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第三章生态系统 复习与总结
一、聚焦关键能力
1.准确理解生态系统的各概念的联系，并建构准确的概念网。
2.根据生态系统的构成特点，设计一个生态瓶，并预期生态瓶可以正常运转的时间及可能的制约因素。
3.基于对生态瓶中生物的观察分析，尝试分析生态瓶中的物质循环和能量流动。
4.从审美、成本、材料等角度考虑制约因素，改进生态瓶制作方案，如有条件进行科普介绍和义卖，提升环保意识。
二、提炼核心概念
1.生态系统的成分包括生物成分和非生物成分。生物成分包括生产者（最主要的生物成分）、消费者（促进物质循环和能量流动）、分解者（必不可少的成分，促进物质循环利用），非生物成分主要包括阳光、水和空气等。
2.生物圈是地球上最大的生态系统，包括地球上全部生物及其生存环境，是一个不连续的薄层，厚度以海平面为基准上下各10 km（陆地最低点则为地下植物最深的根际处）。
3.生态系统各生物之间单向的营养关系形成食物链和食物网。食物链、食物网是生态系能量流动、物质移动的渠道。处于食物链某一环节上的全部生物的总和称为营养级。
4.能量在随着食物链的传递逐级递减，由于生物富集作用，有害物质则随食物链的传递逐级递增。
5.生态系统中生物的能量、生物量和数量关系可构成生态金字塔。自然状态下能量金字塔为正金字塔，生物量和数量金字塔可出现倒置的情况。人工生态系统中，能量金字塔也可出现倒置情况。
6.生态系统中的生产者分为：①初级生产者（自养生物），制造的有机物为初级生产量（实现无机物→有机物的转化，能量来源主要是光能、化能合成等）；②次级生产者（异养生物，包括消费者和分解者），制造的有机物为次级生产量（实现有机物→有机物的转化，能量来源初级生产量或其他次级生产量）。
7.水循环、碳循环、氮循环是生态系统最常见的物质循环形式。物质循环实现生物群落和非生物环境中的物质往复循环，具有全球性特点。
8.生态系统中各成分之间存在化学信息、物理信息、行为信息等信息传递，通过不同的信息传递，实现生物与生物、生物与环境的适应与共存。
9.生态系统具有维持稳态的能力，负反馈调节时生态系统维持稳态的保障。生态系统的自我调节能力是有一定限度的，超过生态系统的调节能力会造成生态系统的崩溃。生态系统中也具有正反馈调节，该调解通常会使生态系统偏离稳态，该调解方式在生态系统中不常见。
三、构建章概念图
1.下列关于稳定自然生态系统中生物量与生产量的叙述，正确的是（　　）
A.初级生产量大于次级生产量
B.随着营养级的增加，生物量减少
C.流经生态系统的总能量即为净初级生产量
D.初级消费者排出的粪便中的能量属于次级生产量
解析：A　根据能量流动的特点：单向传递、逐级递减，稳定自然生态系统中初级生产量（生产者通过光合作用固定的能量）总是大于次级生产量，A正确；一般情况下，随着营养级的增加，生物量减少，但不绝对，B错误；流经生态系统的总能量即为初级生产量，C错误；初级消费者排出的粪便中的能量属于上一营养级生产者的同化量，即生产者的初级生产量，D错误。
2.关于某地人工养殖鱼塘的叙述，正确的是（　　）
A.流经该生态系统的总能量是被鱼塘中生产者同化的能量
B.分解者同化的能量可能被消费者利用
C.用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质和能量的循环利用
D.该生态系统中第一、二营养级间能量传递效率是该生态系统中第二营养级同化量与植物光合量之比
解析：B　流经该生态系统的总能量是被鱼塘中生产者同化的能量和饲料有机物中的化学能，A错误；分解者同化的能量可能被消费者利用，如蚯蚓为分解者，蚯蚓体内的能量在蚯蚓被捕食之后流入消费者体内，B正确；能量不能循环利用，C错误；该生态系统中第一、二营养级间能量传递效率是该生态系统中第二营养级同化量与植物光合量及饲料有机物中能量和之比，D错误。
3.下列关于生态系统功能的叙述，正确的是（　　）
A.大气中CO2浓度增加，有利于碳反应固定CO2
B.消费者的存在促进了自然界的物质循环，是生态系统的主要成分
C.根据生态系统的能量传递效率推测，一只狼捕食了一只兔，所获得兔的能量约为10%
D.生态系统中的第一营养级所含能量最多，体内浓缩的有害物质含量最高
解析：A　绿色植物吸收二氧化碳进行光合作用，大气中CO2浓度增加，有利于碳反应固定CO2，A正确；各级消费者的存在促进了自然界的物质循环，是生态系统的组成成分中的一种，B错误；能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%～20%被下一个营养级所利用，每个营养级是以种群作为一个整体来研究的，不能以个体为单位来衡量，C错误；由于富集作用，生态系统中的最高营养级体内浓缩的有害物质含量最高，D错误。
4.以下关于信息传递的说法，错误的是（　　）
A.对动物生长有调节作用的生长激素属于信息传递中的化学信息
B.利用信息传递可以来提高农产品或畜产品的产量，也可以对有害动物进行控制
C.在生态系统中，某些植物在长日照条件下才开花，说明信息传递有利于种群的繁衍
D.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度属于生态系统中信息传递的应用
解析：A　生长激素调节的是个体本身，而生态系统的信息传递出发点是生态系统，从宏观上分析生物与生物，生物与无机环境之间的关系，所以生态系统中的化学信息是指生物生命活动过程中产生的向同种或者不同种的其他个体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，所以生长激素不属于生态系统信息传递中的化学信息，A错误；信息传递在生态系统中具有重要作用，生物的生命活动和繁衍都离不开信息的传递，可以利用信息传递来提高农产品或畜产品的产量，也可以对有害动物进行控制，B正确；某些植物在长日照条件下才开花，植物开花有利于其繁衍后代，故说明信息传递有利于种群的繁衍，C正确；利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度，利用了昆虫的趋光性，是物理信息，属于生态系统中信息传递的应用，D正确。
5.有同学尝试设计生态瓶，在制定方案时，下列有关设计的方法步骤，错误的是（　　）
A.合理搭配瓶内生物与非生物的成分
B.按合适的比例放入不同营养级的生物
C.生态瓶摆放在光照适宜的位置
D.定期向瓶内投放食物
解析：D　生态系统包括生物成分和非生物成分，一定要合理搭配生物成分和非生物成分，A正确；生态瓶各种生物之间应有营养上的联系，各种生物的数量搭配应合理，B正确；生态瓶摆放在光照适宜的位置，生产者进行光合作用使生态系统应获得充足的能量供应，C正确；生态瓶里有生产者，进行光合作用制造有机物，可以确保该生态系统顺利进行，D错误。
6.某地为减少自然水体的富营养化，拟从当地三种水生植物中选择两种进行水体净化。将三种植物其分别置于试验池中，90天后测定它们吸收N、P的量，结果见表。下列叙述正确的是（　　）
植物种类 单位水体面积N吸收量（g/m2） 单位水体面积P吸收量（g/m2）
浮水植物a 22.30 1.70
浮水植物b 8.51 0.72
沉水植物c 14.61 2.22
A.为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果，应投放植物a和c
B.投放植物后，会导致该水体中的食物链缩短
C.投放植物后，将提高第一、第二营养级之间的能量传递效率
D.投放植物后，所投放植物的种群密度不会改变
解析：A　植物a、c分别是单位水体面积N和P的吸收量最大，所以为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果，应该投放植物a和c，A正确；投放植物后，植物是第一营养级，会导致该水体中的食物链增加，B错误；投放植物后，第一营养级的同化量提高，将降低第一、第二营养级之间的能量传递效率，C错误；投放植物后，植物之间的竞争加剧，所投放植物的种群密度减小，D错误。
7.某森林群落中存在一条食物链“草→昆虫→蜘蛛→鸟”，其中蜘蛛摄入的能量去向如图所示，图中数字代表能量值J/（m2·a），字母代表能量类型。下列叙述正确的是（　　）
A.图中×100%代表蜘蛛到鸟的能量传递效率
B.图中④＋⑤＋⑥＋⑦的能量值可代表蜘蛛的次级生产量
C.图中③属于昆虫的同化量，但不属于蜘蛛的同化量
D.若该森林群落自某年起处于顶极群落，则从该年起⑤＋⑥＋⑦的能量值等于零
解析：C　能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比，②表示蜘蛛同化能量，而⑤表示被鸟摄入的能量，不是鸟同化的能量，A错误；图中⑤＋⑥＋⑦的能量值可代表蜘蛛的次级生产量，B错误；图中③表示蜘蛛粪便中的能量，不属于蜘蛛的同化量，而属于昆虫的同化量，C正确；达到顶极群落时该食物链还存在，⑤＋⑥＋⑦的能量值仍大于零，D错误。
8.原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性，近年来在我国某地大肆扩散，对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题：
（1）加拿大一枝黄花入侵了某草本群落，会经历定居→扩张→占据优势等阶段，当它取得绝对的优势地位时，其可被称为群落中的　　　　。为了清除加拿大一枝黄花，通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法，收割的适宜时机应在　　　　（填“开花前”或“开花后”）。上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局，同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向　　　　　　。
（2）加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落，它们之间建立起以　　　　　关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等，昆虫比鸟类体重的净增长量要高，其原因是鸟类同化的能量中用于维持　　　　　　的部分较多。
解析：（1）群落中占有优势的物种为该群落的优势种。为了清除加拿大一枝黄花，通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法，收割的适宜时机应在开花前，防止该种群开花后结种子，否则自然腐烂后会将种子留在土壤中；采用人工收割并使之自然腐烂是分解者的作用，加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向分解者。（2）加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落，它们之间建立起以吃与被吃的营养关系为纽带的食物网；某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节，形成食物网，原因是该种鸟的取食对象处于不同的营养级；每一个营养级的同化量的去向为自身呼吸作用消耗以热能形式散失（维持体温）和用于生长、发育和繁殖，若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等，昆虫比鸟类体重的净增长量要高（说明鸟类用于生长、发育和繁殖的能量更少），其原因是鸟类同化的能量中用于维持体温的部分较多。
答案：（1）优势种　开花前　分解者　（2）营养　
该种鸟的取食对象处于不同的营养级　体温
9.如图甲为碳循环示意图，乙为食物网示意图。请据图回答：
　
（1）图甲中，C在生态系统成分中属于　　　　　，碳元素在C和B之间流动的形式是　　　　　　。二氧化碳在大气圈和水圈的界面上可通过　　　　　　　　而相互交换。温室效应主要是因为　　　（填数字）途径加剧引起。
（2）一个完整的生态系统，除了图乙中所示的成分外，还应该包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）图乙中，含有　　　条食物链，鹰和蛇的种间关系是　　　　　　　　　　。食物网中各个生物种群的数量能基本上维持相对稳定，这与生态系统的　　　　　调节机制有关。
（4）标志重捕法应调查活动能力强、活动范围大的动物种群密度，这样做的目的是　　　　　　　　　。若被标记的鼠更容易被蛇捕食，则调查的鼠的种群密度可能比实际值　　　　。
解析：（1）据题图分析，C表示生产者，B表示大气中的二氧化碳库，两者之间碳元素是以二氧化碳的形式流动的。二氧化碳在大气圈和水圈的界面上可通过扩散作用而相互交换。化石燃料的燃烧（过程⑤）导致沉积在地下上千万年的碳元素短时间内释放出来，是导致温室效应的主要原因。（2）一个完整的生态系统，组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，图乙食物网中只有生产者和消费者，缺少分解者、非生物的物质和能量。（3）图乙中，含有五条食物链，分别是：草→野兔→鹰，草→野兔→蛇→鹰，草→鼠→蛇→鹰，草→野兔→狼，草→鹿→狼。鹰以蛇为食，二者存在捕食关系，鹰和蛇都捕食野兔，二者存在竞争关系，所以鹰和蛇的种间关系是捕食和竞争。食物网中各生物数量的相对稳定与生态系统的负反馈调节有关。（4）为了减小误差，标志重捕法应该调查活动能力强、活动范围大的动物种群密度。计算公式是：种群中个体数（N）＝（第一次捕获并标记的个体数×第二次重捕总数）÷第二次重捕中被标记的个体数。若被标记的鼠更容易被蛇捕食，则第二次重捕中被标记的个体数会偏小，则调查的鼠的种群密度可能比实际值偏大。
答案：（1）生产者　二氧化碳　扩散作用　⑤　
（2）非生物的物质和能量（非生物成分）、分解者　（3）5　捕食和竞争　负反馈　（4）减少产生误差　偏大

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