第4講　生態(tài)系統(tǒng)的功能
[考綱展示]　1.生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)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)一| 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)


1．生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念和過(guò)程
(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。
(2)過(guò)程
①輸入
②傳遞、轉(zhuǎn)化、散失過(guò)程

通過(guò)上述圖解可以看出，初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者能量流動(dòng)相同的三個(gè)去向是：
a．通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失。
b．被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化。
c．被分解者分解利用。
2．能量流動(dòng)的特點(diǎn)
(1)能量傳遞效率：是指相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值。
(2)能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減。
(3)研究能量流動(dòng)規(guī)律可以用“能量金字塔”表示。
3．研究能量流動(dòng)的意義
(1)幫助人們?cè)谠O(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)時(shí)充分考慮能量的利用率。
(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?br />
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(×)
提示：生產(chǎn)者固定的能量有三個(gè)去路，即呼吸散失、流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、流向分解者。
(2)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中散失的能量越多。(√)
(3)初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量。(√)
(4)一只狼捕食了一只兔子，該狼獲得了兔子能量的10%～20%。(×)
提示：能量傳遞效率是針對(duì)相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的所有生物而言，不針對(duì)個(gè)體。
(5)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用。(×)
提示：沼液和沼渣可以為農(nóng)作物提供肥料，沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣又能成為人類的能源物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用，而能量不能循環(huán)利用。
(6)桑基魚(yú)塘可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率。(×)
提示：能量傳遞效率由兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量決定，外界因素不能改變能量傳遞效率，但?；~(yú)塘可以提高能量的利用率。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)必修3P96“思考與討論”的圖為?；~(yú)塘。該生態(tài)系統(tǒng)中有生產(chǎn)者桑樹(shù)等，但是在管理該魚(yú)塘過(guò)程中還要定期往水體中投入飼料，從生態(tài)系統(tǒng)的功能分析，其原因是什么？
提示：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能不足以滿足魚(yú)類的需要，且不斷地輸出經(jīng)濟(jì)魚(yú)類，而其中的元素?zé)o法返回該生態(tài)系統(tǒng)。
(2)三峽水庫(kù)完成蓄水后，與上游水體相比，庫(kù)區(qū)中有機(jī)污染物的含量大大降低，氮磷等無(wú)機(jī)物的含量有所上升。請(qǐng)從能量流動(dòng)的角度分析該過(guò)程發(fā)生的主要變化是什么？
提示：分解者通過(guò)細(xì)胞呼吸，把有機(jī)物中的能量變成熱能散失。

1．某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的來(lái)源與去路分析

(1)能量來(lái)源
(2)能量去向：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：
①定量不定時(shí)(在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能量的最終去路)
a．自身呼吸消耗；b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)；c.被分解者分解利用。
②定量定時(shí)：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路可有四條：
a．自身呼吸消耗；b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；c.被分解者分解利用；d.未利用，既未被自身呼吸消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用，如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的時(shí)間“還沒(méi)來(lái)得及被利用的能量”?？捎萌鐖D表示：

2．能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程分析
(1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能。
(2)能量流動(dòng)渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。
(3)能量傳遞形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。
(4)能量散失途徑：各種生物的呼吸作用(代謝過(guò)程)。
(5)能量散失形式：熱能。
3．能量流動(dòng)的特點(diǎn)


◎考法1　考查能量流動(dòng)過(guò)程
1．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的部分過(guò)程。下列敘述不正確的是(　　)

A．①中的能量來(lái)自生產(chǎn)者的同化作用
B．分解者利用的能量一定比a小
C．b為初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量
D．應(yīng)在a處加上細(xì)胞呼吸散失的熱能箭頭
B　[A正確，①表示初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量來(lái)自生產(chǎn)者的同化作用；B錯(cuò)誤，a表示被初級(jí)消費(fèi)者同化的能量，分解者從生產(chǎn)者利用的能量不一定比a?。籆正確，b為初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量；D正確，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量大部分通過(guò)呼吸作用以熱能形式散失，應(yīng)在a處加上細(xì)胞呼吸散失的熱能箭頭。]
2．如圖表示在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，植物光合作用積累的有機(jī)物被植食動(dòng)物利用的過(guò)程。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．①⑤之和為輸入到生態(tài)系統(tǒng)的全部能量
B．植食動(dòng)物糞便中的能量包含在⑦中
C．⑤⑥⑦⑧之和為流向分解者的能量
D．④占②的百分比為能量傳遞效率
B　[輸入到生態(tài)系統(tǒng)的全部能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能，等于植物呼吸消耗的能量＋植物光合作用積累的有機(jī)物，A錯(cuò)誤；植食動(dòng)物糞便中的能量屬于植物同化量的一部分，并未被植食動(dòng)物同化，B正確；⑧表示植食動(dòng)物呼吸消耗的能量，并沒(méi)有流向分解者，C錯(cuò)誤；能量傳遞效率為相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)間同化量的比值，植物同化量未知，D錯(cuò)誤。]
◎考法2　考查能量流動(dòng)特點(diǎn)及相關(guān)計(jì)算
3．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)
A．由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的，所以營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(dòng)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(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)
C　[生態(tài)系統(tǒng)中的能量沿食物鏈流動(dòng)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(yíng)養(yǎng)級(jí)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(yíng)養(yǎng)級(jí)及分解者所散失的熱能，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向的，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(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，D正確。]
4．圖1是一個(gè)由5種生物組成的食物網(wǎng)；圖2所示為桑基魚(yú)塘農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動(dòng)，圖中字母代表相應(yīng)能量。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：

(1)若圖1食物網(wǎng)中戊攝食丁和丙的比例為3∶1，丙攝食的兩種生物所占比例相等，則戊每增加10 kg生物量，按10%的能量傳遞效率計(jì)算，需要消耗生產(chǎn)者_(dá)_______kg。
(2)圖2中的C和B1＋C1＋D1可表示桑樹(shù)和蠶用于_______________的能量。蠶沙(糞便)投入魚(yú)塘供給魚(yú)食用，蠶沙中同化的能量屬于第________營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含的能量。
解析：(1)若圖1食物網(wǎng)中戊攝食丁和丙的比例為3∶1，丙攝食的兩種生物所占比例相等，則戊每增加10 kg生物量，按10%的能量傳遞效率計(jì)算，由甲→丁→戊這條食物鏈需要消耗甲10×÷10%÷10%＝750 kg。 由甲→丙→戊這條食物鏈需要消耗甲10×÷10%×÷10%＝125 kg。由甲→乙→丙→戊這條食物鏈需要消耗甲10×÷10%×÷10%÷10%＝1 250 kg，因此共需要消耗生產(chǎn)者(甲)750＋125＋1 250＝2 125 kg。
(2)圖2中，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量，應(yīng)是A；桑樹(shù)呼吸作用所散失的熱能可用B表示，圖中的C表示凈光合作用，是桑樹(shù)用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)所需的能量，B1＋C1＋D1屬于蠶用于蠶生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)所需的能量。蠶沙中所含的能量是蠶未同化的能量，仍屬于其上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，即屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含的能量。
答案：(1)2 125　(2)自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)　一
[技法總結(jié)] 方向調(diào)整后的能量計(jì)算方法
若在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物中獲得能量，計(jì)算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時(shí)，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”，然后按照各個(gè)單獨(dú)的食物鏈分別計(jì)算后合并。
(1)順推法：能量流向調(diào)整，從前往后計(jì)算。即由植物下推，用“乘法”。
(2)逆推法：能量來(lái)源調(diào)整，從后往前計(jì)算。即由高營(yíng)養(yǎng)級(jí)前推，用“除法”。
考點(diǎn)二| 物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動(dòng)的關(guān)系

1．物質(zhì)循環(huán)
(1)概念：組成生物體的各種元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間不斷循環(huán)的過(guò)程。
(2)分析
①物質(zhì)：組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。
②循環(huán)范圍(兩個(gè)支點(diǎn))：生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間。
③特點(diǎn)：全球性，反復(fù)利用、循環(huán)性。
2．水循環(huán)
(1)概念：水以3種形態(tài)在陸地、海洋和大氣之間不斷循環(huán)的過(guò)程。
(2)意義：水循環(huán)和其他物質(zhì)的循環(huán)聯(lián)系在一起，在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮重要作用。
3．碳循環(huán)

(1)請(qǐng)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱
a．生產(chǎn)者；b.消費(fèi)者；c.呼吸作用；d.光合作用和化能合成作用；e.呼吸作用；f.化石燃料的燃燒。
(2)碳的存在形式與循環(huán)形式
①在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境間：主要以CO2形式循環(huán)。
②在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物形式傳遞。
③在無(wú)機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。
(3)碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。
(4)碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑
①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用。
②分解者的分解作用。
③化石燃料的燃燒。
(5)碳循環(huán)的破壞——溫室效應(yīng)
①形成原因：大量化石燃料的燃燒，導(dǎo)致大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。
②主要影響：使氣溫上升，加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。
③解決思路：減少化石燃料的燃燒，植樹(shù)造林，開(kāi)發(fā)清潔能源。
4．能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系
(1)區(qū)別
項(xiàng)目
能量流動(dòng)
物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)
形式
以有機(jī)物為載體
主要是無(wú)機(jī)物
特點(diǎn)
單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減
全球性、循環(huán)性
范圍
生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)
生物圈(全球性)
(2)聯(lián)系
①兩者是同時(shí)進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割。
②物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)指的是CO2在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落中的往復(fù)循環(huán)。(×)
提示：碳循環(huán)指的是碳元素的循環(huán)，而不是含碳化合物的循環(huán)。
(2)大氣中的CO2進(jìn)入生物群落的唯一方式是光合作用。(×)
提示：CO2從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的方式有兩種：光合作用和化能合成作用。
(3)物質(zhì)在生物之間的傳遞通常是通過(guò)食物鏈進(jìn)行的。(×)
提示：物質(zhì)在生物之間沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行傳遞。
(4)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。(×)
提示：能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)都沿著食物鏈與食物網(wǎng)進(jìn)行，物質(zhì)作為能量的載體，能量作為物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，二者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割。
(5)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的。(×)
提示：物質(zhì)循環(huán)是往復(fù)的，而能量流動(dòng)是單向的。
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)生產(chǎn)者和分解者在碳循環(huán)過(guò)程中的作用分別是什么？
提示：生產(chǎn)者通過(guò)光合作用和化能合成作用把二氧化碳合成有機(jī)物。分解者通過(guò)分解作用把有機(jī)物分解成二氧化碳。
(2)微生物分解作用與微生物的細(xì)胞呼吸相同嗎？
提示：不相同。微生物分解作用包括細(xì)胞呼吸以及通過(guò)分泌酶將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物。

1．碳循環(huán)過(guò)程及特點(diǎn)
(1)碳循環(huán)過(guò)程圖解

圖甲

圖乙
(2)碳進(jìn)入生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境的途徑歸納
①由無(wú)機(jī)環(huán)境―→生物群落
CO2糖類、蛋白質(zhì)、脂肪
②無(wú)機(jī)環(huán)境中碳的來(lái)源
a．有機(jī)物CO2 大氣中
b．生產(chǎn)者、消費(fèi)者遺體殘骸、糞便CO2 大氣中
c．煤、石油等化石燃料CO2 大氣中
2．能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系

(1)兩者是同時(shí)進(jìn)行的，彼此相互依存，不可分割。
(2)物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。

◎考法1　考查碳循環(huán)的過(guò)程及特點(diǎn)分析
[解題指導(dǎo)] “三看法”快速確認(rèn)碳循環(huán)各環(huán)節(jié)
一看
二看
三看
1．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．甲代表生產(chǎn)者，①可以代表化能合成作用
B．在食物鏈中占有碳元素最多的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可能是甲
C．該生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者為乙、丙
D．碳元素在甲、乙、丙、丁間以含碳有機(jī)物的形式傳遞
B　[據(jù)題圖分析，甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者，丙是分解者，丁是大氣中的二氧化碳庫(kù)，則①表示呼吸作用，A、C錯(cuò)誤；根據(jù)能量傳遞的逐級(jí)遞減的特點(diǎn)可知，甲含有能量最多，則其含有的碳元素也最多，B正確；碳元素在甲、乙、丙間以含碳有機(jī)物的形式傳遞，而與丁之間的傳遞形式是二氧化碳，D錯(cuò)誤。]
2．(2019·山東第二次大聯(lián)考)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，圖中箭頭表示碳流動(dòng)的方向。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　)

A．丙和乙的種間關(guān)系為捕食和競(jìng)爭(zhēng)
B．若缺少甲和丁該生態(tài)系統(tǒng)將會(huì)崩潰
C．該生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有其自身的運(yùn)行規(guī)律
D．照射在甲上的太陽(yáng)能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量
D　[析圖可知，甲為生產(chǎn)者，乙為初級(jí)消費(fèi)者，丙為次級(jí)消費(fèi)者，丁為分解者。丙和乙都以甲為食，且丙捕食乙，A正確；生產(chǎn)者和分解者是生態(tài)系統(tǒng)的必不可缺少的成分，B正確；碳循環(huán)是在每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，有其自身的運(yùn)行規(guī)律，C正確；生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，僅是接收到的太陽(yáng)能很小的一部分，D錯(cuò)誤。]
◎考法2　考查物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系分析
3．(2018·唐山高三摸底)如圖為一個(gè)簡(jiǎn)化的生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)示意圖，對(duì)圖中箭頭的含義表述錯(cuò)誤的是(　　)

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質(zhì)回歸無(wú)機(jī)環(huán)境
C．②表示能量在生物體之間單向流動(dòng)
D．①可表示碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物
A　[讀圖可知，生物群落中能量的散失—④呼吸作用以熱能散失，生物群落中的物質(zhì)回歸無(wú)機(jī)環(huán)境—⑤分解者的分解，A錯(cuò)誤，B正確；能量在生物體之間單向流動(dòng)，如圖中的②、③，C正確；碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)物—①光合作用合成有機(jī)物，D正確。]
4．分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡(jiǎn)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(dòng)
B．能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)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(yáng)能總量
D．碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的
C　[物質(zhì)是能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)，物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，故A正確；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返，能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力，故B正確；生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量是指生產(chǎn)者總的同化量，③的能量屬于②，無(wú)法比較能量①②③④的總和與生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量，故C錯(cuò)誤；碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行，在生物群落內(nèi)是以含碳有機(jī)物的形式流動(dòng)，故D正確。]
考點(diǎn)三| 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞


1．信息的種類(連線)
　　　　 　　　　　　
(1)物理信息?、?化學(xué)物質(zhì)　 　a．蜜蜂跳舞、孔雀開(kāi)屏
(2)化學(xué)信息 Ⅱ. b．光、聲、溫度、濕度、磁力
(3)行為信息 Ⅲ.物理過(guò)程 c．有機(jī)酸、生物堿和性外
激素
提示：(1)—Ⅲ—b　(2)—Ⅰ—c　(3)—Ⅱ—a
2．信息傳遞的作用

3．信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
(1)人們模擬傳粉昆蟲(chóng)的信息吸引傳粉昆蟲(chóng)前來(lái)幫助植物傳粉，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
(2)人們也在田間釋放人工合成的性外激素，干擾害蟲(chóng)的正常交尾，減少害蟲(chóng)的繁殖數(shù)量。
(3)人們還利用環(huán)境與生物相互作用傳遞的信息，適時(shí)調(diào)整產(chǎn)品的上市時(shí)間。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來(lái)源于環(huán)境。(×)
提示：生態(tài)系統(tǒng)的物理信息既可來(lái)自環(huán)境，也可來(lái)自生物。
(2)信息沿食物鏈從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞。(×)
提示：信息傳遞往往是雙向的，可沿食物鏈從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞，也可從高營(yíng)養(yǎng)級(jí)向低營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞。
(3)成年大熊貓經(jīng)常用尿液和肛腺的分泌物在巖石或樹(shù)干上進(jìn)行標(biāo)記，這種行為傳遞的信息類型屬于化學(xué)信息。(√)
(4)害蟲(chóng)與擬水狼蛛間的信息傳遞，不利于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。(×)
提示：信息傳遞可調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
(5)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，可以防治有害動(dòng)物，也可以提高一些農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。(√)
2．思考回答(規(guī)范表述)
(1)是不是所有的信息傳遞都為雙向？作出判斷并舉例說(shuō)明。
提示：并非所有的信息傳遞均具有雙向性。比如草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊不傳遞信息給草，這是單向的。
(2)嘗試從信息傳遞角度分析：可通過(guò)哪些方法進(jìn)行蟲(chóng)害防治？這些方法分別涉及的信息的種類是什么？
提示：①利用音響設(shè)備發(fā)出結(jié)群信號(hào)吸引鳥(niǎo)類，使其結(jié)群捕食害蟲(chóng)，這種防治方法涉及物理信息。②在田間釋放大量人工合成的性引誘劑，干擾害蟲(chóng)正常交尾，達(dá)到降低害蟲(chóng)數(shù)量的目的，這種防治方法涉及化學(xué)信息。

辨析信息傳遞與能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

能量流動(dòng)
物質(zhì)循環(huán)
信息傳遞
特點(diǎn)
單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減
循環(huán)流動(dòng)，反復(fù)利用
往往是雙向的
范圍
生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)
生物圈
生物之間，生物與無(wú)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)的動(dòng)力
生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)
決定能量流動(dòng)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)一的整體

◎考法1　考查信息傳遞的類型、作用及應(yīng)用
[解題指導(dǎo)] 判斷生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞種類的兩種方法
1．從信息傳播的途徑判斷：涉及聲音、顏色、溫度等物理因素可判斷為物理信息；涉及的信息載體為化學(xué)物質(zhì)，可判斷為化學(xué)信息；涉及特殊行為，可判斷為行為信息。
2．從文字表述的著重點(diǎn)判斷：孔雀開(kāi)屏如果是通過(guò)行為傳遞給對(duì)方，則屬于行為信息；如果通過(guò)羽毛的顏色等傳遞給對(duì)方，則屬于物理信息。
1．如圖所示，當(dāng)煙草葉片受到甲種蛾幼蟲(chóng)的采食刺激后，煙草葉片會(huì)釋放出揮發(fā)性的化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)白天會(huì)吸引甲種蛾幼蟲(chóng)的天敵，夜間會(huì)驅(qū)趕乙種蛾，使其不能在煙草葉片上產(chǎn)卵(乙種蛾幼蟲(chóng)也采食煙草葉片)。下列敘述不正確的是(　　)

A．甲種蛾幼蟲(chóng)與天敵的種間關(guān)系最可能是捕食
B．在煙草葉片保護(hù)其不受蛾幼蟲(chóng)侵害時(shí)起作用的信息類型是物理信息
C．甲種蛾幼蟲(chóng)與乙種蛾幼蟲(chóng)的種間關(guān)系是競(jìng)爭(zhēng)
D．圖中所示生物構(gòu)成的食物網(wǎng)可表示為：煙草甲種蛾幼蟲(chóng)天敵乙種蛾幼蟲(chóng)
B　[煙草葉片可通過(guò)釋放揮發(fā)性的化學(xué)物質(zhì)保護(hù)其不受蛾幼蟲(chóng)侵害，發(fā)揮作用的信息類型為化學(xué)信息，由此判定B項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞及其應(yīng)用的敘述，不正確的是(　　)
A．動(dòng)物的特殊行為可在同種或異種生物之間傳遞信息
B．生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞和能量流動(dòng)一樣都是單向的
C．信息傳遞能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定
D．利用昆蟲(chóng)信息素誘捕或警示有害動(dòng)物，以降低害蟲(chóng)的種群密度
B　[動(dòng)物的特殊行為，對(duì)于同種或異種生物來(lái)說(shuō)能夠傳遞某種信息，即行為信息，A正確；生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞往往是雙向的，B錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞有調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的作用，C正確；利用昆蟲(chóng)信息素(即化學(xué)信息)誘捕或警示有害動(dòng)物，可降低害蟲(chóng)的種群密度，D正確。]
◎考法2　綜合考查生態(tài)系統(tǒng)的功能
3．(2019·龍巖高三模擬)2015年，研究人員通過(guò)研究小型哺乳動(dòng)物的骨骼化石，成功評(píng)估出美國(guó)大盆地地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)從12 800年前更新世時(shí)代末期到20世紀(jì)早期的能量流動(dòng)情況。下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中信息、物質(zhì)和能量的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．生態(tài)系統(tǒng)是信息、物質(zhì)和能量的統(tǒng)一體
B．信息、物質(zhì)、能量都可能來(lái)源于無(wú)機(jī)環(huán)境
C．信息與物質(zhì)和能量一樣都是循環(huán)、流動(dòng)的
D．信息傳遞過(guò)程中伴隨著一定的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量的消耗
C　[能量流動(dòng)是單向的，不能往復(fù)循環(huán)，C錯(cuò)誤。]
4．(2019·株洲高三質(zhì)檢)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞的敘述，正確的是(　　)
A．富營(yíng)養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象，可以說(shuō)明能量流動(dòng)的特點(diǎn)
B．信息傳遞并不都是雙向的，生物間的信息傳遞是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果
C．食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中10%～20%的能量會(huì)被分解者利用
D．無(wú)機(jī)環(huán)境中的CO2可以在某生物群落中循環(huán)利用
B　[富營(yíng)養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華是大量有機(jī)污物排到江湖中導(dǎo)致藻類大量繁殖，為物質(zhì)循環(huán)的再生利用，說(shuō)明物質(zhì)循環(huán)反復(fù)性，A錯(cuò)誤；信息傳遞并不都是雙向的，比如草原上，草的綠色給羊傳遞了可食用的信息，羊不傳遞信息給草，這是單向的，生物間的信息傳遞是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，B正確；食物鏈由生產(chǎn)者和消費(fèi)者構(gòu)成，分解者不是食物鏈的成分，C錯(cuò)誤；物質(zhì)循環(huán)指生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)，D錯(cuò)誤。]
[規(guī)律總結(jié)] 生態(tài)系統(tǒng)各組成成分與三大功能的關(guān)系圖

真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能
1．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)某同學(xué)運(yùn)用黑光燈誘捕的方法對(duì)農(nóng)田中具有趨光性的昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．趨光性昆蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)的物種數(shù)目
B　[農(nóng)田中具有趨光性的昆蟲(chóng)是異養(yǎng)生物，屬于生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者，A正確；利用黑光燈誘捕有趨光性的昆蟲(chóng)，黑光燈傳遞給趨光性昆蟲(chóng)的信息屬于物理信息，B錯(cuò)誤；通過(guò)統(tǒng)計(jì)黑光燈誘捕的某種趨光性昆蟲(chóng)的數(shù)量，可調(diào)查某種趨光性昆蟲(chóng)的種群密度，C正確；黑光燈誘捕的方法可通過(guò)統(tǒng)計(jì)誘捕到的趨光性昆蟲(chóng)的種類數(shù)來(lái)探究該農(nóng)田趨光性昆蟲(chóng)的物種數(shù)目，D正確。]
2．(2016·全國(guó)卷Ⅰ)在漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，我們的祖先通過(guò)自身的生產(chǎn)和生活實(shí)踐，積累了對(duì)生態(tài)方面的感性認(rèn)識(shí)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(shí)，下列說(shuō)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(dòng)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(duì)穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標(biāo)準(zhǔn)
B　[生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有其自身的運(yùn)行規(guī)律，人類只能認(rèn)識(shí)并利用其運(yùn)行規(guī)律，不能改變它，故A項(xiàng)正確。生產(chǎn)者固定的能量可多級(jí)利用，但不能反復(fù)利用，故B項(xiàng)錯(cuò)誤?！巴烁€林、還草”可防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源等，是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實(shí)例，故C項(xiàng)正確。人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標(biāo)準(zhǔn)，避免過(guò)度消耗，破壞生態(tài)環(huán)境，故D項(xiàng)正確。]
3．(2016·全國(guó)卷Ⅲ)我國(guó)諺語(yǔ)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(shù)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(shù)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(dòng)的方向
C　[根據(jù)文字信息寫出食物鏈：植物→蟬→螳螂→黃雀→鷹，鷹的遷入會(huì)導(dǎo)致黃雀減少、螳螂增加、蟬減少等一系列變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)菌一般是生態(tài)系統(tǒng)的分解者，分解者從動(dòng)植物遺體、遺物中獲得的能量大部分會(huì)通過(guò)分解作用以熱能的形式散失，不會(huì)再被生產(chǎn)者利用，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。鷹的遷入使該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈由4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)變?yōu)?個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)，故C項(xiàng)正確。鷹的遷入使該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)增加，但食物鏈還是只有一條，所以能量流動(dòng)的方向未改變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4．(2018·全國(guó)卷Ⅱ)大型肉食性動(dòng)物對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)肉食性動(dòng)物與植食性動(dòng)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(huì)對(duì)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?wèn)題：
(1)當(dāng)某種大型肉食性動(dòng)物遷入到一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，原有食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)有可能增加，生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量一般不會(huì)太多，原因是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)如果將頂級(jí)肉食性動(dòng)物引入食物網(wǎng)只有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的某生態(tài)系統(tǒng)中，使得甲、乙兩種植食性動(dòng)物間的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果發(fā)生了反轉(zhuǎn)，即該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)地位喪失。假定該反轉(zhuǎn)不是由頂級(jí)肉食性動(dòng)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(shí)推測(cè)，甲的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)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(dòng)物在某地區(qū)的森林中重新出現(xiàn)，會(huì)減輕該地區(qū)野豬對(duì)農(nóng)作物的破壞程度。根據(jù)上述“恐懼生態(tài)學(xué)”知識(shí)推測(cè)，產(chǎn)生這一結(jié)果的可能原因有_____________________________________________________________
________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
解析：(1)從能量金字塔可以看出，在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中損失的能量就越多，因此，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過(guò)4～5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)根據(jù)題干信息“大型肉食性動(dòng)物對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)肉食性動(dòng)物與植食性動(dòng)物有捕食和驅(qū)趕作用”，又這一種間關(guān)系是建立在“威懾”和“恐懼”基礎(chǔ)上的，且題干指出導(dǎo)致植食性動(dòng)物甲在數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)地位喪失不是由頂級(jí)肉食性動(dòng)物的直接捕食造成的，因此，甲的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)地位喪失的可能原因是頂級(jí)肉食性動(dòng)物對(duì)甲產(chǎn)生的“威懾”比乙高，甲因“恐懼”而逃離該生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量比乙多。(3)根據(jù)題中“恐懼生態(tài)學(xué)”的觀點(diǎn)可知，大型肉食性動(dòng)物對(duì)野豬有捕食和驅(qū)趕的作用，故某大型肉食性動(dòng)物的重新出現(xiàn)可能會(huì)使野豬的被捕食量增加，同時(shí)野豬也會(huì)因“恐懼”而減少采食，從而降低其對(duì)農(nóng)作物的破壞程度。
答案：(1)生產(chǎn)者固定的能量在沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中大部分都損失了，傳遞到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量較少　(2)甲對(duì)頂級(jí)肉食性動(dòng)物的恐懼程度比乙高，頂級(jí)肉食性動(dòng)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(dòng)物捕食野豬；野豬因恐懼減少了采食
5．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)如圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖。

據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
(1)蚯蚓生命活動(dòng)所需的能量來(lái)自于生活垃圾中的________(填“有機(jī)物”或“無(wú)機(jī)物”)。生活垃圾中的細(xì)菌和真菌屬于分解者，在生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是____________________________。
(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用，若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時(shí)，通常需要考慮的因素可概括為3個(gè)方面，即________________________________________________。
(3)有機(jī)肥在土壤中經(jīng)分解、轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生NO，通常植物根系對(duì)NO的吸收是通過(guò)__________運(yùn)輸完成的。
解析：(1)蚯蚓屬于異養(yǎng)型生物，其生命活動(dòng)所需的能量來(lái)自于生活垃圾中的有機(jī)物，生態(tài)系統(tǒng)中分解者將動(dòng)植物遺體殘骸和動(dòng)物的排遺物中的有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物。(2)采用生物方法處理生活垃圾，利用的是分解者的分解作用，需要考慮生活垃圾的成分及理化性質(zhì)、分解者的生物種類及異化類型、處理環(huán)境的理化條件等。(3)通常植物根系對(duì)NO的吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸。
答案：(1)有機(jī)物　將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無(wú)機(jī)物　(2)待分解垃圾的性質(zhì)，引進(jìn)的分解者生物的種類，處理環(huán)境的理化條件　(3)主動(dòng)

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