2024年高中生物新教材同步選擇性必修第二冊第3章生態系統及其穩定性第3章生態系統及其穩定性第1節生態系統的結構課程內容標準核心素養對接1.舉例說明什么是生態系統。2.通過分析生態系統的結構，歸納生態系統的組分，建構生態系統的結構模型。3.闡明生態系統是一個統一的整體。1.生命觀念——通過學習生態系統各組分之間的聯系，建立生態系統的結構和功能相統一的觀點。2.科學思維——建構生態系統的結構模型，解釋食物網中生物數量的變化。知識點1生態系統的概念、范圍和類型(3)類型請將序號所示生態系統的類型進行歸納：①海洋生態系統②草原生態系統③森林生態系統④農田生態系統⑤果園生態系統⑥凍原生態系統⑦淡水生態系統⑧人工林生態系統⑨荒漠生態系統⑩城市生態系統知識點2生態系統具有一定的結構1.生態系統的結構組成包括生態系統的組成成分和生態系統的營養結構(食物鏈和食物網)。2.生態系統的組成成分(1)組成成分非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。(2)三種生物成分的比較3.生態系統的營養結構——食物鏈和食物網(1)食物鏈①概念：在生態系統中，各種生物之間由于食物關系而形成的一種聯系。②實例(2)食物網(1)河流中所有生物和底泥共同組成河流生態系統。(×)(2)一座城市也是一個生態系統。(√)(3)自養生物一定是生產者，生產者一定是自養生物。(√)(4)細菌都是分解者，但分解者并不都是細菌。(×)(5)食物網中兩種生物之間都是捕食關系。(×)(6)在一條食物鏈中，生產者為第一營養級，消費者所處營養級不固定。(√)eq\x(教材P51“圖3－2”拓展)分析生態系統的結構模型，回答有關問題。(A～E表示生態系統中的不同組分，①②③表示與A有關的生理過程)(1)寫出圖中A～E的名稱。A.生產者B.植食性動物C.肉食性動物1D.分解者E.無機鹽等(2)圖中①和②表示的生理過程分別是細胞呼吸(呼吸作用)、光合作用。(3)成分E進入A的主要形式是離子，進入細胞的主要方式是主動運輸。(4)從生態系統的成分角度分析，④過程代表的含義是太陽能的輸入(太陽能輸入生態系統)。探究點一生態系統的組成成分下圖為一個池塘生態系統的示意圖，據圖回答問題。(1)池塘生態系統的結構包括生態系統的組成成分和生態系統的營養結構(食物鏈和食物網)。生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量。(2)該生態系統中不同種類的生物獲取物質和能量的途徑是不盡相同的，綠色植物通過光合作用將無機物轉化為有機物，將太陽能轉化為化學能；動物通過攝取其他生物獲得物質和能量；細菌、真菌等通過分解動植物遺體和動物的排遺物獲得物質和能量。(3)哪些生物屬于消費者？是不是消費者都是動物？是不是所有的動物都是消費者？提示屬于消費者的生物有大部分動物、寄生細菌和部分營寄生生活的植物(如菟絲子)等。消費者并不都是動物。并不是所有的動物都是消費者。(4)分解者主要是真菌，除此之外，部分細菌和動物也屬于分解者，哪些細菌和動物也屬于分解者？提示腐生細菌和一些營腐生生活的動物，如蚯蚓、蜣螂和禿鷲等。生態系統各組成成分的相互關系巧辨生態系統組成成分的三類和兩類[例1]下列關于生態系統組成成分中生物部分的敘述，正確的是()A.分解者只包括腐生細菌和真菌B.消費者全是異養型真核生物C.生產者中有真核生物，也有原核生物，但都是自養型生物D.生產者和分解者間均直接聯系，消費者可有可無答案C解析分解者包括營腐生生活的細菌、真菌及腐食性動物，如蚯蚓，A錯誤；消費者也有原核生物，B錯誤；生產者屬于自養型生物，但不一定是真核生物，有些原核生物如硝化細菌也是生產者，C正確；消費者能夠加快生態系統的物質循環，對于植物的傳粉和種子的傳播等具有重要作用，有些情況下生產者和分解者需要經過消費者才能聯系起來，如分解者分解利用初級消費者的糞便，消費者在生態系統中是不可缺少的，D錯誤。[例2]下面是生態系統組成成分的關系圖，下列對a、b、c所代表的成分的說法，正確的是()A.b中有真核生物，也有原核生物，但都是自養型生物B.a中全是異養型真核生物C.c只包括腐生細菌和真菌D.a是該生態系統的基石，一旦遇到破壞，會影響整個生態系統的穩定答案A解析生態系統包括生物群落和非生物環境，生物群落包括生產者、消費者和分解者。從箭頭的方向上分析，a的物質和能量來自b，并可傳遞給c，所以b是生產者，a是消費者，c是分解者。生產者多數是光能自養型的真核生物，如綠色植物，但也有化能自養型的原核生物，如硝化細菌等；消費者都是異養型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消費者，但屬于原核生物；分解者除了有腐生細菌和真菌外，還有腐食性動物，如蚯蚓、蟑螂等；生態系統的基石是b(生產者)。探究點二食物鏈和食物網1.觀察下圖中的食物鏈，思考并回答下列問題：(1)圖中食物鏈的起點和終點分別是生產者(植物)和最高級消費者(鷹)。圖中蛇處于第四營養級，鷹屬于四級消費者。食物鏈形成的根本原因是各種生物之間的食物關系。(2)寫出圖中未包含的生態系統的組成成分。提示非生物的物質和能量、分解者。2.下圖為某草原生態系統的食物網組成，思考并回答下列問題：(1)鷹處于哪幾個營養級？鷹和蛇之間是什么關系？提示第三、四、五營養級。捕食和種間競爭。(2)圖中食物網的成因有哪些？提示一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。(3)若人類的捕殺導致鷹大量減少，兔、食草鳥、蛇的數量如何變化？提示兔、食草鳥、蛇的數量先增加后減少最后趨于穩定，但結果比原來的數量要增加。1.明確關于食物鏈和食物網的六個易誤點(1)每條食物鏈的起點都是生產者，終點是不被其他動物所食的動物，即最高營養級，中間有任何間斷都不算完整的食物鏈。(2)食物鏈由生產者和消費者構成，分解者及非生物的物質和能量不屬于食物鏈的成分，不出現在食物鏈(網)中。(3)由于第一營養級一定是生產者，因此一種動物在某一食物鏈中的營養級＝消費者級別＋1。(4)某一營養級的生物代表的是處于該營養級的所有生物，不代表單個生物個體，也不一定是一個種群。(5)同一種消費者在不同食物鏈中，可以占有不同的營養級。(6)在食物網中，兩種生物之間的種間關系可出現多種，如青蛙和蜘蛛既是捕食關系，又是種間競爭關系。2.食物鏈(網)中各營養級生物數量的變化(1)當第一營養級(綠色植物)生物數量減少，會導致其他生物數量都減少。(2)當“天敵”蛇減少，則被捕食者青蛙的數量先增加后減少最后趨于穩定。(3)“中間”營養級生物數量減少的情況：在食物網中，青蛙突然減少，則以它為食的蛇也將減少，鷹就要過多地吃兔和食草鳥，從而導致兔、食草鳥減少。因為鷹不只吃蛇，它可依靠其他食物來源維持其數量基本不變。(4)在食物網中，當某種生物因某種原因而大量減少，對另一種生物的影響沿不同的路線分析得出的結果不同時，應以中間環節少的為分析依據。[例3]下列屬于生態系統食物鏈和食物網特征的是()A.同一營養級的動物一定是一個種群B.一種生物只能被另一種生物捕食C.第一營養級的生物通常指綠色植物D.同一種動物只能占據一個營養級答案C解析同一營養級的動物可以包括多個物種、多個種群；一種生物可以被一種或多種生物捕食；第一營養級的生物是生產者，絕大多數生態系統的生產者是綠色植物；同一種動物可以捕食多種生物，在食物網的不同食物鏈中可占據不同營養級。[例4]下列有關如圖的敘述，不正確的是()A.若該圖表示生態系統的四種組分，則應加上由丁到甲的箭頭B.若該圖表示食物網，則該食物網中共有3條食物鏈C.若該圖表示一個群落，則丁為分解者D.若甲為生產者，則甲一定是自養型生物答案B解析如果題圖表示生態系統的四種組分，則可確定甲是生產者，乙是消費者，丙是分解者，丁是非生物的物質和能量，所以應加上由丁到甲的箭頭，表示光合作用或化能合成作用，A正確；若題圖表示食物網，則該食物網中共有4條食物鏈，分別是甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁、甲→丁，B錯誤；若該圖表示一個群落，則甲是生產者，乙、丙是消費者，丁為分解者，C正確；若甲為生產者，則甲一定是自養型生物，D正確。巧判生態系統中四種組成成分(1)圖示(2)分析①先根據雙向箭頭“”確定“非生物的物質和能量”和“生產者”，再根據D有“3”個指出箭頭確定D為“生產者”，則有“3”個指入箭頭的C為“非生物的物質和能量”，最后根據“D→A→B”，確定A為消費者，B為分解者。②若問D、A、B具體是什么生物，則D主要為綠色植物，A主要為動物，B主要為營腐生生活的細菌和真菌。③圖示中D、A、B共同構成生物群落，而食物鏈(網)中只包括D和A。思維導圖晨讀必背1.在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體，叫作生態系統。2.生態系統的結構包括生態系統的組成成分和營養結構。3.生態系統的組成成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者。4.食物鏈和食物網是生態系統的營養結構，是物質循環和能量流動的渠道。隨堂檢測1.某自然保護區里的各種植物、動物和看不見的微生物以及水和光等無機條件，它們共同構成了一個()A.種群 B.生物群落C.生態系統 D.物種答案C解析在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體，叫作生態系統。保護區內的各種生物和非生物環境構成了生態系統。2.生態系統的結構包括()A.食物鏈、食物網B.非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者C.生態系統的組成成分、食物鏈和食物網D.陽光、熱能、空氣答案C解析生態系統的結構包括生態系統的組成成分和營養結構，其中組成成分包括非生物的物質和能量(陽光、熱能、空氣等)、生產者、消費者和分解者，營養結構包括食物鏈和食物網。3.關于生態系統組成成分的正確敘述有幾項()①凡是細菌、真菌都是分解者②凡是自養生物都是生產者③消費者都是動物④動物都是消費者⑤異養型生物都是分解者A.一項 B.二項C.三項 D.四項答案A解析有些細菌如硝化細菌屬于生產者，①錯誤；生產者主要指綠色植物，能夠通過光合作用制造有機物，為自身和生物圈中的其他生物提供物質和能量，故凡是自養生物都是生產者，②正確；不含有葉綠素的植物如菟絲子屬于消費者，③錯誤；有些動物如蚯蚓營腐生生活，是分解者，④錯誤；異養型生物有可能是消費者，也有可能是分解者，⑤錯誤。綜上所述，A正確。4.如圖所示，下列敘述正確的是()A.圖示的各種成分在生態學上可以構成一個生態系統B.蛇屬于三級消費者C.細菌與蟬之間的關系屬于種間競爭D.圖示的綠色植物和各種動物在生態學上可以構成一個生物群落答案A解析圖中生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量共同組成生態系統，A正確；蛇屬于四級消費者，B錯誤；細菌屬于分解者，其與蟬不構成種間競爭關系，C錯誤；在相同時間內聚集在一定地域中各種生物種群的集合，叫作生物群落，D錯誤。5.下圖是一個簡化的食物網，據圖分析正確的是()A.該食物網由4條食物鏈組成，其中的初級消費者只有植食性鳥B.生物數量越多，食物網越復雜C.處于第三營養級的生物有3種D.生態系統的4種組成成分中，該圖中只體現了2種成分答案D解析分析題圖可知，該食物網由5條食物鏈組成，植食性鳥和食草昆蟲都是初級消費者，A錯誤；食物網的復雜程度取決于有食物聯系的生物種類，并非取決于生物數量，B錯誤；分析食物網，處于第三營養級的生物有鷹、食蟲鳥、蜘蛛、青蛙4種，C錯誤；該圖中只有生產者和消費者，缺少生態系統組成成分中的分解者及非生物的物質和能量，D正確。課時作業(時間：30分鐘)知識點1生態系統的組成成分1.從生態系統的組成成分看，光合細菌和蚯蚓分別屬于()A.生產者、消費者 B.生產者、分解者C.分解者、消費者 D.消費者、分解者答案B解析光合細菌為自養型微生物，屬于生產者；蚯蚓為腐食性動物，即營腐生生活，屬于分解者。2.連接生物界和無機自然界的兩個重要環節是()A.生產者和非生物成分 B.消費者和非生物成分C.生產者和消費者 D.生產者和分解者答案D解析生產者能將無機自然界中的無機物轉化為體內的有機物。分解者能將動植物遺體、動物排遺物等所含的有機物，分解成簡單的無機物，歸還到無機自然界中。3.下列有關生態系統組成成分的敘述，正確的是()A.太陽光來源于地球以外，不屬于生態系統的組成成分B.硝化細菌是自養型生物，在生態系統中屬于生產者C.蚯蚓是需氧生物，在生態系統中屬于消費者D.營腐生生活的細菌不一定是分解者，而有可能是生產者或消費者答案B解析生態系統組成成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者，陽光屬于非生物的能量；硝化細菌通過化能合成作用將無機物轉化成有機物，屬于生產者；蚯蚓是以植物殘體為食的腐食性動物，在生態系統中屬于分解者；營腐生生活的細菌一定是分解者。4.下列有關生態系統結構的敘述，正確的是()A.生態系統的結構包括生態系統的組成成分和營養結構B.生態系統中的生產者是自養生物，均能進行光合作用C.病毒營寄生生活，在生態系統中屬于分解者D.腐生真菌是真核生物，在生態系統中屬于消費者答案A解析生態系統的結構是由生態系統的組成成分和營養結構組成的，A正確；生態系統中的生產者是自養生物，其中進行化能合成作用的微生物不能進行光合作用，B錯誤；病毒營寄生生活，在生態系統中是消費者，C錯誤；腐生真菌是真核生物，在生態系統中屬于分解者，D錯誤。知識點2食物鏈和食物網5.如圖是某營養元素循環簡圖，下列能分別代表X、Y、Z三種生物的是()A.生產者、消費者、分解者B.生產者、分解者、消費者C.分解者、消費者、生產者D.消費者、分解者、生產者答案A解析X把無機物轉換成有機物進入生物群落，故生物X是生產者；Z把有機物分解為無機物返回到無機環境，故生物Z是分解者；消費者通過攝食生產者獲取生產者的部分能量和物質，由圖可知生物Y是消費者，A正確。6.如圖表示某草原生態系統的部分食物網，相關敘述正確的是()A.該草原生態系統中的所有動物都屬于消費者B.圖示食物網中不同生物之間的種間關系只有捕食C.圖中的該生態系統的組成成分只缺少了非生物的物質和能量D.兔、鼠和草食昆蟲在圖中不同食物鏈中都位于第二營養級答案D解析草原生態系統中蚯蚓、蜣螂等動物屬于分解者，A錯誤；圖示食物網中不同生物的種間關系有捕食和種間競爭，如吃蟲的鳥和肉食昆蟲之間的種間關系是捕食和種間競爭，B錯誤；題圖中，該生態系統中的組成成分缺少非生物的物質和能量、分解者，C錯誤；圖中兔、鼠和草食昆蟲在圖中不同食物鏈中都位于第二營養級，D正確。7.農田生態系統中，假設有兩條主要的食物鏈(如圖)，如果有人大量捕捉蛙，短期內對該生態系統造成的影響是()A.有利于生態系統的平衡B.水稻蟲害嚴重C.蛇的數量迅速增加D.鼠的數量迅速增加答案B解析大量捕捉蛙以后，害蟲失去了天敵，所以害蟲數量會迅速增加；蛙減少以后，蛇的數量不會變化很大，因為蛇有蛙和鼠兩個食物來源，但鼠的數量會因蛇的大量捕食而減少。8.下圖為某草原生態系統的食物網，請據圖判斷下列敘述正確的是()A.屬于次級消費者的是食草鳥、蜘蛛、蟾蜍、貓頭鷹B.貓頭鷹占有第三、第五、第六共三個營養級C.蟾蜍和蜘蛛只有捕食關系D.如果昆蟲突然減少，一段時間后食草鳥數目將會增加答案D解析食草鳥屬于初級消費者；貓頭鷹占有第三、第四、第五、第六共四個營養級；在該生態系統中，蜘蛛和蟾蜍既有捕食關系，又有種間競爭關系。9.關于生態系統組成成分的敘述，正確的是()①自養型生物都是生產者②生產者都是自養型生物③異養型生物都是消費者④消費者都是異養型生物⑤植物都是生產者⑥細菌、真菌都是分解者⑦動物都是消費者A.②④⑥ B.①②④C.①⑤⑦ D.②⑤⑥答案B解析生產者(自養型生物)能夠通過光合作用或化能合成作用將無機物合成有機物，為自身和生物圈中的其他生物提供物質和能量，故凡是自養型生物都是生產者，①②正確；消費者和分解者都是異養型生物，③錯誤、④正確；寄生植物如菟絲子是消費者，⑤錯誤；只有營腐生生活的細菌、真菌才能將動植物遺體和動物的排遺物中的有機物分解成無機物歸還無機環境，是分解者，而硝化細菌則為生產者，寄生的細菌和真菌是消費者，⑥錯誤；腐食性動物如蜣螂是分解者，⑦錯誤。10.如圖表示某生態系統中四種組成成分之間的相互關系，下列相關敘述正確的是()A.甲是生產者，包括所有的植物和部分細菌B.所有的動物在生態系統中都屬于丙C.理論上，一個生態系統沒有丙也可以行使其功能D.甲和乙是一個生態系統的基石答案C解析分析題圖可知，甲為生產者，乙為分解者，丙為消費者，丁為非生物的物質和能量。并非所有的植物都屬于生產者，如營寄生生活的菟絲子屬于消費者，A錯誤；一些營腐生生活的動物屬于分解者，如蚯蚓，B錯誤；通過生產者和分解者可以實現生物群落與非生物環境之間的物質循環，所以理論上沒有消費者的生態系統也可以行使其功能，C正確；生產者可以通過光合作用或化能合成作用，將光能或無機物中的化學能固定在它們所制造的有機物中，有機物中的化學能可供生物利用，所以生產者是一個生態系統的基石，D錯誤。11.如圖表示某生態系統的食物網。下列有關敘述中，錯誤的是()A.生態系統中的食物鏈交錯連接形成食物網的原因是多種生物在不同食物鏈中占有不同的營養級B.蛇與鼠、食蟲鳥與蛙的關系分別是捕食和種間競爭C.該圖僅體現了生態系統組成成分中的生產者、消費者和分解者D.鷹在植物→鼠→蛇→鷹這條食物鏈中屬于三級消費者答案C解析生態系統中的食物鏈交錯連接形成食物網的原因是多種生物在不同食物鏈中占有不同的營養級，食物鏈交叉成食物網，A正確；蛇與鼠之間是捕食關系，食蟲鳥與蛙都捕食植食性昆蟲和食蟲昆蟲，是種間競爭關系，B正確；該圖中只有生產者和消費者，沒有分解者和非生物的物質和能量，C錯誤；鷹在植物→鼠→蛇→鷹這條食物鏈中屬于第四營養級，三級消費者，D正確。12.大型肉食性動物對低營養級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅趕作用。這一建立在“威懾”與“恐懼”基礎上的種間關系會對群落或生態系統產生影響，此方面的研究屬于“恐懼生態學”范疇。當某種大型肉食性動物遷入到一個新的生態系統時，不可能發生的變化是()A.生態系統中原有食物鏈的營養級增加B.植食性動物間的競爭結果發生反轉C.肉食性動物間的捕食關系發生反轉D.減輕該地區野生動物對農作物的破壞程度答案C解析根據題意可知，某種大型肉食性動物遷入到一個新的生態系統時，對低營養級肉食性動物與植食性動物有捕食作用，故生態系統中原有食物鏈的營養級增加，A正確；當某種大型肉食性動物遷入到一個新的生態系統時，由于該大型肉食性動物對低營養級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅趕作用，可能導致某種植食性動物在競爭中失去原有競爭優勢，即競爭結果發生反轉，B正確；某種大型肉食性動物的遷入，不會引起肉食性動物間的捕食關系發生反轉，因為捕食關系是長期自然選擇的結果，C錯誤；大型肉食性動物對植食性動物有驅趕作用，使生產者在一定程度上得到保護，即減輕該地區野生動物對農作物的破壞程度，D正確。13.圖1為生態系統的組成成分之間的關系，圖2為某生態系統的食物網。據圖1回答：(1)從營養功能的角度來填寫成分：B_________________________；C________________。(2)B主要是指______________________________________________。(3)________和________(填字母)是聯系生物群落和非生物環境的兩大“橋梁”。據圖2回答：(4)該生態系統共有________條食物鏈。(5)要使該生態系統完整，還需要增加的成分是___________________________________________________________________________________________________________________。(6)鷹占有________個營養級，請寫出鷹作為最高營養級的一條食物鏈。__________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)鷹和蛇的關系是________，若蛇絕種，鷹的數量可能________。答案(1)分解者非生物的物質和能量(2)營腐生生活的細菌和真菌(3)DB(4)8(5)分解者、非生物的物質和能量(6)4植物→植食性昆蟲→食蟲昆蟲→蛙→蛇→鷹(或植物→植食性昆蟲→食蟲昆蟲→食蟲鳥→蛇→鷹)(7)捕食和種間競爭增多解析(1)非生物環境和生產者之間的物質聯系是雙向的，因此圖1中A是消費者，B是分解者，C是非生物的物質和能量，D是生產者。(2)分解者主要是指營腐生生活的細菌和真菌。(3)生產者和分解者是聯系生物群落和非生物環境的兩大“橋梁”，是生態系統必不可少的組成成分。(4)食物鏈以生產者為起點，以不能再被其他生物捕食的生物為終點，圖2中的植物是各條食物鏈的起點，共有8條食物鏈。(5)該食物網中只包括生產者和消費者，一個完整的生態系統還應有分解者、非生物的物質和能量。(6)在不同食物鏈中鷹占有4個營養級，其中鷹占最高營養級的食物鏈是最長的食物鏈。(7)蛇和鷹存在捕食關系，都以食蟲鳥或老鼠為食時，二者是種間競爭關系。若蛇絕種，鷹會以老鼠、食蟲鳥為食，鷹的營養級降低，食物增多，數量也增多。第2節生態系統的能量流動課程內容標準核心素養對接1.通過分析能量在營養級間的流動情況和賽達伯格湖的能量流動，概述生態系統中能量流動的過程和特征。2.用生態金字塔表征生態系統中各營養級間的能量、生物量或數量等關系。3.概述研究生態系統能量流動的意義。4.嘗試調查當地某生態系統的能量流動情況。1.生命觀念——通過學習生態系統的能量流動過程，建立物質和能量觀。2.科學思維——利用圖示、模型建構生態系統的能量流動過程。3.社會責任——認同利用能量流動規律，更加科學、有效地利用生態系統中的資源。知識點1能量流動的過程1.概念生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。2.能量流經第一營養級的過程3.能量流經第二營養級的過程4.能量流動示意圖(1)補充圖中甲～丁代表的內容：甲：生產者；乙：呼吸作用；丙：分解者；丁：呼吸作用。(2)據圖總結流入每一營養級的能量最終去向：①通過自身呼吸作用以熱能形式散失。②被下一營養級同化(最高營養級除外)。③被分解者分解利用。知識點2能量流動的特點及其研究的意義1.能量流動的特點2.研究能量流動的意義(1)幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。(2)幫助人們科學地規劃和設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。(3)幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。(1)每一營養級生物的同化量就是從上一營養級攝入的能量。(×)(2)在“植物→鼠→鷹”這條食物鏈中，第三營養級含能量最少。(√)(3)第三營養級生物產生糞便中的能量屬于該營養級的同化量。(×)(4)太陽能只有通過綠色植物才能輸入到生態系統中。(×)(5)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用。(×)(6)研究能量流動，可幫助人們合理設計人工生態系統，提高能量的傳遞效率。(×)(7)能量金字塔和生物量金字塔可以出現倒置現象。(×)eq\x(教材P57“圖3－7”拓展)某個湖泊生態系統的能量金字塔模型如下圖所示，共有A～D四層，按要求回答問題。(1)D層的含義是什么？提示第一營養級(生產者)在單位時間內固定的太陽能。(2)A～D層生物組成有什么共同特點？提示同屬同一個營養級。(3)通常情況下，該圖除表示能量金字塔外，還可以表示哪些生態金字塔？提示生物量金字塔、數量金字塔。(4)試舉一例倒置的金字塔。提示倒置金字塔如樹和蟲構成的數量金字塔、海洋中某時刻浮游植物與浮游動物構成的生物量金字塔等。探究點一生態系統的能量流動1.如圖所示為生態系統能量流動示意圖，請完成：(1)生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失(2)某營養級能量的來源和去路2.呼倫貝爾草原上的鷹捕食兔子，存在一條食物鏈：草→兔→鷹。草原上的生產者主要是草，幾乎全部動物都是直接或間接由草養活，下圖表示能量流經第二營養級的示意圖。請分析回答下列問題。(1)圖中第二營養級的攝入量(a)和糞便量(c)、初級消費者的同化量(b)之間具有的等量關系是什么？提示攝入量(a)＝糞便量(c)＋同化量(b)。(2)第二營養級能量的去路有d、i、f(填圖中字母)三條。(3)初級消費者糞便中的能量屬于哪個營養級同化的能量？第三營養級糞便中的能量呢？提示初級消費者糞便中的能量屬于第一營養級同化的能量，第三營養級糞便中的能量屬于第二營養級同化的能量。1.流經生態系統的能量辨析(1)整個生態系統能量的源頭是太陽能，輸入的起點是生產者固定的太陽能。(2)流經生態系統的總能量是生產者固定的太陽能，而不是照射在所有植物體上的太陽能，因為有相當一部分的太陽輻射沒有被生產者捕捉和固定。(3)流經某些人工生態系統(如人工魚塘)的總能量除了生產者固定的太陽能外，還包括人工投喂的飼料等有機物中的能量。(4)能量最后以熱能的形式回到非生物環境中，包括各營養級生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用。2.流入某一營養級(最高營養級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：3.某一營養級能量流動相關數量關系屬于上一營養級的同化量(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、發育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一營養級的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。(3)用于生長、發育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一營養級的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。[例1]下列有關能量流動過程的敘述，錯誤的是()A.進入生物群落的總能量與進入生態系統的總光能相等B.能量流動的渠道是食物鏈(網)C.某營養級的主要能量去向是呼吸消耗D.每個營養級總有一部分能量流向分解者答案A解析進入生物群落的總能量是生產者固定的總能量，小于進入生態系統的總光能，A錯誤；能量流動的渠道是食物鏈和食物網，B正確；在每一個營養級，能量的主要去向都是呼吸作用散失，C正確；每個營養級都有一部分能量流向分解者，D正確。[例2]如圖表示初級消費者能量流動的部分過程，括號中的字母表示能量值，初級消費者呼吸散失的能量為m，下列說法正確的是()A.應在B處加上標有細胞呼吸的箭頭B.初級消費者同化的能量為n－aC.次級消費者攝入的能量為n－a－bD.B為初級消費者所同化的總能量答案B解析初級消費者攝入的能量(n)＝同化量(A)＋糞便中的能量(a)，同化量(A)＝呼吸消耗的能量(m)＋用于生長、發育、繁殖等生命活動的能量(B)，所以應在A處加上標有細胞呼吸的箭頭，A、D錯誤，B正確；次級消費者攝入的能量不能用圖中字母表示，C錯誤。探究點二能量流動的特點及生態金字塔1.美國生態學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如圖所示的數據[單位：J/(cm2·a)](1)據圖分析①圖中生產者不能(填“能”或“不能”)捕食肉食性動物來完成能量的循環。②呼吸作用散失的能量不能(填“能”或“不能”)再被生產者利用來合成有機物。③能量流動的第一個特點是單向流動。(2)依圖完成表中內容并分析項目輸入輸出到下一營養級傳遞效率第一營養級(生產者)464.662.813.5%第二營養級(植食性動物)62.812.620.1%①可以看出，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率大約為10%～20%。②能量流動的第二個特點是逐級遞減。(3)由賽達伯格湖的能量流動圖解可以看出，生態系統中的能量流動是單向的，其原因：食物鏈中，相鄰營養級的生物之間吃與被吃的關系不可逆轉，因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結果。(4)由上表看出生態系統中的能量流動是逐級遞減的，其原因：①各個營養級的生物都會因細胞呼吸消耗相當大的一部分能量，供自身利用和以熱能形式散失。②各營養級中的能量都要有一部分流入分解者。③每個營養級的生物總有一部分能量未利用。2.閱讀材料，比較幾種生態金字塔，并完成下表。項目能量金字塔數量金字塔生物量金字塔形狀象征意義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般來說，生物個體數目在食物鏈中隨營養級的升高而逐漸減少一般來說，生物量(現有生物有機物的總量)在沿食物鏈流動過程中逐級遞減每一階的含義單位時間內各營養級所得的能量數值各營養級生物個體的數目比值各營養級現存生物的生物量(即每個營養級所容納的有機物的總干重)特征呈正金字塔形一般呈正金字塔形，有時也會出現倒置一般呈正金字塔形分析能量流動的過程中總是有能量的耗散一棵大樹上，鳥、蟲、樹的數量金字塔的塔形會發生倒置浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量(用質量來表示)可能低于浮游動物的生物量[小結]能量金字塔能更客觀、準確地表示能量在各營養級之間的傳遞規律。巧辨能量傳遞效率與能量利用率(1)能量傳遞效率①含義：生態系統中能量傳遞效率約為10%～20%，即輸入某一營養級的能量中，只有10%～20%的能量流到下一營養級(最高營養級除外)。②計算公式能量傳遞效率＝eq\f(某一營養級同化量,上一營養級同化量)×100%。(2)能量利用率①一般指流入最高營養級(或人類)的能量占生產者固定總能量的比值。②一般來說，食物鏈越短，能量利用率越高。③有時考慮分解者的參與，使營養結構更復雜，以實現能量的多級利用，從而提高能量利用率。[例3]如圖為兩種生態金字塔示意圖，其中Ⅰ為水生生態系統，Ⅱ為陸地生態系統。下列說法錯誤的是()A.金字塔Ⅰ可能是生物量金字塔B.金字塔Ⅱ可能是數量金字塔C.Ⅰ和Ⅱ都不能表示能量金字塔D.Ⅰ中空白的營養級可代表昆蟲，Ⅱ中空白的營養級可代表浮游動物答案D解析金字塔Ⅰ可能是生物量金字塔，如某一段時間海洋浮游植物的生物量小于浮游動物，A正確；金字塔Ⅱ可能是數量金字塔，如一棵大樹和上面的昆蟲，昆蟲的數量遠遠大于大樹，B正確；Ⅰ和Ⅱ都不能表示能量金字塔，因為能量金字塔是正金字塔形，C正確；Ⅰ為水生生態系統，其中空白的營養級可代表海洋中的浮游動物，Ⅱ為陸地生態系統，其中空白的營養級可代表樹上的昆蟲，D錯誤。[例4]下圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列敘述中錯誤的是()A.生態系統中的能量流動具有單向性，主要是因為食物鏈中生物之間捕食與被捕食的關系不可逆轉B.一般情況下，能量在相鄰的兩個營養級之間的傳遞效率是10%～20%C.①表示流經此生態系統的總能量D.從能量關系看，②＞③＋④答案C解析①表示初級消費者的同化量，C錯誤。思維導圖晨讀必背1.生態系統的能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。2.流入每個營養級中能量的去路一般有：通過呼吸作用以熱能的形式散失、流入下一營養級及遺體殘骸被分解者分解。3.能量流動的特點是單向流動、逐級遞減。4.生態金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和數量金字塔三種類型。隨堂檢測1.下列關于生態系統能量流動的敘述，正確的是()A.營養級數量越多，相鄰營養級之間的能量傳遞效率就越低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.生產者的同化量越大，各級消費者的體型就越大D.營養級所處的位置越高，該營養級所具有的總能量就越多答案B解析在流入生態系統能量一定的情況下，相鄰營養級之間的能量傳遞效率相對較高才能維持高營養級生物的生存，A錯誤；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味著積累越多，生物量增加就越多，B正確；生產者的同化量越大，能養活的消費者越多，但與消費者的體型大小無關，C錯誤；由于能量傳遞過程中逐級遞減，因此營養級所處的位置越高，該營養級所具有的總能量就越少，D錯誤。2.在一個生態系統中，草食動物所同化的能量等于()A.生產者固定的太陽能的總量B.生產者固定的太陽能的總量減去生產者的呼吸量C.被草食動物吃了的植物所含的能量減去糞便等排遺物中的能量D.用于草食動物的生長、發育、繁殖等生命活動所需的能量答案C解析生產者固定的太陽能的總量是流經生態系統的總能量，A錯誤；生產者固定的太陽能的總量減去生產者的呼吸散失的熱量是植物用于生長、發育和繁殖等生命活動的能量，B錯誤；草食動物所同化的能量等于被草食動物攝食的植物所含的能量減去糞便等排遺物中的能量，C正確；用于草食動物的生長、發育、繁殖等生命活動所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食動物所同化的能量，D錯誤。3.如圖是某一個湖的能量金字塔，下列相關描述不正確的是()A.甲、乙、丙、丁分別表示不同的營養級B.甲、乙、丙、丁之間形成一條甲到丁的食物鏈C.甲、乙、丙、丁的大小分別表示不同的營養級所得到的能量D.甲、乙、丙、丁的大小變化體現了能量流動是逐級遞減的特點答案B解析生態系統的能量金字塔是將單位時間內各個營養級所得到的能量數值由低到高繪制成的圖，由于能量逐級遞減，所以甲、乙、丙、丁的大小分別表示不同的營養級所得到的能量A、C、D正確；甲、乙、丙、丁每一層都有多種生物，因此，此金字塔所示生物間含有復雜的食物網，而不是簡單的一條食物鏈，B錯誤。4.如圖為生態系統中能量流動部分示意圖，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各項中正確的是()A.第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率為(c＋d/b)×100%B.圖中d包含了次級消費者糞便中的能量C.在人工飼養的高密度魚塘中生產者固定的能量肯定大于初級消費者固定的能量D.在食物鏈中各營養級獲得能量的方式及能量的用途不完全相同答案D解析第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率為(c/b)×100%，A錯誤；次級消費者糞便中的能量屬于初級消費者固定的能量，因此不可能存在于d中，B錯誤；在人工飼養的高密度魚塘這一特殊生態系統中，由于不斷地投入食物，因此生產者固定的能量不一定大于初級消費者固定的能量，C錯誤；食物鏈中各營養級獲得能量的方式及能量的用途是不完全相同的，D正確。課時作業(時間：30分鐘)知識點1能量流動的過程1.由草、鼠和蛇組成的一條食物鏈中，鼠經同化作用所獲得的能量，其去向不應該包括()A.流入蛇體內 B.通過鼠細胞呼吸釋放的能量C.通過鼠的糞便流入分解者體內 D.通過蛇的糞便流入分解者體內答案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，還有一部分能量流向了下一營養級即蛇，A不符合題意；鼠同化的能量一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，這部分能量是不能被生物群落內的生物再利用的，B不符合題意；鼠同化的能量有一部分通過蛇的糞便流入分解者體內，通過鼠的糞便流入分解者的能量不是鼠同化的能量，C符合題意，D不符合題意。2.流經某一生態系統的總能量是()A.照射到該生態系統中的全部太陽能B.該生態系統中所有生產者、消費者、分解者體內的能量C.該生態系統中生產者體內的能量D.該生態系統中生產者所固定的太陽能答案D解析流經生態系統的總能量是該生態系統中生產者所固定的太陽能。3.如圖為生態系統的能量流動簡圖，下列敘述正確的是()A.甲是生產者，乙是無機環境B.圖中的“能量”可以被甲再次利用C.圖中“能量”多數以熱能形式散失D.一年中生產者同化的能量不可能小于群落輸出的總能量答案C解析甲是生產者，乙是分解者，A錯誤；能量是單向流動的，不能逆轉，不能被再次利用，B錯誤；每個營養級都要進行呼吸作用，其中大部分的能量都是以熱能形式散失的，C正確；在逐漸衰退的生態系統中，生產者同化的能量可能小于群落輸出的總能量，D錯誤。4.某生態系統中有a、b、c、d四種生物，構成食物鏈a→b→c，d為分解者，如圖是該生態系統中能量流入b處發生的一系列變化示意圖，下列說法錯誤的是()A.圖中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生長、發育和繁殖的能量B.參與丁過程的都是異養型生物，主要包括營腐生的細菌、真菌等C.當生態系統處于相對穩定狀態時，b的種群數量一般處于K/2D.圖中d的能量不全部來自b生物答案C解析b攝入量為其同化量(甲)和糞便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生長、發育和繁殖(乙)；丁過程為分解者的分解作用，分解者主要是營腐生生活的細菌、真菌等，都是異養型生物；當生態系統處于相對穩定狀態時，b種群數量達到環境容納的最大值，一般處于K值；d的能量可來自b的糞便，而此部分屬于上一營養級a同化的能量。知識點2能量流動的特點及其研究的意義5.在“草→鼠→蛇→鷹”食物鏈中，鷹的數量明顯少于蛇的數量，其原因是()A.能量單向流動，逐級遞減B.能量雙向流動，逐級遞減C.能量單向流動，逐級遞增D.能量雙向流動，逐級遞增答案A6.以下關于生態系統的能量流動的敘述中，不正確的是()A.能量流動是單向的、不循環的B.營養級越多，散失的能量越多C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越多D.食物鏈越短，可供最高級消費者獲得的能量越少答案D解析生態系統的能量是單向流動、逐級遞減的，不可循環利用，A正確；每個營養級都有呼吸作用散失的能量，故營養級越多，散失的能量越多，B正確；由于能量傳遞效率為10%～20%，所以初級消費者越多，次級消費者獲得的能量也越多，C正確；能量流動具有逐級遞減的特點，故食物鏈越短，最高級消費者獲得的能量越多，D錯誤。7.下圖為某生態系統中能量流經第二營養級的過程示意圖，其中a表示該營養級食物的攝入量，f表示流向第三營養級的能量。下列敘述正確的是()A.圖中b表示肉食性動物通過攝食同化的能量B.圖中c表示初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量C.圖中d表示的能量均來自第二營養級D.第二到第三營養級的能量傳遞效率為f/c答案B解析b表示植食性動物通過攝食同化的能量，A錯誤；d表示分解者利用的能量，有一部分能量來自第二營養級生物的糞便中的能量，屬于第一營養級同化量的一部分，還有一部分來自第二營養級生物的遺體殘骸中的能量，C錯誤；第二到第三營養級的能量傳遞效率為f/b，D錯誤。8.如圖為某生態系統植物光合作用積累的有機物被植食性動物利用過程中的能量流動示意圖。有關敘述不正確的是()A.①④與植物的呼吸消耗量之和即為輸入該生態系統的總能量B.②占①④之和的百分比為這兩個營養級間的能量傳遞效率C.③可用于植食性動物的生長、發育和繁殖D.④⑤代表的能量可流向分解者答案B解析①④之和為植物光合作用積累的有機物的量，①④與植物的呼吸消耗量之和即為生產者同化的總能量，等于輸入該生態系統的總能量，A正確；能量傳遞效率為相鄰兩個營養級同化量的比值，①④之和不是生產者的同化量，B錯誤；植食性動物用于生長、發育和繁殖的能量即為有機物的積累量，C正確；④⑤代表的能量一般流向分解者，D正確。9.下圖中甲為自然生態系統的生態金字塔，圖乙為城市生態系統的生態倒金字塔，以