2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第3章 生态系统及其稳定性第1节　生态系统的结构

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第3章生态系统及其稳定性第3章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构课程内容标准核心素养对接1.举例说明什么是生态系统。2.通过分析生态系统的结构，归纳生态系统的组分，建构生态系统的结构模型。3.阐明生态系统是一个统一的整体。1.生命观念——通过学习生态系统各组分之间的联系，建立生态系统的结构和功能相统一的观点。2.科学思维——建构生态系统的结构模型，解释食物网中生物数量的变化。知识点1生态系统的概念、范围和类型(3)类型请将序号所示生态系统的类型进行归纳：①海洋生态系统②草原生态系统③森林生态系统④农田生态系统⑤果园生态系统⑥冻原生态系统⑦淡水生态系统⑧人工林生态系统⑨荒漠生态系统⑩城市生态系统知识点2生态系统具有一定的结构1.生态系统的结构组成包括生态系统的组成成分和生态系统的营养结构(食物链和食物网)。2.生态系统的组成成分(1)组成成分非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。(2)三种生物成分的比较3.生态系统的营养结构——食物链和食物网(1)食物链①概念：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。②实例(2)食物网(1)河流中所有生物和底泥共同组成河流生态系统。(×)(2)一座城市也是一个生态系统。(√)(3)自养生物一定是生产者，生产者一定是自养生物。(√)(4)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌。(×)(5)食物网中两种生物之间都是捕食关系。(×)(6)在一条食物链中，生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定。(√)eq\x(教材P51“图3－2”拓展)分析生态系统的结构模型，回答有关问题。(A～E表示生态系统中的不同组分，①②③表示与A有关的生理过程)(1)写出图中A～E的名称。A.生产者B.植食性动物C.肉食性动物1D.分解者E.无机盐等(2)图中①和②表示的生理过程分别是细胞呼吸(呼吸作用)、光合作用。(3)成分E进入A的主要形式是离子，进入细胞的主要方式是主动运输。(4)从生态系统的成分角度分析，④过程代表的含义是太阳能的输入(太阳能输入生态系统)。探究点一生态系统的组成成分下图为一个池塘生态系统的示意图，据图回答问题。(1)池塘生态系统的结构包括生态系统的组成成分和生态系统的营养结构(食物链和食物网)。生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。(2)该生态系统中不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的，绿色植物通过光合作用将无机物转化为有机物，将太阳能转化为化学能；动物通过摄取其他生物获得物质和能量；细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。(3)哪些生物属于消费者？是不是消费者都是动物？是不是所有的动物都是消费者？提示属于消费者的生物有大部分动物、寄生细菌和部分营寄生生活的植物(如菟丝子)等。消费者并不都是动物。并不是所有的动物都是消费者。(4)分解者主要是真菌，除此之外，部分细菌和动物也属于分解者，哪些细菌和动物也属于分解者？提示腐生细菌和一些营腐生生活的动物，如蚯蚓、蜣螂和秃鹫等。生态系统各组成成分的相互关系巧辨生态系统组成成分的三类和两类[例1]下列关于生态系统组成成分中生物部分的叙述，正确的是()A.分解者只包括腐生细菌和真菌B.消费者全是异养型真核生物C.生产者中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物D.生产者和分解者间均直接联系，消费者可有可无答案C解析分解者包括营腐生生活的细菌、真菌及腐食性动物，如蚯蚓，A错误；消费者也有原核生物，B错误；生产者属于自养型生物，但不一定是真核生物，有些原核生物如硝化细菌也是生产者，C正确；消费者能够加快生态系统的物质循环，对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用，有些情况下生产者和分解者需要经过消费者才能联系起来，如分解者分解利用初级消费者的粪便，消费者在生态系统中是不可缺少的，D错误。[例2]下面是生态系统组成成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是()A.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物B.a中全是异养型真核生物C.c只包括腐生细菌和真菌D.a是该生态系统的基石，一旦遇到破坏，会影响整个生态系统的稳定答案A解析生态系统包括生物群落和非生物环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的物质和能量来自b，并可传递给c，所以b是生产者，a是消费者，c是分解者。生产者多数是光能自养型的真核生物，如绿色植物，但也有化能自养型的原核生物，如硝化细菌等；消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消费者，但属于原核生物；分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐食性动物，如蚯蚓、蟑螂等；生态系统的基石是b(生产者)。探究点二食物链和食物网1.观察下图中的食物链，思考并回答下列问题：(1)图中食物链的起点和终点分别是生产者(植物)和最高级消费者(鹰)。图中蛇处于第四营养级，鹰属于四级消费者。食物链形成的根本原因是各种生物之间的食物关系。(2)写出图中未包含的生态系统的组成成分。提示非生物的物质和能量、分解者。2.下图为某草原生态系统的食物网组成，思考并回答下列问题：(1)鹰处于哪几个营养级？鹰和蛇之间是什么关系？提示第三、四、五营养级。捕食和种间竞争。(2)图中食物网的成因有哪些？提示一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，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)若人类的捕杀导致鹰大量减少，兔、食草鸟、蛇的数量如何变化？提示兔、食草鸟、蛇的数量先增加后减少最后趋于稳定，但结果比原来的数量要增加。1.明确关于食物链和食物网的六个易误点(1)每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。(2)食物链由生产者和消费者构成，分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。(3)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。(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，又是种间竞争关系。2.食物链(网)中各营养级生物数量的变化(1)当第一营养级(绿色植物)生物数量减少，会导致其他生物数量都减少。(2)当“天敌”蛇减少，则被捕食者青蛙的数量先增加后减少最后趋于稳定。(3)“中间”营养级生物数量减少的情况：在食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地吃兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只吃蛇，它可依靠其他食物来源维持其数量基本不变。(4)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。[例3]下列属于生态系统食物链和食物网特征的是()A.同一营养级的动物一定是一个种群B.一种生物只能被另一种生物捕食C.第一营养级的生物通常指绿色植物D.同一种动物只能占据一个营养级答案C解析同一营养级的动物可以包括多个物种、多个种群；一种生物可以被一种或多种生物捕食；第一营养级的生物是生产者，绝大多数生态系统的生产者是绿色植物；同一种动物可以捕食多种生物，在食物网的不同食物链中可占据不同营养级。[例4]下列有关如图的叙述，不正确的是()A.若该图表示生态系统的四种组分，则应加上由丁到甲的箭头B.若该图表示食物网，则该食物网中共有3条食物链C.若该图表示一个群落，则丁为分解者D.若甲为生产者，则甲一定是自养型生物答案B解析如果题图表示生态系统的四种组分，则可确定甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是非生物的物质和能量，所以应加上由丁到甲的箭头，表示光合作用或化能合成作用，A正确；若题图表示食物网，则该食物网中共有4条食物链，分别是甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁、甲→丁，B错误；若该图表示一个群落，则甲是生产者，乙、丙是消费者，丁为分解者，C正确；若甲为生产者，则甲一定是自养型生物，D正确。巧判生态系统中四种组成成分(1)图示(2)分析①先根据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据D有“3”个指出箭头确定D为“生产者”，则有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据“D→A→B”，确定A为消费者，B为分解者。②若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为营腐生生活的细菌和真菌。③图示中D、A、B共同构成生物群落，而食物链(网)中只包括D和A。思维导图晨读必背1.在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。2.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。3.生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。4.食物链和食物网是生态系统的营养结构，是物质循环和能量流动的渠道。随堂检测1.某自然保护区里的各种植物、动物和看不见的微生物以及水和光等无机条件，它们共同构成了一个()A.种群 B.生物群落C.生态系统 D.物种答案C解析在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。保护区内的各种生物和非生物环境构成了生态系统。2.生态系统的结构包括()A.食物链、食物网B.非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者C.生态系统的组成成分、食物链和食物网D.阳光、热能、空气答案C解析生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，其中组成成分包括非生物的物质和能量(阳光、热能、空气等)、生产者、消费者和分解者，营养结构包括食物链和食物网。3.关于生态系统组成成分的正确叙述有几项()①凡是细菌、真菌都是分解者②凡是自养生物都是生产者③消费者都是动物④动物都是消费者⑤异养型生物都是分解者A.一项 B.二项C.三项 D.四项答案A解析有些细菌如硝化细菌属于生产者，①错误；生产者主要指绿色植物，能够通过光合作用制造有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量，故凡是自养生物都是生产者，②正确；不含有叶绿素的植物如菟丝子属于消费者，③错误；有些动物如蚯蚓营腐生生活，是分解者，④错误；异养型生物有可能是消费者，也有可能是分解者，⑤错误。综上所述，A正确。4.如图所示，下列叙述正确的是()A.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统B.蛇属于三级消费者C.细菌与蝉之间的关系属于种间竞争D.图示的绿色植物和各种动物在生态学上可以构成一个生物群落答案A解析图中生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量共同组成生态系统，A正确；蛇属于四级消费者，B错误；细菌属于分解者，其与蝉不构成种间竞争关系，C错误；在相同时间内聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，D错误。5.下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，其中的初级消费者只有植食性鸟B.生物数量越多，食物网越复杂C.处于第三营养级的生物有3种D.生态系统的4种组成成分中，该图中只体现了2种成分答案D解析分析题图可知，该食物网由5条食物链组成，植食性鸟和食草昆虫都是初级消费者，A错误；食物网的复杂程度取决于有食物联系的生物种类，并非取决于生物数量，B错误；分析食物网，处于第三营养级的生物有鹰、食虫鸟、蜘蛛、青蛙4种，C错误；该图中只有生产者和消费者，缺少生态系统组成成分中的分解者及非生物的物质和能量，D正确。课时作业(时间：30分钟)知识点1生态系统的组成成分1.从生态系统的组成成分看，光合细菌和蚯蚓分别属于()A.生产者、消费者 B.生产者、分解者C.分解者、消费者 D.消费者、分解者答案B解析光合细菌为自养型微生物，属于生产者；蚯蚓为腐食性动物，即营腐生生活，属于分解者。2.连接生物界和无机自然界的两个重要环节是()A.生产者和非生物成分 B.消费者和非生物成分C.生产者和消费者 D.生产者和分解者答案D解析生产者能将无机自然界中的无机物转化为体内的有机物。分解者能将动植物遗体、动物排遗物等所含的有机物，分解成简单的无机物，归还到无机自然界中。3.下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是()A.太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的组成成分B.硝化细菌是自养型生物，在生态系统中属于生产者C.蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者D.营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者答案B解析生态系统组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，阳光属于非生物的能量；硝化细菌通过化能合成作用将无机物转化成有机物，属于生产者；蚯蚓是以植物残体为食的腐食性动物，在生态系统中属于分解者；营腐生生活的细菌一定是分解者。4.下列有关生态系统结构的叙述，正确的是()A.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构B.生态系统中的生产者是自养生物，均能进行光合作用C.病毒营寄生生活，在生态系统中属于分解者D.腐生真菌是真核生物，在生态系统中属于消费者答案A解析生态系统的结构是由生态系统的组成成分和营养结构组成的，A正确；生态系统中的生产者是自养生物，其中进行化能合成作用的微生物不能进行光合作用，B错误；病毒营寄生生活，在生态系统中是消费者，C错误；腐生真菌是真核生物，在生态系统中属于分解者，D错误。知识点2食物链和食物网5.如图是某营养元素循环简图，下列能分别代表X、Y、Z三种生物的是()A.生产者、消费者、分解者B.生产者、分解者、消费者C.分解者、消费者、生产者D.消费者、分解者、生产者答案A解析X把无机物转换成有机物进入生物群落，故生物X是生产者；Z把有机物分解为无机物返回到无机环境，故生物Z是分解者；消费者通过摄食生产者获取生产者的部分能量和物质，由图可知生物Y是消费者，A正确。6.如图表示某草原生态系统的部分食物网，相关叙述正确的是()A.该草原生态系统中的所有动物都属于消费者B.图示食物网中不同生物之间的种间关系只有捕食C.图中的该生态系统的组成成分只缺少了非生物的物质和能量D.兔、鼠和草食昆虫在图中不同食物链中都位于第二营养级答案D解析草原生态系统中蚯蚓、蜣螂等动物属于分解者，A错误；图示食物网中不同生物的种间关系有捕食和种间竞争，如吃虫的鸟和肉食昆虫之间的种间关系是捕食和种间竞争，B错误；题图中，该生态系统中的组成成分缺少非生物的物质和能量、分解者，C错误；图中兔、鼠和草食昆虫在图中不同食物链中都位于第二营养级，D正确。7.农田生态系统中，假设有两条主要的食物链(如图)，如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是()A.有利于生态系统的平衡B.水稻虫害严重C.蛇的数量迅速增加D.鼠的数量迅速增加答案B解析大量捕捉蛙以后，害虫失去了天敌，所以害虫数量会迅速增加；蛙减少以后，蛇的数量不会变化很大，因为蛇有蛙和鼠两个食物来源，但鼠的数量会因蛇的大量捕食而减少。8.下图为某草原生态系统的食物网，请据图判断下列叙述正确的是()A.属于次级消费者的是食草鸟、蜘蛛、蟾蜍、猫头鹰B.猫头鹰占有第三、第五、第六共三个营养级C.蟾蜍和蜘蛛只有捕食关系D.如果昆虫突然减少，一段时间后食草鸟数目将会增加答案D解析食草鸟属于初级消费者；猫头鹰占有第三、第四、第五、第六共四个营养级；在该生态系统中，蜘蛛和蟾蜍既有捕食关系，又有种间竞争关系。9.关于生态系统组成成分的叙述，正确的是()①自养型生物都是生产者②生产者都是自养型生物③异养型生物都是消费者④消费者都是异养型生物⑤植物都是生产者⑥细菌、真菌都是分解者⑦动物都是消费者A.②④⑥ B.①②④C.①⑤⑦ D.②⑤⑥答案B解析生产者(自养型生物)能够通过光合作用或化能合成作用将无机物合成有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量，故凡是自养型生物都是生产者，①②正确；消费者和分解者都是异养型生物，③错误、④正确；寄生植物如菟丝子是消费者，⑤错误；只有营腐生生活的细菌、真菌才能将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物分解成无机物归还无机环境，是分解者，而硝化细菌则为生产者，寄生的细菌和真菌是消费者，⑥错误；腐食性动物如蜣螂是分解者，⑦错误。10.如图表示某生态系统中四种组成成分之间的相互关系，下列相关叙述正确的是()A.甲是生产者，包括所有的植物和部分细菌B.所有的动物在生态系统中都属于丙C.理论上，一个生态系统没有丙也可以行使其功能D.甲和乙是一个生态系统的基石答案C解析分析题图可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能量。并非所有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，B错误；通过生产者和分解者可以实现生物群落与非生物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行使其功能，C正确；生产者可以通过光合作用或化能合成作用，将光能或无机物中的化学能固定在它们所制造的有机物中，有机物中的化学能可供生物利用，所以生产者是一个生态系统的基石，D错误。11.如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中，错误的是()A.生态系统中的食物链交错连接形成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同的营养级B.蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和种间竞争C.该图仅体现了生态系统组成成分中的生产者、消费者和分解者D.鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于三级消费者答案C解析生态系统中的食物链交错连接形成食物网的原因是多种生物在不同食物链中占有不同的营养级，食物链交叉成食物网，A正确；蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟与蛙都捕食植食性昆虫和食虫昆虫，是种间竞争关系，B正确；该图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，C错误；鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于第四营养级，三级消费者，D正确。12.大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，不可能发生的变化是()A.生态系统中原有食物链的营养级增加B.植食性动物间的竞争结果发生反转C.肉食性动物间的捕食关系发生反转D.减轻该地区野生动物对农作物的破坏程度答案C解析根据题意可知，某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食作用，故生态系统中原有食物链的营养级增加，A正确；当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，由于该大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，可能导致某种植食性动物在竞争中失去原有竞争优势，即竞争结果发生反转，B正确；某种大型肉食性动物的迁入，不会引起肉食性动物间的捕食关系发生反转，因为捕食关系是长期自然选择的结果，C错误；大型肉食性动物对植食性动物有驱赶作用，使生产者在一定程度上得到保护，即减轻该地区野生动物对农作物的破坏程度，D正确。13.图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网。据图1回答：(1)从营养功能的角度来填写成分：B_________________________；C________________。(2)B主要是指______________________________________________。(3)________和________(填字母)是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。据图2回答：(4)该生态系统共有________条食物链。(5)要使该生态系统完整，还需要增加的成分是___________________________________________________________________________________________________________________。(6)鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链。__________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)鹰和蛇的关系是________，若蛇绝种，鹰的数量可能________。答案(1)分解者非生物的物质和能量(2)营腐生生活的细菌和真菌(3)DB(4)8(5)分解者、非生物的物质和能量(6)4植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰(或植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰)(7)捕食和种间竞争增多解析(1)非生物环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者。(2)分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌。(3)生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分。(4)食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链。(5)该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者、非生物的物质和能量。(6)在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链。(7)蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是种间竞争关系。若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的营养级降低，食物增多，数量也增多。第2节生态系统的能量流动课程内容标准核心素养对接1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征。2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。3.概述研究生态系统能量流动的意义。4.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。1.生命观念——通过学习生态系统的能量流动过程，建立物质和能量观。2.科学思维——利用图示、模型建构生态系统的能量流动过程。3.社会责任——认同利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源。知识点1能量流动的过程1.概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。2.能量流经第一营养级的过程3.能量流经第二营养级的过程4.能量流动示意图(1)补充图中甲～丁代表的内容：甲：生产者；乙：呼吸作用；丙：分解者；丁：呼吸作用。(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。②被下一营养级同化(最高营养级除外)。③被分解者分解利用。知识点2能量流动的特点及其研究的意义1.能量流动的特点2.研究能量流动的意义(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(1)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×)(2)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。(√)(3)第三营养级生物产生粪便中的能量属于该营养级的同化量。(×)(4)太阳能只有通过绿色植物才能输入到生态系统中。(×)(5)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(×)(6)研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。(×)(7)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。(×)eq\x(教材P57“图3－7”拓展)某个湖泊生态系统的能量金字塔模型如下图所示，共有A～D四层，按要求回答问题。(1)D层的含义是什么？提示第一营养级(生产者)在单位时间内固定的太阳能。(2)A～D层生物组成有什么共同特点？提示同属同一个营养级。(3)通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？提示生物量金字塔、数量金字塔。(4)试举一例倒置的金字塔。提示倒置金字塔如树和虫构成的数量金字塔、海洋中某时刻浮游植物与浮游动物构成的生物量金字塔等。探究点一生态系统的能量流动1.如图所示为生态系统能量流动示意图，请完成：(1)生态系统中能量的输入、传递、转化和散失(2)某营养级能量的来源和去路2.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上的生产者主要是草，几乎全部动物都是直接或间接由草养活，下图表示能量流经第二营养级的示意图。请分析回答下列问题。(1)图中第二营养级的摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有的等量关系是什么？提示摄入量(a)＝粪便量(c)＋同化量(b)。(2)第二营养级能量的去路有d、i、f(填图中字母)三条。(3)初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级同化的能量？第三营养级粪便中的能量呢？提示初级消费者粪便中的能量属于第一营养级同化的能量，第三营养级粪便中的能量属于第二营养级同化的能量。1.流经生态系统的能量辨析(1)整个生态系统能量的源头是太阳能，输入的起点是生产者固定的太阳能。(2)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射在所有植物体上的太阳能，因为有相当一部分的太阳辐射没有被生产者捕捉和固定。(3)流经某些人工生态系统(如人工鱼塘)的总能量除了生产者固定的太阳能外，还包括人工投喂的饲料等有机物中的能量。(4)能量最后以热能的形式回到非生物环境中，包括各营养级生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用。2.流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：3.某一营养级能量流动相关数量关系属于上一营养级的同化量(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＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。(3)用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。[例1]下列有关能量流动过程的叙述，错误的是()A.进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等B.能量流动的渠道是食物链(网)C.某营养级的主要能量去向是呼吸消耗D.每个营养级总有一部分能量流向分解者答案A解析进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量，小于进入生态系统的总光能，A错误；能量流动的渠道是食物链和食物网，B正确；在每一个营养级，能量的主要去向都是呼吸作用散失，C正确；每个营养级都有一部分能量流向分解者，D正确。[例2]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m，下列说法正确的是()A.应在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答案B解析初级消费者摄入的能量(n)＝同化量(A)＋粪便中的能量(a)，同化量(A)＝呼吸消耗的能量(m)＋用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量(B)，所以应在A处加上标有细胞呼吸的箭头，A、D错误，B正确；次级消费者摄入的能量不能用图中字母表示，C错误。探究点二能量流动的特点及生态金字塔1.美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)](1)据图分析①图中生产者不能(填“能”或“不能”)捕食肉食性动物来完成能量的循环。②呼吸作用散失的能量不能(填“能”或“不能”)再被生产者利用来合成有机物。③能量流动的第一个特点是单向流动。(2)依图完成表中内容并分析项目输入输出到下一营养级传递效率第一营养级(生产者)464.662.813.5%第二营养级(植食性动物)62.812.620.1%①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%～20%。②能量流动的第二个特点是逐级递减。(3)由赛达伯格湖的能量流动图解可以看出，生态系统中的能量流动是单向的，其原因：食物链中，相邻营养级的生物之间吃与被吃的关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。(4)由上表看出生态系统中的能量流动是逐级递减的，其原因：①各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。②各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。③每个营养级的生物总有一部分能量未利用。2.阅读材料，比较几种生态金字塔，并完成下表。项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状象征意义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般来说，生物个体数目在食物链中随营养级的升高而逐渐减少一般来说，生物量(现有生物有机物的总量)在沿食物链流动过程中逐级递减每一阶的含义单位时间内各营养级所得的能量数值各营养级生物个体的数目比值各营养级现存生物的生物量(即每个营养级所容纳的有机物的总干重)特征呈正金字塔形一般呈正金字塔形，有时也会出现倒置一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散一棵大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量[小结]能量金字塔能更客观、准确地表示能量在各营养级之间的传递规律。巧辨能量传递效率与能量利用率(1)能量传递效率①含义：生态系统中能量传递效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流到下一营养级(最高营养级除外)。②计算公式能量传递效率＝eq\f(某一营养级同化量,上一营养级同化量)×100%。(2)能量利用率①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。[例3]如图为两种生态金字塔示意图，其中Ⅰ为水生生态系统，Ⅱ为陆地生态系统。下列说法错误的是()A.金字塔Ⅰ可能是生物量金字塔B.金字塔Ⅱ可能是数量金字塔C.Ⅰ和Ⅱ都不能表示能量金字塔D.Ⅰ中空白的营养级可代表昆虫，Ⅱ中空白的营养级可代表浮游动物答案D解析金字塔Ⅰ可能是生物量金字塔，如某一段时间海洋浮游植物的生物量小于浮游动物，A正确；金字塔Ⅱ可能是数量金字塔，如一棵大树和上面的昆虫，昆虫的数量远远大于大树，B正确；Ⅰ和Ⅱ都不能表示能量金字塔，因为能量金字塔是正金字塔形，C正确；Ⅰ为水生生态系统，其中空白的营养级可代表海洋中的浮游动物，Ⅱ为陆地生态系统，其中空白的营养级可代表树上的昆虫，D错误。[例4]下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是()A.生态系统中的能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间捕食与被捕食的关系不可逆转B.一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率是10%～20%C.①表示流经此生态系统的总能量D.从能量关系看，②＞③＋④答案C解析①表示初级消费者的同化量，C错误。思维导图晨读必背1.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。2.流入每个营养级中能量的去路一般有：通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级及遗体残骸被分解者分解。3.能量流动的特点是单向流动、逐级递减。4.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三种类型。随堂检测1.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是()A.营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多C.生产者的同化量越大，各级消费者的体型就越大D.营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多答案B解析在流入生态系统能量一定的情况下，相邻营养级之间的能量传递效率相对较高才能维持高营养级生物的生存，A错误；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味着积累越多，生物量增加就越多，B正确；生产者的同化量越大，能养活的消费者越多，但与消费者的体型大小无关，C错误；由于能量传递过程中逐级递减，因此营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于()A.生产者固定的太阳能的总量B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量C.被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量答案C解析生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能量，D错误。3.如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是()A.甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级B.甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链C.甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量D.甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐级递减的特点答案B解析生态系统的能量金字塔是将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量A、C、D正确；甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链，B错误。4.如图为生态系统中能量流动部分示意图，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c＋d/b)×100%B.图中d包含了次级消费者粪便中的能量C.在人工饲养的高密度鱼塘中生产者固定的能量肯定大于初级消费者固定的能量D.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答案D解析第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c/b)×100%，A错误；次级消费者粪便中的能量属于初级消费者固定的能量，因此不可能存在于d中，B错误；在人工饲养的高密度鱼塘这一特殊生态系统中，由于不断地投入食物，因此生产者固定的能量不一定大于初级消费者固定的能量，C错误；食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途是不完全相同的，D正确。课时作业(时间：30分钟)知识点1能量流动的过程1.由草、鼠和蛇组成的一条食物链中，鼠经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括()A.流入蛇体内 B.通过鼠细胞呼吸释放的能量C.通过鼠的粪便流入分解者体内 D.通过蛇的粪便流入分解者体内答案C解析鼠同化的能量除了被分解者利用、呼吸作用消耗以外，还有一部分能量流向了下一营养级即蛇，A不符合题意；鼠同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，这部分能量是不能被生物群落内的生物再利用的，B不符合题意；鼠同化的能量有一部分通过蛇的粪便流入分解者体内，通过鼠的粪便流入分解者的能量不是鼠同化的能量，C符合题意，D不符合题意。2.流经某一生态系统的总能量是()A.照射到该生态系统中的全部太阳能B.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C.该生态系统中生产者体内的能量D.该生态系统中生产者所固定的太阳能答案D解析流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。3.如图为生态系统的能量流动简图，下列叙述正确的是()A.甲是生产者，乙是无机环境B.图中的“能量”可以被甲再次利用C.图中“能量”多数以热能形式散失D.一年中生产者同化的能量不可能小于群落输出的总能量答案C解析甲是生产者，乙是分解者，A错误；能量是单向流动的，不能逆转，不能被再次利用，B错误；每个营养级都要进行呼吸作用，其中大部分的能量都是以热能形式散失的，C正确；在逐渐衰退的生态系统中，生产者同化的能量可能小于群落输出的总能量，D错误。4.某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构成食物链a→b→c，d为分解者，如图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是()A.图中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量B.参与丁过程的都是异养型生物，主要包括营腐生的细菌、真菌等C.当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2D.图中d的能量不全部来自b生物答案C解析b摄入量为其同化量(甲)和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖(乙)；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；当生态系统处于相对稳定状态时，b种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值；d的能量可来自b的粪便，而此部分属于上一营养级a同化的能量。知识点2能量流动的特点及其研究的意义5.在“草→鼠→蛇→鹰”食物链中，鹰的数量明显少于蛇的数量，其原因是()A.能量单向流动，逐级递减B.能量双向流动，逐级递减C.能量单向流动，逐级递增D.能量双向流动，逐级递增答案A6.以下关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是()A.能量流动是单向的、不循环的B.营养级越多，散失的能量越多C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多D.食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越少答案D解析生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不可循环利用，A正确；每个营养级都有呼吸作用散失的能量，故营养级越多，散失的能量越多，B正确；由于能量传递效率为10%～20%，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多，C正确；能量流动具有逐级递减的特点，故食物链越短，最高级消费者获得的能量越多，D错误。7.下图为某生态系统中能量流经第二营养级的过程示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是()A.图中b表示肉食性动物通过摄食同化的能量B.图中c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量C.图中d表示的能量均来自第二营养级D.第二到第三营养级的能量传递效率为f/c答案B解析b表示植食性动物通过摄食同化的能量，A错误；d表示分解者利用的能量，有一部分能量来自第二营养级生物的粪便中的能量，属于第一营养级同化量的一部分，还有一部分来自第二营养级生物的遗体残骸中的能量，C错误；第二到第三营养级的能量传递效率为f/b，D错误。8.如图为某生态系统植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用过程中的能量流动示意图。有关叙述不正确的是()A.①④与植物的呼吸消耗量之和即为输入该生态系统的总能量B.②占①④之和的百分比为这两个营养级间的能量传递效率C.③可用于植食性动物的生长、发育和繁殖D.④⑤代表的能量可流向分解者答案B解析①④之和为植物光合作用积累的有机物的量，①④与植物的呼吸消耗量之和即为生产者同化的总能量，等于输入该生态系统的总能量，A正确；能量传递效率为相邻两个营养级同化量的比值，①④之和不是生产者的同化量，B错误；植食性动物用于生长、发育和繁殖的能量即为有机物的积累量，C正确；④⑤代表的能量一般流向分解者，D正确。9.下图中甲为自然生态系统的生态金字塔，图乙为城市生态系统的生态倒金字塔，以