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第10单元
生态系统与环境保护
第54讲　生态系统的功能(含能量流动、物质循环、信息传递)
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 学会分析两营养级之间能量流动的关系。2. 探讨研究生态系统能量流动的实践意义。3. 掌握生态系统中物质循环的基本规律及应用。4. 了解生态系统中信息的种类及传递规律和作用。5. 学会分析信息传递在农业生产中的作用。
核 心 体 系
活 动 方 案
下图是某人工生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/(m2·y)]。请分析并回答下列问题。
活动一　明确生态系统中能量流动的基本规律及其应用
(1) 图中A代表的生理过程是什么？该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
【答案】 呼吸作用。一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2) 肉食性动物、植食性动物和生产者固定的总能量分别是多少？植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是多少？
【答案】 肉食性动物固定的总能量：7.5×103 kJ/(m2·y)；
植食性动物固定的总能量：1.6×104 kJ/(m2·y)；
生产者固定的总能量：1.1×105 kJ/(m2·y)。
植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量:1.2×104 kJ/(m2·y)。
(3) 植食性动物→肉食性动物的能量传递效率是多少？
【答案】 (7.5－5)/16×100%＝15.6%。
(4) 由上面的计算结果可知，每一营养级的能量并不能全部传递给下一营养级，为什么？
【答案】 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级利用的部分。
在我国农村，很早就有了生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中一个例子。这种方法是利用桑叶喂蚕，蚕沙(蚕粪)养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成一个良性的循环。随着社会的发展，“桑基鱼塘”在不断改进和完善。请回答下列问题。
(1) 请你画出上述“桑基鱼塘”中的能量流动关系。
【答案】 略。
活动二　例析研究生态系统能量流动的实践意义
(2) 请从能量流动的特点的角度出发，分析“桑基鱼塘”设计的合理性。
【答案】 “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
(3) 在该生态系统中，农民还要进行除草、治虫、鱼塘消除杂鱼等管理措施，请从能量流动的角度分析其目的是什么？
【答案】 调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。
(4) 总结研究能量流动的实践意义：
①_________________________________________________________ _____。
②_________________________________________________________ _________________________。
帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用
帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分
下图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请分析并回答下列问题。
活动三　掌握生态系统中物质循环的基本规律及应用
(1) 甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。
【答案】 甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
(2) 碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？
【答案】 碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3) 图中的字母分别表示什么过程？
【答案】 b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表呼吸作用，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。
(4) 碳通过什么途径进入生物群落？
【答案】 生产者的光合作用或化能合成作用。
(5) 碳返回非生物环境的途径有哪些？
【答案】 生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；化石燃料的燃烧。
(6) 若将图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将丁的含义改为______________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→甲”、取消___________。
非生物环境
“丁→甲”
请分析材料并回答下列问题。
环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内以后储存在脂肪、神经组织中而不容易排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的相对浓度如图所示。
活动四　了解生物富集作用的形成过程及其危害
(1) 汞、铅等有害物质原本是以稳定的形式存在于非生物环境中，为什么能进入生物体？能通过物质循环从生物体排出吗？
【答案】 人类活动加速了铅的物质循环，改变了其在环境中的分布。不能。
(2) 汞、铅等有害物质通过哪些渠道进入生物体？
【答案】 冶炼时的重金属粉尘一部分落在植物表面，被叶片吸收；一部分随降雨进入土壤，被植物根吸收；一部分进入水体，被水中的植物和动物吸收。
(3) 进入生物体的汞、铅等有害物质为什么不易被排出体外？
【答案】 因为汞、铅在体内形成比较稳定的化合物，分布于生物多种组织细胞。
(4) 汞、铅等有害物质在生态系统中流动具有什么特点？
【答案】 单向流动，逐级增多，扩散具有全球性。
(5) 根据图中铅浓度的关系，你能写出一条食物链吗？
【答案】 乙→丁→甲→丙。
请根据材料回答下列问题。
土壤中生活着种类和数量繁多的微生物，其中绝大多数以土壤中的有机物为营养物质。某生物学兴趣小组以带有落叶的表层土壤为实验材料，研究土壤微生物的分解作用，进行了如下实验。
活动五　分析土壤微生物的分解作用
实验组合 材料处理 土壤湿度控制 温度/℃ 实验现象
甲 灭菌 湿润 20 落叶不分解
乙 不灭菌 湿润 20 落叶分解较快
丙 不灭菌 湿润 5 落叶分解较慢
丁 不灭菌 较干燥 20 X
(1) 该实验对照组是______；上表中X是________________。
(2) 通过本实验可得出的结论是：①____________________________ ________；②________________________________________。
(3) 为了进一步研究土壤微生物对淀粉的分解作用，请利用下列实验材料和用具，设计实验并预期实验结果。
①作出假设：________________________________。
②实验材料和用具：土壤浸出液、蒸馏水、淀粉糊、恒温箱、烧杯若干、试管若干、碘液、斐林试剂等。
乙
落叶分解较慢
落叶是在土壤微生物的作用下
分解的
温度和土壤湿度会影响微生物的分解速率
土壤中微生物对淀粉有分解作用
③主要的实验步骤：
a. 取两个大小相同的烧杯，编号为A、B，放入________________。在A烧杯中加入适量的土壤浸出液，B烧杯中加入________________。
b. 在恒温箱(20 ℃左右)下放置几天后，分别取A、B烧杯中的溶液 20 mL，各加入两支试管中，分别编号A1、A2、B1、B2。
c. 在A1、B1试管中加入碘液，在A2、B2试管中加入斐林试剂，并进行沸水浴。
d. 观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
等量的淀粉糊
等量的蒸馏水
④实验现象：如果假设成立，则实验现象是_____________________ _____________________________________________________________________________________________________________。
A1无蓝色出现， B1呈现蓝色；A2出现砖红色沉淀，B2没有出现砖红色沉淀(如果假设为土壤中微生物对淀粉没有分解作用，则实验现象对调)
请仔细观察下面甲、乙、丙三幅图并回答相关问题。
活动六　学会区分三种不同信息
甲
乙
丙
(1) 甲、乙、丙分别表示生态系统中什么信息？
【答案】 分别表示物理信息、行为信息、化学信息。
(2) 图甲、乙、丙中表示的信息分别是在哪些成分之间传递？三种信息传递方向上有什么不同？
【答案】 分别是环境传给植物、同种生物之间、异种生物之间。甲为单向，乙、丙为双向。
(3) 信息传递的三个关键要素是什么？以图丙为例，信道是指什么？
【答案】 信息源、信道、信息受体。信道——空气。
(4) 举出你身边的相关的信息传递的实例，并说明其属于什么类型的信息。
【答案】 略。
下图是生态系统的信息传递模型。请回答有关问题。
活动七　总结生态系统中信息传递的特点和作用
(1) 图中“信息”可来自何处？
【答案】 生物或非生物环境。
(2) 从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生在生物与生物之间？
【答案】 不是，在生物和生物之间、生物和非生物环境之间都可以发生信息传递。
(3) 从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？
【答案】 具有双向传递的特点。
(4) 春季，雄鸟长出鲜艳的羽毛，不断鸣叫，并对雌鸟摆出各种姿态。在此过程中首先是雄鸟感受________信息，然后自身发出________信息和________信息；这一现象体现了信息传递的何种作用？
【答案】 信息传递有利于种群繁衍。
物理
物理
行为
(5) 当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。试回答问题。
①烟草释放的这种化学物质属于什么信息？这体现了信息在生态系统中的什么作用？
【答案】 化学信息。调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
②利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行防治，这种方法属于什么类型的防治？其优点是什么？
【答案】 生物防治。不污染环境。
名 卷 优 选
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1. [2023江苏卷]在江苏沿海湿地生态系统中，生态位重叠的两种动物甲、乙发生生态位分化，如图所示。甲主要以植物a为食，乙主要以植物b为食，两者又共同以植食性动物c为食。下列相关叙述错误的是(　　)
A. a、c分别处于第一、二营养级，其生态位重叠
B. a、b中的能量沿着食物链单向流动、逐级递减，最终以热能形式散失
C. 生物群落中物种的生态位受生物因素影响，也与非生物因素有关
D. 生态位分化是经自然选择形成的生物适应性，提高了生物对环境资源的利用率
A
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【解析】 据题意分析，c为植食性动物，处于第二营养级，植物a为生产者，a和c不属于种间竞争关系，生态位不重叠，A错误。
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2. [2025南通如皋适应性考]科研人员发现，某溶洞蝙蝠排泄物是洞穴盲鱼和灶马(昆虫)的主要食物来源。洞口至洞深处，苔藓与真菌共生体覆盖度逐渐降低。下列叙述错误的是(　　)
A. 蝙蝠的同化量用于呼吸消耗、流向分解者，以及流向盲鱼和灶马
B. 洞口到洞内苔藓覆盖度的变化体现了群落的水平结构
C. 盲鱼与灶马可能发生生态位分化以减弱相互之间的竞争
D. 洞内盲鱼视觉的退化是长期环境定向选择的结果
【解析】 盲鱼和灶马以蝙蝠排泄物(属于上一营养级的同化量)为食，属于分解者，A错误。
A
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3. [2026南京二十九中模拟]如图所示为氮循环部分过程。下列说法正确的是(　　)
1
A. 反硝化细菌有利于提高土壤的肥力
B. 生态系统的基石是生产者，氮循环具有全球性
C. 氮循环是指氮元素及含氮化合物在生物群落与无机环境之间的循环过程
D. 从微生物中分离出硝化细菌时，培养基中可以不加氮源
B
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【解析】 反硝化细菌是一类能将硝态氮通过一系列中间产物还原为气态氮的细菌群，土壤中的氮转化为N2释放，土壤的肥力下降，A错误；氮循环是指氮元素在生物群落与无机环境之间的循环过程，C错误；硝化细菌能利用NH3氧化释放的化学能把CO2和H2O合成为有机物，并不能固定空气中的N2，因此从微生物中分离出硝化细菌时，在培养基中需要加氮源，D错误。
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4. [2025南通海安中学月考]棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比，抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是(　　)
A. 统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B. 棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C. 提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D. 若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响
1
【解析】 提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于生物防治，C错误。
C
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5. (多选)[2025南通模拟]某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果，总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，如图所示。下列相关叙述正确的有( )
1
CD
A. 该结果不符合生态系统能量流动的特点
B. 营养级之间能量传递效率越高，说明它们营养级越高
C. 捕食者的捕食难度增大，能量传递效率会降低
D. 现实生活中，人为缩短食物链可提高能量利用率
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【解析】 一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，据题干可知，两个相邻营养级之间均值为10.13%，这符合生态系统能量流动的特点，A错误；营养级的高低与营养级之间传递效率的高低无关，B错误；捕食者捕食难度增大，捕食获得的同化量降低，能量的传递效率会降低，C正确；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，现实生活中，人为缩短食物链可提高能量利用率，D正确。
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6. [2024江苏卷]某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀疏灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题。
1
图1
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(1) 坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为__________。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究，结果如图1，形成该结果的原因是__________________ ______________________________________________________________________________。
(2) 保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是______________。为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方面积应越______。
1
次生演替
火烧地牧草更新繁盛，坡鹿食物来源更丰富，导致采食次数增加，非火烧地提供遮蔽，坡鹿休息次数较多
镶嵌性分布
大
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(3) 为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响，科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后，常选用_______________________溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，这体现了生物多样性的________价值。
(4) 研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃内容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用________________。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是___________________________ __________。
1
体积分数为70%的酒精
直接
胃内容物分析法
15N含量随营养级升高而增加
(生物富集)
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(5) 科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网，部分结构如图2所示。下列叙述错误的有__________(填序号)。
1
图2
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
①②④
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【解析】 (1) 据图1可知，坡鹿在火烧地的采食次数比非火烧地频繁，而休息次数比非火烧地少。形成该结果的原因是火烧地草本植物及其嫩叶更丰富，而非火烧地稀疏灌丛提供遮蔽场所，坡鹿休息次数较多。(2) 群落结构越复杂，样方面积越大，以获得代表性的样本数据。(3) 采集的小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中，以固定杀死小动物并保存。(4) 鱼类的胃内容物可以直接反映其食性。(5) 生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，食物网没有非生物的物质和能量和分解者，①错误；动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和共生等，为种间关系，②错误；图示食虫鸟处于第三营养级，但图示只是保护区食物网的“部分结构”，可能有的食虫鸟为三级消费者、第四营养级，③正确；标记重捕法是估算种群密度的方法，不是精确统计，④错误。
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学习目标　1. 学会分析两营养级之间能量流动的关系。2. 探讨研究生态系统能量流动的实践意义。3. 掌握生态系统中物质循环的基本规律及应用。4. 了解生态系统中信息的种类及传递规律和作用。5. 学会分析信息传递在农业生产中的作用。
核心体系
活动方案
活动一 明确生态系统中能量流动的基本规律及其应用
下图是某人工生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/(m2·y)]。请分析并回答下列问题。
(1) 图中A代表的生理过程是什么？该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
(2) 肉食性动物、植食性动物和生产者固定的总能量分别是多少？植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是多少？
(3) 植食性动物→肉食性动物的能量传递效率是多少？
(4) 由上面的计算结果可知，每一营养级的能量并不能全部传递给下一营养级，为什么？
活动二 例析研究生态系统能量流动的实践意义
在我国农村，很早就有了生态农业的思想，“桑基鱼塘”就是其中一个例子。这种方法是利用桑叶喂蚕，蚕沙(蚕粪)养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成一个良性的循环。随着社会的发展，“桑基鱼塘”在不断改进和完善。请回答下列问题。
(1) 请你画出上述“桑基鱼塘”中的能量流动关系。
(2) 请从能量流动的特点的角度出发，分析“桑基鱼塘”设计的合理性。
(3) 在该生态系统中，农民还要进行除草、治虫、鱼塘消除杂鱼等管理措施，请从能量流动的角度分析其目的是什么？
(4) 总结研究能量流动的实践意义：
①_______________________________________________________________。
②_______________________________________________________________。
活动三 掌握生态系统中物质循环的基本规律及应用
下图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请分析并回答下列问题。
(1) 甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。
(2) 碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？
(3) 图中的字母分别表示什么过程？
(4) 碳通过什么途径进入生物群落？
(5) 碳返回非生物环境的途径有哪些？
(6) 若将图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将丁的含义改为____________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→甲”、取消____________。
活动四 了解生物富集作用的形成过程及其危害
请分析材料并回答下列问题。
环境中的汞、铅等重金属随食物、饮水进入生物体内以后储存在脂肪、神经组织中而不容易排出体外。某生态系统有甲、乙、丙、丁四个营养级，在某一时间测得所含某种重金属的相对浓度如图所示。
(1) 汞、铅等有害物质原本是以稳定的形式存在于非生物环境中，为什么能进入生物体？能通过物质循环从生物体排出吗？
(2) 汞、铅等有害物质通过哪些渠道进入生物体？
(3) 进入生物体的汞、铅等有害物质为什么不易被排出体外？
(4) 汞、铅等有害物质在生态系统中流动具有什么特点？
(5) 根据图中铅浓度的关系，你能写出一条食物链吗？
活动五 分析土壤微生物的分解作用
请根据材料回答下列问题。
土壤中生活着种类和数量繁多的微生物，其中绝大多数以土壤中的有机物为营养物质。某生物学兴趣小组以带有落叶的表层土壤为实验材料，研究土壤微生物的分解作用，进行了如下实验。
实验组合 材料处理 土壤湿度控制 温度/℃ 实验现象
甲 灭菌 湿润 20 落叶不分解
乙 不灭菌 湿润 20 落叶分解较快
丙 不灭菌 湿润 5 落叶分解较慢
丁 不灭菌 较干燥 20 X
(1) 该实验对照组是______________；上表中X是________________。
(2) 通过本实验可得出的结论是：①___________________________________
______________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________。
(3) 为了进一步研究土壤微生物对淀粉的分解作用，请利用下列实验材料和用具，设计实验并预期实验结果。
①作出假设：_______________________________________________________。
②实验材料和用具：土壤浸出液、蒸馏水、淀粉糊、恒温箱、烧杯若干、试管若干、碘液、斐林试剂等。
③主要的实验步骤：
a. 取两个大小相同的烧杯，编号为A、B，放入____________________。在A烧杯中加入适量的土壤浸出液，B烧杯中加入_____________________________。
b. 在恒温箱(20 ℃左右)下放置几天后，分别取A、B烧杯中的溶液20 mL，各加入两支试管中，分别编号A1、A2、B1、B2。
c. 在A1、B1试管中加入碘液，在A2、B2试管中加入斐林试剂，并进行沸水浴。
d. 观察试管中溶液的颜色变化，记录实验结果。
④实验现象：如果假设成立，则实验现象是______________________________
______________________________________________________________________。
活动六 学会区分三种不同信息
请仔细观察下面甲、乙、丙三幅图并回答相关问题。
甲 乙 丙
(1) 甲、乙、丙分别表示生态系统中什么信息？
(2) 图甲、乙、丙中表示的信息分别是在哪些成分之间传递？三种信息传递方向上有什么不同？
(3) 信息传递的三个关键要素是什么？以图丙为例，信道是指什么？
(4) 举出你身边的相关的信息传递的实例，并说明其属于什么类型的信息。
活动七 总结生态系统中信息传递的特点和作用
下图是生态系统的信息传递模型。请回答有关问题。
(1) 图中“信息”可来自何处？
(2) 从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生在生物与生物之间？
(3) 从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？
(4) 春季，雄鸟长出鲜艳的羽毛，不断鸣叫，并对雌鸟摆出各种姿态。在此过程中首先是雄鸟感受________信息，然后自身发出________信息和________信息；这一现象体现了信息传递的何种作用？
(5) 当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。试回答问题。
①烟草释放的这种化学物质属于什么信息？这体现了信息在生态系统中的什么作用？
②利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行防治，这种方法属于什么类型的防治？其优点是什么？
名卷优选
1. [2023江苏卷]在江苏沿海湿地生态系统中，生态位重叠的两种动物甲、乙发生生态位分化，如图所示。甲主要以植物a为食，乙主要以植物b为食，两者又共同以植食性动物c为食。下列相关叙述错误的是(　　)
A. a、c分别处于第一、二营养级，其生态位重叠
B. a、b中的能量沿着食物链单向流动、逐级递减，最终以热能形式散失
C. 生物群落中物种的生态位受生物因素影响，也与非生物因素有关
D. 生态位分化是经自然选择形成的生物适应性，提高了生物对环境资源的利用率
2. [2025南通如皋适应性考]科研人员发现，某溶洞蝙蝠排泄物是洞穴盲鱼和灶马(昆虫)的主要食物来源。洞口至洞深处，苔藓与真菌共生体覆盖度逐渐降低。下列叙述错误的是(　　)
A. 蝙蝠的同化量用于呼吸消耗、流向分解者，以及流向盲鱼和灶马
B. 洞口到洞内苔藓覆盖度的变化体现了群落的水平结构
C. 盲鱼与灶马可能发生生态位分化以减弱相互之间的竞争
D. 洞内盲鱼视觉的退化是长期环境定向选择的结果
3. [2026南京二十九中模拟]如图所示为氮循环部分过程。下列说法正确的是(　　)
A. 反硝化细菌有利于提高土壤的肥力
B. 生态系统的基石是生产者，氮循环具有全球性
C. 氮循环是指氮元素及含氮化合物在生物群落与无机环境之间的循环过程
D. 从微生物中分离出硝化细菌时，培养基中可以不加氮源
4. [2025南通海安中学月考]棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比，抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是(　　)
A. 统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B. 棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C. 提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D. 若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响
5. (多选)[2025南通模拟]某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果，总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，如图所示。下列相关叙述正确的有(　　)
A. 该结果不符合生态系统能量流动的特点
B. 营养级之间能量传递效率越高，说明它们营养级越高
C. 捕食者的捕食难度增大，能量传递效率会降低
D. 现实生活中，人为缩短食物链可提高能量利用率
6. [2024江苏卷]某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀疏灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题。
图1
(1) 坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为_______。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究，结果如图1，形成该结果的原因是_____________________________________________。
(2) 保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是____________。为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方面积应越________。
(3) 为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响，科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后，常选用__________________溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，这体现了生物多样性的________价值。
(4) 研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃内容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用__________。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是__________________。
(5) 科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网，部分结构如图2所示。下列叙述错误的有______(填序号)。
图2
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
第54讲　生态系统的功能
(含能量流动、物质循环、信息传递)
【活动方案】
活动一
(1) 呼吸作用。一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2) 肉食性动物固定的总能量：7.5×103 kJ/(m2·y)；
植食性动物固定的总能量：1.6×104 kJ/(m2·y)；
生产者固定的总能量：1.1×105 kJ/(m2·y)。
植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量：1.2×104 kJ/(m2·y)。
(3) (7.5－5)/16×100%＝15.6%。
(4) 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级利用的部分。
“沼气工程”“桑基鱼塘”等都能提高能量利用率，但不能提高能量传递效率。能提高能量传递效率的例子非常少，常见的只有秸秆青贮处理作为牛羊等的饲料、选择消化吸收率高的品种的家畜等。
活动二
(1) 略。
(2) “桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
(3) 调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。
(4) ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用　②帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分
1 输入一个生态系统的能量等于生产者同化的能量＋饲料有机物中的能量＋可能的污水有机物中的能量。
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。
3 植物光合作用与同化量之间的关系：光合作用储存能量＝同化的能量，净光合作用储存能量＝用于生长、发育和繁殖的能量；同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
4 能量传递效率并不都是10%～20%，例如能量利用率较高的生态系统能量传递效率可大于30%，某些温带草原生态系统能量传递效率可能只有1%。
活动三
(1) 甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。
(2) 碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3) b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表呼吸作用，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。
(4) 生产者的光合作用或化能合成作用。
(5) 生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；化石燃料的燃烧。
(6) 非生物环境　“丁→甲”
活动四
(1) 人类活动加速了铅的物质循环，改变了其在环境中的分布。不能。
(2) 冶炼时的重金属粉尘一部分落在植物表面，被叶片吸收；一部分随降雨进入土壤，被植物根吸收；一部分进入水体，被水中的植物和动物吸收。
(3) 因为汞、铅在体内形成比较稳定的化合物，分布于生物多种组织细胞。
(4) 单向流动，逐级增多，扩散具有全球性。
(5) 乙→丁→甲→丙。
生物富集与同位素分馏
生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质(如重金属汞、DDT等)，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。需要注意的是，富集并不一定伴随营养级升高，例如生活在被汞污染的水体中的鱼类，鱼龄越大，体内富集的汞就越多。一般来说，肉食性鱼体内汞含量大于植食性鱼，食鱼的鸟在体内蓄积的汞更多。
同位素分馏是指同位素比例的变化(如15N/14N)，与代谢过程的选择性有关，而非物质总量的积累。生物代谢过程中会发生氮同位素分馏，导致较轻的14N更容易通过排泄等途径排出，而较重的15N则更多保留在生物体内。因此，随着营养级的升高，生物体内的15N/14N比值会逐渐增加。与生物富集相比，这是相对比例的变化，而非15N或14N的绝对量在食物链中积累。15N在食物链中的“富集”是同位素比例变化的结果，而14N的相对比例会降低，但绝对含量可能随总氮量变化。二者均不涉及传统意义上的生物富集(绝对浓度增加)。所以对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位。
活动五
(1) 乙　落叶分解较慢
(2) ①落叶是在土壤微生物的作用下分解的　②温度和土壤湿度会影响微生物的分解速率
(3) ①土壤中微生物对淀粉有分解作用　③等量的淀粉糊　等量的蒸馏水　④A1无蓝色出现， B1呈现蓝色；A2出现砖红色沉淀，B2没有出现砖红色沉淀(如果假设为土壤中微生物对淀粉没有分解作用，则实验现象对调)
活动六
(1) 分别表示物理信息、行为信息、化学信息。
(2) 分别是环境传给植物、同种生物之间、异种生物之间。甲为单向，乙、丙为双向。
(3) 信息源、信道、信息受体。信道——空气。
(4) 略。
生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息；动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。生物之间通过化学物质进行传递信息称为化学信息。
物理信息来源于生物和无机环境；化学信息和行为信息来源于生物。生态系统的信息传递的范围不包括细胞之间的传递。生态系统的信息传递是种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。信息传递的方向一般是双向的。
活动七
(1) 生物或非生物环境。
(2) 不是，在生物和生物之间、生物和非生物环境之间都可以发生信息传递。
(3) 具有双向传递的特点。
(4) 物理　物理　行为　信息传递有利于种群繁衍。
(5) ①化学信息。调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。②生物防治。不污染环境。
【名卷优选】
1 A　据题意分析，c为植食性动物，处于第二营养级，植物a为生产者，a和c不属于种间竞争关系，生态位不重叠，A错误。
2 A　盲鱼和灶马以蝙蝠排泄物(属于上一营养级的同化量)为食，属于分解者，A错误。
3 B　反硝化细菌是一类能将硝态氮通过一系列中间产物还原为气态氮的细菌群，土壤中的氮转化为N2释放，土壤的肥力下降，A错误；氮循环是指氮元素在生物群落与无机环境之间的循环过程，C错误；硝化细菌能利用NH3氧化释放的化学能把CO2和H2O合成为有机物，并不能固定空气中的N2，因此从微生物中分离出硝化细菌时，在培养基中需要加氮源，D错误。
4 C　提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于生物防治，C错误。
5 CD　一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，据题干可知，两个相邻营养级之间均值为10.13%，这符合生态系统能量流动的特点，A错误；营养级的高低与营养级之间传递效率的高低无关，B错误；捕食者捕食难度增大，捕食获得的同化量降低，能量的传递效率会降低，C正确；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，现实生活中，人为缩短食物链可提高能量利用率，D正确。
6 (1) 次生演替　火烧地牧草更新繁盛，坡鹿食物来源更丰富，导致采食次数增加，非火烧地提供遮蔽，坡鹿休息次数较多
(2) 镶嵌性分布　大
(3) 体积分数为70%的酒精　直接
(4) 胃内容物分析法　15N含量随营养级升高而增加(生物富集)
(5) ①②④
解析：(1) 据图1可知，坡鹿在火烧地的采食次数比非火烧地频繁，而休息次数比非火烧地少。形成该结果的原因是火烧地草本植物及其嫩叶更丰富，而非火烧地稀疏灌丛提供遮蔽场所，坡鹿休息次数较多。(2) 群落结构越复杂，样方面积越大，以获得代表性的样本数据。(3) 采集的小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中，以固定杀死小动物并保存。(4) 鱼类的胃内容物可以直接反映其食性。(5) 生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，食物网没有非生物的物质和能量和分解者，①错误；动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和共生等，为种间关系，②错误；图示食虫鸟处于第三营养级，但图示只是保护区食物网的“部分结构”，可能有的食虫鸟为三级消费者、第四营养级，③正确；标记重捕法是估算种群密度的方法，不是精确统计，④错误。第54讲　生态系统的功能(含能量流动、物质循环、信息传递)
1 [2025无锡期末]当捕食者有多种猎物可选择时，将会捕食那些能够使捕食者在单位时间获得最大净能量的猎物。如图为白鹡鸰的猎物选择与单位时间净能量获得的关系，下列叙述错误的是(　　)
A. 白鹡鸰粪便中的能量不属于其同化量的一部分
B. 白鹡鸰对猎物的选择不会随着季节的变化而发生变化
C. 当某类猎物数量较多时，白鹡鸰将更多地捕食这类猎物
D. 猎物尺寸过大时选择性下降，可能与捕食者捕获猎物耗能较多有关
2 [2025苏州模拟]某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A. 能量不能由第二营养级流向第一营养级
B. 根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C. 流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D. 第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
3 [2025南通如皋适应性考]洪泛区是指江河两岸，湖周海滨等易受洪水淹没的区域，这些区域土地肥沃，生物种类丰富，综合利用生物学知识构建生态护坡，可有效减轻洪灾对生产的影响。如图是某河流生态护坡的模式图。下列说法错误的是(　　)
A. 物种组成是区别淹没区与水位变动区两个区域群落的重要特征
B. 偶然洪泛区到淹没区的生物种类不同体现了群落的水平结构
C. 淹没区中两种鱼的食性重叠越多，说明二者的生态位分化越不明显
D. 该区域内的动植物通过复杂的食物关系实现了物质循环和能量流动
4 [2024南通如东期初]稻虾共作生态系统是在传统稻田生态系统中放养小龙虾，小龙虾以稻田的稻飞虱、杂草及某些生物的遗体残骸等为食，同时排便给稻田增肥。下列关于稻虾共作生态系统的叙述，正确的是(　　)
A. 小龙虾的粪便能为水稻提供物质和能量
B. 小龙虾只属于消费者，可处于第二、三营养级
C. 放养小龙虾后，该稻田稻飞虱的环境容纳量增大
D. 输出的有机物高于传统稻田，也需要额外施用肥料
5 [2026南京学情检测]如图为某草原上植食动物所摄入能量的去路(字母表示相应能量)。下列有关叙述正确的是(　　)
A. C中的能量用于植食动物的生长、发育和繁殖
B. A和D均属于植食动物同化量中流向分解者的能量
C. 图示内容除能体现能量流动过程外，还能表示物质循环过程
D. 图中植食动物和肉食动物之间的能量传递效率为(C－D)/(A＋B)×100%
6 [2025南通如皋适应性考]下图为生态系统氮循环示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A. 氮循环是指氮元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程
B. 图中完整的氮循环过程应补充：植物、动物及微生物大气
C. 参与Ⅰ过程的共生固氮菌同化类型为异养型，自生固氮菌同化类型为自养型
D. 氮元素沿食物链逐渐在生物体内聚集，出现明显的生物富集现象
7 [2024南通模拟]如图是蚯蚓参与碳循环的部分示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 蚯蚓和土壤微生物在生态系统中均属于分解者
B. 碳元素在动植物之间以CO2的形式循环流动
C. 蚯蚓可加快土壤中有机物分解，提高碳循环速度
D. 土壤中的硝酸盐可为某些自养微生物固定CO2提供能量
8 采用原位治理技术治理污染水体，下列相关叙述正确的是(　　)
A. 应用无土栽培技术，种植的生态浮床植物可吸收水体营养和富集重金属
B. 为了增加溶解氧，可以采取曝气、投放高效功能性菌剂及其促生剂等措施
C. 重建食物链时放养蚌、螺等底栖动物作为初级消费者，摄食浮游动、植物
D. 人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率
9 [2025南通海安实验中学模拟]秸秆的合理回收、利用具有重要的生态价值。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 秸秆青贮处理作为牛羊等的饲料，不能提高能量传递效率
B. 秸秆还田为土壤微生物提供物质和能量，并可改善土壤结构
C. 秸秆放入沼气池中发酵生产沼气，可提高能量的利用率
D. 秸秆作为培养基培育菌菇类食品，可使秸秆中能量更多地流向人类
10 [2025南通海安实验中学模拟]信息论创始人香农认为，没有物质的世界是虚无的，没有能量的世界是死寂的，没有信息的世界是混乱的。下列关于物质、能量和信息的叙述，错误的是(　　)
A. 能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体
B. 光照对于植物既可能是能量，也可能是一种信号
C. 生态系统的信息传递是双向的，如植物和太阳之间的信息传递
D. 在信息传递的作用下，物质循环和能量流动有条不紊地进行，共同维持生态系统的稳态
11 [2025南通模拟]两种肉食性螳螂在许多地方共存，它们的食性有共性，也有差异。它们的生命周期有2至3周的时差。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 同一地区的两种螳螂属于不同种群，它们之间存在生殖隔离
B. 两种螳螂食性有差异、生命周期有时差是生态位分化的表现
C. 两种螳螂生态位的分化，加剧两者之间的种间竞争
D. 在生态系统中两种螳螂与被捕食者之间存在信息交流
12 [2024南京六校联考]蝗虫种群依赖4乙烯基苯甲醚(4VA)信息素来群聚成灾，4VA随种群密度增加而增加。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 4VA可通过正反馈来提高蝗虫出生率，增加种群密度
B. 危害农作物的蝗虫常常集群分布属于蝗虫的数量特征之一
C. 不同高度植被上的蝗虫数量不同反映了群落的垂直结构特征
D. 利用人工合成的4VA类似物来诱杀蝗虫属于化学防治
13 [2026南京中华中学期初]下图为稻—鱼—蟹共生种养系统某时期的能量流动示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表营养级，数字代表能量值(单位：106kJ)，箭头指向表示能量归属。下列叙述正确的是(　　)
A. 该生态系统最高营养级为第三营养级
B. 该时期内输入该生态系统的总能量为9 431×106 kJ
C. 第二营养级的K值大于79×106kJ
D. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为6.5%
14 (多选)[2024南外、金陵、海安三校联考]科研小组对某湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如表所示(X表示能量流动的去向之一，Y、Z为能量值，能量单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物只作为一个营养级研究)。下列表述错误的有(　　)
生物类型 呼吸作用 散失的能量 X 未利用 流向下一营 养级的能量 外来有机物 输入的能量
生产者 44.0 5.0 96.0 Y 0
植食性动物 9.5 1.5 11.0 Z 8.0
肉食性动物 6.8 0.5 12.2 0 15.0
A. X表示流向分解者的能量
B. 流入该生态系统的总能量值为188.5 J·cm-2·a-1
C. 能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是15.8%
D. 生产者、植食性动物、肉食性动物组成生态系统
15 (多选)[2026南通通州期初]图示某松林生态系统中碳储量及碳转移途径。下列相关叙述正确的有(　　)
A. 碳在非生物环境和生物群落之间循环往复，具有全球性
B. 大气中CO2主要通过绿色植物光合作用进入生物群落
C. 碳在植食性动物与肉食性动物之间以CO2形式进行传递
D. 图中“？”为23.17时，说明该系统处于碳收支平衡状态
16 [2025南京、盐城期末]榕树是一种桑科榕属大乔木植物，目前发现榕小蜂是其唯一的传粉昆虫，榕树花序为榕小蜂幼体提供食物和栖息地。请回答下列相关问题。
(1) 榕树和榕小蜂的种间关系是________。榕树在花期释放特殊气味吸引榕小蜂，此气味是______信息，该信息传递在生态系统中的作用是______________
________。
(2) 榕树有雌雄同株和功能性雌雄异株两种类型，两类植株的花序结构及功能如下表所示：
植株类型 花序结构 成熟花粉 雌花的子房
产生种子 养育榕小蜂
雌雄同株 有雄花和雌花 ＋ ＋ ＋
功能性 雌雄异株 雄株 有雄花和雌花 ＋ － ＋
雌株 只有雌花 － ＋ －
注：“＋”表示有，“－”表示无
试分析雄株和雌株上的雌花的功能分别是______________________________
______________________________________________________________________。
(3) 图1所示为某生态村建立的“榕树—沼气池—池塘—鸡舍”立体农业生态系统，流经该生态系统的总能量包括____________________________。鸡粪中的能量，属于该系统中________同化的能量。
图1 图2
注：字母表示能量值，单位kJ/(m2·a)
(4) 图2所示为某科研小组绘制的该生态村能量流动示意图。据图分析：第二营养级生物用于自身生长、发育和繁殖的能量为________kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为__________。从能量流动角度分析，该生态系统的效益优于传统农业的原因是__________________________________________
______________________________________________________________________。
17 [2024南通月考]森林生态系统是陆地最大的碳库，森林土壤碳库在全气候调控和碳平衡维持方面具有至关重要的作用。作为碎屑食物网的起点，土壤微食物网是森林生态系统地上—地下碳转化的关键驱动者，决定着森林土壤有机碳的分解、转化和储存等过程，影响着森林生态系统的固碳潜力。下图是土壤部分生物微食物网及碳库主要途径，a～e为生理过程，请回答下列问题。
(1) 土壤微食物网中有众多的微小生物类群和部分中型动物(<2 mm)，欲调查这些动物类群的丰富度用____________的方法进行采集、调查。对于个体较大、数量有限的物种采用____________(填“目测估计法”或“记名计算法”)进行统计。调查过程中发现不同区域土壤中落叶含量不同，分布的生物类群和数量也不同，体现了群落的________结构。
(2) 土壤微食物网中含碎屑食物链(以有机碎屑为第一营养级，以碎屑为食的腐生细菌和真菌也占营养级)和捕食食物链，请写出上图食物网中捕食食物链：乔木根→________________________，土壤微食物网中第四营养级生物有_________
______________________________________________________________________。
(3) 在碳循环中，图中e为_____________途径。为了缓解温室效应，我国提出碳中和目标，若要达到此目标，上图要满足a＝___________关系(用a～e表示)。
(4) 如图所示，微生物是土壤碳库转化的主要动力。一方面，微生物将活性碳库中易分解的有机物分解释放出CO2、________等供植物利用。另一方面，微生物产生的酚类、醌类物质与植物残体中纤维素、木质素等不易分解部分聚合成腐殖质。除了上述作用外，微生物的________也可以转化成腐殖质形成稳定碳库。腐殖质分解慢，在土壤中可以滞留很长时间，不仅可以提高土壤肥力，还可以积累土壤碳库，缓解温室效应。
(5) 酚类氧化酶在厌氧环境下活性极低，秋季落叶若采用挖沟填埋方式处理，微生物产生的酚类物质会________(填“增多”或“减少”)，更________(填“有”或“不”)利于腐殖质的形成。
18 [2025南通模拟]植被盖度是指植被覆盖地面的面积比例，生态系统中不同类型植被盖度会影响动物栖息地的选择。某地区雉鹑体色为灰褐色，是我国特有的物种，对环境较敏感，主要食物关系如图1。科研人员对该地区雉鹑繁殖季(春夏季)和非繁殖季(秋冬季，有较长的雪期)的生存环境中各种植被的盖度进行调查，结果如图2。请回答下列问题。
图1 图2
(1) 调查雉鹑种群密度时常采用红外线相机陷阱法，即通过红外传感器触发相机自动拍摄或录像记录动物。与标记重捕法相比，该方法的主要优势有对生物伤害少、______________________________。
(2) 图1中雉鹑同化的能量除呼吸消耗外，去向还有________________。雉鹑繁殖地生境的群落外貌和结构因春、夏、秋、冬的变化而发生规律性的变化，这称之为____________。
(3) 雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等体现了群落的________结构。 乔木盖度与草本盖度一般呈________(关系)，主要原因是_______
______________________________________________________________________。
(4) 当雉鹑发现捕食者时，可通过短促尖锐的警戒声，头部摆动、颈部伸直等动作来提醒同伴，这些属于生态系统中的________信息。
(5) 据图2分析，雉鹑在繁殖季更多选择生活在________________盖度较大的环境中，这有利于______________________；非繁殖季雉鹑更多选择生活在____________________的环境中，这有利于_________________________________
______________________________________________________________________。
19 [2025苏锡常镇模拟]营养级联效应(STC)描述了在群落中移除或添加顶级捕食者后对较低营养级产生的显著间接影响的过程。为研究初级生产力(生产者固定的总能量)和能量传递效率对STC强度的影响，研究人员构建了具有强烈STC效应的“浮游植物→浮游动物→虾” 食物链模型进行实验，步骤如下。请回答下列问题。
步骤1：配制不同营养供应水平(高磷、中磷、低磷)的水体。
步骤2：以太湖中的浮游植物(p)、浮游动物(m、b和d)、秀丽白虾(e)构建食物链模型：p＋(b＋d)＋e、________＋e、p＋(b＋m)＋e；p＋(b＋d)、p＋(b＋d＋m)、p＋(b＋m)。其中m易被捕食且营养丰富，d很难被捕食且营养含量低；浮游动物中不同物种比例相等且总密度相同。
步骤3：将上述生物组合分别放入装有高磷、中磷、低磷水体的容器中并放回太湖培养。
步骤4：测量各营养级的生物量并计算能量传递效率和STC值。
(1) 实验步骤2中“________”处的内容为_______________________________
______________________________________________________________________。
(2) 在“浮游植物→浮游动物→虾”食物链中，浮游植物固定的能量只有一小部分能转化为浮游动物的生物量，其原因有_______________________________。
(3) 步骤3放回太湖培养的实验装置至少需要____套，每组装置中还需另外加入湖底沉积物以提供生态系统的____________________(填生态系统的成分)；实验装置放回太湖培养的目的是__________________________________________。
(4) 上述实验测得的浮游动物群落组成与STC之间的关系如下图。
结果表明____________(填“初级生产力”或“能量传递效率”)是STC强度的决定因素，理由有_____________________________________________________。
(5) STC体现了生态系统通过________调节维持其结构和功能的相对稳定，根据STC机制，适当增加第________营养级的数量有助于恢复富营养化的湖泊。
第54讲　生态系统的功能(含能量流动、物质循环、信息传递)
1 B　随着季节变化，猎物的数量、种类可能发生改变，白鹡鸰对猎物的选择也会随之发生改变，B错误；当某类猎物数量较多时，白鹡鸰将更多地捕食这类猎物，可获得更多的能量，C正确。
2 D　该生态系统是稳定的生态系统，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。
3 D　物质循环发生在生物群落与无机环境之间，该区域的生物并不能通过食物关系实现物质循环，D错误。
4 D　植物不能直接利用有机物，且能量流动是单向、不循环的，小龙虾的粪便被分解者分解成无机物，可为水稻提供无机盐，但不能提供能量，A错误；分析题意可知，小龙虾以稻田的稻飞虱、杂草为食，属于消费者，可处于第二、三营养级，同时还可以某些生物的遗体残骸等为食，属于分解者，B错误；放养小龙虾后，小龙虾以稻飞虱为食，该稻田稻飞虱的环境容纳量减小，C错误；稻虾共作种养生态模式减少了农药及化肥的经济投入，但仍需要额外施用肥料，D正确。
5 A　据图分析可知，C表示用于植食动物生长、发育和繁殖等生命活动的能量，A正确；A不属于植食动物同化量中流向分解者的能量，而是植物同化量中流向分解者的能量，B错误；图示内容只能表示能量流动，不能表示物质循环，C错误；能量传递效率为两个营养级之间同化量之比，C是植食性动物用于生长、发育和繁殖的能量，D是植食性动物流向分解者的能量，从长时间尺度上来说，不考虑未被利用的能量，则(C－D)就是肉食性动物的同化量，B是植食性动物的同化量，D错误。
6 A　植物、动物及微生物呼吸作用不向大气中释放N元素，生物代谢蛋白质等含氮物质后产生的废物(如尿素、尿酸、氨)主要通过泌尿系统排出，而非呼吸系统，B错误；生产者通常是指能够通过光合作用和化能合成作用将无机物合成有机物的生物，共生固氮菌为消费者，自生固氮菌为分解者(圆褐固氮菌)或生产者(固氮蓝细菌)，C错误；生物富集是指生物体从周围环境中吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，D错误。
7 C　土壤微生物主要是分解者，还有消费者和生产者，A错误；碳元素在群落与无机环境之间以CO2的形式循环流动，在动物和绿色植物之间以有机物形式流动，B错误；消费者和分解者都可以加速物质循环，C正确；硝化细菌氧化氨形成硝酸的过程释放能量，为固定CO2提供能量，硝酸盐不能提供能量，D错误。
8 A　运用无土栽培技术，以高分子材料等为载体和基质、以水生植物为主体的生态浮床，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，通过吸收水中的N、P等植物生长所必需的营养元素，削减富营养化水体中的N、P及有机物质，此外，植物还起富集水中重金属的作用，A正确；高效功能性菌剂的投放可增加水体中微生物的数量，会导致耗氧量增加，B错误；蚌是滤食性动物，主要以水中的细菌、浮游植物、原生动物、轮虫、小型桡足类和有机碎屑为食，螺主要摄食小型浮游生物、有机碎屑和幼嫩的浮水植物，以浮游动物为食时作为次级消费者，C错误；人为操纵生态系统营养结构，有利于调整能量流动方向，但不能提高能量传递效率，D错误。
9 A　青贮技术就是把新鲜的秸秆填入密闭的青贮窖或青贮塔内，经过微生物发酵作用，达到长期保存其青绿多汁营养特性的目的，经微生物发酵作用的秸秆能量可被牛羊充分利用，因此能提高能量传递效率，A错误。
10 C　
11 C　两种螳螂生态位的分化，有利于它们充分利用环境资源，减弱两种螳螂的种间竞争，C错误。
12 A　危害农作物的蝗虫常常集群分布属于蝗虫的空间特征，不是数量特征，B错误；群落的垂直结构是不同物种在垂直方向的分层现象，蝗虫是一个物种，不同高度植被上的蝗虫数量不同，不能反映群落的垂直结构特征，C错误；4VA属于化学信息，用人工合成的4VA诱杀蝗虫属于生物防治，D错误。
13 D　据图可知，Ⅲ有能量流向下一营养级，说明还存在更高的营养级，A错误；输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能以及饲料中含有的能量，生产者固定的光能为9 431×106 kJ，饲料中的能量为(46＋10)×106 kJ，所以总能量为(9 431×106＋56×106)kJ＝9 487×106 kJ，B错误；K值是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，并非能量值，C错误；传递效率是相邻两营养级的同化量之比，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为73/(1 077＋46)×100%＝6.5%，D正确。
14 BCD　某一营养级同化的能量的去向有呼吸作用消耗、流向分解者、流入下一营养级和未被利用，故X表示流向分解者的能量，A正确；流入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能总量和外来有机物输入的能量，肉食性动物同化的能量为6.8＋0.5＋12.2＝19.5 J·cm-2·a-1，其中有15.0 J·cm-2·a-1来自外来有机物的输入，所以上一营养级输入的能量为4.5 J·cm-2·a-1，即Z为4.5 J·cm-2·a-1，同理，可求得植食性动物同化量为9.5＋1.5＋11.0＋4.5＝26.5 J·cm-2·a-1，其中有8.0 J·cm-2·a-1来自外来有机物的输入，所以上一营养级输入的能量为18.5 J·cm-2·a-1，即Y为18.5 J·cm-2·a-1，生产者固定的能量为44.0＋5.0＋96.0＋18.5＝163.5 J·cm-2·a-1，所以流入该生态系统的总能量值为186.5 J·cm-2·a-1，B错误；植食性动物到肉食性动物的传递效率是4.5/26.5×100%≈17%，C错误；生态系统的组成成分除生产者、消费者外，还有分解者以及非生物的物质和能量，D错误。
15 ABD　在生态系统中，大气中的CO2主要通过生产者(主要是绿色植物)的光合作用被固定，将CO2和水转化为有机物，并释放出O2，从而使碳元素进入生物群落，这是碳进入生物群落的主要途径，B正确；碳在植食性动物与肉食性动物之间以含碳有机物的形式进行传递，而不是以CO2形式传递，C错误；据图可知，植物从大气中获取了35.9吨/(公顷·年)的CO2，要保证该系统碳收支平衡，则图中“？”应为35.9－12.1－0.6－0.03＝23.17，D正确。
16 (1) 互利共生　化学　有利于种群的繁衍　(2) 雄株的雌花与养育榕小蜂有关，雌株的雌花与产生种子有关　(3) 榕树、水草等生产者固定的总太阳能以及饲料中的能量　榕树　(4) B＋G－F－H　E/(B＋G－F)×100%　实现能量多级利用，提高能量利用率(使能量持续高效流向对人类最有益的部分)
解析：(3) 鸡粪是来自上一营养级但未被鸡同化的部分，故其中的能量为上一营养级，即榕树同化的能量。(4) 据图2分析可知，第二营养级生物的能量来源有摄入量B和饲料G，去除粪便F，即(B＋G－F)为第二营养级生物同化的能量，该部分能量除了用于呼吸散失的部分H外，即(B＋G－F－H)为用于自身生长、发育和繁殖的能量。第二营养级同化的能量为(B＋G－F)，第三营养级同化的能量为E，则第二营养级到第三营养级的能量传递效率为E/(B＋G－F)×100%。由于该生态系统建立了沼气池，并用鸡粪养鱼，实现了能量的多级利用，提高了能量利用率，从而使其效益优于传统农业。
17 (1) 取样器取样　记名计算法　水平　(2) 根食性线虫→捕食性线虫　杂食性线虫和捕食性线虫　(3) 化石燃料的燃烧　b＋c＋d＋e (4) 无机盐　残体　(5) 增多　有
解析：(3) 在碳循环中，图中e为CO2返回无机环境的途径，表示化石燃料的燃烧。碳中和一般是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的CO2或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的CO2或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。(4) 微生物将活性碳库中易分解的有机物分解释放出CO2、无机盐、水等，供植物利用。腐殖质是已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质，因此微生物的残体也可以转化成腐殖质形成稳定碳库。(5) 酚类氧化酶在厌氧环境下活性极低，秋季落叶填埋相当于创造厌氧环境，此时酚类氧化酶活性较低，微生物产生的酚类物质会增多，酚类容易聚合成腐殖质，因此更有利于腐殖质形成。
18 (1) 不受调查区域天气和地形影响、可长期连续监测　(2) 流向分解者、流向金雕和红隼　群落的季节性　(3) 垂直　负相关　乔木盖度大导致林下光照不足、乔木的深根系对水分和养分的竞争力更强　(4) 物理和行为　(5) 草本　获得足够的食物哺育后代　乔木和落叶盖度大、草本盖度小　隐蔽躲避天敌、获得食物
19 (1) p＋(b＋d＋m)　(2) 部分能量用于呼吸散失、流入分解者　(3) 54　分解者和非生物的物质(和能量)　保持水温等条件与自然生活条件一致　(4) 能量传递效率　浮游动物群落组成相同时，磷浓度(初级生产力)对STC无明显影响；b＋m组顶级捕食者(虾)的捕食效率高，STC值大(或随顶级捕食者捕食效率的提高，STC增加)　(5) 负反馈　四
解析：本实验有两个自变量，一是不同营养供应水平(高磷、中磷、低磷)水体，二是不同的生物组合；配制不同营养供应水平(高磷、中磷、低磷)的水体，主要是建构不同的初级生产力，不同的生物组合构成食物链，欲构建不同的能量传递效率，通过对其的探究，研究其对STC强度的影响，进而用于对富营养化湖泊治理和修复提供方案。(1) 对比6种不同的食物链模型，变量是有无虾(e)及不同浮游动物组合(m/d)，前后对照可知前三种组合的第二种组合应该是p＋(b＋d＋m)＋e。(2) 在“浮游植物→浮游动物→虾”食物链中，浮游植物固定的能量去向有：部分用于自身呼吸消耗以热能的形式散失、部分流向分解者、部分流向下一营养级，所以浮游植物固定的能量只有一小部分能转化为浮游动物的生物量。(3) 据题意可知，步骤3放回太湖培养的实验装置至少需要：3种磷水平(高、中、低)×6种生物组合×重复3次＝54组。(4) 据图中信息可知，浮游动物群落组成相同时，不同磷浓度条件下STC无明显差异，说明磷浓度(初级生产力)对STC无明显影响；对比b＋d组与d＋m＋b组，结果说明m的存在与否对STC影响不大；对比d＋m＋b组与b＋m组，b＋m组被顶级捕食者(虾)的捕食效率高，STC值也大，而d很难被捕食且营养含量低，说明是能量传递效率决定STC强度。(5) STC体现了生态系统的负反馈调节机制(顶级捕食者调控下级营养级)。富营养化是由浮游植物(第一营养级)过度繁殖引起的，根据STC机制，适当增加第四营养级的数量可以使第三营养级的数量减少，进而第二营养级的数量增多，从而抑制浮游植物(第一营养级)过度繁殖，有助于恢复富营养化的湖泊。

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