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第9单元　生物与环境
第3课　生态系统的结构与能量流动
[复习目标]　1.通过分析生态系统的结构和能量流动这一功能，建立生态系统是具有一定结构与功能的生命系统的观念。(生命观念)　2.通过建立模型，构建生态系统各成分之间的关系模型以及能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)　3.通过研究能量流动的实践意义，增强节约粮食、能源的责任感。(社会责任)
考点一　生态系统的结构
1．生态系统及其组成成分
(1)生态系统的范围
(2)生态系统的组成成分
①非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。
②生物群落
[教材深挖]
(选择性必修2 P49思考·讨论，拓展)不同生态系统中，除食物链之外还有哪些成分对生态系统来说是不可缺少的？为什么？
提示：还有非生物的物质和能量、分解者。非生物的物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化，非生物物质是生物赖以生存的环境；分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，是生态系统的必需成分。
2．生态系统的营养结构
(1)食物链
(2)食物网
[教材深挖]
(选择性必修2 P51旁栏思考)食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
提示：各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级。
[易错辨析]
1．生态系统的结构应包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。(×)
2．生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者都是异养生物，但未必都是动物。(√)
3．自养生物一定都是生产者；腐生生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级。(√)
4．食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网，食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。(×)
1．根据生态系统组成成分之间的关系判断其成分
(1)根据生物类型判断生态系统的成分
①判断生产者的主要依据是：是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌以及化能合成细菌等。
②判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓)。
(2)三看法判断生态系统的组成成分
根据如图所示的结构图运用三看法判断：
2．食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。
(2)“天敌”减少，被捕食者数量增多，但随着数量增多，种内竞争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：
若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来维持数量基本不变。
命题点1　围绕生态系统的组成成分考查生命观念
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，都是生态系统不可缺少的成分
D．非生物的物质和能量是指阳光、水分、空气、细菌等
解析：选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，包括光能自养型生物(如绿色植物)和化能自养型生物(如硝化细菌)，A错误；由于草属于生产者，所以食草动物大都为初级消费者，但动物不都是消费者，如营腐生生活的蚯蚓属于分解者，B错误；分解者都是腐生生物，如果没有分解者，动植物的遗体就会堆积如山，生态系统的物质不能循环，所以分解者是生态系统不可缺少的成分，C正确；非生物的物质和能量是指生态系统的各种非生物的部分，包括水、空气和阳光等，而细菌是生物，D错误。
2．(2022·山东模拟)如图为某生态系统的组成成分图，其中字母表示各组成成分，箭头表示碳元素的流动方向，下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中b→c→d→e构成多条食物链
B．a→b依靠植物的光合作用
C．图中缺少b→a、c→a和d→a
D．f为分解者，e是生态系统必不可少的成分
解析：选D。由于每个营养级都有多种生物，因此图中b、c、d、e生物可以组成多条食物链，A正确；a→b表示碳从无机环境进入生物群落，该过程主要依靠植物的光合作用，B正确；由于各生物都会呼吸释放二氧化碳，因此图中缺少b→a、c→a和d→a，C正确；f为分解者，主要是腐生的真菌和细菌，此外还有少数动物，如蚯蚓等，是生态系统必不可少的成分，但e作为消费者，不是生态系统必不可少的成分，D错误。
[易错提醒]　辨析生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)。
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。
④生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。
⑤营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。
命题点2　围绕食物链和食物网考查生命观念及科学思维
3．(2022·广东卷)如图为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是(　　)
A．a、c是生产者
B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物
D．d、f是植食动物
解析：选C。a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，但由C选项解析可知，f属于杂食动物，D错误。
4．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系，下列叙述错误的是(　　)
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，将导致藻类数量增加，沼蟹数量增加
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
解析：选B。由藻类→细菌→线虫→沼蟹可得细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物，A正确；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，B错误；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，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，C正确；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，D正确。
考点二　生态系统的能量流动
1．能量流动的概念
(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)对概念的理解
↓
↓
↓
—
2．能量流动的过程
(1)第一营养级能量流动
(2)第二营养级能量流动过程分析
①输入该营养级的总能量是指图中的b。
②粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
③初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
④生长、发育和繁殖的能量(e)＝遗体残骸中的能量(f－c)＋下一营养级摄入的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
[教材深挖]
(选择性必修2 P54科学方法，延伸)如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动的情况，其优点是？
提示：将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。
3．能量流动的特点
4．生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含的有机物总干重
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点 一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物体内有机物的总干重随营养级升高而逐级递减
特征 通常是上窄下宽的正金字塔形 一般为正金字塔形，但可能出现“倒置”，如“树→昆虫→鸟” 一般为正金字塔形
[教材深挖]
(选择性必修2 P58旁栏思考，拓展)生物量指的是在某一调查时刻前，该营养级积累的有机物的量(干重)，通常用g/m2表示。为什么在海洋中生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的？
提示：在海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量，这时就出现了上宽下窄的倒置金字塔。
5．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
[易错辨析]
1．生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。(×)
2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×)
3．能量金字塔都是上窄下宽的金字塔形。(×)
4．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(×)
5．研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。(×)
1．归纳概括两种常考能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
图中箭头①指的是摄入量，若没有箭头③，则①代表的是同化量。
(2)“拼图法”分析能量流动过程
①W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
④利用“拼图法”可得关系式：
2．能量传递效率与能量利用率的辨析
(1)能量传递效率
能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更加复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。
命题点1　围绕能量流动过程考查生命观念及科学思维
1．(2022·惠来县第一中学月考)如图为能量流经生产者的过程图解，下列分析正确的是(　　)
A．流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能或abcde之和
B．初级消费者粪便中的能量不包括在d中
C．能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是e/b×100%
D．a＋b小于所有生物的呼吸量，说明这个生态系统正在衰退
解析：选D。流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，生产者固定的太阳能被自身呼吸作用利用后，其余部分用于自身生长、发育和繁殖，所以为a、b之和，A错误；初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者同化的能量，属于生产者同化的能量流向分解者的部分，因此包含在d中，B错误；能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是第二营养级同化的能量/第一营养级同化的能量，为e/(a＋b)×100%，C错误；a＋b为生产者固定的太阳能，即输入生态系统的总能量，所有生物的呼吸量即生态系统的输出量，输入小于输出，说明该生态系统正在衰退，D正确。
2．(2022·河东区一模)如图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列叙述正确的是(　　)
A．④占②的百分比为能量传递效率
B．⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量
C．植食性动物粪便中的能量包含在⑦中
D．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量
解析：选C。能量传递效率是指相邻两个营养级之间的同化能量之比，④不能表示植食性动物的同化能量，②也不能表示植物的同化能量，且图示中两者为同一营养级，A错误；⑤⑥⑦⑧中包括流向分解者的能量和呼吸作用散失的能量，B错误；由于植食性动物粪便是指摄入后未被同化的部分，故包含在⑦中，C正确；输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，一部分用于植物呼吸消耗，一部分储存在植物体内的有机物中，因此①＋⑤不能表示输入到该生态系统的总能量，D错误。
命题点2　围绕生态金字塔的特点考查科学思维及社会责任
3．图甲是草原生态系统中常见的能量金字塔，每层中的标号各代表一种生物。图乙代表该生态系统中部分营养级的能量流动示意图，其中的字母表示能量值(单位：kJ)。下列相关叙述错误的是(　　)
甲
乙
A．②③之间的种间关系是种间竞争和捕食
B．兔子与植物之间的能量传递效率是c/a×100%
C．f所示能量散失的同时伴随的碳形式的变化是含碳有机物转变成CO2
D．兔子的能量h流入分解者g
解析：选D。②③同为第二营养级时存在种间竞争关系，③为第三营养级时捕食②，因此②③之间的种间关系为种间竞争和捕食，A正确；兔子与植物之间的能量传递效率是兔子的同化量除以植物的同化量，即c/a×100%，B正确；f是细胞呼吸消耗的能量，该过程中能量散失的同时伴随的碳形式的变化是含碳有机物转变成CO2，C正确；h所示的能量为兔子的粪便量，属于兔子的上一个营养级的能量，即第一营养级的能量，不属于兔子的能量，D错误。
4．如图为某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a～i表示能量值，关于该过程的叙述，正确的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量为a
B．g＋h为草鱼的次级生产量
C．第一、二营养级之间的能量传递效率为h/b×100%
D．通过投放消化酶可能提高第一、二营养级之间的能量传递效率
解析：选D。由图分析可知，流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能加上人工输入的能量，A错误；草鱼从第一营养级获得h，从人工饲料中获得能量g，但只有用于自身生长、发育和繁殖的能量i属于次级生产量，B错误；第一营养级的同化量是a，第二营养级从第一营养级所获得的同化量为h，故第一、二营养级之间的能量传递效率为h/a×100%，C错误；投放消化酶可提高动物的消化吸收量，从而提高第一营养级到第二营养级的能量传递效率，D正确。
[真题演练]
1．(2021·广东卷)“葛(葛藤)之覃兮，施于中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个(　　)
A．黄鸟种群　　　　 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
解析：选C。分析题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成一个自然生态系统，C符合题意。
2．(2022·浙江6月选考)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　)
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
解析：选D。各营养级之间的能量关系组成生态系统的能量金字塔，因此测定各个营养级的能量值可构建生态系统的能量金字塔，D错误。
3．(2022·山东卷)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　　)
A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
解析：选C。鸭粪可作为有机肥料还田，与普通稻田相比，该稻田需要施加的肥料少，A错误；鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等，该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同，C正确；与普通稻田相比，该稻田的能量利用率高，D错误。
4．(2022·湖北卷)如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
(1)图中A代表__________；肉食性动物1的数量__________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。
(2)如果②、③、④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的__________。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_______________________________；
针对⑦的调控措施及理由分别是_________________________________。
解析：(1)据题意可知，A能将遗体、粪便、碎屑等中的有机物分解形成无机物，返还回非生物环境，因此A表示分解者。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，因此能量金字塔通常呈正金字塔形，而生物量金字塔和数量金字塔则可能倒置或部分倒置，数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量多于低营养级的生物数量，因此肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食性动物1的同化量，是②的10%～20%，④表示肉食性动物2的同化量，是③的10%～20%，因此④代表的能量大约是②的1%～4%。(3)如果图中生产者是农作物棉花，提高棉花产量针对②途径可控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株；合理密植改善通风条件，满足光合作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗，可以提高棉花产量。针对途径⑦可增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求，从而可以增强光合作用，提高棉花产量。
答案：(1)分解者　不一定　(2)1%～4%
(3)控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株；合理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗　增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求
[长句特训]
科研人员研究了热带雨林中藤本植物对鸟类群落的影响。
设问形式1　必备知识应用类命题
(1)藤本植物在生态系统中属于____________(组成成分)，能够固定____________，制造有机物，是生态系统的基石。
设问形式2　原因推测类命题
(2)科研人员推测，藤本植物减少，以它为食的昆虫的种群____________将降低，昆虫的捕食者鸟类也会随之减少。除此之外，藤本植物为鸟类提供了栖息的空间，不同鸟类有一个自己经常活动的层次，体现了群落的空间结构中的__________结构。
设问形式3　假设验证类命题
(3)为验证推测，科研人员清除了样地中的藤本植物，一年后调查鸟类的数量结果如图所示。
食果鸟类处于______营养级，调查鸟类数量常用的方法是_____________。由图分析，清除藤本植物会使其数量减少的鸟类是__________________，判断依据是______________________________________________________________。
解析：(1)藤本植物在生态系统中属于生产者，能够固定太阳能和CO2，制造有机物，是生态系统的基石。(2)当藤本植物减少，以藤本植物为食的昆虫的种群数量将降低，藤本植物为鸟类提供了栖息的空间，不同鸟类有一个自己经常活动的层次，体现了群落的空间结构中的垂直结构。(3)食果鸟类处于第二营养级，鸟的活动能力强，活动范围广，故调查鸟类数量常用的方法是标记重捕法。由图分析，除藤本植物前，实验组和对照组食虫鸟类数量无明显差异，而清除藤本植物后，实验组食虫鸟类数量比对照组明显减少，所以清除藤本植物会使其数量减少的鸟类是食虫鸟类。
答案：(1)生产者　太阳能(或CO2)　(2)密度(或数量)　垂直　(3)第二　标记重捕法　食虫鸟类　除藤本植物前，实验组和对照组食虫鸟类数量无明显差异，而清除藤本植物后，实验组食虫鸟类数量比对照组明显减少
第3课　生态系统的结构与能量流动
[基础练透]
1．(2022·张家口市模拟)下列有关生态系统的组成成分及营养级的叙述，正确的是(　　)
A．有机肥可为绿色植物为主的生产者提供物质和能量
B．蜣螂是需氧异养型动物，属于生态系统中的消费者
C．细菌只可能是生态系统组成成分中的消费者和分解者
D．消费者都属于异养生物，消费者的存在有利于生态系统的物质循环
解析：选D。绿色植物是自养型生物，不能直接利用有机肥中的物质和能量，A错误；蜣螂是营腐生生活的需氧异养型动物，属于分解者，B错误；细菌也可能是生产者，如硝化细菌，C错误；消费者都属于异养生物，消费者对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用，消费者的存在有利于生态系统的物质循环，D正确。
2．(2022·潍坊模拟)科学家在深海中的火山口周围发现了热泉。经过对热泉生态系统的研究，科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境相似。热泉喷出的海水中富含硫化氢和硫酸盐，硫细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物。管蠕虫吞入硫细菌形成细菌囊，并不断将从海水中吸收的硫化氢等物质输送给囊中硫细菌，同时也从硫细菌获取能量。下列说法错误的是(　　)
A．硫细菌是自养生物，硫细菌与管蠕虫的种间关系为寄生
B．研究深海热泉生态系统，有助于了解生命的起源
C．该生态系统的能量源头主要是硫化物氧化释放的化学能
D．硫细菌与硝化细菌同化作用类型相同，都属于生产者
解析：选A。硫细菌通过氧化硫化物和还原CO2来制造有机物，故同化作用类型是自养型，而“管蠕虫吞入硫细菌形成细菌囊，并不断将从海水中吸收的硫化氢等物质输送给囊中硫细菌，同时也从硫细菌获取能量”，说明硫细菌与管蠕虫的种间关系为互利共生，A错误；研究深海热泉生态系统，有助于了解生命的起源，B正确；深海中几乎无光，该生态系统的能量源头主要是硫化物氧化释放的化学能，C正确；硫细菌与硝化细菌都是自养生物，都属于生产者，D正确。
3．如图表示某生态系统中构成一条食物链的甲、乙、丙、丁4个种群的数量变化，下列说法错误的是(　　)
A．甲种群在该食物链中是次级消费者，第三营养级
B．ab段甲种群数量下降的原因是乙减少，丙增多
C．甲、乙、丙、丁4个种群占据不同的位置，体现了群落的空间结构
D．由于丁种群在4个种群中相对数量最多，所以其丰富度最大
解析：选D。甲、乙、丙、丁4个种群之间是捕食关系，被捕食者先增加先减少，捕食者后增加后减少，所以由这4个种群构成的食物链为丁→乙→甲→丙，甲种群在该食物链中是次级消费者，第三营养级，A正确；ab段乙种群数量减少、丙种群数量增多，导致甲种群数量下降，B正确；甲、乙、丙、丁4个种群占据不同的位置，体现了群落的空间结构，C正确；丰富度是指一个群落中物种数目的多少，D错误。
4．(2022·泰州模拟)某同学在分析羊食草的过程后绘制了如图能量流动模型。下列相关叙述，正确的是(　　)
A．有机肥中化学能的主要流向是被草吸收、同化、利用
B．流经该生态系统能量的唯一来源是过程①固定的光能
C．羊所排粪便中的能量应该属于羊同化的能量
D．③中的能量应该来自羊“生长、发育和繁殖”的能量
解析：选D。植物不能利用有机肥中的能量，只有分解者将有机物分解后，植物利用其中的矿质元素，有机肥中的能量主要流向土壤微生物(分解者)，A错误；据图可知，流经该生态系统的能量有①固定的光能，此外还有②有机肥中的化学能，B错误；羊所排粪便中的能量应属于上一营养级即草所同化的能量，C错误；③为羊遗体、残骸流向分解者的部分，其中的能量应该来自羊“生长、发育和繁殖”的能量，D正确。
5．(2022·铁岭二模)某生态系统能量金字塔如图所示，图中字母代表不同生物。下列分析错误的是(　　)
A．图中A、B、C代表生产者，通常是绿色植物
B．图中E、F之间信息传递一定是单向的
C．碳以有机物的形式沿着箭头所示渠道流动
D．图中C→E→F这条食物链中，F获得的能量最少
解析：选B。生产者通常是绿色植物，A正确；图中E、F之间的信息传递往往是双向的，B错误；在食物链中碳以有机物的形式流动，C正确；图中C→E→F这条食物链中，F所代表的是最高营养级，获得的能量最少，D正确。
6．(2022·龙岩模拟)“虾稻共作”是一种稻田综合种养模式，稻田中的水草、藻类、害虫、腐殖质等为小龙虾提供了饵料，小龙虾取食天然饵料和人工饵料后产生的排泄物又为水稻生长提供了良好的生物肥。下列相关叙述正确的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能
B．小龙虾的摄食降低了水草与水稻的竞争，从而更有利于水稻的生长
C．小龙虾在生态系统的组成成分中既是生产者，也是消费者和分解者
D．小龙虾的排泄物可为水稻提供能量，提高了该生态系统的能量利用率
解析：选B。由于该生态系统有人工投喂的饵料，所以流经该生态系统总能量包括生产者固定的全部太阳能和人工饵料中的化学能，A错误；小龙虾以水草为食，可以降低水草与水稻的竞争，从而更有利于水稻的生长，B正确；小龙虾以水草、藻类、害虫、腐殖质为食，所以可以作为消费者和分解者，但不能作为生产者，C错误；小龙虾的排泄物被分解者分解后可以为水稻提供矿质元素，但不能为水稻提供能量，D错误。
7．(多选)如图表示一个人工鱼塘的食物网。以下据图作出的判断不正确的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量是浮游植物固定太阳能的总量
B．图中的生物可以构成一个完整的生物群落
C．提高光能利用率和适度增加饲料投喂量，都可以提高鱼塘的产量
D．该鱼塘中消费者所含能量的总量一定少于生产者
解析：选ABD。该生态系统属于人工生态系统，流经该生态系统的总能量是浮游植物固定太阳能的总量加上饲料有机物中的化学能，A错误；生物群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，图中的生物只是人工鱼塘中的部分生物，不能构成一个完整的生物群落，B错误；提高光能利用率和适度增加饲料投喂量，都可以提高鱼塘的产量，C正确；流经该生态系统的总能量是浮游植物固定太阳能的总量加上饲料有机物中的化学能，因此该鱼塘中消费者所含能量的总量可能多于生产者，D错误。
8．(2022·广西名校模拟)某河流生态系统的甲、乙、丙、丁、戊、己六种生物构成的食物网如图1所示；图2为部分能量流动关系(A、B、C表示同化的能量)回答下列问题：
图1
图2
(1)图1食物网中，属于次级消费者的是______________；除了图2中已经标出的能量去向之外，丁的能量去向还有__________________。
(2)结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率____________(填“大于”“小于”或“等于”)B/A。
(3)在治理污水时如果盲目引入外来物种，可能会因为外来物种与本地物种之间形成______________关系而导致该生态系统内群落的丰富度降低。
解析：(1)图1中，甲、乙是生产者，丙、丁是初级消费者，戊、己是次级消费者，同时己还是三级消费者。生物同化的能量的去向包括：自身呼吸作用以热能形式散失；流入下一营养级(除最高营养级)；分解者分解。因此除了图2中已经标出的能量去向之外，丁的能量去向还有传递给戊、自身呼吸作用以热能形式散失。(2)由图1可知，生产者甲、乙同化的能量，除了流向丁(B)以外，还有一部分流向丙，所以图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率＝(丙的同化量＋B)/A，因此图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率大于B/A。(3)在治理污水时如果盲目引入外来物种，可能会因为外来物种与本地物种之间形成捕食、种间竞争、寄生关系而导致该生态系统内群落的丰富度降低。
答案：(1)戊、己　传递给戊、自身呼吸作用以热能形式散失　(2)大于　 (3)捕食、种间竞争、寄生
[能力提升]
9．(2022·石家庄模拟)某生态系统的食物网如图甲所示，图乙是能量流经该生态系统第二营养级的过程，下列说法正确的是(　　)
图甲　　　　　　　　　图乙　
A．图甲所示成分与非生物的物质和能量共同组成该生态系统的组成成分
B．图甲中H的粪便中的能量属于图乙中能量f的一部分，粪便作为有机肥还田时，能量就流向了农作物
C．图甲中，理论上若H数量减少，Q的数量将增加
D．该生态系统能量的输出不都是通过各营养级的细胞呼吸实现的
解析：选D。图甲所示成分有生产者和消费者，与非生物的物质和能量、分解者共同组成该生态系统的组成成分，A错误；图甲中H的粪便中的能量属于图乙中能量f的一部分，粪便作为有机肥还田时，无机盐能流向农作物，但能量不能流向农作物，B错误；图甲中，理论上若H数量减少，则G的数量增加，导致W数量减少，进而导致Q的数量减少，C错误；该生态系统能量的输出不都是通过各营养级的细胞呼吸实现的，还有部分流向了分解者，D正确。
10．(多选)(2022·吉林前郭尔罗斯县月考)肝片吸虫的幼虫寄生在椎实螺体内，尾蚴从螺体逸出后附着于大型水草继续发育，成虫主要寄生在牛、羊体内。科研人员进行了农药、化肥等农化品的使用对生态系统造成的影响的研究，结果如图所示。下列分析不正确的是(　　)
A．生态系统中的椎实螺和肝片吸虫均属于消费者
B．“水草→椎实螺→肝片吸虫→椎实螺天敌→羊”构成了一条食物链
C．椎实螺天敌的种群数量与肝片吸虫的种群数量之间呈正相关
D．农化品的使用能增加水草有机干物质量，从而增加人、畜感染肝片吸虫的概率
解析：选BC。肝片吸虫主要寄生于椎实螺体内和牛、羊体内，椎实螺以水草为食，二者均属于消费者，A正确；食物链是由吃与被吃关系建立起来的，椎实螺以水草为食，而肝片吸虫与椎实螺、牛、羊之间都是寄生关系，B错误；椎实螺天敌的种群数量与肝片吸虫的种群数量之间呈负相关，C错误；据图分析可知，农化品的使用能增加水草有机干物质量和椎实螺天敌死亡率，从而增加人、畜感染肝片吸虫的概率，D正确。
11．(2022·沈阳市重点高中联合体一模)辽宁红海滩被称为“中国最精彩的休闲廊道”和“中国最浪漫的游憩海岸线”，以湿地资源为依托(可对生活污水进行净化处理)，以芦苇荡为背景，再加上碧波浩渺的苇海，数以万计的水鸟和一望无际的浅海滩涂，还有许多火红的碱蓬草，成为一处自然环境与人文景观完美结合的纯绿色生态旅游系统。请回答下列问题：
(1)湿地生态系统的结构包括______________和______________两个部分。湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物，形成了群落的___________结构。流入湿地生态系统的总能量是_________________________。
(2)湿地生态系统中的生产者有机物中的能量，大部分通过______________散失，剩下的能量中，一部分随着残枝败叶等被______________而释放出来，另一部分则被初级消费者同化流入______________营养级。
(3)能量流动的特点为____________________，稻—萍—蛙的立体农业生产方式，体现出研究能量流动的实践意义是________________________。
解析：(1)湿地生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)两个部分。湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物，在垂直方向上，有明显的分层现象，属于群落的垂直结构，这样显著提高了群落利用环境资源的能力。流入湿地生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能。(2)湿地生态系统中的生产者有机物中的能量，大部分通过呼吸作用散失，剩下的能量中，一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来，另一部分则被初级消费者同化流入了第二营养级。(3)能量流动的特点为单向流动、逐级递减。研究能量的流动对于人类的生产生活具有重要的指导作用，可以将生物在时间和空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
答案：(1)组成成分　营养结构(或食物链、食物网)　垂直　生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能　(2)呼吸作用　分解者分解　第二　(3)单向流动、逐级递减　将生物在时间和空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量
12．(2022·大连市一模)陆地生态系统约占地球表面的1/3，生境复杂，类型众多。回答下列问题：
(1)陆地生态系统是一个______________(填“开放”或“封闭”)的系统，可以通过源源不断地输入________________来维持系统的有序性。
(2)陆地生态系统中生产者主要是________________，他们与消费者共同构成错综复杂的食物网。能量金字塔能直观地反映生态系统中各______________间的能量关系，能量金字塔上窄下宽的原因是_________________________。
(3)国内外研究发现，我国在减少碳排放的同时，碳汇(碳储存)能力也令人赞叹，我国主要通过______________增加植被固碳能力，也通过________________等措施增加农田土壤的储碳量。
(4)矿化是指在土壤微生物作用下土壤中有机化合物转化为无机化合物的过程，是碳循环过程中的重要一环。研究者进行了“土壤微生物多样性对土壤碳矿化过程的影响”的研究，在3种土壤样品中加入等量葡萄糖培养，测定并计算培养期各土壤样品的碳矿化速率和累积碳矿化量，结果分别见图1和图2。
图1
图2
①研究人员获得含有显著基因多样性差异，但无明显丰富度差异的细菌群落的3种土壤样品，依基因多样性从大到小依次为D1、D3、D5。此步骤的目的是_________________________________________________________________。
②由图1可知，测量期间，3种土壤样品的碳矿化速率总体上从大到小排序为：__________________。各处理下的土壤碳矿化速率均表现出前、中、后的阶段性特征，后期下降时的微生物利用的碳源主要是________________(填“难分解”“易分解”或“较难分解”)的有机碳。
③综合分析图1和图2，得出实验结论：_________________________。
解析：(1)开放生态系统：能与外界环境发生能量和物质交换的生态系统。绝大多数自然生态系统都属于开放生态系统。陆地生态系统属于开放生态系统。可以通过源源不断地输入能量来维持系统的有序性。(2)陆地生态系统中生产者主要是绿色植物，绿色植物通过光合作用把光能固定下来输入到陆地生态系统。他们与消费者共同构成错综复杂的食物网。能量金字塔能直观地反映生态系统中各营养级间的能量关系，能量金字塔上窄下宽的原因是能量流动是逐级递减的，在食物链中等级越高获得的能量越少。(3)植物通过光合作用将大气中的CO2固定在植被与土壤中，所以我国主要通过植树种草增加植被固碳能力。秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。所以通过秸秆还田等措施增加农田土壤的储碳量。(4)①由题意“无明显丰富度差异的细菌群落”可知，该目的是为了排除丰富度差异对实验干扰。②由图1可知土壤碳化速率是D1>D3>D5。前期矿化速率较快是因为微生物利用的碳源是较易分解的碳源，后期微生物利用的碳源是难分解的碳源。③由图1、图2可知，土壤中微生物基因多样性越大，矿化速率越快，即土壤微生物多样性的增加有利于土壤的碳矿化过程。
答案：(1)开放　能量　(2)绿色植物　营养级　能量在流动过程中是逐级递减的　(3)植树种草(其他合理给分，如答：人工造林；植树造林)　秸秆还田　(4)①去除丰富度差异对实验干扰　②D1>D3>D5　难分解　③土壤微生物多样性的减少会对土壤的碳矿化作用造成不利影响(合理表达给分，如答：土壤微生物多样性的增加会对土壤的碳矿化作用产生积极影响；土壤微生物多样性的增加有利于土壤的碳矿化过程；丰富的土壤微生物多样性有利于土壤的碳矿化过程等)

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