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第13讲　生态系统与环境保护

(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(×)(6)(√)(7)(×)(8)(√)(9)(×)(10)(×)
1．提示：生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
2．提示：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)。
3．提示：挺水植物遮盖水面的光，抑制藻类的光合作用；挺水植物能竞争吸收水体中过多的无机盐，限制藻类生长。
1．解析：选B　生态系统的组成成分：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，A正确；生态系统相对稳定时能量的输入＝ 输出(散失)，B错误；信息传递有利于生命活动的正常进行，有利于种群的繁衍，还有利于调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，C正确；生态系统之所以有能维持相对稳定的能力，是由于生态系统具有自我调节能力，而负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，由此可知负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定，D正确。
2．解析：选C　鹰迁入该树林后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中蝉的数量减少，A错误；该生态系统中的生产者的能量来自太阳光能和进行化能合成作用时利用的化学能(体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量)，且能量流动是沿着食物链进行的，所以细菌不论作为生态系统的何种成分(生产者、消费者或分解者)，其能量产生均不能流向生产者，B错误；在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，鹰的迁入增加了该生态系统食物链的营养级，所以也就增加了能量消耗的环节，C正确；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
3．解析：选B　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，前者具有全球性、可以被生物群落循环反复利用，后者是单向流动、逐级递减的，二者都有其自身的运行规律，A正确、B错误；“退耕还林、还草”是提高并保持生态系统稳定性的重要措施，是体现自然与人和谐统一思想的实例，C正确；人类的活动应该遵循生态系统的客观规律，应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准，D正确。
4．解析：(1)蚯蚓是异养生物，属于分解者，故生命活动所需的能量来自于枯枝败叶中的有机物，分解者在生态系统中的作用是将动植物遗体及动物排遗物中的有机物分解为无机物。
(2)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为以下几个方面：了解生活垃圾的性质以确定能分解该垃圾的分解者、选择能分解垃圾中有机物的分解者、调整处理垃圾的理化条件(温度、湿度、pH等)以便适合分解者生活，快速降解有机物。
(3)植物从土壤中吸收无机盐离子通常是通过主动运输方式，故对NO的吸收是通过主动运输完成的。
答案：(1)有机物　将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物　(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
5．解析：(1)丰富度是指群落中物种数目的多少。
(2)由于冻原生态系统中的温度较低，不利于土壤中微生物(分解者)对土壤有机物的分解，即分解者的分解作用弱，所以与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累。
(3)在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以生态系统中的食物链一般不超过4～5个，不会很长。
答案：(1)群落中物种数目的多少　(2)低温下，分解者的分解作用弱　(3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的
6．解析：(1)550头/250km2＝2.2头/km2，种群数量达到K/2 时，增长速度最快，即：(1 000头/2)/250km2＝2头/km2。
(2)由甲种植物→乙种动物→丙种动物分析可知，当丙种动物增多时，捕食的乙种动物增多，导致乙种动物数量下降，乙种动物数量下降，捕食的甲种植物减少，导致甲种植物数量增多。
(3)依据能量传递的特点：单向流动、逐级递减可推知乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。
答案：(1)2.2头/km2 　2头/km2 (2)乙种动物以甲种植物为食，丙种动物数量增加导致乙种动物数量减少，从而导致甲种植物数量增加　(3)大于
考点一　生态系统的结构
1．解析：选B　食肉动物可能是次级消费者、三级消费者、四级消费者等，A错误；自养生物属于生产者，处于第一营养级，B正确；食物网中同一营养级可能有多种生物，因此某生物的位置可以被其他生物取代，C错误；细菌可以是生产者，如硝化细菌，也可以是消费者，如肺结核杆菌，D错误。
2．解析：选A　生态系统的结构包括生态系统的成分及食物链与食物网，A正确；大多数动物是消费者，少数营腐生生活的动物是分解者，细菌可能是生产者或消费者或分解者，B错误；绝大多数植物是生产者，菟丝子是消费者，化能合成作用的细菌是生产者，蓝藻也是生产者，C错误；生态系统的组成成分中包含非生物成分，D错误。
3．解析：选B　草→老鼠→猫头鹰不是该食物网中的一条食物链，因为苍鹰能捕食猫头鹰，A错误；食物网中不含有非生物的物质和能量以及分解者，只含有生产者和消费者，B正确；若老鼠数量突然锐减，猫头鹰会捕食更多的青蛙，导致青蛙的数量会下降，C错误；该食物网中，苍鹰可以是三级消费者，猫头鹰可以是次级消费者，两者之间存在捕食和竞争关系，D错误。
4．解析：选C　图中共有7条食物链，即：白杨树→B→I，白杨树→C→D→A，白杨树→C→A，白杨树→G→D→A，白杨树→G→A，苔类→E→A，苔类→F→A，A错误；物种C和物种B均生活于白杨树中层的树枝表面，B、C均以白杨树为食，存在竞争关系，B错误；物种E突然大量减少，物种A以C、D、G、F为食，所以一段时间内A的数量无明显变化，C正确；图示的各种成分为食物网，只包括动物和植物，不包括无机环境和分解者，故不能构成一个生态系统，D错误。
考点二　生态系统的三大基本功能
1．解析：选B　在该食物链中草是第一营养级，兔子是第二营养级，是初级消费者，A错误；兔子产生的粪便中的能量是上一个营养级的同化量，即草的同化量，B正确；能量流动是单向流动逐级递减的，但这是在营养级之间，而狼个体体内的能量可能会大于兔子个体体内的能量，因为狼的个体较大，C错误；狐狸捕食一只兔子，该兔子体内的能量也不是全部流向狐狸的，因为有些不能被狐狸消化吸收，D错误。
2．解析：选C　生产者是自养型生物，包括能通过光合作用固定光能的绿色植物，能利用无机物氧化释放的化学能进行化能合成作用的微生物(如硝化细菌)，A正确；自然生态中，生物数量金字塔可存在倒置情形(即生物数量随营养级数的增加而增加)，因能量流动逐级递减，所以能量金字塔则不存在倒置情形，B正确；与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C错误；在农田中除草、捉虫，是人为地调整能量流动的关系，可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，D正确。
3．解析：选A　富集作用是随着营养级越高含量会越高，由题意可知镉进入生态系统后蓄积在动物肝、肾中而引发“痛痛病”，所以人类要预防该病应少吃动物肝、肾等内脏，A正确；丙营养级所含镉浓度最高，说明丙营养级最高，而能量是单向流动、逐级递减的，丙营养级所含能量最少，B错误；任何一个生态系统中都必须有分解者，C错误；四个营养级同化的能量值的关系可以表示为丁>甲＋乙＋丙，D错误。
4．解析：选B　富营养化水体出现蓝藻水华是大量有机污物排到江湖中导致藻类大量繁殖，为物质循环的再生利用，说明物质循环反复性，而能量流是单向的，A错误；信息传递并不都是双向的，比如草原上，草的绿色给羊传递了可食用的信息，羊不传信息给草，这是单向的，生物间的信息传递是长期进化的结果，B正确；食物链由生产者和消费者构成，分解者不是食物链的成分，C错误；物质循环指生物群落与无机环境之间循环，D错误。
5．解析：(1)流经该生态系统的总能量＝生产者所固定的太阳能＋污水中所含有的有机物中的化学能，因此流经该湿地生态系统的总能量大于该系统中生产者所固定的太阳能。(2)甲代表分解者，乙代表生产者，丙消费者，能量从生产者→消费者的传递形式是有机物中的(稳定的)化学能。(3)丙同化的能量的去向包括自身呼吸作用消耗的能量、被分解者利用的能量和未利用的能量。(4)人工湿地中的植物绿藻为浮游植物，还有芦苇为挺水植物，黑藻为沉水植物，体现了群落具有垂直结构。(5)生物圈中物质循环具有全球性、循环性。
答案：(1)大于　(2)分解者　有机物中的(稳定的)化学能　(3)未利用的能量　(4)垂直　(5)全球性　循环性
考点三　生态环境的稳定性及环境保护
题型1　涉及生态系统稳定性的考查
1．解析：选A　“同等”强度干扰下，自我调节能力越强的生态系统其恢复越快，故草原生态系统比沙漠生态系统恢复的快；外来物种入侵可导致当地许多物种消失，故会导致当地物种多样性降低；河流受到“轻度”污染通过多种调节保持原状，应属抵抗力稳定性。
2．解析：选A　抵抗力稳定性弱的生态系统恢复力稳定性不一定强，如极地苔原生态系统，生物种类少，抵抗力稳定性弱，而且由于温度极低，条件恶劣，恢复力稳定性也很弱，A错误。
3．解析：(1)生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力是生态系统的稳定性。
(2)生态系统自身具有的自我调节能力能够维持生态系统稳定性。
(3)次级消费者是青蛙。消费者是能够促进生态系统物质循环和能量流动；调节种间关系；帮助植物传粉和传播种子；维持种群和生态系统的稳定性。
答案：(1)生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力 (2)自我调节的能力
(3)青蛙　消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节；调节种间关系；维持种群和生态系统的稳定性
4．解析：选A　由题意可知，水华现象是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，水华现象主要是由于城市和工业废水的增加而导致的水体富营养化现象。
5．解析：选C　缓解温室效应的重要途径是减少化石燃料的燃烧，同时大力植树造林，A正确；海洋酸化与人体内CO2过多引起内环境酸碱度下降的原理相同，都是由于酸性物质增加引起的，B正确；增加海洋中消费者或分解者的数量会产生更多的酸性物质，进而加重海洋酸化，C错误；海洋酸化既影响生物个体的生存，也影响了生物多样性，D正确。
6．解析：选D　引进物种需慎重，引入不当会造成生物入侵，A、B错误；为保护牧场防止沙漠化，应该减少危害草原的鼠类和昆虫的种群数量，但不能灭绝，这样会破坏生物多样性，C错误；将大熊猫迁入动物园繁育，将部分大熊猫进行野外回归实验，这属于易地保护，可以保护生物多样性，D正确。
[典例]　解析：本题通过生态系统的能量流动考查了生态系统的营养结构、种间关系、生态系统的成分和物质循环。(1)能量流动传递效率为10%～20%，由表中数据可知，戊占有能量最多，属于第一营养级；乙、丙能量和介于戊能量值的10%～20%，故乙和丙同属于第二营养级；同理甲属于第三营养级，丁属于第四营养级。(2)根据(1)的食物网可知，甲和乙是捕食关系，戊是生产者，甲、乙、丙、丁都是消费者。(3)生态系统功能包括物质循环、能量流动和信息传递。碳以CO2的形式在生物群落与无机环境之间循环往复。
答案：(1) (2)捕食　消费者　(3)物质循环　能量流动　生物群落　无机环境
1．确定食物网中的“最多”和“最少”问题
(1)低营养级“最少”消耗多少或高营养级“最多”增重多少：需选择最短食物链和最高能量传递效率20%。
(2)低营养级“最多”消耗多少或高营养级“最少”增重多少：需选择最长食物链和最低能量传递效率10%。
2．确认能量“分配比”中的“正推”与“逆推”
以为例：
(1)若“人的食物比例为植物∶动物＝4∶1，则人增重1 kg最少需植物多少kg”则应“逆推”用“除法”，即x1＝1×÷20%＋1×÷(20%)2＝9 kg。
(2)若“植物向人及向动物传递的能量比例为4∶1，则人增重1 kg最少需植物多少kg”则应“顺推”用“乘法”即x2·×20%＋x2·×(20%)2＝1，则x2≈5.95 kg。
[训练1]解析：选C　求生产者的最少消耗量，应以最短食物链(A→B→猫头鹰)，最高能量传递效率(20%)来计算，求得至少消耗A约25 kg。
[训练2]　解析：选B　解题时应该从C出发， 设当食物比例A∶B＝1∶1时，C的能量为x，需要的A为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x，设当食物比例调整为A∶B＝2∶1时，C的能量为y，需要的A为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x。所以该生态系统承载C的数量是原来的1.375倍。
[训练3]　解析：选C　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及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。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)，能量传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%，B正确；该生态系统中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。
[训练4]　解析：(1)求“最多”获得能量时按20%计算。草固定的总能量最多有6.8×109×20% kJ/(m2·a)传递到初级消费者，故羊最多可获得(6.8×109×20%－1.3×108)kJ/(m2·a)能量，最多传递到人的能量为(6.8×109×20%－1.3×108)×20%＝2.46×108 kJ/(m2·a)。(2)蛇捕食鼠的比例调整之前，蛇体重增加1 kg需要消耗草1/4÷20%÷20%＋3/4÷20%÷20%÷20%＝100 kg，调整比例之后蛇体重增加1 kg需要消耗草3/4÷20%÷20%＋1/4÷20%÷20%÷20%＝50 kg，即可节省草100－50＝50 kg，可使人多增重50×20%×20%＝2 kg。
答案：(1)2.46×108　(2)2