资源简介 第五讲 生态环境的保护[考纲展示]1．人口增长对环境的影响(Ⅱ) 2.全球性的环境问题(Ⅰ) 3.生物多样性保护的意义和措施(Ⅱ)授课提示：对应学生用书第230页一、人口增长对生态环境的影响1．我国的人口现状与目标(1)现状：1982年，我国将计划生育确定为一项基本国策；2001年，我国颁布了《中华人民共和国人口与计划生育法》；目前我国已进入低生育水平国家的行列，人口出生率和自然增长率明显下降。(2)目标：由于人口基数大，我国人口仍将在较长时期内持续增长；我国人口发展目标是：2020年，人口总数要控制在14.5亿以内；21世纪中叶，人口总数达到峰值15亿左右以后，将开始缓慢下降。2．人口增长对生态环境的影响(1)人均耕地减少，粮食需求量增加。(2)自然资源被大量消耗。(3)环境污染加剧。3．协调人口与环境的关系：继续控制人口增长；加大保护资源和环境的力度；监控和治理江河湖泊及海域的污染；加强生物多样性保护和自然保护区建设；推进生态农业。二、全球性的环境问题1．生态环境问题的类型及主要成因类型主要成因全球气候变化CO2等温室气体的大量排放水资源短缺人口多，污染严重臭氧层破坏氟利昂等物质的大量排放酸雨化石燃料的大量燃烧土地荒漠化植被的破坏海洋污染污染物通过河流和空气进入海洋；石油泄露和倾倒污染物等生物多样性锐减生物生存的环境被破坏2.特点：全球性。3．影响：对生物圈稳态造成严重威胁，并且影响到人类的生存和发展。三、可持续发展——人类的必然选择1．含义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足当代人的需要。它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。2．实现措施：保护生物多样性，保护环境和资源，建立起人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡。四、生物多样性1．生物多样性的构成：生物圈内所有植物、动物和微生物及它们所拥有的全部基因和各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。2．层次3．生物多样性的价值(1)直接价值：食用、药用、文学艺术创作。(2)间接价值：调节气候、涵养水源。(3)潜在价值：未发现尚不清楚的价值。4．保护生物多样性的措施(1)就地保护：建立自然保护区以及风景名胜区等。(2)易地保护：把待保护物种迁至异地进行专门保护。(3)利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。(4)加强立法、执法和宣传教育。1．人口增长不同于自然种群数量的增长，生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。2．全球性生态环境问题出现的根源是人口增长过快，我国控制人口增长过快的措施是实行计划生育，降低出生率。3．植被破坏是土地荒漠化的主要原因，也是引起全球气候变化的原因之一。4．各种污染物经河流和空气进入海洋，以及海洋运输时的石油泄漏和倾倒污染物等造成海洋污染。5．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值。6．在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区或名胜风景区等是就地保护的最有效措施。生物多样性及其保护的4个易混易错点(1)从不同角度分析生物多样性的原因：基因(DNA)多样性蛋白质多样性―→生物性状多样性 (根本原因) (直接原因) (体现生物多样性)(2)保护生物多样性只是反对盲目的、掠夺式的开发利用，而不意味着禁止开发和利用。(3)就地保护和易地保护两种方法中保护的对象不同：就地保护除了保护区域内的物种，还应保护相应的生态环境，而在物种生存的环境遭到破坏，不再适于物种生存后，就只能实行易地保护。(4)外来物种的入侵不一定会引起本地物种数目的增加：如果入侵的物种对当地生物的生存是不利的，则会引起本地物种数目锐减。授课提示：对应学生用书第231页考点一 全球性生态环境问题[核心考点通关]1．人口增长与其他生物种群增长的关系(1)一个国家或地区的全部人口可以看作一个种群，它同样具有种群的特征，其相互关系如下：(2)人口增长规律与其他生物种群消长规律并不完全相同。①人是生物界中的一员，所以生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。②人不同于一般的生物：人具有发达的、善于思维的大脑，具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等。因此，人口增长规律又有其特有特点，如实行计划生育。2．环境污染的来源及危害3．土地荒漠化(1)原因：植被破坏是土地荒漠化的主要原因。(2)实例①草原的过度放牧，草原植被被破坏。②有益动物大量减少，病虫害严重，使草原植被退化。③原始森林和防护林被破坏等。(3)后果：沙尘暴遮天蔽日，毁坏力极强。(4)治理措施①合理利用和保护现有草原。②部分地区退耕还林、还草。③大量营造草场、灌木林和防护林，以林护草，草林结合。4．生物多样性锐减的原因：生存环境的改变和破坏；掠夺式开发和利用；环境污染；外来物种入侵。[特别提醒](1)人类活动超出了环境的承受能力，这是环境问题产生的根本原因。(2)淡水湖泊和江河中由于氮、磷元素污染导致藻类及其他浮游生物暴发，叫作水华。海湾水域形成的类似情况，叫作赤潮。这样的水体污染会使渔业遭受重大经济损失，使邻近地域人们的饮水安全受到直接威胁。(3)解决水体污染最有效的办法就是减少污水排放。对不可避免产生的污水要集中到处理厂进行净化。通常的办法有物理沉降过滤、化学反应分解等，最符合生态学原理的是利用微生物分解的办法降解。[题组突破演练]题组 人口增长及对环境影响分析1.如图表示的是三种可能的人口增长曲线，有关分析错误的是( )A．按生态学原理，世界人口增长应该表现为曲线aB．若地球上人口的环境容纳量(K)为110亿，则全球最适的人口数量为55亿C．资源或空间有限是曲线b与曲线a产生差别的主要原因D．如果环境条件恶化下去，人口增长将表现为曲线c解析：按生态学原理，世界人口增长呈“S”型曲线，应该表现为曲线b；“S”型曲线具有K值，若K值为110亿，则K/2值是最适的人口数量，为55亿；“J”型曲线无K值，但在资源或空间有限时，人口增长呈“S”型曲线；如果环境条件恶化下去，人口增加到一定数量后又会逐渐减少，因此人口增长将表现为曲线c。答案：A2．下列关于人口增长对生态环境的影响的说法，错误的是( )A．人的生存需要粮食，人口增长促使人们过度利用耕地和开垦更多的农田，从而又会使人口继续增多B．人的生存除需要粮食等各种农产品以外，还有其他物质和精神需求，因此人口增长也会给生态环境造成更大压力C．随着社会的发展和进步，人口增长对环境的压力将会自然减小D．我国在发展中遇到的困难和问题，许多都与人口众多有直接关系解析：人的生存需要粮食和耕地，人口增长会促使人们过度利用耕地和开垦更多的农田，而要想耕地多，就需要有更多的劳动力去开垦，因而就会使人口继续增多，A正确；人的很多种需求，都会随人口的增多而给生态环境造成压力，而且随着社会的发展与进步，人类的需求水平还将不断提高，这将对生态环境造成更大的压力，B正确；我国在发展中遇到的许多困难和问题，如人均耕地、人均淡水量都极低等，都与人口众多有直接关系，D正确。答案：C3．下列有关环境污染和破坏的叙述，正确的是( )①造成温室效应的主要原因是煤、石油、天然气的大量燃烧 ②造成臭氧层空洞的主要原因是人们大量使用氟氯烃制冷剂 ③酸雨形成的主要原因是森林被大量破坏 ④水体富营养化、藻类大量繁殖，主要是由于有毒物质在生物体内的积累和浓缩A．①②③④B．①②④C．①②D．②③④解析：酸雨形成的主要原因是大气中的二氧化硫等气体过多。水体富营养化、藻类大量繁殖，主要是由水体中氮、磷等矿质元素增多造成的。答案：C考点二 生物多样性及其保护[核心考点通关]1．生物多样性的三个层次2．生物多样性成因分析(1)从分子水平看DNA(基因)多样性→生物性状多样性(2)从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。3．生物多样性的价值(1)直接价值：指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。(2)间接价值：指对生态系统起到重要调节作用的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。(3)潜在价值：指目前人们还不清楚的但肯定具有的巨大的使用价值。一种野生生物一旦从地球上消失，一个基因库就消失了，就无法再生，它的各种潜在的使用价值也就不复存在了。4．生物多样性的保护(1)生物多样性锐减的原因：生存环境的改变和破坏；掠夺式地开发和利用；环境污染；外来物种入侵或引种到缺少天敌的地区。(2)保护生物多样性的措施：①就地保护：主要指建立自然保护区或风景名胜区，这是最有效的保护措施。②易地保护：从原地迁出，在异地建立植物园、动物园、濒危动物繁育中心。③加强教育和法制管理：是生物多样性保护的根本。(3)保护生物多样性的现代观点：两避免、两坚持避免盲目掠夺式开发利用，坚持可持续发展的观念。避免禁止开发和利用，坚持合理开发是最好的保护，如规定禁渔期和禁渔区、退耕还林(草、湖)等。5．外来物种入侵及其引发的危机(1)外来物种入侵就是某物种从它的原产地，通过自然或人为途径迁移到新的生态环境的过程。人们把在新侵入地造成严重经济损失、对社会和生态环境造成严重危害的外来物种称为侵入种。(2)外来物种入侵的危害：破坏原生态系统的稳定性或生态平衡；使原生态系统的生物多样性受到严重威胁，即引发生态危机。(3)侵入种引发生态危机的原因：占据生态位。如果迁入地环境条件适宜，侵入种由于缺少天敌的控制，传播能力特别强，一旦传入，能迅速传播蔓延开来，在短时间内呈种群的“J”型增长。[题组突破演练]题组 生物多样性及其保护4．(2017·江苏扬州质检)下列有关生物多样性的说法错误的是( )A．在人工生态林中适当增加植物的种类，可提高该生态系统的抵抗力稳定性B．生物圈内所有的生物、所有的基因及各种各样的生态系统共同构成了生物多样性C．保护生物多样性最有效的措施是禁止开发和利用野生动植物资源D．外来物种入侵对当地的生物多样性会造成一定的威胁解析：在人工生态林中适当增加植物的种类，能增加生物多样性，提高生态系统的自我调节能力，提高该生态系统的抵抗力稳定性，A正确；生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，B正确；保护生物多样性要合理开发和利用野生动植物资源，并非禁止开发和利用，C错误；外来物种入侵破坏当地生态系统，会威胁当地的生物多样性，D正确。答案：C5．关于生物多样性的价值和生物多样性保护的说法中，正确的是( )A．建立植物园、动物园等是保护生物多样性最有效的措施B．建立自然保护区保护大熊猫的目的是保护遗传多样性和物种多样性C．为保护生物多样性就要禁止开发和利用现有资源D．生物多样性的直接价值明显大于它的间接价值解析：保护生物多样性的最有效措施是就地保护，而建立植物园、动物园等属于易地保护，A错误；建立自然保护区保护大熊猫的目的是保护大熊猫这个物种，保护大熊猫这个物种所特有的基因，因此，保护大熊猫的目的是保护遗传(基因)多样性和物种多样性，B正确；保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式地开发利用，而不意味着禁止开发和利用，C错误；生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值，D错误。答案：B考点三 生物在环境污染过程中的净化作用[核心考点通关]1．无机N、P与水体富营养化的形成(1)水体富营养化产生的原因，如图所示：(2)引发的后果：“水华”(发生在池塘和湖泊中)和“赤潮”(发生在海水中)发生。2．生物净化作用(1)生物净化是指生物体通过吸收、分解和转化作用，使生态环境中污染物的浓度和毒性降低或消失的过程，在生物净化中，绿色植物和微生物起着重要作用。(2)绿色植物的净化作用主要体现在三个方面：第一是绿色植物能够在一定浓度的范围内吸收大气中的有害气体，如一公顷柳杉每个月可吸收60kgSO2；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，如悬铃木(法国梧桐)、橙、圆柏等。(3)微生物的净化作用：是指微生物能够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需氧微生物，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(如水体受生活污水污染后河流的自净过程)。3．河流受有机污染物污染的自动净化曲线分析(1)有机物的变化：在污水注入点有机物达到最高，然后在细菌的作用下，逐渐减少。(2)好氧性细菌的变化：随着污水的注入迅速增加达到最高值，随着有机物的减少其数量也逐渐下降。(3)溶解氧的变化：随着好氧性细菌的大量繁殖逐渐减少，随着藻类的增加而逐渐增多。(4)藻类变化：随着有机物被分解成无机物，数量逐渐增加，随着无机物的减少其数量下降。(5)无机物的变化：随着有机物的分解逐渐增加，随着藻类的大量繁殖而减少。4．水污染类型的判断技巧(1)根据污染成因判断①若水中富含N、P营养元素引起的污染，则为无机污染。②若水中富含有机物引起的污染，则为有机污染。③若重金属、农药进入食物链引起的污染，则为重金属、农药污染。(2)根据危害结果判断①若湖泊中表现为水华，水体缺氧，水生生物大量死亡，则为无机污染。②若异养生物繁殖，使河水变黑发臭，则为有机污染。③若较高营养级生物体内浓度高，则为重金属、农药污染。[题组突破演练]题组一 水污染的原因分析6．(2017·河北保定调研)近年来保定护城河发生严重水华现象，水体发绿发臭，对生态环境和居民生活造成影响。关于此生态现象的说法不正确的是( )A．造成此生态现象的主要原因是外来物种入侵B．此事件将对该水域的生物多样性造成严重破坏C．从生态学角度分析，是水体富营养化导致藻类大量繁殖D．在湖水中投放以藻类为食的动物将有利于提高该生态系统的抵抗力稳定性解析：藻类的大暴发，是由于氮、磷元素过多，藻类不是外来物种，A错误；由于藻类大量繁殖，使水生植物丧失阳光和生存空间而死亡，以植物为食的水生动物随之死亡，故此事件将对该水域的生物多样性造成严重破坏，B正确；由于水中排放的废物中含有大量的氮、磷元素，造成藻类暴发，C正确；以藻类为食的动物在水体中增多，将会减少水体中的藻类，使其他生物得以生存，因而可提高该生态系统的抵抗力稳定性，D正确。答案：A7．某同学做了如下的三个实验装置，在适宜的温度、光照条件下放置一段时间，可得到的结论是( )①甲、乙对照可验证水体富营养化与水体中大量的N、P等矿质元素有关 ②甲、丙对照可验证生活污水可导致水体富营养化 ③乙、丙对照可验证生活污水中的有机质被微生物降解后，可产生大量的N、P等矿质元素 ④甲、乙、丙对照可知，生活污水的排放是水体富营养化的唯一因素A．①②③ B．②③④C．①③④D．①②④解析：由图示信息可以看出，甲与乙、甲与丙、乙与丙的自变量分别为N、P等矿质元素、生活污水和污染物的种类。所以甲、乙对照可验证水体富营养化与水体中大量的N、P等矿质元素有关；可通过观察丙池中水体的变化来验证③；甲、乙、丙对照可知，生活污水的排放和水体中大量的N、P等矿质元素都是水体富营养化的因素。答案：A题组二 水污染的净化作用分析8．人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列叙述错误的是( )A．合理搭配植物以提高系统的生物多样性B．尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵C．选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用D．增大引入湿地的污水总量以提高能量传递效率解析：人工建造的生态系统要想提高生物多样性，应该适当增加生物种类，合理搭配，A项正确；如果使用外来物种，可能破坏当地生态系统的稳定性，B项正确；生态系统中的能量传递效率是不能人为提高的，D项错误。答案：D9．奶牛场每天排放大量的废水、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。如图是某奶牛场废水处理流程图，请据图回答：(1)输入此氧化塘的能量有________。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，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________________________________________________________________________。解析：(1)输入池塘的能量有太阳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。因在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)生态系统的自我调节能力是有限的，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。答案：(1)太阳能和化学能 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 自我调节能力是有限的授课提示：对应学生用书第234页练全国高考真题——知考查重点1．(2016·高考江苏卷)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是( )A．加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性B．该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环C．土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度D．农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值解析：向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂，可增加土壤中的物种多样性，从而提高土壤生态系统的稳定性，A项正确；该菌剂可加快有机物的分解，减少了残留农药进入农作物，在一定程度上促进了土壤中的物质循环，B项错误；土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，使营养结构更复杂，从而降低害虫的优势度，C项正确；每个物种都是一个独特的基因库，农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值，D项正确。答案：B2．(2015·高考江苏卷)下列关于生物多样性的叙述，正确的是( )A．生态系统多样性是物种多样性的保证B．各种中药材的药用功能体现了生物多样性的间接价值C．大量引进国外物种是增加当地生物多样性的重要措施D．混合树种的天然林比单一树种的人工林更容易被病虫害毁灭解析：物种多样性是不同环境条件长期选择的结果，故生态系统多样性是物种多样性的保证；各种中药材的药用功能体现的是生物多样性的直接价值；大量引进国外物种，可能会由于缺乏其天敌而造成外来物种入侵，对本地生物多样性造成威胁；单一树种的人工林比混合树种的天然林更易发生病虫害。答案：A3．(2015·高考广东卷)为推动生态文明建设，国务院发布了《大气污染防治行动计划》。某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。pH5.8(对照)4.03.02.0桃树2.20(100)2.19(99.55)2.13(96.82)1.83(83.18)蜡梅3.65(100)3.58(98.08)3.44(94.25)2.95(80.82)木樨1.07(100)1.07(100)1.05(98.13)0.96(89.72)注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。(1)叶绿素位于叶绿体内的________上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈________色。酸雨中的SO破坏叶绿素，导致光反应产生的________(产物)减少。由于光反应速率降低，将直接影响暗反应过程中的________，最后导致(CH2O)生成减少。(2)由表可知：①随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响的程度________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。(3)长期酸雨影响会导致部分生物死亡，使生态系统的________稳定性降低，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿素位于叶绿体内的类囊体薄膜上。用纸层析法分离色素时，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，其中扩散最慢的色素是叶绿素b，其呈黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在光反应中促进[H]和ATP的形成，其中[H]和ATP在暗反应中用于还原C3，生成(CH2O)。(2)据表可知，表中有两个自变量，一个是不同种植物，另一个是不同pH，因变量是叶绿素含量。分析表格得出的结论有：①随着pH降低，三种植物的叶绿素含量都减少，且受影响的程度越来越大；②不同pH对不同植物的影响不同，木樨叶绿素含量所受影响最小；③在pH相同的情况下，木樨叶绿素含量受的影响最小，蜡梅叶绿素含量受的影响最大。(3)长期酸雨导致部分生物死亡，使生物的种类减少，影响到食物链和食物网，导致生态系统的自我调节能力下降，抵抗力稳定性降低。答案：(1)类囊体薄膜(基粒) 黄绿 ATP、[H]、(O2) C3的还原(2)①逐渐增强 ②不同植物对相同pH的酸雨的耐受程度不同，木樨耐受能力强于桃树和蜡梅 ③在相同的pH条件下，蜡梅的叶绿素含量受影响最大(3)抵抗力 生物的种类减少，营养结构简单，自我调节能力降低4．(2012·高考广东卷)罗非鱼是杂食性鱼类，在珠江三角洲地区大量养殖，能适应咸、淡水环境。(1)当罗非鱼由淡水进入咸水，机体会大量脱水，细胞外液渗透压________，渗透压感受器产生兴奋，并将兴奋传给________，促使其释放________，该物质促进肾小管和集合管重吸收水，使尿量减少以适应咸水环境。(2)某实验基地水库中放养了一批罗非鱼。监测数据显示，a～e段这种罗非鱼的种群数量发生了明显波动，调查发现有人在该水库中放生了大型肉食性鱼(FNE)；一段时间后，罗非鱼种群数量达到了相对稳定状态(见图)。图中显示，罗非鱼种群在a～b段呈________型增长。据图推测，FNE最可能是在________对应的时间点进入水库；在捕食压力下，罗非鱼种群的环境容纳量接近________。注：K0是罗非鱼种群在理想条件下的环境容纳量。(3)富营养化导致藻类大量繁殖，该水库出现水华现象，浮游动物和鱼类均受到影响。请用文字和箭头描述藻毒素从产毒藻逐级积累到FNE体内的途径。解析：(1)机体大量脱水后，细胞外液渗透压升高，渗透压感受器兴奋，并将兴奋传给垂体，促使其释放抗利尿激素，该激素促进肾小管和集合管对水的重吸收，导致尿量减少。(2)罗非鱼在放养的早期，空间和食物充足，没有天敌，种群呈“J”型曲线增长。放养FNE后，在捕食压力下罗非鱼种群数量减少，最后稳定在K2左右。(3)罗非鱼是杂食性鱼，既能以藻类为食，也能以浮游动物为食。答案：(1)升高 垂体 抗利尿激素 (2)“J” b K2 (3)如图产毒藻―→浮游动物―→杂食性鱼类(罗非鱼)―→FNE练各地市模拟——知命题热点5．(2017·湖北武昌调研)生物多样性有利于人和自然的和谐发展。下列相关叙述正确的是( )A．禁止开发和利用自然资源是实现可持续发展的唯一选择B．森林对水土的保持作用属于生物多样性潜在的使用价值C．建立动物园、植物园等是对生物多样性最有效的保护措施D．生物圈内生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值解析：合理开发和利用自然资源是保护生物多样性的基本原则，并非禁止，A错误；森林对水土的保持作用属于生物多样性的间接使用价值，B错误；建立自然保护区是对生物多样性最有效的保护措施，C错误；生物圈内生物多样性的间接价值作用更大，D正确。答案：D6．(2017·东北师大附中月考)下列关于生物多样性保护的表述，正确的是( )A．自然保护区的功能是接纳各地迁移和捕来的野生动物并加以保护B．鼓励人们进入保护区，给鸟类建巢、喂食C．迁地保护就是把大批野生动物迁入动物园、水族馆等进行保护D．保护生物多样性并不意味着禁止开发和利用生物资源解析：建立自然保护区是保护该地区珍贵稀有的动植物资源及其生存环境，属于就地保护，A错误；建立自然保护区后，不允许人们随便进入，干扰生物的正常生活，B错误；迁地保护就是把濒临灭绝的珍稀物种迁移到动物园、水族馆等进行保护，C错误；保护生物多样性并不意味着禁止开发和利用生物资源，而是合理地开发和利用，D正确。答案：D7．(2017·吉林普通高中摸底)为了调查废水污染对农田土壤动物类群的影响，在距受污染河流一侧不同距离进行了调查，调查结果如下表所示。下列叙述错误的是( )离污染河流的距离(km)0.10.51.02.04.0动物种群数(种·m－3)2023375058动物个体总数(个·m－3)36566575019832490A.土壤小动物活动能力很强，一般用标志重捕法调查其丰富度B．土壤污染物浓度越高，动物类群数的丰富度越小C．受污染的农田土壤中仍存在土壤动物，说明该生态系统具有一定的抵抗力稳定性D．水污染会降低土壤动物的类群数和个体总数解析：土壤小动物活动能力强，个体小，一般用取样器取样法调查其丰富度，A错误；距离污染河流越近，污染物浓度越高，据图表可知，离污染河流越近，动物的类群数越少，B、D正确；农田受到污染，土壤动物的种类和数量有一定的减少，说明生态系统具有抵抗力稳定性，C正确。答案：A8．(2017·江苏四市模拟)在生态环境的研究、保护过程中，下列方法与目的不相符的是( )A．建立盐城丹顶鹤自然保护区，主要是防止滩涂被破坏B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫，可降低有害昆虫的种群密度C．建立濒危动物精子库，有利于保护濒危动物的基因多样性D．建立缓冲带，减少人类干扰，使被破坏的湿地依靠自然恢复解析：建立盐城丹顶鹤自然保护区，主要是对丹顶鹤等珍稀野生动物及其赖以生存的栖息地即滩涂湿地生态系统进行保护，A错误；利用昆虫信息素诱捕有害昆虫，可改变有害昆虫性别比例，影响出生率，从而降低有害昆虫的种群密度，B正确；濒危动物精子含有本物种生长发育的基因，因此建立濒危动物精子库，有利于保护濒危动物的基因多样性，C正确；生态系统具有恢复力稳定性，因此减少人类干扰，被破坏的湿地可依靠自然恢复，D正确。答案：A9．(2017·湖南七校联考)据资料统计，截至2011年，湖南省的外来物种入侵种类已达97种，全球公认的16种重大外来入侵物种中，湖南有11种。根据相关知识回答下列问题：(1)互花米草原产于美洲，引入到沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，刚刚引入时，互花米草的种群数量呈________增长。原因是____________。由于互花米草入侵，当地的物种丰富度将________(填“增加”或“降低”)，导致生态系统的稳定性发生改变。(2)克氏原螯虾(小龙虾)原产美洲，经由日本培育后(用其处理城市污水中的重金属)引入我国后迅速扩散，目前洞庭湖区很多养殖户养殖克氏原螯虾。一般情况下，食物链上的营养级越高，重金属含量越________。(3)麋鹿原产于我国，但后来在国内绝迹，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行________。解析：生物入侵：一种生物经自然或人为途径从原来的分布区域迁入一个新的区域，其后代在新的区域里迅速地繁殖、扩散，对迁入地区的生物多样性和生态系统的稳定性造成严重危害的现象。生物入侵会严重破坏生物的多样性，破坏生态平衡，加速物种的灭绝。生物富集现象：一般食物链上的营养级越高，重金属含量越高。(1)互花米草原产于美洲，引入到沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，说明互花米草的种群数量呈“J”型曲线增长。原因是空间条件充裕，气候适宜，没有天敌等。由于互花米草入侵，当地的物种丰富度将降低，导致生态系统的稳定性降低。(2)由于生物富集现象，一般食物链上的营养级越高，重金属含量越高。(3)麋鹿原产于我国，但后来在国内绝迹，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行异地保护。答案：(1)“J”型 空间条件充裕，气候适宜，没有天敌等 降低 (2)高 (3)异地保护授课提示：对应学生用书第365页一、选择题1．下列有关人口增长与环境关系的叙述，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解析：环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值。目前人口数量还没达到环境容纳量；生物种群消长的规律不完全适用于人口的增长情况，人口的增长情况还有可能受到社会以及政策等因素的影响；科技的进步固然可以缓解因人口增长而导致的资源短缺问题，但却不能完全解决，例如一些不可再生的资源是不可能因科技的进步而得到解决的。答案：D2．下列关于水污染治理的措施，错误的是( )A．大规模围湖造田 B．严格控制污染源C．清理河道淤泥D．建立污水处理厂解析：大规模围湖造田，会导致物种多样性降低，破坏生态环境，A错误。答案：A3．在某市的农业示范基地，海虫草等“海水蔬菜”长势良好。这是一些从国外引进的蔬菜品种，以高盐分的海水进行浇灌，所需无机盐由海水提供，生长周期短，营养价值高，被列为国家八六三推广技术项目。大面积推广“海水蔬菜”种植的目的不包括( )A．节约淡水资源，缓解水资源短缺的问题B．增加当地的生物多样性，提高生态系统稳定性C．充分利用闲置的盐碱地，减少对耕地的需求压力D．减少化肥用量，有利于保护环境解析：用海水灌溉，节约淡水资源，缓解水资源短缺的问题，A正确；大面积推广“海水蔬菜”种植，并不是为了提高生态系统的稳定性，B错误；该蔬菜可在盐碱地种植，减少对耕地的需求，C正确；海水中含充足的无机盐，减少了化肥用量，D正确。答案：B4．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．许多野生生物的使用价值目前还不清楚，说明生物多样性具有间接价值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解析：生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性，A项错误；目前尚不明确的使用价值属于生物多样性的潜在价值，B项错误；建立自然保护区属于就地保护，建立动物园、植物园等属于易地保护，C项错误。答案：D5．粮食问题一直备受关注，当前国际粮价上涨，有的国家出现缺粮的现象。为了解决粮食生产和环保问题，实现农业可持续发展，下列措施可行的有( )①合理开发海洋，寻找新的粮食资源 ②开荒种地，围湖造田，扩大粮食种植面积 ③控制人口增长，使人与自然和谐发展 ④利用现代生物技术培养高产作物品种 ⑤多用农药、化肥提高作物产量A．两项B．三项C．四项D．五项解析：由于人口的过度增长，带来了粮食短缺、环境污染、资源能源危机等一系列的问题，因此我们应该适当地控制人口增长，使人与自然和谐发展；为了解决粮食生产和环保问题，实现农业可持续发展，我们可以合理地开发海洋，寻找新的粮食资源，同时还可以利用现代生物技术培养高产作物品种，解决粮食问题。开荒种地、围湖造田和多用农药、化肥等措施会污染环境，破坏生态系统，影响生态平衡，不利于长期发展。因此，①③④正确，答案选B。答案：B6．(2017·四川绵阳诊断)发菜广泛分布于世界各地的荒漠和贫瘠土壤中，因被大量采挖而被列为国家Ⅰ级重点保护野生植物，但实际上它不是植物。下列有关说法正确的是( )A．发菜属于生产者，其因没有细胞壁所以不是植物B．提取和分离发菜的色素时，能够得到四条色素带C．发菜的水土保持作用属于生物多样性的间接价值D．禁止采挖发菜属于对生物多样性进行的易地保护解析：发菜虽然可以进行光合作用，但属于原核生物，有细胞壁；发菜的色素与绿色植物的光合色素不同，不一定是四条色素带；发菜的水土保持作用体现了生物多样性的间接价值；禁止采挖发菜属于就地保护。答案：C7．下列关于生态系统的稳定性及生态环境的保护的叙述中正确的是( )A．森林生态系统中，一种生物大量减少后，其位置可由同一营养级的多种生物取代B．湿地具有涵养水源，保持水土，调节自然气候的特点，此为生态系统的直接价值C．原产美洲的互花米草入侵江苏沿海一带，并迅速扩散，提高了当地的物种多样性D．某地大熊猫的栖息地受到严重破坏后对大熊猫最有效的保护措施是就地保护解析：选项B，湿地生态系统具有的调节气候的特点属于间接价值。选项C，外来物种入侵会破坏当地的生态平衡，使当地物种多样性降低。选项D，栖息地受到破坏后最有效的保护措施是易地保护。答案：A8.如图是利用人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图。其中，甲和乙为生产者，丙为消费者，丁为分解者。有关叙述错误的是( )A．若甲、乙均为浮游植物，则易使湿地下游富营养化B．若没有丙，该人工湿地易产生水华等生态危害C．在水域中增设一些搅拌装置，去污效率会更高D．该人工生态系统的能量来源于生活污水中的有机物解析：水体富营养化主要是N、P元素造成的，若甲、乙均为浮游植物，则易使湿地下游富营养化，A正确；丙为消费者，若没有丙，更容易造成水体富营养化，该人工湿地易产生水华等生态危害，B正确；很多分解者属于异养需氧型微生物，在水域中增设一些搅拌装置，去污效率会更高，C正确；流经该生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量和污水中的有机物的能量之和，D错误。答案：D9．某城市的一块荒地在城市发展过程中被改造成另一个相对稳定的生态系统，改造前后的一些变化见下表。据此做出的相关判断中错误的是( )植物种类植被覆盖率群落中的植物优势种改造前20种10%狗尾草、艾蒿、蒲公英改造后30种25%菖蒲、芦苇、睡莲A.改造增加了该区域的湿地面积B．改造后该区域的植物多样性增加C．改造后该区域的小气候得到改善D．改造的主要目的是为人们提供丰富的生产和生活物质解析：改造前优势物种是陆生植物，而改造后优势物种是水生植物，改造增加了该区域的湿地面积，A正确；改造前植物的种类是20种，改造后是30种，改造后该区域的植物多样性增加，B正确；植被覆盖率增加到25%，可改善该区域的小气候环境，C正确；改造的目的是改善气候条件，不是为了给人们提供丰富的生产和生活物质，D错误。答案：D10．如图甲为自然生态系统的能量金字塔，图乙为城市生态系统的能量金字塔，下列相关解释不正确的是( )A．图甲中食肉动物所含的能量约为食草动物所含能量的10%～20%B．甲生态系统受到DDT农药污染，污染物浓度含量最高的是食肉动物C．图乙中，人类一定处于第三营养级D．图乙表示的生态系统，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化解析：图甲食肉动物为第三营养级，食草动物为第二营养级，相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，A正确；DDT沿食物链进行富集，因此最高营养级体内污染物浓度含量最高，B正确；图乙中，人类可食用植物，此时处于第二营养级，C错误；城市生态系统是根据人类的需要建立的人工生态系统，在城市生态系统的平衡中人类起决定作用，D正确。答案：C11．在水库的上游，将废弃农田和盐碱地改造成大面积芦苇湿地，通过生物降解、吸收，可以有效解决城市生活污水和农业生产对水源造成的污染问题，使水库水质得到明显改善，相关说法正确的是( )A．芦苇湿地构成了一个在物质和能量上自给自足的生态系统B．从废弃的农田到芦苇湿地的变化，体现了人类对群落演替的影响C．湿地中生物种类多样性，可利用正反馈调节维持其结构和功能的稳定D．大量种植芦苇的原因是芦苇可以吸收城市污水和农业用水中的有机污染物解析：芦苇湿地生态系统有外部有机物和能量地输入，A错误；在此过程中人们为了解决城市生活污水和农业生产对水源造成的污染问题而种植了大量的芦苇，体现了人类对群落演替的影响，B正确；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，C错误；植物无法吸收有机污染物，有机污染物首先要靠微生物分解后才能被植物利用，D错误。答案：B12．下列有关图示的说法错误的是( )A．若M表示基因多样性，a～d表示四种不同的植物，则在剧烈变化的环境中最不容易被淘汰的是bB．若M表示物种丰富度，a～d表示四个不同的演替阶段，则从光裸的岩地演替成森林的顺序一般为a→c→d→bC．若M表示生物体内汞的含量，a～d表示四种生物，则由它们组成的食物链中，b所处的营养级最高D．若M表示种群密度，a～d表示四个野生生物种群，则种内斗争最激烈的一定是b种群解析：基因的多样性越大，适应环境的类型越多，在剧烈变化的环境中生存下来的机会越大，A正确；群落演替的趋势是物种丰富度越来越大，故演替顺序一般为a→c→d→b，B正确；食物链中，营养级越高，生物富集作用导致汞的含量越高，C正确；种内斗争的激烈程度除与这四个种群的种群密度有关外，还与它的K值有关，故b种群种内斗争不一定最激烈，D错误。答案：D二、非选择题13．(2017·湖北八市联考)下面为利用自然生态系统净化城市生活污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)示意图。请据图回答下列问题：(1)流经该生态系统的总能量是__________________________。为了维持该生态系统的稳态，还要引进________以控制藻类的过度繁殖。(2)敞开式的污水处理塘能充分利用自然条件净化污水，由图示看，氧化塘净化污水的途径有________、________。处理后的出水和流入污水相比，明显减少的元素是________。氧化塘每天处理污水的量是一定的，说明生态系统的________是有限的。(3)随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能是______________，它们是该生态系统主要的________(填成分)。解析：(1)生活污水中有机物中的能量和藻类光合作用产生的有机物中的能量是流经该生态系统的总能量。控制藻类需引入相应的捕食者。(2)图中显示对流入的污水进行处理主要是利用物理沉降、微生物的分解和藻类植物的吸收进行的。细菌和藻类生活在一起，细菌通过分解有机物，为藻类生长提供二氧化碳、水、矿物质等；藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气和有机物。处理后的出水和流入污水相比，明显减少的元素是N、P元素，因为被藻类吸收，故含量减少。(3)随着距水面深度的不断增加，溶解氧含量逐渐降低，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能是需氧型—兼性厌氧型—厌氧型。答案：(1)生活污水中有机物含有的能量，藻类固定的太阳能 以藻类为食的动物(2)物理沉降 微生物分解 N、P 自我调节能力(3)需氧型—兼性厌氧型—厌氧型 分解者14．浑河是沈阳的母亲河，2000年之前是沿岸城市工业排污的主要渠道。2001年沈阳境内37处排污口被切断，同时建立了污水处理厂，以降解污水中有害的有机物。从2006年起，沈阳每年都会向浑河投放一定数量的鱼、虾、螺等生物，以改善生态环境。但违反“禁止捕鱼”的行为也时有出现。专家指出：浑河鱼不宜食用，因为部分鱼体内生存着一种乳白色小虫即“日本鱼怪”，它会使鱼的营养价值大打折扣，还会使鱼丧失生殖能力，但“日本鱼怪”可以入药，有解毒、止痛之功效。请结合上述内容回答下列问题：(1)距排污口较近的水域，溶解氧大量减少的主要原因是________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(2)在排污口的下游，浮游植物大量繁殖的主要原因是______________有利于浮游植物的繁殖。(3)污水处理厂的建立提高了生态系统的________功能。(4)切断排污口以控制干扰程度，使污染不超出生态系统的________能力，该能力的基础是________。(5)向浑河投放鱼、虾、螺等生物，目的在于增加________，使________复杂，以保证生态系统的稳定。(6)“日本鱼怪”与鱼的关系为________，从生物多样性角度分析，“日本鱼怪”在医学上的应用体现了它具有________价值。解析：(1)距排污口较近的水域，浮游植物数量较少，光合作用产生的O2少，同时，由于污水中含有较多的有机物，以需氧型微生物为主的分解者呼吸作用分解有机物时消耗了大量的氧气，导致水中溶解氧大量减少。(2)由于上游分解者将有机物分解为无机物，下游水中的无机盐含量大大增加，有利于浮游植物的繁殖。(3)污水处理厂的建立，加快了降解污水中有机物的速度，加快了物质循环。(4)河流生态系统有一定的自我调节能力，该能力的基础是负反馈调节。(5)向浑河投放鱼、虾、螺等生物，可以增加生物种类(生物多样性)，使食物链(营养结构)复杂，提高生态系统的抵抗力稳定性。(6)“日本鱼怪”与鱼为寄生关系，它在医学上的应用体现了它的直接价值。答案：(1)浮游植物数量少产生O2少 分解者的分解作用消耗大量的氧气(或答“需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被分解而大量消耗”) (2)有机物降解后产生的大量无机盐 (3)物质循环 (4)自我调节 负反馈调节 (5)生物多样性(或答“生物种类”) 营养结构(或答“食物网”) (6)寄生 直接15．(2017·山东青岛质检)朱鹮是全世界最为珍稀濒危的鸟类之一。1981年在陕西洋县朱鹮被重新发现时仅有7只，随即开展了保护和拯救工作，并在洋县建立了自然保护区。请分析回答相关问题：(1)我国对朱鹮开展的这种保护属于________。决定朱鹮种群数量变化的因素是________。(2)经过不断研究和努力，我国对朱鹮的人工繁育取得了突破性进展。目前统计朱鹮种群数量2200只，若朱鹮每繁殖一代种群数量比原来增加m倍，则在此条件下繁殖n代以后，朱鹮的种群数量为_____________________________________________。(3)如图为保护区内沼泽地生态系统的主要食物链，处于第二营养级的生物有________。若有750kg浮游植物，最多能使朱鹮增重________，朱鹮摄食同化的碳主要通过________________(生理过程)释放到无机环境中。(4)在繁殖期朱鹮主要通过“炫耀”的方式寻求配偶，这属于信息传递中的________信息；而另一种珍贵鸟类褐马鸡却以生死搏斗的方式争夺配偶，这将会导致褐马鸡种群________，生物发生进化。解析：(1)建立自然保护区是就地保护。出生率、死亡率(迁入率、迁出率)是决定朱鹮种群数量变化的因素。(2)公式推导：繁殖一代，2200×(1＋m)，繁殖两代，2200×(1＋m)2，以此类推，繁殖n代后，朱鹮的种群数量为2200×(1＋m)n。(3)第二营养级即初级消费者，包括浮游动物、小鱼、泥鳅。最多能使朱鹮增重能量传递效率应按20%计算，选最短食物链：750×20%×20%＝30kg。朱鹮摄食同化的碳主要通过自身的呼吸作用以CO2形式释放到无机环境。(4)“炫耀”的方式求偶是一种行为信息。生物进化的实质是种群基因频率的改变。答案：(1)就地保护 出生率、死亡率(迁入率、迁出率)(2)2200×(1＋m)n(3)浮游动物、小鱼、泥鳅 30kg 自身的呼吸作用(4)行为 基因频率的(定向)改变种群、群落与生态系统热点理解与应用授课提示：对应学生用书第235页一、对种群增长曲线的理解与应用1．从概念上区分种群增长率与增长速率种群增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体数的比率，即增长率＝出生率－死亡率，是一个百分比，无单位；而种群增长速率则是指在单位时间内新增加的个体数，有单位(如个/年等)。例如，某一种群的数量在某一单位时间t(如1年)内，由初数量N0(个)增长到末数量Nt(个)，则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别如下：增长率＝(末数－初数)/初数×100%＝(Nt－N0)/N0×100%(无单位)；增长速率＝(末数－初数)/单位时间＝(Nt－N0)/t(有单位，如个/年)。2．从具体的曲线图中区分种群增长率和增长速率(1)“J”型曲线中的种群增长率和增长速率种群的“J”型增长曲线中，每年的增长率都保持不变，但由于每年的基数不同，故种群每年增长的个体数是不同的，呈逐年增长的趋势，故种群增长速率(相当于“J”型曲线的曲线斜率)逐渐增大。(2)“S”型曲线中的种群增长率和增长速率“S”型曲线的增长率是逐渐下降的，增长速率是先上升后下降。其中种群数量为K/2时，种群的增长速率最大，种群数量为K时，种群的增长速率为0。[题组突破演练]1．如图甲为种群数量增长的“J”型、“S”型曲线，图乙是几种预想的“J”型与“S”型曲线种群增长率与增长速率随时间的变化趋势曲线，下列判断正确的是( )A．②代表的是“J”型曲线的增长率，④代表的是“S”型曲线的增长速率B．①代表的是“J”型曲线的增长率，③代表的是“S”型曲线的增长速率C．②代表的是“J”型曲线的增长率，③代表的是“S”型曲线的增长速率D．①代表的是“J”型曲线的增长率，④代表的是“S”型曲线的增长速率解析：依图分析可知：理想状态下种群增长曲线呈“J”型，其增长速率曲线如图③，增长率曲线如图①；自然条件下种群数量呈“S”型增长，由于环境阻力的增大，单位时间内增加的个体数减少，因此“S”型曲线增长速率在种群数量为K/2时最大，种群数量在K/2前，增长速率逐渐增大，种群数量达到K/2后增长速率逐渐减小，种群数量为K值时增长速率为0，如图④，其增长率曲线如图②。答案：D2．如图表示一个生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列有关叙述正确的是( )A．t2～t3时间内甲种群出生率小于死亡率B．t3～t5时间内甲、乙两种群的年龄组成不同C．t3时甲的种群密度最小，t4时乙的种群密度最大D．若乙种群为某种害虫，则在t4时防治的效果最佳解析：在t2～t3时间内甲种群的增长速率大于0，甲种群的出生率大于死亡率，A项错误。t3～t5时间内乙种群数量一直在增多，年龄组成为增长型，与甲种群的年龄组成不同，B项正确。t3时甲种群密度最大，t5时乙种群密度最大，C项错误。若乙种群为某种害虫，则在t4之前就应防治，D项错误。答案：B3．图1所示为将某地乌鸦引入某生态系统后，研究人员连续20年调查其种群数量的变化，绘制成的λ值变化曲线。图2为某草原生态系统的食物网简图，请据图回答： (1)图1中，该种群在前5年种群数量的变化类型是________型，第5年至第20年种群的数量变化是__________________。第10年、第15年和第20年的种群数量相比，最多的是____________，最少的是____________。若调查乌鸦的种群密度，用__________________法。(2)图2中的食物网有________条食物链，其中次级消费者是________________。植物的“绿色”为兔子和老鼠提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是________________________________________________________________________。(3)在生态系统中，生产者属于第一营养级，它的能量除了未利用的一部分和被分解者利用外，其他的流向是________________。(4)生长在该生态系统中的蘑菇体内储存的能量________(填“能”或“不能”)传递给植物。解析：(1)由图可知，在前5年λ值不变，且都大于1，说明种群数量的增长率不变，种群数量呈“J”型增长；第5年至第10年，λ值大于1，种群数量持续增加；第10年至第20年，λ值小于1，种群数量减少，故第5年至第20年，种群数量先增加后减少。由上述分析可知，种群数量最多的是第10年，最少的是第20年。乌鸦个体较大、活动能力强，可用标志重捕法调查其种群密度。(2)从图2中可以看出，该食物网中共有4条食物链，分别是：植物→兔→鹰，植物→兔→狐，植物→鼠→狐，植物→鼠→蛇→鹰。处于次级消费者(第三营养级)地位的是狐、蛇和鹰。植物的“绿色”为兔子和老鼠提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。(3)在生态系统中，生产者属于第一营养级，它的能量流向有4条，分别是：未利用的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸作用消耗的能量以及被下一营养级所同化的能量。(4)蘑菇是分解者，由于能量流动是单向的，分解者体内的能量不能传递给植物。答案：(1)“J” 先增加后减少 第10年 第20年 标志重捕 (2)4 狐、蛇和鹰 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 (3)自身的呼吸作用和被下一营养级所同化 (4)不能二、生态系统能量流动的过程分析和相关计算1．能量流动过程图分析(1)本图涉及三个营养级(第一、第二、第三营养级)，从能量的去向角度看，每个营养级的能量由四个部分组成：流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量、自身呼吸消耗的能量和未被利用的能量。(2)从能量的来源看，本图中的能量有两个来源：一是生产者通过光合作用固定的太阳能，二是人为投入的有机物中的能量，其中生产者的光合作用是能量的根本来源，但在一些人工生态系统中，有机物的投入可能是能量的主要来源。(3)未被利用的能量主要是用来维持某营养级存在的能量，如果这部分能量被下一个营养级或其他方面所利用，则该营养级的个体数量就会明显下降，从而破坏生态系统的稳定性。2．能量传递效率的计算(1)第一营养级到第二营养级能量传递效率的计算：能量传递效率指的是相邻两个营养级的同化量之比，本图中第一营养级的总同化量＝3＋14＋70＋23＝110，由第一营养级传给第二营养级的能量为14，所以第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝14/110×100%≈12.7%。(2)第二营养级到第三营养级能量传递效率的计算：第二营养级的同化量＝14＋2＝16，第三营养级的同化量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5，减去有机物输入量5，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝2.5/16×100%≈15.6%。[题组突破演练]4．以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是( )A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物解析：恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率应表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉动物与食草动物的③/②值无法比较。答案：C5．如图是生态系统的能量流动图解，据图回答下列问题：(1)写出图中A～E所代表的名称：A.________；B.________；C.________；D.________；E.________。(2)流经生态系统的总能量是_______________________________。(3)在生态系统的能量流动图解中，箭头依次变细，意味着_____________。(4)图中F表示______________________，E的主要作用是__________________。(5)生态系统中能量在逐级流动中传递效率为________。假若“A”的总能量为100%，按最高传递效率计算，第三营养级所获得的能量应是________。(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的能量流动关系，使能量流向________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由箭头的指向和粗细可看出能量流动的方向是A→B→C→D，A、B、C、D依次应是生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。一个营养级中的能量只有10%～20%，能够传递给下一个营养级。人们研究能量流动的目的是使能量能持续高效地流向对人类最有益的部分。答案：(1)生产者(第一营养级) 初级消费者(第二营养级) 次级消费者(第三营养级) 三级消费者(第四营养级) 分解者 (2)生产者(A)所固定的太阳能的总量 (3)能量流动是单向的、逐级递减的 (4)各类生物呼吸作用消耗的能量 分解有机物 (5)10%～20% 4% (6)对人类最有益的部分6．如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其生物量所占比例如图所示；如表为该生态系统能量流动数据表(不考虑未利用的能量)，请回答下列问题：营养级ⅠⅡⅢⅣ分解者从上一营养级固定的能量(kJ)/141.015.90.9221.7呼吸消耗的能量(kJ)501.279.113.20.5192.6(1)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分，还包括________。表中的Ⅰ和分解者分别对应图中________、________。(2)图中A生物为第________营养级，其下一营养级生物为________(填字母)；据表分析，A与下一营养级的能量传递效率为________(保留小数点后一位)。(3)图中②③过程中碳的传递形式分别是__________、__________。(4)假设该生态系统受到DDT的污染，图中________生物体内浓度最大。(5)该生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用，这属于生物多样性的________价值。解析：根据甲、乙之间为双向箭头，可知两者为生产者和大气中的CO2库，又因乙、丙、丁都有箭头指向甲，可以确定甲为大气中的CO2库，乙为生产者；又根据乙、丙都有箭头指向丁，可知丁为分解者，丙为消费者。(1)据上述分析可知，甲为大气中的CO2库，乙为生产者，丙为消费者，丁为分解者，生态系统的结构除了包括生态系统的组成成分，还包括食物链和食物网(营养结构)。表中的Ⅰ，没有从上一营养级固定的能量，据此可判断Ⅰ为生产者，与图中的乙相对应。表中分解者与图中的丁相对应。(2)在丙所示的消费者群体中，生物量所占比例由大到小的顺序为A>B≈C>D，依据能量流动在各营养级之间逐级递减的特点，可判断图中A生物为第二营养级，对应表中的Ⅱ，其下一营养级生物为B、C，与表中的Ⅲ相对应。A与下一营养级的能量传递效率＝(下一营养级生物的同化量/A生物的同化量)×100%＝(15.9/141.0)×100%≈11.3%。(3)碳在生物群落中的传递形式为含碳有机物，在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2。图中②过程表示分解者分解生产者的遗体、残骸等，③过程表示分解者的呼吸作用，因此②③过程中碳的传递形式分别是含碳有机物、CO2。(4)DDT在生物体内既不能被分解，也不能被排出体外，会随着食物链在生物体内富集，营养级越高该有毒物质在其体内含量越大，因此D生物体内浓度最大。(5)生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面的重要作用属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。答案：(1)食物链和食物网(营养结构) 乙 丁 (2)二B、C 11.3% (3)含碳有机物 CO2 (4)D (5)间接专题培优|生物与环境授课提示：对应学生用书第237页一、种群和群落1．种群密度调查中的几点提醒(1)样方法：①该方法用于植物、昆虫卵或一些活动范围小、活动能力弱的动物(如蚯蚓等)种群密度的调查；②随机取样，排除人为因素对调查结果的影响；③非条形调查区域采用五点取样法，条形调查区域采用等距取样法；④样方的大小要根据调查对象的个体大小确定。(2)标志重捕法：①适用于活动范围大、活动能力强的生物，主要是一些动物种群密度的调查；②注意标记物不能影响调查对象的生存、不要太醒目、要牢固。(3)熟悉解题规律，如标志重捕法调查种群密度时，重捕的标记动物多了(如更容易被捕获)，估计数目偏小，反之偏大；判断碳循环各成分时先找双向箭头；能量的传递效率不会改变，能量利用率可以提高等。这些规律会帮助你在考场上快速、顺利解题。2．生存斗争、竞争与种内斗争的辨析种内斗争为种内关系，竞争为种间关系，种间斗争包括竞争，而生存斗争既包括生物与生物之间的关系，又包括生物与无机环境之间的关系，如图中A代表生存斗争、B代表种内斗争，C代表种间斗争、D代表竞争。3．种群数量增长中的两大误区(1)误认为“λ”就是增长率。λ指种群数量是一年前种群数量的倍数(λ＝Nt/Nt－1)。根据Nt＝N0λt可得t年后的种群数量。而增长率指一段时间结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始种群数量的比例，一年的种群增长率＝(Nt－Nt－1)/Nt－1＝Nt/Nt－1－Nt－1/Nt－1＝λ－1。(2)误以为增长率就是增长速率。增长速率指的是单位时间内种群数量增长的数目，增长率是一个比值。[题组突破演练]1．图1是种群数量特征的概念图，图2是某地人口出生率和死亡率的变化曲线。下列相关叙述中，错误的是( )图1图2A．图1中的c是种群密度，指的是某种群的总数量B．图1中的a和b分别是性别比例和年龄组成C．图2所示种群的年龄组成由稳定型变成增长型D．并非全部的生物种群都具有图1中的a特征解析：种群最基本的数量特征是种群密度，其大小取决于迁入率和迁出率、出生率和死亡率，所以图1中的c表示的是种群密度，它指的是某种群在单位面积或单位体积中的个体数量，而不是种群的总数量，A错误；性别比例只影响出生率，而年龄组成既影响出生率又影响死亡率，所以图1中的a和b分别是性别比例和年龄组成，B正确。图2中曲线开始阶段出生率等于死亡率，年龄组成为稳定型，之后出生率大于死亡率，其年龄组成变成了增长型，C正确。某些生物无性别之分所以也就没有性别比例这一特征，D正确。答案：A2.某种食用螺被引进河流人工养殖，结果迅速蔓延至稻田，疯狂吞噬水稻，现用一种能捕食该螺的鳖进行生物防治，结果如图，下列说法正确的是( )A．调查螺和鳖的种群密度一般不采取相同的方法B．7～8月份螺的种群密度下降最明显C．从种群特征分析，8～9月份螺种群密度低的原因最可能是鳖的大量捕食D．螺与鳖构成了一条食物链解析：调查种群密度时，由于螺的活动能力较弱，一般采用样方法，鳖的个体大且活动能力强，一般采用标志重捕法，A正确；由图中曲线斜率可知，6月份前后种群密度下降最明显，B错误；从种群特征分析，8～9月份螺种群数量几乎没有增加，原因最可能是出生率非常低，C错误；食物链包括生产者和消费者，而螺与鳖都属于消费者，因此不能构成食物链，D错误。答案：A3．资源的合理使用是使产量最大化，但又不影响资源的持久利用。自然种群数量增长呈“S”型曲线，假设种群的环境容纳量为K，N表示种群数量，据表分析正确的是( )曲线上的点N(K－N)/KS1200.90S2500.75S31000.50S41500.25S51800.10A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行C．渔业捕捞后需控制鱼群剩余量在S3点D．(K－N)/K为0.90时，种群增长速率最大解析：在种群数量变化的“S”型曲线中，环境阻力始终存在，A错误；根据表中数据可知，在S3点时该种群(K－N)/K为0.50，即N＝K/2，此时种群增长速率最大，对蝗虫等害虫的防治，需将其数量控制在K/2(S3点)以下，最好是S1点，B错误；为了获得最大利润，渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在K/2左右，C正确；(K－N)/K为0.50时，种群增长速率最大，D错误。答案：C4．黄土丘陵沟壑区位于黄土高原北部，已成为黄土高原水土流失最严重的地区，同时也是我国生态环境最为脆弱的地区之一。目前通过恢复植被改善生态环境已成为该地区治理水土流失的最重要措施之一。(1)通过人为因素恢复植被、改善生态环境，会影响该地区群落演替的________。(2)封禁能使黄土丘陵沟壑区的植被逐步恢复。植被的恢复是________演替的过程。短期封禁就能使草本群落得到明显恢复，主要表现在植物种类的增加、植被覆盖度和生物量的提高、植被保持水土功能增强上。若实施中期封禁，请预测植被的恢复状况：___________。(3)中期封禁后，物种的丰富度________(填“增加”“减少”或“不变”)。(4)封禁后群落垂直结构发生较大的变化，人工乔木林的垂直结构逐渐明显，这种垂直结构显著提高了____________________________，还为动物创造了________________。解析：(1)人类活动会影响群落演替的方向和速度。(2)封禁能使黄土丘陵沟壑区的植被逐步恢复，黄土丘陵沟壑区属于次生裸地，在次生裸地上进行的演替属于次生演替。群落演替过程中，生物的种类不断增加，生物量不断提高，最终趋于稳定。因此，短期封禁就能使草本群落得到明显恢复，主要表现在植物种类的增加、植被覆盖度和生物量的提高、植被保持水土功能增强上，若实施中期封禁，则植被覆盖度、生物量继续增加，水土保持功能进一步提高，与短期封禁恢复相比，提高幅度较小。(3)中期封禁后，随着演替的进行，物种的丰富度还在增加。(4)封禁后群落垂直结构发生较大的变化，人工乔木林的垂直结构逐渐明显，这种垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力，还为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。答案：(1)方向和速度 (2)次生 植被覆盖度、生物量继续增加，水土保持功能进一步提高，与短期封禁恢复相比，提高幅度较小 (3)增加 (4)群落利用阳光等环境资源的能力 多种多样的栖息空间和食物条件二、生态系统1．能量流动中的两个“不同”(1)生态系统中同化量和摄入量不同。同化量为消费者通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。(2)能量传递效率与能量利用效率不同：能量传递效率是指“相邻两个营养级”间的传递效率，即(某一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量)×100%，而不是相邻营养级中个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是只获得了“10%～20%”的能量。2．生态系统物质循环中的几个误区(1)误以为碳循环就是CO2在生物群落之间的循环。碳循环和物质循环中的其他循环一样，指的都是某种元素的循环而不是具体某种物质的循环。(2)误以为碳进入生物群落的途径只有植物的光合作用。光合作用是主要的途径，除此之外，化能合成作用也是途径之一。(3)误以为分解者的分解作用和呼吸作用不同。分解者的分解作用其实质也是呼吸作用，因为只有分解者进行呼吸作用才能将粪便、遗体或残枝败叶中的有机物分解成无机物。(4)误以为能量流动和物质循环的特点不同，所以二者可以彼此分离。能量流动和物质循环是不可分割的，二者相互依存，物质循环是能量流动的载体，能量流动为物质循环提供动力。[题组突破演练]5.如图表示某生态系统的营养结构，其中A、B、C、D、E、F各代表一个种群。下列对该图分析合理的是( )A．该图若要表示完整的生态系统的成分，则还缺少分解者和非生物的物质和能量B．图中C和F数量大量减少，长时间内B的数量会增加C．D和E之间只具有捕食关系D．B和D之间的能量流动和信息传递都是双向的解析：题图中表示的生态系统的成分只有生产者和消费者，生态系统的成分除生产者和消费者外还包括分解者和非生物的物质和能量，A正确。由于B、C和F都是第二营养级，所以当C和F数量大量减少时，B的数量短时间内会增加，但较长时间内是先增加后减少最后趋于相对稳定，B错误。D和E之间除具有捕食关系外，还具有竞争关系，因为它们具有相同的食物，C错误。营养级之间的能量流动是单向的，信息传递是双向的，D错误。答案：A6．如表所示是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是( )项目摄食量粪便量呼吸作用散失量能量[J/(hm2·a)]1.05×10103.50×1094.55×109A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/(hm2·a)D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010J/(hm2·a)解析：田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量占其同化能量的比例为(1.05×1010－3.50×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.50×109)×100%＝35%，A正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，B正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.50×109)×20%＝1.4×109J/(hm2·a)，C正确；田鼠种群只是农田生态系统中的第二营养级的一部分，其上一营养级同化的能量至少为(1.05×1010－3.50×109)÷20%＝3.50×1010J/(hm2·a)，D错误。答案：D7．如图1中A、B、C及对应面积代表某草原生态系统中的三种生物成分及其在某一年同化的能量；图2表示该生态系统的营养结构，E表示牧草一年固定的太阳能总量，E1、E2、E3分别表示流入牲畜、昆虫、鼠的能量，请回答以下问题：(1)图1中A、B、C构成一个________，若是一个完整的生态系统，还缺少________成分。对应于图1，图2中没有的生物成分是[ ]________。(2)图1中B的面积远远大于A与C的面积之和，是由于其所固定的能量大部分________________________________________________________________________。(3)草原上的牧草在生长发育过程中不断地与牲畜、昆虫、鼠等生物进行着信息交流，其作用在于__________________，若牲畜、昆虫、鼠等生物全部迁走，则牧草的多样性会________，图乙中鹰和狐狸虽有捕食关系，但二者却在草原上长期共存，不断发展，这种现象叫作________。(4)若图2中鹰食物有3/5来自鼠，1/5来自食虫鸟，1/5来自狐狸，则从理论上讲，鹰增加1kJ能量，至少消耗牧草________kJ。解析：(1)图1表示的是生态系统的三种成分(生产者、消费者和分解者)，其中B同化的能量最多，所以B为生产者；C中又有多个营养级，所以C为消费者；A为分解者，三种成分可构成一个生物群落。生态系统的成分除包括三种生物成分外，还包括非生物的物质和能量。图2所示的食物网中只有生产者和消费者，缺乏A(分解者)。(2)由于生产者固定的能量有很大比例以热能形式散失，所以图1中B的面积远远大于A与C的面积之和。(3)不同生物之间进行的信息交流有利于调节种间关系，维持生态系统的相对稳定。如果牲畜、昆虫、鼠等生物全部迁走，则牧草之间的竞争会异常激烈，最终导致牧草的多样性降低。从进化的角度分析，捕食者和被捕食者之间共同进化。(4)有1/5的能量来自牧草→昆虫→食虫鸟→鹰，沿着这条食物链至少消耗牧草的能量＝1/5÷(20%)3＝25kJ；有3/5的能量来自牧草→鼠→鹰，沿着这条食物链至少消耗牧草的能量＝3/5÷(20%)2＝15kJ；有1/5的能量来自牧草→鼠→狐狸→鹰，沿着这条食物链至少消耗牧草的能量＝1/5÷(20%)3＝25kJ，三部分相加等于65kJ。答案：(1)生物群落 非生物的物质和能量 A 分解者(2)以热能形式散失(通过呼吸作用消耗散失)(3)调节种间关系，维持生态系统的相对稳定 下降 共同进化(4)65三、稳态与环境易混易错点整合《稳态与环境》概念繁多且很相似，如何理解掌握这些概念的外延和内涵呢？下面对《稳态与环境》中概念的复习与理解方面进行分析和总结。(一)概念复习需要咬文嚼字在必修3中，概念的掌握是学习的基础。有些概念很相似，如与免疫有关的“素”就有抗生素、外毒素、内毒素、类毒素等。有些概念仅相差了一个字，如肾上腺素与肾上腺激素、生长素与生长激素。有的概念仅有一字不同，如骨髓与脊髓、向性运动与感性运动、细胞内液与细胞外液等。有些相似的概念则只是文字颠倒从而使概念内涵发生了变化，如中枢神经系统与神经中枢(中枢神经系统是神经系统分类中的概念。神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统，中枢神经系统包括脑和脊髓，周围神经系统是指脑和脊髓之外的所有神经结构。而神经中枢则可理解为一个功能上的概念。具体到某个反射弧中，神经中枢是一个反射弧的具体结构与组成部分。在灰质里，功能相同的神经元细胞体汇集在一起，调节人体的某一项相应的生理活动，这些调节某一特定生理功能的神经元群就叫神经中枢)。(二)把握概念学习中的“一定”与“不一定”1．神经调节中的“一定”与“不一定”(1)感觉一定是在大脑皮层产生的。大脑皮层一定是人的最高级神经中枢。(2)反射弧不一定都由三种神经元构成。简单的反射弧如膝跳反射只由传入神经元和传出神经元构成，无中间神经元。2．内环境稳态与激素调节中的“一定”与“不一定”(1)人脱水不一定引起口渴。只有细胞外液渗透压升高时才会出现口渴。(2)激素调节一定属于体液调节，但体液调节不一定都靠激素来进行调节。体液调节包括激素调节和其他物质(如二氧化碳)调节。(3)激素作用的靶器官不一定是特定的器官，如甲状腺激素、生长激素、胰岛素等几乎作用于全身细胞。一种内分泌腺分泌的激素不一定是唯一的，如垂体和下丘脑就分泌多种激素。(4)激素调节中激素的受体不一定都在靶细胞膜上，也有细胞内受体，如性激素、甲状腺激素的受体就位于细胞内。3．免疫调节中的“一定”与“不一定”(1)能够产生免疫活性物质的细胞不一定就是浆细胞，如T细胞也可以产生淋巴因子等免疫活性物质。(2)浆细胞或效应T细胞不一定是由B细胞或T细胞受抗原刺激产生的，也可能是由相应的记忆细胞产生的。(3)溶菌酶杀菌一定是非特异性免疫。4．生态与环境中的“一定”与“不一定”(1)同一物种因分布区域不同可形成多个种群，但一个种群内的所有个体一定属于同一物种。(2)自养生物一定是生产者；生产者一定是自养型生物；消费者一定是异养型生物；分解者一定是异养型生物；腐生生活的细菌一定是分解者。(3)在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算，前一营养级比后一营养级一定多的指标是“能量”，而“数量”和“生物量”均不一定多。(4)年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定，还与气候、食物、天敌等有关。(5)两种生物都以绿色植物为食时，它们之间不一定是竞争关系。甚至两种生物都以同一种植物为食，也不一定是竞争关系，如当两种生物以同一种植物的不同器官为食，则不构成竞争。(三)注意区分一些易混易错的知识1．植物激素调节及动物神经、体液调节中的易混易错知识(1)反射弧中的神经中枢并非都位于脊髓。人体的神经中枢包括大脑皮层、下丘脑、小脑、脑干和脊髓。(2)虽然兴奋在神经纤维上可以双向传导，但在正常的生物体内，兴奋在神经纤维上传导往往是单向的。因为在正常情况下，兴奋是在感受器接受刺激后沿着反射弧进行传导的。(3)寒冷环境中的体温调节是由神经调节与体液调节共同完成的，炎热条件下的体温调节为神经调节。(4)下丘脑能分泌的激素主要有促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素和抗利尿激素等。其中抗利尿激素由下丘脑产生并由垂体释放。垂体能分泌的激素有促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素和生长激素等。(5)不要认为只有顶芽才能产生生长素，其实侧芽也能产生生长素。(6)激素间的正反馈调节或负反馈调节仅涉及激素之间的分泌调节，不涉及对第三方的作用效果，而激素间的协同作用或拮抗作用仅涉及激素对第三方(某一生理效应)的作用效果。所以具有正反馈(或负反馈)调节的激素不能认为是具有协同作用(或拮抗作用)的激素，反过来，具有协同作用(或拮抗作用)的激素也不能认为是具有正反馈(或负反馈)调节的激素。(7)在血糖调节中胰岛素与胰高血糖素间具有拮抗作用，胰高血糖素与肾上腺素属于协同作用。在体温调节中肾上腺素与甲状腺激素属于协同作用。在生长发育过程中生长激素与甲状腺激素属于协同作用。(8)各种激素都可随血液运输到全身各处，只是不同激素的靶器官、靶细胞不完全相同。如促甲状腺激素释放激素的靶器官是垂体，促甲状腺激素的靶器官是甲状腺，甲状腺激素的靶细胞是几乎全身各处的组织细胞，包括垂体与下丘脑细胞。(9)一个突触前膜可以与一个或多个突触后膜构成突触结构，一个突触后膜也可以与一个或多个突触前膜构成突触结构。2．免疫调节中的易混易错知识(1)注意结核杆菌、麻风杆菌侵入人体后先经细胞免疫再经体液免疫才可消灭。不能认为淋巴因子只参与细胞免疫。淋巴因子由T淋巴细胞产生，在体液免疫中也可发挥作用，能促进B淋巴细胞的增殖、分化。(2)不能认为抗原经细胞免疫后一定需要经过体液免疫才能被彻底消灭掉。如肿瘤细胞只需要经细胞免疫将其裂解即可被彻底消灭掉。(3)淋巴细胞不仅可以存在于淋巴中，也可存在于血浆中。3．生态与环境中的易混易错知识(1)注意“S”型曲线中的K/2。捕捞鱼、虾或森林砍伐等应该在种群数量为K/2到K之间进行，从而使剩余的相应的种群数量维持在K/2。而消灭害虫等则应在K/2之前进行。(2)怎样理解从生态角度回答问题？从生态角度回答问题，一般是指从生物和环境的关系(适应性、适应的相对性等)及生物和生物的关系(种内斗争、种内互助、捕食、寄生、竞争、共生等)等方面来回答。(3)一座高山从山脚向山顶依次分布着阔叶林、针叶林、灌木林、草甸等群落，这是群落的水平结构而非垂直结构。(4)不要认为能量传递效率就是能量利用效率，前者以“营养级”为研究对象，后者以“最高营养级”或“人”为研究对象；前者不能提高，后者可以提高。根据人的需要可以通过缩短或延长食物链提高能量利用效率。对于一个生态系统来说，生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，能量利用效率越高。(5)不要认为一个相对稳定的生态系统是可以自给自足的。它需要从外界输入能量如光能等。(6)注意粪便量、摄入量与同化量的关系。对一个营养级来说，摄入量－粪便量＝同化量。粪便量属于上一营养级同化量中流入分解者的那一部分能量。(7)调查土壤中小动物类群的丰富度常用取样器取样的方法，而不用样方法或标志重捕法，因为许多土壤小动物有较强的活动能力，而且身体微小。物种丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。(8)不要认为标志重捕法适用于所有动物。对活动范围极小的动物如蚜虫常采用样方法。对于稀有濒危的动物如野生东北虎也不能用标志重捕法。高考大题加固练(四) 种群、群落与生态系统综合题授课提示：对应学生用书第367页1．如图表示的是某草原生态系统中田鼠种群在不同条件下数量变化情况的数学模型，请据图回答以下问题：(1)如果要调查该草原生态系统中田鼠的种群密度，常用的方法是标志重捕法，该方法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度；若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值________________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(2)图中a段种群数量增长曲线近似于“________”型曲线，其增长快速的原因是________________________________________________________________________，该种群的环境容纳量是________(填“K1”或“K2”)。(3)影响种群数量变化的因素很多，分析图中曲线，与d段相比，影响c段的因素最可能是________(填“食物和天敌”或“气候和传染病”)。(4)在d段，若该田鼠的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，其________会变小。解析：(1)调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度常用标志重捕法；用标志重捕法调查田鼠的种群密度时，根据公式：个体总数N/初次捕获个体数M＝重捕个体总数n/重捕中被标记的个体数m，可推出种群个体总数N＝M×n/m，若标记个体更易于被捕食，则等式中M、n不变，m减小，故N增大，即种群密度的估计值偏高。(2)限制种群数量增长的主要因素是生存条件，如食物和空间有限、天敌对种群的限制等，图中a段种群数量迅速增加，接近“J”型曲线，原因是食物和空间充足、气候适宜、没有敌害等。由图可知，田鼠的种群数量在K1值附近上下波动，故该种群的环境容纳量是K1。(3)d段表示种群数量相对稳定，c段表示种群数量迅速下降，与d段相比，影响c段的因素最可能是气候和传染病。(4)在d段，若该田鼠的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，田鼠种群的增长会受到限制，其K值(或环境容纳量)会变小。答案：(1)活动能力 偏高 (2)J 食物和空间充足、气候适宜、没有敌害等 K1 (3)气候和传染病 (4)K值(或环境容纳量)2．如表所示为科研人员对鸟类资源的调查统计结果，请分析回答下列问题：鸟类丰富度(种)平均种群密度(只/km2)次生杂木林5511.5063灌丛5116.3581农田213.9417人工马尾松林2314.3857(1)在生态系统组成成分中，鸟类一般属于__________________。次生杂木林中的生物分布具有镶嵌现象，这属于群落的________结构。(2)表中数据表明，4种生态系统中的鸟类丰富度差别较大，其中农田生态系统中的鸟类丰富度最低，原因是________________________；灌丛的鸟类平均种群密度最大，说明灌丛为鸟类的生存提供了更多的________。(3)调查中发现甲、乙两种鸟类存在捕食关系，二者的种群数量变化如图所示。分析可知，________是捕食者。甲、乙种群数量的变化，体现了群落内部的________。解析：(1)鸟类一般以植物或动物为食，属于消费者。群落水平结构的特征是镶嵌性，次生杂木林中的生物分布具有镶嵌现象，这属于群落的水平结构。(2)农田生态系统是人工生态系统，其营养结构简单，物种数量少，故表中农田生态系统中的鸟类丰富度最低。灌丛为鸟类的生存提供了更多的食物和栖息空间，故表中灌丛的鸟类平均种群密度最大。(3)分析题图可知，甲种群的数量较多，乙种群的数量随甲种群数量的变化而变化，所以甲为被捕食者，乙为捕食者。甲种群的数量增加，进而使乙种群的数量增加，乙种群的数量增加又使甲种群的数量降低，体现了群落内部的负反馈调节。答案：(1)消费者 水平 (2)营养结构最简单 食物和栖息空间(答案合理即可) (3)乙 负反馈调节3．如图表示某生态系统的食物网，据图回答下列问题：(1)图中共有________条食物链，其中最长的食物链是________。(2)在植物→鼠→鹰这条食物链中，鼠的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)鹰的能量。(3)图中鹰同时占有第________营养级，蛇与鹰之间的关系是________，该生态系统未体现的成分有________________。(4)若鹰增加1kg至少需要消耗植物________kg。食虫昆虫粪便中的能量属于________的同化量。(5)如果环境中的某种重金属在生物体内不能分解，也不能排出体外，则该物质经________的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，通常生物所在的________越高，该重金属在其体内的积累量越大。解析：(1)本食物网中的生产者是植物，从生产者→最高营养级，共有8条食物链，分别是①植物→食植昆虫→食虫鸟→鹰；②植物→食植昆虫→食虫鸟→蛇→鹰；③植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→鹰；④植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰；⑤植物→食植昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰；⑥植物→食植昆虫→蛙→蛇→鹰；⑦植物→鼠→鹰；⑧植物→鼠→蛇→鹰，其中最长的食物链有六个营养级，即④与⑤。(2)在植物→鼠→鹰这条食物链中，鼠属于第二营养级，鹰属于第三营养级。由于生态系统的能量流动具有逐级递减的特点，故鼠同化的能量大于鹰同化的能量。(3)鹰在不同的食物链中占据不同的营养级，根据图示可知，鹰同时占有第三、四、五、六营养级(如⑦①②④所示)；由食物链(网)可知，鹰可以捕食蛇，而鹰和蛇都可以以食虫鸟和鼠为食，故蛇与鹰之间既有竞争关系又有捕食关系。生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，食物链中只有生产者和消费者，未体现的成分有非生物的物质和能量、分解者。(4)鹰可以以食虫鸟、蛇、鼠为食，若计算鹰增加1kg至少需要消耗植物的量(知高营养级求低营养级)，应选最短食物链按最大能量传递效率20%计算，即选择⑦植物→鼠→鹰这条食物链，至少需要消耗植物的量为1÷20%÷20%＝25kg。食虫昆虫粪便中的能量属于上一营养级的同化量即食植昆虫的同化量。(5)难降解的化合物和重金属在生态系统中具有生物富集现象，即随着食物链的延长，营养级越高，重金属含量就越高。答案：(1)8 植物→食植昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰、植物→食植昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰 (2)大于 (3)三、四、五、六 竞争和捕食 非生物的物质和能量、分解者 (4)25 食植昆虫 (5)食物链 营养级4．如图1表示某草原自然保护区中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落，箭头表示物质循环的方向。图2所示为某生态系统的部分食物网。请分析回答：(1)碳在生物群落和无机环境之间的循环形式主要是________。(2)图1中碳循环的平衡是由于____________与____________的速率相同(用图1中数字序号表示)，而导致这一平衡被打破的主要原因是_________________________。(3)图2所示食物网中有________条食物链，若去除昆虫，且草的数量不变，则该草原容纳鹰的数量会________。(4)生物群落中物种数目的多少称为________。若使用药物毒杀高原鼠兔，一段时间后高原鼠兔的数量反而会爆发性增长，请简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)碳在无机环境中是以CO2和碳酸盐形式存在的，碳在无机环境和生物群落之间是以CO2形式进行循环的，碳在生物群落之间的循环以含碳有机物的形式进行。(2)图中碳循环的平衡是由于生产者的光合作用(①)和消费者、生产者的呼吸作用(②)及分解者的分解作用(⑥)速率相当，而导致这一平衡被打破的主要原因是化石燃料的大量燃烧。(3)根据图2可知，该食物网中共有5条食物链，分别是草→高原鼠兔→鹰，草→昆虫→鼬→鹰，草→昆虫→高原鼠兔→鼬→鹰，草→昆虫→高原鼠兔→鹰，草→高原鼠兔→鼬→鹰。去除昆虫后，鹰由原来的第三、第四和第五营养级变成第三、第四营养级，又因草的数量不变，所以该草原容纳鹰的数量会增加。(4)生物群落是指一定时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，生物群落中物种数目的多少称为丰富度。由于毒杀高原鼠兔后，会导致其天敌鼬、鹰等的数量减少，使得高原鼠兔的数量增加，所以使用药物毒杀高原鼠兔，一段时间后高原鼠兔的数量反而会暴发性增长。答案：(1)CO2 (2)① ②⑥ 化石燃料的大量燃烧 (3)5 增加 (4)丰富度 毒杀高原鼠兔后，会导致其天敌鼬、鹰等的数量减少，进而使得高原鼠兔的数量增加5．薇甘菊原产于中南美洲，后来入侵我国，它生性喜光，善于攀缘，生长迅速，致使许多植物被其覆盖后因缺少阳光而死亡。薇甘菊入侵某生态系统后植物种类数及碳储量变化如表所示：未被侵入时期轻微入侵时期重度入侵时期种类(种)15012169碳储量(吨/公顷)植被56.250.943.5凋落物2.03.55.4土壤161.9143.2117.7(1)薇甘菊入侵后导致植物群落的丰富度________(填“上升”或“下降”)，生态系统的抵抗力稳定性将逐渐________(填“升高”或“降低”)。土壤中分解者的分解作用逐渐________(填“增强”或“减弱”)。(2)田野菟丝子的茎缠绕在薇甘菊植株上，茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质。田野菟丝子与薇甘菊之间存在________关系，可利用田野菟丝子控制薇甘菊数量。(3)关于薇甘菊的成功入侵，研究者认为，这是由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中。为验证该假设，研究者将薇甘菊入侵种群和对照种群种植在与入侵地气候、土壤等条件相同的环境中，除草、治虫，测定株高、分枝数和生物量。①实验中，对照种群应从________获取。②若测定结果为薇甘菊入侵种群____________________，则该结果支持上述假设。解析：(1)薇甘菊入侵，导致植物种类减少，故植物群落的丰富度下降，该生态系统的抵抗力稳定性将逐渐降低。比较从未被入侵到重度入侵的三个阶段，随着凋落物的增加，土壤中的碳储量在下降，说明土壤中分解者的分解作用逐渐增强。(2)根据题干信息：菟丝子的茎缠绕在薇甘菊植株上，茎上即可形成吸器吸收薇甘菊植株中的营养物质，故田野菟丝子与薇甘菊之间为寄生关系，可利用田野菟丝子控制薇甘菊数量。(3)根据题意，研究者做出了假设“由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中”。如果该假设正确，我们可以推知：在相同的入侵地环境条件下，如果比较发生适应性变化之后的入侵种群和未发生适应性变化的入侵种群，前者的生长状况应该优于后者。所以可以据此设计对照实验：对照组：生长于原产地的薇甘菊种群＋入侵地的环境条件→测定生长情况。实验组：已适应入侵地环境的薇甘菊种群＋相同的入侵地环境条件→测定生长情况。如果实验组的薇甘菊种群的株高、分枝数、生物量都高于对照组，则就可以支持上述假设。答案：(1)下降 降低 增强 (2)寄生 (3)①原产地 ②株高、分枝数、生物量都大于对照组6．科学家根据外来植物入侵程度对弃耕地入侵区(分为轻度、中度、重度入侵区)的群落植物多样性进行调查，结果如图1所示；同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究，结果如图2所示。请分析回答：图2 能量流动示意图[单位：J/(hm2·a)](1)由图1可知，随入侵程度的加大，弃耕地原有植物群落丰富度________；弃耕地群落的形成是________演替的结果；调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的________。(2)该入侵物种能分泌化学物质抑制其他植物生长发育，同时能引起昆虫和动物拒食。入侵物种与本地植物之间构成________关系，这说明信息传递能够调节生物的________。(3)图2中A表示的能量是________；初级消费者到次级消费者的能量传递效率是________。若有一种昆虫专以某动物的粪便为食，设该动物在某段时间内所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入昆虫体内的大约为________kJ。(4)右图所示为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为________。解析：(1)群落中物种数目的多少称为丰富度，根据题图可知，弃耕地群落丰富度随入侵程度的增加而减小。该群落的形成是次生演替的结果，调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的速度和方向。(2)由题意可知，入侵物种与本地植物之间构成竞争关系，这说明信息传递能够调节生物的种间关系。(3)图2中A表示的能量是初级消费者的同化量；初级消费者到次级消费者的能量传递效率是[(2.44×107－1.9×106)/(1.05×109－3×108)]×100%＝[(2.25×107)/(0.75×109)]×100%＝3%。某动物的同化量不包括该动物的粪便中的能量，所以该动物同化的能量流向昆虫体内的为0kJ。(4)由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示丙食用的动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。答案：(1)减小(或降低) 次生 速度和方向(2)竞争 种间关系 (3)(初级消费者的)同化量 3% 0 (4)y＝20ax＋5x7．下列图表表示东亚飞蝗种群的数量变化和摄食植物后能量流动的情况，请分析并回答相关问题。项目东亚飞蝗摄食量东亚飞蝗粪便量东亚飞蝗呼吸消耗量储存在东亚飞蝗有机物中的能量能量(kJ)41021013070(1)图中种群数量增长速率最大的点是________，从d点开始利用性引诱剂诱杀雄虫，可通过引起种群的________失调，从而使种群的出生率降低，最终降低种群数量。(2)东亚飞蝗在生态系统中的成分属于________，东亚飞蝗同化的能量中有________%的能量用于生长、发育和繁殖，表中储存在东亚飞蝗有机物中的能量的去向有：①________、②________。解析：(1)“S”型曲线中种群数量在K/2时，种群数量增长速率最大，故图中种群数量增长速率最大的点是a。从d点开始利用性引诱剂诱杀雄虫，会引起种群的性别比例失调，从而使种群的出生率降低，最终降低种群数量。(2)东亚飞蝗捕食农作物，为消费者。东亚飞蝗同化的能量＝摄食量－粪便量＝410－210＝200(kJ)，除去呼吸消耗量130kJ，剩余70kJ用于东亚飞蝗自身的生长、发育和繁殖，即东亚飞蝗同化的能量中有(70/200)×100%＝35%用于生长、发育和繁殖。储存在东亚飞蝗有机物中的能量的去向有：①被分解者分解利用；②流向下一营养级。答案：(1)a 性别比例 (2)消费者 35 ①流向下一营养级 ②被分解者分解8．近段时间我国持续出现的雾霾天气，给人们的健康与生活造成了很大影响，其罪魁祸首为化石燃料的过量燃烧，如图所示为生态系统中“碳”元素的循环途径，请回答下列问题：(1)该生态系统中A、B(B1、B2、B3)、C共同构成了________。图中食物链是________(用图中字母和箭头表示)。(2)碳元素主要通过①________途径进入生物群落，②为生物的________作用，为防止雾霾天气，人们应采取的措施是_______________________________________。(3)成分C所起的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)若图中生产者固定的太阳能为600kJ，则该生态系统中次级消费者最少可得到能量________kJ。(6)森林能保持水土、调节气候，但森林遭到毁灭性破坏时不能自动恢复，这一事实说明________________________________________________________________________。解析：(1)从题图可以看出，A为生产者，B(B1、B2、B3)为消费者，C为分解者。结合群落的定义——同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合可知，它们共同构成了生物群落。食物链由生产者和消费者组成，图中食物链是A→B1→B2→B3。(2)碳元素主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落；②是细胞呼吸作用。为防止雾霾天气，要做到“低碳、减排”，人们应采取的措施是大量植树造林，减少化石燃料的燃烧，改善化石燃料的品质。(3)成分C是分解者，分解者能够将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，释放到无机环境中去。(4)图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性。(5)若图中生产者固定的能量为600kJ，在计算该生态系统中次级消费者最少可得到的能量时应按“10%”能量传递效率来计算，即600×10%×10%＝6(kJ)。(6)森林能保持水土、调节气候，这体现了生物多样性的间接价值；森林的自我调节能力是有限的，当遭到毁灭性破坏时就不能自动恢复了。答案：(1)生物群落 A→B1→B2→B3 (2)绿色植物的光合作用 细胞呼吸 大量植树造林，减少化石燃料的燃烧，改善化石燃料的品质 (3)将动植物遗体和动物的排遗物等分解成无机物释放到无机环境中去 (4)调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性 (5)6 (6)生态系统的自我调节能力是有限度的第三讲 生态系统的结构及其能量流动[考纲展示]1．生态系统的结构(Ⅰ) 2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)授课提示：对应学生用书第214页一、生态系统的概念及范围1．概念：由生物群落与周围的无机环境相互作用而形成的统一整体。2．范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。3．结构：组成成分和营养结构(食物链和食物网)。二、生态系统的组成成分1．非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等。2．生物群落生产者消费者分解者营养方式自养异养异养生物类型①光合自养生物：绿色植物和蓝藻等②化能合成生物：硝化细菌等大多数动物，寄生植物(如菟丝子)、病毒腐生细菌和真菌，腐食动物地位生态系统的基石生态系统最活跃的部分生态系统的关键成分作用①合成有机物，储存能量②为消费者提供食物和栖息场所①加快物质循环②帮助植物传粉和传播种子将有机物分解为无机物，供生产者重新利用三、生态系统的营养结构1．食物链(1)概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。(2)实例(3)表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。(4)特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过5个营养级。2．食物网(1)概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。(2)形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。(3)功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。(4)特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。四、生态系统的能量流动1．概念理解— ↓— ↓—太阳能→有机物中化学能→热能 ↓—2．第一营养级的能量流动3．消费者的能量流动注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。(1)从上述图解可以得到：摄入量＝同化量＋粪便量。(2)在各营养级中，能量的几个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；被下一营养级生物利用；被分解者利用；未被利用。4．特点5．研究意义(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。1．生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。2．生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。3．由于能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以食物链一般不超过五个营养级。4．太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。5．生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。6．生态系统中的能量传递效率一般约为10%～20%。关于能量流动的2个易混易错点(1)生态系统中同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄食转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。消费者产生的粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的能量。(2)能量传递效率与能量利用效率的比较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为10%～20%。计算公式为能量传递效率＝(下一营养级同化量/该营养级同化量)×100%。②能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高；同时，生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，能量利用效率越高。授课提示：对应学生用书第215页考点一 生态系统的概念及组成成分分析[核心考点通关]1．生态系统中四种成分的联系(1)非生物的物质和能量——生态系统的基础如果没有非生物的物质和能量，生物群落根本不可能存在。它是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源。(2)生产者——生态系统的主要成分，是生态系统存在和发展的基础①是沟通无机环境与生物群落的桥梁：唯一能把非生物的物质和能量转变成生物体内的物质和能量的成分。②是形成食物链和食物网的基础。③绿色植物的多样性和空间分布，决定一个生态系统的形成和结构的复杂程度，决定生态系统稳定性的大小。(3)消费者——生态系统最活跃的生物成分对维持生态系统的稳定性有重要作用。单从物质循环的角度看，消费者不是生态系统的必要成分，但消费者的存在能加快生态系统的物质循环，因此在自然生态系统中，生产者、消费者和分解者都是紧密联系、缺一不可的。(4)分解者——物质循环中的关键成分将动植物遗体分解成无机物，归还给无机环境，是沟通生物群落到无机环境的桥梁。植物同化的CO2等物质，大约90%需经分解者的分解作用归还无机环境，然后被生产者重新利用。因此从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。2．生态系统中各成分的判断(1)根据双向箭头A??D确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者；(2)根据箭头指向判断各成分①A有三个指出，应为生产者；②D有三个指入，为非生物的物质和能量；③B和C一个为消费者，另一个为分解者，A(生产者)和B均指向C，则C为分解者。[易混易错]对生态系统成分认识的误区错误说法特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者动物都是消费者秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物残体为食的腐食性动物属于分解者生产者是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物植物都是生产者菟丝子营寄生生活，属于消费者[题组突破演练]题组一 生态系统的组成成分分析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．非生物的物质和能量是指阳光、水、空气、细菌等解析：自养生物都属于生产者，但不一定都可以进行光合作用，如硝化细菌，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，让有机物返回无机环境；非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量。答案：C2．(2017·浙江杭州统考)下图是有关生态系统的概念图，①、②、③分别是( )A．生态系统的结构、生态系统的种类、食物链和食物网B．生态系统的结构、生态系统的成分、食物链和食物网C．生态系统的种类、生态系统的成分、生态系统的稳定性D．生态系统的成分、生态系统的结构、食物链和食物网解析：生态系统包括其结构①和功能，其结构又包括②生态系统的成分和营养结构即③食物链和食物网，而生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，B项正确。答案：B题组二 生态系统的成分分析3．如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是( )A．甲是生产者，包括全部的植物和部分细菌B．所有的动物在生态系统中都属于丙1或丙2C．理论上，一个生态系统没有丙1和丙2也可以正常行使其功能D．甲和乙是一个生态系统的基石解析：分析题图，甲和丁之间具有双向箭头，且其他成分也都有箭头指向丁，所以丁为非生物的物质和能量，甲为生产者；甲和丙都有箭头指向乙，所以乙为分解者，丙1和丙2为消费者。生产者除植物和部分细菌外，一些原核生物(如蓝藻)也属于生产者，且并非全部的植物都属于生产者，如营寄生生活的菟丝子属于消费者，A错误。一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓和蜣螂，B错误。由于通过生产者和分解者可以实现生物群落与无机环境之间的物质循环，所以理论上没有消费者的生态系统也可以正常行使其功能，C正确。生态系统中消费者和分解者的物质和能量来源于生产者，所以生产者才是一个生态系统的基石，D错误。答案：C4．湿地是天然的蓄水库，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”。如图是处于平衡状态的某淡水湿地食物网简图，请据图回答：(1)生态系统的结构包括________，此淡水湿地生态系统中，淡水虾与小鱼的关系是_______。(2)与稻田生态系统比较，该淡水湿地生态系统的抵抗力稳定性________(填“高”“低”或“相同”)，原因是该生态系统__________________。食物网中，若甲壳类数量明显减少，短期内小鱼的数量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。(3)图中未列出的该生态系统的成分是__________________。解析：(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分：非生物的物质和能量、分解者、生产者和消费者；营养结构：食物链和食物网。淡水虾与小鱼共同竞争食物水蚤。(2)淡水湿地生态系统的物种比稻田生态系统的物种丰富，营养结构复杂，抵抗力稳定性高。若甲壳类数量明显减少，涉禽大量捕杀大鱼，大鱼的数量大量减少，短期内小鱼因天敌减少而数量增加。(3)食物链由生产者和消费者组成，因此未列出的该生态系统的成分是非生物的物质和能量、分解者。答案：(1)生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网) 竞争(2)高 营养结构复杂(或生物种类多或物种丰富度高或自动调节能力强) 增加(3)非生物的物质和能量、分解者考点二 对食物链和食物网的分析[核心考点通关]1．对食物链的分析食物链草→鼠→蛇→鹰所属类型绿色植物植食性动物小型肉食动物大型肉食动物成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者营养级第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级(1)食物链的起止点：每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物捕食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。(2)某一营养级生物的含义：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种群。(3)食物链的不可逆性：食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，不会倒转，因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级。(4)不参与食物链组成的成分：分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成。2．对食物网的分析(1)模型图示(2)相关说明①由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，第二营养级。②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。③同一消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼在该食物网中分别位于第三、第四营养级。④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．食物网中生物数量变化的分析与判断(1)第一营养级的生物减少对其他物种的影响第一营养级的生物(生产者)减少时，则将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。这是因为生产者是其他各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源。(2)“天敌”一方减少，对被捕食者数量变化的影响一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，一般不需考虑生产者数量的增加或减少。③处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。(4)同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析食物链中某一种群的数量变化，导致另一种群的营养级连锁性发生变化，因为能量在食物链(网)中流动时只有10%～20%流到下一个营养级，且能量流动的环节越多损耗越多，所以该类连锁变化的规律是：当a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加；若导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。4．营养结构的确定方法(1)根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。(2)根据能量传递效率10%～20%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据图1四种生物同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。[题组突破演练]题组一 食物链和食物网的分析5．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，该图只体现了2种成分解析：分析可知，该图由5条食物链组成；植食性鸟和食草昆虫都是初级消费者；处于第三营养级的生物有鹰、食虫鸟、蜘蛛和青蛙4种生物；该图只体现了生产者和消费者，缺少生态系统中的分解者和非生物的物质和能量。答案：D6．(2017·内蒙古赤峰月考)如图是某草原生态系统中的部分食物关系图。请据图回答下列问题：(1)该图是一个简单的________，共有________条食物链。(2)从该生态系统的成分看，草属于________，狼属于________。(3)图中的昆虫和鹿之间是________关系，而猫头鹰和蛇是______________关系。(4)该生态系统中，含能量最多的生物是________；该生态系统能量的最终来源是________。(5)狼每增加1千克体重至少消耗绿色植物__________________千克。解析：(1)图中的食物链组成有草→兔→狼；草→鹿→狼；草→鼠→狼；草→鼠→猫头鹰；草→鼠→蛇→猫头鹰；草→昆虫→猫头鹰；草→昆虫→蛇→猫头鹰，共有7条食物链。(2)草属于生产者，狼属于消费者。(3)图中的昆虫和鹿两者竞争食物草，是竞争关系；而猫头鹰和蛇争夺共同的食物昆虫和鼠，猫头鹰又以蛇为食，二者是捕食和竞争关系。(4)含能量最多的生物是草类；该生态系统能量的最终来源是生产者固定的太阳能。(5)狼每增加1千克体重至少消耗绿色植物的能量，按狼位于第三营养级且能量传递效率为20%计算：1÷20%÷20%＝25(千克)。答案：(1)食物网 7 (2)生产者 消费者 (3)竞争 捕食和竞争 (4)草类 太阳能 (5)25题组二 食物网中生物数量变化与营养结构的确定方法7.以虫治虫是生态农业的重要内容，如图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。假设这四种生物只构成一条食物链。请问在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是( )A．乙和丁的种群数量都增加B．乙和丁的种群数量都减少C．乙和丙的种群数量都减少D．乙和丙的种群数量都增加解析：由图中信息可知四种生物的食物关系为丙→丁→甲→乙，如果甲种群数量增加，则乙的食物增加，乙会增加，丁的天敌增加，所以丁要下降，丁数量减少，即丙的天敌减少，故丙会有所增加。答案：D8.在草原生态系统中生活着多种动植物，其中由部分生物组成的食物关系如图所示，请据图回答下列问题：(1)根据生态系统的组成成分来划分，________属于生产者，蚯蚓属于________。(2)图中共有________条食物链，其中鹰占有第________营养级。(3)若某种原因导致兔子全部死亡，则蚯蚓的数量将会如何变化？________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(4)上述生物包括生产者、消费者和分解者，能否说上述生物共同组成一个群落，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)题图中绿色植物属于生产者，蚯蚓属于分解者，其他生物属于消费者。(2)题图中共有3条食物链，鹰占有第三、五营养级。(3)兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，导致蚯蚓的数量增加，随后由于反馈调节使蚯蚓的数量减少，最后趋于稳定。(4)题图中的生物只是草原生态系统中的部分生物，不能构成一个群落。答案：(1)绿色植物 分解者(2)3 三、五(3)先增加后减少，最后趋于稳定 兔子全部死亡，鹰捕食相思鸟的比例变大，相思鸟的数量减少，从而引起蚯蚓的数量增加，一段时间后减少，最后趋于稳定(4)不能，因为这些生物只是草原生态系统中的部分生物，群落应包括这个区域的所有生物(答案合理即可)根据提供的信息正确书写食物链的规律总结(1)表格数据形式直接呈现(能量值)构建食物链(网)：下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量的总量。营养级ABCDPg15.9870.71.9141.0所以根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。(2)表格数据形式间接呈现(重金属、DDT等浓度)构建食物链(网)：如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表：生物体ABCDE有机汞浓度/(mg·L－1)0.0570.51680.39注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如图：(3)根据题干提供的各种图形信息构建食物链(网)图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示的是生态系统的物质循环图解，D是生产者，A是消费者，B是分解者，C是无机环境，其中的食物链是D→A。考点三 生态系统中能量流动分析与计算[核心考点通关]1．能量在营养级之间流动过程图解(1)(2)能量去向分析①消费者摄入能量＝消费者同化能量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。②消费者同化能量＝呼吸消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量。③生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量。2．能量流动的特点及其原因(1)单向流动①能量流动是沿食物链进行传递的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②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生物利用的部分。3．生态金字塔——能量流动模型类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形态特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减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目每一营养级生物的总生物量特殊形状无极少4.能量流动原理的应用人们根据生态系统的结构与功能，结合各地的自然条件、生产技术和社会需要，可以设计出多种农业生态系统；建立生态农业的目的是设法调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，最大限度地提高能量利用率(实质上是充分利用了流向分解者的能量，而不是提高了能量的传递效率)。5．能量传递效率的计算(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：能量传递效率＝×100%。(2)食物链中能量的最值计算设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：①能量传递效率未知时已知问题思路求解D净增重M至少需要A的量YY(20%)3＝M最多需要A的量YY(10%)3＝MA净增重ND最多增重的量YN(20%)3＝YD至少增重的量YN(10%)3＝Y②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。(3)在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑[易混易错]能量流动中的3个易混易错点(1)能量传递效率针对各营养级之间的能量传递。(2)能量传递效率≠能量利用率。能量传递效率：能量沿食物链流动，以营养级为“单位”，传递效率为10%～20%。能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值；考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。(3)摄入量≠同化量。摄入量指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。同化量指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。关系：同化量＝摄入量－粪便量。同化量才是真正流经某营养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级同化的能量，而是上一个营养级同化量的一部分，例如羊吃草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊。[题组突破演练]题组一 能量流动过程分析9．下图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述中不正确的是( )A．如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量B．图中B表示桑树呼吸作用散失的能量C．图中的C可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量D．图中D1/D可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率解析：流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即A；生产者桑树所固定的太阳能总量中有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图中的B，另一部分则储存在生产者体内的有机物中，用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，即图中的C；图中D表示蚕同化的能量，A1表示蚕通过呼吸作用散失的热能，如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量；D1/D可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率。答案：D10．(2017·陕西西安质检)如图为温带草原食物网部分图解，请回答：(1)该生态系统的能量最终来源是________，老鹰在该生态系统中属于________营养级。(2)调查该生态系统中兔的种群密度，常用的方法是________。(3)老鹰与蛇两个种群之间的关系为____________________。(4)草原生态系统和森林生态系统相比抵抗力稳定性较________。(5)生态系统能量流动的特点是_________________________。(6)下表是五个种群(不包括分解者)在一个相对稳定的水域生态系统中所含有的总能量和污染物X的平均浓度。甲乙丙丁戊能量(kJ)1.4×1091.2×1091.6×1081.8×1083.9×107X含量(mg/L)0.0370.0360.350.393.4若每一种生物都可被相邻的下一个营养级的所有生物捕食，请绘出这个生态系统的食物网。解析：(1)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，能量的最终来源都是太阳能。分析图中食物链：植物→老鼠→老鹰，植物→老鼠→蛇→老鹰，植物→兔子→老鹰。老鹰在3条食物链中分别占有第三和第四两个营养级。(2)兔子的活动能力强，活动范围大，所以可以用标志重捕法调查其种群密度。(3)老鹰与蛇都以老鼠为食，所以是竞争关系，老鹰又以蛇为食，所以它们有捕食关系。(4)草原生态系统和森林生态系统相比营养结构较简单，即食物链和食物网较简单，所以抵抗力稳定性较弱。(5)生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。(6)据题表分析，甲和乙的能量水平最高，且能量值相差不大，污染物含量最低，应该都是生产者，戊的能量最少，污染物含量最高，属于最高营养级的消费者，丙和丁的能量居于中间水平，且二者的能量相差不大，因此在同一营养级。答案：(1)太阳能 第三、第四 (2)标志重捕法(3)竞争、捕食 (4)弱 (5)单向流动和逐级递减(6)如图所示：题组二 能量流动过程中的相关计算11．(2017·浙江杭州模考)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是( )A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减解析：生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋D1，A1呼吸作用消耗，B1未被利用，C1流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量，A正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，C错误；图解箭头为单向，且能量值在不断减少，表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。答案：C12．如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，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：(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为______________、______________，在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是________。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，主要原因是能量在各营养级之间的传递具有________的特点。(2)图乙中，若A表示图甲中营养级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，则该系统营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。(3)图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________实现的。(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各只有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图。若甲能量的直接提供给丙，则要使丙能量增加8kJ，至少需要消耗甲的能量是________kJ。(5)与稻田生态系统比较，湖泊生态系统的抵抗力稳定性________(填“高”“低”或“相同”)，原因是该生态系统________。解析：据图分析：图甲中，m1是输入到生态系统的能量，表示生产者固定的太阳能，m2是散失到环境中的能量，表示呼吸作用散失的热能。图乙中，a表示该营养级的摄入量，b表示该营养级的同化量，c表示该营养级的粪便量，d表示该营养级呼吸作用消耗的能量，e表示用于生长、发育和繁殖的能量，f表示该营养级流向分解者的能量，g表示流入下一营养级的能量。(1)据图分析知m1是太阳能，m2是热能。生物群落内部能量储存于有机物中，沿食物链(网)流动。能量具有单向流动、逐级递减的特点。(2)摄入量＝同化量＋粪便量，同化量＝呼吸散失量＋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同化的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。(3)能量通过各营养级生物及分解者的呼吸作用以热能形式散失到大气中。(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则丙从甲→丙途径获得的能量为a××20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为a×(1－)×20%×20%，根据题干中的条件可知：a××20%＋a×(1－)×20%×20%＝8，因此a＝100。(5)抵抗力稳定性与营养结构复杂程度呈正相关。答案：(1)太阳能 热能(或呼吸作用散失的热能) 有机物 逐级递减(2)Ⅱ所同化固定的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100%(3)分解者的分解(或呼吸)作用(4)100(5)高 营养结构复杂(1)流经某营养级的能量来源和去向分析(以初级消费者为例)具体含义定量关系1个来源初级消费者同化(注意不是初级消费者摄入)的能量某营养级同化的能量＝摄入的能量－粪便中的能量2个去向呼吸作用消耗，用于生长、发育和繁殖，即储存在该个体的有机物中同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量3个去向呼吸作用消耗、次级消费者同化、流向分解者同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量；用于生长、发育和繁殖的能量＝次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量4个去向呼吸作用消耗、次级消费者同化、流向分解者、未被利用同化的能量＝呼吸作用消耗的能量＋次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量；用于生长、发育和繁殖的能量＝次级消费者同化的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量(2)利用“拼图法”解决能量流动问题输入第一营养级的能量(W1)被分为两部分：如图所示。一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、生育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。授课提示：对应学生用书第220页练全国高考真题——知考查重点1．(2016·高考全国卷Ⅰ)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准解析：生态系统中生产者固定的能量可多级利用，但不能反复利用，故B项错误。答案：B2．(2016·高考全国卷Ⅲ)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向解析：根据题意可写出食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。鹰的迁入延长了食物链，使能量消耗的环节(营养级)增加，但没有改变能量流动的方向，C正确、D错误；鹰的迁入使黄雀的数量减少，导致黄雀的食物螳螂的数量增多，进而导致蝉的数量减少，A错误；细菌产生的能量大多以热能的形式散失，不能流向生产者，B错误。答案：C3．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。种群甲乙丙丁戊能量3.5612.8010.300.48226.50回答下列问题：(1)请画出该生态系统中的食物网。(2)甲和乙的种间关系是________；种群丁是该生态系统生物组分中的________。(3)一般来说，生态系统的主要功能包括________、________，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在________和________之间的循环主要以CO2的形式进行。解析：(1)根据能量传递的规律，戊的能量最多，为生产者，其次是乙、丙，因两者能量值相差较小，两者处于同一营养级，为初级消费者，甲为次级消费者，丁为三级消费者。(2)从食物网可知甲与乙的种间关系为捕食，种群丁为消费者或三级消费者。(3)生态系统的功能：①物质循环；②能量流动；③信息传递。碳在生物群落中主要以有机物的形式进行传递，在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行循环。答案：(1)(2)捕食 消费者(3)物质循环 能量流动 生物群落 无机环境练各地市模拟——知命题热点4．(2017·河北邯郸摸底)如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N。其中字母代表能量，则下列叙述错误的是( )A．从麻风树流入下一营养级的能量传递效率为A/NB．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．该图中不包含非生物的物质和能量解析：由题干中的信息可知，该图只包括两个营养级，麻风树是第一营养级，则A只能代表第二营养级的摄入量，B代表第二营养级的同化量，其中D代表第二营养级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则是流入分解者的能量；从麻风树流入下一营养级的能量传递效率为B/N；该图解表示麻风树林中两个营养级的能量流动图解，没有非生物的物质和能量。答案：A5．(2017·北京东城区检测)如图为某生态系统的能量流动图解，图中数字为能量数值，单位为kJ/(m2·a)。据图分析下列叙述不正确的是( )A．流经该生态系统的总能量值为20810kJ/(m2·a)B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为11.3%C．该生态系统能量的输出都是通过各营养级的细胞呼吸实现的D．据能量的输入和输出分析，该生态系统的群落还没有演替到相对稳定的阶段解析：生产者固定的能量为流经该生态系统的总能量，为20810kJ/(m2·a)，A正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝380/3370×100%≈11.3%，B正确；该生态系统能量的输出是通过各营养级的细胞呼吸和分解者的呼吸作用实现的，C错误；该生态系统中能量输入与输出不处于平衡状态，群落还没演替到相对稳定的阶段，D正确。答案：C6．(2017·河南天一联考)如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。有关叙述中不正确的是( )A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符B．生态系统中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%C．消费者从生产者获得的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同解析：生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗，图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符，A正确；a2＋b2＋c2＋d2是消费者的同化量，a1＋b1＋c1＋d1是生产者的同化量，B正确；消费者从生产者获得的能量数值(a2＋b2＋c2＋d2)可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中，C正确；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物，D错误。答案：D7．(2017·湖南师大附中模拟)某研究小组开展了对某湖泊中环境问题的研究。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，如下表所示。分析回答下列问题：生物种类消化道内食物组成千克体重污染物含量/mg汞某种杀虫剂A鱼(甲)鱼(乙)7896B河蚌水蚤、小球藻2557C小球藻/35D鱼(乙)水蚤1031E水蚤小球藻515(1)表中生物可能形成的食物链(网)为________，河蚌(B)和水蚤(E)的关系是________。(2)若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。(3)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2形式流动的是________(填序号)，进行①过程的生物主要是________，丙在该生态系统中的成分为________。(4)当该湖泊受到较大污染后，陆续有生物死亡。死亡生物遗体使水质恶化，导致更多的生物死亡，如此恶性循环，最终使该生态系统崩溃。从反馈调节的角度看，这是一种________反馈。解析：(1)根据消化道中的食物组成分析小球藻为生产者，水蚤和河蚌捕食小球藻，河蚌捕食水蚤和小球藻，鱼乙捕食水蚤，鱼甲捕食鱼乙。据分析得出的食物链(网)为：，河蚌捕食水蚤，二者都捕食小球藻，是捕食和竞争关系。(2)河蚌的食物比例是原来的C∶E＝1∶1时，河蚌需要小球藻的能量是1×÷10%＋1×÷10%÷10%＝55，调整为2∶1时，河蚌需要小球藻的能量是1×÷10%＋1×÷10%÷10%＝40，所以该生态系统中传递给河蚌的能量理论上是原来的55÷40＝1.375倍。(3)碳循环图各成分分析：甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为无机环境(大气中的CO2)。生产者通过光合作用吸收二氧化碳，同时生产者、消费者、分解者又都进行呼吸作用，分解有机物产生二氧化碳释放到无机环境。(4)正反馈调节的作用往往是使生态系统远离稳态。答案：(1)如图所示： 捕食和竞争 (2)1.375 (3)①②⑤⑥ 绿色植物 分解者 (4)正授课提示：对应学生用书第361页一、选择题1．下列关于生态系统的叙述，正确的是( )A．生态系统中生产者一定是绿色植物B．没有分解者的生态系统，通过自我调节也可以维持生态系统的稳定性C．地球早期的生态系统中只有生产者和分解者，无消费者D．生态系统的能量流动并非全都是伴随物质循环而进行的解析：硝化细菌是生产者，不是绿色植物，A错误；分解者是生态系统必不可少的成分，B错误；地球早期的生态系统中有一些分解现成有机物的分解者和化能合成作用的生产者，C正确；物质是能量的载体，能量流动始终伴随物质循环，D错误。答案：C2．在辽阔的内蒙古大草原上发生着如图所示的捕食关系，有关说法正确的是( )A．鹰与食虫鸟的种间关系为捕食和竞争B．草原生物群落只有水平结构无垂直结构C．除了图中所示成分外，生态系统的组成成分中还缺少的是分解者D．若鹰的能量来自兔，来自食虫鸟，则其增重1克，至少需要消耗草75克解析：鹰和食虫鸟只有捕食关系无竞争关系，A错误；草原生物群落不仅有水平结构，也有垂直结构，B错误；生态系统的组成成分是非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，C错误；至少消耗草应按最大传递效率20%计算：0.5÷20%÷20%＋0.5÷20%÷20%÷20%＝75(克)，D正确。答案：D3．从健康的角度考虑，提倡素食可以减少脂肪和胆固醇等的摄入，能降低心血管等疾病的发病率。从生态系统的营养结构和生态系统功能的角度考虑，对提倡素食的好处的描述不正确的是( )A．提倡素食能使人类的食物链缩短B．提倡素食能提高能量传递效率C．提倡素食能减少生态系统中能量的散失D．提倡素食能使人类从生产者体内获得更多的能量解析：提倡素食即人直接以植物性食物为食，从生产者到人类只有两个营养级，因此，缩短了食物链，可以使人类从生产者体内获得更多的能量，减少能量的散失，但不能提高能量传递效率。答案：B4．(2017·湖北武汉调研)下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10%～20%的能量流入狼的体内C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的解析：兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，A错；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，B错；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，能量流入生物群落，C对；生态系统中的能量是单向流动的，不能循环利用，D错。答案：C5．下列关于生态系统能量流动的叙述正确的是( )A．生产者固定的总能量一定多于消费者和分解者同化的总能量B．消费者粪便被分解者分解表明该营养级的能量流向了分解者C．能量传递效率指相邻两个营养级间的传递效率，而非生物个体D．生态农业增加了农田生态系统中的食物链，将提高能量传递效率解析：选项A，如人工鱼塘或城市生态系统，生产者固定的总能量往往要比消费者和分解者同化的总能量少。选项B，消费者的粪便被分解者分解，实质上是上一营养级的能量流向分解者。选项D，能量的传递效率是以“营养级”为研究对象，能量的利用率通常是流入人类的能量占生产者固定能量的比值，是以“人”为研究对象。生态农业的特点是丰富了农田生态系统的食物链，使物质和能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率。答案：C6．如图为一个草原生态系统的营养结构示意图，E表示牧草一年固定的太阳能总量，E1、E2、E3分别表示流入牲畜、昆虫、鼠的能量。下列说法错误的是( )A．该食物网中存在4条食物链B．第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是(E1＋E2＋E3)/EC．人类发展草原生态系统主要是为了提高E1/ED．图中缺少的生态系统的成分是分解者解析：选项A，该食物网共有4条食物链；选项B，牲畜、昆虫、鼠属于第二营养级，由第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是两个营养级同化量的比值，即(E1＋E2＋E3)/E；选项C，人类发展草原生态系统主要是为了更多地获取第二营养级中牲畜的能量；选项D，图中缺少的生态系统的成分是分解者、非生物的物质和能量。答案：D7．如图表示初级消费者能量流动的部分过程，括号中的字母表示能量值，初级消费者呼吸散失的能量为b，下列说法正确的是( )A．应在A、B处加上标有细胞呼吸的箭头B．初级消费者同化的能量为n－aC．次级消费者摄入的能量为n－a－bD．B为初级消费者所同化的总能量解析：图中A表示初级消费者同化的能量，B表示用于生长发育和繁殖的能量，应在A处加上标有细胞呼吸的箭头；初级消费者同化的能量为(n－a)；B处能量为(n－a－b)，其中部分能量被分解者分解利用，部分能量储存在初级消费者体内未被利用，还有部分能量流入下一营养级，因此，被次级消费者摄入的能量小于(n－a－b)。答案：B8．下图表示能量流经某一营养级时的示意图，其中a～g表示能量值，请据图分析下列叙述中不正确的是( )A．上图存在的数量关系是a＝c＋d＋f＋gB．b对应的数值为该营养级生物的同化量C．能量从该营养级到下一营养级的传递效率＝g/bD．c所含的能量不属于该营养级的生物解析：由图可知，根据能量守恒定律可知，a＝b＋c、b＝d＋e、e＝f＋g，因此，a＝c＋d＋f＋g，A正确；B代表该营养级同化，b对应的数值为该营养级生物的同化量，B正确；相邻两营养级之间的能量传递效率＝下一营养级的同化量/该营养级的同化量×100%，但在题图中没有体现下一营养级生物的同化量，因此也就无法计算能量传递效率，C错误；c对应能量属于摄入量(a)，不属于同化量(b)，因此，c对应能量也就不属于该营养级的生物，D正确。答案：C9．(2017·陕西西安模拟)如图是某稻—萍—鱼生态系统中能量流动部分示意图，其中数字表示能量。相关叙述正确的是( )A．①代表第一营养级呼吸作用释放的全部能量B．②代表被初级消费者摄入的能量C．图中生物为该生态系统全部组成成分D．生产者同化的能量在生态系统中实现多级利用解析：①代表第一营养级呼吸作用释放的热能，A错误；②代表被初级消费者同化的能量，B错误；生态系统全部组成成分还包括非生物的物质和能量，图中生物包括生产者、消费者和分解者，C错误；生产者同化的能量可流向人类、草食昆虫及其他草食动物、鱼类、分解者，因此在生态系统中实现了多级利用，D正确。答案：D10.如图表示某生态系统的营养结构，其中A、B、C、D、E、F各代表一个种群。下列对该图分析合理的是( )A．该图若要表示完整的生态系统的成分还缺少分解者B．图中B、C、F共同同化的能量占A种群同化能量的10%～20%C．若D种群的年龄组成为增长型，则E种群密度将会降低D．C种群和D种群存在地理隔离和生殖隔离解析：该图若要表示完整的生态系统的成分还缺少分解者和非生物的物质和能量，A错误；图中B、C、F为第二营养级的生物、A为第一营养级的生物，相邻两营养级间的能量传递效率为10%～20%，B正确；若D种群的年龄组成为增长型，可推测D种群的数量将增加，则以D种群为食物的E种群密度有可能逐渐增大，C错误；C和D是不同物种，存在着生殖隔离，但处于同一生态系统中，不存在地理隔离，D错误。答案：B二、非选择题11．(2017·河北保定调研)图甲是某草原生态系统的食物网结构图，图乙是该生态系统的碳循环示意图。据图回答以下问题：(1)图甲中属于次级消费者的生物有____________________。(2)用标志重捕法调查鼠种群密度时，在2hm2范围内，第一次捕获40只鼠并标记，第二次捕获30只，其中有标记的是15只，则该鼠的种群密度是________只/hm2。若标记的鼠有部分被捕食掉，则会导致鼠种群密度的估算结果________(填“偏高”或“偏低”)。(3)流经该生态系统的总能量是______________。若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后，蛇体重增加1kg，人能比原来多增重____________kg(能量传递效率按10%计算)。(4)图乙中，碳元素主要由B通过________过程进入A。碳元素在A、C、D之间以________形式传递。图乙中的生态系统组成成分未在图甲中体现的是________(填字母)。(5)给牧草施加32P标记的复合肥后，检测32P在食草昆虫和蟾蜍体内的放射性强度，结果如图丙。图中曲线Ⅱ表示________体内的放射性强度。若实验再增加对蛇体内放射性强度的检测，则其达到最高峰时的强度应________(填“高于”或“低于”)曲线Ⅱ的峰值。解析：(1)图甲中有四条食物链，在不同的食物链中属于次级消费者的是人、蟾蜍、蛇、猫头鹰。(2)依据标志重捕法种群密度的计算公式，第一次捕捉的个体数÷种群的个体总数＝第二次捕捉的有标记的个体数÷第二次捕捉的个体数，即40÷N＝15÷30，N＝80，由于面积是2hm2，故可得出该鼠的种群密度为40只/hm2；如果标记的鼠部分被吃掉，会造成重捕时带标记的个体数减少，导致计算出的种群数量偏高，从而使种群密度的估算值也偏高。(3)流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能。当蛇取食鼠的比例为1/4时，消耗草的量为[1×(3/4)÷10%÷10%÷10%]＋[1×(1/4)÷10%÷10%]＝775(kg)，蛇取食鼠的比例为3/4时，消耗草的量为[1×(1/4)÷10%÷10%÷10%]＋[1×(3/4)÷10%÷10%]＝325(kg)，由于草的总能量不变，则人比原来多增重(775－325)×10%×10%＝4.5(kg)。(4)图乙中的A为生产者，B为大气中二氧化碳库，C为消费者，D为分解者，碳元素主要通过光合作用从B进入A，碳元素在生物群落中以含碳有机物的形成传递，图甲中的食物网中只有生产者和消费者，没有分解者和非生物的物质和能量，因此图甲中没有图乙中的B、D。(5)依据生物富集的原理，即营养级越高积累的放射性物质的浓度越大，故蟾蜍体内的放射性强度高于食草昆虫且低于蛇。答案：(1)人、蟾蜍、蛇、猫头鹰(2)40 偏高(3)草固定的太阳能 4.5(4)光合作用 含碳有机物 B、D(5)蟾蜍 高于12．(2017·云南部分名校统考)某地大力发展农家乐，构建旅游与生态并举的生态农业。池塘养鱼垂钓，水稻长势喜人，农民正忙着进行除草、治虫、施肥等生产活动。根据生态学的原理，分析回答下列问题：(1)从生态系统的成分看，池塘中的藻类属于该生态系统中的________，它们在群落垂直方向上的分布具有分层现象，这种现象与不同水域深度的________密切相关。(2)从能量流动的角度分析，农民除草、治虫的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)从物质循环的角度分析，稻田生态系统中要不断施加氮肥，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)假定某种群当年数量是一年前种群数量的λ倍，图1为λ值随时间的变化曲线。图2为该系统能量流动示意图[单位：J/(m2·d)]，请分析回答：图1中该种群数量在ad段的增长曲线呈_____________________型，e点种群数量比d点________。图2中由草食动物流入分解者的能量除包含其遗体残骸中的能量外，还包含______________中的能量。该生态系统中第二、三营养级间的能量传递效率是________。(5)随着规模扩大，游客增多，有些废弃物和垃圾扔进池塘，但并未引起生态系统的破坏，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)藻类是自养型生物，属于生产者，植物的垂直分层与光照强度密切相关。(2)农民除草、治虫的目的是使能量更多地流向水稻，进而流向人类。(3)因为稻田生态系统中的碳元素随农产品的输出而不断减少，所以需及时补充。(4)图1中ad段的λ值先由1增加后又逐渐降低到0.5左右，则ad段的种群数量呈“S”型增长。由d到e，λ值小于1，所以e点种群数量比d点少。图2中肉食动物粪便中的能量属于草食动物的同化量。终级消费者的同化量为16＋5＝21，肉食动物的同化量为21＋272＋90＝383，草食动物的同化量为383＋2265＋720＝3368，故该生态系统中第二、三营养级间的能量传递效率是383÷3368×100%≈11.4%。(5)有些废弃物和垃圾扔进池塘，但并未引起生态系统的破坏，原因是生态系统具有一定的自我调节能力。答案：(1)生产者 光照强度(2)调整能量流动方向，使能量更多地流向水稻(3)稻田中的氮元素随农产品输出不断减少，需及时补充(4)“S” 少 肉食动物粪便 11.4%(5)生态系统具有一定的自我调节能力13．(2017·安徽桐城摸底)生态学家对某生态系统的能量流动进行了调查研究，得到如下表所示的结果。其中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，R表示生物呼吸作用消耗的能量，NP、GP、R间有如下关系：NP＝GP－R。请分析回答下列问题。GPNPR①15.913.6812.23②871.27369.69501.58③0.880.340.54④141.2062.0779.13⑤211.8519.26192.59单位：102千焦/(m2·a)(1)NP表示_______________________________。(2)能量在初级消费者和次级消费者之间传递的效率为________。(3)输入该生态系统的总能量为________，该生态系统输出的总能量为________。如果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________(填“增多”“减少”或“不变”)。(4)初级消费者粪便中的能量是否属于其同化作用固定的能量的一部分？________。(5)在研究该生态系统的能量流动时，也对初级消费者通过标志重捕法调查了它的种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获并标记50个，第二次捕获到20个，其中有标记的10个，则该种群的密度约是________个/hm2。如果第一次被捕获的个体以后更难被捕获，则调查的该种群的密度可能比实际值________(填“偏大”或“偏小”)。解析：分析表中的营养关系：根据表中GP的数量关系，可知能量流动的渠道是②→④→①→③。②为生产者、④为初级消费者、①为次级消费者、③为三级消费者。(1)NP＝GP－R，NP表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖等生命活动的能量。(2)④、①分别为初级消费者和次级消费者，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%。(3)输入该生态系统的总能量，即生产者所固定的太阳能总量：871.27×102kJ/(m2·a)。生态系统的能量输出是通过呼吸作用所散失的热能，该生态系统散失的总的热能为12.23＋501.58＋0.54＋79.13＋192.59＝786.07，即786.07×102kJ/(m2·a)。可见，输入的能量大于输出的能量，因此，该生态系统有机物总量会增多。(4)初级消费者粪便中的能量为生产者同化作用固定的能量的一部分。(5)假设种群的密度为a，则有关系：a∶50＝20∶10，a＝100个/hm2；如果第一次被捕获的个体以后更难被捕获，则第二次捕获的个体中被标记的个体数10可能比实际少，从而使结果偏大。答案：(1)用于各营养级生物生长、发育、繁殖等生命活动的能量(2)11.3%(3)871.27×102千焦/(m2·a) 786.07×102千焦/(m2·a) 增多(4)不属于 (5)100 偏大第一讲 种群的特征与数量变化[考纲展示]1．种群的特征(Ⅰ) 2.种群的数量变化(Ⅱ) 3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化授课提示：对应学生用书第201页一、种群的特征1．种群的概念种群是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。2．种群的数量特征(1)种群密度的调查方法①样方法②标志重捕法：适用于活动能力强、范围大的动物。(2)直接影响种群密度的是出生率和死亡率及迁入率和迁出率。(3)年龄组成①图中各年龄组成的类型A：增长型，B：稳定型，C：衰退型。②各年龄组成类型的特点及种群密度变化的趋势。如下表：类型各年龄分布种群密度变化趋势A幼年个体多、老年个体少增大B各年龄个体比例适中基本不变C幼年个体少、老年个体多减小(4)性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。3．种群的空间特征(1)概念：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。(2)类型：随机分布、均匀分布、集群分布。二、种群数量增长的两种类型1．曲线A为“J”型曲线(1)形成原因：食物和空间充裕、气候适宜、无敌害。(2)数学模型Nt＝N0λt(3)曲线特点：种群数量是以一定的倍数连续增长。2．曲线B为“S”型曲线(1)形成原因：食物、空间有限(2)曲线特点(3)应用建立卧龙自然保护区→改善大熊猫栖息环境→提高环境容纳量→保护大熊猫。3．图中阴影部分为环境阻力，按自然选择学说，就是生存斗争中被淘汰的个体数。(1)“J”型曲线与“S”型曲线的差异：环境阻力的有无。(2)A、B曲线联系：“J”型曲线“S”型曲线。4．影响种群数量变化的因素(1)变化类型：增长、波动和下降。(2)影响因素：气候、食物、天敌、传染病以及人类活动等。5．研究种群数量变化的意义：对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。1．种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率，其中种群密度是种群最基本的数量特征。2．直接决定种群密度的是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，年龄组成是预测种群数量变化趋势的依据。3．“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。其特点是种群的数量每年以一定的倍数(λ倍)增长(数学模型：Nt＝N0·λt)。4．“S”型增长曲线成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。5．在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。有关种群特征和数量变化的3个易混易错点(1)样方法的适用对象和范围①样方法不仅能调查生物的种群密度，还能调查群落中植物的丰富度。②样方法并非只适用于植物，对于活动能力弱、活动范围小的动物或虫卵也可用样方法调查其种群密度。(2)对“λ”的理解Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。λ>1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ<1时，种群密度减小。(3)K值不是一成不变的K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；反之，K值会上升。授课提示：对应学生用书第202页考点一 种群的特征及种群密度的调查方法[核心考点通关]一、种群的特征1．种群的含义2．种群的数量特征(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。(3)年龄组成在一定程度上能预测种群数量变化趋势。年龄组成是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。年龄组成种群密度(4)性别比例种群密度3．种群年龄组成的类型与判断(1)种群年龄组成类型的判断技巧(2)种群年龄组成类型的表示方法类型增长型稳定型衰退型模型图曲线图柱形图二、种群密度的调查方法1．“两看法”选择合适的种群密度调查方法2．样方法与标志重捕法的比较样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小、活动能力弱的动物活动范围大、活动能力强的动物调查程序注意事项①随机取样②样方大小适中③样方数量不宜太少①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡②标志物对所调查动物生命活动无影响[易混易错]种群密度调查中2个易混点(1)样方法的计数原则若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边上的个体。同种植物无论大小都应计数。如下图(图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示应统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)。(2)利用标志重捕法得到的种群密度会偏大的原因是：①在实际情况下，动物在被捕获一次后被重捕的机会会降低。②动物具有很强的活动性，有时会引起标记物的脱落。[题组突破演练]题组一 种群的数量特征的分析1．下列关于种群特征的叙述中，错误的是( )A．种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率B．进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源C．出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素D．种群密度预示着种群数量的未来变化趋势解析：种群的性别比例是具有生殖能力的雌雄个体的比例，因此在一定程度上影响种群的出生率，A正确；进行种群密度的调查可以对农林灾害进行监测和预报、对渔业捕捞强度进行确定等，有利于合理利用生物资源，B正确；出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素，C正确；种群密度反映了种群在一定时期的数量特征，不能反映种群数量的变化趋势，年龄组成能预测种群数量的未来变化趋势，D错误。答案：D2．(2017·黑龙江哈尔滨模拟)下图表示种群年龄组成的三种类型，下列说法正确的是( )①a、b、c分别表示同一物种的三个不同种群中各年龄期个体在种群中所占的比例②三个种群中处于幼年的个体数占总数的比例大小是a>b>c③年龄组成可以预测种群数量变化④三个种群的迁入率与迁出率的比较是a>b>cA．只有①③B．只有①②③C．只有①③④D．只有②③④解析：年龄组成表示种群中各年龄期个体数目在种群中所占的比例，①正确；图中a为增长型、b为稳定型、c为衰退型，幼年的个体数占总数的比例大小为a>b>c，②正确；年龄组成可以预测种群数量未来一段时间的变化，③正确；年龄组成不能反映迁入率与迁出率，④错误。答案：B题组二 种群密度的调查方法3．(2017·安徽合肥质检)样方法是生态学研究中经常使用的调查方法。以下关于样方法的叙述正确的是( )A．用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值B．蚜虫呈集群分布，不宜采用样方法调查蚜虫的种群密度C．调查某双子叶植物的种群密度应在植物生长密集处取样D．调查蝗虫幼虫种群密度应根据地段形状确定取样方法解析：用样方法调查植物的丰富度时，应该调查植物的种类总数，不能取平均值，A错误；蚜虫活动能力弱，活动范围小，宜采用样方法调查其种群密度，B错误；样方法调查种群密度的关键是随机取样，C错误；取样方法可根据地段形状来确定，D正确。答案：D4．下列有关调查种群密度的说法错误的是( )A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映D．将M只鹿标记后释放，在重新捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有(M×n)÷m只解析：样方法应做到随机取样，常采用五点取样法和等距取样法，A正确；种群密度的调查对于植物和活动范围较小、活动能力弱的动物如蚜虫、跳蝻等采用样方法，对于活动能力强和活动范围大的动物则采用标志重捕法，故对于蛇应采用标志重捕法，B错误；标志重捕法是一种对种群密度的估算方法，结果与现实有一定的偏差，C正确；根据＝，可计算出该鹿群的总数，D正确。答案：B考点二 以数学模型为依托，考查种群数量的变化[核心考点通关]1．种群的“J”型增长和“S”型增长项目“J”型增长“S”型增长前提条件理想状态：食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害现实状态：食物和空间有限、气候多变、存在敌害种群数量增长模型形成原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天敌数量增多有无K值无K值有K值种群增长率和增长速率模型联系两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同2.K值的不同表示方法图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。3．“S”型曲线中K值与K/2值的分析与应用(1)K值与K/2值的分析(2)K值与K/2值的应用4．种群增长的“S”型曲线变化分析(1)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。(2)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即环境不被破坏的前提下一定空间中所能维持的种群最大数量，如图所示：(3)当环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。[易混易错]封闭环境中的种群数量变化模型在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群数量达到最大值后随资源的消耗和有害物质的积累，最终K值不断降低，种群数量减少甚至消亡。如恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线如图所示：[题组突破演练]题组一 种群数量变化曲线分析5.(2017·山东莱芜模拟)下图表示在鱼塘中饲养鲤鱼时，鲤鱼数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是( )A．在t0～t2时间内，该种群数量呈“J”型增长B．若在t2时鲤鱼的数量为K，则在t1时鲤鱼的数量为K/2C．捕获该鱼的最佳时期为t2时D．在t1～t2时，该种群数量呈下降趋势解析：在t0～t2时间内，种群增长速率先增加后降低，种群数量呈“S”型增长，A错误；t2时种群数量达到环境容纳量，若在t2时鲤鱼的数量为K，则在t1时鲤鱼的数量为K/2，B正确；捕获该鱼的最佳时期为略超过t1时，捕捞后使鱼种群数量在K/2处，此时种群增长速率最大，C错误；在t1～t2时，该种群增长速率大于0，种群数量还在增长，D错误。答案：B6．如图表示某种群数量变化可能的四种情况(“J”型、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，其中a点表示外界因素的变化。请据图回答问题：(1)种群最基本的数量特征是________。若图示种群每年以λ倍“J”型增长，N0为种群起始数量，t年后该种群数量可表示为Nt＝________。图中阴影部分表示环境阻力，可引起该种群的________发生改变，进而导致物种进化。(2)若图示物种为长江流域生态系统中的最高营养级生物之一的野生扬子鳄，当a点后的变化曲线为Ⅱ，且种群数量为K2时，对该物种最有效的保护措施是________。(3)若图示种群为东亚飞蝗，应控制其种群数量为________(填“K1”“K2”或“0”)，以有利于维持该地区生态系统的稳定性。干旱能抑制造成蝗虫患病的一种丝状菌的生长，若a点变化为干旱，则a点后的变化曲线为Ⅰ时，此时东亚飞蝗不断地聚集迁徙去追逐“绿色”，这体现了生态系统的________功能。解析：(1)种群密度是种群最基本的数量特征。若图示种群每年以λ倍“J”型增长，N0为种群起始数量，t年后该种群数量可表示为N0λt。图中阴影部分表示环境阻力即自然选择，可使该种群的基因频率发生改变，进而导致物种进化。(2)当a点后的变化曲线为Ⅱ且种群数量为K2时，说明该物种所处的生态环境破坏严重，要建立自然保护区对该物种进行保护。就地保护是最有效的保护措施。(3)东亚飞蝗可破坏生产者，为维持该地区生态系统的稳定性，应控制其种群数量为K2；丝状菌能造成蝗虫患病，干旱环境抑制丝状菌生长，故干旱造成蝗虫的环境容纳量增大，如曲线Ⅰ所示，此时的东亚飞蝗追逐“绿色”体现了生态系统的信息传递功能。答案：(1)种群密度 N0λt 基因频率(2)就地保护(或建立自然保护区)(3)K2 信息传递题组二 K值的表示方法及分析应用7．如图甲表示某一经济鱼类的种群特征，图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。下列分析正确的是( )A．图乙为c点后该经济鱼类年龄组成曲线B．在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量C．估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小D．d点时种群数量达到最大值解析：根据图乙曲线分析可知，幼年个体较少，而老年个体较多，年龄组成为衰退型，种群的出生率小于死亡率，而c点以后该鱼类种群的出生率仍然大于死亡率，应为增长型；b点时种群的增长速率最大，种群数量接近K/2，此时捕捞可以使种群迅速恢复，但不会获得最大日捕获量，应在d点时捕捞才会获得最大日捕获量；出生率和死亡率直接影响种群数量变化，但不能确定种群密度的大小；d点时种群的出生率和死亡率相等，此时种群达到K值，种群数量达到最大值。答案：D8．(2017·湖南长郡中学月考)调查草原老鼠数量变化对畜牧业有一定的指导意义。假如某时期有一批田鼠迁入内蒙古草原，该田鼠以优质牧草的根为食，某科研小组对该草原的这一批田鼠进行了长期追踪调查，并绘制了如图所示的曲线图。回答以下问题：(1)图中虚线表示在________条件下田鼠种群的增长方式，该增长方式中________(填“增长率”或“增长速率”)保持不变。(2)图中实线表示该田鼠种群在该草原上实际增长情况，图中AB时间段内实线和虚线重合的原因是_______________，而B点以后同一时刻虚线与实线的差值表示____________________(用自然选择理论描述)。(3)图中D点时刻，该田鼠的年龄组成的具体特点是__________________________，牧民为了减少田鼠的数量，在图中________点(填“B”“C”“D”或“E”)投放鼠药效果最好。(4)若在图中E点之后，由于过度放牧导致草场退化，请在原图上E点之后描绘田鼠的数量变化曲线。解析：(1)据分析知虚线表示“J”型曲线，是在食物充足，空间无限，无天敌的理想条件下生物增长的情况，增长率保持不变，种群一直处于高速增长状态。(2)两曲线重合说明此时处于近似理想条件，而B点以后的差值表示环境阻力或生存斗争中被淘汰的个体数。(3)图中D点时刻，种群数量达到最大值，即K值，此时该田鼠的年龄组成为稳定型，各年龄阶段的田鼠所占比例适中。(4)E点种群处于K值，种群数量最大，若在图中E点之后，过度放牧导致草原退化，K值降低则田鼠的数量会大量地减少。答案：(1)营养、空间充足，没有天敌等 增长率(2)迁入之初，草原的食物和空间充足，并且没有天敌，近似理想条件 生存斗争中被淘汰的个体数(3)各年龄阶段的田鼠所占比例适中 B(4)如图所示：考点三 探究培养液中酵母菌数量的动态变化(实验探究)[核心考点通关]1．实验原理(1)酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时呼吸产生二氧化碳和水，无氧时呼吸产生二氧化碳和酒精。(2)在含糖的液体培养基(培养液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群数量随时间而发生的变化。(3)种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。(4)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线，在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。2．设计实验3．血球计数板及相关计算(1)血球计数板(如下图所示)血球计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网(侧视图中只能看到一个方格网)。每个方格网划分为9个大方格(如上图A所示)，其中只有中间的大方格为计数室。大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm。因此，每个大方格的容积为0.1mm3。其中一种中央大方格以双线等分为25个中方格(如上图B所示)，每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。(2)计算公式①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1mL＝1cm3＝1000mm3,1mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10000×B＝50000A·B。4．表达和交流(1)根据实验数据可得如图所示曲线。增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在开始时培养液的营养物质充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多，营养物质消耗，pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。(2)影响酵母菌种群数量的因素可能有养分、温度、pH及有害代谢废物等。[易混易错]实验中应注意的5个易混易错点(1)显微镜计数时，只计固定的相邻两条边及其顶角上的酵母菌。(2)从试管中吸出培养液计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。(3)每天取样酵母菌的时间要固定。(4)溶液要进行定量稀释，计算1mL菌液的数量。(5)实验不需要设置对照实验，但要重复实验，是因为酵母菌在不同时间内的数量可以相互对比，不需另设对照实验，但需要做重复实验，以避免偶然误差。[题组突破演练]题组 实验原理过程分析9．关于探究“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”实验，下列说法正确的是( )A．培养用具必须经过严格的灭菌，培养液不需要经过灭菌B．计数前要轻轻振荡试管，否则实验数据会偏大C．酵母菌密度过大时，可揭开盖玻片滴加无菌蒸馏水稀释D．血球计数板使用结束后，用清水冲洗、晾干解析：培养用具和培养液都必须经过严格的灭菌；计数前不振荡试管可能会使实验结果存在偏差，可能偏大或偏小；酵母菌密度过大时，稀释应在滴液到盖玻片之前操作；血球计数板上有精密的刻度，使用后需用清水冲洗、晾干。答案：D10．(2017·江苏盐城月考)调查统计的方法被广泛应用于生物科学研究之中。请回答：(1)目前调查种群密度的方法一般有________和标志重捕法。为了模拟标志重捕法测定种群密度，小马同学对某池塘中的鲫鱼进行了调查：第一次捕获105条，做上标记后放回，第二次捕获鲫鱼90条，其中有标记的25条，则该池塘中鲫鱼大概共________条。(2)某研究性学习小组通过资料查找发现：在15～35℃范围内，酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少，他们设置了5组实验，每隔24h取样检测一次，连续观察7天。本实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：①把酵母菌培养液放置在适宜的环境中培养，每天在相同时间取样计数，连续7天；②用无菌吸管从静置试管中吸取酵母菌培养液少许；③加入血球计数板计数室，再盖上盖玻片，并用滤纸吸去多余菌液。请纠正该同学实验操作中的两个错误。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)在培养后期，用血球计数板计数前，通常需要将酵母菌样液稀释，这是因为________。对于压在小方格界线上的酵母菌应如何计数？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)下表是他们进行相关探究实验所得到的结果：(单位：×106个/mL)，请据表分析回答下列问题：温度(℃)第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0h24h48h72h96h120h144h168h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6①每隔24小时取一定量的酵母菌培养液，用血球计数板在显微镜下进行细胞计数，并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度。②酵母菌种群数量增长的最适温度约是________℃。③表中96h后酵母菌种群数量呈下降趋势，究其原因是________________________。④请在坐标中画出上述实验过程中不同温度条件下培养液中酵母菌种群达到K值时的数量柱形图。解析：(1)目前调查种群密度的方法一般有样方法和标志重捕法。标志重捕法计算公式：种群中个体数(N)/标记总数＝重捕总数/重捕中被标记的个体数，即N∶105＝90∶25，N＝378条。(2)探究酵母菌种群数量的变化实验中，实验流程为：酵母菌培养(液体培养基，无菌条件)→振荡培养基(酵母菌均匀分布于培养基中)，滴加培养液时，应先加盖玻片，再在盖玻片的边缘滴加培养液→观察并计数→重复②③步骤(每天计数酵母菌数量的时间要固定)→绘图分析。据分析得出两处错误为：操作②取样前振荡试管；操作③先盖上盖玻片，再将菌液滴在盖玻片的下边缘利用液体的表面张力充满计数室。(3)在培养后期，由于酵母菌密度太大，所以用血球计数板计数前，通常需要将酵母菌样液稀释。对于压在小方格界线上的酵母菌计数时应计上不计下，计左不计右。(4)②该实验的目的是“探究酵母菌种群增长的最适温度”，则自变量是温度。分析表格的数据：25℃时酵母菌的种群数量最大，且达到最大值所需的时间也相对最短，所以25℃为酵母菌种群数量增长的最适温度。③96h后，培养液中的营养物质、养分等越来越少。④从表格中找出各温度下对应的最大值进行绘图。答案：(1)样方法 378(2)①取样前应振荡试管 ②先盖上盖玻片，再将菌液滴在盖玻片的边缘(3)酵母菌密度太大 计上不计下，计左不计右(相邻两边及其顶角)(4)25 随酵母菌数量增加，培养液中营养物质、养分等减少，酵母菌种内斗争加剧柱形图如图所示：授课提示：对应学生用书第206页练全国高考真题——知考查重点1．(2016·高考全国卷Ⅱ)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是( )A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度解析：A项表述的是逐个计数法，不是样方法，A错误；计数所有样方内蒲公英总数，再除以甲地面积，求得的甲地蒲公英的种群密度较正常数值偏低，B错误；随机取样后，应先计算出每个样方中蒲公英的密度，再求出所有样方蒲公英密度的平均值，C正确；D选项得出的是甲地蒲公英的总数，不是种群密度，D错误。答案：C2．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)某农场面积约140hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获了100只，标记后全部放掉，第二次捕获了280只，发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是( )A．鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度B．该农场黑线姬鼠种群密度约为100只/hm2C．黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降D．植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少解析：鹰捕食黑线姬鼠，鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度，A正确；该农场黑线姬鼠的种群密度＝(280×100)/(2×140)＝100(只/hm2)，B正确；群落的丰富度是指群落中物种的数量，而非某种群数量，C错误；根据能量流动逐级递减的特点可知，在植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少，D正确。答案：C3．(2015·高考全国卷Ⅱ)某生态系统总面积为250km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为________；当乙种动物的种群密度为________时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。解析：(1)种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，结合题干信息可知，乙种动物的种群密度为550/250＝2.2(头/km2)；在种群增长的“S”型曲线中，种群数量为K/2时，种群增长速度最快。题干给出“乙种动物种群的K值为1000头”，故当乙种动物的种群密度为500/250＝2(头/km2)时，种群增长速度最快。(2)当丙种动物数量增加时，对乙种动物捕食量增加，导致乙种动物种群数量减少，乙种动物种群数量减少后，对甲种植物的捕食量减少，所以，一段时间后，甲种植物数量增加。(3)生态系统中的能量在流动过程中逐级递减，输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级。在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物处于第二营养级，丙种动物处于乙种动物的下一个营养级(第三营养级)，因此乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。答案：(1)2.2头·km－2 2头·km－2(2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量的增加(3)大于4．(2015·高考全国卷Ⅰ)现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如表。年龄0＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7＋8＋9＋10＋11＋≥12个体数92187121706962637264554239264注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。回答下列问题：(1)通常，种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是__________________。研究表明：该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是________。(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。标志重捕法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度。(3)在该湖泊中，能量沿食物链流动时，所具有的两个特点是________。解析：(1)种群的年龄组成可分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。将三个阶段中各个年龄段的个体数目相加，可知三个阶段个体数量都为400，即个体数比例为1∶1∶1，年龄组成为稳定型。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围大的动物的种群密度。(3)能量沿食物链流动的两大特点是单向流动、逐级递减。答案：(1)增长型、衰退型、稳定型 1∶1∶1 保持稳定(2)活动能力(3)单向流动、逐级递减练各地市模拟——知命题热点5．(2017·北京海淀区模拟)如图表示某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列判断不正确的是( )A．甲、乙两种群的增长曲线均为“S”型曲线B．t2～t3时间段甲种群的出生率大于死亡率C．t5时种群密度对乙种群的制约作用大于t4时D．甲种群数量最大的时刻为t2，乙种群为t4解析：图中纵坐标表示增长速率，甲、乙种群的增长速率是先升后降最终为0，所以两曲线都表示“S”型曲线，A说法正确；增长速率大于0时出生率大于死亡率，B说法正确；种群数量越多，对种群数量增长的制约作用越大，C说法正确；甲、乙种群数量达到最大值对应时间分别为t3和t5，D说法错误。答案：D6．(2017·湖北部分重点中学联考)如图为某种群的数量变化曲线，K1为长期处于相对稳定状态时该种群的环境容纳量，b点时某种因素的改变使环境容纳量由K1变为K2。下列导致K1变为K2的原因中，最不可能的是( )A．该种群的天敌大量迁出B．该种群迁入了大量同种个体C．气候条件发生了改变D．该种群生物的营养级降低解析：由图可知，该生物种群的环境容纳量由K1增加到K2，说明环境条件变得相对更适宜、更有利于该种群生物生活。A项，该种群的天敌大量迁出，有利于该种群数量增加；B项，由于K1是长期处于相对稳定状态时该种群的环境容纳量，迁入大量同种个体不会影响K1的变化；C项，气候条件发生变化，可能更有利于该生物的生存；D项，该种群生物的营养级降低，获得的能量增加，使该生物的环境容纳量增加。答案：B7．(2017·河北衡水联考)为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学据表完成了有关实验。下列有关该实验的说法，正确的是( )试管编号培养液/mL无菌水/mL酵母菌母液/mL温度(℃)甲10—0.128乙10—0.15丙—100.128A.该实验遵循了单因子变量原则，只含有一个实验变量B．计数操作时，应先往计数室滴满培养液，盖上盖玻片后再镜检C．3个试管内的种群初始阶段不可能都经历了“J”型增长D．该实验需要另设置对照实验解析：甲和乙两组的实验变量是温度，甲和丙的实验变量是有无培养液，A错误；计数操作时，应先盖上盖玻片，再往盖玻片边缘滴培养液，让其自行渗入，B错误；乙组温度低，丙组没有培养液，因此种群初始阶段不可能经历“J”型增长，C正确；该实验自身前后形成对照，且甲与乙或甲与丙也可形成对照，不需要再设置对照实验，D错误。答案：C8．(2017·陕西西安模拟)下面是某生态系统的三个图形，图1中甲～庚代表不同的生物。下列有关叙述正确的是( )A．图1中的甲和己均代表的是第二营养级，属于一个种群B．调查图1中的戊和庚的种群密度一般采用标志重捕法C．当丙刚迁入到这个生态系统的短期内，数量变化可能如图2中的曲线XD．若图2中的曲线Y代表的是该生态系统中丙的数量变化，则b点对应的是图3中的t2时刻，此时可适当捕获解析：据题意和图示分析可知：由于甲～庚代表不同的生物，所以尽管甲和乙均代表的是第二营养级，但它们不属于一个种群，A错误；图1中的戊是生产者，调查其种群密度一般采用样方法，B错误；当丙刚迁入到这个生态系统的短期内，由于资源充足，缺少天敌，所以种群数量呈“J”型增长，C正确；若图2中的曲线Y代表的是该生态系统中丙的数量变化，则b点对应的是图3中的t1时刻，此时增长速率最大，D错误。答案：C9．(2017·湖南重点中学调研)种群密度能够明显影响布氏田鼠的内分泌水平且种群密度高会抑制种群的增长，为确定种群密度是否对高原鼠兔的内分泌和种群数量变化造成同样影响，某研究团队进行了专门研究。实验简要过程如下：取地形特征和植被类型基本一致的两样地(距约30km)，样地1高原鼠兔繁殖初期密度为35只/hm2，样地2高原鼠兔繁殖初期密度为12只/hm2。在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内________________，从其颈部取血4mL进行皮质酮水平的测定。表 不同密度种群高原鼠兔血浆皮质酮水平(μg/mL)繁殖时期种群Ⅰ种群Ⅱ种群Ⅲ繁殖初期0.090.110.09繁殖盛期0.100.080.09繁殖中期0.060.060.06繁殖末期0.070.080.08根据实验结果回答下列问题：(1)请补充实验简要过程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)样地1和样地2的高原鼠兔________(填“是”或“不是”)同一种群，原因是________________________________________________________________________。(3)为实验需要，另增加面积为10hm2的样地3，在繁殖初期首次捕获高原鼠兔26只，全部做好标记，适当时间间隔后再次捕获到17只，其中2只带有标记，则该样地高原鼠兔密度约为________(取整数)，样地3对应图中的曲线为________，增加样地3的目的是________________________________________________________________________。(4)根据以上研究可得出的结论有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)对照实验应遵循单一变量原则，本实验的目的是探究种群密度是否对高原鼠兔的内分泌和种群数量变化造成影响，所以自变量是种群密度，对照实验中各组的无关变量要相同且适宜，所以在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内应随机捕捉高原鼠兔若干只，从其颈部取血4mL进行皮质酮水平的测定。(2)由于两样地高原鼠兔存在地理隔离，样地1和样地2的高原鼠兔不是同一种群。(3)用标志重捕法调查种群密度时，根据公式N∶M＝n∶m，则有N∶26＝17∶2，得出N＝221只，样地3的面积为10hm2，因此样地3种群密度为221只/10hm2≈22只/hm2。分析曲线图可知，样地3对应图中的曲线b，增加样地3的目的是增加密度梯度。(4)根据上述分析可知，在当前种群密度范围内，密度高不会抑制高原鼠兔种群增长，种群密度对内分泌水平没有明显影响；种群密度对内分泌和种群数量变化的影响存在种间差异。答案：(1)随机捕捉高原鼠兔若干只(2)不是 两样地高原鼠兔存在地理隔离(3)22只/hm2 b 增加密度梯度(4)在当前种群密度范围内，密度高不会抑制高原鼠兔种群增长，种群密度对内分泌水平没有明显影响；种群密度对内分泌和种群数量变化的影响存在种间差异授课提示：对应学生用书第357页一、选择题1．(2017·山东德州模拟)下列有关“种群密度的调查”和“土壤小动物丰富度的研究”，说法错误的是( )A．一般不采用标志重捕法调查土壤小动物的丰富度B．通常采用样方法调查古树木、蝗虫的幼虫、鱼类的种群密度C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映D．采集到的土壤小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中保存解析：调查土壤小动物的丰富度的方法是取样器取样法，A正确；调查鱼类种群密度采用标志重捕法，B错误；标志重捕法调查得到的数值是估计值，C正确；采集到的土壤小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可放入试管中，D正确。答案：B2．如图是有关种群特征的概念图，有关分析错误的是( )A．①表示种群密度，是制约种群增长的因素之一B．春运期间，北京的人口数量变化主要取决于②③C．预测种群数量变化的主要依据是④D．利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏了⑤解析：种群最基本的数量特征是种群密度，它是影响种群数量变化的重要因素之一，图中①为种群密度；种群密度的大小直接取决于出生率和死亡率、迁入率和迁出率，年龄组成既能影响出生率，也能影响死亡率，性别比例则影响出生率，所以②与③分别为出生率和死亡率，④是年龄组成，⑤是性别比例。选项A，①表示种群密度，是制约种群增长的因素之一；选项B，春运期间北京人口数量的变化主要是流动人口的变化，主要取决于迁入率和迁出率，而不是出生率和死亡率；选项C，预测种群数量变化的主要依据是年龄组成；选项D，利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏了害虫种群正常的性别比例。答案：B3．(2017·湖南常德模拟)某科技小组在调查一块方圆为2hm2的草场中灰苍鼠的数量时，放置了100个捕鼠笼，一夜间捕获了48只，将捕获的灰苍鼠做好标记后在原地放生。5天后，在同地点再放置同样数量的捕鼠笼，捕获了45只，其中有上次标记的个体15只。由于灰苍鼠被捕一次后更难捕捉，因此推测该草场中灰苍鼠的种群数量最可能是( )A．小于72只B．大于72只C．小于144只D．大于144只解析：设该草场中灰苍鼠的种群数量为N，则N＝48×45÷15＝144，由于灰苍鼠被捕一次后更难捕捉，再次捕获时带标记的应该大于15，所以N应该小于144。答案：C4．下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的操作正确的是( )A．从试管吸出培养液之前应静置一段时间B．对于压在小方格界线上的酵母菌，计数四条边上的菌数C．当一个小方格中酵母菌数目较多时应适当稀释D．将培养液滴到计数室中盖上盖玻片后镜检解析：从试管中吸取培养液之前应将试管振荡，以使酵母菌混合均匀，减小实验误差；计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应计数相邻两边及其顶角的菌数；当一个小方格中酵母菌数目过多时，无法计数，应适当稀释；操作过程中，应先盖盖玻片，然后在盖玻片边缘滴培养液，让培养液自行渗入计数室。答案：C5．(2017·贵州六校联考)南极冰藻是以硅藻为主的一大类藻类植物，长期生长在南极海冰区－2～4℃的环境中，其最适生长温度为2℃。磷虾主要以南极冰藻为食，企鹅主要以磷虾为食。自1975年以来，磷虾种群密度下降高达80%。下列叙述错误的是( )A．南极冰藻组成了一个种群B．企鹅种群密度也会随着磷虾种群密度下降而下降C．南极冰藻、磷虾、企鹅与该海冰区的其他生物组成群落D．－2～2℃范围内，随着温度升高南极冰藻的光合作用强度增大解析：南极冰藻是以硅藻为主的一大类藻类植物，不是同种生物，因此生活在南极海冰区的南极冰藻不构成一个种群；企鹅主要以磷虾为食，因此企鹅种群密度也会随着磷虾种群密度下降而下降；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合为群落，因此南极冰藻、磷虾、企鹅与该海冰区的其他生物组成群落；－2～2℃范围内，随着温度升高，与光合作用有关的酶的活性增强，导致南极冰藻的光合作用强度增大。答案：A6．某高级中学迁入新建校园14年，校园中鸟纲鹎科动物白头鹎在14年间的种群增长速率如表所示。据表分析可知( )年份第2年第4年第6年第8年第10年第12年第14年增长速率0.661.522.833.692.911.200.03A.这14年中白头鹎种群的数量呈“J”型增长B．第12年时白头鹎种群的年龄组成为衰退型C．研究时用样方法调查白头鹎的种群密度并经计算得出表中的数据D．白头鹎在该中学的环境容纳量约为第8年时白头鹎种群数量的两倍解析：由于增长速率先增大后变小，所以这14年中白头鹎种群的数量呈“S”型增长，A错误；第12年时白头鹎种群的增长速率为1.20，所以年龄组成为增长型，B错误；研究时用标志重捕法调查白头鹎的种群密度并经计算得出表中的数据，C错误；由于在K/2时种群增长速率最大，所以白头鹎在该中学的环境容纳量约为第8年时白头鹎种群数量的两倍，D正确。答案：D7．(2017·甘肃高台期中)如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是( )A．在t0～t2时间内，种群数量呈“J”型增长B．若在t2时种群的数量为N，则在t1时种群的数量为N/2C．捕获该鱼的最佳时期为t2时D．在t1～t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势解析：t0～t2时间内，增长速率先升后降，最后降为0，说明种群数量呈“S”型增长，A错误；t2时种群的数量达到最大值即环境容纳量，则在t1时种群的数量为N/2，B正确；捕获该鱼的最佳时期为t1后，但应在t2前，避免资源的浪费，C错误；在t1～t2时，种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍在增长，并趋于稳定，D错误。答案：B8．某生物兴趣小组对某草原上一种野生动物的种群进行研究，得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，如图所示。有关此图的叙述错误的是( )A．该生物的种群增长曲线呈“S”型B．死亡率逐渐增加的原因是出生率逐渐增加C．B点时，种群增长速率最快D．D点时，种群增长速率为0，种群达到环境最大容纳量解析：该生物的种群增长曲线呈“S”型，死亡率逐渐增加的原因是该生物种群会受食物、空间、天敌以及传染病等因素的限制；出生率与死亡率的差值最大时，种群数量的增长速率最大，可确定为B点。当种群数量达到环境最大容纳量时，出生率与死亡率相等，可确定为D点。答案：B9．如图表示某种鼠迁入新环境后，种群数量增长速率(平均值)随时间的变化。经调查，第5年时该种群的数量为500只。下列有关叙述正确的是( )A．该种鼠种群数量始终呈“J”型增长B．可用标志重捕法准确计算其种群密度C．理论上该种鼠在新环境中的环境容纳量约为1000只D．第5年后该种鼠数量减少的原因有天敌、资源和空间等解析：该种鼠种群数量呈“S”型增长，A错误；标志重捕法只能用来估算其种群密度，B错误；图中第五年种群增长速率最大，应该在种群增长曲线的K/2处，而第5年时该种群的数量为500只，所以理论上该种鼠在新环境中的环境容纳量约为1000只，C正确；第5年后该种鼠种群增长速率下降，但是种群数量仍增加，D错误。答案：C10．(2017·北京朝阳区测试)近年来，随着人类过度开发海洋资源，许多海洋动物也面临着灭绝的危险。如图为20世纪南半球鲸捕获量的变化情况。据图分析，下列说法正确的是( )A．某种鲸种群处于食物链末端，获得能量多，更易生存B．要调查某种鲸的种群密度可以采用样方法C．通过多年的捕鲸量数据可反映长须鲸种群数量呈现“J”型增长D．各种鲸的数量波动属于非周期性波动，受外源性因素影响较大解析：鲸处于食物链末端，由于能量流动的逐级递减，营养级越高，获得能量越少，越不易生存，A错误；调查某种鲸的种群密度用标志重捕法，B错误；图中纵坐标是捕鲸量不是种群数量变化，通过多年的捕鲸量数据分析，长须鲸捕获数量最后几乎降为0说明长须鲸的种群数量在下降，C错误；各种鲸的数量波动属于非周期性波动，主要由人类捕捞等外源性因素引起，D正确。答案：D二、非选择题11．某生物兴趣小组为指导草原牧民更科学地放牧，对草原生物种类进行了调查。请回答下列问题：(1)该兴趣小组为确定放牧量，对该草原上的某种优质牧草进行了种群密度的调查，所用的调查方法为样方法，取样的关键是要注意________。若选取5个样方，种群密度分别是N1、N2、N3、N4、N5(单位：株/平方米)，则该种优质牧草的种群密度为________株/平方米。(2)在某一时刻有一田鼠种群迁入了该生态系统，这种田鼠以优质牧草的根为食，该兴趣小组对这一田鼠种群进行了一段时间的追踪调查，并绘制出如图曲线：①图中虚线表示在__________________条件下田鼠种群的增长方式。如果迁入时田鼠的种群数量为a，而且每繁殖一代种群数量比原来增加m倍，则在此条件下繁殖n代以后，田鼠的种群数量为______________。图中实线表示田鼠种群在该草原生态系统上的实际增长情况，图中______________(填字母)点时，该田鼠种群的增长速率达到最大。②在调查田鼠种群密度时应采用何种方法？__________________，如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度会比实际值________。为保护牧草，牧民开展了灭鼠活动，即在图中所示的某时刻向该草原生态系统中投放了灭鼠药，但一段时间后田鼠的数量又恢复到原来的水平，可能的原因是_____________。解析：(1)调查植物种群密度常用的方法是样方法，取样的关键是要注意随机取样。(2)图中虚线表示“J”型曲线，是在理想的状态下产生的。对田鼠来说，繁殖一代后原来的个体还存在，个体总数为a×(1＋m)；繁殖n代以后，田鼠的种群数量为a×(1＋m)n。实线表示该种群增长的“S”型曲线，最大种群增长速率出现在K/2时，即图中的C点。对田鼠进行种群密度的调查时，可用标志重捕法，如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，那么重捕个体中标记数偏小，计算出的种群密度会比实际值高。答案：(1)随机取样 (N1＋N2＋N3＋N4＋N5)/5(2)①理想(或营养、空间充足，没有天敌) a×(1＋m)n C ②标志重捕法 偏高 灭鼠药对田鼠进行选择，导致种群中抗药性个体不断增加12．(2017·湖北部分重点中学联考)请根据如图所示“种群增长”的坐标曲线，回答下列有关问题：(1)马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物，为达到观赏目的人们把它引种到夏威夷，一段时间后，马缨丹大量繁殖，对夏威夷的畜牧业造成严重威胁，图中曲线________符合马缨丹疯狂蔓延的趋势。(2)根据生态学原理，世界人口增长应该表现为图中曲线________，若出现________段则表明人口出现了负增长。(3)曲线Ⅰ和曲线Ⅱ代表的种群进化速度较快的是________。(4)太湖蓝藻事件使太湖美丽的形象大打折扣，若曲线Ⅱ表示太湖中蓝藻增长曲线，当种群数量达到________点后，增长速率为0。(5)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应把握在________点后进行，原因是__________________________。解析：(1)曲线Ⅰ表示“J”型曲线，曲线Ⅱ表示“S”型曲线，e点(K/2)增长速率最大，f点(K值)增长速率为0。马缨丹引种到夏威夷后大量繁殖，对夏威夷的畜牧业造成严重威胁，说明是“J”型增长，符合图中曲线Ⅰ。(2)自然环境下，世界人口的增长为“S”型曲线，与图中曲线Ⅱ符合；cd段表示种群的数量下降，即人口出现了负增长。(3)“J”型曲线表示的是理想条件，“S”型曲线表示资源和空间有限的条件。自然选择(环境条件)决定进化的方向，因此曲线Ⅱ代表的种群进化速度快。(4)“S”型曲线中，当种群数量达到K值时，增长速率为0，即f点。(5)e点时种群数量为K/2种群增长速率最大，所以狩猎或海洋捕捞作业时，应把握在e点后进行。答案：(1)Ⅰ (2)Ⅱ cd (3)曲线Ⅱ (4)f(5)e e点时种群数量的增长速率最大13．鸭为杂食性水禽，除捕食昆虫及其他小动物外，对稻田中几乎所有的杂草都有取食。为研究稻鸭共作复合农业生态系统的功能，研究人员进行了实验，结果如表。稻鸭共作对稻田中杂草密度、物种丰富度及稻田杂草相对优势度的影响杂草密度(株/m2)物种丰富度(种)杂草相对优势度草龙节节菜稗草陌上菜异型莎草常规区4012.00.2470.1890.1000.1020.094稻鸭区2.35.300.2590.2710.0890注：相对优势度表示植物在群落中的优势地位。(1)采用样方法调查杂草密度时，选取样方的关键是________。表中杂草密度数值应采用样方调查结果的________值。表中数据说明稻鸭共作会在一定程度上降低杂草的密度，从而限制了杂草对水稻的危害。(2)由物种丰富度的变化可知稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的________。由于稻鸭共作，原本在群落中优势明显的________地位下降，而有些杂草的优势地位明显上升，在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，由此推测采取不同的处理方法会对稻田群落的________有不同的影响。(3)稻田生态系统中的________能将鸭的粪便分解成________以促进水稻的生长。鸭的引入增加了稻田生态系统中________的复杂性，从而使该生态系统的________功能提高。解析：(1)选取样方时，关键是要随机取样，求出所有样方种群密度的平均值，作为该种群的种群密度。(2)由表中数据可知，稻鸭共作区杂草种类减少，原来的优势种群草龙减少。(3)分解者可将鸭粪分解成无机物，供水稻植株吸收利用。鸭的引入使食物链和食物网(营养结构)变得复杂，提高了该生态系统的物质循环和能量流动功能。答案：(1)随机取样 平均(2)物种数目 草龙 结构(3)分解者 无机物 营养结构(食物链和食物网) 物质循环和能量流动第四讲 生态系统的物质循环、信息传递及稳定性[考纲展示]1．生态系统中物质循环的基本规律及其应用(Ⅱ) 2.生态系统中的信息传递(Ⅱ) 3.生态系统的稳定性(Ⅱ) 4.实验：探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替授课提示：对应学生用书第221页一、生态系统的物质循环1．物质循环(1)概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境间不断地循环的过程。(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。(4)意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。2．碳循环(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。(2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO2(主要)。(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用实现的。3．温室效应(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响：导致气温升高，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。二、生态系统的信息传递1．信息的种类(连线)组合顺序：(1)—Ⅲ—b__(2)—Ⅰ—c__(3)—Ⅱ—a2．信息传递的作用及应用作用或应用在生态系统中的作用个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息的作用种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递群落和生态系统水平：调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定在农业生产中的应用提高农产品或者畜产品的产量；对有害动物进行控制三、生态系统的稳定性1．概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。2．形成原因：生态系统内部具有一定的自我调节能力；其调节机制为负反馈调节。3．类型(1)抵抗力稳定性①概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。②规律：生态系统中的组分越多，营养结构越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，反之则越低。③特点：调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力就遭到破坏。(2)恢复力稳定性①概念：生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。②规律：干扰程度不同，其恢复速度和时间也不一样。③与抵抗力稳定性的关系：一般情况下二者存在着相反的关系，抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性较低，反之亦然。4．提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量投入，保证生态系统内部结构和功能的协调。1．物质循环：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，即生态系统的物质循环，具有全球性和循环流动的特点。2．碳元素在无机环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。3．生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高农产品或畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。4．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，二者呈负相关。5．生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。物质循环、信息传递和稳定性的5个易混易错点(1)物质循环中的“物质”与“范围”的界定①参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。②循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。(2)碳在生态系统各成分之间的传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。(3)生态系统信息传递范围易误信息传递范围：种群内部个体之间、种群之间及生物与无机环境之间，不包括细胞之间的传递。(4)抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。(5)抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。授课提示：对应学生用书第223页考点一 生态系统的物质循环[核心考点通关]1．物质循环概念分析(1)物质：组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。(2)循环范围(两个支点)：生物群落和无机环境之间。(3)循环特点：具有全球性、循环性。2．碳循环过程分析由图可知：(1)碳的存在形式与循环形式①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。(3)碳返回无机环境的途径有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。(4)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递都是单向的。由以上分析，碳循环过程可归纳为：3．温室效应的形成原因、影响及缓解措施(1)大气中CO2含量持续增加是形成温室效应的主要原因①工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。(2)影响①气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。②由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。(3)缓解措施①植树造林种草，增加绿地面积。②减少化石燃料的燃烧。③开发清洁能源。4．能量流动与物质循环之间的关系(1)区别项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式以有机物为载体主要是无机物过程沿食物链(网)单向流动在无机环境和生物群落间往复循环特点单向流动、逐级递减全球性、循环性范围生态系统各营养级生物圈(全球性)(2)联系①两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。5．碳循环模式图及变式(1)碳循环过程示意图(2)将上图换成字母，有以下三种变式[图形解读]①图1，先根据双向箭头确定A和B应为生产者或大气CO2库，再由多个单向箭头可判断B为大气CO2库(不能写“无机环境”)，再根据A→D，C→D，确定D为分解者，剩下的C为消费者。②图2，根据A与C之间的双向箭头及C有多个单向箭头判断：A和C分别是生产者和大气CO2库。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。③图3，首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气CO2库，E为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。[易混易错]关于物质循环的2个易混易错点(1)误认为在生物群落中碳都是以CO2的形式进行循环的：在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。(2)误认为能量伴随着物质循环而循环：物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。[题组突破演练]题组一 物质循环的过程及特点1．(2017·黑龙江双鸭山模拟)某同学画出3幅表示生态系统部分碳循环示意图，下列分析错误的是( )A．碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。因此，3幅图中生产者都是AB．图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动C．图2中A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物D．若使图1、图2、图3完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2解析：图1中A为生产者，图2中A为生产者，图3中E为生产者，A错误；图1中C能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；图2中A为生产者，C为无机环境，E为分解者，B、D为消费者，A、B、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物，C正确；图1、图2、图3需补充化石燃料燃烧产生CO2，表示完整碳循环，D正确。答案：A2.如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。相关分析错误的是( )A．④增多是温室效应产生的主要原因B．图中箭头可以表示碳元素的循环方向C．甲、乙种间关系的调节还需要信息传递的作用D．无机环境中的CO2可以来自细胞呼吸解析：由图示可知，甲是生产者，丁是分解者，乙、丙是消费者。温室效应产生的主要原因是化石燃料的大量燃烧；物质是循环的，因此图示中的箭头可以表示碳元素的循环方向；信息传递可以调节种间关系；无机环境中的二氧化碳可以来自生物的细胞呼吸，也可以来自化石燃料的燃烧。答案：A题组二 生态系统的能量流动与物质循环的分析3．生态系统的物质循环和能量流动主要是通过食物链来完成的。有关食物链的表述不正确的是( )A．食物链是一条物质转换链，也是一条能量传递链B．食物链是一条价值增值链，设计食物链能使能量被多层次利用C．在人工生态系统中，设计食物链能提高能量的转化效率D．在人工生态系统中，增加或延长食物链不能提高生态系统的稳定性解析：在人工生态系统中，增加或延长食物链能够提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。答案：D4．(2017·贵州贵阳监测)在不考虑物质输入和输出的情况下，某同学构建了一般生态系统的结构模型(如图)。请据图回答下列问题：(1)图中A、B和C分别代表生态系统成分中的____________、____________和____________。这个模型中，没有体现的成分是____________。(2)太阳能被A通过________转化为化学能，固定在有机物中。B从A获得的能量远少于A固定的能量，主要是因为_____________________________。(3)通常，在一个生态系统中，通过过程②，A从C那里得到的是__________________(填“物质”“能量”或“物质和能量”)；通过过程③，C从B那里获得__________(填“物质”“能量”或“物质和能量”)。由此分析可知，物质和能量在系统内被利用的差异在于：_______________________。解析：(1)太阳能通过生产者进入生态系统中，所以，图中A为生产者，又因为A与C间存在双向箭头，故C为分解者，B为消费者。在生态系统的成分中，除了生产者、消费者和分解者外，还应有非生物的物质和能量。(2)太阳能需通过生产者的光合作用转化为化学能，消费者从生产者中获得的能量远少于生产者固定的能量，这是因为生产者固定的能量一部分用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，一部分通过自身的呼吸作用散失，一部分作为遗体、排出物等不能进入下一营养级。(3)②过程中生产者从分解者那里只能获得一些无机物，不能获得能量，而③过程中消费者的遗体、粪便等中的物质和能量可供分解者所利用，说明生态系统中的物质能循环利用，但能量不能循环。答案：(1)生产者 消费者 分解者 非生物的物质和能量(2)光合作用 一部分能量用于A的生长、发育、繁殖等生命活动，一部分通过呼吸作用散失，一部分作为排出物、遗体、残枝败叶不能进入下一营养级(3)物质 物质和能量 物质可循环利用，能量利用是单向的，不循环的考点二 生态系统的信息传递[核心考点通关]一、生态系统信息传递的类型、范围及特点1．类型来源传递形式举例物理信息光、声、温度、湿度、磁力等物理过程萤火虫的光、哺乳动物的体温化学信息生物的代谢活动化学物质，如生物碱、有机酸、性外激素等昆虫的性外激素、狗利用小便气味作标记行为信息动物的特定行为特征动物的特殊行为蜜蜂跳舞、孔雀开屏2.范围(1)作用：决定能量流动与物质循环的方向和状态。(2)表现：信息传递存在于生态系统的各种成分之间，把生态系统的各个组成部分联系成一个整体，而且具有调节生态系统稳定性的作用。3．信息传递的特点信息传递的方式不像物质循环那样是循环的，也不像能量的流动是单向的，而往往是双向的，有从输出者向输入者的信息传递，也有从输入者到输出者的反馈。4．信息传递在农业生产中的应用(1)提高农产品和畜产品的产量：养鸡业在增加营养的基础上延长光照时间可以提高产蛋率；用一定频率的声波处理蔬菜、谷类作物及树木等的种子，可以提高发芽率、获得增产；模拟动物信息吸引大量传粉动物，可提高果树的传粉率和结实率。(2)对有害动物进行控制：黏虫成虫具有趋光性，对蜡味特别敏感，生产上就利用这一点，在杀菌剂中加入蜡类物质诱杀黏虫；人们还可以利用性引诱剂“迷向法”防治害虫。二、信息传递与生态系统其他功能的比较能量流动物质循环信息传递特点单向流动，逐级递减循环运动，反复利用往往是双向的范围生态系统中各营养级生物圈生物之间，生物与无机环境之间途径食物链和食物网多种地位生态系统的动力生态系统的基础决定能量流动和物质循环的方向和状态联系同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体[易混易错]信息传递的2个易混易错点(1)误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递：生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。(2)误认为生态系统的物理信息只来源于环境：物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。[题组突破演练]题组一 信息传递的种类、特点及应用5．萤火虫通过闪光来识别同伴；草原上的鸟在发现天敌后，雄鸟急速起飞，扇动翅膀为雌鸟发出信号；某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子发芽的化合物，如将这类物质在作物播种前施入土中，就可以使休眠孢子提前发芽，使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用( )A．物理信息；化学信息；行为信息B．物理信息；行为信息；化学信息C．行为信息；物理信息；化学信息D．化学信息；行为信息；物理信息解析：生态系统中信息的分类是以传递信息的载体为依据来划分的。物理信息是通过物理因素、物理过程来传递的，如光、声、温度、磁力等；传递化学信息的是一些化学物质，如性外激素等；行为信息是通过动物的特殊行为、动作这些“肢体语言”来传递和表达的。题干中植物根系分泌的是一种化学物质，很明显属于化学信息。鸟发现天敌后，做出了很夸张的动作，强调的是特殊的行为，所以属于行为信息。答案：B6．据了解，野生扬子鳄种群的雌、雄比例一般稳定在5∶1左右，这样的性别比是由孵化时的温度所决定的。繁殖季节雄性扬子鳄发出“轰轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓荫潮湿温度较低处，则会产生较多的雌鳄。以上事实说明生态系统中信息传递( )A．能够调节生物种间关系，以维持生态系统的稳定B．维持生物体正常生命活动，调节生物内环境的稳态C．影响生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定D．对生物进行自然选择，促进生物进化解析：根据题干信息可知，生态系统中信息传递能够影响生物种群的繁衍，维持种群数量的稳定。答案：C题组二 生态系统的功能分析比较7．(2017·四川成都测试)下列有关生态系统功能的描述，错误的是( )A．分解者的分解作用是物质循环的关键环节之一B．物质流是循环的，能量流是单向的，信息流既可以是双向的也可以是单向的C．一个生态系统的营养级越多，营养结构越复杂，恢复力稳定性越高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解析：物质循环的关键成分是生产者和分解者，A正确；能量流动是单向的，物质循环具有全球性和循环性，信息传递是单向或双向的，B正确；营养结构越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，C错误；信息传递的功能之一是调节生物种间关系，维持生态系统的稳定性，D正确。答案：C8．(2017·山东潍坊模拟)图一是庭院经济生态农业模式图；图二是能量流经牛这一营养级的示意图。请据图回答下列问题：(1)庭院经济模式运用的生态学基本原理是________________。(2)图一中共有________条食物链，其中人占第________营养级。(3)庭院里的卷心菜被菜粉蝶幼虫取食后，能放出特殊香味吸引菜粉蝶的天敌，这种现象体现了生态系统的________功能，说明该功能具有________________的作用。(4)图二中Ⅲ代表__________________；由图二可知，生态系统中能量流动的特点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)庭院经济模式运用了物质循环再生、能量多级利用的生态学原理。(2)图一中有农作物→人、农作物→鸡→人、农作物→牛→人3条食物链。(3)卷心菜被菜粉蝶幼虫取食后，能放出特殊香味吸引菜粉蝶的天敌，这属于信息传递功能中的化学信息的传递。通过该功能能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的相对稳定。(4)图二中Ⅰ代表牛同化的能量，Ⅱ代表牛用于自身生长发育和繁殖的能量，Ⅲ代表人(下一营养级)摄入的能量，Ⅳ代表流入分解者的能量，Ⅴ代表牛呼吸作用散失的能量。图二中人只能获得牛同化能量的很少一部分，这体现了生态系统能量单向流动、逐级递减的特点。答案：(1)物质循环再生、能量多级利用 (2)3 二、三(3)信息传递 调节种间关系，维持生态系统的相对稳定(4)人(下一营养级)摄入的能量 单向流动、逐级递减考点三 生态系统的稳定性[核心考点通关]1．对生态系统稳定性的理解(1)结构的相对稳定：生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化，一般相关种群数量呈现周期性变化，可用右图曲线表示。(2)功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。(3)生物多样性是生态系统稳定性的基础生物多样性营养结构复杂程度自我调节能力大小稳定性强弱。2．生态系统的反馈调节机制(1)负反馈调节①抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。②作用结果：使生态系统达到并保持平衡和稳态。③示例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。如图所示：④意义：生态系统自我调节能力的基础。(2)正反馈调节①加速最初发生变化的那种成分所发生的变化。②作用结果：使生态系统远离平衡状态。③示例：如图所示，若一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越严重，鱼类的死亡速度也会越来越快。3．生态系统自我调节能力辨析(1)实例①河流：②森林：(2)基础：负反馈调节，在生态系统中普遍存在。(3)特点：生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力迅速丧失，生态系统难以恢复。4．抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定核心抵抗干扰，保持原状遭到破坏，恢复原状特点调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力遭到破坏生态系统在受到不同的干扰后，其恢复速度与恢复时间是不一样的影响因素二者联系①一般呈相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然；②二者是同时存在于同一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；③二者与营养结构复杂程度的关系，如图所示：5.通过曲线图辨析抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系[图形解读](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时间：x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性强。(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，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。[题组突破演练]题组 抵抗力稳定性与恢复力稳定性分析9．下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是( )A．抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性一定强B．生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节C．适当增加草原生态系统的物种丰富度可有效提高其抵抗力稳定性D．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性解析：有些生态系统，如苔原，抵抗力稳定性与恢复力稳定性都较低，A错误；生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，B正确；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越低，抵抗力稳定性就越高，C正确；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，D正确。答案：A10．生态系统的稳定性与营养结构的复杂程度有着一定的关系，在如图所示曲线中能准确表示两者关系的是(a代表抵抗力稳定性，b代表恢复力稳定性)( )解析：生态系统的抵抗力稳定性随营养结构复杂程度增加而增大；恢复力稳定性随营养结构复杂程度增加而减小。答案：A11．(2017·河南名校摸底)图甲表示某草原生态系统中的食物网，图乙代表某生态系统功能随时间的变化曲线。请据图分析回答下列问题：(1)图甲的生物中，含能量最少的是________，能量流动的特点是________________________________________________________________________。(2)图甲的食物链中，草为兔提供了可以采食的信息，猫头鹰能够依据兔留下的气味去猎捕，兔同样也可以依据猫头鹰的气味或行为特征去躲避猎捕，这说明了信息传递的作用是________________________________________________________________________。(3)图乙中两条虚线之间的部分表示__________________________。(4)y表示一个外来干扰对生态系统的影响，y越大，说明该生态系统__________________；x越大，说明该生态系统__________________。解析：(1)根据能量流动的特点单向流动、逐级递减可知，猫头鹰所处的营养级最高，所含能量最少。(2)信息传递能调节草与兔、兔与猫头鹰之间的捕食关系，以维持生态系统的稳定。(3)生态系统的稳态是一个动态平衡过程，处于波动过程中，图乙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。(4)y表示一个外来干扰对生态系统的影响，y越大，说明该生态系统抵抗力稳定性越弱；x表示恢复正常所需要的时间，x越大，说明该生态系统恢复力稳定性越弱。答案：(1)猫头鹰 单向流动、逐级递减(2)调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定(3)生态系统功能正常的作用范围(4)抵抗力稳定性越弱 恢复力稳定性越弱生态系统抵抗力稳定性大小的判断(1)对于极地苔原(冻原)，由于物种组分单一、结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低。(2)增加物种丰富度可以提高生态系统的稳定性，对自然生态系统应加强生物多样性保护，而对人工生态系统可适当增加物种的多样性。考点四 设计并制作生态缸，观察其稳定性(实验探究)[核心考点通关]1．实验原理(1)生态缸中必须包括生态系统的四种成分，特别需要注意必须有足够的分解者。(2)各种生物之间以及生物与无机环境之间必须能够进行物质循环和能量流动。(3)生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。(4)生态缸必须是透明的，这样可保证生态缸中有充足的太阳能。当然，生态缸中一定要封闭，防止外界生物或非生物因素的干扰。2．实验流程3．设计要求及分析相关分析设计要求生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸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)生态缸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缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间便于操作，缸内储备一定量的空气生态缸的采光用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡选择生命力强的生物，动物不宜太多，个体不宜太大减少对O2的消耗，防止生产量<消耗量4.生态缸稳定性观察与分析(1)观察稳定性，可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸中的生态系统极为简单、自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。(3)如果生态缸是一个开放的生态系统，那么生态系统的成分复杂，自我调节、自我修复和自我延续的能力强，在没有巨大外界环境干扰的情况下会长期保持相对稳定。[题组突破演练]题组 实验的原理及设计要求分析12．将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中，密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述，错误的是( )A．植物为鱼的生存提供氧气B．鱼可为植物的光合作用提供CO2C．能量流动可以从植物到鱼，也可以由鱼到植物D．若该玻璃缸长期置于黑暗中，鱼和植物将会死亡解析：植物能进行光合作用，为鱼的生存提供氧气，A正确；鱼进行呼吸作用产生二氧化碳，为植物的光合作用提供CO2，B正确；能量流动的特点是单向流动，逐级递减，能量流动可以从植物到鱼，但不能从鱼流向植物，C错误；若该玻璃缸长期置于黑暗中，植物无法进行光合作用合成有机物和氧气，则鱼和植物将会死亡，D正确。答案：C13．(2017·江苏淮海模拟)如图为一个密闭生态缸处于良性状态的碳循环模式图，下列有关分析不正确的是( )A．行为信息在无机环境和异养生物①之间可进行单向或双向传递B．三种生物的成分自左向右依次分别代表生产者、消费者和分解者C．生态缸需要放置在一个有适宜光照的位置才能正常运转D．可通过观察自养生物等成分的生活状况来判断生态缸是否处于稳定状态解析：行为信息只存在于生物与生物之间，A错误；由于生产者、分解者是生态系统所必需的，因此可判断自养生物是生产者，异养生物②为分解者，从物质转化方向分析异养生物①是消费者，B正确；生态缸需要有能量的输入才能维持正常的运转，因此需要适宜的光照，但不能放在直射光的环境下，C正确；若自养生物等成分能正常生活，则说明生态系统的结构和功能正常，D正确。答案：A14．为观察生态系统的稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见表。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。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；“－”表示无。请回答以下问题：(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为__________________________________________，原因是_________________________________________。(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)根据观测结果，得出结论：①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：甲瓶稳定的原因分析：生态系统的稳定性取决于该生态系统生物种类和数量的合理搭配。在光照条件下，水草、藻类为生产者，进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，释放出氧气，同时将无机物转化成有机物，为消费者——浮游动物(小鱼)提供氧气和食物，泥沙中含有微生物——分解者，可将水中的有机物分解成无机物，实现瓶内物质循环。准确分析表中的信息：①乙瓶与甲瓶相比缺少光照，不久稳定性被破坏，说明光照是维持该生态系统的必要条件；②丙瓶与甲瓶相比缺少分解者，不久稳定性被破坏，说明分解者是维持该生态系统的必要条件；③丁瓶与甲瓶相比多小鱼，消费者过多，也造成稳定性被破坏，说明生态瓶中消费者不能过多，过多会因氧气供应不足，造成生态系统崩溃。答案：(1)减小 缺乏光照，无法进行光合作用 (2)没有微生物的分解作用 (3)低 小鱼呼吸要消耗部分氧气 (4)①分解者是生态系统的重要组成成分 ②光照是维持该生态系统长期稳定的必要条件授课提示：对应学生用书第228页练全国高考真题——知考查重点1．(2015·高考全国卷Ⅱ)下列有关生态系统的叙述，错误的是( )A．生态系统的组成成分中含有非生物成分B．生态系统相对稳定时无能量输入和散失C．生态系统维持相对稳定离不开信息传递D．负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定解析：生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分，A项正确；生态系统相对稳定时，仍有能量的输入和散失，B项错误；信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的相对稳定，C项正确；负反馈调节使生态系统达到和保持相对稳定的状态，D项正确。答案：B2．(2016·高考全国卷Ⅲ)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色，有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题：(1)由于温度的限制作用，冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指________________________________________________________________________。(2)与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)通常，生态系统的食物链不会很长，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)冻原生态系统中，因环境温度低，分解者的数量少且分解能力弱，导致土壤有机物质分解量少，有利于土壤有机物质的积累。(3)因能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以生态系统的食物链不会很长。答案：(1)群落中物种数目的多少(2)低温下，分解者的分解作用弱(3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的3．(2012·高考新课标全国卷)某草原上生活着鹿、兔、狼和狐等生物。雄鹿有角、雌鹿无角，通常情况下这种鹿的雌雄个体分群活动(生殖季节除外)。有人提出“鹿角效应”假说解释这种同性聚群现象，即一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者，降低被捕食的风险。回答下列问题：(1)该草原上的雌鹿群和雄鹿群属于________(填“不同”或“同一”)种群。(2)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个________(填“种群”“群落”或“生态系统”)。(3)为探究“鹿角效应”假说是否成立，某同学用狗(能将抛入流水池中的漂浮物叼回来)、项圈和棍棒做了如下3组实验：甲组同时向流水池中抛出2个相同项圈，乙组同时抛出2个相同棍棒，丙组则同时抛出1个项圈和1个棍棒。记录每次抛出后狗叼回第一个漂浮物的时间。若丙组平均时间________(填“大于”“等于”或“小于”)其他两组，则实验结果支持该假说。测试时要求甲、乙、丙3组抛出项圈或棍棒的距离________(填“相同”或“不同”)。本实验中项圈或棍棒相当于该草原上的________。解析：(1)该草原上全部的雌鹿和雄鹿属于同一种群。(2)该草原上所有生物共同形成一个群落。(3)结合题意可知，本实验中项圈或棍棒相当于草原上的雄鹿或雌鹿。若假说成立，将项圈和棍棒同时抛出的丙组中，狗叼回第一个漂浮物的时间最短。为了保证实验结果可靠，各组项圈和棍棒抛出的距离应该相等。答案：(1)同一 (2)群落 (3)小于 相同 雌鹿或雄鹿练各地市模拟——知命题热点4．(2017·北京海淀区测试)下列关于生态系统稳定性的叙述，不正确的是( )A．自然生态系统常常趋向稳态的方向发展B．自我调节能力是生态系统实现稳态的基础C．生态系统保持稳态不需要外界的能量输入D．生态系统营养结构越复杂自我调节能力越强解析：自然情况下，随着群落演替，生态系统中生物种类增加，食物链和食物网越来越复杂，抵抗力稳定性和自我调节能力也越来越强，最后趋向稳定，A、B、D说法正确；即便是稳定的生态系统，维持稳态也需要太阳能的输入，C说法错误。答案：C5．(2017·贵州贵阳监测)下列有关生态系统信息传递及其应用的叙述，不正确的是( )A．动物的特殊行为可在同种或异种生物之间传递信息B．生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的C．信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定D．利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，以降低害虫的种群密度解析：动物的特殊行为，对于同种或异种生物来说能够传递某种信息，即行为信息，A正确；生态系统中的信息传递是双向的，B错误；生态系统信息传递有调节生物种间关系，维持生态系统稳定的作用，C正确；利用昆虫信息素(即化学信息)诱捕或警示有害动物，可降低害虫的种群密度，D正确。答案：B6．(2017·山东青岛模拟)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列相关分析不正确的是( )A．在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途基本相同B．枯枝败叶中储存的能量，不能被植物直接利用C．在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环D．生态系统的信息传递不都是沿食物链进行的解析：捕食链中，生产者通过光合作用获得能量，其他各营养级利用上一营养级的能量。能量的去路：呼吸作用消耗，分解者分解，未被利用，流向下一营养级；而最高营养级没有最后一个去路，A错误；枯枝败叶中储存的能量只能被微生物分解利用，而不能被植物直接利用，B正确；在生态系统中，能量作为物质循环的动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环往返，物质是能量的载体，使得能量沿着食物链流动，C正确；能量流动和物质循环的渠道是食物链和食物网，信息传递不都是沿食物链(网)来传递的，如无机环境中的物理信息，D正确。答案：A7．(2017·河北邯郸模拟)如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是( )A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足B．A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体解析：生物圈通过物质循环，元素可以实现自给自足，A正确；A是消费者，C是生产者，碳元素在生物群落中以有机物的形式传递，在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式传递，B错误；E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生，C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，D正确。答案：B8．(2017·安徽合肥质检)如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是( )A．④过程代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用B．图中A、B、C分别代表消费者、生产者和分解者C．物质循环是指碳元素在A、B、C间以有机物的形式传递D．图中A、B、C包含的所有种群共同构成生物群落解析：由图示信息可知，A代表分解者，B代表生产者，C代表消费者，④代表光合作用和化能合成作用，③代表呼吸作用；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境间进行的循环；图中的生产者、消费者和分解者共同构成了生物群落。答案：D9．(2017·江西南昌调研)一个湖泊干涸后，经历了沼泽、湿地、草原到森林几个阶段。这片森林在不受外力干扰的情况下将会长期占据那里，成为一个非常稳定的生态系统。(1)这个湖泊演变成森林的过程称为________演替。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的________进行。(2)在森林生态系统中，________是生态系统的基石。消费者的存在，能够加快________________________________________________________________________。______________是生态系统的营养结构，生态系统的______________就是沿着这种渠道进行的。(3)森林成为一个非常稳定的生态系统，是由于生态系统具有自我调节能力，这种能力的基础是________。在我国西北黄土高原由于植被破坏造成水土流失，这说明________________________________________________________________________。(4)在森林中投放适量的鸟类能够适当抑制有害昆虫，这体现了生物多样性的____________价值。为了保护生物多样性，建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心，属于____________保护。解析：(1)在原有湖泊的地方演替为森林的过程称为次生演替。人类的活动可以影响群落的演替，使之按照不同于自然演替的速度和方向进行。(2)生产者是生态系统的基石。消费者的存在能够加快生态系统的物质循环。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的能量流动和物质循环就是沿着食物链和食物网进行的。(3)负反馈调节使生态系统具有一定的自我调节能力，但这种自我调节能力是有一定限度的，一旦超过这个限度，就会导致生态系统的破坏。(4)维持生态系统稳定的能力体现了生物多样性的间接价值。建立植物园、动物园以及濒危动物繁育中心，都是将保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护，属于易地保护。答案：(1)次生 速度和方向 (2)生产者 生态系统的物质循环 食物链和食物网 能量流动和物质循环 (3)负反馈调节 生态系统的自我调节能力是有限的 (4)间接 易地授课提示：对应学生用书第363页一、选择题1．下列关于生态系统的功能的描述正确的是( )A．碳循环即指生态系统中的物质循环，具有全球性特点B．在食物链上的生物间信息传递可以双向进行而能量流动只能单向进行C．分解者分解动植物遗体产生的物质和能量可以被植物利用D．防治稻田害虫，能提高生产者和初级消费者之间的能量传递效率解析：选项A，物质循环包括C、H、O、N、P、S等元素的循环，碳循环属于物质循环。选项C，分解者分解产生的无机物可以被植物利用，但能量不能被植物利用。选项D，防治稻田害虫，不能提高生产者和初级消费者之间的能量传递效率。答案：B2．下列关于生态系统中信息传递的说法错误的是( )A．蜜蜂的舞蹈和孔雀开屏都属于动物的行为信息B．生态系统的信息传递与能量流动一样是单向的C．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”体现了物理信息的作用D．花香引蝶、警犬嗅寻毒品，体现了化学信息的作用解析：A、C、D三项分别对应的是行为信息、物理信息和化学信息。B选项中，生态系统的能量流动是单向的，发生在生物和无机环境之间的信息传递是单向的，但发生在生物和生物之间的信息传递是双向的，B错误。答案：B3．下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是( )A．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B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C．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D．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解析：在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，营养结构变复杂，其抵抗力稳定性提高，A正确；通过管理提高某种牧草的产量后，导致其他杂草减少，营养结构变简单，其抵抗力稳定性降低，B错误；栽种乔木形成树林，一块弃耕后的牧草地上形成灌木林都使生物多样性提高，其抵抗力稳定性提高，恢复力稳定性下降，C、D正确。答案：B4．湿地生态系统被誉为“地球之肾”，但是由于工业的发展，我国湿地面积不断下降，已引起环保专家的关注。下列与湿地有关的叙述中正确的是( )A．湿地上所有的动物、植物和微生物共同构成了生物多样性B．负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础C．湿地被破坏不会影响湿地生态系统的间接价值D．湿地生态系统如果遭到严重破坏，物种会大量减少，抵抗力稳定性上升解析：生物圈内所有的植物、动物和微生物，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，A错误；湿地被破坏会影响湿地生态系统的间接价值，C错误；湿地生态系统如果遭到严重破坏，其抵抗力稳定性会降低，D错误。答案：B5．草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并用力抖动两翼，给孵卵的雌鸟发出逃避的信号。下列有关说法正确的是( )A．雄鸟给孵卵的雌鸟发出的是物理信息B．上述实例体现了信息传递具有调节种间关系的作用C．上述实例可说明信息传递有利于种群的生存与繁衍D．同种生物之间的信息传递对维持生态系统的稳定毫无意义解析：用力抖动两翼属于雄鸟发出的行为信息。由于该信息传递发生在同种鸟之间，因此不能证明信息传递具有调节种间关系的作用。同种生物之间的信息传递有利于种群的生存与繁衍，从而保证本物种不会灭绝，保持物种的多样性，对维持生态系统的稳定具有一定的意义。答案：C6．物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列分析与相关原理不符的是( )A．在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途基本相同B．枯枝败叶中储存的能量，不能被植物直接利用C．在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环D．生态系统的信息传递不都是沿食物链进行的解析：捕食链中的生产者获取能量的方式是光合作用，将光能转变为化学能，储存在有机物中，而消费者获取能量的方式是捕食，产生的能量用于各种生物活动，A项错误。枯枝败叶中的能量，只可被分解者利用，但不能被生产者利用，B项正确。能量是物质循环的动力，C项正确。生态系统的信息传递可以发生在生物与生物之间，也可以发生在生物与无机环境之间，D项正确。答案：A7．下列事例中，属于恢复力稳定性的是( )A．由于乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害B．当天气干旱时，草原生态系统中的动植物种类和数量一般不会有太大变化C．乡村一个池塘，每天都有人到池塘边洗东西，可每天早晨池水依然清澈如故D．一个相对封闭的生态系统中闯入某种大型肉食动物后，生态系统的各种成分相互作用直到恢复原来的状态解析：乱砍滥伐，长江流域森林面积急剧减少，引发了百年不遇的洪涝灾害说明在受到外界干扰后没有恢复原状，A错误；B项和C项的实例反映的是抵抗了外界干扰而保持原状，属于抵抗力稳定性；在大型肉食动物闯入封闭的生态系统后，使生态系统遭到破坏，经过各成分相互作用又恢复到原来的状态，属于恢复力稳定性，D正确。答案：D8．(2017·江西南昌调研)甲图表示某生态系统中一种植食性昆虫单位面积内种群数量的周期性变动与一种病毒感染率之间的相互关系；乙图表示该生态系统中能量流经该种群的情况。下列分析正确的是( )A．从生态系统成分分析，该昆虫属于次级消费者B．甲图曲线表明昆虫与该病毒之间的关系是互利共生C．乙图中通过①储存的能量，一部分流向下一个营养级，一部分用于自身呼吸消耗D．据该研究成果，在家蚕养殖上应注意合理控制家蚕种群的养殖密度解析：该昆虫为植食性昆虫，为初级消费者；病毒与昆虫之间为寄生关系；通过①储存的能量，一部分流向下一营养级，一部分流向分解者，一部分以呼吸作用散失；由题图可知，种群密度较大时，病毒感染率也较高，故家蚕养殖上应注意合理控制家蚕种群的养殖密度。答案：D9．如图为碳循环示意图，甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的四种成分，以下相关叙述中正确的是( )A．图示中有4条食物链B．丙既可以是初级消费者，也可以是次级消费者C．输入该生态系统的总能量为甲所固定的太阳能D．据图可以看出碳在生物群落和无机环境间主要以有机物的形式进行循环解析：题图为碳循环示意图，甲、乙、丙、丁分别表示生产者、消费者、分解者、环境中的二氧化碳，B错误。甲为生产者，输入该生态系统的总能量为甲所固定的太阳能，C正确。据图可以看出，碳在生物群落和无机环境间主要以二氧化碳的形式进行循环，D错误。答案：C10．如图表示物种A与物种B的关系，则物种A与物种B之间信息传递的方向是( )A．信息只能由A传递给BB．信息只能由B传递给AC．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解析：图中A的数量变化符合先增先减的特点，为被捕食者，B为捕食者，二者之间为捕食关系，生态系统中信息传递在捕食者与被捕食者之间为双向的。答案：C11．(2017·湖北重点中学联考)如图是某生态系统的物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是( )A．图中的能量被循环利用B．X1过程吸收的CO2总量一定与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等C．Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳D．当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%解析：能量流动是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，A错误；X1过程吸收的CO2总量应大于Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量，因为生产者会有一部分未被利用，B错误；生产者、消费者体内的有机物除了被分解者分解外，还有一部分用于自身生命活动，转化为其他物质，C错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，故X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%，D正确。答案：D12．(2017·湖南师大附中月考)如图表示某种处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物个体数量改变时的四种情形，下列有关产生这些变化原因的分析，最合理的是( )A．若图①所示为草原生态系统中某种群，则a点后的变化原因可能是过度放牧B．若图②所示为某发酵罐中菌种数量，则b点肯定增加了营养供应C．图③中c点后发生的变化表明生态系统崩溃D．若图④表示海洋生态系统中的某种鱼，d点表明捕捞过度解析：图①所示a点后K值先增加后急剧下降，表明生态系统受到一定程度的破坏，原因可能为过度放牧，A正确；图②所示b点后K值增大，菌种的数量增加，可能是资源和空间增大，B错误；图③中c点后该种群灭绝，但该生态系统还有其他生物，该生态系统不一定崩溃，C错误；图④中生态系统在受到较小干扰(种群数量大于)时，由于生态系统具有自我调节能力，种群数量迅速恢复原有状态，若海洋中某种鱼捕捞时，维持种群数量在左右，有利于持续发展，D错误。答案：A二、非选择题13．如图表示生态系统结构模式图，其中A、B、C、D构成群落，①、②、③、④、⑤、⑥代表生理过程。据图回答下列问题：(1)从生态系统的组成成分来看，图中D属于______________；从营养结构分析，D属于______________。①～⑥中代表相同生理过程的是______________。(2)图中食物链上的相邻物种之间存在着“吃与被吃”的关系，相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息，这说明信息传递在生态系统中的作用是________________________________________________________________________。(3)生态系统中，碳元素在无机环境和生物群落间循环主要以________的形式进行，图中B生物在碳循环中的作用是________________________。(4)若上述生态系统代表农田生态系统，则在被弃耕后发生的群落演替类型属于________。若农作物所固定的太阳能总量为akJ，那么图中最高营养级所获得的能量为________kJ。解析：A是生产者、B是分解者、C和D是消费者。①为光合作用；②③⑤为呼吸作用；④⑥为捕食关系。(1)图中D为初级消费者，是第二营养级。(2)吃与被吃的关系为捕食关系，属于种间关系，说明信息传递能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。(3)无机环境中的CO2通过光合作用进入群落，再通过呼吸作用释放CO2。B为分解者，能将有机碳转变为无机碳。(4)在弃耕农田上面发生的演替为次生演替。图中的一条食物链是A→D→C，若农作物所固定的太阳能总量为akJ，那么图中最高营养级所获得的能量最少(按10%计算)为a×10%×10%＝0.01akJ，最多(按20%计算)为a×20%×20%＝0.04akJ，即～kJ。答案：(1)初级消费者(或消费者) 第二营养级 ②③⑤、④和⑥(2)能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定(3)CO2 将有机碳转变为无机碳(4)次生演替 ～14．如图1是某生态系统能量流动的定量分析图解(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表三个营养级，能量单位为百万千焦)；图2是该生态系统相关内容模式图。请据图回答：(1)图1数据正确，但是有一箭头方向错误，请指出并改正：________________________________________________________________________。(2)图1中未标记出Ⅱ的呼吸量，其呼吸量应为________百万千焦(结果保留1位小数)。(3)图2若表示该生态系统中的食物网，则应做怎样的最小改正________；共有________条食物链。(4)图2若表示生态系统中的能量流动，C可表示________。(5)图2若表示生态系统的碳循环，C可表示________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)图2之所以可以表示上述生态系统中的食物网、能量流动和碳循环三种情况，合理性的解释为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：图1是某生态系统能量流动的定量分析图解，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表三个营养级，每一个营养级固定的能量去向有：分解者分解利用、流向下一营养级(最高营养级除外)、自身呼吸消耗、未被利用。(1)图1中错误的箭头是呼吸消耗→Ⅱ，因为呼吸消耗产生的热能不能被生物再利用，应改为Ⅱ→呼吸消耗。(2)Ⅱ的呼吸量＝15.0－3.0－2.5－0.5＝9.0(百万千焦)。(3)食物网中的捕食关系是单向的，所以应去掉“C→A”方向的箭头。(4)已知C为无机环境，即非生物的物质和能量，若表示能量流动，则C表示非生物的能量(光能或热能)。(5)若图2表示碳循环，则C表示大气中的CO2库。(6)该题要求描述物质循环、能量流动和食物网的关系，即生态系统物质循环和能量流动的主渠道是生态系统的食物链和食物网。答案：(1)呼吸消耗→Ⅱ应改为Ⅱ→呼吸消耗 (2)9.0(3)去掉“C→A”方向 6 (4)非生物的能量(5)大气中的二氧化碳库(6)生态系统物质循环和能量流动的主渠道是生态系统的营养结构15．(2017·河北五校联考)如图是某地建立的生态农场示意图。请分析回答：(1)从生态系统能量流动的角度分析，建立人工生态系统的意义是________________________________________________________________________。(2)下列有关人工生态系统的说法，正确的是________________________________________________________________________(多选)。A．使废物资源化，实现了物质的循环再生，提高了能量的传递效率B．减少了化肥等工业产品的投入量，有利于环境保护C．抵抗力稳定性低于自然生态系统D．人占有主导地位，是其他生物生存的基础(3)对于土壤中如蚯蚓等小动物类群丰富度的研究，常采用____________的方法进行采集、调查；在进行丰富度的统计时，记名计算法适用于______________的群落。(4)在农田中释放人工合成的性外激素除去害虫属于________信息传递；一只黑脊鸥的亲鸟对小鸟发出报警鸣叫时，小鸟做出隐蔽反应，属于________信息传递。解析：(1)从生态农场的示意图可看出农田收获的粮食、蔬菜被人利用，不能被人直接利用的植物的秸秆和生活垃圾进入沼气池，产生沼气供人们使用，而沼渣和沼液则既可以作为植物生长的肥料，也可以为鱼类和蚯蚓提供食物，从而实现了能量的多级利用和物质的循环利用。(2)在这个生态系统中遵循的是“原料—产品—原料—产品”的生产方式，使废物资源化，同时也使该生态系统中的物质循环利用，减少了外来物质的输入，有利于维持生态系统的相对稳定。与自然生态系统相比，营养结构相对简单，抵抗力稳定性差。(3)对于土壤中如蚯蚓等小动物类群丰富度的研究，常采用取样器取样的方法进行采集、调查，其中记名计算法适用于个体较大，种群数量有限的群落。(4)化学信息指的是生物分泌的可以传递信息的化学物质，物理信息指的是光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息。答案：(1)实现能量的多级利用，提高能量的利用率 (2)BC (3)取样器取样 个体较大，种群数量有限(4)化学 物理PAGE-1- 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