【生物】2019届一轮复习人教版第32讲生态系统的功能学案

【生物】2019届一轮复习人教版第32讲生态系统的功能学案

第32讲　生态系统的功能 ‎[考纲明细]　1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)　2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)‎ 考点1　生态系统的能量流动 ‎1.概念理解 ‎2.第一营养级的能量流动 注意：生产者通过光合作用固定的能量＝生产者真正光合作用制造有机物中的能量；生产者用于生长发育繁殖的能量＝生产者净光合作用积累的能量。‎ ‎3.第二营养级能量流动 注意：(1)最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。‎ ‎(2)摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎4.每一营养级能量来源和去向 注意：如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。‎ ‎5.能量流动的特点及意义 ‎1.深挖教材 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？‎ ‎(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？‎ 提示　(1)‎ 一个来源是光源，另一个来源是输入的有机物中的化学能。‎ ‎(2)肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·y)。‎ ‎2.判断正误 ‎(1)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分(×)‎ ‎(2)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%(×)‎ ‎(3)生态系统相对稳定时无能量的输入和散失(×)‎ ‎(4)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一个营养级(×)‎ ‎(5)能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级(√)‎ ‎(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率(×)‎ ‎1.生态金字塔的类型及特点 ‎2.能量传递效率的相关计算 能量传递效率＝×100%＝‎ ‎(10%～20%)‎ ‎(1)能量传递效率的相关“最值”计算 ‎①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。‎ ‎②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下：‎ ‎(2)能量传递效率的有关“定值”计算 ‎①已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，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%。‎ ‎②如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。‎ ‎(3)用拼图法进行能量流动计算 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：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、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示：‎ 题组一　能量流动过程分析　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(2017·沈阳东北育才中学模拟)下列表示生态系统中处于第二营养级的生物，其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是(　　)‎ A．图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能 B．呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小 C．流入下一个营养级的能量占摄入量的10%～20%‎ D．从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点 答案　A 解析　粪便属于该营养级未同化的能量，其能量来自上一营养级即生产者的同化量，A正确；每一个营养级的能量，大部分以热能的形式散失，B错误；能量传递效率是相邻两营养级同化量之比，大约是10%～20%，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D错误。‎ ‎2．下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项正确的是(　　)‎ A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%‎ C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 答案　C 解析　首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式散失的能量＋用于生长、发育、繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A错误；能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%，B错误；缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率，D错误；狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔子的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量，即为d，C正确。‎ ‎3．(2017·湖南长沙二模)下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，下列相关说法正确的是(　　)‎ A．图中用于桑树生长发育繁殖的能量是A B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量 C．第一、二营养级间的能量传递效率用(E＋F＋G＋H)/A表示 D．因为桑基鱼塘具有较强的稳定性，所以存在负反馈调节 答案　C 解析　图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是C，A错误；图中未利用的能量是指桑树用于今后繁殖、生长的能量，B错误；蚕同化的能量为E＋F＋G＋H，所以第一、二营养级间的能量传递效率＝(E＋F＋G＋H)/A，C正确；桑基鱼塘动植物种类少，稳定性较低，离不开人的作用，D错误。‎ 易错警示 能量流动易错点分析 ‎(1)摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎(2)同化量＝摄入量－粪便量 ‎＝呼吸消耗量＋净同化量 ‎＝呼吸消耗量＋流入下一营养级＋被分解者利用。‎ ‎(3)净同化量＝同化量－呼吸消耗量 ‎＝流入下一营养级＋被分解者利用。‎ ‎(4)粪便量不是该营养级同化量的一部分。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它是上一营养级同化量的一部分。‎ ‎(5)生产者的同化量为生产者总光合作用获得的能量，生产者的净同化量为生产者用于生长发育繁殖的能量。‎ 题组二　能量流动的特点 ‎4.下列关于生态系统的能量流动的叙述，错误的是(　　)‎ A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少 B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的 C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率 D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 答案　C 解析　生态系统中的能量沿食物链流动时，部分能量以热能的形式散失，部分能量被分解者所利用，所以营养级越高同化的能量就越少，A正确；生产者只能固定光能或化学能，而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能，所以生态系统的能量流动是单向的，B正确；生态系统的能量传递效率一般不能人为改变，充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率，C 错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，D正确。‎ ‎5．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述错误的是(　　)‎ A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250 kJ B．从乙到丙的能量传递效率为15%‎ C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率 D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性 答案　C 解析　由图分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，丁为分解者。将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物提供无机盐，但不能提高能量传递效率，C错误；能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1250(kJ)，A正确；从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%＝15%，B正确；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性，D正确。‎ 技法提升 能量传递效率与能量利用效率的区别 ‎(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%。其计算公式为能量传递效率＝(一个营养级同化量/上一营养级同化量)×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。合理调整能量流动方向，可提高能量的利用效率。‎ 题组三　能量流动的相关计算 ‎6.(2018·湖北大冶一中第一次月考)如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加‎1 kg，至少消耗A约(　　)‎ A．‎100 kg B．‎44.5 kg ‎ C．‎25 kg D．‎‎15 kg 答案　C 解析　图中有3条食物链，即A→B→猫头鹰、A→C→B→猫头鹰、A→C→D→猫头鹰。题中所问猫头鹰体重每增加‎1 kg，至少消耗的A量，已知高营养级的能量，求低营养级最少能量需选最短食物链，能量传递效率按20%计算即为1÷20%÷20%＝25(kg)，C正确。‎ ‎7．如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加‎20 g，需要消耗植物(　　)‎ A．‎1125 g B．‎‎1600 g C．‎2000 g D．‎‎6500 g 答案　C 解析　甲为生产者，戊参与以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加 ‎20×1/2＝10 (g)，需要乙10÷20%＝50 (g)，需要甲50÷10%＝500 (g)；②甲→丙→戊，戊增加20×1/4＝5 (g)，需要丙5÷20%＝25 (g)，需要甲25÷10%＝250 (g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5 (g)，需要丁5÷20%＝25 (g)，需要丙25÷20%＝125 (g)，需要甲125÷10%＝1250 (g)，故共需要甲500＋250＋1250＝2000 (g)。‎ ‎8．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/W1‎ C．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 答案　C 解析　生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，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；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。‎ 考点2　生态系统的物质循环 ‎ ‎ ‎1．概念 ‎2．碳循环 ‎(1)碳循环及存在形式 ‎①在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐的形式存在。‎ ‎②在生物群落内部：以含碳有机物的形式传递。‎ ‎③在生物群落和无机环境之间：以CO2的形式循环。‎ ‎(2)碳出入生物群落的途径 ‎①碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。‎ ‎②碳返回无机环境的途径 ‎(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；植被破坏，降低了对大气CO2的调节作用。‎ ‎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。‎ ‎3．物质循环与能量流动的关系 ‎1．深挖教材 ‎(1)氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用？你如何解释需不断向农田中施加氮肥？‎ 提示　能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。‎ ‎(2)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”‎ 上呢？‎ 提示　生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用——它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。‎ ‎2．判断正误 ‎(1)植物通过光合作用和呼吸作用参与生态系统的碳循环(√)‎ ‎(2)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的(×)‎ ‎(3)与碳循环有关的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用等(√)‎ ‎(4)减少化石燃料的燃烧和大力植树造林都可以有效地缓解温室效应(√)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 题组一　碳循环过程特点 ‎1.(2017·河南三门峡市二模)“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的原理。根据这一原理，下列说法正确的是(　　)‎ A．物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种化合物 B．物质循环中的“循环”指的是在食物链和食物网之间 C．传统农业中的耕地技术可以加快生态系统的物质循环 D．物质是能量的载体，物质循环也可以让能量循环利用 答案　C 解析　物质循环中的“物质”指的是组成细胞的各种元素，A错误；物质循环中的“循环”指的是在无机环境与生物群落之间，B错误；传统农业中的耕地技术可以加快庄稼根的呼吸，进而加快生态系统的物质循环，C正确；生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用，D错误。‎ ‎2．下图为碳循环的部分示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A．碳循环是指CO2在生物圈的循环过程 B．伴随A过程的进行，能量输入生物群落中 C．B过程只代表生物的呼吸作用 D．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体 答案　B 解析　碳循环是指碳元素在生物圈的循环，A错误；图中A过程为光合作用或化能合成作用，伴随A过程的进行，能量输入生物群落中，B正确；B过程包括动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化学燃料的燃烧等，C错误；原核生物无叶绿体和线粒体，也可完成该循环，D错误。‎ 易错警示 ‎(1)正确理解物质循环中的“物质”和“范围”“物质”并不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。生态系统的物质循环中所说的“生态系统”是指最大的生态系统——生物圈。‎ ‎(2)正确理解碳循环中“循环”的含义 碳在生态系统各成分之间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。‎ 题组二　物质循环与能量流动的关系 ‎3.下列关于物质循环和能量流动的说法，错误的是(　　)‎ A．物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力 B．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 C．通过绿色植物的光合作用，可完成生态系统碳循环 D．食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道 答案　C 解析　生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，A正确；无机环境中的物质可被生物群落反复利用，B正确；绿色植物的光合作用能将二氧化碳中的碳转化为有机物的碳，只是碳循环的一部分，并没有完成生态系统的碳循环，C错误；食物链和食物网是生态系统的能量流动和物质循环的渠道，D正确。‎ ‎4．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(　　)‎ A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点 B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能 C．食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用 D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 答案　D 解析　蓝藻水华现象与水体中N、P增多而引起蓝藻大量繁殖有关，未体现出能量流动的特点，A错误；生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用)，B错误；除最高营养级外，食物链各营养级中10%～20%的能量流向下一营养级，C错误；无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用，D正确。‎ 考点3　生态系统的信息传递 ‎ ‎ ‎1．信息的概念：指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。‎ ‎2．生态系统中信息的种类 ‎3．信息传递在生态系统中的作用 ‎4．信息传递在农业生产中的应用 ‎(1)提高农产品或畜产品的产量。‎ ‎(2)对有害动物进行控制。‎ ‎1．深挖教材 与生态系统的物质循环和能量流动相比，信息传递的方向有何特点？‎ 提示　生态系统中能量是单向流动的，物质是循环利用的，而信息传递在生态系统各组分之间是双向的。‎ ‎2．判断正误 ‎(1)羊和草之间的信息传递有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定(√)‎ ‎(2)通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高一些农产品或畜产品的产量(√)‎ ‎(3)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息(×)‎ ‎(4)当食草动物看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能(√)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 题组一　信息种类的判断 ‎1.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 答案　C 解析　用力抖动两翼属于雄鸟发出的行为信息，A错误；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，B错误；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，C正确，D错误。‎ ‎2．下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是 (　　)‎ A．生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物 B．植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息 C．动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息 D．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利 答案　C 解析　生态系统中的信息不仅可来自于生物群落中的各种生物，还可来自于无机环境，例如湿度、光照等，A错误；生态系统的信息传递，可发生在同一物种的不同个体之间或不同物种之间，而植物激素在植物体内起作用不属于生态系统中信息传递的范围，B错误；动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息，C正确；一定限度内，食草动物吃草有利于草的更新与分蘖，D错误。‎ 技法提升 巧判生态系统信息传递的类型 ‎(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。‎ ‎(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。‎ ‎(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。‎ ‎(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。‎ ‎(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息进行交流。‎ 题组二　信息传递、能量流动、物质循环的比较 ‎3.如图为生态系统信息传递模式图，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的 B．生态系统的功能主要是能量流动、物质循环以及信息传递 C．物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态 D．生态系统各成分间都有各种形式的信息传递 答案　A 解析　能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，而物质循环是反复进行的。‎ ‎4．下列与生态系统的相关说法正确的是(　　)‎ A．土壤微生物不参与生态系统的物质循环 B．氮元素在生物群落和无机环境之间是不断循环的，因此农田不需施加氮肥 C．生命活动的正常进行，离不开信息的作用 D．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 答案　C 解析　土壤微生物也参与生态系统的物质循环，A错误；在生态系统中，氮素不断通过产品输出该生态系统，所以还要往农田中不断施加氮肥，B错误；分解者分解动植物遗体产生的无机物可以被植物利用，但能量不能被植物利用，D错误。‎ 技法提升 生态系统三大功能的比较 高考热点突破 ‎1．(2016·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 答案　B 解析　生态系统中生产者固定的能量最终以热能的形式散失，而散失的热能不能被生态系统重新利用，故生态系统中的能量流动具有 单向性的特点，B错误。‎ ‎2．(2016·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 答案　C 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。‎ ‎3．(2016·天津高考)在丝瓜地生态系统中，丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。下图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是(　　)‎ A．该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成 B．依据随机取样原则统计成虫数量可计算出昆虫种群密度 C．乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率 D．乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量 答案　D 解析　碳循环发生在生物群落(所有生物)与无机环境之间，具有全球性，A错误；只统计成虫数量计算出的是成虫的种群密度，B错误；乙与甲的数量比值不能代表两种昆虫间的能量传递效率，C错误；由于乙捕食甲，因此乙数量的增加使甲种群数量减少，从而使甲种群对丝瓜的摄食量减少，D正确。‎ ‎4．(2015·福建高考)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　)‎ A．该食物网中最高营养级为第六营养级 B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%‎ C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J·m－2·a－1‎ D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 答案　B 解析　该食物网中最长的食物链为：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，最高营养级为第五营养级，A错误；该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3780＋4200)÷31920×100%＝25%，B正确；太阳鱼呼吸作用消耗的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量共计1483－126＝1357(J·m－2·a－1)，C错误；该食物网中的生物只有生产者和消费者，没有分解者，不能和无机环境构成一个生态系统。‎ ‎5．(2016·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______________。‎ 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(其他合理答案也可)‎ 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，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。‎ ‎6．(2015·全国卷Ⅱ)某生态系统总面积为‎250 km2，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。‎ 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(其他合理答案也可)‎ ‎(3)大于 解析　(1)乙种动物的种群密度为550÷250＝2.2(头·km－2)。当乙种动物的种群数量为K/2，即种群密度为500÷250＝2(头·km－2)‎ 时，种群增长速度最快。‎ ‎(2)丙种动物的数量增加，造成乙种动物被丙种动物捕食增多，乙种动物数量减少，从而减少了对甲种植物的捕食，导致甲种植物数量增加。‎ ‎(3)由于能量流动具有逐级递减的特点，所以处于第二营养级的乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。‎ 限时规范特训 ‎ [A卷　生态系统的能量流动]‎ 一、选择题　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(2015·海南高考)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　)‎ A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程 B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量 C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级 答案　D 解析　生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程，A正确；植物的残枝落叶、动物的遗体及排遗物中储存的能量都可被分解者所利用，B正确；能量在生态系统中流动时逐级递减，生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量，如太阳能，C正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余可流入下一营养级和分解者，D错误。‎ ‎2．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 答案　B 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，B错误。‎ ‎3．(2018·宁夏平罗中学第一次月考)草→兔子→狐狸→狼为某草原上的一条食物链，下列关于该食物链的说法中正确的是(　　)‎ A．在此食物链中能量形式的转变顺序是化学能→光能→热能 B．兔子产生粪便中的能量不属于兔子的同化量，而属于草的同化量 C．当狐狸捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级 D．根据能量流动的特点，狼个体体内的能量少于狐狸个体体内的能量 答案　B 解析　在题述食物链中能量形式的转变顺序是光能→化学能→热能，A错误；兔子的同化量＝摄入量－粪便量，兔子粪便中的能量属于上一营养级即草的同化量，B正确；兔子和狐狸分别处于第二、第三营养级，C错误；根据能量流动的特点，所有狼个体体内的能量之和少于所有狐狸个体体内的能量之和，D错误。‎ ‎4．(2018·黑龙江牡丹江一中高三月考)如图是根据某研究资料填写的某生态系统的能量金字塔，根据图中生物的位置判断，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．图中生物的营养关系可以表示为 B．生物③与生物④的种间关系为捕食和竞争 C．①与②之间的信息传递是单向的，即由①→②‎ D．④粪便中所含的能量属于②和③的同化量 答案　A 解析　据图分析：①为第一生产者，②③为第二营养级，同时③④为第三营养级，⑤为第四营养级，为最高营养级，③占据2个营养级，可推营养结构为，A正确；生物③与生物④都捕获②，因此两者的种间关系为竞争，B错误；①与②之间的信息传递是双向的，即由①⇌②，C错误；④粪便中所含的能量属于上一个营养级的同化量，即②的同化量，D错误。‎ ‎5．下表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(　　)‎ A．田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖 B．田鼠粪便量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1.4×109[J·(hm2·a)－1]‎ D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010[J·(hm2·a)－1]‎ 答案　B 解析　田鼠的同化量＝摄食量－粪便量＝1.05×1010－3.50×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，用于生长发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用散失的能量＝7.0×109－4.55×109＝2.45×109 J/(hm2·a)，用于生长发育和繁殖的能量/同化量＝2.45×109/(7.0×109)×100%＝35%，A正确；田鼠粪便中的能量属于其上一营养级生物(即生产者)同化能量中流入分解者能量的一部分，B错误；以田鼠为食的天敌最多获得的能量＝7.0×109×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C正确；田鼠的上一营养级同化的能量至少＝7.0×109/20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D正确。‎ ‎6．下图为一食物网。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(　　)‎ A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x 答案　C 解析　由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(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，C正确。‎ ‎7．某生态系统中存在右图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　)‎ A．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍 答案　A 解析　由于生产者没有改变，所以流经该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10；改变食物比例后丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10，根据题意可得：1/2a×10×10＋1/2a×10＝2/3b×10＋1/3b×10×10，b/a＝1.375，A正确。‎ ‎8．下表是有机物从植物传递到蝗虫的能量流动情况，下图表示植物固定的太阳能的总量(c为b和d的重合区域，e与b、d为并列关系)，下列说法错误的是(　　)‎ 项目 能量(J)‎ 蝗虫吃掉的植物所含能量 ‎419‎ 蝗虫粪便含有的能量 ‎219‎ 蝗虫呼吸消耗的能量 ‎146‎ 用于蝗虫生长的能量 ‎54‎ A．蝗虫从植物获取了200 J的能量 B．图中的e表示植物未被利用的能量，则字母c的数值等于219 J C．图中字母b＋d＋e代表植物用于自身生长发育繁殖的能量 D．蝗虫从植物获得的能量一部分以热能的形式散失，因此能量流动是不可循环的 答案　C 解析　流入蝗虫的能量(同化量)＝摄入量－粪便量＝419－219＝200(J)，A正确；由题干括号中内容提示，可知图中a代表呼吸作用散失的能量，e代表未利用的能量，b和d可分别代表被下一级生物吃掉的能量和流向分解者的能量，所以植物自身生长发育繁殖的能量应为图中的b＋d＋e－c，B正确，C错误；蝗虫从植物获得的能量一部分以热能的形式散失，因此能量流动是不可循环的，D正确。‎ ‎9．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是 (　　)‎ A．一种蜣螂专以大象粪便为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%‎ B．当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 D．生产者接受的太阳能是流经此生态系统的总能量 答案　C 解析　大象粪便中的能量不是大象同化的能量，因此，蜣螂以大 象粪便为食，并没有获得大象同化的能量，A错误；兔子为第二营养级生物，当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第二营养级流入第三营养级，B错误；生产者通过光合作用合成有机物，将非生物环境中的太阳能转化为生物群落中有机物中的化学能，C正确；生产者接受的太阳能并没有全部被生产者固定，只有被生产者固定的太阳能才是流经此生态系统的总能量，D错误。‎ ‎10．下表是能量流经某种植食性动物时的情况，下列说法正确的是 (　　)‎ 项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量 用于生长发育 和繁殖的能量 能量(kJ)‎ ‎530‎ ‎330‎ X ‎110‎ A．X表示的能量大小不能确定 B．该植食性动物同化的能量中有25%以热能的形式散失掉 C．表中四个量之间没有一定的数量关系 D．流向第三营养级生物的能量至多为40 kJ 答案　D 解析　表中的四个量之间存在“摄食量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长发育和繁殖的能量”的关系，故X为90 kJ，A、C错误；该植食性动物同化的能量中有90÷200×100%＝45%以热能的形式散失掉，B错误；该植食性动物同化的能量为200 kJ，则该植食性动物流向第三营养级的能量最多有200×20%＝40 kJ，D正确。‎ ‎11．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)。据图分析下列叙述错误的是 (　　)‎ A．流经该生态系统的总能量值为20810 kJ/(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 答案　C 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分解作用实现的，C错误；该生态系统中能量输入量大于输出量处于不平衡状态，群落还没演替到相对稳定的阶段，D正确。‎ 二、非选择题 ‎12．(2017·榆林一模)如图是某生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，请据图分析回答：‎ ‎(1)该生态系统的生产者对太阳能的利用率为________，流经该生态系统的总能量为________，蜣螂从初级消费者的同化量中获取的能量为________。能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为____________(用N1～N6中的字母表示)。由图可知生产者同化的能量有两个去向：一部分在呼吸作用中以热能形式散失，一部分用于______________________。‎ ‎(2)当生态系统处于相对稳定的状态时，初级消费者的种群数量一般处于________值，此时种群数量的增长速率为 ‎________。‎ ‎(3)生态系统具有自我调节能力的基础是____________。‎ ‎(4)为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动物性食物与植物性食物的比例由1∶1调整为1∶3，地球可供养的人口数量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字)‎ 答案　(1)×100%　N2　0　×100%　生产者生长、发育和繁殖 ‎(2)K　0　(3)负反馈调节　(4)1.69‎ 解析　(1)该生态系统的生产者对太阳能的利用率为×100%。流经生态系统的总能量是该生物系统中生产者所固定的太阳能，它既不是照射到该系统的太阳能，也不是照射到植物体上的太阳能，而应 该是通过光合作用被同化的部分，图解中应该是N2。从图中可知，蜣螂所需的能量来自于初级消费者排出的粪便，而初级消费者的粪便属于它获取生产者后未被消化吸收的部分(食物残渣)，所以蜣螂实际获得的能量来自于生产者而不是初级消费者，这是特别容易发生错误的地方。生产者同化的能量是N2，初级消费者同化的能量是N5，因此能量的传递效率是×100%。生产者同化的能量去向的两个方面是：一部分用于呼吸，另一部分用于生产者的生长、发育与繁殖。‎ ‎(2)生态系统达到稳定时，初级消费者的数量应该达到K值，此时种群的数量保持相对的稳定，增长速率为0。‎ ‎(3)生态系统的自我调节能力的基础是负反馈调节。‎ ‎(4)设膳食结构调整前(草食)动物性食物与植物性食物供给人类的总能量为X，调整后(草食)动物性食物与植物性食物供给人类的总能量为Y，则有：÷10%＋÷10%÷10%＝÷10%＋÷10%÷10%。整理得：22X＝13Y，Y∶X＝22÷13≈1.69。‎ ‎13．(2017·湖北襄阳一调)某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用效率进行测定，测出的数据如下表(单位：kJ)，请回答下列问题：‎ ‎ (1)太阳能的利用率最高的生态系统是________，做出这一判断的依据是___________________________________________。‎ ‎(2)假如两个陆地生态系统的绿色植物固定了等量的太阳能，则________(填玉米田或荒地)生态系统具有较多的能量传递到下一个营养级。‎ ‎(3)玉米田生态系统中，输入第一营养级的能量，除一部分用于生产者的呼吸作用以热能形式散失外，其余能量用于_________________________________________________________。‎ ‎(4)玉米与玉米田中的杂草之间的关系是________，从生态系统的能量流动角度阐述除草的原理：______________________。‎ 答案　(1)玉米田　玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高 ‎(2)荒地 ‎(3)自身生长、发育和繁殖等生命活动 ‎(4)竞争　合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 解析　(1)由表中数据分析可知玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高，所以太阳能利用率最高的生态系统是玉米田。‎ ‎(2)分析数据，玉米田中的能量被下一营养级利用率大概占(25.3－8.4)/25.3×100%＝66.8%，荒地中可能被下一级利用率大概占(4.95－0.99)/4.95×100%＝80%，所以荒地更多。‎ ‎(3)输入第一营养级的能量，除了一部分用于细胞呼吸散失掉，其他的用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。‎ ‎(4)玉米和玉米田中的杂草都是生产者，具有竞争关系。从生态系统的能量流动角度阐述除草的原理是为了合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。‎ ‎[B卷　生态系统的物质循环和信息传递]‎ 一、选择题　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．如图为某生态系统中碳循环示意图，以下说法不正确的是(　　)‎ A．图中甲、丙、丁表示该生态系统的三大功能类群 B．从捕食关系分析，能量最少的是图中丙所处的营养级 C．甲→丁的能量传递效率约为10%～20%‎ D．甲→乙和乙→甲过程中碳的流动形式相同，但对应的生理反应不同 答案　B 解析　图中甲是生产者，丙是分解者，丁是消费者，乙是大气中的CO2库，三大功能类群指的是生产者、消费者、分解者，A正确；分解者丙不参与构成食物链，B错误；甲为第一营养级，丁为第二营养级，能量由第一营养级到第二营养级的传递效率约为10%～20%，C正确；甲→乙和乙→甲过程中碳的流动形式均为CO2，但在甲→乙的过程中生理反应为呼吸作用，而在乙→甲的过程中，生理反应主要为光合作用，D正确。‎ ‎2．下列信息的传递中，与其他3种不属于同一类型的是(　　)‎ A．小囊虫在发现榆、松等植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食 B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象 C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊 D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别 答案　C 解析　‎ 小囊虫发出的聚集信息素、榆树分泌的化学物质、群居动物的群体气味均属于化学信息；雌蚊飞行时所发出的低频声波属于物理信息。‎ ‎3．(2017·湖北武汉调研)下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是(　　)‎ A．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的 B．碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落中 C．化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡 D．物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存 答案　A 解析　物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行的，A错误；碳元素主要通过植物的光合作用进入生物群落中，B正确；化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡，短时间内二氧化碳大量释放，导致温室效应，C正确；物质循环和能量流动是同时进行的，彼此相互依存，D正确。‎ ‎4．(2017·山东德州期末)有关生态系统信息传递的叙述，不正确的是(　　)‎ A．信息传递有利于生物种群的繁衍 B．信息传递有利于沟通生物群落和无机环境的关系 C．生态系统的各成分之间存在多种形式的信息传递 D．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递 答案　D 解析　信息传递有利于生物种群的繁衍，A正确；信息传递有利于调节生物群落与无机环境之间、生物与生物之间的关系，B正确；生态系统各成分间有各种形式的信息传递，C正确；信息传递往往是双向的，D错误。‎ ‎5．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 答案　C 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。‎ ‎6．(2017·湖南百所重点中学高三段考)假若某自然生态系统仅有一条食物链a→b→c→d。下列叙述正确的是(　　)‎ A．四种生物体内的能量直接或间接来自于a固定的能量 B．单位时间内各个营养级的生物数量关系为a>b>c>d C．长期受汞污染时生物体内汞浓度的顺序为a>b>c>d D．该生态系统中可实现物质和能量的循环利用以及信息传递 答案　A 解析　四种生物体内的能量直接或间接来自于a固定的能量，A正确；食物链a→b→c→d，单位时间内各个营养级的生物能量关系为a>b>c>d，但数量关系不一定，B错误；食物链a→b→c→d，根据生物的富集作用，长期受汞污染时生物体内汞浓度的顺序为a

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