D [d表示大气中的CO2，由于夏季植物的光合作用能力强于冬季等因素的影响，故其含量夏季低于冬季，A正确；碳循环是指以CO2的形式在无机环境和生物群落之间的往返运动，即通过a的吸收，a、b的呼吸作用、c的分解作用及e的燃烧，可实现碳循环，B正确；若此生态系统中的生物群落处在朝复杂化演替的过程中，生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量，C正确；由于能量只能单向流动、逐级递减，且植物不能利用热能，所以将d的含义改为热能，题图也不可表示为该生态系统的能量流动示意图，D错误。]
物质循环和能量流动的关系分析
3．如图为一个简化的生态系统能量流动和物质循环示意图，对图中箭头的含义表述错误的是( )
A．①可表示碳元素从二氧化碳转变为有机物 B．⑤可表示生物群落中的物质回归无机环境 C．②表示能量在生物体之间单向流动 D．④和⑤可表示生物群落中能量的散失
D [读图可知，碳元素从二氧化碳变为有机物——①光合作用合成有机物，A正确；能量在生物体之间单向流动——②③能量在生物体之间流动，C正确；生物群落中能量的散失——④呼吸作用以热能的形式散失，生物群落中的物质回归无机环境——⑤分解者的分解，B正确，D错误。]
4．(2019·济南市高三模拟)如图为某湿地生态系统的碳循环示意图，箭头表示碳元素的流动方向，请回答下列问题。
(1)该湿地生态系统中物种丰富，湖中挺立着荷花，湖面漂浮着浮萍，水中金鱼藻起舞，这种现象体现了群落的________结构，这种结构的意义在于______________________________。
(2)图中的营养结构(食物链)可以表示为________(用字母和箭头表示)，图中缺少的一个箭头在________之间。碳元素在A、B之间以________形式传递，E粪便中的能量属于第________营养级同化的能量。
(3)人们每年都要从该湿地生态系统中捕捞一定数量的鲤鱼，使鲤鱼的种群数量保持在K/2左右，这样做的原因是________________________。
[解析] (1)湖中挺立着荷花，湖面漂浮着浮萍，水中金鱼藻起舞，这种现象体现了群落的垂直结构，这有利于提高群落利用光能等资源的能力。(2)图中的营养结构(食物链)可以表示为A→D→E→F，图中缺少的一个箭头在D、B之间。碳元素在A、B之间即在生产者和分解者之间以有机物形式传递，E粪便中的能量属于上一营养级中的能量，即第二营养级同化的能量。(3)种群数量在K/2时鲤鱼的增长速率最大，有利于鲤鱼的种群数量的恢复，故人们从该湿地生态系统中捕捞鲤鱼时应使鲤鱼的种群数量保持在K/2左右。
[答案] (1)垂直 提高了群落利用阳光等资源的能力 (2) A→D→E→F D、B 有机物 二 (3)此时鲤鱼的增长速率最大，有利于鲤鱼的种群数量恢复
1.最高营养级的能量去路只有3个，没有“传递给下一营养级”这一去路。
2．流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。
3．“相邻两营养级”的能量传递效率≠“相邻两个生物个体”间的能量传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时，狼应获得了狐的大部分能量而不是获得10%～20%的能量，所有狼可获得所有狐的能量的10%～20%。
4．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的形式被储存起来的能量。 5．一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。
6．误认为在生物群落中碳元素都是以CO2的形式进行循环的：在生物群落与无机环境之间，碳元素是以CO2的形式进行的，但在生物群落内碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。
1.通常，生态系统的食物链不会很长，原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。 2．生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
3．生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。
4．生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量中自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
5．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：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。
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1．(2019·全国卷Ⅱ)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
A [夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数远大于作为第二营养级的羊的个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形。而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形。]
2．(2016·全国卷Ⅲ)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
C [根据文字信息写出食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等一系列变化，A项错误。细菌一般是生态系统的分解者，分解者从动植物遗体、遗物中获得的能量大部分会通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用，B项错误。鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节，C项正确。鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能量流动的方向未改变，D项错误。]
3．(2018·全国卷Ⅱ)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] (1)从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。(2)根据题干信息“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”，又这一种间关系是建立在“威慑”和“恐惧”基础上的，且题干指出导致植食性动物甲在数量上的优势地位丧失不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的，因此，甲的数量优势地位丧失的可能原因是顶级肉食性动物对甲产生的威慑比乙高，甲因恐惧而逃离该生态系统的数量比乙多。(3)根据题中“恐惧生态学”的观点可知，大型肉食性动物对野猪有捕食和驱赶的作用，故某大型肉食性动物的重新出现可能会使野猪的被捕食量增加，同时野猪也会因恐惧而减少采食，从而降低其对农作物的破坏程度。
[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
2021高考生物一轮复习第9单元生物与环境第4讲生态系统的能量流动和物质循环教学案新人教版必修3
