统中，生产者所固定下来的能量通过一系列的取食与被取食的过程，在生态系统的生物之间进行传递的关系。
2．食物链的各个环节叫营养级。每一个环 ( http: / / www.21cnjy.com )节即为一个营养级，处在第几位即为第几营养级。生产者是自养生物，总是为第一营养级。初级消费者为第二营养级，次级消费者为第三营养级，三级消费者为第四营养级，由此看出，营养级的级别比消费者的级别多一个。
3．以草→兔→狐为例确定消费者级别和营养级级别之间的对应关系：
食物链 　　草　―→　兔　　―→　　狐　　
生态系统的成分 生产者 初级消费者 次级消费者
营养级级别 第一营养级 第二营养级 第三营养级
4.每一条食物链均以生产者为起点， ( http: / / www.21cnjy.com )以最高营养级的动物为终点。因此，食物链中只包含生产者和消费者两种成分，食物链中没有的成分是非生物成分、分解者。
5．食物网是由许多食物链彼此相互交错连接 ( http: / / www.21cnjy.com )成的复杂营养结构。该图共有食物链19条，最短的食物链有营养级3个，如：草→兔→狐，最长的食物链有营养级5个，如：草→蝗虫→蜘蛛→青蛙→蛇。
6．食虫鸟和蜘蛛之间的关系是捕食和竞 ( http: / / www.21cnjy.com )争。鹰的消费者级别为次级、三级、四级消费者，分别占有第三、四、五营养级，由此可看出：消费者所处的营养级的级别，并不是固定的。
7．草(生产者)成分被破坏后对生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )的影响最大。如果食虫鸟迁走，对鹰的影响在短时间内较小(较大/较小)，其原因是鹰有多种食物来源，可通过捕食其他生物来生存。
小贴士　 1 某一营养级的生物 ( http: / / www.21cnjy.com )所代表的是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。? 2 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。? 3 食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。如果生物种类相同，则生产者种类多的生态系统更稳定，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。
归纳提炼
食物链(网)中各营养级生物数量变动的影响
(1)处于食物链中第一营养级的生物减少 ( http: / / www.21cnjy.com )的情况：若第一营养级的生物数量减少，则会导致其他的生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
(2)“天敌”减少的情况：若“天敌”减少， ( http: / / www.21cnjy.com )则被捕食者数量增加。但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度会下降，直到趋于稳定，但结果比原来的数量要增大。
(3)“中间”营养级生物减少 ( http: / / www.21cnjy.com )的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则被它捕食的食草昆虫将增多，以它为食的蛇将减少，鹰就要过多地吃兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。但因为鹰不只吃蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。
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活学活用
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2．如图为一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列有关叙述，错误的是(　　)
①该食物网中共有6条食物链　②H占据3 ( http: / / www.21cnjy.com )个营养级　③G和F之间存在竞争和捕食关系　④图中A、E均为生产者　⑤一旦G的数量大量减少，该生态系统就很难维持相对稳定的状态
A．①④ B．③④ C．②③ D．①⑤
问题导析　(1)食物链的起点是生产者，图中的生产者为A、E。
(2)G以F为食物，G和F存在捕食关系，G、F都以E为食物，G和F存在竞争关系。
(3)该食物网是由8条食物链构成，若G的数量大量减少，还有以C为最高营养级的生物的制约，所以生态系统能维持稳定。
答案　D
解析　每条食物链都是从生产者开始，结束 ( http: / / www.21cnjy.com )于最高营养级，共有8条食物链；G的数量大量减少，还有以C为最高营养级的生物制约其他生物，故能维持相对稳定。
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1．下列有关生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．自养生物都属于生产者，都可以进行光合作用，把无机物转变成有机物
B．动物都是消费者，其中食草动物为初级消费者
C．分解者都是腐生生物，是生态系统不可缺少的成分
D．非生物成分是指阳光、水分、空气、细菌等
答案　C
解析　自养生物都属于生产者，但不一定都可 ( http: / / www.21cnjy.com )以进行光合作用，如硝化细菌不可以进行光合作用，其进行的是化能合成作用；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者；分解者都是腐生生物，是生态系统不可缺少的成分，它们能将有机物分解成无机物，返回非生物环境；非生物成分主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物成分。
2.
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如图是一个简化的食物网，据图分析正确的是(　　)
A．该食物网由4条食物链组成
B．其中的初级消费者是植食性鸟
C．处于第三营养级的生物有3种
D．生态系统的4种成分中，该图上只体现了2种成分
答案　D
解析　该食物网由5条食物链组成；初级消费者是 ( http: / / www.21cnjy.com )植食性鸟和食草昆虫；处于第三营养级的生物是鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙；食物网中只体现了生产者和消费者，没有包含分解者、非生物成分。
3．根据右边的南极食物网图回答下列问题
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：
(1)在此食物网中有________条食物链。
(2)________属于三级消费者。
(3)占有两个营养级的生物是________、________。
(4)大鱼与小鱼的关系是________________，海豹与小鱼的关系是__________________，磷虾与须鲸的关系是________________。
(5)要构成生态系统，除了图中所示组成成分外，还应该包括____________和________。
答案　(1)5　(2)虎鲸　(3)虎鲸　须鲸　(4)竞争　捕食　竞争与捕食　(5)非生物成分　分解者
解析　(1)食物网中，浮游植物是生产者 ( http: / / www.21cnjy.com )，虎鲸是最高营养级，共有5条食物链。(2)在食物链中浮游植物→大鱼→企鹅→虎鲸和浮游植物→大鱼→海豹→虎鲸以及浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸中虎鲸属于三级消费者，第四营养级。(4)大鱼和小鱼都以浮游植物为食，所以二者属于竞争关系；海豹以小鱼为食，所以二者属于捕食关系；磷虾与须鲸都以浮游植物为食并且须鲸还以磷虾为食，所以二者之间既是捕食关系又是竞争关系。
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基础过关
知识点一　生态系统的概念和成分
1．以下可以称作生态系统的是(　　)
A．一个湖泊中的所有浮游生物和所有分解者
B．烧杯中的取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一个鱼缸中的所有金鱼和水草
答案　B
解析　生态系统是生物成分与其非生物成分的统一整体，而A、C、D三个选项中都不含非生物成分。
2．根据下图判断下列说法正确的是(　　)
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A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
B．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落
C．细菌与螳螂都以绿色植物为食物，二者之间的关系属于竞争
D．细菌和黄雀之间是捕食关系
答案　A
解析　图中既有生产者、消费者、分解者，又有光、CO2、H2O、N2等组成的无机环境，它们共同构成了一个生态系统。
3．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统的四种成分之间是相互独立的
B．动物都属于消费者，如蚯蚓
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
答案　C
解析　生态系统的四种成分之间是紧密联系的 ( http: / / www.21cnjy.com )，生产者是生态系统的基石，分解者是不可缺少的成分；生产者的同化类型都是自养型；消费者主要指以其他生物为食的动物和寄生生物；分解者主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等动物；并非所有细菌都是分解者，如硝化细菌能进行化能合成作用，属于生产者。
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4．如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系，下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．甲是生产者，乙是消费者
B．丙属于次级消费者
C．丙可以为甲提供无机盐
D．丙不属于食物链
答案　B
解析　从图中三种成分的关系可以判断 ( http: / / www.21cnjy.com )出甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者。分解者可以将有机物分解，产生的无机盐被生产者利用。食物链由生产者和消费者组成，分解者不参与食物链的构成。
知识点二　食物链和食物网
5．有关下图的叙述，不正确的是(　　)
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①图中只有两条食物链　②细菌与狐之间既捕食又竞争
③细菌占有第二、三、四、六营养级　④图中缺乏非生物成分
A．①②③ B．②③ C．②③④ D．③④
答案　B
解析　图中共有两条食物链，分别是草→ ( http: / / www.21cnjy.com )兔→狐，草→昆虫→鸡→狐。图中没有非生物成分。分解者不参与构成食物链，不占营养级，细菌与狐没有共同的捕食对象，不存在捕食和竞争关系。
6．有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是(　　)
A．杂草和水稻是生产者
B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
答案　D
解析　生态系统包括生产者、消费者、分解者和它们所处的无机环境。
7．在生态系统中，当狼捕食山羊时，狼是(　　)
A．第三营养级和初级消费者
B．第三营养级和次级消费者
C．第二营养级和次级消费者
D．第二营养级和初级消费者
答案　B
解析　在食物链草→山羊→狼中，狼是第三营养级、次级消费者。
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8．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。下列有关分析错误的是(　　)
A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C．若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
答案　B
解析　营腐生生活的细菌属于分解者，被线 ( http: / / www.21cnjy.com )虫捕食的细菌属于消费者的食物；食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级；大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，还会使细菌数量增多，细菌和藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多；杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。
能力提升
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9．如图所示为草原生态系统中的一个食物网。下列叙述正确的是(　　)
A．图中共含有3条食物链
B．在该食物网中，鹰处于4个不同的营养级
C．蛇和鹰既是捕食关系，又是竞争关系
D．若兔大量减少，鹰也会大量减少
答案　C
解析　图中共含有4条食物链。 ( http: / / www.21cnjy.com )鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级，即鹰共处于3个不同的营养级。蛇和鹰因都捕食相思鸟而存在竞争关系，又因鹰捕食蛇而存在捕食关系。若兔大量减少，鹰可以更多地以相思鸟和蛇为食物，所以鹰不会大量减少。
10．如图所示的是一个生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统的营养结构，若A包含五个种群(A1、A2、A3、A4、A5)，B包含两个种群(B1、B2)，则其营养结构实际含有食物链(　　)
A．10条 B．15条
C．20条 D．25条
答案　D
解析　由B→E和B→C→E的食物链有4条，加入A后就有20条，由A→D的食物链有5条，所以共有食物链25条。
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11．某生态系统中含有鹿、蛇、猫头鹰、草、兔、鼠等生物，能使猫头鹰增多的是(　　)
A．蛇增多、鹿增多、草减少
B．鹿减少、蛇增多、鼠减少
C．兔减少、草减少、鼠减少
D．蛇减少、草增多、鹿减少
答案　D
解析　猫头鹰数量增多的条件是流入猫头鹰体内 ( http: / / www.21cnjy.com )的能量要增加。食物网中蛇减少，减少了与猫头鹰的竞争，对增加猫头鹰的数量是有利的。鹿减少，草增加，草增加了鼠和兔也增加，这对猫头鹰数量的增加是有利的。草的增加对猫头鹰的增加也是有利的。
12．生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物成分。下列关于生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
答案　C
解析　在生态系统中，不是所有动物都是消费者， ( http: / / www.21cnjy.com )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，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。
13．下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。下列叙述不正确的是(　　)
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A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落
B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加
C．生产者是消费者和分解者的唯一能量来源
D．组成消费者的各种物质只能经分解者的分解作用返回无机环境
答案　D
解析　群落由系统中所有生物组成；消费者4数量 ( http: / / www.21cnjy.com )的增多会导致消费者2快速减少，使生产者2的生存压力减小，生产者2的数量暂时增加；该生态系统的总能量包括光能、化能自养生物在内的全部生产者固定的能量；消费者可以通过呼吸作用将部分有机物分解为无机物返回无机环境。
14．图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
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据图1回答：
(1)从营养功能的角度来填写成分：B.______________、C.____________。
(2)B主要是指__________________________________。
(3)______________和____________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”(填字母)。
(4)最主要成分和最活跃成分分别是________、________(填字母)。
据图2回答：
(5)该生态系统共有________条食物链。
(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链______________________________________________。
(7)蛇和鹰的关系是______________________________________________________。
(8)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是__________________________________。
(9)若蛇绝种，鹰的数量可能________。
(10)若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？________，理由是___________。
答案　(1)分解者　非生物成分　(2)营腐生生活的细菌和真菌　(3)D　B　(4)D　A　(5)8
(6)4　植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰
(7)捕食和竞争　(8)分解者、非生物成分
(9)增多　(10)食虫昆虫　其食物单一，且有许多天敌
解析　无机环境和生产者之间的物质 ( http: / / www.21cnjy.com )联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物成分，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物成分；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。
15．某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳 ( http: / / www.21cnjy.com )定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第5年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年，野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。据此回答下列问题：
(1)人与狐的种间关系是________________，兔瘟热病毒与野兔的种间关系是________。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内竞争强度________(增加、减小、不变)。
(4)一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而________
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(增强、减弱、不变)。
答案　(1)竞争和捕食　寄生
(2)如右图所示　(3)增加　(4)减弱
个性拓展
16．探究课题：证明在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者的重要性和不可缺少性。
探究准备：等大的玻璃瓶四个、清水、河泥、生长状况和大小均相同的金鱼若干条、生长状况和大小相同的金鱼藻若干。
探究步骤：(1)取玻璃瓶，分别编号为1、2、3、4。
(2)分别对4个玻璃瓶做以下处理：
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(3)观察四个玻璃瓶中金鱼存活的时间。
结果讨论：①1号和2号相比，哪一瓶存活 ( http: / / www.21cnjy.com )时间长？________，原因是________________________________________________________________________。
②1号和4号对照，能否说明分解者是 ( http: / / www.21cnjy.com )生态系统中的必备成分？若不能，应如何改进实验？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③金鱼存活时间最长的是________，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
④本实验的结论是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　①1号　2号瓶中金鱼藻因缺少光 ( http: / / www.21cnjy.com )照，不能进行光合作用制造O2　②不能。4号瓶中应加入经过灭菌后的河泥以杀死其中的微生物　③1号　1号瓶中生态系统成分齐全，能维持较长时间　④在一个生态系统中，非生物成分、生产者、分解者缺一不可第5课时　生态系统的稳定性和生物圈
[目标导读]　1.阅读教材P103～104， ( http: / / www.21cnjy.com )结合P104图4－20、4－21，分析生态系统稳定性的概念，了解两种稳定性的含义和关系。2.结合教材P104～105的模拟实验，探究生物多样性和稳定性的关系，结合教材P106图4－24、4－25，进一步探讨生态系统的反馈调控。3.阅读教材P106～108，认识生物圈的组成和特点，了解人类活动对生物圈的影响。
[重难点击]　 两种稳定性的含义和关系、生态系统的反馈调控。
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1．生态系统的结构包括组成成分、食物链 ( http: / / www.21cnjy.com )和食物网，组成成分有非生物成分、生产者、消费者、分解者，食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物的种类。
2．生态系统的功能包括能量流动、物质循环、信息传递，其中单向流动的是能量流动，循环流动的是物质循环，双向传递的是信息传递。
3．人体就像一个精密的自动控制 ( http: / / www.21cnjy.com )系统(如图)。自动控制系统由接收、控制、受控和监测等装置构成闭合回路。输出信息被监测装置检测后，发出反馈信息输送回控制装置；控制装置对反馈信息和输入信息进行比较，并调整自身的活动状态，从而使受控装置的功能状态得到精确的调节，这种调节方式称为反馈调节。如果反馈信息使输出进一步增强，称为正反馈；如果反馈信息使输出减弱，称为负反馈。
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4．面对各种干扰，群落都有自 ( http: / / www.21cnjy.com )我维持能力，这种自我维持也称群落稳定性，包括对干扰的抵抗能力和复原能力两个方面。如果一个群落能够抵抗住干扰，那么就不会发生演替。如果一个群落具有复原能力，那么在受到干扰后，它就会借助于演替过程恢复稳定的平衡。
课堂导入
2013年7月19日，安徽巢湖东半湖蓝细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )爆发，双桥河入湖口、巢湖湿地及孙村、温村一带湖岸沿线蓝细菌聚集，水体发出阵阵腥臭，部分水域蓝细菌粘稠，几成冻湖。如何让巢湖恢复它的结构和功能呢？今天我们共同学习生态系统的稳定性，探讨解决巢湖污染的方法。
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探究点一　生态系统的稳定性与生物多样性的关系
开放的生态系统受到各种因素的干扰，生态系统可以通过自我调节和恢复能力来保持稳定，这种稳定性与生物多样性有关。
1．生态系统的稳定性
分析下面的材料，完成下面的问题：
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材料　话说乾隆下江南时，到了苏州一水乡， ( http: / / www.21cnjy.com )看到小桥流水人家，别有风致。水乡人家上游淘米洗菜，下游洗澡洗衣，即便如此，水仍然很清澈。这番景象让乾隆大为惊奇。可是，他也发现，苏州虎丘外围的河流被众多染坊流出的废水污染得肮脏不堪、臭气熏天，于是他立即下令严禁商贾平民在虎丘一带开设染坊。迫于官府的法令，虎丘一带原有的数十家染坊不得不搬迁至远离虎丘的苏州远郊，从此以后虎丘重现绿水青山。
(1)水乡人在河流中淘米洗菜、 ( http: / / www.21cnjy.com )洗澡洗衣，河水能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，像这样生态系统能在受到干扰时，通过自我调节、自我修复而抵抗变化、保持平衡状态，这就是生态系统的相对稳定性。
(2)像苏州水乡的河水那样，生态系统抵抗干扰和维持自身的结构和功能不受破坏的能力，叫做抵抗力稳定性。
(3)众多染坊废水流入虎丘外围的河流，远远超出了它的自我调节能力，河流生态系统被破坏，这说明生态系统的自我调节能力有一定的限度。
(4)染坊停止排污后，虎丘的河流恢复原状，这种生态系统受破坏后，自身恢复到平衡状态的能力，叫做恢复力稳定性。
(5)上述的两种稳定性在同一生态系统中会不会表现出相同的强度？
答案　一般不会。抵抗力稳定性较强的生态系统往往恢复力稳定性较弱。
2．生态系统的稳定性与生物多样性的关系
(1)制作并观察生态瓶
①制作小生态瓶的目的：探究生态系统保持相对稳定的条件。
②小生态瓶的设计要求及分析
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、消费者和分解者以及非生物成分) 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；保持生态瓶内温度；便于观察
生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应占其容积的4/5左右，要留出一定的空间 便于操作；瓶内储备一定量的空气
生态瓶的采光用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡
③结果分析
四个学习小组设计的四个生态瓶的组成和条件如下表，发现甲生态系统存在时间最长，请分析：
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
注：“＋”表示有该成分，“－”表示没有。
a．乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为下降，原因是在缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长。
b．丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是缺乏泥沙，分解者数量少。
c．丁瓶与甲瓶相比，氧气含量少，原因是消费者多，消耗较多的氧气。
d．因此，要延长生态瓶的存活时间，需注意： ( http: / / www.21cnjy.com )生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物成分；生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜的比例。
e．一段时间后，甲瓶中的生物也会死亡，生态系统崩溃，原因是生物多样性低，自我调节能力差，抵抗力稳定性低。
(2)根据实验结论，分析生 ( http: / / www.21cnjy.com )物多样性与抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系：①生态系统的成分越多，食物链和食物网越复杂，生态系统的自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性就越低。
②生态系统的成分越少，食物链和食物网越简单，生态系统的自我调节能力越弱，抵抗力稳定性就越低，恢复力稳定性就越高。
小贴士　辨析生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
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(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱；反之，抵抗力稳定性强。
(3)x可以表示恢复到原状态所需的 ( http: / / www.21cnjy.com )时间，x越大，表示恢复力稳定性越弱；反之，恢复力稳定性越强。, 4 TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，则说明这个生态系统的总稳定性越弱。
归纳提炼
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 保持自身结构和功能相对稳定 恢复自身结构和功能相对稳定
核心 抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状
影响因素 一般地说，生态系统中物种多样性越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高 一般地说，生态系统中物种多样性越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越高
联系 ①一般呈相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性差，反之亦然；②二者是同时存在于同一生态系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定。③二者之间及与营养结构的关系，如图所示： HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
活学活用
1．判断下列关于生态系统稳定性叙述的正误：
(1)森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统高(　　)
(2)在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高(　　)
(3)在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性一定提高(　　)
(4)在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降(　　)
(5)一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√
解析　一般地说，生态系统的成分 ( http: / / www.21cnjy.com )越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。抵抗力稳定性和恢复力稳定性一般呈相反的关系。牧草地上通过管理提高某种牧草的产量，可能会使杂草等其他植物的种类和数量减少，导致抵抗力稳定性降低。
探究点二　生态系统的反馈调控
生态系统是一个具有稳态机制的自动控制系统，其稳定性是通过系统的反馈调节来实现的。阅读教材P106，试结合下面的材料分析其反馈调控的机理。
1．当生态系统中的某一成分发生变化 ( http: / / www.21cnjy.com )的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的变化，这些变化反过来又会影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫反馈。
2．负反馈
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(1)图中当兔数量下降时，狼因为食物减少数量 ( http: / / www.21cnjy.com )也下降，狼减少后，对兔的捕食减少，兔的数量增加。像这样，一系列变化的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，称为负反馈。
(2)负反馈的作用结果：使生态系统达到并保持平衡或稳态。
(3)该种调节方式只在生态系统中存在吗？
答案　不是，在生命系统的各个层次上均有体现。
3．正反馈
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(1)图中，鱼类死亡的结果，使更多的鱼类死亡，像这样，一系列变化的结果，使最初发生变化的那种成分所产生的变化加速，称为正反馈。
(2)正反馈的作用结果：使生态系统远离稳态和原有的平衡，最终走向崩溃。
(3)正反馈调节一定向坏的方面发展吗？
答案　不是，它还会使好的方面更好。
4．反馈调控是否只发生在生物群落内部？生物和无机环境之间有没有反馈调控？试举例说明。
答案　反馈调控不只发生在生 ( http: / / www.21cnjy.com )物群落内部，在生物和无机环境之间也有反馈调控。如一场火灾后，森林的树木密度降低，但由于阳光充足，土壤中无机养料增多，许多种子萌发后，迅速长成新植株。
归纳提炼
生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
比较 负反馈调节 正反馈调节
作用 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统最初发生的那种变化向相反的方向发展，使生态系统达到并保持相对稳定 加速生态系统最初所发生的变化，使生态系统向着更好或更坏的方向发展，即人们常说的良性循环或恶性循环
结果 抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所产生的变化
活学活用
2. 判断下列关于负反馈调节的叙述的正误：
(1)负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在(　　)
(2)当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节(　　)
(3)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(　　)
(4)森林中，害虫数量增加时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这不属于负反馈调节(　　)
(5)当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√
解析　负反馈调节是生态系统自我调节能力 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础，能使生态系统达到和保持平衡及稳定，它不仅存在于生态系统的生物群落之间，也存在于生物群落与无机环境之间，它的特点是通过自我调节能力，使生态系统内的种群数量保持相对平衡，这种调节往往是通过生物与生物之间的捕食关系来实现的。
探究点三　生物圈
有人曾做过这样的比喻“如果 ( http: / / www.21cnjy.com )把地球比做一个苹果，生物圈就相当于苹果表面一层薄薄的苹果皮”。阅读教材P106～108，完成对生物圈有关知识的探索。
1．生物圈的概念
(1)概念：生物圈指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。可以理解为：凡是有生物生活的地方，都可以被包含在生物圈的“疆域”之内。
(2)范围：一般来说，生物圈包括大气圈的下层、岩石圈的上层和整个水圈。
①大气圈：由多种气体组成，其中最主要的气体是N2、O2和CO2。生命主要集中在最下层，也就是与岩石圈和水圈的交界处。
②岩石圈上层：是一切陆生生物的立足 ( http: / / www.21cnjy.com )点，主要包括陆地的表面和土壤上层几十厘米的范围，少数植物的根系能够深入到地下十几米甚至几十米。岩石圈中最深的生命极限可以达到2 500～3 000 m，在那里的石油中有细菌生存。
③水圈：在整个水圈中都有生命存在。在海洋生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统中，最主要的生物都集中在海平面以下150 m的范围内，即便在没有光线的海底，也有鱼类生存，甚至在10 000 m以下的海底，仍有海葵、海参和甲壳类等动物存在。
2．生物圈是一个开放的生态系统
生物圈中的各种生态系统都是开放的系统，相互之间存在着一定的联系。整个生物圈无论在结构上还是功能上都是一个整体，它是地球上最大的生态系统。
3．人类对生物圈的影响
(1)人类对生物圈的破坏：人类无 ( http: / / www.21cnjy.com )限制地开采各种自然资源，并向环境中排放各种有毒有害物质，严重地影响了各种生物的生存，破坏了生态环境，使整个生态系统向着越来越不利于人类和各种其他生物生存的方向发展，严重威胁着整个生物圈。
(2)人类对生物圈的保护：我国是“人与生 ( http: / / www.21cnjy.com )物圈”(MAB)的理事国，在研究和保护生物圈方面做了大量的工作，建立了大量的自然保护区，其中部分国家级自然保护区已经加入了世界生物圈保护区网。
归纳提炼
生物圈存在的基本条件
第一，必须获得来自太阳的充足光能。因一切生命活动都需要能量，而其基本来源是太阳能，绿色植物吸收太阳能合成有机物而进入生物循环。
第二，要存在可被生物利用的大量液态水。几乎所有的生物都含有大量水分，没有水就没有生命。
第三，生物圈内要有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物质存在气态、液态和固态三种变化。
第四，提供生命物质所需的各种营养元素，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Fe、S等。
活学活用
3．关于生物圈稳态的自我维持的原因的叙述中，不正确的是(　　)
A．源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力
B．大气圈、水圈、岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质
C．具有多层次的自我调节能力
D．人类的活动不会影响生物圈的稳态
答案　D
解析　生物圈由大气圈、水圈、岩石圈 ( http: / / www.21cnjy.com )组成，大气圈、水圈、岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质，源源不断的太阳能提供正常运转的动力，复杂的营养结构具有多层次的自我调节能力。但是这种调节能力是有限的，人类的活动会影响生物圈的稳态。
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1．下列关于生态系统自我调节能力的叙述中，不正确的是(　　)
A．森林中，害虫数量增加时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，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．自我调节能力强的生态系统，其恢复力稳定性也高
D．当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会丧失
答案　C
解析　生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强，而恢复力稳定性越差。
2．在下列四种措施中能提高区域生态系统自我调节能力的是(　　)
A．减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量
B．增加该生态系统内各营养级生物的种类
C．使生态系统内生产者和消费者在数量上保持平衡
D．减少该生态系统内生物的种类
答案　B
解析　生态系统自我调节能力的大小取 ( http: / / www.21cnjy.com )决于生态系统中所包含的生物种类的多少及食物链和食物网的复杂程度，生物种类越多，食物链和食物网越复杂，则其自我调节能力越大。
3．下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是(　　)
A．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B．自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越强
C．不同生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同
D．提高生态系统稳定性，就是要禁止对生态系统的干扰和利用
答案　A
解析　抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关；负 ( http: / / www.21cnjy.com )反馈调节是生态系统自我调节能力的基础；自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性越弱；提高生态系统稳定性，要控制对生态系统干扰的程度，不应超过生态系统的自我调节能力。
4．一森林生态系统中有甲、乙两种昆 ( http: / / www.21cnjy.com )虫，原来这两种昆虫的密度长期在一定范围内波动，保持动态平衡。后来在时间T点，对森林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂，这一生态系统就发生了变化。如下图所示：
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(1)甲昆虫是______食性昆虫， ( http: / / www.21cnjy.com )乙昆虫是______食性昆虫，甲、乙两种昆虫之间的关系为________关系。施放化学杀虫剂后，甲昆虫密度上升的原因是______________，乙昆虫密度下降的原因是______________________。
(2)施药前，该生态系统保持 ( http: / / www.21cnjy.com )____________的状态，这体现了生态系统具有__________稳定性；施药后生态系统受到破坏，说明生态系统的__________能力具有一定的限度。
(3)预测施药后相当长的一段时间，该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会发生怎样的变化？这说明生态系统具有何种稳定性？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)植　肉　捕食　具有抗药性 ( http: / / www.21cnjy.com )　没有抗药性　(2)相对稳定　抵抗力　自我调节　(3)该生态系统中的两种昆虫密度和森林光合作用产物量会逐渐恢复，这说明生态系统具有恢复力稳定性
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基础过关
知识点一　生态系统稳定性和生物多样性的关系
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1．如图为某一生态系统稳定性图解，对此不正确的解释是(　　)
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C．恢复力稳定性与食物链和食物网呈相反关系
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
答案　B
解析　食物链和食物网复杂表明 ( http: / / www.21cnjy.com )物种丰富，动植物种类多，受到外界干扰时自我调节能力大，抵御外界的能力强，故a为抵抗力稳定性，且一旦破坏恢复原来状态的难度较大，b为恢复力稳定性。
2．对森林和草原生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的说法，正确的是(　　)
A森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统高
B．森林生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比草原生态系统低
C．森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统高，恢复力稳定性比草原生态系统低
D．森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统低，恢复力稳定性比草原生态系统高
答案　C
解析
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知识点二　生态系统的反馈调控
3．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。
4．某池塘中，早期藻类大量繁殖，食藻浮游动物 ( http: / / www.21cnjy.com )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．早期属于正反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
答案　B
解析 ( http: / / www.21cnjy.com )
知识点三　生物圈
5．下列有关生物圈稳态的叙述中，不正确的是(　　)
A．太阳能是生物圈赖以生存的能量基础
B．大气圈、水圈、岩石圈是生物圈赖以存在的物质基础
C．生物圈的生产者、消费者和分解者接通了物质循环的回路
D．生物圈的调节能力反映在一种生物灭绝后有新的物种产生
答案　D
解析　生物圈是地球上最大的生态系统，太阳能 ( http: / / www.21cnjy.com )是生物圈赖以生存的能量基础。生物圈的生产者、消费者和分解者接通了物质循环的回路，使生态系统的功能得到充分发挥。生态系统的自我调节能力决定于生态系统的营养结构。
6．将一处原始森林开辟成为一个国家森林公园，为了继续维持森林的生态平衡，应当采取的措施是(　　)
A．在森林里放入一些珍奇的野生植物，增加食物网的复杂性
B．在森林中引种一些珍奇的野生植物，提高生产者的能量蓄积能力
C．定期清理森林里的枯枝落叶，以利于种子萌发和幼苗生长
D．对森林做简单隔离，避免人类过多的干扰
答案　D
解析　维持森林的生态平衡，避免对生态系统造成过多的干扰，才能使生态系统较长时间保持稳定。
能力提升
7．如果在一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四种生物，它们之间可以形成图中的几种结构，其中最稳定的是(　　)
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答案　D
解析　生态系统稳定性的基础在于生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统的自我调节能力，取决于生态系统的食物链和食物网的复杂程度；D项食物网最复杂→自我调节能力最大→最稳定。
8．如图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。
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据图分析，下列叙述正确的是(　　)
①甲生态系统的抵抗力稳定性 ( http: / / www.21cnjy.com )一定较乙生态系统强　②乙生态系统中生物群落的营养关系一定较甲复杂　③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生　④乙生态系统在S点后一定经历次级演替过程
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案　B
解析　据图可知，在S点气候发生了很大变 ( http: / / www.21cnjy.com )化，但对甲生态系统影响不大，说明甲生态系统抵抗外界干扰的能力较强，而乙生态系统变化较大，说明对外界干扰的抵抗能力较弱。乙生态系统在S点时，种群类型数量几乎接近于零，而后又逐渐恢复到原来状态，所以可确定乙在S点后经历了次级演替过程。
9．如图1表示某生态系统的功能随时间的变化曲线，请据图回答下列问题。
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(1)图1中两条虚线之间的部分表示_________________________________________。
(2)y表示一个外来干扰对生态系统的影响 ( http: / / www.21cnjy.com )，y越大，说明该生态系统________________；x越大，说明该生态系统______________；TS越大，说明该生态系统____________。
(3)请在图2所示的坐标系中绘出抵抗力稳定性与生态系统营养结构复杂程度的关系。
答案　(1)生态系统功能正常的作用范围　(2)抵抗力稳定性越弱　恢复力稳定性越弱　总稳定性越弱(其他合理答案也可)　(3)如图 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
解析　生态系统的稳定性是指生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统的结构和功能保持动态平衡；结合图1可知，y越大，说明该生态系统的抵抗力稳定性越弱，x越大，说明该生态系统的恢复力稳定性越弱，这都与生态系统中生物的种类和数量有关，与其营养结构的复杂程度有关；TS越小，这个生态系统的总稳定性越强；反之，这个生态系统的总稳定性越弱。第2课时　生态系统中的能量流动
[目标导读]　1.通过教材P94调查、 ( http: / / www.21cnjy.com )P95图4－7、4－8，建立生态系统能量流动的一般性模型。2.对教材P96提供的数据进行分析，归纳出生态系统能量流动的基本特征。3.结合农田、草原、森林生态系统实际，阐明研究生态系统能量流动的意义。
[重难点击]　 生态系统能量流动的一般性模型、能量流动的基本特征。
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1．生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物成分，各组成成分间相互作用形成一个统一的整体。
2．由许多条食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系称为食物网。
3．生物通过呼吸作用把有机物中稳定的化学能释放出来，大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。
4．在“草→兔→狼”这条食物链中，草通过光合 ( http: / / www.21cnjy.com )作用固定了太阳能，草属于第一营养级。兔生命活动需要的能量来自于草，兔属于第二营养级，初级消费者。狼生命活动需要的能量来自于兔，狼属于第三营养级，次级消费者。
课堂导入
下图是世界排名第一的羽毛球运动 ( http: / / www.21cnjy.com )员林丹，他在比赛前要摄入大量营养物质，有能量的输入；在比赛过程中，有能量的转化和散失。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的输入，也就没有生命和生命系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和输出过程如何呢？
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探究点一　能量流动的一般过程
能量流动是生态系统重要的功能之一，请结合教材P94调查内容建立能量流动的一般过程。
1．某学习小组对一片稻田进行了调查，绘制出食物网如下：
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上述的食物网中，蛇的能量直接来自于田鼠、蛙和食虫鸟，归根结底来自于水稻、杂草等固定的太阳能。
2．完成下图，分析生产者能量的来源和去路。
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(1)输入生产者的能量是指生产者通过光合作用固定到有机物中的太阳能。
(2)生产者得到能量的三个主要去向分别是：
①在植物体生长发育的过程中经过呼吸作用消耗掉，以热能形式散发到环境中去；
②被初级消费者取食，流入第二营养级；
③被分解者分解，以热能形式散发到环境中去。
3．模拟上述过程可以分析各个营养级的能量的输入、传递和输出的过程，建立生态系统能量流动的一般性模型，并分析：
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(1)能量的输入
①源头：太阳能或氧化无机物产生的化学能。
②相关生理过程：光合作用或化能合成作用。
③能量转换形式：光能或氧化无机物产生的化学能→有机物中的化学能。
④输入总量：生产者固定的全部能量。
(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)能量的输出
①形式：热能。热能是能量流动的最终归宿。
②一般途径：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。
③特殊途径：动植物遗体形成煤炭、石油等，经过燃烧放出热能。
归纳提炼
1．动物同化的能量＝摄入的能量－粪 ( http: / / www.21cnjy.com )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，而不能说蜣螂获得了大象的能量。
2．流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。能量的来源与去路：
( http: / / www.21cnjy.com )
即一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
活学活用
1．结合上面探究点一3中的生态系统能量流动的一般性模型，判断下列说法的正误。
(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　)
(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级的能量(　　)
(3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量(　　)
(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散发到环境中去(　　)
(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的(　　)
(6)能量a＝e＋b＋i(　　)
(7)箭头a代表生产者的同化量，方框②代表初级消费者的摄入量(　　)
(8)生态系统中的能量流动和转化不遵循能量守恒定律，总量越来越少(　　)
(9)流经该生态系统的能量能够重新再回到这个生态系统，被重复利用(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)×
解析　(2)初级消费者的粪便 ( http: / / www.21cnjy.com )量属于第一营养级的能量。(4)呼吸作用所产生的能量一部分储存在ATP中，其余以热能的形式散失。(7)方框②代表初级消费者的同化量。(8)生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。
探究点二　能量流动的基本特征
能量在沿着食物链或食物网传递期间不断被消耗和 ( http: / / www.21cnjy.com )传递，试结合奥德姆1957年对佛罗里达州的银泉水域生态系统的能流分析图解，总结能量流动的基本特征。
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图中的数值表示能量值，单位：102 kJ/ ( http: / / www.21cnjy.com )(m2·a)(千焦每平方米年)；中间一排方框中的数值表示每一个营养级的生物所同化的总能量值；R表示呼吸消耗。
观察上图思考：
1．第一营养级能否从第四营养级获取能量从而实现能量的循环利用？
答案　不能。经过长期的自然选择，食物链中吃与被吃的关系不可逆转。
2．呼吸作用散失的热能能否再被生产者和其他所有生物直接利用？
答案　不能。
3．由以上问题1、2可以得出能量流动具有单向流动的特点。
4．生态系统能量流动的过程中，能量随着营养级的升高而出现什么样的变化？其原因是什么？
答案　逐级减少。其原因是：
(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)还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给了分解者。
5．由以上问题4可以得出能量流动具有逐级减少的特点。
6．一条食物链中一般不超过4～5个营养级的原因是什么？
答案　生态系统中能量流动的传递效率一般是10%～20%，营养级越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能维持一个新的营养级。
7．流入第二、第三营养级的能量值，分别占上一个营养级同化的总能量值的比值是多少？
答案　第一营养级传递至第二营养级的传递效率为：×100%＝16.19%。
第二营养级传递至第三营养级的传递效率为：×100%＝11.28%。
8．人们把一个营养级和它的上一个营养级所同化 ( http: / / www.21cnjy.com )的能量值的比值称为林德曼效率，通过计算上图两个营养级间的林德曼效率，会发现其介于10%～20%之间。
9．若将各营养级所固定的总能量值的多少绘制成图，会形成什么形状？
答案　一个金字塔形，称之为能量金字塔。
10．下图为一能量金字塔，请分析
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(1)能量金字塔的塔基由生产者构成。
(2)能量金字塔每一台阶的含义：每一营养级生物所固定的能量多少。
(3)能量金字塔形状的象征含义：能量沿食物链流动过程中是逐级减少的。
(4)能量金字塔的形状永远是正立的。
小贴士　(1)数量金字塔：数量 ( http: / / www.21cnjy.com )金字塔是在生态系统中，每个营养级用有机体的数目来表示。一般来说，向下一个营养级传递时，生物的体型增大，个体数目却减少。有时候数量金字塔会发生倒金字塔形。如成千上万的昆虫以一株树为生，数量金字塔就发生颠倒。
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(2)生物量金字塔：生物量金字塔是以单位空间 ( http: / / www.21cnjy.com )内各营养级的有机物的干重为指标制作的金字塔。它也可能出现倒金字塔形，这是因为在湖泊、海洋生态系统中生产者的干重远远小于它的光合作用实际合成的有机物的量。
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归纳提炼
能量流动的极值计算
(1)能量在食物链中传递的计算
①在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为0.2n，最少为0.1n。
②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为n÷20%＝5n，最多为n÷10%＝10n。
(2)能量在食物网中传递的计算
①若一食物网中，已知最高营养级增加能量为N
a．求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算；b.求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。
②若一食物网中，已知第一营养级能量为M
a．求最高营养级最多获得多 ( http: / / www.21cnjy.com )少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；b.求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。
(3)在已知高营养级求需要 ( http: / / www.21cnjy.com )低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。
活学活用
2．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
问题导析　(1)生产者固定的太阳能的总量是流经该生态系统的总能量，所以①不表示(表示、不表示)流经该生态系统内部的总能量。
(2)次级消费者增加1 千克，求生产者至少增加多少千克，传递效率应取20%。
(3)图中次级消费者的能量去路还可能有通过次级消费者呼吸作用散失的热能、未利用能量，所以②与③＋④的大小关系为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。
探究点三　研究生态系统中能量流动的意义
某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：
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(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，提高了能量利用效率。
(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的林德曼效率可由人类任意控制？”你认为对吗？
答案　不对。营养级之间的林德曼效率只能介于10%～20%之间。
(3)在上述生态系统中，人们为提高农 ( http: / / www.21cnjy.com )作物的产量，要经常到田间除草、间苗。这样做的目的是实现作物的良好生长，合理密植，充分利用太阳光能，将更多的能量转化到我们的目标产物中去。
小贴士　林德曼效率与能量利用效率的比较? ( http: / / www.21cnjy.com ) 1 林德曼效率：计算公式为林德曼效率＝ 下一营养级同化量/上一营养级同化量 ×100%，能量在相邻两个营养级之间的林德曼效率约为10%～20%。? 2 能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。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。
归纳提炼
根据生态系统的能量流动规律，在实际 ( http: / / www.21cnjy.com )生活中借鉴以下措施：(1)尽量缩短食物链；(2)充分利用生产者；(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
活学活用
3．在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。判断下列说法的正误。
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(1)该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜(　　)
(2)该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分(　　)
(3)该生态系统的建立，提高了各营养级间的林德曼效率(　　)
(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量(　　)
(5)多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率(　　)
(6)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(　　)
(7)沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者(　　)
(8)沼气可以用来作燃料或者取暖，是“低碳经济，低碳生活”很好的体现(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√　(8)√
解析　能量只能单向流动，逐级减少。在食物网相邻营养级之间传递效率并没有改变，改变的只是能量利用效率。
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1．根据生态学的原理，要使能量流经食物链的总消耗最少，人们应采取哪一种食物结构(　　)
A．以禽类、蛋类为主 B．以淡水养殖的鱼虾为主
C．以谷物和植物蛋白为主 D．以猪肉等家畜的肉类为主
答案　C
解析　根据能量流动逐级减少的原理， ( http: / / www.21cnjy.com )食物链越长，流经食物链的总能量损失越多。由此可知，以植物产品为食的生物与植物(生产者)组成的共有两个营养级的食物链最短，能量在此种食物链流动时损失最少。
2．下图食物网中的华南虎体重每增加1 kg，至少需要消耗植物(　　)
A．10 kg B．25 kg C．50 kg D．100 kg
答案　B
解析　解本题的关键有二：一是 ( http: / / www.21cnjy.com )理解“至少”的含义，应按照林德曼效率20%计算；二是对图的理解，即图中的斑羚和野猪无需分开计算。华南虎体重增加1 kg，则至少需要消耗初级消费者(斑羚和野猪)5 kg，需要消耗生产者(植物)至少为25 kg。
3．“草→兔子→狐狸→狼”为某草原上的一条食物链，下列关于该食物链的说法中，正确的是(　　)
A．该食物链中兔子是初级消费者、第一营养级
B．兔子产生的粪便不属于兔子的同化量，而是草固定的能量的一部分
C．根据能量金字塔可知，处于塔尖的狼，其个体体内的能量少于兔子个体体内的能量
D．狐狸捕食一只兔子，则该兔子体内的能量全部流向狐狸
答案　B
解析　生产者是第一营养级；兔子的粪便不属于兔子的同化量；能量金字塔描述的是营养级之间的能量关系，不能简单等同于单个个体。
4．下图是对某湖泊的能量考查结果[单位：千焦/(厘米2·年)]，请据图回答：
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(1)流经该生态系统的总能量主要是指________________，有________千焦/(厘米2·年)。
(2)能量从第一营养级到第二营养 ( http: / / www.21cnjy.com )级的林德曼效率约为________%，这说明了能量流动的特点是________的，也就是说食物链越长，________越多。
(3)D(热能)是通过______________释放的能量。
(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用__________。
答案　(1)生产者固定的太阳能的总量　0.46
(2)13.5　逐级减少　能量流失　(3)呼吸作用　(4)呼吸作用放出的热能
解析　解答本题容易出现的问题是：①识 ( http: / / www.21cnjy.com )图不准，分辨能力差，把487.28当成正确答案；②林德曼效率应该通过计算作答，不能填写10%～20%；③热能是通过各营养级生物的呼吸作用而释放出来的，这部分能量是不能再利用的，只能散失。“呼吸作用”此时不能用“分解作用”或“代谢作用”来代替。
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基础过关
知识点一　能量流动的一般过程
1．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中能表示生态系统能量流动的箭头的是(　　)
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A．①③ B．②③⑤ C．①③④ D．②⑤
答案　C
解析　农作物的能量可传给人、鸡、猪、牛，而鸡、猪、牛的能量也可传给人；但人和鸡、猪、牛的能量不能传给农作物，这是由食物链的方向决定的。
2．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级同化的能量去向，不应包括下列选项中的 (　　)
A．羊的呼吸消耗量 B．羊的粪便量
C．羊的生长量 D．部分死亡羊的重量
答案　B
解析　生产者所固定的能量被第二营养级 ( http: / / www.21cnjy.com )摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。
3．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③各代表一定的能量值，下列各项叙述不正确的是(　　)
A．生物之间捕食与被捕食的关系不能逆转，所以能量流动具有单向性
B．①表示流经生态系统内部的总能量
C．一般情况下，②为①的10%～20%
D．从能量关系看：①>②＋③
答案　B
解析　①表示的是生产者流向初级消费者体内的能量，而流经生态系统内部的总能量应该是该生态系统的生产者固定的全部能量。
知识点二　能量流动的基本特征
4．在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列关系式正确的是(　　)
A．N1·M1＞N2·M2 B．N1·M1＜N2·M2
C．N1·M1＝N2·M2 D．N1·M1≥N2·M2
答案　A
解析　能量流动是逐级减少的，生物量可以代表能量值，所以N1·M1＞N2·M2。
5．如图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是(　　)
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A．生态系统的能量流动是循环进行的
B．能量在沿食物链流动时逐级减少
C．次级消费者属于第二营养级
D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量
答案　B
解析　生态系统的能量只能单向流动， ( http: / / www.21cnjy.com )不能循环，故A错误；能量流动的特点之一就是沿食物链流动时逐级减少，故B正确；次级消费者属于第三营养级，故C错误；①代表被分解者分解的生产者的遗体和残骸中所含有的能量，故D错误。
6．以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的(　　)
A．能量流动是单向的、不循环的
B．食物链越短，可供最高营养级消费者获得的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
答案　C
解析　次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。初级消费者越多，向下可传递的能量也就越多，因此次级消费者获得的能量也越多。
知识点三　研究生态系统中能量流动的意义
7. 2009年我国各地粮食蔬菜价格 ( http: / / www.21cnjy.com )不断攀升，导致肉、蛋类食品价格不断上涨，并且后者价格一直远高于前者价格。从生态学观点来看，这主要是因为(　　)
A．动物饲养麻烦、投资大
B．动物性食品营养价值高
C．食物链延长，能量流失多，成本高
D．植物栽培比较容易
答案　C
解析　从生态学观点来看，肉、蛋类取 ( http: / / www.21cnjy.com )自第二营养级甚至更高营养级的生物，而它们的能量均来自于第一营养级的能量传递，并且传递效率大致不变，所以生产者(粮食、蔬菜)价格上涨，必定导致由此而来的肉、蛋类价格的上涨，并且肉、蛋类价格要高于粮食蔬菜价格，因为在传递过程中有大量的能量损失掉了，必然导致成本的提高。
8．我国北方的一些地区每 ( http: / / www.21cnjy.com )年都会发生一定程度的蝗灾，当地政府和农牧民常用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫。2000年发生蝗灾时，新疆某地邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭子放养到虫害严重的草原上，收到很好的效果。下列有关叙述中，错误的是(　　)
A．利用农药灭虫，农药对蝗虫起选择作用，生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的
B．利用鸭子消灭蝗虫，根本目的是调整生态系统能量流动关系，使能量更多地流向鸭子
C．利用鸭子消灭蝗虫，从生态系统的成分看，鸭子是次级消费者，鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助
D．利用鸭子消灭蝗虫不仅可以获得较好的经济效益，而且还能减轻污染、保护其他生物
答案　B
解析　利用鸭子消灭蝗虫并非想使能量更多地流向鸭子，根本目的是利用鸭子与蝗虫的捕食关系更好地消灭蝗虫，获得更好地经济效益。
能力提升
9．据图判断，下列叙述不正确的是(　　)
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A．食用菌也利用了农作物通过光合作用储存的能量
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
答案　C
解析　通过巧接食物链，实现了对能量的多级利用，能量利用率提高。
10．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法正确的是(　　)
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A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统
B．组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者
C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等
D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物
答案　A
解析　地球上几乎所有的生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统所需要的能量都来自太阳能，A项正确；太阳能被生产者通过光合作用转化为有机物中的化学能，生产者除了绿色植物之外，还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物，D项错误；组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，B项错误；农田生态系统中由于部分能量被固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等，C项错误。
11．如图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析不正确的是(　　)
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A．甲的数值是1 250 J/(cm2·a)
B．乙到丙的林德曼效率为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
答案　D
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，例如树上的昆虫与树之间的关系。
12．右图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为a，其中字母代表了能量，下列叙述不正确的是(　　)
A．从麻风树输入下一营养级的林德曼效率为a′/a
B．c是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量
C．d是指呼吸作用消耗的能量
D．该图中不包括非生物成分
答案　A
解析　由题干中的信息可知，该图只 ( http: / / www.21cnjy.com )包括两个营养级，麻风树是第一营养级，则a′只能代表第二营养级摄入量，b代表第二营养级的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，e则是第二营养级流入分解者的能量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生物成分。
13．下表是对某生态系统营养级和能 ( http: / / www.21cnjy.com )量流动情况的调查结果。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体储存的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，下列有关叙述正确的是(　　)
单位：102 kJ(m2·a)
GP NP R
① 15.91 2.81 13.10
② 871.27 369.69 501.58
③ 0.88 0.34 0.54
④ 141.20 62.07 79.13
⑤ 211.85 19.26 192.59
A.生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③→⑤
B．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%
C．若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多
D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中
答案　C
解析　根据题干信息，⑤为分解者，不参 ( http: / / www.21cnjy.com )与食物链构成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流经每一营养级的总能量，根据①、②、③、④的GP值可判断食物链应为②→④→①→③；则能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为(15.91/141.20)×100%≈11.3%；该生态系统输入的总能量即生产者固定的能量(②中的GP)，输入生态系统内的能量最终在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失，因此输出的总能量为五部分的R值之和，据两数据的比较可知，输入的能量多于输出的能量，因此有机物总量会增多；消费者产生的粪便中含有的能量属于它的上一营养级生物同化的能量。
14.
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如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题：
(1)图中的箭头________是不应存在的(填序号)。
(2)流经该生态系统的总能量是__________，初级消费者自身生命活动所消耗的能量是________(填序号)。
(3)食草动物排出的粪便中仍含有部分能量，这部分能量被分解者所利用的过程应属于箭头________。
(4)图中生物构成的食物链有________个营养级。属于第三营养级的是____________。
(5)图中 所指的是____________________，E代表的成分是________。
(6)④中的能量大约只有③中能量的________。
(7)生态系统能量流动的特点是________________。
答案　(1) 　(2)①　⑤　(3) 　(4)四　C　(5)生产者呼吸消耗的能量　分解者　(6)10%～20%
(7)单向流动、逐级减少
解析　(1)从图解可知E为分解者， ( http: / / www.21cnjy.com )生产者不能从分解者中获得能量，故箭头 不应存在。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量①，初级消费者自身呼吸消耗的能量为⑤。(3)食草动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为 。(4)食物链一般是捕食链，图中食物链为A→B→C→D，共四个营养级，属于第三营养级的生物为C。(5) 为生产者呼吸消耗的能量，E为分解者。(6)④中的能量约为③的10%～20%。(7)生态系统能量流动的特点为单向流动、逐级减少。
15．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字 ( http: / / www.21cnjy.com )塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答：
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(1)图甲中，m1、m2表示的能 ( http: / / www.21cnjy.com )量形式分别为__________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是________________________________。
(2)图乙中，若A表示图 ( http: / / www.21cnjy.com )甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________，C表示____________________________________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的林德曼效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有 ( http: / / www.21cnjy.com )一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如右图。其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________________ kJ(用所给字母的表达式表示)。
答案　(1)太阳能(或同 ( http: / / www.21cnjy.com )化固定的能量)　热能(或呼吸作用散失的热量)　营养级越高，可利用能量越少(或营养级高的物种，往往体型较大)　(2)同化固定的能量　用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100%　(3)单向流动。逐级减少　(4)25A/(1＋4X)
解析　(1)m1表示流入该生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统的能量，这部分能量是太阳能或同化固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级减少的，则营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量也越少。(2)若A表示图甲营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的林德曼效率是b/y×100%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级减少。(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则甲中直接提供给丙的能量为a×X×20%，由甲经过乙传递给丙的能量为a×(1－X)×20%×20%，根据题干中的条件可知：a×X×20%＋a×(1－X)×20%×20%＝A，因此a＝25A/(1＋4X)。
个性拓展
16．非洲某草原生态系统有如下食物网：
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(1)当这个草原生态系统处于平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡状态时，输入系统的能量______________输出系统的能量；生态系统输出的能量形式是____________。
(2)已知在人类干预作用前，这个草 ( http: / / www.21cnjy.com )原生态系统处于平衡状态，此时这块草原的生产者固定的太阳能为300万千焦。按10%的传递效率进行能量流动，设一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，此时狮群获得的能量正好维持一个种群的生存。这时狮群获得的能量是________万千焦。
(3)后来由于人类活动的干扰，鼠类大量繁 ( http: / / www.21cnjy.com )殖，种群密度大增。此时鼠类获取的能量占本营养级的2/3。其仍按10%能量流动，其他生物量被下一个营养级各种生物平均摄食，计算人类干预后，狮群能够获得的能量为________万千焦。如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应大约是原来的________倍。如果草原的面积有限，则预测狮子种群的密度将会__________。
答案　(1)等于或大于　热能　(2)1.11　(3)0.57　2　下降
解析　(1)一个生态系统维持平衡 ( http: / / www.21cnjy.com )，输入能量一定要大于或等于输出能量，否则生态系统将退化或遭到破坏。(2)生产者固定的能量为300万千焦，则流入第二营养级羚羊、斑马、鼠的总能量为300万千焦×10%＝30万千焦，平均分配每种生物获得10万千焦。狮子处于第三营养级获得的能量为(10万×1/2×10%)×2＝1万千焦，狮子处于第四营养级获得的能量为(10万×1/2×10%×10%)×2＝0.1万千焦，狮子处于第五营养级获得的能量为10万×10%×10%×10%＝0.01万千焦，所以狮群获得的总能量为1.11万千焦。(3)鼠类获取的能量占本营养级的2/3，则鼠获得能量为30万×2/3＝20万，则羚羊与斑马获得的能量各为5万，然后计算得到狮群获得总能量为0.5＋0.05＋0.02＝0.57万千焦。由于狮群要维持原来的种群数量继续生存仍需要大约1.11万千焦的能量，故捕食面积应接近原来的2倍。第二节　人与环境的可持续发展
第1课时　人类社会发展对生态环境的影响
[目标导读]　1.结合教材P1 ( http: / / www.21cnjy.com )09阅读与分析，P110图4－30、4－31，了解人类社会发展对资源造成的影响。2.结合教材P112图4－33、4－34，P114图4－36、4－37，阐明人类社会发展对环境造成的影响。3.通过分析教材P112～113空气中二氧化硫浓度的简易测定实验，体会测定环境污染的基本方法。
[重难点击]　 人类社会发展对资源造成的影响。
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1．人口同样具备种群的特征：种群数量、种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比，其中种群密度是种群的一个重要特征。
2．为降低人口出生率，我国实行计划生育政策。
3．在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的增长方式为指数增长。
4．自然界的资源和空间总是有限 ( http: / / www.21cnjy.com )的，再加上种内斗争和天敌等因素，种群的数量呈现逻辑斯蒂增长，逻辑斯蒂增长曲线中种群的最大数量称为环境容纳量，又称K值，大熊猫栖息地遭到破坏后，该值会变小。
5．地球的资源是有限的，过多的人口是引起资源危机和气候恶化的主要原因。
6．人类无限制地开采各种自然资源，并向环境中 ( http: / / www.21cnjy.com )排放各种有毒有害物质，严重地影响了各种生物的生存，破坏了生态环境，使整个生态系统向着越来越不利于人类和各种其他生物生存的方向发展，严重威胁着整个生物圈。
课堂导入
教师展示拥挤不堪的人群示意图。2013年， ( http: / / www.21cnjy.com )全球人口持续增长，对环境的压力越来越大，我国是一个人口大国，处理好人口增长和环境、资源的关系更为重要。人口增长对生态环境有哪些影响呢？
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探究点一　人类社会发展对资源的影响
教材P109提供的“阅读 ( http: / / www.21cnjy.com )与分析”资料说明：当人类社会的发展超过了环境资源的承载能力时，人类文明就会走向衰落。阅读教材P109～111，完成下列内容：
1．资源的类型
按照自然资源是否可以更新的特点，可以将资源分为两类：
(1)不可再生资源：指那些被人类利用后逐 ( http: / / www.21cnjy.com )渐减少，甚至枯竭而不能恢复和再生的自然资源，包括各种金属矿物、非金属矿物和煤、石油、天然气等化石燃料。
(2)可再生资源：指那些被人类利用后，能依靠生态系统的自身力量得到自然恢复或再生的资源，如生物资源、土地资源、水资源等。
2．人口增长对资源的影响
(1)人口增长的特点
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①据图，人口增长的速度越来越快，原因是随着医学和农业的发展，人的寿命延长，死亡率下降。
②人口增长必然带来对资源需求的同步增长。
(2)人口增长对土地资源的影响：我国建国以来人均耕地下降的主要原因是人口大幅度增长。
(3)人口增长对水资源的影响
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①水是地球生命之源，尽管地球表面70%被水覆盖，但淡水资源仅占地球总水量的2.5%，而能被人类直接利用的淡水只占总水量的0.3%。
由此说明：地球上的淡水资源是非常宝贵的。
②目前世界上有40多个国家和地区缺水，约20多亿人用水紧张，10亿多人得不到良好的饮用水。
其主要原因是人口增长，水资源供求矛盾更加突出。
归纳提炼
人类社会与资源的关系
(1)当社会经济发展超过了环境资源的承载能力时，人类文明就会走向衰落。
(2)人类为了生存与发展，会不 ( http: / / www.21cnjy.com )断从自然界中获取各种自然资源，当地球上的人口越来越多时，对自然资源的需求也就越来越大，人口增长与有限的自然资源的矛盾越来越突出。
活学活用
1．下列有关资源的说法，不正确的是(　　)
A．按照自然资源是否可以更新的特点，可以将资源分为不可再生资源和可再生资源
B．不可再生资源是指那些被人类利用后逐渐减少，甚至枯竭而不能恢复和再生的自然资源，包括各种金属矿物、非金属矿物和煤、石油、天然气等化石燃料
C．可再生资源指那些被人类利用后，能依靠生态系统的自身力量得到自然恢复或再生的资源，如生物资源、土地资源、水资源等
D．可再生资源不能转化为不可再生资源，所以人们要节约资源，合理地利用资源
答案　D
解析　如果对可再生资源的开发利用强度超过了其更新恢复的速度或能力时，可再生资源也会转化为不可再生资源，而导致最终耗尽。
探究点二　人类社会发展对环境的影响
人类社会发展给资源带来压力的同时，也对环境产生了一系列不利影响，其中最主要的环境问题是生态破坏和环境污染。
1．生态破坏
(1)人类不适当地开发、利用资源而引起自然环境的衰退，称为生态破坏。如植被减少、水土流失、土地荒漠化和生物多样性降低等。
(2)土地荒漠化
①原因：随着人口增长，一方面，人 ( http: / / www.21cnjy.com )们大肆地砍伐森林，过度地开发利用林草资源，使地表植被破坏，水土流失加剧；另一方面，人们不合理地耕作与种植，大量地施用农药化肥，使土壤肥力下降，耕地逐渐退化。
②危害：已成为全球性的生态环境问题，是导致贫困和饥饿的主要原因。
2．环境污染
(1)大气污染
①大气污染是指任何产生有 ( http: / / www.21cnjy.com )害影响的大气变化。引起大气污染的原因多种多样，如工业生产、燃料燃烧、机动车运输、建筑施工、风沙、扬尘，等等。造成大气污染的污染物种类也很多，但可分为两大类：颗粒物即通常所说的尘埃(包括各种固体、液体和气溶胶)和气态污染物。
②试结合教材探讨空气中SO2浓度的简易测定方法，并完成下面的思考：
实验原理：淀粉遇碘呈现蓝色，而SO2 ( http: / / www.21cnjy.com )＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，使蓝色退去。根据蓝色完全退去消耗的气体体积，换算出其中SO2的含量。
方法步骤：a.制备碘吸收液：用天平称取1.2 ( http: / / www.21cnjy.com )7 g粉末状的纯碘和4.00 g KI，使之全部溶解在1 000 mL的蒸馏水中，取此溶液稀释10倍即得到0.5 mmol/L的碘吸收液。
b．取碘吸收液：用移液管吸取5 mL的碘吸收液，注入试管中，加入2～3滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色。
c．安放装置：在测定地点连接好各种仪 ( http: / / www.21cnjy.com )器，徐徐抽气，每次抽气100 mL，直至溶液的颜色全部退尽为止，记录抽气次数(注意：抽气时要慢慢拉动注射器)。
d．计算：计算空气中SO2浓度：SO2(mg/L)＝1.6/n(n为抽气的次数)。
思考与讨论：
a．比较各组所测定的SO2浓度大小；分析误差原因。
答案　每次记录抽气的量有误差、测量地点和时间不同、温度有差异等。
b．根据测试结果，得出当地大气中SO2污染状况，分析造成SO2污染的主要原因。
答案　二氧化硫主要来源于含硫煤的燃烧；火山喷发会向大气中排放大量的浓烟、火山灰、硫和氮的氧化物等。
(2)水污染
①概念：水污染是由于某种物质的介入而导致水体的物理、化学、生物等方面的特性发生改变，并对人体或其他生物产生有害影响的水质变化。
②原因：造成水污染的原因多种多样，但绝大多数水污染是由人类活动引起的，如工业、农业、采矿业等废水排放和人们日常生活污水排放等。
③危害
a．酸碱性物质能够改变水体的pH，对水体中生物的正常生长造成影响；
b．铅、铬、镉、汞、砷等重金属类对水中生 ( http: / / www.21cnjy.com )物具有显著的毒性，而且还可通过生物的富集作用进入人体，造成慢性中毒或严重疾病。如水俣病就是由汞污染造成的。
c．含各种有机物和无机物的工业废水和生活污 ( http: / / www.21cnjy.com )水可以造成水体富营养化，使水中的藻类、浮游生物大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，从而影响鱼类和其他水生生物的生存，严重时造成水体黑臭，丧失水体功能。
(3)固体废弃物
①概念：固体废弃物是生产和生活过程中产生的、无法利用而被丢弃到环境中的固体或半固体废弃物质。
②种类及举例
按污染特性划分
③危害：如果固体废物处理 ( http: / / www.21cnjy.com )不当，不仅占用大量的土地资源，还污染土壤、地表水、地下水和大气，并对人类健康和生态环境产生影响。固体废物乱堆乱放还会影响环境卫生和景观，给人们的视觉带来不良的刺激。
归纳提炼
人类社会发展对环境的影响
活学活用
2．下列不属于造成环境危机的原因的是(　　)
A．环境污染 B．自然资源破坏
C．大力植树造林 D．人口的急剧增长
答案　C
解析　近几十年来，随着人 ( http: / / www.21cnjy.com )口的急剧增长和经济的高速发展，人类生产和生活对环境造成的破坏日益严重，出现了空前的环境危机。环境危机包括环境遭到污染，森林、草原和野生植物等自然资源遭到破坏，以及由此引起的生态环境的恶化。
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1．下列关于人口增长与开垦土地引发的一系列问题的关系正确的是(　　)
A．人口增长→人均耕地减少→开垦土地→植被破坏→自然灾害频繁
B．人口增长→人均耕地减少→植被破坏→自然灾害频繁→开垦土地
C．人口增长→开垦土地→人均耕地减少→植被破坏→自然灾害频繁
D．人口增长→人均耕地减少→开垦土地→自然灾害频繁→植被破坏
答案　A
解析　人口增长后，有限的耕地相对变少，所以 ( http: / / www.21cnjy.com )人们会想方设法开垦土地，以获取更多的可耕地，必然破坏原有森林、草地、湿地等非可耕地的环境与植被，结果会导致原有生态功能丧失，自然灾害频繁发生。
2．无机物污染水源后，将通过食物链或饮水进入人体，对人体健康造成危害，其中危害最大的无机污染物是(　　)
A．重金属盐 B．DDT
C．传染性病原体 D．热能污染
答案　A
解析　重金属使蛋白质变性失活，从而影响人体正常代谢。
3．下列关于我国人口增长与环境关系的认识，正确的是(　　)
A．我国现有的人口已经超过了我国自然环境的人口环境容纳量
B．随着我国社会的发展和进步，人们的各种消费水平不断提高，人口增长会对生态环境造成更大的压力
C．因我国自然资源丰富，人口增长过快消耗了大量的自然资源并不影响生态环境
D．人口快速增长有利于解决我国在发展中遇到的困难和问题
答案　B
解析　环境容纳量表示的是环境所 ( http: / / www.21cnjy.com )允许的种群数量的最大值。我国现有的人口并没有超过我国自然环境的人口环境容纳量。随着人口的增长，会带来相应的环境问题，如人均生存空间的减少、土地资源压力、水资源压力、能源危机、环境污染等等，不利于可持续发展。
4．如图是梅托斯早在1970年提出的“人口膨胀—自然资源耗竭—环境污染”的模型，请据图回答下列问题。
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(1)在a～b年内粮食水平增长的最可能原因有__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)简要分析该模型中所包含的道理。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从总的趋势分析该模型存在的缺陷。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)应采取怎样的措施来降低人口增长对环境所造成的压力？_______________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)人类的毁林造田和围湖造田 ( http: / / www.21cnjy.com )等　(2)人口数量的增加引起粮食匮乏、自然资源衰竭、环境污染加剧，从而影响到人类自身的生存，最终导致人口数量的下降　(3)未考虑到人类的创造力和控制自身发展的能力
(4)控制人口增长，保护、合理开发利用资源，防治环境污染等(只要答案合理均可)
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基础过关
知识点一　人类社会发展对资源的影响
1．到2050年，按16亿人 ( http: / / www.21cnjy.com )均年消费粮食600 kg计算，我国共需粮食9.84亿吨，需要每公顷产粮13.5吨，也就是说，到2050年，我国粮食单产同现在相比需要提高2.7倍才行。这个事实说明(　　)
A．达到这些指标是相当困难的
B．控制人口数量和保护耕地，对我国人民的生存和发展具有十分重要的意义
C．2050年我国粮食单产将会同步提高
D．2050年我国粮食需要大量进口
答案　B
解析　若人口增长到16亿，则单产需 ( http: / / www.21cnjy.com )要比现在提高2.7倍，为了满足人们的生存和发展，则应从控制人口数量和提高单产、保护现有耕地等多方面出发，才能减轻上述压力。粮食单产的提高要依靠科学技术的支持。
2．下列关于我国环境和资源的叙述中，不正确的是(　　)
A．实施环境保护是我国的一项基本国策
B．由于我国生产技术总体水平较低，资源的浪费和破坏相当严重
C．我国地大物博，资源丰富，人均资源占有量也比较高
D．我国资源利用政策是开发与节约并举，把节约资源放在首位
答案　C
解析　我国地大物博，资源丰富，但人口众多，人均资源占有量不高。
3．下图所示为四个不同国家中，在相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的时间内人口种群大小与每英亩土地粮食产量的关系(实线为种群大小，虚线为粮食产量/英亩)。请问在无粮食进口的情况下，哪一个国家能生存的最长久(　　)
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A．A国 B．B国 C．C国 D．D国
答案　B
解析　在无粮食进口的情况下，人口的增长与粮食产量保持协调发展的国家生存的最长久。
知识点二　人类社会发展对环境的影响
4．下列关于人口数量与环境的叙述，正确的是(　　)
A．环境对人口数量的影响，主要是通过影响死亡率来实现的
B．自然环境因素对人口的生育率的影响很大
C．人口死亡率不仅受社会因素的影响，也明显受自然因素的影响
D．随着人口增长和科技进步，人类对自然环境的影响越来越小
答案　C
解析　环境对人口数量的影响是多方面的，人口生育率在很大程度上受社会因素的影响，随着人口增长和科技进步，人类对自然环境的影响将越来越大。
5．下列有关人口增长与环境关系的叙述中，正确的是(　　)
A．目前人口数量已经超出了地球环境容纳量
B．生物种群消长规律完全适用于人口增长情况
C．科技进步能解决因人口增长过快而导致的资源短缺问题
D．人口过度增长与自然灾害频繁发生有密切联系
答案　D
解析　地球环境容纳量是可变的，人口数量是 ( http: / / www.21cnjy.com )可控的，只要控制人口的增长速度，同时增加环境容纳量，那么人口数量就不会超出地球环境容纳量；人是生态系统中的一员，生物种群消长规律可用于人口增长规律，但不完全适用；不可再生的资源是无法通过科技来解决的；人口的过度增长导致对资源的过度利用和对环境的破坏，使自然灾害频繁发生。
6．人口增长对生态环境的压力体现在(　　)
①对土地资源的压力　②对水资源的压力　③对能源的压力　④对森林资源的压力　⑤使环境污染加剧
A．①②③ B．①②④
C．①②③④ D．①②③④⑤
答案　D
解析　人口增长往往促使人们过度利用 ( http: / / www.21cnjy.com )耕地和开垦出更多的农田；需要森林、草原、燃料和矿物等多种自然资源以及一定的生存空间；除饮用水以外，农业、工业以及生活的各个方面都离不开水；人口增长过快，在消耗自然资源的同时，还加剧了环境污染，增加了治理的成本和难度。
能力提升
7．下图表示人与环境关系的三种模式图，下列各项中对“环境容纳量”的理解错误的是(　　)
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A．人口环境容纳量是指生态系统对人口的承载能力
B．随着生产的发展和人口的增长，环境容纳量在不断加大
C．人类可以局部地改造环境，但是人口数量不能超过环境容纳量
D．生态环境的平衡是人类生存的前提和人类改造自然的基础
答案　B
解析　环境容纳量与其中的空间和资源有关，随着生产的发展和人口的增长，资源不断被消耗，其容纳量反而会降低。
8．洗洁精是家庭中普遍使用的洗涤剂，它随着 ( http: / / www.21cnjy.com )生活污水进入自然水域后会造成水域污染，对草履虫、变形虫等水生生物的生存产生不利影响。某研究性学习小组的同学在教师的带领下以此为课题开展了探究活动。请完成实验设计和分析：
探究课题：观察不同浓度的洗洁精对草履虫生存的影响。
实验器材：某一品牌的洗洁精、已培养若干天的草履虫、清洁的河水、培养皿、解剖镜、计数器等。
实验步骤：
第一步：取6个培养皿，分别标记为1～6号。
第二步：用清洁的河水分别配制稀释倍数为2倍、10倍、20倍、50倍、100倍的洗洁精溶液。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
以下是其中一个实验小组得到的实验结果。
培养皿编号 1 2 3 4 5 6
洗洁精稀释倍数 2 10 20 50 100 清洁河水
草履虫存活数 0 5 7 11 17 20
(1)根据以上实验结果所得出的结论是________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)对于水域污染问题，请你提出两条防治措施：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　第三步：将等量的上述洗洁精溶液分别加入到1～5号培养皿内，6号培养皿内加入等量的清洁河水
第四步：在6个培养皿中各加入20个生活状态良好的草履虫，在相同条件下，培养一段时间后用解剖镜观察，记录存活的草履虫数量
(1)洗洁精浓度越大，对草履虫生存的危害越大
(2)①控制污染源(如减少洗洁精的使用量)
②用物理、化学、生物的方法对废水进行净化处理
③加大对水域污染治理的执法力度
④加强环境道德教育，增强环保意识(答出两条即可，其他合理答案亦可)章末整合(四)
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①________；②____ ( http: / / www.21cnjy.com )____；③________；④________；⑤ ________；⑥ ________；⑦________；⑧ __________；⑨ __________；⑩________。
答案　①非生物成分　②生产者　③消费者　④分解者　⑤食物网　⑥物理　⑦化学　⑧行为　⑨抵抗力　⑩恢复力
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方法一　巧判生态系统中的营养级
典例1　兔子吃草，红狐吃兔，狼吃红狐构成的食物链中，红狐所处的消费者级别及营养级级别分别是(　　)
A．次级消费者，第二营养级
B．次级消费者，第三营养级
C．三级消费者，第二营养级
D．三级消费者，第三营养级
答案　B
解析　在生态系统中，消费者是指直接或间接以 ( http: / / www.21cnjy.com )植物为食的异养生物(主要是动物)。直接以植物为食的是初级消费者，以植食动物为食的是次级消费者，以小型肉食动物为食的是三级消费者。而营养级是指一条食物链的每一环节上所有生物的总和，生产者为第一营养级，植食动物(初级消费者)为第二营养级，小型肉食动物(次级消费者)为第三营养级。
方法链接
对于生物在生态系统中所处的营养级，先依据各种生物的有机物总量、能量、数量或有毒物质富集量等绘出食物链，然后加以判断。
1．营养级的计算从生产者开始，每一个环节为一个营养级。
2．营养级与消费者的级别并不一致，营养级＝消费者级别＋1。因为营养级是从生产者开始的，消费者级别是从初级消费者开始的。
3．消费者所处的营养级级别并不是一成不变的，一种消费者可在同一食物网的不同食物链中占据多个营养级。
4．分解者在生态系统中不能归入任 ( http: / / www.21cnjy.com )何一个营养级。这是由于分解者与动植物形成的是腐生关系而不是捕食关系，所以不能列入食物链，也就不能列入营养级。
迁移训练
1．长期处于相对稳定状态 ( http: / / www.21cnjy.com )的生态瓶中只有一条食物链，共含有三个营养级。若每个营养级每日每小时的耗氧量如图中曲线所示，则曲线a、b、c所反映的营养级依次是(　　)
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A．第三营养级、第二营养级、第一营养级
B．第三营养级、第一营养级、第二营养级
C．第二营养级、第三营养级、第一营养级
D．第一营养级、第二营养级、第三营养级
答案　D
解析　a的耗氧量随着时间变化，在有光照时释放 ( http: / / www.21cnjy.com )氧气，所以应该是进行光合作用的生产者，为第一营养级。低营养级所含有机物的总量比高营养级多，呼吸消耗有机物的量多，所以耗氧量也多。b、c相比，b所示生物耗氧量大于c所示生物，故b为第二营养级，推断此食物链方向a→b→c，故选D。
方法二：食物链和食物网的分析
典例2　如图所示为某生态系统的食物网简图，分析回答有关问题。
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(1)在此食物网中共有________条食物链。
(2)在此食物网中，________________________________属于初级消费者，处于最高营养级的生物是____________________。
(3)在此食物网中，可以占有两个及以上不同营养级的生物有___________________。
(4)兔和食草昆虫之间的关系是________；猫头鹰与蛇之间的关系是________________；食物链中各种生物之间的最根本的联系是________联系。
(5)由于捕猎的原因，猫头鹰的数量大量减少，则蛇的数量将会________。
答案　(1)10　(2)兔、鼠、吃草籽的鸟、食草昆虫　猫头鹰、狐　(3)食虫鸟、蟾蜍、蛇、猫头鹰　(4)竞争　捕食和竞争　食物　(5)增多
解析　对于有关食物网的题目，解 ( http: / / www.21cnjy.com )题时首先要数清有几条食物链；其次，理清某一生物在每一条食物链上所处的营养级，归纳出该生物共有哪几个营养级；最后，弄清该生物与其他生物之间的关系有哪几种，当某种生物因某种因素而减少时，对另一生物的影响，可顺着关系线路进行综合分析。
方法链接
1．食物链的分析
如食物链：A→B→C→D→E。
(1)每条食物链的起点总是生产 ( http: / / www.21cnjy.com )者(如A)，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级(如E)，中间为多种动物，有任何地方间断都不能算完整的食物链。
(2)在食物链中，当某种生物大量增加时，一般 ( http: / / www.21cnjy.com )会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。如C大量增加时，B减少，A、D、E增多。
(3)食物链中各营养级生物之间是相互制约 ( http: / / www.21cnjy.com )的，使它们的数量始终处于一种动态平衡中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。如当C大量增加时，虽然其他几个营养级数量暂时变化较大，但一段时间后数量又趋于新的稳定。
2．食物网的分析(如图所示)
(1)由于同种生物在食物网不同食物链中占有不同的营养级，所以两种生物之间的关系有可能出现不同概念。
(2)在食物网中，当某种生物因外界因素而大量 ( http: / / www.21cnjy.com )增加时，一般除导致上一营养级数量减少，下一营养级数量增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降(如图中E大量增加时，会导致A数量减少，F数量增加，同时会引起与E有竞争关系的B数量减少)。
(3)在食物网中，当一种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物的影响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。
(4)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物的种类而非生物的数量。
(5)生物数量往往还表现 ( http: / / www.21cnjy.com )出与生物的生殖周期等有关的复杂关系。即分析问题时，既要注意遵循一定的规律，还要注意事物的复杂性，如环境不同，生物可能表现不同。
迁移训练
2．如图是某陆生生态系统食物网的结构模式图。下列各项叙述中，错误的是(　　)
A．此生态系统中有8条食物链
B．沿食物链甲→丙→己→庚，庚获得的能量最多
C．若丙种群数量下降5%，辛种群不会发生明显变化
D．丁和辛之间存在竞争和捕食关系
答案　B
解析　沿食物链甲→丙→己→庚，庚获得的能量最少，因为这条食物链中庚所处的营养级最高。
方法三　生态系统能量流动的分析
典例3　如图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109 kJ，B生物种群总能量为2.3×108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为(　　)
A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ
答案　B
解析　由图可知，D为生产者，要使A获得的能 ( http: / / www.21cnjy.com )量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途径要最少，二是能量传递效率要最低，三是食物链要最长。故从理论上讲，与A储存的能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。为此，E的能量在传给A的途径中，只有确保：①E在传给B时用去的能量最多，②E的总能量减去传给B的后再传给C时效率最低，③C在传给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A储存的总能量最少为(7.1×109 kJ－2.3×108 kJ÷10%)×10%×10%＝4.8×107 kJ。
方法链接
能量沿着食物链或食物网从一个种群流到另一个种群时，需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值，其关系可用下图表示：
生产者
1．借助该图分析，生态系统能量流动具有以下特点
(1)生态系统中能量流动的起点是生产者。
(2)能量的变化情况：光能→生物体中的化学能→热能，因此热能是能量流动的最终归宿。
(3)能量流动的途径是食物链和食物网。
(4)流入生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能的总量，流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用时所同化的物质中含有的总能量。
(5)能量不能100%地流向下一营养级，且只能单向流动。
2．能量流动中的最值计算问题
(1)首先要确定相关的食物链，然后注意题目中的“最多”、“最少”、“至多”、“至少”等字眼，从而确定是使用10%或20%来解决。
知低营养级求高营养级
知高营养级求低营养级
总之，用最少的生产者传给最高级消费者最多的能量，能量损耗得少，链短传递的效率高；反之，链长传递的效率低。
(2)如果在食物网中，同一营养级同时从上一营养级多种生物中获得能量，且各途径所获生物量相等，则按照各自单独的食物链进行计算后合并。
迁移训练
3．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加的体重最多是(　　)
A．G/75千克 B．3G/125千克
C．6G/125千克 D．G/550千克
答案　A
解析　根据生态系统能量流动的 ( http: / / www.21cnjy.com )最高传递效率20%计算，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：÷20%÷20%＋÷20%÷20%÷20%＝G，X＝G/75(千克)。
方法四：生态系统三大功能类群的关系及生态功能分析
典例4　如图为生态系统中碳循环的模式图。下列相关叙述正确的是(　　)
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A．1代表生产者，5可以代表化能合成作用
B．碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递
C．在食物链中含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促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环
答案　C
解析　由题图看出，4是大气中 ( http: / / www.21cnjy.com )的CO2,1代表生产者，2代表消费者，3代表分解者，6代表光合作用或化能合成作用，5、7代表呼吸作用。该食物链1→2中含碳元素最多的营养级是1,1中的碳除了流向2、3外，还通过生产者的呼吸作用直接以CO2的形式排放到无机环境中。物质是能量流动的载体，能量作为物质循环的动力促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环。
方法链接
从图中可以看出，非生物环 ( http: / / www.21cnjy.com )境为生物提供了物质和能量，生产者是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统生存和发展的基础，因此生产者是生态系统的基石，是最基本的成分。从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有不可替代的地位，它将有机物分解成无机物归还到非生物环境中去。从理论上讲，非生物环境、生产者、分解者是生态系统的必备成分，而消费者只是加快物质的循环过程，不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统的必备成分。
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迁移训练
4．如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是(　　)
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A．图中甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落
B．图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸
C．缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行
D．由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量
答案　A
解析　甲、丁分别表示生产者、 ( http: / / www.21cnjy.com )分解者，乙、丙表示消费者。图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落；c、d分别表示乙、丙同化的能量，b表示生产者的呼吸量；缺少丁类生物，物质循环将不能正常进行；乙同化的能量中有大部分通过呼吸作用散发到环境中，只有少部分用于乙生长、发育、繁殖。
方法五：生态系统的稳定性
典例5　假若某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为m1、m2、m3、m4。下列叙述中错误的是(　　)
A．四种生物中所含的能量归根结底来自于a固定的能量
B．在一段时间内，若b种群数量增加，则a种群数量下降，d种群数量增加
C．若m1<5m2，则生态系统的稳定性就会遭到破坏
D．d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物质量小
答案　D
解析　a是生产者，其固定的能量就是用于系统 ( http: / / www.21cnjy.com )流动的能量；由于能量流动是逐级递减的，所以m4方法链接
生态系统稳定性原理的主要内容可概括如下：
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图中所隐含的信息包括以下5条：
(1)稳定性是生态系统发展 ( http: / / www.21cnjy.com )到一定阶段(成熟稳定阶段)而具有的一种“自稳”能力。(2)生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面，这两个方面往往存在着相反的关系(抵抗力稳定性较高的系统，其恢复力稳定性就较低；反之亦然)。(3)具有抵抗力稳定性是因为系统内部具有一定的自我调节能力。(4)自我调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低，它取决于生态系统的成分和营养结构的复杂程度(成分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大，抵抗力稳定性就越高；反之越低)。(5)生态系统的自我调节能力是有一定限度的，外来干扰超过该限度，“稳定性”就会被破坏。
迁移训练
5．下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　)
A．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B．生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C．生物多样性对维持生态系统的稳定性具有重要作用
D．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高
答案　D
解析　生态系统具有自我调节能 ( http: / / www.21cnjy.com )力，这是生态系统稳定性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统的稳定性；生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用；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越高，恢复力稳定性越低。
方法六：生物多样性
典例6　湿地是地球上生物生产力最大的生态系统之一。它是天然的蓄水库，并能过滤和分解水中的污染物进而改善水质，被喻为“地球之肾”。湿地类型众多，如红树林、河流、湖泊和稻田等。
(1)湿地由于其特殊的水文及地理特征，具有__________、________和________等功能。
(2)在红树林等湿地生态系统中， ( http: / / www.21cnjy.com )碳元素主要通过____________________过程被固定在有机物中，并沿着________进行传递。
(3)与生物多样性丰富的湖泊相比，稻田的______稳定性较低。
(4)调查表明，我国相当一部分 ( http: / / www.21cnjy.com )湖泊已不同程度富营养化，原因是含氮、磷等元素丰富的污染物的排放量超过了湖泊____________________的限度，使其自我调节能力下降。富营养化水体中造成鱼类大量死亡的原因有______________、____________。
答案　(1)调节水流量　控制洪水(蓄洪抗旱) ( http: / / www.21cnjy.com )　净化水质　(2)光合作用　食物链(网)　(3)抵抗力　(4)自我净化能力　溶氧量下降　有毒物质增加
方法链接
地球上所有的植物、动物和微生物 ( http: / / www.21cnjy.com )，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。它包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次的内容。遗传多样性，即为基因多样性，而基因多样性取决于DNA分子的多样性。不同生物的DNA分子是不同的。基因又通过转录和翻译，将其多样性反映到蛋白质分子的空间结构上，使其变化多端，进而反映出生物性状的多样性。而物种多样性和生态系统多样性是经过漫长的进化历程而逐渐形成的。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是人类及其子孙后代共有的宝贵财富，保护生物多样性就是在基因、物种、生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。
迁移训练
6．如图表示生物多样性的三个不同层次，下列叙述正确的是(　　)
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A．图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性
B．图Ⅰ说明基因重组导致多种等位基因的产生，从而形成遗传多样性
C．图Ⅱ反映出存在生殖隔离的生物可以在同一环境中相对稳定地共存
D．图Ⅲ反映出河流、森林和城市生态系统具有相同的小气候特点
答案　C
解析　图Ⅰ表示的是遗传多样性，图Ⅱ表示的 ( http: / / www.21cnjy.com )是物种多样性，图Ⅲ表示的是生态系统多样性，A错误；基因重组不会产生新的基因，可产生新的基因型，基因突变可以产生新的基因，是遗传多样性产生的根本原因，B错误；不同物种间存在生殖隔离，因此具有生殖隔离的生物能在同一环境中相对稳定地共存，C正确；不同的生态系统可以形成不同的小气候，其特点也各不相同，D错误。
方法七：生态学概念图类题目的解题技巧
典例7　如图为植物固定太阳能的限制因素图解，下列有关分析不正确的是(　　)
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A．影响植物固定太阳能的因素除了光、水、CO2、营养外还有温度等
B．对于所有生态系统的植物来说，水都是它们固定太阳能的一个重要限制因素
C．通过取食，流入下一营养级的能量大约占总生产量的10%～20%
D．图中的营养是指落叶和枯枝中被分解者分解后植物再利用的无机营养
答案　B
解析　从题图中可以看出，影响植物固定 ( http: / / www.21cnjy.com )太阳能的因素有光、水、CO2、营养、温度等；水域生态系统中的植物固定太阳能时，水不是它的限制因素；植物从环境中获得无机营养转换为自身的组成部分，但不利用环境中的有机营养。
方法链接
如图1、2是生物与环境方面的两个常见图解，如何识别它们并解决相关问题呢？
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1．图1表示的是生态系统能量流动过程， ( http: / / www.21cnjy.com )识别该图时要注意以下几点：(1)明确生态系统的能量来源，入射的太阳能并非全部被生产者吸收；(2)每个营养级的能量总和，除了最高营养级外，每个营养级的能量都是四个数值之和：本身呼吸消耗的能量、流向下一营养级的能量、被分解者利用的能量、未利用的能量，最高营养级没有流向下一营养级的能量；(3)两个相邻营养级之间的能量传递效率是两个营养级的同化量之比。
2．图2表示的是生态系统的碳循环过程，识别时要注意：
(1)参与循环的物质：组成生物体的C、H、O ( http: / / www.21cnjy.com )、N、P、S等化学元素。(2)物质循环的两个支点：通过生产者和分解者，使化学元素在无机环境和生物群落间往返循环。(3)碳在无机环境和生物群落间循环的主要方式是CO2，在生物群落内循环的方式是含碳有机物的形式。(4)正确判断图解中字母表示的成分。A与CO2大气库之间是双向箭头，则A为生产者，C、D为消费者，B为分解者。(5)正确识别图解中数字表示的生理过程及发生的场所。过程①主要为光合作用，是大气中CO2进入生物群落的主要途径，主要发生在绿色植物叶肉细胞的叶绿体中。过程②③⑤是生物的呼吸作用，过程⑤又称分解者的分解作用。(6)该图中还缺少化学燃料的燃烧，如果该过程过度，则会导致温室效应。
迁移训练
7．如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况。下列有关叙述正确的是(　　)
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注　①生产者呼吸释放量，②分解者呼吸释放量，③消费者呼吸释放量，④生产者光合作用消耗量。
A．流经该生态系统的总能量可用④表示
B．②的量越小，说明该生态系统施用的有机肥料越多
C．该生态系统中消费者同化量的多少可用③表示
D．该生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
答案　A
解析　④表示生产者光合作用消耗的CO2量 ( http: / / www.21cnjy.com )，可表示流经该生态系统的总能量；生态系统施用的有机肥料越多，分解者呼吸越旺盛，释放的CO2量越多；生态系统中消费者同化量大于③表示的呼吸量；该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，这是因为还有一部分能量储存在生物体内。第四章检测卷
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分)
1．下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(　　)
A．种群中的个体是生物进化的基本单位
B．亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群
C．马尾松林地中所有的树木构成了生物群落
D．生产者是生态系统中最基本、最关键的生物成分
答案　D
解析　种群是生物进化的基本单位；种群是在 ( http: / / www.21cnjy.com )一定的自然区域内同种生物的全部个体；生物群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，包括植物、动物和微生物。故选D。
2．如图是某生态系统中食物网的图解，下列相关叙述正确的是(　　)
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A．图中共含有7条食物链，桉树、合欢树属于生产者
B．蜜雀属于次级消费者，第二营养级
C．该生态系统中袋鼬所含的能量最多
D．百劳鸟与袋鼬之间既有捕食关系又有竞争关系
答案　D
解析　统计食物链时，应从 ( http: / / www.21cnjy.com )生产者开始一直到最高营养级，题图食物网中共有10条食物链；蜜雀属于次级消费者，第三营养级；能量流动是逐级递减的，营养级越高，所含有的能量越少；袋鼬可以捕食百劳鸟，两者又都可以捕食知更鸟和蜜雀，所以它们之间既有捕食关系，又有竞争关系。
3．下图表示某水域生态系统的食物网，下列有关分析错误的是(　　)
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A．该生态系统的生产者包括自养型鞭毛虫与大型植物
B．该食物网由6条食物链构成
C．信息在鲤鱼和梭子鱼之间单向传递
D．鲤鱼在该食物网中占有4个营养级
答案　C
解析　解题时，要列出每条食物链，并据此分析 ( http: / / www.21cnjy.com )每种生物所处的营养级。该生态系统的生产者既有自养型鞭毛虫，又有大型植物。信息在捕食者与被捕食者之间是双向传递的。鲤鱼在该食物网中占有第二、三、四、五4个营养级。
4．某森林生态系统中5个物种的食物网如图(箭头表示能量流动的方向)：
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则能使该森林生态系统中物种C数量增多的是(　　)
A．E增多、D增多、A减少
B．D减少、B减少、A减少
C．E减少、D减少、A减少
D．A减少、D增多、E减少
答案　D
解析　该食物网中共有3条食物链，它们是，D为生产者，D增多使生态系统的总能量增多；A减少则导致最终流向C的能量增多；E减少使流向C的能量损耗减少，从而使C数量增多。
5．假设如图所示食物网中，水稻固定的太阳能为N，能量传递效率为10%，则人类获得的能量为(　　)
　
A．等于10－2N B．少于10－2N
C．少于10－1N D．多于10－1N
答案　C
解析　由题中食物网可找出三条食物链：①水稻 ( http: / / www.21cnjy.com )→人；②水稻→奶牛→人；③水稻→鸭子→人。由能量传递效率分别计算三条食物链中人获得能量理论上最大为10－1N；10－2N；10－2N。那么通过三条食物链人所获得的能量值应在10－2N～10－1N之间。
6．2009年哥本哈根世界气候大会所倡导的低碳生活获得普遍认同，大气中CO2过多与碳循环失衡有关，根据下图做出的判断，不正确的是(　　)
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①增加自养生物种类和数量有利于降低大气 ( http: / / www.21cnjy.com )中的CO2含量　②大气中CO2的增加主要与异养生物b的数量增加有关　③该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生态系统　④该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向　⑤图中少一个箭头，异养生物a指向无机环境，异养生物b的代谢类型不一定相同
A．一项 B．两项
C．三项 D．四项
答案　B
解析　异养生物a是消费者、异养生物b是分 ( http: / / www.21cnjy.com )解者，自养生物与所有异养生物构成了该生态系统的生物群落。大气中CO2增加的主要原因是化石燃料的过度使用。故②③错误。
7．如图
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是某一个湖的能量金字塔，下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级
B．甲、乙、丙、丁之间可以形成一条甲到丁的食物链
C．甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量
D．甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐级递减的特点
答案　B
解析　生态系统的能量金字塔是将单位时间内 ( http: / / www.21cnjy.com )各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量。甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链。
8．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(　　)
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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
答案　A
解析　由于鲈鱼处在土著鱼的下一个营养 ( http: / / www.21cnjy.com )级，每个营养级都要消耗一部分能量，所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量，A正确；土著鱼和鲈鱼为捕食关系，由于鲈鱼无天敌，处于优势，B错误；鲈鱼引入后会导致土著鱼先减后增，间接导致浮游动物先增加后减少，C错误；通过上面的分析可知浮游植物的变化为先减少后上升，D错误，因此答案为A。
9．下表是一个相对封闭的生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统中五个种群(存在着营养关系)的能量调查情况，图①～④是根据该表数据做出的一些分析，其中与表中数据不相符合的是(　　)
种群 甲 乙 丙 丁 戊
能量(107kJ·m－2) 2.50 13.30 9.80 0.28 220.00
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A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
答案　A
解析　戊的能量最多，属于生产者，乙、丙的能量相差不多，根据能量传递效率10%～20%，不能构成两个营养级，所以都属于初级消费者，食物链为：，乙、丙的种间关系为图④竞争，图③为捕食关系。
10．如图为碳
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元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用
B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多
C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式传递
D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用
答案　A
解析　丁为无机环境，甲为生产者，乙为消费 ( http: / / www.21cnjy.com )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有机物中的能量最多，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，在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递；碳元素可以在生态系统中反复利用。
11．某地的一个生态种植养殖大棚里 ( http: / / www.21cnjy.com )，水底养螃蟹，水面漂浮着无土栽培的某种蔬菜，而水面上方，黄瓜藤枝枝蔓蔓。蔬菜和黄瓜生长所需的肥料就来自螃蟹的排泄物。同时，大棚里种了一种特殊的辣椒，能起到驱虫的作用。下列相关叙述正确的是(　　)
A．只需输入太阳能即可维持该生态系统的稳定
B．特殊辣椒的驱虫作用依赖于生态系统的信息传递
C．蔬菜和黄瓜从螃蟹的排泄物中获得养分，所以蔬菜和黄瓜也可作为分解者
D．该生态系统中螃蟹、蔬菜、黄瓜构成了生物群落，体现了群落的垂直结构
答案　B
解析　该生态系统是农业生态系 ( http: / / www.21cnjy.com )统，人的作用很关键，故A错误；螃蟹排泄物中的有机物必须先被分解者分解成无机物，才能被蔬菜和黄瓜利用，故C错误；群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，在该生态系统中不止包含螃蟹、蔬菜、黄瓜这三种生物，故D错误；辣椒的驱虫作用显然是利用生态系统中的信息传递实现的，故B正确。
12．下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统中的信息分为物理信息和化学信息两大类
B．生态系统中的信息来源于生物群落中的各种生物
C．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利
D．植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于化学信息
答案　D
解析　生态系统中的信息包括物 ( http: / / www.21cnjy.com )理信息、化学信息、行为信息和营养信息等。信息来源于生物群落中的各种生物和非生物环境。牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草也有利，这样可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
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13．如图是某研究性小组对农田生态系统所做的专题研究并绘制成的食物网，他们作出的以下结论中，不正确的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量是植物积累的有机物中的能量
B．农民除草、灭虫的目的是调整能量流动的方向，使能量更多地流向对人类有益的地方
C．该生态系统含有5个以上的种群
D．大田轮作(每年轮换种植不同作物)可改变原有营养结构，减轻病虫害
答案　A
解析　流经该生态系统的总 ( http: / / www.21cnjy.com )能量是植物所固定的太阳能，包括植物用于生长发育、繁殖的能量和呼吸作用散失的能量两部分。食物网中只包含生产者和消费者两部分，不包含分解者和非生物成分，故种群数量多于5个。
14．在制作生态瓶观察生态系统的稳定性时，下列哪项做法将会降低生态系统的稳定性(　　)
A．为了防止病原体对幼小植物的侵害，用蒸馏水代替池塘水
B．给予生态瓶一定的光照
C．向生态瓶中添加一些分解者
D．向生态瓶中通入一定量的空气
答案　A
解析　生态系统的成分包括非生物成分、生产 ( http: / / www.21cnjy.com )者、消费者、分解者，非生物成分指土壤、空气、水分、阳光等。池塘水含有氧气、多种矿物质和分解者，不能用蒸馏水代替。
15．如图表示某水生生态系统的能量金字塔，下列叙述中正确的是(　　)
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A．该水生生态系统的能量传递效率不足10%
B．该生态系统的全部食肉动物构成一个种群
C．该生态系统的浮游生物、食草动物、食肉动物构成群落
D．该生态系统的能量流动和物质循环彼此独立
答案　A
解析　该水生生态系统中全部的食肉动物 ( http: / / www.21cnjy.com )包括多个物种，不能组成一个种群；群落应包括生态系统中全部的生物；该生态系统的能量由第一到第二、第二到第三营养级的传递效率分别约为6.8%、8%；生态系统的物质是能量流动的载体，而能量则是物质循环的动力，二者不可分割。
16．如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是(　　)
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A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者
B．该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物成分
C．该生态系统中食物网可表示为：
D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A
答案　D
解析　图中A是生产者，D、E是消费者，B是 ( http: / / www.21cnjy.com )分解者，C是大气中的CO2库。生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。此图中的食物链应为A→D→E，E要增加1 kg的体重，至少需要1÷0.2÷0.2＝25 (kg)的A。
17．近年来赤潮在我国时有发生，当赤潮发生 ( http: / / www.21cnjy.com )时，海水中某些微小浮游生物大量繁殖，使水体呈红、紫等颜色，并对海洋生物造成危害。下列说法不正确的是(　　)
A．赤潮是水体富营养化的结果
B．含磷洗涤剂的广泛使用与排放是发生赤潮的原因之一
C．在封闭的海湾更易发生赤潮
D．生物全部死亡
答案　D
解析　生活污水和含有N、P的工业废水流入海洋 ( http: / / www.21cnjy.com )，会使水体“富营养化”，在海洋中称为赤潮，在淡水中称为水华。发生赤潮的海水中某些藻类的过度生长，使水面形成绿色藻层；藻类释放的毒素能毒杀鱼虾和贝类等，并使水体产生恶臭。封闭的海湾内，由于污染物不能稀释，更容易发生赤潮。赤潮的水体内有大量的浮游藻类以及分解者，不是生物全部死亡。
18．大气中各气体成分的含量变化引起当今世界各种生态危机。下列有关“温室效应”、“酸雨”、“臭氧层破坏”三大危机的叙述，错误的是(　　)
A．三大危机都与O元素的存在形式有关
B．“臭氧层破坏”主要是由于氧气的大量减少，二氧化碳的大量增加所致
C．CO2增多一方面导致“温室效应”，另一方面在一定程度上使植物光合作用加强，生物圈也能进行一定程度的自我调节
D．海洋中部分有机物沉积于深海中，有利于减缓“温室效应”
答案　B
解析　“臭氧层破坏”主要是氟利昂等物质的排放，导致大气中臭氧分子被破坏所致。
19．至2007年底，我国国内人工圈养的大熊猫数量已达239只，而以长期合作研究方式圈养在国外的大熊猫有27只，见下表：
合作国家 美国 日本 泰国 奥地利 西班牙 合计
由中国提供 8只 4只 2只 2只 2只 18只
繁殖幼仔 4只 4只 1只 9只
下列相关叙述中，错误的是(　　)
A．人工圈养能为即将灭绝的物种提供最后的生存机会
B．大熊猫种群数量锐减的原因之一是其栖息地被破坏
C．人工圈养属于迁地保护，这是对生物多样性最有效的保护
D．我国可以建立大熊猫繁育中心和保护基地，以保护大熊猫
答案　C
解析　我国生物多样性的保护，主要有就地保护和迁地保护两大类。就地保护是对生物多样性最有效的保护，而人工圈养属于迁地保护。
20．下列关于生态系统稳态与保护的叙述中，错误的是(　　)
A．生物多样性是保持生态系统稳态的重要条件
B．保护生物多样性，关键是协调好人与生态环境的关系
C．保护大熊猫的根本措施是建立自然保护区，提高环境容纳量
D．在草原生态系统中，生物群落与无机环境之间不存在负反馈调节
答案　D
解析　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。
二、非选择题(本题包括4小题，共40分)
21．(10分)在江苏某地进行稻田养鱼的实验 ( http: / / www.21cnjy.com )研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性)，稻田水深8～10 cm。对照小区不放鱼，其他条件相同。所有处理设置3次重复，实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题：
(1)每个处理设置3次重复，其主要目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验的第一个月期间，检测发现实验组浮 ( http: / / www.21cnjy.com )游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕食________从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间，有利因素占据优势。
(3)实验的第二个月期间，所有小区的浮游植物生物量均显著下降，主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有________关系。
(4)放养鱼增加了该生态系统中_______的复杂性，从而增加了该生态系统中_______的速率。
(5)除了上述因素之外，对该实验研究影响最大的不定因素是________(填序号)。
①鸟　②土壤质地　③光照　④水体肥力　⑤稻田杂草
答案　(1)减少实验误差(增加实验的精确性)　(2)浮游动物　(3)竞争　(4)营养结构(食物网或食物链)　物质转化和能量流动　(5)①
解析　(1)生物实验中(特别是 ( http: / / www.21cnjy.com )需要统计数据的实验)通过设置重复实验，可减少实验误差，提高实验的准确性。(2)浮游动物的食物是浮游植物，当杂食性鱼摄食了浮游动物后，可使浮游植物较好地生长繁殖。(3)水稻与浮游植物为竞争关系。(4)稻田中放养鱼增加了生物多样性，增加了该系统中的生物之间的食物关系，即营养结构。生态系统的营养结构是其实现物质循环和能量流动的渠道。(5)本小题的两个关键词是“影响最大”和“不定因素”，五个选项综合比较，最符合的是①鸟。
22．(10分)如图1是某生态系统的能量流 ( http: / / www.21cnjy.com )动图解，图中数值的单位为kCal/m2·a。图2是某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网，某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群爆发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。请据回答下列问题：
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(1)图1中第二营养级的能量流入第三营养级的传递效率约为________%(保留一位小数)。
(2)图1数据反映出该生态系统的 ( http: / / www.21cnjy.com )生物群落没有演替到相对稳定的阶段，判断依据是能量输入________(填“大于”、“等于”或“小于”)能量输出。
(3)图2所示食物网中，植物中的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量能通过________条食物链传递给鹰；鹰所处的营养级是________________________________________；兔和人的种间关系是________；鼠疫杆菌与人的种间关系是________。
(4)通常情况下，鼬对鼠种群数量的影响__ ( http: / / www.21cnjy.com )______(填“大于”、“小于”或“等于”)寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(5)生长在该岛上的蘑菇体内储存的能量________(填“能”或“不能”)传递给植物。
答案　(1)11.3　(2)大于　(3)4　第三和第四营养级　竞争与捕食　寄生　(4)大于　增强　(5)不能
解析　(1)图1中第二营养级的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )流入第三营养级的传递效率约为380/3 370≈11.3%。(2)图1所示生态系统中，输入能量为第一营养级所固定的太阳能20 810，输出能量为4 600＋11 980＋1 890＋316＋13＝18 799，所以输入能量大于输出能量，其中生物群落会变得更复杂。(3)植物中的能量传递给鹰的食物链有：①植物→鼠→鼬→鹰；②植物→兔→鼬→鹰；③植物→鼠→鹰；④植物→兔→鹰，共4条。鼠疫杆菌寄生在人体内。(4)鼬为鼠的天敌，其影响大于跳蚤。大量捕杀鼬后，会导致鼠的数量增多，种内斗争增强。(5)蘑菇属于分解者，其体内储存的能量最终以热能的形式散失。
23．(10分)2010 ( http: / / www.21cnjy.com )年11月29日～12月10日，《联合国气候变化框架公约》第16次缔约方会议暨《京都议定书》第6次缔约方会议在墨西哥海滨城市坎昆举行，“节能减排”和“森林保护”是本次会议的重要议题，低碳经济和绿色生活方式越来越受到人们的重视。如图表示碳循环局部示意图，分析回答下列问题：
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(1)碳在生物群落内以____________的形式进行流动。煤是“高碳”能源，通过燃烧，其中碳主要以____的形式进入大气圈。
(2)图中表示生产者的字母是__ ( http: / / www.21cnjy.com )______，若因环境污染造成生产者锐减，则对F、D数量的影响是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)流入该生态系统的总能量为_______________________________________________
________，能量流动的特点是______________________________________________。
若D增加1千克，则至少需消耗E________千克。
(4)假设图中的D属于珍稀濒危物种，将其引入某动物园繁育的保护措施属于________。
答案　(1)含碳有机物　CO2　(2)E　F、D数量均减少
(3)生产者(或E)通过光合作用固定的太阳能　单向流动、逐级减少　25　(4)迁地保护
解析　由图可知，E为生产者，F、D、B分 ( http: / / www.21cnjy.com )别为初级消费者、次级消费者和三级消费者，A为大气中的CO2库，C为分解者。碳在生物群落内以含碳有机物的形式进行流动。煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以CO2的形式进入大气圈。生产者减少，将导致初级消费者减少进而使次级消费者也减少。生产者通过光合作用固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，能量流动的特点是单向流动、逐级减少。若D增加1千克，则至少需要消耗E的量为1÷20%÷20%＝25(千克)。将珍稀濒危动物引入动物园进行繁育的保护措施属于迁地保护。
24．(10分)请回答下列问题：
Ⅰ.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。
(1)蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源 ( http: / / www.21cnjy.com )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“圆圈舞”，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____________。
Ⅱ.蜜蜂是如何发现蜜源的，我们可以 ( http: / / www.21cnjy.com )进行模拟探究实验。有人从以下几方面进行了探究，所用的实验材料有蜜蜂100只，1枝作为常见蜜源的黄色5瓣花，白纸，剪刀，染料，无色且与蜜源味道相同的制剂。
组　别 假　设
1 通过花的气味识别
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1组的“模拟花”在颜色、气味和外形上的要求是：____________________________。
(3)如果将三组“模拟花” ( http: / / www.21cnjy.com )摆在蜂箱周围同时进行实验时，写出两条应该注意的问题：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)每组实验测量的指标是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　Ⅰ.(1)行为信息　(2)捕食和种间互助
Ⅱ.(1)化学信息和物理信息 ( http: / / www.21cnjy.com )　(2)将白纸染成花的颜色(黄色)，无花的特殊气味，且形状与花相同　(3)“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风(其他合理答案也可)　(4)单位时间内落到实验材料(模拟花)上的蜜蜂的数目
解析　Ⅰ.“跳舞”是蜜蜂的一种行为，属于行为信息。蜜蜂采集花粉属于捕食，为植物传粉属于种间互助。
Ⅱ.(1)花的气味传递的信 ( http: / / www.21cnjy.com )息属于化学信息，花的颜色传递的信息属于物理信息。(2)第1组是假设通过花的气味识别，因此白纸要染成黄色，无特殊的气味，形状与花的形状相同。(3)实验中除自变量外均要保持一致，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(模拟花)上的蜜蜂的数目。

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