专题26 生态系统学生版

这是一份专题26 生态系统学生版，共23页。

专题26 生态系统Ⅰ
[考试标准]
知识内容
必考要求
加试要求
生态系统的营养结构
(1)生态系统的概念和组成成分
(2)食物链、食物网的概念及实例
(3)食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系
(4)生物放大
(5)营养级
(6)生态系统结构模型的建构
(7)生态金字塔
a
b
b
b
a
a
b
b
b
a
b
b
生态系统中的生产量和生物量
初级生产量、次级生产量及生物量的含义

a

一、生态系统的营养结构
1、生态系统概述
（1）生态系统：由 及 所构成的一个生态学功能系统。
（2）类型： 和 。
（3）结构组成
①生态系统的成分： （ 、 、 、 ）和 （ 、 、 ）。
②营养结构： 和 。
④功能： 、 和 。
2、生态系统的组成成分及生态作用
成分
代谢类型
组成成分
在生态系统中的作用



╲
无机物、有机物、气候、能源
生物群落中的物质和能量的根本来源

自养型生物
①绿色植物
②光合细菌和蓝藻
③化能合成细菌如硝化细菌
将无机环境中的物质和能量通过光合作用或化能合成作用引入生物群落，为消费者、分解者提供物质和能量。

异养型生物
①绝大多数动物
②寄生生物
加快生态系统的物质循环；帮助生产者传粉、传播种子等。

异养型生物
①腐生细菌和真菌
②腐食动物如蚯蚓、蜣螂等
把动植物遗体、排出物和残落物中有机物分解成简单的无机物。
易
混
辨
析
①并不是所有的动物都是消费者，如腐食动物蚯蚓、蜣螂、苍蝇等属于分解者。
②并不是所有的细菌都是分解者，如光合细菌、硝化细菌属于生产者，腐生细菌属于分解者，寄生细菌属于消费者。
③并不是所有的植物都是生产者，如菟丝子为消费者。
④并不是所有的生产者都是绿色植物，如蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要指绿色植物。
联


系

各成分之间相互作用，形成一个统一的整体。
3、生态系统的营养结构
（1）食物链与营养级
①含义：在生态系统各生物之间，通过一系列的 和 关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系叫作食物链。
②类型： 和 ，陆地生态系统常以 为主，海洋生态系统则以 为主。
③作用：能量流动和物质循环的渠道。
④食物链中的营养级分析
营养级含义：是指处于食物链同一环节上的 的总和。
食 物 链
草 昆虫 蟾蜍 蛇 猫头鹰
成 分
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
营养级别
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
成分类型
植物(起点)
植食动物
肉食动物
肉食动物
肉食动物
代谢类型
自养型
异养型
异养型
异养型
异养型
重要意义
生态系统的物质循环、能量流动沿此渠道进行。
特 点
营养级的位置越高，归属于该营养级的生物种类、数量和能量就越少。
⑤特点：A.教材中的食物链主要指捕食链，所以其组成有生产者、消费者，而没有分解者。
B.起点是生产者，终点是消费者。一条食物链一般不超过5个营养级。
C.为何一条食物链都是从生产者开始，终点都不是被其他动物所食的动物，中间有任何环节停顿都不能算是完整的食物链。
D.营养级的位置越高，归属于该营养级的 越少。


（2）生物放大
①含义：指某些化学杀虫剂和各种有害物质通过 逐级积累和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象。
②途径：食物链。
③危害：有害物质沿着食物链转移几次以后，其浓度可增加几万倍，从而对于食物链顶端的物种造成灾难性影响。
④实例1：DDT的污染。
⑤实例2：海水中汞的浓度为0.0001mg/L时，浮游生物体内含汞量可达0.001~0.002mg/L，小鱼体内可达0.2~0.5mg/L，而大鱼体内可达1~5mg/L，大鱼体内含汞量比海水含汞量高1万~6万倍。生物放大作用可使环境中低浓度的物种，在最后一级生物体内的含量提高几十倍甚至成千上万倍。
（3）食物网 (食物网的复杂程度与生态系统稳定性的关系)
①含义：在一个生态系统中，许多 彼此相互交错连接的复杂营养关系。
②与生态系统稳定性的关系：
。
③多条食物链相互交错的原因：一种绿色植物可以被多种植食动物所食。一种植食动物可吃多种植物，也可成为多种肉食动物的捕食对象。
④某种生物在生态系统中营养级变化分析：同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。两种生物之间的种间关系有可能出现不同慨念上的重合，如食物网中蜘蛛与青蛙，二者之间既有捕食关系，又有竞争关系。
⑤食物网中生物数量变化的分析与判断：
A. 第一营养级的生物（生产者）减少时，将会连锁性地引发其后的各个营养级生物减少。
B. 一条食物链中“天敌”减少，则被捕食者数量变化是先增加后减少，最后趋于稳定。
C. 处于最高营养级的种群有多种食物来源时，若其中一条中断，该种群可以通过多食其他食物而维持其数量基本不变。
D. 生产者相对稳定，即生产者比消费者多得多时，某一种群数量变化时，一般不需要考虑生产者数量得增加或减少。
E.以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。
4、生态金字塔
（1）含义：各营养级之间的某种数量关系。
（2）类型： 金字塔、 金字塔和 金字塔，在自然生态系统中， 金字塔绝不会倒置。
（3）三种金字塔的比较
类型项 目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形 状



特 点
正金字塔
一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔
一般为正金字塔
象征意义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
生物量（现存生物有机物的总质量）沿食物链逐级递减
每一级含义
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
特例形状
在人工生态系统中，因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者（鱼）的多。
数量金字塔在某一营养级的生物个体很大，而下一营养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。
生物量金字塔也有特殊形状，如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一段时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)土壤微生物可作为生态系统的分解者(　 　)
(2)稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长(　 　)
(3)所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者(　 　)
(4)生态系统的结构指的就是食物链和食物网(　 　)
(5)三级消费者在食物链中属于第四营养级(　 　)
(6)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统(　 　)
2．如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：
(1)图中共有几条食物链？请写出最长的食物链。

(2)图中的食物链为什么能构成食物网？

(3)图中哪些生物同时具有两种种间关系？并指出种间关系的名称。

(4)如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？

(5)如果要构成一个生态系统，除了图中的成分外还需要哪些成分？

3．探究生态金字塔的类型
类型
项目　
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状



象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
生物量(现存生物有机物的总量)沿食物链流动逐级递减
每一阶含义
食物链中每一营养级生物所含 的多少
每一营养级生物个体的
每一营养级生物的


题组一　生态系统成分的判断
1．关于下图的叙述中正确的是(　　)
A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
B．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落
C．细菌与蝉之间的关系属于竞争
D．蛇属于三级消费者
2．如图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是(　　)
A．甲是生产者，它是生态系统的基石
B．乙是消费者，包括各种异养生物
C．生态系统的能量主要来源于太阳能
D．图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构
题组二　食物链和食物网的分析方法
3．如图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是(　　)
A．该食物网中共有6条食物链
B．狮子在这个食物网中占据三个营养级
C．狮子和野狗的关系是捕食和竞争
D．蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化
4．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。下列有关分析错误的是(　　)
A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C．若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
题组三　食物链和食物网中的数量分析
5．如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　　)
A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B．甲、丙、丁的种群数量均增加
C．甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加
D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
6．图示某海湾大陆架的食物网。浮游植物急剧增加时会引起(　　)
A．a和b的数量保持指数增长
B．c与d因食物丰富而竞争加剧
C．c、d和e的数量可能大量减少
D．b的食性和营养级发生改变

1．生态系统成分的判断方法

(1)根据结构图判断生态系统的成分
如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为消费者和分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的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)根据生物类型判断生态系统的成分
①判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝细菌、光合细菌以及化能合成细菌等。
②判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。
③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓)。
易错警示　关于生态系统成分的三个易混点
①绿色植物≠生产者：蓝细菌是原核生物，能进行光合作用，属生产者；而菟丝子营寄生生活，属消费者。
②动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。
③细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。
2．食物链变式模型的分析
下面图中，图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示甲和乙之间为捕食关系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物链中，甲是低营养级，乙是高营养级；图4表示的是生态系统的物质循环图解，A是生产者，B是消费者，C是分解者，D是非生物的物质和能量，其中的食物链是A→B。

3．食物链和食物网中的数量变化分析
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：
①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。简单记为：“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的先看见”。
二、 生态系统中的生产量和生物量
比较项目
初级生产量
生物量
次级生产量
定 义
指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。
指生物在某一调查时刻前的有机物或能量的积累量。
指在生态系统中第二次的有机物质生产量。
能量来源
太阳能
太阳能或有机物质
植物产生的有机物质
能量去向
绿色植物和动物
绿色植物和动物
次级生产者
能量大小
最大
较大
较小
描述单位
g/(m2•a)或J/(m2•a) (a为年)
g/m2或J/m2
g/(m2•a)或J/(m2•a)
三者的联系
①总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)+植物呼吸量(R)
②当净生产量表示在某一时刻前的有机物积累量时即为生物量。
③次级生产量的能量来源于初级生产量。
④初级生产量、生物量和次级生产量的能量均直接或间接来源于太阳光能。
（1）初级生产量生产过程的化学反应式：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O
（2）净初级生产量：在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸(R)消耗掉了，剩下的用于植物的 ，用NP表示，即净初级生产量NP＝GP-R。地球各地的净初级生产量随 不同有很大差异。
（3）总初级生产量：包括 在内的全部生产量，用GP表示。
（4）次级生产量： （包括消费者和分解者）利用现成有机物而生产出来的有机物质。
①单位：g/(m2·a)或J/(m2·a)。
②生产过程：



（5）生物量：净生产量在某一调查时刻前的 。
①单位：g/m2或J/m2。 ②NP＝GP-R ③净初级生产量和生物量的关系：
(1)NP＞0时，生物量 。(2)NP＝0时，生物量 。(3)NP＜0时，生物量 。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量(　 　)
(2)用字母表示总初级生产量与净初级生产量之间的关系：GP＝NP＋R(　 　)
(3)陆地的初级生产量<海洋的初级生产量(　 　)
(4)顶极群落的生产量比演替中的群落多(　 　)
2．与陆地生态系统相比，海洋生态系统的总初级生产量更大还是更小？次级生产量呢？


题组　生产量和生物量关系的分析
1．下列关于生态系统中净初级生产量与总初级生产量的叙述，不正确的是(　　)
A．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量
B．绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中
C．初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示
D．地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异
2．关于生态系统中生产量与生物量的叙述，正确的是(　　)
A．用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量减去呼吸消耗量
B．净生产量实际上就是总初级生产量在某一调查时刻前的积累量
C．生物量与生产量的单位相同均可用g/m2或J/m2表示
D．若GP－R＝0，则生物量不变


专题26 生态系统Ⅱ
[考试标准]
知识内容
必考要求
加试要求
能量流动和物质循环
(1)生态系统中的能量流动
(2)生态系统中的碳循环
(3)能量流动和物质循环的关系
c
c
c
c
c
生态系统的稳态及其调节
(1)生态系统的稳态
(2)稳态的调节
a
b
a
b
一、生态系统的功能
（一）生态系统中的能量流动

概念理解：
—源头：太阳能；流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量。
↓
— 途径：食物链和食物网；形式：有机物中的化学能。
↓
—太阳能→有机物中的 →热能
↓
— 形式：最终以热能形式散失；过程：自身呼吸作用。
（1）定义：指生态系统中，能量不断沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。
（2）能量的来源： 。
（3）输入生态系统的总能量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的 。
（4）起点： 。
（5）渠道： 。
（6）特点： 。能量只能从某一个营养级流向下一个营养级，而不能反向流动，传递效率一般只有约10%。
能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。相邻营养级之间的传递效率一般约为10%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。
（7）每个营养级能量散失途径： 。
（8）(结果)能量散失的形式：以 的形式散失。散失的途径是 (代谢过程)。
（9）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 ，使能量持续高效地流向 的部分。
2、流入某一营养级的能量来源和去路

（1） 能量来源 生产者的能量主要来自太阳能
消费者的能量来自于上一营养级同化的能量
（2）能量去向：流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可以从以下两个角度分析：
①定量不定时（能量的最终去路）：a.自身呼吸消耗 b.流入下一营养级 c.被分解者分解利用
这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
②定量定时：a.自身呼吸消化 b.流入下一营养级 c.被分解者分解利用 d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。
如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。
3、能量流动特点原因的分析
（1） 单向流动的原因：
①食物链各营养级的顺序是不可逆的，这是长期自然选择的结果，如肉食动物以植食动物为食，而植食动物不能以肉食动物为食，植物与植食动物的能量关系也是如此。
②各营养级生物通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环。
（2） 逐级递减的原因：
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。
4、 关于能量在各个营养级之间传递的计算方法
能量传递效率的公式：能量传递效率＝×100%。
（1）能量在食物链中传递的计算
①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，能量传递效率为10%时，则传到下一营养级的能量为10%n；
②在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，能量传递效率为10%时，则上一营养级的能量为n/10%=10n。
（2）能量在食物网中传递的计算
①若一食物网中，已知最高营养级增重为N，要求最多消耗第一营养级多少能量时，应按最长生物链计算；
②若一食物网中，已知第一营养级能量为M，要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链计算。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)生态系统中能量的初始来源只有太阳能(　 　)
(2)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量(　 　)
(3)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量(　 　)
(4)由于散失的热能不能被生产者再固定，且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转，所以生态系统的能量流动是单方向的(　 　)
(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率(　 　)
(6)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分(　 　)
(7)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的约10%(　 　)
(8)能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级(　 　)
2．如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：

(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？

(2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？

(3)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？

题组一　能量流动的过程
1．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，包括细菌、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/2
D．图中D的能量不全部来自B生物
2．如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列说法中不正确的是(　　)
A．生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性
B．⑤中包含了三级消费者粪便中的能量
C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为×100%
D．在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量
题组二　能量流动的特点
3．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是(　　)
A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少
B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率
D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
4.如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B．该图所示的食物网中只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量
D．能量可在食物链中循环利用
题组三　能量流动的相关计算
5．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是(　　)
A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
6．如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]。下列说法错误的是(　　)
A．图中A代表的生理过程是呼吸作用
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%
C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104kJ/(m2·y)
D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性



1．每一营养级的能量来源与去路分析

消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。
消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。
生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。
所以有：(1)未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
(2)一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
(3)动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。
(4)流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
2．生态系统的能量流动中的几点误区
(1)误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。
(2)误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。
(3)误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
3．生态系统中能量流动的计算方法
关于能量在营养级之间传递的计算，一般从食物链和食物网两个方面分析：
(1)能量在食物链中传递的计算(传递效率按10%计算)
①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则传到下一营养级的能量为n×10%(即0.1n)；
②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，则上一营养级的能量为n÷10%＝10n。
(2)能量在食物网中传递的计算
①若一食物网中，已知最高营养级增重为N，要求最多消耗第一营养级多少能量时，应按最长食物链计算；
②若一食物网中，已知第一营养级能量为M，要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链计算。
（二）生态系统中的物质循环
1、碳的全球循环
（1） 定义：生态系统中组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在相对封闭的循环圈中周而复始，往复循环的过程。
（2）大气圈中的CO2变化特点：有着明显的昼夜变化和季节变化。
（3）碳循环特点：①参与循环的物质数量恒定，而且可以得到反复利用，往复循环。②具有全球性。
（4）碳循环图示（以碳循环为例）

（5）碳循环读解
①碳的循环形式：

进入生物群落
生物群落内部
返回无机环境
形式
CO2
含碳有机物
CO2
方式
光合作用或化能合成作用
通过食物链或食物网
a.生物的呼吸作用
b.分解者的分解作用
c.化石燃料的燃烧
A.在生物群落与无机环境间主要以 形式循环；
B.在生物群落内部是以 的形式流动。
C.碳循环路线：大气圈→ →分解者→ 。
②大气中的CO2来源：
A.生产者、消费者的呼吸作用； B.分解者的分解作用； C.化石燃料的燃烧。
③实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键环节是 和 。
④目前由于大气中CO2含量持续增加，碳循环平衡被打破，形成 。
（6）物质循环和能量循环的比较
项目
能量流动
物质循环
形式
以有机物为载体
无机物
特点
单向流动、逐级递减
循环往返
范围
生物群落
生物圈（全球性）
图示

联系
结合上图可以看出：
①二者同时进行、相互依存、不可分割；
②能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程。
③物质是能量沿食物链（网）流动的载体；
④能量是物质在生态系统中循环往返的动力。
（7）碳在无机环境中的存在形式：二氧化碳或碳酸盐；碳在生物群落内的存在和传递形式：含碳有机物。
碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
（8）研究能量流动的实践意义：
①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，实现能量的多级利用，提高能量的利用效率。
②研究能量流动还可以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。
（9）能量多级利用：是指使生态系统中的物质和能量分层次多级利用，使生产一种产品产生的有机废物，成为另一种产品的投入，使废物资源化，从而提高能量的转化效率。根据生态系统的能量流动规律，要提高能量的利用率，可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：(1)尽量缩短食物链；(2)充分利用生产者；(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
注：物质是循环的，能量是流动的，信息是双向的。
2、水的全球循环(略)
3、氮的全球循环(略)

[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)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(　 　)
(2)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(　 　)
(3)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量都是循环往复的(　 　)
(4)有光照的条件下，生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的(　 　)
(5)与碳循环有关的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用等(　 　)
(6)减少化石燃料的燃烧和大力植树造林都可以有效地缓解温室效应(　 　)
2．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。请据图思考下列问题：
(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。


(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？

(3)图中的字母分别表示什么过程？


题组一　碳循环的过程及特点分析
1. 如图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动
方向。下列叙述不正确的是(　　)
A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动
B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内
与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少
C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、B
D．在A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动
2.右图为生态系统中碳循环的部分示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．物质循环伴随着能量的流动
B．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C．A、B所示的物质循环具有全球性
D．进行A过程的生物是自养型生物
题组二　物质循环和能量流动的关系分析
3．图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是(　　)

A．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B．图1中能表示呼吸作用过程的只有2、4、5
C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
D．在图2的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
4．分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是(　　)

A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动
B．能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
题组三　物质循环和能量流动规律的应用实例分析
5．如图是近年在某县试验成功并大范围推广的生态农业模式，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竞争关系
C．该生态系统中鸭所固定的能量包括生产者固
定的太阳能和饲料中的化学能
D．图中微生物通过呼吸作用分解鸭的粪便，各种生态系统中的微生物都是分解者


6．如图是某农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述错误的是(　　)
A．微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量
B．多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率
C．沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用
D．食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者





1．对物质循环过程相关图解的识别
(1)物质循环过程示意图

(2)将上图换成字母，如下面三种变式图，据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。

①图1——先根据双向箭头判断：A和B应为生产者和非生物的物质和能量，B不能写成“无机环境”。再根据A→C判断：C为消费者，剩下的D为分解者。
②图2——根据A与C之间的双向箭头判断：A是生产者，C是非生物的物质和能量。根据A、B、D的箭头都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。
③图3——根据A与E之间的双向箭头判断：A为非生物的物质和能量，E为生产者。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C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。图解中的食物链是E→F→D→B。
2．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
以化学元素形式流动
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
图示


3.能量传递效率与能量利用效率的辨析
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般为10%。
(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
（三）生态系统中的信息传递

（1）什么是信息？在日常生活中，一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
生态系统中信息的种类；
蜘蛛网的振动频率对于蜘蛛来说就是信息；海豚的回声定位(声纳)；蝙蝠的回声定位与雷达（超声波）；鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）；鸽子喙部有感应磁场的器官,识途靠地磁导航；蛇的热感受器（红外线感受器）；鱼的侧线（感知水流方向）；种子对温度、湿度的感知而发芽等等。
（2）生态系统中信息的种类
①物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。
②化学信息：生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质称为化学信息。
例如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的性外激素等。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质信息素。
当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放报警信息素，通知同类其他个体逃避；猫、狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味，作为领地记号；水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长等等。
③行为信息：动物的特殊行为，在同种或异种生物之间传递信息。如蜜蜂跳舞、雄鸟的“求偶炫耀”等。
（3）信息传递在生态系统中的作用
①生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
②通过信息传递，植物能开花，雌雄个体能相互识别、交配，保证种群的繁衍。
③通过信息传递，能够调节生物之间的关系，维持生态系统的平衡。
（4）信息传递在农业生产中的应用
利用光照提高鸡的产蛋量；利用温度和湿度延长蔬菜的种植期；播放集群信号录音引来鸟类；昆虫性信息素防治病虫害等等。
二、生态系统的稳定性及其调节
1.生态系统的稳定性
（1）概念：生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
（2）稳态的原因：生态系统具有 。
生态系统发展到一定的阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定，表现出 。
2.生态系统营养结构与稳态的关系
生态系统中，食物链越短，营养结构越稳定；生产者越多，营养结构越稳定；生物种类越多，营养结构越稳定；生物关系越复杂，营养结构稳定。
3.稳态的调节（正反馈与负反馈的比较）
比较项目
正反馈
负反馈
调节方式
（含义）
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱 最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统 远离 稳态
有利于生态系统保持相对 稳定
模型图解


实例分析


4.生态系统的自我调节能力
（1）实例：
①河流的轻微污染

②森林中害虫与食虫鸟的变化

5.抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统的稳定性是以抵抗干扰，保持原状或受到破坏，恢复原状的表现来评价的。
生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
(1)抵抗力稳定性
①概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。“抵抗干扰，保持原状”
②实例：森林生态系统中受到害虫干扰，其数量不会大量增长（有虫不成灾）
③特点：生物种类越多（物种丰富度越大）→营养结构越复杂→自动调节能力越强→抵抗力稳定性越高
(2)恢复力稳定性
①概念：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。“受到破坏，恢复原状”
②实例：“野火烧不尽，春风吹又生。”
③特点：生物种类越少（物种丰富度越小）→营养结构越简单→自动调节能力越弱→恢复力稳定性越高
(3)抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间的关系

6. 生态系统稳态的破坏
(1)破坏原因： 超过一定的限度，生态系统的自我调节功能本身就会受到损害。
(2)破坏因素： 和 。
(3)对生产生活的启示：人类活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还要特别注意 。
7.提高生态系统的稳定性-----措施
①控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
②保持与提高生物的数量，保护生物的多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性。
③被人类利用强度较大的生态系统，应增加相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
补充：
（1）自然条件下，生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直到达到稳定。
（2）生态系统具有自我调节功能，其大小与物种丰度成正比，但自我调节能力是有限的。
（3）生态系统中负反馈调节起主要作用。
（4）生态系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。
[诊断与思考]
1．判断下列叙述的正误
(1)生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的自我调节能力就越强(　 　)
(2)落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其自我调节能力较低(　 　)
(3)人类的活动可以影响生态系统的自我调节能力高低(　 　)
(4)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础(　 　)
(5)生态系统中并非生物数量越多，生态系统越稳定，而是生态系统中食物关系越复杂，生态系统越稳定( )
2．分析生态系统稳定性的具体表现
(1)由下面的图示可得出生态系统在 上相对稳定。

(2)生物群落的能量输入与输出相对平衡，物质的输入与输出相对平衡，可得出生态系统在 上相对稳定。
3．图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。请据图思考下列问题：

(1)反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图A和图B分别属于哪一种？

(2)请写出图A中的食物链。

(3)甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其反馈调节和图中的哪种调节方式相同？


题组　生态系统的稳定性及其基础的分析
1．地球上各种不同类型的生态系统具有不同的自我调节能力。与农田、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的自我调节能力特点是(　　)
A．种群数量调节能力强，抵抗外界干扰能力弱 B．分解力弱，生产力强
C．营养结构越复杂，自我调节能力越强 D．能量流动速度快，物质循环速度慢
2．某海域随着气温升高，藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少；由于石油泄漏导致该海域大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡。关于上述过程的叙述，正确的是(　　)
A．温度升高引起的变化不属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化属于负反馈调节
B．温度升高引起的变化属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化不属于负反馈调节
C．温度升高和石油泄漏引起的变化均属于负反馈调节
D．温度升高和石油泄漏引起的变化均不属于负反馈调节