資源簡介

第5節　生態系統的穩定性
核心素養
1．闡明生態平衡與生態系統的穩定性。(生命觀念、科學思維)
2．舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。(生命觀念、科學思維)
3．簡述提高生態系統穩定性的措施。(生命觀念、科學思維)
4．設計并制作生態缸，觀察其穩定性。(科學探究)
學霸記憶
1．生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態，就是生態平衡。
2．生態平衡的特征
(1)結構平衡。
(2)功能平衡。
(3)收支平衡。
3．負反饋是在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。
4．負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統具備自我調節能力的基礎。
5．生態系統的穩定性是指生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力。生態系統的穩定性，強調的是生態系統維持生態平衡的能力。
6．生態系統的穩定性表現在兩個方面：抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
知識點一　生態平衡與生態系統的穩定性
教材梳理
1．生態平衡的概念與特征
(1)概念：生態平衡指生態系統的_結構和功能__處于_相對穩定__的一種狀態。
(2)處于生態平衡的生態系統具有如下特征
①結構平衡：生態系統的_各組分__保持相對穩定。
②功能平衡：_生產—消費—分解__的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。
③_收支平衡__：例如，在某生態系統中，植物在一定時間內制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩定的狀態。
2．生態系統的穩定性
(1)生態系統維持平衡的調節機制是_負反饋機制__。這一調節機制是指在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為_信息__調節該系統的工作，并且使系統工作的效果_減弱__或受到限制，它可使系統_保持穩定__。
(2)負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統具備自我調節能力的基礎。這種能力的存在使生態系統具有穩定性，即生態系統具有_維持或恢復__自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力。
(3)原因：生態系統具有_自我調節能力__。
(4)特點：生態系統的自我調節能力是_有限的__。
判斷正誤
1．生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎。( √ )
2．一個穩定的生態系統中動植物種類及數量不會有波動。( × )
3．生物群落能量的輸入量大于輸出量，物質的輸入與輸出則保持相對平衡。( × )
4．生態系統的穩定性是恒定不變的。( × )
核心探討
負反饋調節和正反饋調節
資料1　在一片草地上，如果兔大量增加，草就會被大量啃食，于是兔之間對食物等資源的競爭就會加劇，導致兔的生存空間和資源減少；同時，捕食者狼因食物(兔)豐富而數量增多，它們會捕食更多的兔。這樣經過一段時間后兔的數量又會恢復或接近原來的水平。
資料2　下圖為某湖泊生態系統發生的某種調節活動：
(1)資料1中的這種調節方式屬于什么調節？嘗試用文字、線框、箭頭等描繪上述調節過程。
提示：負反饋調節。調節過程如圖所示：
(2)資料2中的調節過程屬于什么調節？
提示：正反饋調節。
(3)資料1和資料2所反映的調節方式，哪一種有利于維持生態平衡？
提示：資料1所反映的調節方式即負反饋調節，有利于維持生態平衡。
核心歸納
反饋調節的類型及比較
項目 負反饋調節 正反饋調節
作用 生態系統自我調節能力的基礎，能使生態系統達到并保持平衡 使生態系統向著更好或更壞的方向發展
結果 抑制或減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化 加速最初發生變化的那種成分所發生的變化
實例 森林中的食蟲鳥和害蟲的數量變化
說明 負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎，在生態系統中普遍存在；正反饋調節往往具有極大的破壞作用，常具有爆發性，經歷時間也短
典題應用
1．下列關于“生態平衡”和“生態系統穩定性”的敘述中，不正確的是( D )
A．生態平衡是生態系統發展到一定階段，生態系統保持其結構與功能的穩定狀態
B．生態系統的穩定性是生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力
C．生態系統的自我調節能力是生態系統穩定性和生態平衡的基礎
D．生態平衡與生態系統的穩定性沒有關系
解析：生態平衡是指生態系統中各種生物的數量和比例總是保持在相對穩定的狀態；在自然狀態下，生態系統是穩定的，并具有保持和恢復其結構和功能相對穩定的能力，所以A、B項正確；生態系統具有自我調節能力，自我調節能力是生態系統穩定性和生態平衡的基礎，C項正確；由于生態系統的自我調節能力是有一定限度的，與生物的種類和數量有關，生物的種類和數量越多，自我調節能力越強，如果人類的干預超過了這個限度，生態系統就會遭到破壞(生態平衡依賴于生態系統的穩定性)，D項錯誤。
2．某池塘中，早期藻類大量繁殖，食藻浮游動物——水蚤大量繁殖，使藻類減少，藻類的減少接著又引起水蚤減少。后期排入污水，引起部分水蚤死亡，水蚤的死亡加重了污染，導致更多水蚤死亡。下列關于上述過程的敘述，正確的是( B )
A．早期不屬于負反饋調節，后期屬于負反饋調節
B．早期屬于負反饋調節，后期不屬于負反饋調節
C．早期、后期均屬于負反饋調節
D．早期、后期均不屬于負反饋調節
解析：早期藻類大量繁殖引起水蚤增加，水蚤增加，又使藻類減少，這屬于負反饋調節。后期污水引起水蚤死亡，水蚤的死亡又加重了污染，不存在抑制關系，僅具有促進作用，為正反饋調節。
知識點二　抵抗力穩定性和恢復力穩定性及提高生態系統的穩定性
教材梳理
1．抵抗力穩定性指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能_保持原狀__(不受損害)的能力，而恢復力穩定性指生態系統在受到外界干擾因素的破壞后_恢復__到原狀的能力。
2．不同的生態系統在這兩種穩定性的表現上有著一定的_差別__。一般來說，生態系統中的_組分__越多，_食物網__越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高。生態系統在受到不同程度的干擾(破壞)后，其恢復速度與恢復時間是_不一樣__的。
3．提高生態系統的穩定性
(1)處于生態平衡的生態系統可以持續不斷地滿足人類生活所需，能夠使人類生活和生產的環境_保持穩定__。
(2)提高生態系統的穩定性，一方面要控制對生態系統的_干擾強度__，在不超過生態系統自我調節能力的范圍內，合理適度地利用生態系統；另一方面，對人類利用強度較大的生態系統，給予相應的_物質、能量的投入__，保證生態系統內部結構與功能的協調。
判斷正誤
1．生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統恢復力穩定性就越強。( × )
2．與自然池塘相比，人工養殖池塘生態系統的抵抗力穩定性低。( √ )
3．增加生態系統內各營養級生物的種類可提高區域生態系統的自我調節能力。( √ )
核心探討
生態系統穩定性的定量分析
生態系統抵抗力穩定性、恢復力穩定性和總穩定性的關系可用下圖表示：
(1)圖中兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍。
(2)y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，偏離的程度可以作為衡量_抵抗力__穩定性的指標，偏離大說明抵抗力穩定性_低__，反之，說明抵抗力穩定性_高__。
(3)x表示恢復到原狀態所需的時間，x越大，表示恢復力穩定性越_低__，反之，表示恢復力穩定性越高。
(4)TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為衡量總穩定性的指標，TS面積越大，說明這個生態系統的總穩定性越_低__。
核心歸納
抵抗力穩定性和恢復力穩定性的比較
項目 抵抗力穩定性 恢復力穩定性
核心 抵抗干擾，保持原狀 遭到破壞，恢復原狀
影響因素 生態系統的成分越復雜，抵抗力穩定性越高；反之越低 生態系統的成分越簡單，一般越容易恢復；反之越難
聯系 ①一般情況下，抵抗力穩定性高的生態系統，恢復力穩定性低，反之亦然；②二者是同時存在于同一生態系統中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用，共同維持生態系統的穩定；③圖示
知識貼士
抵抗力穩定性和恢復力穩定性的大小并不一定都是呈負相關的，如苔原、荒漠等生態系統營養結構簡單，且環境條件惡劣，抵抗力穩定性和恢復力穩定性都低。
典題應用
3．下列有關生態系統穩定性的敘述，正確的是( D )
A．生態系統自我調節能力的基礎是正反饋調節
B．抵抗力穩定性弱的生態系統恢復力穩定性一定強
C．“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的抵抗力穩定性
D．適當增加草原生態系統的物種豐富度可有效提高其抵抗力穩定性
解析：生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節，A項錯誤；有些生態系統如北極凍原生態系統，抵抗力穩定性與恢復力穩定性都較低，B項錯誤；“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的恢復力穩定性，C項錯誤；生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統的恢復力穩定性就越低，抵抗力穩定性就越強，適當增加草原生態系統的物種豐富度可有效提高其抵抗力穩定性，D項正確。
4．下圖表示正常生態系統受到一定程度的干擾后，生態系統穩定性的變化。下列說法錯誤的是( C )
A．在受到干擾之前，曲線在正常范圍內波動是由于該生態系統具有自我調節能力
B．在受到干擾后，曲線偏離正常范圍的時間越長和幅度越小，說明生態系統的抵抗力穩定性越高
C．S2所代表的面積越大，生態系統的恢復力穩定性越高
D．S3所代表的面積越小，生態系統的穩定性越高
解析：生態系統的恢復力穩定性越高，受到干擾后曲線回到正常范圍的時間越短，曲線圍成的面積S2越小，C項錯誤。
知識點三　設計制作生態缸，觀察其穩定性
教材梳理
設計要求 相關分析
生態缸必須是_封閉__的 防止外界生物或非生物因素的干擾
生態缸中投放的幾種生物必須有很強的生命力，成分齊全(具有生產者、消費者、_分解者__) 生態缸中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定
生態缸的材料必須透明 為光合作用提供_光能__，保持生態缸內溫度，便于觀察
生態缸的采光用較強的_散射光__ 防止水溫過高導致水生植物死亡
判斷正誤
1．可以將制作好的生態缸放置在通風良好、陽光直射的地方。( × )
2．在設計生態缸時，要考慮系統內組分及營養級之間的合適比例。( √ )
典題應用
5．如圖所示為某同學制作的小生態瓶，據圖分析正確的是( C )
A．瓶中的浮萍和金魚藻(生產者)的數量越多，該生態瓶越穩定
B．生態瓶中的生物種類太少，其群落無水平結構
C．雖然生態瓶可實現物質循環，但需要能量的輸入
D．生態瓶中只有生產者和消費者，無分解者
解析：根據“設計并制作生態缸”的基本原理可知，設計時要考慮系統內不同營養級生物之間的合適比例，因此，生產者的數量并非越多越穩定，A項錯誤；雖然生態瓶很小，但其群落仍具有垂直結構和水平結構，B項錯誤；生態瓶具有生態系統的各種組成成分，包括分解者(存在于泥沙中)，D項錯誤。
6．很多同學都曾嘗試設計制作過小生態缸，但有相當一部分同學的設計并不成功。下列相關敘述不正確的是( C )
A．缸內各種生物之間應有營養上的聯系
B．生態缸的穩定性與生物種類的數量的合理搭配有關
C．生態缸生態系統起始比較簡單，演替必定使其越來越穩定
D．缸內加泥沙以提供分解者
解析：生態缸內生物群落比較簡單，不會長期存在，不會在演替過程中越來越穩定。第1節　生態系統的結構
核心素養
1．運用具體生態系統的資料，闡明生態系統的組成成分。(生命觀念)
2．嘗試建構生態系統的結構模型。(科學思維)
3．分析生態系統各種成分之間的結構聯系。(科學思維)
4．結合實例理解食物鏈和食物網，運用于指導社會實踐。(社會責任)
學霸記憶
1．生態系統的概念：在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體。
2．生態系統的結構：生態系統的組成成分和營養結構(食物鏈和食物網)。
3．生產者：自養生物，包括光能自養生物(綠色植物等)和化能自養生物(硝化細菌等)。將無機物制造成有機物，并固定能量，是生態系統的基石。
4．消費者：異養生物，包括大多數動物，寄生的植物如菟絲子，某些寄生的細菌、真菌和病毒等。加快生態系統的物質循環，幫助植物傳粉和傳播種子，是生態系統最活躍的成分。
5．分解者：異養生物，主要是營腐生生活的細菌和真菌。將動植物的遺體和動物的排遺物分解成無機物，是生態系統的關鍵成分。
6．非生物的物質和能量：光、熱、水、空氣、無機鹽等。是生態系統中生物群落的物質和能量的最終來源。
7．食物鏈是生態系統中各生物之間由于食物關系而形成的一種聯系。
8．生態系統中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。
9．食物鏈和食物網是生態系統物質循環和能量流動的渠道。
知識點一　生態系統的范圍及組成成分
教材梳理
1．概念
在一定空間內，由_生物群落__與它的_非生物環境__相互作用而形成的_統一整體__叫作生態系統。
2．范圍
生態系統的空間范圍有大有小。地球上的全部生物及其非生物環境的總和，構成了地球上最大的生態系統——_生物圈__。
3．類型
生態系統的類型眾多，一般可分為自然生態系統和_人工生態系統__兩大類，前者又可劃分為水域生態系統和陸地生態系統，后者又可分為農田生態系統、人工林生態系統等。
4．生態系統的組成成分
組成成分 地位 作用 實例
生物成分 生產者 生態系統的_基石__ 物質：無機物→有機物能量：太陽能等→化學能 _自養生物__，主要是綠色植物
消費者 最活躍的成分 _加快__生態系統的物質循環；幫助植物傳粉、傳播種子等 主要是動物，還包括營寄生生活的生物
分解者 物質循環中的關鍵環節 將動植物遺體和動物的排遺物分解成_無機物__ 主要是_(營腐生生活的)細菌和真菌__
_非生物的物質和能量__ 生態系統的基礎 生物群落賴以生存和發展的基礎 陽光、空氣、水等
判斷正誤
1．我國南方熱帶雨林中分解者的代謝活動比北方森林中的弱。( × )
2．河流中所有的生物和底泥共同組成河流生態系統。( × )
3．動物的存在加快了人工松樹林的物質循環。( √ )
4．在生態系統中，連接生物和非生物環境的兩個重要組成成分是生產者和分解者。( √ )
核心探討
分析生態系統的結構
閱讀教材P49的“思考·討論”，分析回答下列問題：
(1)這兩個生態系統中有哪些生物？盡可能多地列出它們的名稱，并完成下表。
植物 植食性動物 肉食性動物 微生物
荒漠生態系統 檸條、_地錦__、_胡枝子__、_畫眉草__、_狗尾草__、_豬毛蒿__ 蝗蟲、螻蛄、_葉蛾__、土蜂 姬蜂、步甲、_園蛛__、蜈蚣 真菌、細菌、_放線菌__
池塘生態系統 柵藻、團藻、水草 草履蟲、水蚤、_田螺__、草魚 青魚、_烏鱧__ 細菌、真菌
(2)在上述生態系統中，除生物之外還存在哪些成分？它們對生態系統來說是不可缺少的嗎？
提示：還有非生物的物質和能量。它們對生態系統來說是不可缺少的。物質和能量是生命活動存在的最基本條件，生命活動本質上也是物質和能量的變化，非生物的物質和能量還是生物群落賴以生存和發展的基礎。
(3)每個生物體的生存都離不開物質和能量。這些生物是怎樣獲得物質和能量的？請完善下表。
植物 動物 微生物
荒漠生態系統 _通過光合作用，將太陽能轉化為化學能，儲存在有機物中__ 通過捕食植物或其他動物獲得物質和能量 _通過分解動植物的遺體和動物的排遺物等獲得物質和能量__
池塘生態系統
不同種類的生物獲取物質和能量的途徑不一樣。
(4)參照一般系統的結構模式圖(如圖)，嘗試畫出生態系統的結構模型。
提示：如圖所示
核心歸納
1．生態系統組成成分的判斷方法
(1)根據生物類型判斷生態系統的組成成分
①“自養生物”＝“生產者”，包括光能自養生物(如綠色植物和藍細菌等)和化能自養生物(如硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等)。
②“捕食異養生物或寄生異養生物”＝“消費者”，其不能直接把無機物合成為有機物，而是以捕食或寄生方式獲取現成的有機物來維持生活。
③“腐生異養生物”＝“分解者”，其是能把動植物的遺體和動物的排遺物中的有機物分解成無機物的腐生細菌、真菌，也包括少數的動物(如蚯蚓等)。
(2)根據結構圖判斷生態系統的組成成分如右圖所示，先根據雙向箭頭確定C、D一方為非生物的物質和能量，另一方為生產者，則A、B一方為消費者，另一方為分解者；再根據出入箭頭數量的多少進一步判斷，在C、D中指出箭頭多的D為生產者，指入箭頭多的C為非生物的物質和能量；最后根據D→B、A→B確定A為消費者，B為分解者。
2．生態系統組成成分的辨析
(1)植物≠生產者，生產者＝自養生物：菟絲子營寄生生活，屬于消費者；藍細菌(原核生物)能進行光合作用，是自養生物，屬于生產者。
(2)動物≠消費者：禿鷲、蚯蚓等營腐生生活的動物屬于分解者。
(3)細菌≠分解者：硝化細菌是自養生物，屬于生產者；寄生細菌屬于消費者。
典題應用
1．關于生態系統概念的理解，正確的是( D )
A．一片森林是一個生態系統，包括植物、動物和非生物環境
B．一個人工魚塘中只放養著草魚和鯉魚，不屬于生態系統
C．地球陸地上的所有生物和非生物環境的總和構成生物圈
D．一定空間內的所有生物和非生物環境構成一個生態系統
解析：一片森林是一個生態系統，包括其中的所有生物和非生物的成分，A項錯誤；一個人工魚塘包含其中的所有生物和非生物成分，屬于生態系統，B項錯誤；地球上的所有生物(包括陸地、海洋、空氣中的生物)和非生物環境的總和構成生物圈，C項錯誤；一定空間內的所有生物和非生物環境構成一個生態系統，D項正確。
2．下列有關生態系統組成成分的敘述，正確的是( D )
A．太陽光來源于地球以外，不屬于生態系統的成分
B．蚯蚓是需氧生物，在生態系統中屬于消費者
C．病毒是異養生物，在生態系統中屬于分解者
D．硝化細菌是自養生物，在生態系統中屬于生產者
解析：太陽光屬于生態系統中的非生物的物質和能量，A項錯誤；蚯蚓是需氧生物，以土壤中腐爛的有機物為食，在生態系統中屬于分解者，B項錯誤；病毒是異養生物，營寄生生活，在生態系統中屬于消費者，C項錯誤；硝化細菌是自養生物，在生態系統中屬于生產者，D項正確。
知識點二　生態系統的營養結構——食物鏈和食物網
教材梳理
1．食物鏈
(1)概念：在生態系統中，生物之間由于捕食關系而形成的一種聯系。
(2)特點：_生產者__為第一營養級；植食性動物屬于_初級__消費者，為_第二__營養級；以初級消費者為食的肉食性動物稱為_次級__消費者，為_第三__營養級。
(3)各種消費者所處的營養級并不是一成不變的，但一條食物鏈上一般不超過_五__個營養級。
2．食物網
(1)在生態系統中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養關系稱為食物網。一般認為，食物網越復雜，生態系統抵抗外界干擾的能力就_越強__。
(2)食物鏈和食物網是生態系統的營養結構，是生態系統_物質循環和能量流動__的渠道。
判斷正誤
1．食物鏈和食物網是生態系統能量流動和物質循環的渠道，是生態系統維持相對穩定的重要條件。( √ )
2．從生態系統的營養結構上看，藍細菌處于第一營養級。( √ )
3．生態系統中生產者只能是綠色植物。( × )
4．動物在食物鏈中的消費級別和營養級別是相同的。( × )
5．“螳螂捕蟬，黃雀在后”中包含的食物鏈，共有四個營養級。( √ )
6．同一種生物在食物網中不可能占有多個營養級。( × )
核心探討
食物鏈和食物網
請結合教材P51圖3－3和P52圖3－4以及教材中相關文字，思考回答以下問題：
(1)食物鏈形成的根本原因是什么？
提示：形成食物鏈的根本原因是各種生物之間的食物關系。
(2)食物鏈的第一營養級是什么？
提示：生產者。
(3)消費級別與營養級別有何關系？
提示：消費級別＝營養級別－1。
(4)食物鏈中沒有體現生態系統的什么組成成分？
提示：沒有體現分解者和非生物的物質和能量。
(5)圖3－4中鷹處于哪幾個營養級？鷹和蛇之間是什么關系？
提示：第三、四、五營養級。捕食和種間競爭。
(6)圖3－4中食物網的成因有哪些？
提示：在生態系統中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。
核心歸納
一、食物鏈和食物網的特點
1．食物鏈的特點
(1)食物鏈的起點一定是生產者，終點是不被其他動物捕食的動物，中間不能有任何間斷。
(2)食物鏈中只有生產者和消費者，不包括分解者和非生物的物質和能量。
(3)因為食物鏈中的捕食關系是經長期自然選擇形成的，不會倒轉，所以箭頭方向一定是由被捕食者指向捕食者。
(4)一般來說，一條食物鏈中營養級最多不超過5個。
(5)消費者級別與營養級級別的關系：因為生產者是第一營養級，所以初級消費者是第二營養級，次級消費者是第三營養級，即消費者級別＋1＝營養級級別。
2．食物網的特點
(1)對某種動物而言，其在不同的食物鏈中可以占據不同的營養級。
(2)在食物網中，兩種生物的種間關系可能不止一種，可能既有捕食關系，又有競爭關系。
(3)食物網中某一營養級的生物既不是單個個體，也不是某個種群，而是該營養級的所有生物。
(4)食物網的復雜程度取決于有食物聯系的生物種類，而并非取決于生物數量。
二、生態系統各營養級生物數量變動對其他物種影響的分析與判斷
1．食物鏈中第一營養級生物數量減少會導致食物鏈中其他生物都減少，這是因為第一營養級生物是其他生物直接或間接的食物來源。
2．若食物鏈中處于天敵地位的生物減少，則被捕食者數量會因此迅速增加，隨著其數量增加，種內競爭加劇，導致種群密度下降，直到趨于穩定，但結果比原來數量要大。
3．“中間”營養級的生物減少，另一種生物的變化情況視具體食物鏈而定。
從天敵和食物兩個角度分析，以中間環節少的為主。若中間環節一樣多，則以天敵的影響為主。
生產者往往數量較多且相對穩定，所以當某一種群數量發生變化時，一般不考慮生產者數量的增加或減少。
當捕食者有多種食物來源時，若其中一條食物鏈中斷，則該種群可通過多食其他食物而維持其數量基本不變。
典題應用
3．下圖為非洲某草原生態系統的食物網，下列相關敘述錯誤的是( A )
A．該食物網中共有6條食物鏈
B．獅子在這個食物網中占據3個營養級
C．獅子和野狗的關系是捕食和競爭
D．蛇的數量減少，獅子的數量不會發生明顯的變化
解析：該食物網中共有5條食物鏈，A項錯誤；獅子在這個食物網中分別占據第三、第四、第五3個營養級，B項正確；獅子捕食野狗，兩者為捕食關系，獅子和野狗都捕食羚羊(斑馬)，兩者又為競爭關系，C項正確；蛇的數量減少，食蛇動物的數量會減少，但獅子會更多地捕食羚羊、野狗和斑馬，故獅子的數量不會發生明顯的變化，D項正確。
4．下列與生態系統相關內容的敘述，錯誤的是( A )
A．食物鏈中含有生態系統的全部組成成分
B．在生態系統中，生產者由自養生物構成，一定位于第一營養級
C．在生態系統中，生產者不一定是植物，消費者不一定是動物，分解者不一定是微生物
D．在一條由捕食關系構成的食物鏈中，分解者一定不占營養級，無機成分也一定不占營養級
解析：食物鏈中不含非生物的物質和能量、分解者，A項錯誤；在生態系統中，生產者由自養生物構成，能將無機物合成有機物并儲存能量，是生態系統的基石，生產者一定位于第一營養級，B項正確；在生態系統中，生產者不一定是植物，如硝化細菌也是生產者；消費者不一定是動物，如營寄生生活的細菌也是消費者；分解者不一定是微生物，如腐生的動物蚯蚓也是分解者，C項正確；食物鏈是由生產者和消費者的捕食關系形成的鏈狀結構，故在一條由捕食關系構成的食物鏈中，分解者一定不占營養級，無機成分也一定不占營養級，D項正確。第3節　生態系統的物質循環
核心素養
1．以碳循環為例，分析生態系統中的物質循環。(生命觀念、科學思維)
2．說明能量流動和物質循環的關系。(生命觀念、科學思維)
3．嘗試探究土壤微生物的分解作用。(科學探究)
4．關注碳循環平衡失調與溫室效應，關注生物富集。(社會責任)
學霸記憶
1．物質循環的概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環境到生物群落，又從生物群落到非生物環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環，又叫生物地球化學循環。
2．物質循環的特點：全球性、循環性。
3．碳循環中碳的存在形式
(1)在生物群落和非生物環境(無機環境)間：主要以CO2形式循環。
(2)在生物群落內部：以含碳有機物形式傳遞。
(3)在無機環境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。
4．碳進入生物群落的途徑
生產者的光合作用和化能合成作用。
5．碳返回無機環境的途徑
(1)生產者、消費者的呼吸作用。
(2)分解者的分解作用(實質是呼吸作用)。
(3)化石燃料的燃燒。
6．溫室效應
產生原因：大量化石燃料的燃燒，導致大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環的平衡。
7．生物富集現象是指生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象，稱為生物富集。這些難以降解的元素和化合物一旦進入食物鏈，最終會積累在食物鏈的頂端。
8．物質循環與能量流動同時進行，相互依存，不可分割：
(1)能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程。
(2)物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體。
(3)能量是物質在生態系統中往復循環的動力。
知識點一　物質循環及與能量流動的關系
教材梳理
1．物質循環的概念及特點
(1)概念：組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等_元素__，都在不斷進行著從_非生物環境__到_生物群落__，又從生物群落到非生物環境的循環過程。
(2)特點
①_全球性__：“生態系統的物質循環”中的“生態系統”并非一般的生態系統，而是_生物圈__，所以物質循環又稱為_生物地球化學循環__。
②循環性：非生物環境中的物質可以被生物群落_反復利用__，即生物群落和非生物環境之間的物質可以反復出現、循環利用，周而復始地進行循環，不會消失。
2．物質循環的實例——碳循環
(1)碳在非生物環境與生物群落間循環的主要形式是_CO2__，在生物群落內部傳遞的形式是_含碳有機物__，途徑是_食物鏈(網)__。
(2)大氣中碳元素進入生物群落的途徑是光合作用和_化能合成作用__，生物群落中的碳元素回到非生物環境中的途徑有分解者的分解作用、動植物的_呼吸作用__、化石燃料的燃燒等。此外，_海洋__對于調節大氣中的碳含量起著非常重要的作用。
3．能量流動和物質循環的關系
(1)二者是_同時進行__的，彼此相互依存，不可分割。
(2)物質作為能量的_載體__，使能量沿著食物鏈(網)流動；能量作為_動力__，使物質能夠不斷地在生物群落和非生物環境之間_循環往返__。
判斷正誤
1．參與循環的物質是組成生物體的各種化合物。( × )
2．碳的循環在生物群落內部是以CO2的形式進行的。( × )
3．光合作用推動碳循環過程，促進了生物群落中的能量循環。( × )
4．植物可通過呼吸作用和光合作用參與生態系統的碳循環。( √ )
5．碳循環的進行伴隨著能量流動，但由于生物體不能在代謝中利用熱能，所以能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點。( √ )
6．由于人工碳排放過度，破壞了生態系統的碳平衡，導致大氣中二氧化碳濃度增加并引起全球氣候變化。( √ )
核心探討
比較物質循環和能量流動，闡釋二者的區別和聯系
請在碳循環過程模型上繪制能量流動過程。
提示：如圖所示
核心歸納
碳循環過程中生態系統組成成分的判斷
1．常見圖示
2．判斷方法：總口訣為雙向箭頭先找準，多進一出是環境，一出指向生產者，具體如下：
(1)在碳循環模式圖中找到雙向箭頭，雙向箭頭的兩側分別是大氣中的二氧化碳庫和生產者(如以上圖示中的A與C)。
(2)在此基礎上，有多個箭頭指進去的那個成分是大氣中的二氧化碳庫(如以上圖示中的C)，雙向箭頭的另一側則為生產者(如以上圖示中的A)。
(3)除大氣中的二氧化碳庫外，有多個箭頭指進去的是分解者(如以上圖示中的B)。剩下的成分為消費者(如甲、丙兩圖中的D，乙圖中的D、E)。
3．辨析物質循環的三個易錯點
(1)物質循環中的“物質”指“構成生物體的元素”。
(2)物質循環中的“循環”指在生物群落和非生物環境間的循環，生物群落內部不能實現循環。
(3)生態系統的物質循環中的“生態系統”指生物圈。
典題應用
1．某同學畫出如下三幅表示生態系統部分碳循環的示意圖。下列分析錯誤的是( A )
A．碳循環中只有生產者與非生物環境之間的傳遞是雙向的，所以三幅圖中生產者都是A
B．圖1中C能促進生態系統的物質循環和能量流動
C．圖2中A、B、D、E構成群落，碳在其中流動的形式是有機物
D．若使圖1、圖2、圖3完整表示碳循環，需要補充化石燃料燃燒產生二氧化碳的過程
解析：在碳循環過程中，生產者與大氣中二氧化碳庫之間的傳遞是雙向的，而其他生物只能通過呼吸作用向大氣中釋放二氧化碳，由此可知，圖1～圖3中屬于生產者的分別是A、A、E，A項錯誤；圖1中C為消費者，能促進生態系統的物質循環和能量流動，B項正確；圖2中A為生產者，B和D為消費者，E是分解者，它們共同構成生物群落，在生物群落內部碳以有機物的形式流動，C項正確；題干所示三幅圖中均沒有涉及化石燃料的燃燒過程，要表示完整的碳循環，應增加化石燃料的燃燒過程，D項正確。
2．下列有關生態系統的物質循環的敘述，錯誤的是( D )
A．具有全球性
B．物質是指組成生物體的基本元素
C．在生物群落和非生物環境之間循環往復
D．在生態系統的各營養級之間循環往復
解析：生態系統的物質循環具有全球性，A項正確。物質是指組成生物體的基本元素，B項正確。碳循環在生物群落與無機環境之間以二氧化碳形式傳遞，并且循環往復，C項正確。循環是在生物群落與無機環境之間而不是在生態系統的各營養級之間，D項錯誤。
知識點二　生物富集及探究土壤微生物的分解作用
教材梳理
1．生物富集
(1)概念：生物體從周圍環境吸收、積蓄某種_元素__或_難以降解__的化合物，使其在機體內濃度_超過環境濃度__的現象，稱為生物富集。
(2)實例：_鉛__、鎘、汞等重金屬，DDT、六六六等_有機化合物__以及一些放射性物質。
(3)特點：a.有害物質可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴散到世界各地，因此生物富集具有_全球性__；b.這些有害物質在生物體內的濃度沿食物鏈不斷_升高__。
2．探究土壤微生物的分解作用
(1)實驗原理
①土壤中生活著肉眼看不見的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌等微生物，它們在生態系統中主要充當分解者。在不同的氣候與環境條件下，落葉在土壤中被分解的時間也不同。
②淀粉還原糖磚紅色沉淀。
(2)案例設計
案例名稱 落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎 探究土壤微生物對淀粉的分解作用
實驗設計分析 自變量 土壤中是否_含有微生物__ 是否加入_土壤浸出液__
因變量 落葉的腐爛程度 淀粉的分解程度
觀測指標 落葉的剩余量等 a．加入碘液后的變藍程度；b．加入斐林試劑，水浴加熱后是否有磚紅色沉淀產生
實驗結論 微生物對落葉有分解作用 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
判斷正誤
1．生物富集的物質會沿著食物鏈、食物網在生物體內聚集。( √ )
2．營養級越高的生物，其體內富集的有害物質的濃度越高。( √ )
3．對照組中落葉的分解速度明顯高于實驗組。( √ )
4．實驗組和對照組可以分別選擇不同種類的落葉進行實驗。( × )
核心探討
分析生物富集現象及其成因
1．如圖為不同采樣點中水、水底沉積物和中國血蛤體內鉛濃度。
據圖分析，寫出分析結果：_鉛在中國血蛤體內的濃度超過環境濃度__。
2．對比碳循環，分析鉛在生物體內富集的原因。
成因：_鉛在生物體內形成難以降解的化合物，且不易排出__。
3．如圖為水體和多種水生生物體內的鉛濃度示意圖。
據圖分析，寫出分析結果：_鉛在生物體內的濃度沿食物鏈不斷升高__。
4．還有哪些有害物質也有與鉛類似的現象？
提示：鎘、汞等重金屬，DDT、六六六等人工合成的有機化合物及一些放射性物質。
5．如何有效地減少生物富集現象？
提示：合理利用資源，減少排放，實施垃圾分類，種植能吸收有害重金屬元素的植物等。
核心歸納
1．能量流動、物質循環與生物富集的關系
項目 能量流動 物質循環 生物富集
區別 形式 光能→化學能→熱能 不易分解的重金屬(元素)化合物或有機化合物等
范圍 生態系統的各營養級 生物圈 生態系統的各營養級
過程 沿食物鏈(網)單向流動 在生物群落與非生物環境間往復循環 沿食物鏈(網)單向流動
特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環性 單向流動、逐級積累、全球性
聯系 ①在生物群落中它們流動的渠道都是食物鏈和食物網，且相互聯系，同時進行，不可分割；②能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解；③某些物質在沿食物鏈和食物網流動時會發生生物富集；④物質是能量沿食物鏈(網)流動的載體，能量是物質循環和生物富集的動力
2．能量流動、物質循環與生物富集的關系圖解
典題應用
3．(2023·湖北卷)脅迫是指一種顯著偏離于生物適宜生活需求的環境條件。水楊酸可以減輕脅迫對植物的不利影響。在鎘的脅迫下，添加適宜濃度的水楊酸可激活苦草體內抗氧化酶系統，降低丙二醛和H2O2含量，有效緩解鎘對苦草的氧化脅迫。下列敘述錯誤的是( D )
A．水楊酸能緩解H2O2對苦草的氧化作用
B．在脅迫環境下，苦草種群的環境容納量下降
C．通過生物富集作用，鎘能沿食物鏈傳遞到更高營養級
D．在鎘的脅迫下，苦草能通過自身的調節作用維持穩態
解析：水楊酸可激活苦草體內抗氧化酶系統，故能緩解H2O2對苦草的氧化作用，A正確；環境容納量的大小取決于生物所生存的環境，在脅迫環境下，苦草種群的環境容納量下降，B正確；鎘屬于重金屬，能夠通過生物富集作用，沿食物鏈傳遞到更高營養級，C正確；脅迫是一種顯著偏離于生物適宜生活需求的環境條件，因此在鎘的脅迫下，苦草已經不能通過自身的調節作用維持穩態，D錯誤。
4．某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5 cm左右)為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤處理情況如下表所示。下列有關敘述錯誤的是( B )
組別 1組 2組 3組 4組
土壤處理 滅菌 不滅菌 滅菌 不滅菌
土壤濕度 濕潤 濕潤 較干燥 較干燥
A．該實驗能探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用
B．該實驗的自變量為土壤是否滅菌，因變量是土壤的濕度
C．為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理
D．預期結論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度分解
解析：該實驗的自變量有兩個——是否滅菌和土壤濕度，B項錯誤。第2節　生態系統的能量流動
核心素養
1．分析生態系統能量流動的過程和特點。(生命觀念、科學思維)
2．概述研究能量流動的實踐意義。(科學思維、社會責任)
3．嘗試調查農田生態系統中的能量流動情況。(科學探究)
學霸記憶
1．能量流動的概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
2．初級消費者攝入的能量＝初級消費者同化的能量＋糞便中的能量，即動物糞便中的能量不屬于該營養級同化的能量，應為上一個營養級固定或同化的能量。
3．初級消費者同化的能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生長、發育和繁殖的能量。
4．初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量＝遺體殘骸中的能量＋次級消費者攝入的能量＋未被利用的能量。
5．未被利用的能量：包括生物每年的積累量和動植物殘體以化石燃料的形式被儲存起來的能量。
6．能量單向流動的原因
(1)能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不可逆轉的。
(2)各營養級通過呼吸作用所散失的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量無法循環。
7．能量逐級遞減的原因
(1)各營養級生物都會因呼吸作用消耗一部分能量。
(2)各營養級的能量都會有一部分流入分解者，包括未被下一營養級生物利用的部分。
8．生態金字塔有能量金字塔、數量金字塔、生物量金字塔三種類型。
9．研究能量流動的意義
(1)研究能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。
(2)幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。
(3)幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。
知識點一　生態系統能量流動的過程及特點
教材梳理
1．概念
生態系統的能量流動是指生態系統中能量的_輸入__、_傳遞__、_轉化__和_散失__的過程。
2．基本研究思路
研究生態系統的能量流動時，通常將一個種群或一個_營養級中的所有種群__作為一個整體來研究，我們一般研究這個整體的能量輸入、能量儲存和能量散失。
一、能量流動的過程
1．第一營養級能量的輸入和輸出
(1)輸入：生產者通過_光合作用__將光能轉化為化學能，固定在有機物中。
(2)輸出
a．在生產者的_呼吸作用__中以熱能形式散失。
b．用于自身生長、發育和繁殖
2．第二營養級能量的輸入和輸出
(1)輸入：初級消費者的_同化量__。
(2)輸出
a．通過_呼吸作用__以熱能形式散失。
b．用于自身生長、發育和繁殖
3．在某個生態系統中能量流動的過程圖解
二、能量流動的特點
1．生態系統的能量流動具有_單向流動__、_逐級遞減__的特點。一般來說，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率為 10%～20%　，其計算公式為 能量傳遞效率＝×100%　。
2．在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越_多__，一般不超過_5__個營養級。任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的_能量補充__，以便維持生態系統的正常功能。
判斷正誤
1．流經生態系統的總能量是照射在生產者上的太陽能。( × )
2．流經第二營養級的總能量指次級消費者攝入體內的能量。( × )
3．兔吃草后排出的糞便中的能量是兔同化量的一部分。( × )
4．生長、發育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一營養級同化的能量＋未被利用的能量。( √ )
5．生態系統中的能量流動是單向的。( √ )
6．能量只能沿著食物鏈傳遞，捕食關系是不能逆轉的。( √ )
7．能量流動是逐級遞減的，其原因是一部分能量未被下一營養級利用，一部分能量以熱能的形式散失，還有一部分能量被分解者利用。( √ )
8．生態系統的食物鏈中營養級越高的生物，其體型必然越大。( × )
核心探討
一、研究能量流動的基本思路
1．研究能量流經一個種群的情況，可以列舉該種群中每一個個體的情況：
如果以個體為單位研究能量流動，有什么問題？
提示：以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如個體會死亡、數據可能不準確、不同個體之間的差異過大等。
2．如果將種群看作一個整體去研究能量流動，則可概括為下圖形式，又會遇到什么問題？
提示：種群存在于復雜的食物網內，可能因食物網的復雜性而影響結果的準確性。
3．如果以一個營養級的所有種群作為一個整體來研究，下圖表示能量流動的情況，這種方式有什么優點？
提示：能很好地避免以個體和種群為研究對象帶來的不足，提高結果的準確性。
二、能量流動的過程
1．地球上幾乎所有生態系統的能量都來自哪里？這些能量是如何輸入生態系統的？
提示：來自太陽。生產者通過光合作用將光能轉化為化學能，固定在有機物中。
2．繪圖表示第一營養級的能量來源是什么，去路有哪些？并回答第一營養級的能量怎樣傳遞到第二營養級？
提示：如圖所示
儲存在植物體中的能量，有一部分被初級消費者攝入體內，能量就流入了第二營養級。
3．下圖為能量流經第二營養級的示意圖，其中攝入量指植食性動物取食的總量，即食物總量；同化量是指該動物經過消化和吸收后轉化為自身的能量。請據圖寫出二者之間的關系。
提示：同化量＝攝入量－糞便量。
4．分析、比較分別流入第一、第二營養級的能量的去路，歸納二者的共同點。
提示：輸入這兩個營養級的能量，一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，另一部分用于其自身的生長、發育和繁殖等生命活動，儲存在自身的有機物中。這些有機物中的能量一部分流向分解者，另一部分則被下一營養級攝入體內。
5．在生態系統中，能量流動大致可以概括為下圖：
請思考：(1)初級消費者糞便中的能量是哪個箭頭？
提示：由生產者流向分解者的箭頭。
(2)哪個或哪些箭頭代表初級消費者的同化量？
提示：①或②＋③＋④。
(3)哪些箭頭代表初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量？
提示：①－③或②＋④。
(4)生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？
提示：遵循能量守恒定律。能量在生態系統中流動、轉化后，一部分儲存在生態系統(生物體的有機物)中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態系統的能量相等。
三、定量研究能量流動的特點
1．閱讀教材P56“思考·討論”，設計表格，整理賽達伯格湖能量流動圖解中的數據，計算“流出”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
營養級 流入能量[J/(cm2·a)] 流出能量[J/(cm2·a)] 出入比
生產者 _464.6__ _62.8__ 13.5%　
植食性動物 _62.8__ _12.6__ 20.1%　
肉食性動物 _12.6__ — —
2．流入某一營養級的能量，為什么不會百分之百地流入下一個營養級？
提示：流入某一營養級的能量除了流入下一營養級之外，還有：(1)一部分通過該營養級的呼吸作用散失；(2)一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；(3)一部分未被利用。
3．通過以上分析，請總結生態系統中能量流動的特點。
提示：生態系統中能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減。
4．能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？
提示：不矛盾。能量在流動過程中逐級遞減，指的是流入各個營養級的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個生態系統的總能量，總能量＝儲存在生態系統(生物體的有機物)中的能量＋被各個營養級的生物利用、散發至非生物環境中的能量。因此，雖然能量在流動過程中逐級遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。
5．任何生態系統都需要不斷得到能量補充，以便維持生態系統的正常功能，如人工魚塘需要投喂飼料，此時流入魚塘生態系統的總能量如何表示？
提示：生產者固定的太陽能＋人工投入的有機物中的化學能。
核心歸納
1．能量流經某一營養級的模型分析
(1)能量來源
(2)能量去向：流入某一營養級的能量去向可從以下兩個角度分析：
①“定量不定時”(在足夠長的時間內能量的最終去向)
a．自身呼吸消耗；b.流入下一營養級(最高營養級除外)；c.被分解者分解利用。
②“定量定時”
流入某一營養級的一定量的能量在一定時間內的去向可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營養級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養級和分解者利用，即“未利用”。
(3)相關能量值
①攝入量(a)＝同化量(b)＋糞便量(c)
②同化量(b)＝用于生長、發育和繁殖的能量(e)＋呼吸散失量(d)
③用于生長、發育和繁殖的能量(e)＝流向分解者的能量(f)＋流向下一營養級的能量＋未被利用的能量(g)
2．能量沿食物鏈(網)流動的模型分析
(1)能量流動的不定時分析
由圖可知，除最高營養級外，每一營養級的能量去向有：
①呼吸作用散失的能量。
②流向下一營養級的能量。
③流向分解者的能量。
(2)能量流動的定時分析
由圖可知，除最高營養級外，每一營養級的能量去向有：
①呼吸作用散失的能量。
②流向下一營養級的能量。
③流向分解者的能量。
④暫時未利用的能量。
典題應用
1．下圖是某生態系統的部分能量流動示意圖，其中E1是流入生產者的總能量，下列敘述錯誤的是( D )
A．第一營養級傳遞給分解者的總能量是E4＋E7
B．E1、E2、E6中的能量主要以穩定化學能的形式存在
C．初級消費者糞便中的能量包括在E2中
D．E7可直接為綠色植物提供物質和能量
解析：第二營養級糞便中的能量屬于第一營養級同化的能量，因此第一營養級傳遞給分解者的總能量是E4＋E7，A項正確；E1、E2、E6中的能量儲存在有機物中，主要以穩定化學能的形式存在，B項正確；初級消費者糞便中的能量屬于上一營養級的同化量，即E2，C項正確；E7是糞便中的能量，不能直接為綠色植物提供物質和能量，綠色植物光合作用的能量來自光能，D項錯誤。
2．(2023·全國卷甲)在生態系統中，生產者所固定的能量可以沿著食物鏈傳遞，食物鏈中的每個環節即為一個營養級。下列關于營養級的敘述，錯誤的是( C )
A．同種動物在不同食物鏈中可能屬于不同營養級
B．作為生產者的綠色植物所固定的能量來源于太陽
C．作為次級消費者的肉食性動物屬于食物鏈的第二營養級
D．能量從食物鏈第一營養級向第二營養級只能單向流動
解析：雜食動物既會捕食植物，又會捕食動物，如果捕食植物，就是第二營養級，如果捕食動物，就是第三營養級或更高營養級，所以不同食物鏈中的動物會處于不同的營養級，A正確；綠色植物進行的是光合作用，能量來源于太陽，B正確；次級消費者是第三營養級，初級消費者是第二營養級，第一營養級是生產者，C錯誤；因為第一營養級是植物，第二營養級是動物，食物鏈是單向的，能量流動也就是單向的，D正確。
知識點二　生態金字塔和研究能量流動的實踐意義
教材梳理
1．_能量__金字塔：將單位時間內_各營養級__所得到的能量數值轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列，可形成一個金字塔圖形，通常呈現上窄下寬的金字塔形。
2．_生物量__金字塔：反映各營養級生物量之間的關系。生物量指每個營養級所容納的_有機物__的總干重，這種生態金字塔一般也呈正金字塔形。
3．_數量__金字塔：反映各營養級的生物個體的數目比值關系，一般呈正金字塔形，但也可能呈倒金字塔形，如_昆蟲和樹__。
4．研究能量流動的實踐意義
(1)幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的_總能量__，如間種套作、稻→萍→蛙等立體農業生產方式。
(2)幫助人們科學地規劃和設計_人工生態系統__，使能量_多級利用__，提高能量的_利用率__，如沼氣池的應用。
(3)幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對_人類最有益的部分__，如草場載畜量的確定。
判斷正誤
1．研究能量流動，可調整能量流動關系，使生產者固定的能量全部流向人類。( × )
2．稻田生態系統中，防治稻田害蟲可提高生產者和消費者之間的能量傳遞效率。( × )
3．生物量金字塔、數量金字塔同能量金字塔一樣都是正立的。( × )
4．相鄰兩個營養級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%。( × )
核心探討
1．(1)分析數量金字塔出現上寬下窄倒置的金字塔形的原因。
提示：當生產者個體比消費者個體大得多時，數量金字塔經常是倒置的。
(2)分析生物量金字塔出現上寬下窄倒置的金字塔形的原因。
提示：海洋生態系統中，浮游植物個體小，世代周期短，又不斷被捕食，因而某一時間調查到的生物量可能低于浮游動物的生物量。當然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動物的多。
2．下圖是兩個農業生態系統的模式圖。圖a中農作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。
(1)分析這兩幅圖，完成這兩個生態系統的能量流動圖解。
　
提示：如圖所示
(2)分析能量流動圖解，總結圖b所示生態系統的優勢：_實現了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率__。
3．以農田生態系統為例，思考回答以下問題：
(1)哪些措施能增加流入農田生態系統的總能量？
提示：間作套種等立體農業生產方式充分利用了空間和資源，能增加流入農田生態系統的總能量。
(2)及時清除農田中雜草的意義是什么？
提示：除草可以調整農田生態系統中的能量流動關系，使能量更多地流向對人類最有益的部分。
核心歸納
1．三種生態金字塔的比較
項目 能量金字塔 數量金字塔 生物量金字塔
形狀
每一層的含義 各營養級生物同化量的多少 各營養級生物個體數目 各營養級生物有機物總量
特點 天然生態系統一定呈正金字塔形 通常為正金字塔形，有時會出現倒金字塔形 一般呈正金字塔形
象征意義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特點 一般情況下，生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而逐級減少 一般情況下，生物量(現存生物有機物的總質量)在食物鏈中隨營養級的升高而逐級減少
特殊形狀 某些人工生態系統(如人工魚塘)可呈現倒金字塔形 一棵樹與樹上的昆蟲和鳥的數量關系： 海洋生態系統中，生產者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調查到的浮游植物生物量可能會低于其捕食者——浮游動物的生物量
2．能量傳遞效率與能量利用率的區別
(1)能量傳遞效率
①含義：生態系統中能量傳遞效率約為10%～20%，即輸入某一營養級的能量中，只有10%～20%的能量流到下一營養級(最高營養級除外)。
②計算公式
能量傳遞效率＝×100%。
(2)能量利用率
①一般指流入最高營養級(或人類)的能量占生產者固定總能量的比值。
②一般來說，食物鏈越短，能量利用率越高。
③有時考慮分解者的參與，使營養結構更復雜，以實現能量的多級利用，從而提高能量的利用率。
典題應用
3．某草原生態系統中能量金字塔由最下面一層到最上面一層共四層，分別為甲、乙、丙、丁(如下圖)，若有外來生物戊入侵，且會與丙競爭食物，但不會被丁所捕食。下列有關說法不正確的是( B )
A．甲可能為綠色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和
B．甲、乙、丙、丁構成該生態系統的生物群落
C．丁生物的種群數量很可能會逐漸減少
D．戊在生態系統中處于第三營養級
解析：處于能量金字塔最底層的是生產者，所以甲可能為綠色植物，生產者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生產者和消費者，不包含分解者，而生物群落應該包含該生態系統中的所有生物，可見甲、乙、丙、丁不能構成該生態系統的生物群落；由于生物戊入侵，與丙(丁的食物)競爭食物，所以丙的數量會下降，又由于戊不會被丁所捕食，所以丁生物的種群數量很可能會因食物減少而逐漸減少；戊與丙競爭食物，所以在生態系統中處于第三營養級。
4．下列關于生態系統能量流動的敘述，不正確的是( C )
A．生產者固定的能量是光能或化學能
B．自然生態系統中，數量金字塔存在倒置情況，能量金字塔則不存在
C．與傳統魚塘相比，桑基魚塘可顯著提高不同營養級之間的能量傳遞效率
D．在農田中除草、捉蟲可使能量持續高效地流向對人類最有益的部分
解析：通過光合作用自養的生產者固定的能量是光能，通過化能合成作用自養的生產者固定的能量是化學能，A項正確；自然生態系統中，能量流動逐級遞減，能量金字塔只能是“正立”的，而生物數量與能量之間不具有絕對的比例關系，數量金字塔有倒置的情況，B項正確；桑基魚塘通過增加或延長食物鏈，可以實現物質和能量的多級利用，提高能量的利用率，但不能提高不同營養級之間的能量傳遞效率，C項錯誤；在農田中除草、捉蟲，通過調整能量流動的方向，可使能量更多地流向對人類最有益的部分，D項正確。微專題　食物鏈(網)中生物數量及能量流動的相關計算
一、沒有限制能量來源比例或能量分配比例的計算
方法技巧：在沒有限制能量來源比例或能量分配比例的情況下，已知高營養級同化量，求低營養級同化量時，最多按最長食物鏈、最低能量傳遞效率計算，最少按最短食物鏈、最高能量傳遞效率計算。
典例1 在如下圖所示食物網中，鷹要增加20 g體重，最多消耗植物_20_000__g，最少消耗植物_500__g。
解析：已知高營養級同化量，求低營養級同化量，最多消耗按最長食物鏈：植物→鼠→蛇→鷹，能量傳遞效率按10%計算；最少消耗按最短食物鏈：植物→兔→鷹或植物→鼠→鷹，能量傳遞效率按20%計算。
二、限制能量來源比例或能量分配比例的計算
方法技巧：(1)限制能量來源比例或能量分配比例，當求最多需求量時，在限制范圍內的所有食物鏈中按最低能量傳遞效率計算，當求最少需求量時，在限制范圍內的所有食物鏈中按最高能量傳遞效率計算。
(2)計算時注意當限制能量來源比例時，由高營養級向低營養級逐級遞推，當限制能量分配比例時，假設求低營養級的需求量，由低營養級向高營養級逐級遞推，同時要注意分配比例。
典例2 若某草原生態系統只存在如下圖所示的食物關系，嘗試完成以下問題：
(1)假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，那么，貓頭鷹若要增加20 g體重，最少需要消耗的植物為_900_g__。
(2)假如植物有2/5被兔所食，有3/5被鼠所食；鼠有2/3直接被貓頭鷹捕食，有1/3被蛇捕食后流入貓頭鷹體內。那么，貓頭鷹若要增加20 g體重，最少需要消耗的植物為_595_g__。(精確到個位數)
解析：(1)若計算貓頭鷹增重20 g至少消耗的植物質量，由于能量來源比例限制，只需確定能量傳遞效率按20%計算。設貓頭鷹從不同食物鏈消耗的植物質量分別為a、b、c，可寫出：
植物兔貓頭鷹　植物鼠貓頭鷹
a　　　　　　　20×2/5 g　 b　　　 　20×2/5 g
植物鼠蛇貓頭鷹
c　　　　　　　 　20×1/5 g
從而計算出：a＝20×2/5÷20%÷20%＝200 g，b＝20×2/5÷20%÷20%＝200 g，c＝20×1/5÷20%÷20%÷20%＝500 g，故最少消耗的植物為a＋b＋c＝200＋200＋500＝900 g。
(2)設貓頭鷹從三條食物鏈中獲得的能量依次為e、f、g，植物固定的總量為h。根據題意可知：
植物兔貓頭鷹　　植物鼠貓頭鷹
2/5h　　　　　 　e　　　3/5h×2/3　　 　f
植物鼠蛇貓頭鷹
3/5h×1/3　　　　　 　g
從而計算出：e＝2/5h×20%×20%，f＝3/5h×2/3×20%×20%，g＝3/5h×1/3×20%×20%×20%，e＋f＋g＝20 g，解出：h≈595 g。
三、限制能量來源比例或能量分配比例及能量傳遞效率的計算
方法技巧：限制能量來源比例或能量分配比例及能量傳遞效率時，實際就是固定值的計算問題。首先要注意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”或某一生物“給不同生物提供能量的比例”，然后按照多條食物鏈分別計算后合并，具體用到：(1)順推法——能量分配調整，從前往后計算，即由植物后推，用“乘法”。(2)逆推法——能量來源調整，從后往前計算，即由高營養級前推，用“除法”。
典例3 在如下圖所示的食物網中，如果每個營養級的能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等。虎要獲得1 kJ能量，則需要消耗草的能量為( D )
A．150 kJ　　　　　　 B．125 kJ
C．100 kJ D．75 kJ
解析：每個營養級的能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等。在“草→兔→狐→虎”中，虎從草中獲取的能量為1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5 kJ；在“草→羊→虎”中，虎從草中獲取的能量為1×1/2÷20%÷20%＝12.5 kJ；故需要消耗草的能量為62.5＋12.5＝75 kJ。
四、能量來源比例改變的計算
方法技巧：在具體計算時務必先理清分流比例，再確定求解中應“順推(用乘法)”還是“逆推(用除法)”，以為例：
(1)若已知“植物同化量”(A)，并告知其“傳向動物與直接傳向人的比例由1︰1調整為1︰2”，求解人最多增重變化(M)，計算時宜“順推(用乘法)”。
調整前：A×1/2×1/5＋A×1/2×(1/5)2＝M1
調整后：A×2/3×1/5＋A×1/3×(1/5)2＝M2
(2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物來源“素食、肉食由1︰1調整為2︰1”，求解最少需要植物量(A)，計算時應“逆推(用除法)”。
調整前 調整后
＋＝A1 ＋＝A2
典例4 回答以下有關能量計算的問題：
(1)若人類獲取植物性食物與動物性食物的比例是1︰1，將此食物結構改為4︰1，能量流動效率按10%計算，則調整后可供養的人口是前者的_1.96__倍。
(2)若植物向動物及向人提供的能量的比例由1︰1調整為1︰4，能量流動效率按10%計算，則調整后供養的人口是前者的_1.49__倍。
解析：(1)若人類獲取植物性食物與動物性食物的比例是1︰1，如下左圖，共需植物性食物的相對值為55；若動物性食物與植物性食物的比例是1︰4，則共需植物性食物的相對值是28(如下右圖)。前者對食物的消耗量是后者的1.96倍，這也就說明后者可供養的人數是前者的1.96倍。
(2)設植物能量為M，則調整前，人所得能量為M×1/2×10%＋M×1/2×(10%)2＝M/20＋M/200＝11M/200，調整后人所得能量為M×4/5×10%＋M×1/5×(10%)2＝2M/25＋M/500＝41M/500，則調整后：調整前比值為≈1.49，即調整后供養的人口是調整前的1.49倍。
五、根據能量流動規律確定食物鏈(網)中生物的次序
建立食物鏈或食物網，一是要根據題目所給的條件判斷各生物之間的關系；二是要注意一般來說捕食者的數量少于被捕食者，但有例外，如一棵大樹上有許多昆蟲；三是上一營養級的總數量乘以平均質量一定大于下一營養級的。
若題目中給出了各種生物的能量值，首先按照相鄰兩營養級之間的能量傳遞效率為10%～20%，確定各生物的營養級；其次還要注意同一營養級的兩種生物之間能量差值的大小，兩者能量之和是否是前一營養級的10%～20%，若能量的差值較大，說明這兩種生物之間既有捕食關系又有種間競爭關系。
典例5 某魚塘生態系統具有由5個種群構成的捕食食物網，這5個種群及其固定的能量(單位略)如表所示。請回答下列問題：
種群 甲 乙 丙 丁 戊
能量 70.8 246.1 216.56 8.6 1 540.8
(1)該魚塘生態系統中共有_4__個營養級。表中未體現出的生物成分是_分解者__。
(2)表中乙和丙所示種群是該魚塘的飼養對象，則根據表中數據不能計算出第一營養級與第二營養級之間的能量傳遞效率，理由是_乙和丙種群固定的能量有一部分來自飼料，但這部分能量值表中并未給過__。為了使能量更多地流向人類，可采取的措施是_人工捕撈一部分甲和丁__。
解析：(1)根據題干信息和表格數據分析，表格中五種生物都參與構成食物網，為生產者和消費者，其中戊含有的能量最多為生產者，處于第一營養級；乙、丙的能量次之，且能量差不多，為初級消費者，處于第二營養級；甲的能量比初級消費者少，比丁多；說明甲是次級消費者，處于第三營養級；丁是三級消費者，處于第四營養級。(2)由于該魚塘生態系統是人工生態系統，乙、丙為該魚塘的飼養對象，故乙、丙所固定的能量有一部分來自飼料，表中未給數據，因此不能計算第一、二營養級的傳遞效率；為了使能量更多地流向人類，應盡量減少能量的浪費，該目的可以通過縮短食物鏈的方式實現，如人工捕撈一部分甲和丁。
跟蹤訓練
1．如果一個生態系統有四種生物，并構成一條食物鏈。在某一時間分別測得這四種生物(甲、乙、丙、丁)所含的個體數量和每種生物的平均體重如圖所示。已知生物量＝生物個體數量×該種生物的平均體重，且生物量越大，該生物營養級越低。下列說法正確的是( B )
A．丙處于第二營養級，為次級消費者
B．若乙的種群數量增加，則會引起甲和丁的數量增加，丙的數量下降
C．若丁的種群數量下降，則會引起乙和丙的數量下降，甲的數量上升
D．若甲的種群數量下降，則會引起丙和丁的種群數量增加
解析：由題意可知，生物量＝生物個體數量×該種生物的平均體重，生物量越大，該生物營養級越低，題中四種生物營養級從低到高分別是丁、丙、乙、甲，它們構成的食物鏈為丁→丙→乙→甲，其中丙處于第二營養級，為初級消費者，A錯誤；若乙的種群數量增加，則會引起丙的種群數量減少，丁因缺少天敵而數量增多，甲因食物增多而數量增多，B正確；丁作為生產者，其數量下降，丙、乙、甲的數量都要下降，C錯誤；若甲的種群數量下降，則會引起乙和丁的種群數量上升，丙的種群數量下降，D錯誤。
2．如圖是某池塘生態系統中的兩條食物鏈，大量捕撈花鰱后，種群將有所變化。下列能正確反映短期內種群數量變化趨勢的是( B )
A．綠藻上升　　　　　 B．白鰱下降
C．水蚤下降 D．烏魚上升
3．某生態系統中存在如圖所示的生物關系。E生物種群含有的總能量為5.8×109 kJ，B生物種群含有的總能量為1.6×108 kJ，則理論上A生物種群含有的總能量最多是( B )
A．4.2×107 kJ B．2.0×108 kJ
C．1.0×108 kJ D．2.32×108 kJ
解析：E為第一營養級，B、C、D均為第二營養級，三者獲得的來自E的總能量最多為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再減去B的能量1.6×108kJ，C、D含有的能量為1×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其獲得的總能量最多為1×109 ×20%＝2.0×108(kJ)。
4．某生態系統中存在如圖所示的食物網。如將C的食物比例由A︰B＝1︰1調整為A︰B＝2︰1，其他條件不變，相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率按10%計算，該生態系統能承載C的數量是原來的( B )
A．1.875倍 B．1.375倍
C．1.273倍 D．0.575倍
解析：當C的食物比例A︰B為1︰1時，設C獲得的能量為x，則需要A的能量為(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；當C的食物比例A︰B調整為2︰1時，設C獲得的能量為y，需要A的能量為(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。兩種情況下，生產者的數量是一定的，所以55x＝40y，則y＝1.375x，即該生態系統能承載C的數量是原來的1.375倍。
5．下圖是一草原生態系統中的食物網。請據圖回答下列問題。
(1)草原生態系統組成成分除圖示生物外，還有_分解者、非生物的物質和能量__。
(2)鷹與蛇的種間關系是_捕食、種間競爭__，鷹所處的營養級是_第三、四營養級__。
(3)如果鼠種群的死亡率較高，則鼠種群的數量一定會下降嗎？_不一定__，試分析原因：_出生率不能確定，如果出生率高于死亡率則種群數量上升，反之則下降__。
(4)能量沿食物鏈流動時逐級遞減的原因是_每一營養級生物自身呼吸消耗；未被下一營養級捕食，作為排遺物、遺體等被分解者利用__。
(5)假如鷹的食物中有2/5來自兔子，2/5來自鼠，其余來自蛇，則鷹增加10 g體重，最少需要消耗植物_450__g。
解析：(1)草原生態系統組成成分中除食物鏈的生物成分外，還包括分解者、非生物的物質和能量。(2)鷹與蛇的種間關系是捕食和種間競爭。在食物鏈植物→兔→鷹中，鷹處于第三營養級；在食物鏈植物→鼠→蛇→鷹中，鷹處于第四營養級。(3)鼠種群的死亡率較高是否會導致其種群的數量下降要看具體情況，若出生率高于死亡率，則種群數量上升，若出生率小于死亡率，則種群數量下降。(5)“最少”提示應按20%的傳遞效率計算。通過食物鏈植物→兔→鷹，鷹增重10 g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量為4 g÷20%÷20%＝100(g)；通過食物鏈植物→鼠→鷹，鷹增重10 g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量為4 g÷20%÷20%＝100(g)；通過食物鏈植物→鼠→蛇→鷹，鷹增重10 g×1/5＝2(g)，最少需要消耗植物的量為2g÷20%÷20%÷20%＝250(g)。所以合計需要消耗植物100 g＋100 g＋250 g＝450(g)。第4節　生態系統的信息傳遞
核心素養
1．舉例說出生態系統中的信息傳遞。(生命觀念、科學思維)
2．說出信息傳遞在生態系統中的作用。(生命觀念、科學思維)
3．描述信息傳遞在農業生產中的應用。(科學思維、社會責任)
學霸記憶
1．物理信息是通過物理過程傳遞的信息，如光、聲、溫度、濕度、磁場等。
2．化學信息是生物在生命活動過程中產生的可以傳遞信息的化學物質，如生物堿、有機酸、性外激素等。
3．行為信息是指動物的特殊行為，如蜜蜂跳舞等。
4．生態系統中的信息傳遞的作用：維持生命活動的正常進行；維持生物種群的繁衍；調節生物的種間關系，進而維持生態系統的平衡與穩定。
5．生態系統中的信息傳遞在農業生產中可以提高農產品或畜產品的產量，對有害動物進行控制。
知識點一　生態系統中信息的種類
教材梳理
1．信息的概念：可以傳播的消息、情報、_指令__、_數據__與信號等。
2．信息傳遞：生態系統中的_生物種群__之間，以及它們_內部__都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。
3．生態系統中信息的種類
種類項目 物理信息 化學信息 行為信息
概念 通過_物理過程__傳遞的信息 生物在生命活動過程中產生的可以傳遞信息的_化學物質__ 動物的_特殊行為__在同種或異種生物之間傳遞的信息
舉例 自然界中的_光__、聲、_溫度__、濕度、磁場等 植物的_生物堿__、有機酸等代謝產物，以及動物的_性外激素__等 _蜜蜂跳舞__、雄鳥的“求偶炫耀”
來源 _非生物環境__、生物個體或群體 生物在生命活動過程中產生 動物的行為特征
4．信息傳遞過程
(1)信息產生的部位——_信息源__。
(2)信息傳播的媒介——_信道__。
(3)信息接收的生物或其部位——_信息受體__。
判斷正誤
1．生物之間的信息傳遞只限于同種生物。( × )
2．某種鳥類在受到驚嚇后，會突然飛起并發出尖叫，給同伴傳遞行為信息和物理信息。( √ )
3．利用特殊的化學物質擾亂某些動物的雌雄交配，使有害動物種群的繁殖力下降，屬于化學信息的應用。( √ )
4．生物代謝產生的物質如酶、維生素、生長素等屬于生態系統的化學信息。( × )
核心探討
生態系統中信息的種類
①螢火蟲發出的熒光　②蛇通過熱感受器發現鼠　③蜘蛛網的振動　④寵物狗之間通過嗅聞肛門腺辨識身份和健康狀況　⑤“燕燕于飛，差池其羽”　⑥孔雀開屏　⑦雌蛾分泌性外激素吸引雄蛾
物理信息：_①②③__；
化學信息：_④⑦__；
行為信息：_⑤⑥__。
核心歸納
1．生態系統中信息的種類
種類 概念 傳遞形式與來源 實例
物理信息 自然界中的光、聲、溫度、濕度、磁場等，通過物理過程傳遞的信息 物理過程，來自非生物環境或生物 螢火蟲的熒光，植物花的顏色
化學信息 在生命活動中，生物產生的可以傳遞信息的化學物質 信息素，來自生物 昆蟲的性外激素，狗利用其小便記路
行為信息 動物通過特殊行為在同種或異種生物之間傳遞的信息 動物的行為，來自動物 蜜蜂跳舞，鳥類的“求偶炫耀”
知識貼士
(1)若涉及聲音、顏色、植物形狀、磁場、溫度、濕度等信號，可判斷為物理信息。
(2)若涉及化學物質的揮發性(如性外激素等)這一特點，則判斷為化學信息。
(3)凡涉及動物“肢體語言”均屬于行為信息，行為信息只能來源于動物體。
(4)區別物理信息和行為信息：行為信息往往是動物帶有一定“語言含義”的動作；物理信息則只是光、聲、磁場等物質本身的影響，沒有“語言含義”。
2．信息傳遞的模式
從圖中可以看出：
(1)信息傳遞具有雙向性，信息有從輸出者向輸入者的傳遞，也有輸入者向輸出者的反饋。
(2)信息傳遞存在于生態系統的各種成分之間，把生態系統的各個組成部分聯系成一個整體，決定能量流動和物質循環的方向與狀態。
3．能量流動、物質循環與信息傳遞的比較
項目 能量流動 物質循環 信息傳遞
特點 單向流動，逐級遞減 全球性，循環性 往往是雙向的
范圍 生態系統中的各營養級 生物圈 生物之間，生物與非生物環境之間
途徑 食物鏈和食物網 多種
地位 生態系統的動力 生態系統的基礎 決定能量流動和物質循環的方向和狀態
聯系 同時進行，相互依存，不可分割，形成一個統一整體
典題應用
1．下列關于生態系統中信息傳遞的說法，錯誤的是( B )
A．孔雀開屏和蜜蜂跳舞都屬于動物的行為信息
B．生態系統的信息傳遞和能量流動一樣是單向的
C．“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”體現了物理信息的作用
D．花香引蝶、警犬嗅尋毒品，體現了化學信息的作用
解析：孔雀開屏和蜜蜂跳舞都屬于動物的行為信息，A項正確；生態系統的信息傳遞是雙向的，能量流動是單向的，B項錯誤；“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”是由于溫度的影響，體現了物理信息的作用，C項正確；花香引蝶、警犬嗅尋毒品，體現了化學信息的作用，D項正確。
2．下列與生態系統的能量流動、物質循環和信息傳遞相關的敘述，正確的是( B )
A．信息是沿著食物鏈從低營養級向高營養級傳遞的
B．與碳循環有關的生理活動有光合作用、細胞呼吸和化能合成作用等
C．生態系統的物質循環指的是各種化合物在生物群落與無機環境之間往復循環
D．拔去田地中的雜草是人為地調整能量流動的方向，可以提高生態系統的能量傳遞效率
解析：信息傳遞一般是雙向的，故不是沿著食物鏈從低營養級向高營養級傳遞的，A項錯誤；與碳循環有關的生理活動有光合作用、細胞呼吸和化能合成作用等，B項正確；生態系統的物質循環指的是各種元素在生物群落與無機環境之間往復循環，C項錯誤；拔去田地中的雜草是人為地調整能量流動的方向，可以提高生態系統的能量利用率，能量傳遞效率不能提高，D項錯誤。
知識點二　信息傳遞在生態系統中的作用及應用
教材梳理
1．_生命活動的正常進行__，離不開信息的作用，_生物種群的繁衍__，離不開信息的傳遞，信息還能調節生物的_種間關系__，進而維持生態系統的平衡與穩定。
2．信息傳遞在農業生產中的應用
(1)_提高__農畜產品的產量。
(2)對_有害動物__進行控制。
3．控制動物危害的技術方法
目前，控制動物危害的技術方法主要有化學防治、生物防治和機械防治。這些方法各有優點，但是目前人們越來越傾向于利用對人類生存環境無污染的、有效的_生物防治__，該方法有些就是利用_信息__來發揮作用的。
判斷正誤
1．萵苣種子必須接受某種波長的光才能萌發，說明生命活動的正常進行，離不開信息的傳遞。( √ )
2．利用生長素類調節劑2,4－D殺死單子葉作物農田中的雙子葉雜草，屬于對化學信息的應用。( × )
3．利用信息傳遞在生態系統中的作用控制動物危害，屬于生物防治技術。( √ )
核心探討
信息傳遞在生態系統中的作用
根據提供的資料，回答問題。
資料1　海豚進行捕食、探路、定位和躲避天敵等行為幾乎都依賴于超聲波。它們可使用頻率超過100 kHz的超聲波進行“回聲定位”。
資料2　萵苣等植物的種子必須接受某種光信息才能萌發生長。
資料3　植物開花需要光信息刺激；許多昆蟲的雌雄個體憑借信息素而相互識別、完成交配，保證種群的延續。
資料4　當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放可揮發的化學物質。這些化學物質，白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——寄生蟲或捕食者，夜間又能夠驅除夜間活動的雌蛾，使它們不能在植物葉片上停留產卵。
(1)根據資料1和資料2分析，信息傳遞與個體生命活動的正常進行有什么關系？
提示：如果沒有信息傳遞，海豚的生活、捕食難以進行；萵苣等植物種子的萌發生長等活動，離開信息傳遞不能正常進行。這些都說明了生物個體正常的生命活動離不開信息傳遞。
(2)根據資料3分析，信息傳遞在種群的繁殖過程中起什么作用？
提示：通過信息傳遞，植物才能開花，雌雄個體才能相互識別、交配，這樣才能保證種群的繁衍。
(3)資料4中的化學物質能夠將幾種生物類群聯系起來？由此說明信息傳遞在群落和生態系統水平上，發揮什么作用？
提示：將煙草、蛾和蛾幼蟲的天敵聯系起來；由此說明信息傳遞可以調節種間關系，進而維持生態系統的平衡和穩定。
核心歸納
1．信息傳遞的作用拓展
(1)植物種子的萌發生長是個體層次的正常生命活動，植物開花(花是生殖器官)是種群層次的繁衍活動。
(2)要體現“信息傳遞調節生物的種間關系，以維持生態系統的平衡與穩定”，實例資料中應涉及兩種及兩種以上的生物。
(3)信息傳遞發生的范圍及各組成成分的關系：生態系統的信息傳遞存在于生態系統的各組成成分之間，將生態系統的各組成成分聯系成一個整體。
生態系統中信息傳遞的范圍不包括細胞之間的信息傳遞，而是指種群內部個體之間、種群之間以及生物與非生物環境之間的信息傳遞。
2．比較有害動物防治的幾種方法
名稱 化學防治 機械防治 生物防治
定義 又叫農藥防治，是利用化學藥劑的毒性來防治病蟲害 是指利用物理因子或機械作用來防治病蟲害 是指利用一種生物對付另外一種生物的方法。生物防治的方法有很多，高中生物教材把利用生物信息素即生物產物對同種生物或不同種生物的防治也歸為生物防治
優點 高效、速效、使用方便、經濟效益高 無污染 無污染、效果好且持久、成本低
缺點 使用不當可對植物產生藥害，引起人畜中毒；殺傷害蟲的天敵和有益微生物；導致病原體產生抗藥性；農藥的高殘留還可造成環境污染 費事費力 天敵數量不確定；寄生蟲專一性強
典題應用
3．下列有關生態系統中信息傳遞的敘述，正確的是( D )
A．生態系統中的信息只能來源于同種或異種的生物
B．植物體內調節生長的激素屬于信息傳遞中的化學信息
C．動物的行為信息只能在同種生物間傳遞
D．信息傳遞可調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定
解析：生態系統中的信息來源于無機環境、同種或異種的生物，A項錯誤；植物體內調節生長的激素只在個體內起到調節作用，不屬于信息傳遞中的化學信息，B項錯誤；動物的行為信息可以在同種或不同種生物間傳遞，C項錯誤；捕食者與被捕食者通過信息傳遞調節生物的種間關系，維持二者數量的相對穩定，維持生態系統的穩定，D項正確。
4．世界上每年都有大面積的農田、草原和森林遭受病蟲害、鼠害和鳥害。目前控制動物危害的技術有化學防治和生物防治等。下列不屬于生物防治的措施是( B )
A．引入僅對歐洲兔致死的黏液瘤病毒后，野兔數量得到控制
B．利用模擬動物信息的方法吸引大量傳粉動物，提高果樹的結實率
C．利用音響設備發出結群信號吸引鳥類，使其結群捕食害蟲
D．利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動物，降低害蟲種群密度
解析：利用僅對歐洲兔致死的黏液瘤病毒對野兔進行生物防治，A不符合題意；利用模擬動物信息的方法吸引大量傳粉動物，提高果樹的結實率，該過程利用了生態系統信息傳遞的原理，不屬于對危害生物的防治措施，B符合題意；利用物理信息對有害動物進行生物防治，C不符合題意；利用化學信息對有害動物進行生物防治，D不符合題意。

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