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

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册补充第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，以下解释不符合客观事实的是()A.组成甲和乙生态系统不可缺少的生物因素是生产者和分解者B.流经甲或乙生态系统的总能量主要是甲或乙生态系统中的植物所固定的太阳能C.乙生态系统可以对甲生态系统产生影响D.人类活动对甲或乙生态系统均产生影响答案B解析生产者和分解者位于物质循环的两个关键环节，是生态系统不可缺少的生物因素，A正确；流经城市生态系统的总能量主要是其他生态系统输入的能量，B错误；城市生态系统和自然生态系统互相联系，前者对后者会产生影响，C正确；人类活动对城市生态系统和自然生态系统均会产生影响，D正确。10.某草原生态系统的能量流动经简化处理后如图所示，下列分析正确的是()A.各营养级间能量传递效率不到10%B.全部食草动物构成一个种群C.食草动物的体型一定大于食肉动物D.在该草原上大量牧羊，能提高能量传递效率答案A解析第一营养级到第二营养级的能量传递效率为2491/36629×100%≈6.8%，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为200/2491×100%≈8%，均小于10%，A正确；全部食草动物中包括不同种生物，不能构成一个种群，B错误；食草动物的体型不一定大于食肉动物，C错误；在该草原上大量牧羊，不能提高能量的传递效率，D错误。11.如图为某农田生态系统的局部能量流动示意图，字母表示能量值。下列分析不正确的是()A.流经该生态系统的总能量为aB.f属于生态系统中输出的部分热能C.c表示初级消费者同化的能量D.施用农家肥可为生产者提供能量答案D解析流经该生态系统的总能量为生产者固定的能量，即a，A正确；f表示初级消费者通过呼吸作用以热能的形式散失的能量，B正确；c表示初级消费者同化的能量，C正确；农家肥经微生物的分解，形成二氧化碳和无机盐等，不能为生产者提供能量，D错误。12.如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是()A.图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭B.鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系C.该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能D.拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率答案D解析螺、昆虫、鸭都可以直接捕食生产者，此种情况时它们都位于第二营养级，A正确；鸭可以捕食螺，二者之间具有捕食关系，同时它们都以生产者为食，故鸭和螺之间还有种间竞争关系，B正确；拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，但不能提高生态系统的能量传递效率，D错误。13.请据生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，回答下列问题：(1)生态系统的结构包括____________________，生态系统最基本的生物成分是________________。(2)美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了________，并发现了能量流动的两个明显的特点为________________________和________________________。(3)上图中a～e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在________(填图中字母)中，乙用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为____________________(用图中字母和计算符号表示)。(4)研究生态系统的能量流动时，如研究农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚、稻—萍—蛙等立体农业生产方式可以帮助人们____________________________；研究生态系统的能量流动，如研究沼气工程，则可以帮助人们____________________________；研究生态系统的能量流动，如研究合理确定草场的载畜量，还可以帮助人们__________________________________________________________________________________________________________。答案(1)生态系统的组成成分和营养结构生产者(2)定量分析能量流动是单向的能量在流动过程中逐级递减(3)ca－b(4)将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量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第3节生态系统的物质循环课程内容标准核心素养对接1.概述生态系统的物质循环过程。2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。3.说明能量流动和物质循环的关系。4.尝试探究土壤微生物的分解作用。1.生命观念——通过学习物质循环与能量流动的关系，使学生建立物质与能量观。2.科学思维——通过建构碳循环过程示意图，学会模型建构的一般方法。3.社会责任——根据物质循环规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源。知识点1碳循环1.碳循环过程图解(1)图中①～⑤表示的过程：①光合作用，②呼吸作用，③呼吸作用，④捕食，⑤分解作用。(2)A、B、C表示的生物类群：A.初级消费者，B.次级消费者，C.分解者。(3)循环形式①在生物群落与非生物环境间：主要以CO2的形式进行。②在生物群落内：以含碳有机物的形式进行。(4)温室效应①形成原因：主要是化石燃料的开采和使用使大气中CO2含量迅速增加，打破了生物圈碳循环的平衡。②应对方法：一方面要减少CO2排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率。2.物质循环知识点2生物富集、物质循环和能量流动的关系1.生物富集2.能量流动和物质循环的关系(1)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。(×)(2)碳循环中生物的呼吸作用和微生物的分解作用，导致了温室效应现象的出现。(×)(3)镉、汞等重金属可沿着食物链不断积累和浓缩。(√)(4)能量流动伴随着物质循环在生态系统中反复利用。(×)(5)沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用。(√)eq\x(教材P64“图3－11”拓展)如图所示为DDT通过某条食物链的积累过程(单位：mg/kg)。(1)请写出图中所示食物链：浮游生物→小鱼→大鱼→鱼鹰。(2)图中生物体内DDT浓度高于(填“高于”或“低于”)水体中DDT的浓度，这种现象称为生物富集。(3)比较该食物链中各营养级的DDT浓度：浮游生物(第一营养级)＜小鱼(第二营养级)＜大鱼(第三营养级)<鱼鹰(第四营养级)，由此可得出的结论是DDT在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐渐增高。(4)DDT在生物体内会产生富集的原因：DDT是生物体难以降解的化合物且不易排出。探究点一碳循环如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图分析：(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。提示甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？提示在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物。在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。(3)图中的字母分别表示什么过程？提示b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、动物的排遗物等提供给分解者。(4)既然物质是循环的，为什么农田生态系统还需要经常施肥呢？提示物质循环具有全球性，是指在生物圈内进行的循环，而农田是一个较小的生态系统，不断有粮食作物的输出，即物质的输出大于物质的自然输入，因此要不断施加肥料。归纳总结碳循环的过程辨析物质循环的三个易误点[例1]下列是根据如图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，其中正确的是()A.碳元素在生物群落内部主要以CO2的形式传递B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者C.③过程增强后，②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中的CO2D.开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖答案D解析碳元素在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，A错误；③过程为CO2进入生物群落的过程，该过程主要为绿色植物的光合作用，参与③过程的生物是生产者，B错误；③过程为生产者固定二氧化碳的过程，生产者固定CO2形成有机物，有机物中的碳一部分储存在动植物体内，因此能通过增强③减少大气中的CO2，C错误；减少大气中CO2的量最主要的方法是开发太阳能、水能、核能等新能源，以减少人类对化石燃料的利用(①过程)，D正确。[例2]下图是自然界碳循环的简图，据图分析，下列叙述错误的是()A.甲为分解者，乙为消费者，丙为生产者B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中C.④主要表示大气中CO2通过光合作用进入生物群落D.碳元素以无机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动答案D解析根据丙和大气中的二氧化碳库间存在双向箭头，可判断丙为生产者，根据围绕甲的箭头“多进一出”可判断甲为分解者，则乙为消费者，A正确；碳元素以含碳有机物的形式在丙→乙→甲所示的渠道流动，D错误。“三看法”巧判碳循环模型中的成分探究点二生物富集、能量流动和物质循环的关系1.根据水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图，回答问题：(1)据图分析，写出分析结果：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。(2)还有哪些有害物质也有与铅类似的现象？提示镉、汞等重金属，DDT、六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。(3)生物富集对生物体有危害吗？提示对生物体有害，而且富集的物质会沿着食物链积累，最终威胁食物链顶端的生物(包括人类)。(4)生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。提示它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散，因此具有全球性。2.结合下图，分析物质循环与能量流动的关系，回答问题：(1)图中绿色植物是生态系统成分中的生产者，将其称为生态系统基石的原因是什么？(从物质和能量方面分析)提示绿色植物能够把太阳光能转化为化学能，储存在有机物中，为生态系统的其他生物提供物质和能量。(2)森林植物的垂直结构决定了动物垂直结构的原因是什么？提示植物为不同种类的动物提供了食物和栖息环境。(3)植物通过光合作用储存在有机物中的能量不能100%流入其他生物，原因是什么？提示自身呼吸作用会消耗部分能量。(4)概括物质循环和能量流动之间的区别和联系。提示①物质是能量沿食物链(网)流动的载体，能量是物质在生态系统中往复循环的动力。②在物质循环过程中，非生物环境中的物质可以被生物群落反复利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时，是逐级递减的，而且能量流动是单方向不循环的。1.重金属盐和DDT等农药的生物富集现象(1)过程：生物富集与能量流动正好相反，能量在沿食物链(网)流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在生物富集现象，即营养级越高，该物质浓度越高。如图所示：(2)特点：①全球性：有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地。②有害物质沿着食物链逐级递增，最终积累在最高营养级。2.物质循环与能量流动的区别与联系[例3]为更好地建设雄安新区，科研人员调查白洋淀水域生态系统各成分中有机氯农药DDT污染的状况，得到下表所示检测结果。下列说法错误的是()不同成分水底泥水生植物浮游动物底栖动物鲫鱼乌鳢DDT含量(μg/kg)0.10.76.321.037.919.4124.4A.DDT在生物群落和非生物环境间循环往复，不能被分解B.DDT几乎污染了白洋淀生态系统所有组成成分C.营养级越高，生物体内的DDT浓度越高D.水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢答案A解析生态系统中的物质循环是指某些化学元素在非生物环境与生物群落中的循环，不是指DDT这样的难以降解的化合物，DDT会随着营养级的增加，在生物体内不断富集，难以被降解，A错误；据表分析，该生态系统中的组成成分几乎都被DDT污染，B正确；DDT难以降解，在食物链中会出现生物富集现象，营养级越高的生物体内的DDT浓度越高，C正确；生态系统中的能量流动是逐级递减的，故水生植物同化的太阳能只有少部分传递给乌鳢，D正确。[例4]如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，对图中箭头的含义表述错误的是()A.④和⑤可表示生物群落中能量的散失B.⑤可表示生物群落中的物质回归非生物环境C.②可表示能量在生物体之间单向流动D.①可表示碳元素从二氧化碳转变为有机物答案A解析分析题图可知，生物群落中能量的散失主要通过④呼吸作用，⑤(分解者的分解)可表示生物群落中的物质回归非生物环境，A错误，B正确；能量能够在生物体之间沿食物链(网)单向流动，如图中的②③，C正确；碳元素从二氧化碳转变为有机物主要通过①生产者的光合作用，D正确。探究点三探究土壤微生物的分解作用1.实验原理(1)土壤中存在的细菌、真菌等微生物是分解者成分。(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。(3)淀粉eq\o(→,\s\up7(微生物(酶)))还原糖eq\o(→,\s\up7(斐林试剂),\s\do5(加热))砖红色沉淀。2.实验流程项目案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A烧杯中加入30mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B烧杯中加入30mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物溶液中是否含有分解淀粉的微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2不产生砖红色沉淀结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉注在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。3.实验结论土壤中的微生物具有分解作用。[例5]某同学完成了土壤微生物的分解作用的对照实验，对照组是()A.土壤不做处理，自然状态B.土壤进行处理C.排除土壤微生物的作用D.尽可能避免改变土壤理化性质答案A解析本实验的自变量是土壤中是否有微生物，而自然土壤中本身就有微生物，因此实验组土壤要进行灭菌处理，对照组土壤保持自然状态。[例6]为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，错误的是()A.可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤B.将落叶平均分成两份，置于网兜中C.把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理D.将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察腐烂情况答案C解析实验组和对照组的单一变量是土壤中是否含有微生物。所以对照组应为不做处理的自然土壤，而实验组应将土壤进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用。思维导图晨读必背1.物质循环的特点是具有全球性、循环性。2.生物富集是生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。3.食物链中营养级越高，生物富集的某种物质浓度就越大。4.物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。随堂检测1.下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是()A.如果没有细胞呼吸，物质循环将会无法进行B.参与物质循环的元素包括构成生物体的所有元素C.物质循环是在生产者、消费者和分解者之间进行的D.化石燃料的大量燃烧打破了生物圈中碳循环的平衡答案C解析通过细胞呼吸能够完成物质由生物群落返回到非生物环境的过程，通过分解者的分解作用可以将存在于非生物环境中的有机物分解成无机物返回到非生物环境，而分解作用的本质也是细胞呼吸，因此可以说，如果没有细胞呼吸，物质循环将会无法进行，A正确；构成生物体的所有元素都能参与到物质循环中，B正确；物质循环应是在非生物环境与生物群落之间进行的，生物群落包括生产者、消费者和分解者，C错误；化石燃料的大量燃烧，短时间内二氧化碳大量释放，打破了生物圈中碳循环的平衡，D正确。2.如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中甲、乙、丙组成生物群落。下列分析错误的是()A.①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的B.③增多是温室效应产生的主要原因C.乙的存在能加快生态系统的碳循环D.碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环答案B解析据题图分析，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，因此①②过程中，碳元素是以有机物的形式存在的，A正确；③是分解者的分解作用，而引起温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧，B错误；消费者的存在能加快生态系统的碳循环，C正确；碳循环是指碳元素在生物群落和非生物环境之间循环，D正确。3.下列关于物质循环和能量流动关系的叙述，不正确的是()A.物质为能量的载体，使能量在生物群落与非生物环境之间循环往复B.能量作为动力，使物质在生物群落与非生物环境之间循环往复C.物质循环的过程中伴随着能量流动D.二者相互依存，不可分割答案A解析生态系统中物质是能量的载体，但能量不能在生物群落与非生物环境之间循环往复，A错误。4.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤处理情况如表所示。下列有关叙述错误的是()1组2组3组4组土壤处理灭菌不灭菌灭菌不灭菌土壤湿度湿润湿润较干燥较干燥A.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用B.该实验的自变量为土壤是否灭菌，因变量是土壤的湿度C.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理D.预期结果是1、3组的落叶不被分解，2、4组中的落叶被不同程度分解答案B解析该实验有两个自变量：土壤是否灭菌和土壤的湿度，因此可以探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用；作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，防止落叶中的微生物影响实验结果；1组和3组土壤灭菌，没有微生物分解落叶，2组和4组土壤没有灭菌，土壤中有微生物分解落叶，只是在湿润和较干燥的环境中分解程度不同。课时作业(时间：30分钟)知识点1碳循环1.大气中的碳进入生物群落的形式和作用方式是()A.CO2；参与分解作用B.碳酸盐；参与呼吸作用C.含碳有机物；参与光合作用D.CO2；参与光合作用和化能合成作用答案D解析生态系统中的碳在生物群落与非生物环境之间是以CO2的形式循环的，大气中的碳进入生物群落的形式是CO2；光合作用是二氧化碳从非生物环境进入生物群落的主要途径，其次还可以通过化能合成作用进入生物群落。2.关于生态系统的物质循环，下列说法错误的是()A.物质是指碳、氢、氧、氮、磷、硫等化学元素B.碳主要以CO2的形式在群落与非生物环境之间循环C.生产者和分解者起着重要作用D.消费者与物质循环无关答案D解析消费者促进生物圈中物质循环和能量流动，D错误。3.如图表示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，①～⑦表示生理过程。下列有关该图的分析，错误的是()A.乙是该生态系统的基石B.⑦过程中碳的传递形式是CO2C.①过程主要是指绿色植物的光合作用D.丙中的多种生物之间只存在种间竞争关系答案D解析由图可知，乙、丙、丁都指向甲，因此甲是非生物环境，根据双向箭头可判断出乙是生产者，生产者是生态系统的基石，A正确；⑦过程表示呼吸作用释放CO2，B正确；①过程将CO2输入到生物群落中，主要是指绿色植物的光合作用，C正确；丙中多种生物之间可能存在捕食关系，D错误。4.下图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是()A.图中a是生产者，b、d、e是消费者，c是分解者B.该生态系统的组成成分包括a、b、c、d、非生物的物质和能量C.该生态系统中的食物链可表示为：a→d→eD.a和b的种间关系为捕食答案C解析图中a、c之间为双箭头，分别为生产者和大气中二氧化碳库的其中之一，由于生产者、消费者、分解者均能进行呼吸作用产生二氧化碳流向大气中的二氧化碳库，因此c是大气中的二氧化碳库，a是生产者，则d、e为消费者，b为分解者，A错误；该生态系统的组成成分包括a、b、d、e、非生物的物质(包括c)和能量，B错误；该生态系统中的一条食物链可表示为：a→d→e，C正确；b为分解者，所以a和b的种间关系不是捕食关系，D错误。知识点2生物富集、能量流动和物质循环的关系5.施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极，动物体内也发现了明显高于环境含量的DDT，这种现象说明了()A.DDT是挥发性物质B.DDT已加入全球性的生物地球化学循环C.人类活动将DDT带到了南极D.南极动物也偶尔到施用农药的地区觅食答案B解析DDT是一种不易分解并能长期残存的农药；当人们施用DDT时，真正落到植物上的大约只有5%，其余95%不是落到地面，就是在大气中漂浮，以后随雨水流入地下或顺小溪流入江河，流归大海。随着大气环流作用和海水运动，DDT被运到全球各个角落，然后再沿着食物链和食物网流动，并在生物体内积累和浓缩。可见，DDT已加入生物地球化学循环，故南极动物体内也会含有DDT。6.下列关于生态系统中能量和物质的叙述，正确的是()①物质是单向流动、不可循环的 ②物质是可循环的③能量是单向流动、不可循环的 ④能量是单向流动、可循环的⑤能量是伴随着物质而流动的 ⑥能量不是伴随物质而流动的A.①③⑤ B.①④⑥C.②③⑤ D.②③⑥答案C解析生态系统中的物质是循环利用的，是能量流动的载体；能量流动是单向的，作为动力推动物质循环的进行。7.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，正确的是()A.使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用B.物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的C.碳在生物群落中循环主要是以CO2的形式进行的D.非生物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解析植物只能利用太阳能，不能利用有机物中的能量；能量不能循环利用；碳在生物群落和非生物环境之间主要是以CO2的形式进行循环的；非生物环境中的物质可通过多种途径被生物群落反复利用。知识点3探究土壤微生物的分解作用8.某生物兴趣小组的同学为证明某种细菌对树叶的分解作用，分别提出三种实验方案。其共同之处是将同一种树的落叶分成甲、乙两等份，实验过程保持树叶湿润，其他实验条件和步骤如下表所示。下列哪种实验方案能达到目的()序号实验处理甲乙方案一无菌条件适宜条件方案二先灭菌，再置于适宜条件下适宜条件方案三先灭菌，再置于适宜条件下先灭菌，然后接种某种细菌，最后置于适宜条件下A.方案一 B.方案二C.方案三 D.三个方案都不能达到答案