2020届高考生物二轮教师用书：第13讲　生态系统与环境保护


第13讲　生态系统与环境保护
★ [最新考纲]
1．生态系统的结构(Ⅰ)；2.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)；3.生态系统中的信息传递(Ⅱ)；4.生态系统的稳定性(Ⅱ)；5.人口增长对环境的影响(Ⅱ)；6.全球性环境问题(Ⅰ)；7.生物多样性保护的意义和措施(Ⅰ)。



精读教材——记一记
1．生态系统包括四种基本成分：生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，其中生产者和分解者是联系生物群落与无机环境的两大“桥梁”。(P90正文)
2．食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。(P92正文)
3．生态系统的能量来自于生产者固定的太阳能，经食物链和食物网的传递，最终以热能形式散失。(P93图示)
4．输入第一营养级能量的去向是：一是呼吸消耗以热能形式散失；二是用于生产者自身生长、发育和繁殖储存于有机物中，其中一部分随残枝败叶被分解者分解，另一部分则被初级消费者摄入体内流入第二营养级。(P94正文)
5．生态系统的物质循环指的是组成生物的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象。物质循环中的物质是指组成生物体的化学元素，并不是组成生物体的化合物。(P101正文)
6．碳在生物群落和无机环境间以CO2形式循环；在生物群落内部以含碳有机物形式传递；在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在。(P101图示信息)
7．能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，相互依存，不可分割，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。(P103正文)
8．生态系统中的信息包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。信息传递往往是双向的，但也有单向的。生物个体生命活动的正常进行、生物种群的繁衍、生物的种间关系等都离不开信息传递。(P105－107正文)
9．生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。(P109正文)
10．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次；生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值。(P125正文)
自我诊断——判一判
(1)我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱。(×)
(2)防治稻田害虫，可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。(×)
(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中一部分用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(√)
(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。(×)
(5)假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中能量流动的营养级数减少。(×)
(6)食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用。(×)
(7)富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点。(×)
(8)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。(√)
(9)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量。(×)
(10)生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的。(×)
(11)变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息。(×)
(12)落叶阔叶林、针阔叶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丧失了。(×)
(13)全球范围内生物多样性有降低的趋势，对此所作的分析是：栖息地破碎化造成小种群，有利于维持生物多样性。(×)
(14)生物多样性的丰富程度与自然选择无关。(×)
(15)基因多样性较低的种群适应环境能力强。(×)
(16)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(×)

频命题点1　生态系统的结构和功能
真题领航——目标方向导入高考
1．(2019·全国Ⅱ卷，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
解析：A　[本题以生态系统的结构与功能相关知识为载体，考查考生获取信息的能力；题目通过对比不同生态系统数量金字塔，体现了对科学思维素养中的分析与判断要素的考查。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，而森林生态系统中，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。]
2．(2019·天津理综卷，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
解析：C　[本题通过植物的抗虫反应，考查考生获取信息、解决问题的能力以及作出合理判断的能力，体现了对科学思维素养的考查。植物体遭受虫害后可产生吸引昆虫天敌的挥发性物质，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蛋白抑制植物的抗虫反应以便蚕食植物，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。]
3．(2019·江苏卷，26)图1是某生态系统部分生物关系示意图。

图1
请回答下列问题：
(1)生态系统最基本的生物成分是________。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第________营养级。
(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有________。有机碎屑被彻底分解产生的________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。
(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有________结构。
(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有______(填序号)。
①空间分布　　　②迁入率　　　　③互利共生
④物种丰富度 ⑤种群密度
(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在________(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为________(用图2中字母和计算符号表示)。

解析：本题借助生态系统的结构和功能、群落结构、种群特征等知识，考查考生运用所学知识分析试题情境，从中获取相关信息、解决问题的能力；题图和问题设置，体现了对生命观念中物质与能量观、进化与适应观以及科学思维中归纳与概括、模型与建模等素养的考查。(1)生态系统最基本的生物成分是生产者。分析题图1可知，在乔木→杂食性鸟中，杂食性鸟处于第二营养级；在草本植物→蝗虫→杂食性鸟中，杂食性鸟处于第三营养级；在草本植物→蝗虫→蜘蛛→杂食性鸟中，杂食性鸟处于第四营养级。(2)根据分解者的功能分析，能分解有机碎屑的生物应为分解者，即图1中大型真菌和跳虫属于分解者。有机碎屑被彻底分解，可产生CO2、无机盐、H2O等供生态系统循环利用。能量不能循环利用。(3)根据本小题中的信息“导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异”分析，可判断这种分布差异体现了群落具有水平结构。(4)种群的基本特征有种群密度、年龄组成和性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率等数量特征及空间特征，据此判断①为种群的空间特征，②⑤为种群的数量特征，③为种间关系，④属于群落特征，由此可确定①②⑤符合题意。(5)根据题中的信息分析，乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级流向分解者的能量，即c中的能量。乙用于生长、发育及繁殖的能量为其同化量(a)减去呼吸作用消耗(b)后剩余的能量，可表示为a－b。
答案：(1)生产者　二、三、四　(2)大型真菌、跳虫　无机盐、CO2、H2O　(3)水平　(4)①②⑤　(5)c　a－b
4．(2018·全国Ⅱ卷，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。假定该反转不是由于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)。
解析：在食物链中，能量的传递效率为10%～20%，大部分能量在传递过程中散失，营养级越高，获得的能量越少，一般食物链中的营养级数量不会太多；大型肉食性动物对低营养级有捕食和驱赶作用，当其进入一个新的生态系统时，应从捕食和驱赶两方面考虑对低营养级产生的影响。
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
5．(2018·全国Ⅲ卷，32)下图是某农业生态系统模式图。

据图回答下列问题：
(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的________(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者。在生态系统中分解者的作用是____________________________________________________。
(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即_____________________________。
(3)有机肥在土壤中经分解，转化可产生NO，通常植物根系对NO的吸收是通过________运输完成的。
解析：(1)蚯蚓生命活动所需要的能量来自于生活垃圾中的有机物，蚯蚓是异养生物；分解者能将有机物分解成无机物，释放到环境中，供生产者利用。(2)用生物方法处理生活垃圾，可根据选用的分解者的种类及异化作用类型，生活垃圾的成分及理化性质，来选择是否需要通入空气，处理时的最适温度和处理所需的时间。(3)植物根系吸收矿质离子大多是通过主动运输。
答案：(1)有机物　将动植物遗体和动物的排遗物分解为无机物，释放到环境中，供生产者再一次利用
(2)待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类、处理环境的理化条件　(3)主动
知识拓展——培养学生文字表达能力
1．提高能量利用率就是提高能量传递效率吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：不等于。(1)能量传递效率：能量沿食物链流动，以“营养级”为单位，传递效率约为10%～20%。
(2)提高能量利用率强调“物质循环再生、能量多级利用”(即废物资源化如建沼气池、蘑菇房等)。
2．相邻两个营养级的能量传递效率有可能小于10%，或大于20%吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：可能。由于不同生态系统的生物种类和营养结构的差异，在不同的生态系统中可能出现传递效率不在10%～20%之间的情况。
3．种植农作物期间，要不断地除草、除虫，从能量流动的角度分析，除草、除虫的目的是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：除草、除虫可以调整能量流动的关系，使能量流向对人类有益的部分。
4．信息传递都是双向的吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：生物之间的信息传递都是双向的，而生物与无机环境之间的信息传递则是单向的。
核心整合——掌握必备生物知识
1．生态系统中三大功能类群的作用(填空)
(1)生产者：可将无机物转化为有机物，是①自养型生物，是生态系统的基石。
(2)消费者：能够加快生态系统的②物质循环。
(3)分解者：可将有机物分解为③无机物，是物质循环的关键环节。
2．能量在各营养级间流动过程分析(填空)

(1)同化量＝摄入量－粪便量。同化量­呼吸量＝⑦自身生长发育和繁殖的能量。
(2)一个营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而是属于该营养级本身摄入量中“流向分解者”的一部分。
(3)最高营养级能量去路的特殊性：最高营养级能量去路只有2个方面，少了传递给下一营养级这一去路。
(4)能量传递效率＝下一营养级的⑧同化量/上一营养级的同化量。
3．碳循环过程(填空)

(2)碳进入生物群落的途径主要是植物的光合作用，此外还有化能合成作用。
(3)碳返回无机环境的途径
a．生产者、消费者的⑪呼吸作用；
b．分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；
c．⑫化石燃料的燃烧。
4．信息传递的“三种类型”与“三类功能”(填空)
(1)巧辨信息种类
a．通过行为(肢体语言)传递——行为信息；
b．通过声、色、磁、温度等传递——⑬物理信息；
c．通过化学信息(或气体)传递——化学信息。
(2)速记信息传递功能
a．对“个体”——强调⑭生命活动所必需；
b．对“种群”——强调“种群繁衍”所必需；
c．对“生态系统”——强调“调整种间关系”及“维持生态系统稳定”。
(3)明确信息传递的范围：生物与生物之间或生物与⑮无机环境之间。
答案：①自养　②物质循环　③无机物　④热能　⑤生长、发育和繁殖　⑥上个营养级　⑦自身生长发育和繁殖的能量　⑧同化量　⑨CO2　⑩含碳有机物　⑪呼吸作用　⑫化石燃料的燃烧　⑬物理　⑭生命活动　⑮无机环境
考向立意——突显科学思维能力的考查
[考向一]　以生态系统的组成和结构为载体，考查学生对生态系统各成分和营养结构的理解
1．如图是有关生态系统的概念图，①②③分别是(　　)

A．生态系统的结构、生态系统的种类、食物链和食物网
B．生态系统的结构、生态系统的成分、食物链和食物网
C．生态系统的种类、生态系统的成分、生态系统的稳定性
D，生态系统的成分、生态系统的结构、食物链和食物网
解析：B　[生态系统包括其结构(①)和功能，其结构又包括生态系统的成分(②)和营养结构，即食物链和食物网(③)，而生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量，所以B项正确。]
2．如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量如下图所示。在一段时间内(　　)

A．如果乙的数量增加，则会引起甲、丙数量增加
B．如果乙大量捕食甲，就会降低甲种群的丰富度
C．丁的数量发生变化，不会影响乙的环境容纳量
D．甲与乙之间存在反馈调节，以维持其相对稳定
解析：D　[分析图示可知：由图中甲、乙、丙、丁四种生物所构成的食物链为：丙→甲→乙→丁。如果乙的数量增加，则甲因天敌(乙)的增加而导致其数量下降，丙因天敌(甲)的减少而导致其数量增加，A错误。丰富度是指群落中物种数目的多少，如果乙大量捕食甲，则会降低甲种群的个体数量，而不是降低丰富度，B错误。丁的数量发生变化，说明乙的生存环境发生了变化，因此会影响乙的环境容纳量，C错误。甲的数量增加会引起乙的数量增加，而乙的数量增加会导致甲的数量减少，说明甲与乙之间通过反馈调节，维持其相对稳定，D正确]
　生态系统结构分析的“三个角度”
(1)某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不是单个生物个体，也不一定是一个种群，甚至不是一个物种。
(2)同一消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物网中，两种生物的种间关系可能出现多种，常见的是捕食和竞争。
[考向二]　以生态系统的功能为载体，考查学生的分析能力和综合解决问题的能力

3．如图为某生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分；A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物，其能量所占比例如图所示；下表为该生态系统能量流动数据表(不考虑未利用的能量)，请回答下列问题：
营养级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ

从上一营养级
固定的能量(kJ)

141.0
15.9
0.9
221.7
呼吸消耗的
能量(kJ)
501.2
79.1
13.2
0.5
192.6
(1)表中的Ⅰ对应图中________，③过程中碳的传递形式是__________。
(2)据表分析，A与下一营养级的能量传递效率为______(保留小数点后一位)。
(3)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括________。请写出图中的食物链(网)____________________________。由于某种原因造成了生物C灭绝，一段时间内，其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，这说明生态系统具有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)A生物在捕食过程中可通过叫声召唤同伴，这种叫声属于生态系统的________信息。
解析：(1)分析图可知，甲～丁分别是大气中CO2库、生产者、消费者和分解者，表中的Ⅰ—Ⅳ是食物链(或食物网)中的各营养级，其中Ⅰ是生产者．对应图中乙。丁将动植物遗体残骸、残枝败叶和动物的排遗物中的有机物分解成无机物，其中的碳以CO2的形式通过③传递给甲。(2)图中乙是第一营养级，丙中A是第二营养级、C和B是第三营养级，D是第四营养级，分别对应与表中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，因此A与下一营养级(C和B)的能量传递效率为15.9÷141.0×100%≈11.3%。(3)生态系统具有一定的结构，除了甲、乙、丙、丁所示的组成成分外，还包括食物链和食物网(营养结构)。根据第(2)小题的分析可知，图中包含的食物链(网)是乙→ABDC。由于某种原因造成了生物C灭绝，一段时间内，其他生物数量发生较大波动后又逐渐趋于稳定，这说明生态系统具有一定的自我调节能力。(4)通过叫声召唤同伴，这种叫声属于生态系统的物理信息。
答案：(1)乙　二氧化碳　(2)11.3%　(3)食物链和食物网(营养结构)　乙→ABDC　一定的自我调节能力　(4)物理
　“三看法”快速确认碳循环的各环节


[考向三]　以能量流动的模式图为载体，考查学生读图识图能力以及解决实际问题的能力
4．下图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中正确的是(　　)

A.蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量
B．最高营养级同化量的去向是：呼吸作用散失、用于生长发育和繁殖、流入分解者
C．草食动物N5/N4的比值大于肉食动物的这一比值
D．高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物
解析：D　[蜣螂同化的能量来自初级消费者的粪便，而初级消费者粪便中的能量是其没有同化的能量，属于第一营养级同化的能量，A错误；最高营养级同化量的去向是：呼吸作用散失、用于生长发育和繁殖，其中用于生长发育和繁殖的能量包括分解者利用的能量，B错误；不同营养级的生物同化量与摄入量的比值无法判断，C错误；高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，D正确。]
5．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·a)]。下列说法错误的是(　　)

A．图中A代表的生理过程是细胞呼吸
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9.6×104 kJ/(m2·a)
D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
解析：C　[除最高营养级外，每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和细胞呼吸中以热能形式散失三个途径。因此，图中A代表的是各种生物的细胞呼吸，A正确；肉食性动物从植食性动物获得且同化的能量＝(5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5)×103＝2.5×103 kJ/(m2·a)，植食性动物的同化量＝(2.5＋4＋9＋0.5)×103＝16×103 kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%，B正确；该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入的能量，生产者固定的总能量＝9.6×104 kJ/(m2·a)＋流入植食性动物的能量，C错误；食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性，D正确。]
6．若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________。若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的________。(　　)
A．1.96倍　　　　　　1.49倍
B．1.875倍 1.49倍
C．1.49倍 1.96倍
D．0.96倍 0.87倍
解析：A　[(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)；前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。

(2)设植物能量为M，则调整前，人所得能量为M×1/2×10%＋M×1/2×(10%)2＝M/20＋M/200＝11M/200，调整后人所得能量为M×4/5×10%＋M×1/5×(10%)2＝2M/25＋M/500＝41M/500，则调整后∶调整前＝(41M/500)/(11M/200)≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。]
　食物链中能量的最值计算
　设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：
　①能量传递效率未知时
已知
问题
求解思路
D净增重M
至少需要A的量Y
Y(20%)3＝M
最多需要A的量Y
Y(10%)3＝M
A净增重N
D最多增重的量Y
N(20%)3＝Y
D至少增重的量Y
N(10%)3＝Y
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
高频命题点2　生态系统的稳定性与环境保护
真题领航——目标方向导入高考
1．(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
解析：C　[本题借助种间关系的相关知识，考查考生运用所学知识与观点，对某些生物学问题解释、推理能力；通过种间关系、生物多样性等内容的设问，体现了对生命观念中稳态与平衡观的考查。由题意知，锁阳从其依附的小果白刺根部获取营养，说明锁阳与小果白刺为寄生关系，A错误；该地区为生物多样性较低的沙漠地区，故该地区生态系统的自我调节能力弱，恢复力稳定性也较低，B错误；小果白刺等沙生植物的固沙作用体现了生物多样性的间接价值，C正确；基因突变具有不定向性，干旱环境对锁阳长期的选择使其产生的适应性突变被保留下来，D错误。]
2．(2019·天津理综卷，7)在北方农牧交错带的中温带半干旱区，当农田连续耕作六年后，农作物产量往往下降，弃耕后土地易沙化。对三片弃耕土地分别采取围封禁牧、人工种植灌木或乔木等恢复措施，灌木、乔木成活后该地自然恢复。十五年后进行调查，结果见下表。
　 指标
样地              　
土壤含水量
(%)
土壤全氮
(g·kg－1)
草本植物种数（种）
节肢动物个体数(只·样本－1)
节肢动物
多样性指数*
弃耕地(对照)
0.26
0.09
1.1
3.1
0.6
禁牧草地
0.66
0.36
2.6
9.4
1.7
人工灌木林
0.77
0.42
2.8
7.4
0.8
人工乔木林
1.37
0.27
1.6
10.0
1.1
*多样性指数综合反映丰富度和均匀度
据表回答：
(1)土壤含水量增加最明显的是________样地。土壤全氮增加最明显的是________样地，这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果，豆科植物与根瘤菌的种间关系为________。
(2)三种恢复措施均可改良土壤，这体现了生物多样性的________价值。
(3)在半干旱地区，节肢动物是物种最丰富和数量最多的类群，在食物网中占据重要地位，其多样性一定程度上可反映生态系统的物种多样性。从生物多样性角度分析，三种恢复措施中更适宜于中温带半干旱区的是________。
(4)在中温带半干旱区，草原生态系统比农田生态系统的自我调节能力更________。
解析：本题借助生态系统与生态环境的保护，考查考生获取信息、解决生物学问题的能力；试题通过对三片弃耕土地的恢复措施体现了社会责任素养中的保护环境要素。(1)弃耕地的土壤含水量为0.26%，人工乔木林的土壤含水量为1.37%，二者相差最大，所以土壤含水量增加最明显的是人工乔木林样地。与弃耕地土壤全氮相比，增加最明显的是人工灌木林样地。豆科植物与根瘤菌为互利共生的种间关系。(2)对生态系统起到重要调节功能的价值为间接价值。(3)据题可知，节肢动物的多样性一定程度上可反映生态系统的物种多样性，采取围封禁牧措施，节肢动物多样性指数最高，更适宜于中温带半干旱区。(4)在中温带半干旱区，与农田生态系统相比，草原生态系统物种的数量较多，自我调节能力更强。
答案：(1)人工乔木林　人工灌木林　互利共生
(2)间接　(3)围封禁牧　(4)强
知识拓展——培养学生文字表达能力
1．某草原生态系统正在发生严重鼠害，农业部门在防治鼠害问题上提出了两种方案，方案一：投放高效鼠药；方案二：引入鼠的天敌。你认为有利于提高草原生态系统稳定性的方案是哪一个？简述理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案：方案二　投放鼠药，在消灭鼠的同时，也会杀死鼠的天敌，鼠药还会造成环境污染；引入鼠的天敌，由于鼠与天敌在数量上存在相互制约，可以长期将鼠的数量控制在较低水平，有利于提高该生态系统的稳定性。
2．下图表示某生态系统在遭受外界干扰后，其稳定性发生明显波动后，再恢复到原有结构状态所需时间的图像，分析回答问题：

(1)y和x中表示抵抗力稳定性的是____，理由是________________________，表示恢复力稳定性的是____，理由__________________________________________________________。
(2)图中y和x的大小与生态系统稳定性的大小有什么关系？
________________________________________________________________________。
答案：(1)y　受到干扰后，生态系统偏离原来的平衡　x　生态系统偏离原来的平衡后又逐渐恢复原平衡状态
(2)y偏离越大，说明抵抗力稳定性越弱，反之越强；x越大恢复力稳定性越弱，反之越强
核心整合——掌握必备生物知识
1．生态系统的稳定性(填空)
(1)抵抗力稳定性与自我调节能力的关系——正相关。

(2)抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系——①负相关
(3)特例：极地苔原。由于物种组成单一，结构简单，极易被破坏，又由于温度极低，一旦破坏极难恢复原状，故两种稳定性都较②低。
2．环境污染的成因及后果归纳

3.生物多样性及其保护(填空)
(1)生物多样性三个层面：③基因多样性、④物种多样性、⑤生态系统多样性。
(2)生物多样性的价值
⑥直接价值：工业原料、药用、食用、文学、艺术、旅游观赏、
陶冶情操等
⑦间接价值：防风固沙、调节气候、涵养水源、
保持水土等
⑧潜在价值：目前尚不清楚的价值
(3)四项措施：就地保护、易地保护、生物技术保护、法制。
答案：①负相关　②低　③基因　④物种　⑤生态系统　⑥直接　⑦间接　⑧潜在
考向立意——突显生命观念和科学思维能力
[考向一]　以生态系统稳定性原理为载体，考查学生对生态系统稳定性的理解
1．下列关于生态系统的叙述，错误的是(　　)
A．热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性强
B．湖泊的水体自净能力体现了生态系统的自我调节能力
C．生态系统“抵抗干扰，保持原状”属于抵抗力稳定性
D．“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性
解析：A　[热带雨林营养结构复杂，其恢复力稳定性弱，抵抗力稳定性强，A错误；湖泊的水体自净能力体现了生态系统的自我调节能力，B正确；生态系统“抵抗干扰，保持原状”属于抵抗力稳定性，“受到破坏，恢复原状”属于恢复力稳定性，C正确；“野火烧不尽，春风吹又生”体现了生态系统的恢复力稳定性，D正确]
2．下列有关反馈调节的叙述，错误的是(　　)
A．负反馈调节在生物群落中普遍存在，但在生物群落与无机环境之间不存在
B．当农田里蚜虫的数量增多时，七星瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫种群数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节
C．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
D．已污染的湖泊藻类大量繁殖，使污染进一步加剧，鱼虾死亡属于正反馈调节
解析：A　[反馈调节不仅存在于一些动物激素的调节过程中，也存在于生态系统中。对于生态系统中，它在生物群落、生物群落与无机环境之间都存在。]
[考向二]　以环境保护为载体，考查学生解决问题的能力
3．十九大报告提出，坚持人与自然和谐共生。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，为全球生态安全作出贡献。下列叙述错误的是(　　)
A．自然生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节
B．发展生态农业，实现物质和能量的多级循环利用
C．火灾后的森林生态系统恢复的过程属于次生演替
D．合理开发和利用自然资源是保护生物多样性的基本原则
解析：B　[负反馈调节是自然生态系统自我调节能力的基础，A正确；能量流动是单向传递的，不能循环利用，B错误；火灾后的森林生态系统恢复的过程属于次生演替，C正确；保护生物多样性的基本原则是合理开发和利用自然资源，D正确]
4．20世纪80年代初，生活污水被排放到大多数河流后，河水仍能保持清澈，但随着污水排放增多，河流的生态平衡遭到破坏，学生科技实践小组在某河流上设置了3个监测点，相关水质指标检测结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．河流受到轻微污染保持清澈属于抵抗力稳定性
B．发生水华现象最严重的是2号监测点
C．测定水体中藻类的种类是在种群水平上进行的研究
D．可以利用捕食关系治理河流水华现象
解析：C　[河流受到生活污水的轻微污染后仍能保持清澈，体现的是生态系统的抵抗力稳定性，A正确；分析图中物质含量相对值可知，2号监测点的水华现象最严重，依据是该监测点氨氮量最高，藻类叶绿素a浓度最大，溶氧量最低，B正确；研究藻类的种类属于群落水平上的研究，C错误；可以通过在水体投放适量植食性鱼类来治理水华现象，植食性鱼类以藻类为食，二者间存在捕食关系，D正确。]
1．下图表示某生态系统各成分(丁为非生物环境)之间的关系，下列有关分析错误的是 (　　)

A．光能是通过甲输入生态系统的
B．参与构成食物链的成分有甲和乙
C．碳元素在乙与丙之间以CO2形式传递
D．丙主要是指营腐生生活的细菌和真菌
解析：C　[本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维，难度适中。分析题意和题图可知，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。光能通过生产者的光合作用输入生态系统，A项正确；参与构成食物链的成分是生产者和消费者，即甲和乙，B项正确；碳元素在乙和丙之间以有机物的形式传递，C项错误；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌，D项正确]
2．下图是某宇宙飞船生态系统模式图，下列叙述错误的是(　　)

A．该系统可为航天员提供氧气
B．飞船实现了物质和能量的循环利用
C．分解罐可以向藻类植物提供二氧化碳和无机盐
D．太阳能经过藻类的光合作用转化为化学能
解析：B　[本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维和社会责任，难度适中。藻类可进行光合作用将太阳能转化为化学能，将水光解产生氧气，A、D项正确；分解罐可以分解排泄物，向藻类植物提供二氧化碳和无机盐，C项正确；飞船实现了物质的循环利用，但能量是不能被循环利用的，B项错误。]
3．生态系统中信息的传递方式多种多样。如蝉在夏天的鸣唱、萤火虫通过闪光来识别同伴；地的雄鸟在发现天敌后急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号。有人做了一个实验：迅速将一只椿象杀死，尽管做得很干净无声。还是引起了其他椿象的逃跑。下列相关说法错误的是 (　　)
A．以上信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息
B．生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的
C．种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递
D．信息传递的负反馈调节是维持生态系统稳定的基础
解析：B　[本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维，难度不大。分析题目可知，以上信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息，A项正确；生态系统中物理信息的来源还可以是无机环境(如颜色、湿度、温度、磁力等)，并不是只来自生物，B项错误；信息传递可以调节种间关系，种群的繁衍也离不开信息传递，C项正确；信息传递的负反馈调节是维持生态系统稳定的基础，D项正确。]
4．藏羚羊是中国特有物种，属于国家一级保护动物，由于栖息地的破坏和盗猎，其数量急剧减少，为拯救濒临灭绝的藏羚羊，国家建立了可可西里自然保护区、羌塘自然保护区，近些年来，保护区藏羚羊的数量明显增多。下列相关叙述正确的是(　　)
A．保护区藏羚羊数量增多，丰富了藏羚羊的种群基因库
B．建立自然保护区属于易地保护
C．两个保护区内的藏羚羊的基因频率相同
D．两个保护区内物种的组成相同
解析：A　[本题考查了学科核心素养的科学思维和社会责任，难度适中。基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，因此，保护区藏羚羊数量增多，丰富了藏羚羊的种群基因库，A项正确；建立自然保护区属于就地保护，B项错误；两个保护区的自然环境存在差异，特定的环境条件所选择的有利变异存在差异，所以两个保护区内的藏羚羊的基因频率不完全相同，物种的组成也存在差异，C、D项错误。]
5．发菜广泛分布于世界各地的荒漠和贫瘠土壤中，因被大量采挖而被列为国家Ⅰ级重点保护野生植物，但实际上它不是植物。下列有关说法正确的是(　　)
A．发菜属于生产者，其因没有细胞壁所以不是植物
B．提取和分离发菜的色素时，能够得到四条色素带
C．发菜的水土保持作用属于生物多样性的间接价值
D．禁止采挖发菜属于对生物多样性进行的易地保护
解析：C　[本题考查了学科核心素养的生命观念、科学思维和社会责任，难度适中。发菜虽然可以进行光合作用，但属于原核生物，有细胞壁，A项错误；发菜的色素与绿色植物的光合色素不同，提取时得到的不一定是四条色素带，B项错误；发菜的水土保持作用体现了生物多样性的间接价值，C项正确；禁止采挖发菜属于就地保护，D项错误。]
6．物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能，下列相关分析不正确的是 (　　)
A．在捕食链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途基本相同
B．枯枝败叶中储存的能量，不能被植物直接利用
C．在生态系统中，能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境中循环
D．生态系统的信息传递不都是沿食物链进行的
解析：A　[本题考查了学科核心素养的生命观念和科学思维，难度适中。捕食链中，生产者通过光合作用获得能量，其他各营养级利用上一营养级的能量。能量的去路：呼吸作用消耗、分解者分解、未被利用、流向下一营养级，但最高营养级没有最后一个去路，A项错误；枯枝败叶中储存的能量只能被微生物分解利用，而不能被植物直接利用，B项正确；在生态系统中，能量作为物质循环的动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境中循环往返，物质是能量的载体，使得能量沿着食物链流动，C项正确；能量流动和物质循环的渠道是食物链和食物网，信息传递不都是沿食物链(网)来传递的，如无机环境中的物理信息，D项正确]
7．生态学家对某生态系统的能量流动进行了调查研究，得到如下表所示的结果。其中①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，R表示生物呼吸作用消耗的能量，NP、GP、R间有如下关系：NP＝GP－R。请分析并回答下列问题。
单位：102kJ/(m2·a)
项目
GP
NP
R
①
15.91
3.68
12.23
②
871.27
369.69
501.58
③
0.88
0.34
0.54
④
141.20
62.07
79.13
⑤
211.85
19.26
192.59
(1)NP表示_________________________________________________________________。
(2)能量在初级消费者和次级消费者之间传递的效率为________。
(3)输入该生态系统的总能量为________，该生态系统输出的总能量为________。如果该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会________(填“增多”“减少”或“不变”)。
(4)初级消费者粪便中的能量是否属于其同化作用固定的能量的一部分？
________________________________________________________________________
(5)在研究该生态系统的能量流动时，也通过标志重捕法调查了初级消费者的种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记50个，第二次捕获到20个，其中有标记的10个，则该种群的密度约是________个/hm2，如果第一次被捕获的个体以后更难被捕获，则调查的该种群的密度可能比实际值________(填“大”或“小”)。
解析：(1)NP＝GP－R，NP表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖等生命活动的能量；(2)④、①分别为初级消费者和次级消费者，能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为15.91÷141.20×100%＝11.2%。(3)输入该生态系统的总能量，即生产者所固定的太阳能总量(为871.27×102 kJ/m2/a)。生态系统的能量输出是通过呼吸作用所散失的热能，该生态系统散失的总的热能为12.23＋501.58＋0.54＋79.13＋192.59＝786.07，即786.07×102kJ/m2/a，可见，输入的能量大于输出的能量，因此，该生态系统有机物总量会增多。(4)初级消费者粪便中的能量为生产者同化作用固定的能量的一部分。(5)假设种群的密度为a，则有关系：a∶50＝20∶10，a＝100个/hm2；如果第一次被捕获的个体以后更难被捕获，则第二次捕获的个体中被标志的个体数10可能比实际少，从而使结果偏大。
答案：(1)用于各营养级生物生长、发育、繁殖等生命活动的能量　(2)11.3%
(3)871.27×102kJ/(m2·a)　786.07×102kJ/(m2·a)　增多　(4)不属于　(5)100　大

一、选择题
1．下列对生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．阳光、热能不属于生态系统的组成成分
B．消费者的存在有利于生态系统的物质循环
C．生产者和分解者缺一不可，都是生态系统的基石
D．生态系统的组成成分包括食物链和食物网
解析：B　[生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，阳光、热能属于生态系统的非生物的物质和能量，A、D错误；消费者的存在丰富了生态系统的营养结构，有利于生态系统的物质循环，B正确；生产者和分解者缺一不可，其中生产者是生态系统的基石，C错误。]
2．下图为某生态系统食物网示意图，该生态系统中(　　)

A．绿藻、水草吸收的光能是流经该生态系统的总能量
B．轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第一营养级
C．鲫鱼和螺蛳的种间关系包括竞争和捕食
D．鲫鱼位于最高营养级，其群体所含的能量最多
解析：C　[流经生态系统的总能量是生产者固定的总太阳能，绿藻、水草是生产者，它们固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，A选项错误。由图中食物网知，轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第二营养级，B选项错误。鲫鱼可以以螺蛳为食物，二者之间存在捕食关系；同时鲫鱼和螺蛳都以水草为食物，二者之间又存在竞争关系，C选项正确。能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，鲫鱼位于最高营养级，所含的能量最少，D选项错误。]
3．如图是生态系统中某元素循环的模式图，以下相关叙述中正确的是(　　)

A．图中缺少的生理过程在线粒体中进行
B．温室效应主要由过程②③④造成的
C．增加图中各营养级生物的种类可提高生态系统的抵抗力稳定性
D．④是微生物的有氧呼吸
解析：C　[据图分析，图中缺少A生产者到二氧化碳的箭头，表示的是生产者的呼吸作用(主要是有氧呼吸)，真核生物有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中，A错误；温室效应主要是由化石燃料的大量燃烧引起的，B错误；增加图中各营养级生物的种类，可提高生态系统的抵抗力稳定性，C正确；④是分解者的分解作用(呼吸作用)，包括有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。]
4．下图为某草原生态系统部分能量流动示意图，相关叙述正确的是(　　)

A．流入该生态系统的总能量是草固定的太阳能
B．能量流动的过程总是伴随着物质循环，二者同时进行
C．若图中X代表呼吸作用散失的热能，则X4>X3>X2>X1
D．草食性动物和肉食性动物①之间数量的变化呈正反馈调节
解析：B　[流入该生态系统的总能量是包括草在内的所有生产者固定的太阳能，A错误；能量流动的过程总是伴随着物质循环，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，B正确；若图中X代表呼吸作用散失的热能，则X4