新教材高考生物一轮复习第二单元生态系统与环境保护2生态系统的功能学案选择性必修

这是一份新教材高考生物一轮复习第二单元生态系统与环境保护2生态系统的功能学案选择性必修，共27页。
生态系统的功能

考点一　生态系统的能量流动
任务驱动　探究突破
任务1　能量流动的过程分析
(1)概念理解

　↓

　↓
太阳能→有机物中的________→热能
　↓

(2)能量流动图解

任务2　每一营养级能量来源与去路的分析
(1)能量来源
(2)能量去向：①自身________
②流入________
③被________分解利用
④未被利用(最终也将被分解者利用)
任务3　对生态金字塔的分析
不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、个体数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。


能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状



特点
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
象征
含义
能量沿食物链流动过程中具有________的特性
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而________
一般生物有机物的总质量沿食物链升高________
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
每一营养级生物的有机物总量
特殊
形状
无

极少
任务4　能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率：是指____________之间________的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为________。
(2)能量流动的特点：
①单向流动
原因：食物链中各营养级的顺序是长期________的结果，生物之间的捕食关系是一定的，不能逆转，而能量则以__________的形式散失，不能再被生产者利用。
②逐级递减
原因：某个营养级同化的能量，________要消耗一部分，还有一部分被________利用，所以不能将全部的能量流入下一营养级。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计________________，使能量得到________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________________的部分。
任务5　观察能量在营养级之间流动过程的图解，回答相关问题

(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是____________________________。
(2)在各营养级中，能量的三个去路：①______________；②______________；③__________________________。
(3)概括能量流动的特点
①________：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
②________：相邻两个营养级之间的能量传递效率约为10%～20%。
任务6　写出能量传递效率的计算公式
相邻两个营养级的传递效率＝ ×100%。
任务7　与能量传递相关的“最值”计算
(1)如食物链A→B→C→D
①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝________，最多需要A营养级的能量＝________。
②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝________，最少能量＝________。
(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：
①
②


考向分类　对点落实

　生态系统能量流动的基础考查
1．[2021·湖北武昌区模拟]自然生态系统食物链的营养级中，能量从一级传向另一级的最终去向是(　　)
A．散失在环境中　　　　　　B．导致分解者数量增加
C．进入另一条食物链 D．重新循环回到生产者
2．[海南卷]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
3．[福建卷]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1 357(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
4．(多选)下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)
C．消费者从生产者摄取的能量数值可用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
　能量流动过程中的相关计算
5．[2021·宁夏石嘴山市三中高三月考]下面为生态系统中能量流动图解的部分示意图(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．缩短食物链可以提高能量传递效率
C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
D．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
6．[经典模拟]如图所示为某自然生态系统中能量流动图解，其中a、b、c，d为相应营养级同化的能量，e，f、g、h为流向分解者的能量(单位略)。下列相关叙述，正确的是(　　)

A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(b＋e)/a×100%
B．该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点
C．绿色植物都属于同一个营养级，有的消费者可属于不同营养级
D．消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者
7．下图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列有关叙述，正确的是(　　)

A．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量
B．植食动物粪便中的能量包含在⑦中
C．⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量
D．④占②的百分比为能量传递效率
8．(多选)下图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是100万kJ)。有关叙述正确的有(　　)

A．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
B．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6 950万kJ
C．不同营养级之间能量以有机物形式流动
D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20%
　关于生态金字塔的考查
9．[高考改编]用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中 ，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是(　　)

　对能量流动的综合考查
10．[经典高考]某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链的能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。


植物
田鼠
鼬
固定的
太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×
1011
1.05×
109
7.50×
108
7.15×
108
2.44×
107
2.25×
107
2.18×
107
(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是__________。
(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是__________只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果__________。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于______________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息传递能够________________，维持生态系统的稳定。
[深化拓展]
据上题表格中数据推算随鼬粪便流失的能量是多少？这部分能量属于上一营养级的同化量，应包含于表中哪一数据中？








[题后归纳]
以第二营养级为例，能量的来源和去路图解如下：

由此可见：(1)摄入量－粪便量＝同化量。
(2)同化量－呼吸量＝生长、发育、繁殖量。
(3)一个营养级粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级的同化量，即上一营养级流向分解者的能量。
考点二　生态系统的物质循环
任务驱动　探究突破
任务1　完善与碳循环相关的内容
(1)碳在非生物环境中的存在形式：________和碳酸盐。
(2)碳在生物群落中的存在形式：________(主要)。
(3)循环过程：碳从非生物环境到生物群落是通过________作用、________作用实现的，而从生物群落到非生物环境则是通过________和________实现的。
任务2　观察下面碳循环过程图，回答相关问题

(1)碳进入生物群落的途径：生产者的________________。
(2)
(3)分析温室效应产生的原因
①化石燃料的大量燃烧，产生CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
(4)概括物质循环的特点
①________：物质循环的范围是生物圈。
②________________：物质可以在非生物环境和生物群落之间反复利用。
任务3　能量流动和物质循环之间的关系

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
________________
特点
________________
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
________________
图示

易错警示
与物质循环有关的两个注意点
(1)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。
(2)物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。

考向分类　对点落实
　物质循环基础知识的考查
1．高考重组，判断正误。
(1)生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律。[2016·全国卷Ⅰ，T5A] (　　)
(2)向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂，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。[2016·江苏卷，T20B](　　)
(3)碳可在森林群落和无机环境之间进行循环。[海南卷，T22A](　　)
(4)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。[江苏卷，T10D](　　)
(5)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。[天津卷，T3A](　　)
(6)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行。[海南卷，T23(1)](　　)
(7)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。[全国卷Ⅱ，T3D](　　)
(8)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。[广东卷，T26(4)](　　)
　碳循环过程及特点分析
2．[原创题]如图是生物圈中碳循环的示意图，下列相关分析，不正确的是(　　)

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，各成分间以CO2的形式传递碳元素
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
3．[2021·长春市高三质量监测]下列关于生态系统中物质和能量的叙述，正确的是(　　)
A．碳循环是指二氧化碳在非生物环境和生物群落之间的循环
B．光合作用可推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环
C．非生物环境中的化学元素可通过多种途径被生物群落反复利用
D．生态系统中的能量流动环节越多，人类可获得的能量就越少
4．(多选)如图代表生态系统能量流动模型，其中甲、乙、丙、丁和戊均代表生态系统的组成成分。由此可知生态系统的物质循环模型不正确的是(　　)


　物质循环和能量流动规律的应用实例分析
5．[2020·江苏省无锡一中期末]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损耗
D．提倡素食能使人类从生产者体内获得更多的能量
6．(多选)如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是(　　)

A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量传递效率
　生态系统物质循环及生物多样性的价值综合考查
7．[2018·浙江卷，29]某生态系统碳循环的部分示意图如下，回答下列问题：

(1)图中的字母________表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季________冬季。
(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的________和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量________整个生物群落排放的CO2量。
(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为____________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、____________。
8．[2018·天津卷，8]为研究森林生态系统的碳循环，对西黄松老龄(未砍伐50～250年)和幼龄(砍伐后22年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定，结果见题表，据表回答：

　碳量
西黄松　　　　
生态系统　
生产者
活生物量
(g/m2)
死有
机质
(g/m2)
土壤
有机碳
(g/m2)
净初级
生产力*
[g/(m2·年)]
异氧
呼吸**
[g/(m2·年)]
老龄
12 730
2 560
5 330
470
440
幼龄
1 460
3 240
4 310
360
390
*净初级生产力：生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率
**异养呼吸：消费者和分解者的呼吸作用
(1)西黄松群落被砍伐后，可逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的________稳定性。
(2)大气中的碳主要在叶绿体____________部位被固定，进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有__________克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中；其中，部分通过生态系统中________的呼吸作用，部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过________________的分解作用，返回大气中的CO2库。
(3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力________(大于/等于/小于)老龄群落。根据年碳收支分析，幼龄西黄松群落________(能/不能)降低大气碳总量。
9．[海南卷]回答下列关于红树林生态系统的问题：
(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于__________(填“间接”或“潜在”)价值。
(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。
图中A表示________，生物成分E表示________。生物成分F表示________，________表示初级消费者。

[师说技巧]　模型法判断碳循环中的各种成分
(1)首先找出两个成分之间具有双向箭头的成分，其中一个为生产者，另一个是大气中的CO2库，其他各个成分都有箭头指向大气中的CO2库。
(2)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的是分解者，剩余的成分为消费者。
模型一

分析：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
模型二

分析：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
模型三

分析：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2库。
模型四

分析：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。

考点三　生态系统的信息传递
任务驱动　探究突破
任务1　信息传递的作用及应用举例




作
用

作用或应用
举例
个体
有利于______________
①蝙蝠依靠“回声定位”实现对周围环境的识别、取食与飞行；②莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长
作
用
种群
有利于生物种群的______
①植物开花需光信息刺激；②昆虫分泌性外激素，引诱异性个体
生态
系统
调节生物________，维持生态系统的________
①草原上，草返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息；②森林中狼与兔相互依据对方的气味捕食或躲避；③烟草释放化学物质调控害虫天敌
应
用
提高农产品或者畜产品的产量；对________进行控制
利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率；利用音响设备诱捕或驱赶有害动物
任务2　能量流动、物质循环与信息传递的区别与联系

项目
能量流动
物质循环
信息传递
特点
________
循环流动、
反复利用
往往是双向的
范围
生态系统
中各营养级
________
生物之间，生物与非生物环境之间
途径
________________
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，形成统一整体

考向分类　对点落实
　生态系统信息传递的基础考查
1．高考重组，判断正误。
(1)在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声这种物理信息求偶。[2017·江苏卷，T26] (　　)
(2)生态系统维持相对稳定离不开信息传递。[全国卷Ⅱ，T4C](　　)
(3)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息。[江苏卷，T9D](　　)
(4)拟水狼珠是稻田中卷叶螟、褐飞虱两种主要害虫的天敌，害虫与拟水狼珠间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定。[四川卷，T6A](　　)
(5)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。[山东卷，T26(3)](　　)
　信息传递的种类、特点及应用分析
2．[2021·思南中学高三一模]一种蛾类害虫(具有趋光性)以蔬菜的叶片为食，成虫(蛾)夜晚活跃、交配产卵，白天藏匿于隐蔽处。该蛾类在交配季节会释放大量性外激素，人们通过施用人工合成的性外激素可有效控制其种群数量。下列相关叙述错误的是(　　)
A．可用黑光灯诱捕法调查这种蛾类的密度，以进行监测和防治
B．施用人工合成的性外激素属于化学防治，会引起环境污染
C．性外激素属于雌、雄蛾个体间进行信息传递的化学信息
D．该实例说明信息传递能够影响生物种群的繁衍
3．(多选)下列现象能体现“信息能调节生物种间关系”这个观点的是(　　)
A．云杉根的分泌物使玫瑰不能很好地生长
B．当日照达到一定时长时植物才能够开花
C．狼根据兔子留下的气味去猎捕兔子
D．蝙蝠通过自身发出的声波，对被捕食者进行“回声定位”
　生态系统的能量流动、物质循环及信息传递的比较
4．[2021·山东烟台高三适应性练习]发生雾霾天气时，空气质量和能见度较差。下列有关叙述错误的是(　　)
A．从生态系统的成分分析，雾霾属于非生物的物质和能量
B．从生态系统稳定性分析，雾霾说明生态系统的自我调节能力丧失
C．从生态系统的信息传递分析，雾霾可作为物理信息影响种群繁殖
D．从生态系统的保护分析，雾霾是人类生产和生活所造成的环境污染
5．[2021·江苏省淮安一中模拟]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
6．(多选)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
B．生态系统中的能量可促使物质不断在生物群落和非生物环境之间循环往返
C．植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环
D．生物之间的捕食离不开信息传递
　生态系统信息传递的类型及功能的综合考查
7．[海南卷]某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下面的问题：
(1)上述现象中，X分别在________________________________________________________________________
之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是________和________。影响乙昆虫活动的信息种类是______________________。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是______________________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是______________________________。
[深化拓展]
上述实例表明了生态系统信息传递哪方面的功能？













[网络建构提升]

[长句应答必备]
1．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。
2．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。
3．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
4．生态系统中的能量传递效率一般约为10%～20%。
5．生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在非生物环境和生物群落之间循环往复的现象。
6．碳元素在非生物环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部则是以含碳有机物的形式传递。
7．生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
[示例]
1．某一营养级能量的来源为其同化量，去路有________散失，____________和____________。
2．研究生态系统的能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现______________________，还可以帮助人们________________________________________________________________________。
3．生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在________和________________________的现象。
4．生命活动的正常进行及生物种群的________离不开信息传递，信息还能调节______________，以维持生态系统的稳定。

[等级选考研考向]
1．[2020·海南卷]在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净初级生产量。表为4个生态系统的研究实例。

类别
玉米地
荒地
湖泊Ⅰ
湖泊Ⅱ
太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能)
1.6%
1.2%
0.4%
0.1%
呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量)
23.4%
15.1%
22.3%
21.0%
净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量)
76.6%
84.9%
77.7%
79.0%
下列有关叙述错误的是(　　)
A．与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低
B．若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地
C．两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地
D．两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
2．[2019·天津卷，5]多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是(　　)
A．植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能
B．植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果
C．Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快
D．开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施
3．[2019·江苏卷，15]我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳，该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长，从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．锁阳与小果白刺的种间关系为捕食
B．该地区生态系统的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高
C．种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值
D．锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变，并被保留下来
[国考真题研规律]
1．[2020·全国卷Ⅲ，6]生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是(　　)
A．消费者没有参与碳循环的过程
B．生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D．碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
2．[2019·全国卷Ⅱ，6]如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(　　)
A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
3．[2018·全国卷Ⅰ，29节选]回答下列问题：
(3)太阳能进入生态系统的主要过程是____________________________。分解者通过______________________
________________________________________________________________________来获得生命活动所需的能量。
4．[2018·全国卷Ⅱ，31]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。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。

课堂互动探究案2
高效课堂　师生互动提考能
考点一
【任务驱动 　探究突破】
任务1　(1)固定的太阳能总量　食物链和食物网　化学能　化学能　热能　呼吸作用　(2)细胞呼吸　分解者　细胞呼吸
任务2　(1)太阳能　上一营养级同化的能量　(2)呼吸消耗　下一营养级　分解者
任务3　逐级递减　逐级递减　逐级递减
任务4　(1)相邻两个营养级　同化量　10%～20%　(2)自然选择　热能　自身呼吸　分解者　(3)人工生态系统　最有效　对人类最有益
任务5　(1)摄入量＝同化量＋粪便量
(2)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　(3)单向流动　逐级递减
任务7　(1)M÷(20%)3　M÷(10%)3　N×(20%)3　N×(10%)3　(2)最长　÷10%　最短　÷20%
【考向分类　对点落实】
1．解析：生态系统的能量流动过程中，能量沿着食物链单向传递，能量从上一营养级流向下一营养级后，最终通过呼吸作用散失在环境中，A正确。
答案：A
2．解析：生产者固定的能量部分用于自身呼吸以热能形式散失，其余均流入下一营养级及分解者，D错误。
答案：D
3．解析：该食物网中最高营养级为第五营养级，A错误；第二营养级同化的能量为3 780＋4 200＝7 980(J·m－2·a－1)，第一到第二营养级的能量传递效率为7 980/31 920×100%＝25%，B正确；因不知太阳鱼流入分解者的能量值，所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算，C错误；人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统，D错误。
答案：B
4．解析：各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用，a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但a1所占比例偏小；能量传递效率为相邻两个营养级生物同化量之比，图中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)；b1表示消费者从生产者摄取的能量，存在于生产者光合作用制造的有机物中；食物链中，第一营养级通过光合作用固定太阳能，其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物，对最高营养级生物来说，能量不会再流向下一个营养级，即各营养级生物获得能量的方式和能量的用途不尽相同。
答案：ABC
5．解析：由图可知，初级消费者的摄入量b＝h＋c，A错误；缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，B错误； 在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于上一营养级兔的同化能量中用于生长、发育与繁殖的能量d，C正确；图中b表示初级消费者的摄入量，c表示初级消费者的同化量，a表示生产者的同化量，所以生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%，D错误。
答案：C
6．解析：第一个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝b/a×100%，A错误；该图示只能反映出生态系统的能量流动特点，即单向流动和逐级递减，但不能体现出物质循环特点，B错误；绿色植物为生产者，属于第一营养级，有的消费者为杂食性动物，可属于不同营养级，C正确；顶级消费者没有下一级消费者，因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者，D错误。
答案：C
7．解析：输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，一部分可用于植物呼吸消耗，一部分储存在植物体内的有机物中，A错误；植食动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分，并未被植食动物同化，B正确；⑧表示植食动物呼吸消耗的能量，并没有流向分解者，C错误；能量传递效率为相邻两营养级间同化量的比值，植物和植食动物同化量未知，D错误。
答案：B
8．解析：三个种群同化的能量由大到小依次是Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，A错误；种群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被种群Ⅰ同化的能量＋流向分解的能量＋未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量＋流向分解者的能量＝5 450万kJ，而由于题中没有给出流向分解者能量，因此种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量也无法求出，B错误；不同营养级之间能量以有机物形式流动，C正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.0÷15.0×100%＝20%，D正确。
答案：CD
9．解析：在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级的数量小于第三营养级的数量，故选B。
答案：B
10．解析：(1)田鼠的同化量是7.50×108J/(hm2·a)，鼬的同化量是2.25×107J/(hm2·a)，故能量传递效率为 ×100%＝3%。(2)设1 hm2的范围内种群数量为M，则＝，M＝80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。(3)某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用(细胞呼吸)，一部分用于自身的生长、发育和繁殖。田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。(4)信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
答案：(1)3%　(2)80　偏高　(3)生长、发育、繁殖等生命活动　(4)调节生物的种间关系
[深化拓展]　提示：鼬粪便中的能量＝鼬的摄入量－鼬同化量＝2.44×107－2.25×107＝1.9×106(J/hm2·a)，此部分能量属于上一营养级的同化量，应包含于表中田鼠同化量中。
考点二
【任务驱动 　探究突破】
任务1　(1)CO2　(2)含碳有机物　(3)光合　化能合成　呼吸作用　微生物分解
任务2　(1)光合作用或化能合成作用
(2)呼吸作用　燃烧作用　(4)全球性　往复循环，重复利用
任务3　以化学元素形式流动　单向流动、逐级递减　生物圈(全球性)　
【考向分类　对点落实】
1．(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√　(7)√　(8)√　
2．解析：生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；A是消费者，C是生产者，生物群落与非生物环境之间以CO2的形式传递碳元素，而生物群落内部以含碳有机物的形式传递碳元素，B错误；对E(化石燃料)过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡，C正确；碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体，D正确。
答案：B
3．解析：碳循环是指碳元素在非生物环境和生物群落之间的循环，A错误；光合作用可推动碳循环过程，促进了碳从非生物环境进入生物群落，能量不能循环，B错误；非生物环境中的化学元素可通过多种途径被生物群落反复利用，C正确；生态系统中的能量流动环节越多，使得能量尽可能被多级利用，人可获得的能量就增加，D错误。
答案：C
4．解析：能固定太阳能的是生产者，因此，甲为生产者，乙、丙分别为初级消费者、次级消费者，丁为分解者，戊为非生物的物质和能量(非生物环境)。结合碳循环，可知在生产者和非生物环境之间是双向箭头，再根据食物链甲→乙→丙，可知A正确，故选BCD。
答案：BCD
5．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，以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率。
答案：B
6．解析：该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，A、B正确；在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，C错误；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，D错误。
答案：CD
7．解析：(1)题图显示：A、B、C、E均有箭头指向D，说明D表示大气中的CO2。A、D之间是双向箭头，A、B死的有机物可被C利用，说明A是生产者，C是分解者，进而推知：B是消费者，E为化学燃料的燃烧。由于许多因素影响，特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛，使夏季大气中CO2的含量低于冬季。(2)CO2被生产者吸收，通过光合作用转变成体内的含碳有机物进入生物群落，再被图中的A所示的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化学燃料的燃烧，转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，则随着演替的进行，生物的种类和数量，特别是生产者的种类和数量逐渐增多，因此生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为非生物环境，其他字母及文字代表的含义不变。因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动，所以还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、 取消 “D→A”。
答案：(1)D　低于　(2)呼吸作用　大于　(3)非生物环境　取消D→A
8．解析：(1)西黄松群落被砍伐遭到破坏后，又逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的恢复力稳定性。(2)光合作用的暗反应过程发生二氧化碳的固定，因此大气中的碳主要在叶绿体基质部位被固定，进入生物群落。用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量＝生产者固定的量－生产者呼吸消耗量＝净初级生产力，因此幼龄西黄松群落每平方米360克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中。用于生产者当年的生长、发育、繁殖的量一部分流入消费者，通过消费者的呼吸作用释放，一部分转变为死有机质和土壤有机碳，进而通过分解者的分解作用，返回大气中的CO2库。(3)西黄松幼龄群落中和老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力分别为360/1460≈0.25和470/12730≈0.04，因此西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力大于老龄群落。根据年碳收支分析，该生态系统中幼龄西黄松群落的净初级生产力360，而异氧呼吸消耗量为390，因此幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。
答案：(1)恢复力　(2)基质　360　消费者　分解者　(3)大于　不能
9．解析：(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用，属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。(2)分析图形可知，图中A是大气中CO2库，E与A之间为双向箭头，说明E是生产者；C以E为食是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者；各种生物的能量均流向F，且F能将生物群落的有机碳分解为CO2释放到大气中，所以F是分解者。
答案：(1)间接　(2)大气中CO2库　生产者　分解者　C
考点三
【任务驱动 　探究突破】
任务1　生命活动的正常进行　繁衍　种间关系　稳定　有害动物　
任务2　单向流动、逐级递减　生物圈　食物链和食物网　
【考向分类　对点落实】
1．(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√
2．解析：用黑光灯诱捕害虫时，可通过统计诱捕到的某种趋光性害虫的数量来调查该种趋光性害虫的密度，以对害虫进行监测和防治，A正确；施用人工合成的性外激素属于生物防治，不会引起环境污染，B错误；性外激素属于化学物质，是雌、雄蛾个体间进行信息传递的化学信息，C正确；在交配季节，可利用人工合成的性外激素来干扰蛾类的雌雄交配，使其繁殖力下降，这说明信息传递能够影响生物种群的繁衍，D正确。
答案：B
3．解析：B项体现的是生态因素——光照时间对植物开花的影响，体现了生物和非生物环境之间的信息传递关系。
答案：ACD
4．解析：从生态系统的成分分析，雾霾属于非生物的物质和能量，A正确；从生态系统稳定性分析，雾霾说明生态系统的自我调节能力降低，但并未丧失，B错误；从生态系统的信息传递分析，雾霾可作为物理信息影响种群繁殖，C正确；从生态系统的保护分析，雾霾是人类生产和生活所造成的环境污染，D正确。
答案：B
5．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。
答案：A
6．解析：在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同。A错误。
答案：BCD
7．解析：(1)植物释放的物质X可以在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递。(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源——无机环境和生物；影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息；蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是通过感知蜘蛛网的震动来实现的，属于物理信息。(3)物质X可吸引甲昆虫的天敌，所以甲昆虫天敌数量增加；能驱赶乙昆虫，使乙昆虫减少，所以乙昆虫天敌数量减少。
答案：(1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫
(2)无机环境　生物　化学信息和物理信息(其他合理答案也可)　物理信息(其他合理答案也可)
(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
[深化拓展]　提示：该实例表明：生态系统中的信息传递可调节生物的种间关系，对维持生态系统稳定性具有重要作用。
课堂总结　网络聚焦大概念
网络建构提升
①生产者固定的能量　②食物链(网)　③热能　④单向流动　⑤逐级递减　⑥全球性　⑦循环往复　⑧生物群落　⑨生物圈
示例
1．自身呼吸作用　流入下一营养级　被分解者利用　2.对能量的多级利用，从而提高能量利用率　合理地调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分　3.非生物环境　生物群落之间循环往复　4.繁衍　生物的种间关系
历届真题　分类集训培素养
等级选考研考向
1．解析：玉米地的太阳能利用率高于荒地，而玉米地的净初级生产效率却低于荒地，A错误；若入射太阳能相同，4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地，因为玉米地的太阳能利用率最高，B正确；由实验数据可知，两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地，C正确；两个湖泊中有很多的水生植物，而这些植物接受的太阳能需要穿过水层，据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D正确。
答案：A
2．解析：植物体遭受虫害后可产生吸引昆虫天敌的挥发性物质，这体现了信息传递可以调节生物的种间关系，A正确；由题意可知，多数植物被昆虫蚕食后可启动抗虫反应，而烟粉虱可产生Bt56蛋白而抑制植物的抗虫反应，以便蚕食植物，这说明植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果，B正确；抑制Bt56基因的表达可使植物的抗虫反应顺利发生，从而使昆虫数量减少，所以Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢，C错误；Bt56蛋白会抑制植物的抗虫反应，故开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可以为控制烟粉虱提供防治措施，D正确。
答案：C
3．解析：根据题意，锁阳的叶已经退化，说明其光合作用较弱或不进行光合作用，且其需要依附在小果白刺的根部生长，并从其根部获取营养物质，可推知锁阳与小果白刺的种间关系为寄生，A错误；该地区为沙漠地区，物种多样性较低，生物种类少，生态系统的营养结构简单，所以该地区生态系统的自我调节能力较弱，恢复力稳定性较低，B错误；种植小果白刺等沙生植物固沙体现了小果白刺对生态系统的重要调节功能，即生态功能，这属于生物多样性的间接价值，C正确；突变是不定向的，锁阳在繁殖过程中出现了耐旱突变，干旱的沙漠环境起到了定向选择的作用，D错误。
答案：C
国考真题研规律
1．解析：碳循环是指碳元素在无机环境与生物群落之间的循环过程，消费者可通过捕食或寄生获得上一营养级生物有机物中的碳，再通过呼吸作用将有机物氧化分解，C元素以CO2的形式被释放到无机环境，所以消费者参与了碳循环，A错误；生产者进行光合作用可将无机环境中的CO2合成有机物，此过程是C元素从无机环境流入生物群落的最主要途径，同时也为生态系统中的消费者和分解者提供了直接或间接的有机物来源，是碳循环的重要环节，B正确；土壤中微生物的呼吸作用将动植物遗体、动物粪便中的有机碳分解成CO2回归无机环境，这是C元素从生物群落流回无机环境的重要一环，C正确；综上分析可知，通过光合作用C元素以CO2的形式从无机环境流入生物群落，通过各生物成分的呼吸作用又以CO2的形式从生物群落流回无机环境，碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环，D正确。
答案：A
2．解析：夏季草原生态系统中，第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量，其数量金字塔为金字塔形；森林生态系统中，第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔木的数量，其数量金字塔为倒金字塔形，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
3．解析：(3)太阳能进入生态系统的主要途径是生产者的光合作用，通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中。分解者通过呼吸作用将动、植物遗体和动物排遗物中的有机物分解，以此来获得生命活动所需的能量。
答案：(3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中　呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解
4．解析：(1)生产者固定的太阳能总量在沿食物链流动过程中，各个营养级的生物都会通过自身的呼吸作用而消耗一部分能量，另一部分用于生长发育和繁殖等生命活动的消耗，用于生长发育和繁殖等生命活动的能量中一部分随着残枝败叶或遗体残骸等流向分解者，另一部分输入到下一营养级，传递到下一营养级的能量较少，因此食物链中的营养级数量一般不会太多。(2)由题意可知，该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，甲的数量优势地位丧失的可能原因是：顶级肉食性动物对甲、乙的驱赶作用而引起的甲、乙的“恐惧”程度有差异，甲对顶级肉食性动物的“恐惧”程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度，其可能的原因有：一是该种大型肉食性动物捕食野猪，二是野猪因“恐惧”减少了采食。
答案：(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食