第32講　生態(tài)系統(tǒng)的功能
[考綱明細(xì)]　1.生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及應(yīng)用(Ⅱ)　2.生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞(Ⅱ)
考點(diǎn)1　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1．概念理解
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↓
—
↓
—太陽能→有機(jī)物中化學(xué)能→熱能
↓
—
2．第一營養(yǎng)級的能量流動

注意：生產(chǎn)者通過光合作用固定的能量＝生產(chǎn)者真正光合作用制造有機(jī)物中的能量；生產(chǎn)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量＝生產(chǎn)者凈光合作用積累的能量。
3．第二營養(yǎng)級能量流動

注意：(1)最高營養(yǎng)級消費(fèi)者的能量沒有流向下一營養(yǎng)級這條途徑。
(2)攝入量＝同化量＋糞便量。
4．每一營養(yǎng)級能量來源和去向
來源
去向
注意：如果在某一時(shí)間段去分析去向，還應(yīng)有未被利用的能量(最終也將被分解者利用)。
5．能量流動的特點(diǎn)及意義


1.(必修3 P95學(xué)科交叉)根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在封閉系統(tǒng)中，隨著時(shí)間的推移無序性將增加。生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，可以通過獲取能量來維持系統(tǒng)的有序性。
2．(必修3 P95小字)“未利用”是指未被自身呼吸消耗，也未被后一個(gè)營養(yǎng)級和分解者利用的能量。
3．(必修3 P96思考與討論)從生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點(diǎn)出發(fā)，分析“?；~塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。
4．(必修3 P97調(diào)查)提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)光能利用率的方法是合理密植，使該生態(tài)系統(tǒng)中的能量得到更充分利用的方法是稻田養(yǎng)魚，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；建沼氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。


1．生態(tài)金字塔的類型及特點(diǎn)
項(xiàng)目
能量金字塔
數(shù)量金字塔
生物量金字塔
形狀



每一階含義
每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少
每一營養(yǎng)級生物個(gè)體的數(shù)目
每一營養(yǎng)級生物的有機(jī)物總量
象征含義
能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性
一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減
一般生物有機(jī)物的總質(zhì)量沿食物鏈升高逐級遞減
特點(diǎn)
正金字塔形
一般為正金字塔形
一般為正金字塔形
特例分析
—
成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時(shí)，該數(shù)量金字塔的塔形也會發(fā)生變化

浮游植物的個(gè)體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時(shí)間浮游植物的生物量(用質(zhì)量來表示)可能低于浮游動物的生物量

2．能量傳遞效率的相關(guān)計(jì)算
能量傳遞效率＝×100%＝(10%～20%)
(1)能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算
①食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。
②生物間的取食關(guān)系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中消耗的能量越少。具體計(jì)算方法如下：
知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級
知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級
獲能量最多
選最短食物鏈按×20%計(jì)算
需最多能量
選最長食物鏈按÷10%計(jì)算
獲能量最少
選最長食物鏈按×10%計(jì)算
需最少能量
選最短食物鏈按÷20%計(jì)算
(2)能量傳遞效率的有關(guān)“定值”計(jì)算
①已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算，而需按具體數(shù)值計(jì)數(shù)。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
②如果是在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時(shí)從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。
(3)用拼圖法進(jìn)行能量流動計(jì)算
輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)，被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括現(xiàn)存的植物體中的B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1，如下圖所示：


題組一　能量流動過程分析
1．下列表示生態(tài)系統(tǒng)中處于第二營養(yǎng)級的生物，其能量流動的過程圖解，有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖中糞便量屬于生產(chǎn)者經(jīng)光合作用所固定的太陽能
B．呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較小
C．流入下一個(gè)營養(yǎng)級的能量占攝入量的10%～20%
D．從圖示可知，能量在營養(yǎng)級之間不具有單向流動的特點(diǎn)
答案　A
解析　糞便屬于該營養(yǎng)級未同化的能量，其能量來自上一營養(yǎng)級即生產(chǎn)者的同化量，A正確；每一個(gè)營養(yǎng)級的能量，大部分以熱能的形式散失，B錯(cuò)誤；能量傳遞效率是相鄰兩營養(yǎng)級同化量之比，大約是10%～20%，C錯(cuò)誤；能量流動的特點(diǎn)是單向流動、逐級遞減，D錯(cuò)誤。
2．下面為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列選項(xiàng)正確的是(　　)

A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為b/a×100%
C．在“草→兔→狼”這一食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d
D．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率
答案　C
解析　首先，生產(chǎn)者固定的能量應(yīng)該是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，攝入量＝同化量＋糞便中的能量，因此c為同化量，h為糞便中的能量，同化量＝呼吸作用中以熱能形式散失的能量＋用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，因此d是初級消費(fèi)者用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量，f是呼吸作用中以熱能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一營養(yǎng)級攝入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A錯(cuò)誤；能量傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量之間的比值，生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為c/a×100%，B錯(cuò)誤；縮短食物鏈可以提高能量利用率，但不能提高能量傳遞效率，D錯(cuò)誤；狼糞便中的能量應(yīng)該屬于初級消費(fèi)者兔子的同化量中用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，即為d，C正確。
3．(2020·四川省南充高級中學(xué)檢測)自然生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的營養(yǎng)級中，能量從一級傳向另一級的最終去向是(　　)
A．散失在環(huán)境中 B．導(dǎo)致分解者數(shù)量增加
C．進(jìn)入另一條食物鏈 D．重新循環(huán)回到生產(chǎn)者
答案　A
解析　能量是沿食物鏈傳遞的，單向流動，不管能量暫時(shí)以何種形式存在，但其最終均以熱能的形式消散在環(huán)境中，故選A。

能量流動易錯(cuò)點(diǎn)分析
(1)攝入量＝同化量＋糞便量。
(2)同化量＝攝入量－糞便量
＝呼吸消耗量＋用于生長發(fā)育和繁殖的能量
＝呼吸消耗量＋流入下一營養(yǎng)級量＋被分解者利用量。
(3)糞便量不是該營養(yǎng)級同化量的一部分，它是上一營養(yǎng)級同化量的一部分。
(4)生產(chǎn)者的同化量為生產(chǎn)者總光合作用獲得的能量，生產(chǎn)者的凈同化量為生產(chǎn)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。
題組二　能量流動的特點(diǎn)
4．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是逐級遞減的，所以營養(yǎng)級越高則所同化的能量就越少
B．由于散失的熱能不能被生產(chǎn)者重新固定，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向不可循環(huán)的
C．充分利用作物秸稈等可以提高能量傳遞的效率
D．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)
答案　C
解析　生態(tài)系統(tǒng)中的能量沿食物鏈流動時(shí)，部分能量以熱能的形式散失，部分能量被分解者所利用，所以營養(yǎng)級越高同化的能量就越少，A正確；生產(chǎn)者只能固定光能或化學(xué)能，而不能固定每個(gè)營養(yǎng)級及分解者所散失的熱能，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向不可循環(huán)的，B正確；生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率一般不能人為改變，充分利用作物秸稈只能提高能量利用率而不能提高能量傳遞效率，C錯(cuò)誤；能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，D正確。

能量傳遞效率與能量利用效率的區(qū)別
(1)能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%。其計(jì)算公式為能量傳遞效率＝(下一個(gè)營養(yǎng)級同化量/本營養(yǎng)級同化量)×100%。
(2)能量利用效率：通?？紤]的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者能量的比值。合理調(diào)整能量流動方向，可提高能量的利用效率。
題組三　能量流動的相關(guān)計(jì)算
5．(2019·湖北大冶一中月考)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗A約(　　)

A．100 kg B．44.5 kg
C．25 kg D．15 kg
答案　C
解析　圖中有3條食物鏈，即A→B→貓頭鷹、A→C→B→貓頭鷹、A→C→D→貓頭鷹。題中所問貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗的A量，已知高營養(yǎng)級的能量，求低營養(yǎng)級最少能量需選最短食物鏈，能量傳遞效率按20%計(jì)算即為1÷20%÷20%＝25(kg)，C正確。
變式訓(xùn)練
[5－1]　(食物鏈最值類)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖。下列說法正確的是(　　)

A．圖中A所固定的能量是B、C的能量之和
B．若C增加1 kg，則需要消耗A約42 kg
C．A營養(yǎng)級的個(gè)體數(shù)量一定多于B的個(gè)體數(shù)量
D．若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越少
答案　B
解析　由圖計(jì)算可知，A固定能量為175＋875＋200＝1250，B、C的能量之和為200＋30＝230，A錯(cuò)誤；由圖可知，A、B之間的能量傳遞效率為200/1250＝4/25，B、C之間的能量傳遞效率為30/200＝3/20，則C增加1 kg，需消耗A為：1÷3/20÷4/25≈42(kg)，B正確；A營養(yǎng)級的個(gè)體數(shù)量不一定多于B的個(gè)體數(shù)量，數(shù)量金字塔有倒置現(xiàn)象，例如樹和昆蟲，C錯(cuò)誤；一定范圍內(nèi)，若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越多，D錯(cuò)誤。
[5－2]　(食物網(wǎng)比例類)如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a，至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為(　　)

A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x
答案　C
解析　由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率20%計(jì)算，a表示動物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。
考點(diǎn)2　生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

1．概念

2．碳循環(huán)

(1)碳循環(huán)及存在形式
①在無機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。
②在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物的形式傳遞。
③在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間：以CO2的形式循環(huán)。
(2)碳出入生物群落的途徑
①碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用。
②碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑

(3)溫室效應(yīng)
①形成原因：大量化石燃料的燃燒，大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡；植被破壞，降低了對大氣CO2的調(diào)節(jié)作用。
②影響：導(dǎo)致氣溫升高，加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。
3．物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系
項(xiàng)目
能量流動
物質(zhì)循環(huán)
形式
光能→化學(xué)能→熱能
化學(xué)元素
(無機(jī)物有機(jī)物)
過程
沿食物鏈(網(wǎng))單向流動
在無機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)
特點(diǎn)
單向流動、逐級遞減
循環(huán)性、全球性
范圍
生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級及分解者
生物圈
聯(lián)系
同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割。①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解；②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力

1.(必修3 P101與社會的聯(lián)系)在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過光合作用從大氣中攝取碳的速率，與通過生物的呼吸作用和分解作用而把碳釋放到大氣中的速率大致相同。
2．(必修3 P104拓展題改編)氮元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境間能否循環(huán)利用？你如何解釋需不斷向農(nóng)田中施加氮肥？
提示　能。農(nóng)田是人工生態(tài)系統(tǒng)，是以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效益，使能量更多地流向人類，滿足人類的需要為目的的。農(nóng)田土壤中氮的含量往往不足以使作物高產(chǎn)，加之農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以需要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不矛盾。
3．(必修3 P104基礎(chǔ)題T4改編)生物圈是不是一個(gè)在“物質(zhì)”上自給自足的系統(tǒng)？“能量”上呢？
提示　生物圈在物質(zhì)上可自給自足，但在能量上不能自給自足，因?yàn)槲镔|(zhì)可以在生物圈內(nèi)循環(huán)利用，而能量不能循環(huán)利用——它必須由生物圈外的太陽能源源不斷地輸入方可維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

題組一　物質(zhì)循環(huán)過程及特點(diǎn)
1．“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的原理。根據(jù)這一原理，下列說法正確的是(　　)
A．物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成細(xì)胞的各種化合物
B．物質(zhì)循環(huán)中的“循環(huán)”指的是在食物鏈和食物網(wǎng)之間
C．傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的耕地技術(shù)可以加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
D．物質(zhì)是能量的載體，物質(zhì)循環(huán)也可以讓能量循環(huán)利用
答案　C
解析　物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”指的是組成細(xì)胞的各種元素，A錯(cuò)誤；物質(zhì)循環(huán)中的“循環(huán)”指的是在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間，B錯(cuò)誤；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的耕地技術(shù)可以加快莊稼根的呼吸及土壤中微生物的分解作用，進(jìn)而加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，C正確；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向的，不能循環(huán)利用，D錯(cuò)誤。
2．如圖為碳循環(huán)的部分示意圖，下列說法正確的是(　　)

A．碳循環(huán)是指CO2在生物圈的循環(huán)過程
B．伴隨A過程的進(jìn)行，能量輸入生物群落中
C．B過程只代表生物的呼吸作用
D．能完成該循環(huán)的生物一定含有葉綠體和線粒體
答案　B
解析　碳循環(huán)是指碳元素在生物圈的循環(huán)，A錯(cuò)誤；圖中A過程為光合作用或化能合成作用，伴隨A過程的進(jìn)行，能量輸入生物群落中，B正確；B過程包括動植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃燒等，C錯(cuò)誤；自養(yǎng)型原核生物無葉綠體和線粒體，也可完成該循環(huán)，D錯(cuò)誤。

(1)物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”并不是指組成生物體的化合物，而是指組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中所說的“生態(tài)系統(tǒng)”是指最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈。
(2)正確理解碳循環(huán)中“循環(huán)”的含義
碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間傳遞并不都是雙向的，只有生產(chǎn)者與無機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。
題組二　物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系
3．分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡圖，不能得到的結(jié)論是(　　)

A．物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動
B．能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返
C．能量①②③④的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量
D．碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的
答案　C
解析　生產(chǎn)者所固定的太陽能總量是指生產(chǎn)者總的同化量，③的能量屬于②，無法比較能量①②③④的總和與生產(chǎn)者固定的太陽能總量之間的關(guān)系，C錯(cuò)誤；碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的，在生物群落內(nèi)是以含碳有機(jī)物的形式流動的，D正確。
考點(diǎn)3　生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

1．信息的概念：指日常生活中，可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號等。
2．生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類
實(shí)例
類別
傳遞形式
光、聲、溫度、濕度等
物理信息
物理過程
動物的性外激素
化學(xué)信息
以化學(xué)物質(zhì)為信息載體
蜜蜂跳舞、孔雀開屏
行為信息
動物的特定行為特征
3．信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
層次
作用
舉例
個(gè)體
生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用
(1)蝙蝠的回聲定位
(2)萵苣種子必須接受某種波長的光才萌發(fā)
種群
生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞
(1)植物開花需光信息刺激
(2)昆蟲分泌性外激素，引誘異性個(gè)體
群落和生態(tài)系統(tǒng)　
調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定
森林中，狼能夠依據(jù)兔留下的氣味去獵捕后者，兔同樣也能依據(jù)狼的氣味或行為特征躲避獵捕
4．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
(1)提高農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。
(2)對有害動物進(jìn)行控制。

(必修3 P108拓展題改編)農(nóng)場中種植著糧食作物、果樹，飼養(yǎng)著家禽、家畜等，下列不屬于運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞原理來提高農(nóng)畜產(chǎn)品產(chǎn)量的措施是(　　)
A．延長家禽的光照時(shí)間，提高產(chǎn)蛋率
B．農(nóng)作物的適時(shí)灌溉，家禽、家畜的定時(shí)飼喂
C．人工控制作物光周期，達(dá)到早熟、高產(chǎn)的目的
D．施放過量的性引誘劑，干擾害蟲的正常交尾
答案　B
解析　生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞可用于提高畜產(chǎn)品的產(chǎn)量，如延長家禽的光照時(shí)間，提高產(chǎn)蛋率，A正確；農(nóng)作物的適時(shí)灌溉，家禽、家畜的定時(shí)飼喂不屬于信息傳遞，B錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞可用于提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，如人工控制作物光周期，達(dá)到早熟、高產(chǎn)的目的，C正確；性引誘劑屬于化學(xué)信息，施放過量的性引誘劑，干擾害蟲的正常交尾，減少害蟲種群密度，從而減少害蟲對農(nóng)作物的破壞，這是運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞原理來提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的措施之一，D正確。

題組一　信息傳遞的種類及作用
1．草原中有一種鳥，當(dāng)雄鳥發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)就會急速起飛，并用力抖動兩翼，給孵卵的雌鳥發(fā)出逃避的信號。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．雄鳥給孵卵的雌鳥發(fā)出的是物理信息
B．上述實(shí)例體現(xiàn)了信息傳遞具有調(diào)節(jié)種間關(guān)系的作用
C．上述實(shí)例可說明信息傳遞有利于種群的生存與繁衍
D．同種生物之間的信息傳遞對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定毫無意義
答案　C
解析　用力抖動兩翼屬于雄鳥發(fā)出的行為信息，A錯(cuò)誤；由于該信息傳遞發(fā)生在同種鳥之間，因此不能證明信息傳遞具有調(diào)節(jié)種間關(guān)系的作用，B錯(cuò)誤；同種生物之間的信息傳遞有利于種群的生存與繁衍，從而保證本物種不會滅絕，保持物種的多樣性，對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有一定的意義，C正確，D錯(cuò)誤。
2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的敘述，正確的是(　　)
A．生態(tài)系統(tǒng)中的信息只能來源于同種或異種的生物
B．植物生長素對植物生長的調(diào)節(jié)屬于信息傳遞中的化學(xué)信息
C．動物可通過特殊的行為在同種或異種生物間傳遞信息
D．牧草生長旺盛時(shí)，為食草動物提供采食信息，這對食草動物有利，對牧草不利
答案　C
解析　生態(tài)系統(tǒng)中的信息不僅可來自于生物群落中的各種生物，還可來自于無機(jī)環(huán)境，例如濕度、光照等，A錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，可發(fā)生在同一物種的不同個(gè)體之間或不同物種之間或生物與無機(jī)環(huán)境之間，而植物激素在植物體內(nèi)起作用不屬于生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的范圍，B錯(cuò)誤；動物可通過特殊的行為在同種或異種生物間傳遞信息，C正確；一定限度內(nèi)，食草動物吃草有利于草的更新與分蘗，D錯(cuò)誤。
題組二　信息傳遞、能量流動、物質(zhì)循環(huán)的比較
3．如圖為生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞模式圖，下列敘述不正確的是(　　)

A．信息傳遞是雙向的，能量流動和物質(zhì)循環(huán)也是雙向的
B．生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是能量流動、物質(zhì)循環(huán)以及信息傳遞
C．物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的動力，信息傳遞則決定著能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)
D．生態(tài)系統(tǒng)各成分間都存在信息傳遞
答案　A
解析　能量流動的特點(diǎn)是單向流動、逐級遞減，而物質(zhì)循環(huán)具有全球性、循環(huán)性。
4．下列與生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)說法正確的是(　　)
A．土壤微生物不參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
B．氮元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間是不斷循環(huán)的，因此農(nóng)田不需施加氮肥
C．生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用
D．分解者分解動植物遺體產(chǎn)生的物質(zhì)和能量可以被植物利用
答案　C
解析　土壤微生物也參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，A錯(cuò)誤；在生態(tài)系統(tǒng)中，氮素不斷通過產(chǎn)品輸出該生態(tài)系統(tǒng)，所以還要往農(nóng)田中不斷施加氮肥，B錯(cuò)誤；分解者分解動植物遺體產(chǎn)生的無機(jī)物可以被植物利用，但能量不能被植物利用，D錯(cuò)誤。

生態(tài)系統(tǒng)三大功能的比較

能量流動
物質(zhì)循環(huán)
信息傳遞
特點(diǎn)
單向流動，逐級遞減
循環(huán)流動， 反復(fù)利用
往往是雙向的
范圍
生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級及分解者
生物圈
生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間
途徑
食物鏈和食物網(wǎng)
多種
地位
生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的動力
生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)
決定能量流動和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)
聯(lián)系
同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，形成一個(gè)統(tǒng)一整體
高考熱點(diǎn)突破
1．(2018·全國卷Ⅲ)某同學(xué)運(yùn)用黑光燈誘捕的方法對農(nóng)田中具有趨光性的昆蟲進(jìn)行調(diào)查，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．趨光性昆蟲是該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者
B．黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學(xué)信息
C．黑光燈誘捕的方法可用于調(diào)查某種趨光性昆蟲的種群密度
D．黑光燈誘捕的方法可用于探究該農(nóng)田趨光性昆蟲的物種數(shù)目
答案　B
解析　趨光性昆蟲以植物為食，屬于生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者，A正確；黑光燈是一種特制的氣體放電燈，它發(fā)出330～400 nm的紫外光波，故黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息是通過紫外光傳遞的，屬于物理信息，B錯(cuò)誤；可利用黑光燈可以誘捕昆蟲的特點(diǎn)，來調(diào)查某種趨光性昆蟲的種群密度，C正確；黑光燈能誘捕多種趨光性昆蟲，從而可以統(tǒng)計(jì)一定范圍內(nèi)趨光性昆蟲的種類，D正確。
2．(2016·全國卷Ⅰ)在漫長的歷史時(shí)期內(nèi)，我們的祖先通過自身的生產(chǎn)和生活實(shí)踐，積累了對生態(tài)方面的感性認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，并形成了一些生態(tài)學(xué)思想，如：自然與人和諧統(tǒng)一的思想。根據(jù)這一思想和生態(tài)學(xué)知識，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動有其自身的運(yùn)行規(guī)律
B．若人與自然和諧統(tǒng)一，生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用
C．“退耕還林、還草”是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實(shí)例
D．人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標(biāo)準(zhǔn)
答案　B
解析　生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的能量最終以熱能的形式散失，而散失的熱能不能被生態(tài)系統(tǒng)重新利用，故生態(tài)系統(tǒng)中的能量不能被反復(fù)利用，B錯(cuò)誤。
3．(2016·全國卷Ⅲ)我國諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是(　　)
A．鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量
B．該生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者
C．鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)
D．鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向
答案　C
解析　根據(jù)題意可寫出食物鏈：植物→蟬→螳螂→黃雀→鷹，鷹的遷入延長了食物鏈，使能量消耗的環(huán)節(jié)(營養(yǎng)級)增加，但沒有改變能量流動的方向，C正確、D錯(cuò)誤；鷹的遷入使黃雀的數(shù)量減少，導(dǎo)致黃雀的食物螳螂的數(shù)量增多，進(jìn)而導(dǎo)致蟬的數(shù)量減少，A錯(cuò)誤；細(xì)菌產(chǎn)生的能量大多以熱能的形式散失，不能流向生產(chǎn)者，B錯(cuò)誤。
4．(2018·全國卷Ⅱ)大型肉食性動物對低營養(yǎng)級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅(qū)趕作用。這一建立在“威懾”與“恐懼”基礎(chǔ)上的種間關(guān)系會對群落或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，此方面的研究屬于“恐懼生態(tài)學(xué)”范疇?；卮鹣铝袉栴}：
(1)當(dāng)某種大型肉食性動物遷入到一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，原有食物鏈的營養(yǎng)級有可能增加，生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營養(yǎng)級數(shù)量一般不會太多，原因是_______________________________________________________________________。
(2)如果將頂級肉食性動物引入食物網(wǎng)只有三個(gè)營養(yǎng)級的某生態(tài)系統(tǒng)中，使得甲、乙兩種植食性動物間的競爭結(jié)果發(fā)生了反轉(zhuǎn)，即該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量優(yōu)勢地位喪失。假定該反轉(zhuǎn)不是由于頂級肉食性動物的直接捕食造成的，那么根據(jù)上述“恐懼生態(tài)學(xué)”知識推測，甲的數(shù)量優(yōu)勢地位喪失的可能原因是____________________________________________________(答出一點(diǎn)即可)。
(3)若某種大型肉食性動物在某地區(qū)的森林中重新出現(xiàn)，會減輕該地區(qū)野豬對農(nóng)作物的破壞程度。根據(jù)上述“恐懼生態(tài)學(xué)”知識推測，產(chǎn)生這一結(jié)果的可能原因有__________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
答案　(1)生產(chǎn)者固定的能量在沿食物鏈流動過程中大部分都損失了，傳遞到下一營養(yǎng)級的能量較少
(2)甲對頂級肉食性動物的恐懼程度比乙高，頂級肉食性動物引入后甲逃離該生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量比乙多
(3)大型肉食性動物捕食野豬；野豬因恐懼減少了采食；野豬因恐懼而部分遷出該地區(qū)
解析　(1)生產(chǎn)者固定的太陽能總量是流入一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。能量在沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的過程中，各個(gè)營養(yǎng)級的生物都會通過自身的呼吸作用而消耗一部分能量(以熱能的形式散失)，也有一部分隨著殘枝敗葉或遺體殘骸等被分解者分解釋放出來而不能輸入到下一營養(yǎng)級，即生產(chǎn)者固定的能量在沿食物鏈流動的過程中大部分損失了，傳遞到下一營養(yǎng)級的能量較少，因此食物鏈中的營養(yǎng)級數(shù)量一般不會太多。
(2)依題意可知：頂級肉食性動物的引入，使得甲、乙兩種植食性動物間的競爭結(jié)果發(fā)生了反轉(zhuǎn)(甲的數(shù)量優(yōu)勢地位喪失)，而該反轉(zhuǎn)不是由于頂級肉食性動物的直接捕食造成的，進(jìn)而推知，甲的數(shù)量優(yōu)勢地位喪失的可能原因是頂級肉食性動物對甲、乙的驅(qū)趕作用而引起的甲、乙的“恐懼”程度不同，甲對頂級肉食性動物的“恐懼”程度比乙高，頂級肉食性動物引入后甲逃離該生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量比乙多。
5．(2018·天津高考)為研究森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，對西黃松老齡(未砍伐50～250年)和幼齡(砍伐后22年)生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳庫及年碳收支進(jìn)行測定，結(jié)果見下表。據(jù)表回答：
碳量
西黃松生態(tài)系統(tǒng)
生產(chǎn)者活生物量(g/m2)
死有機(jī)質(zhì)(g/m2)
土壤有機(jī)碳(g/m2)
凈初級生產(chǎn)力*(g/m2·年)
異養(yǎng)呼吸**(g/m2·年)
老齡
12730
2560
5330
470
440
幼齡
1460
3240
4310
360
390
*凈初級生產(chǎn)力：生產(chǎn)者光合作用固定總碳的速率減去自身呼吸作用消耗碳的速率。
**異養(yǎng)呼吸：消費(fèi)者和分解者的呼吸作用。
(1)西黃松群落被砍伐后，可逐漸形成自然幼齡群落，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的________穩(wěn)定性。
(2)大氣中的碳主要在葉綠體________部位被固定，進(jìn)入生物群落。幼齡西黃松群落每平方米有________克碳用于生產(chǎn)者當(dāng)年的生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產(chǎn)者活生物量中；其中，部分通過生態(tài)系統(tǒng)中________的呼吸作用，部分轉(zhuǎn)變?yōu)樗烙袡C(jī)質(zhì)和土壤有機(jī)碳后通過__________的分解作用，返回大氣中的CO2庫。
(3)西黃松幼齡群落中每克生產(chǎn)者活生物量的凈初級生產(chǎn)力________(大于/等于/小于)老齡群落。根據(jù)年碳收支分析，幼齡西黃松群落________(能/不能)降低大氣碳總量。
答案　(1)恢復(fù)力
(2)基質(zhì)　360　消費(fèi)者　分解者
(3)大于　不能
解析　(1)生態(tài)系統(tǒng)有抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，西黃松群落被砍伐后，可逐漸形成自然幼齡群落，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性。
(2)大氣中的碳主要在葉綠體基質(zhì)部位被固定，進(jìn)而被還原形成有機(jī)物進(jìn)入生物群落。幼齡西黃松群落每平方米中用于生產(chǎn)者當(dāng)年的生長、發(fā)育、繁殖，儲存在生產(chǎn)者活生物量中的碳量等于生產(chǎn)者光合作用固定總碳量減去自身呼吸作用消耗的碳量，即凈初級生產(chǎn)力乘以1平方米(360 g/m2×1 m2＝360 g)。儲存在生產(chǎn)者活生物量中的碳量，部分通過消費(fèi)者的呼吸作用，部分轉(zhuǎn)變?yōu)樗烙袡C(jī)質(zhì)和土壤有機(jī)碳后通過分解者的分解作用，返回大氣中的CO2庫。
(3)根據(jù)表格可知：老齡群落中每克生產(chǎn)者活生物量的凈初級生產(chǎn)力為≈0.037/年；幼齡群落中每克生產(chǎn)者活生物量的凈初級生產(chǎn)力為≈0.25/年，所以幼齡群落中每克生產(chǎn)者活生物量每年的凈初級生產(chǎn)力大于老齡群落。根據(jù)年碳收支分析：“收”即凈初級生產(chǎn)力，“支”即異養(yǎng)呼吸，360b>c>d
C．長期受汞污染時(shí)生物體內(nèi)汞濃度的順序?yàn)閍>b>c>d
D．該生態(tài)系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的循環(huán)利用以及信息傳遞
答案　A
解析　四種生物體內(nèi)的能量直接或間接來自于a固定的能量，A正確；食物鏈a→b→c→d，單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級的生物能量關(guān)系為a>b>c>d，但數(shù)量關(guān)系不一定，B錯(cuò)誤；食物鏈a→b→c→d，根據(jù)生物的富集作用，長期受汞污染時(shí)生物體內(nèi)汞濃度的順序?yàn)閍

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