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专题十二 生态系统和生态环境的保护
课时 36 有关物质循环、能量流动和信息传递的分
析
1．（多选题）捕食信息素是指由捕食者释放的，能够引发猎物产生反捕食反应的化学
信号。研究发现，斑鳟鱼对以斑鳟鱼为食的水貂粪便有明显的反捕食行为，而对以鸡
肉为食的水貂粪便反应不明显。下列关于捕食信息素的分析，正确的是（ ）
A．捕食信息素在捕食者和猎物之间信息传递及共同进化过程中发挥着重要作用
B．水貂捕食斑鳟鱼时存在物理信息的传递，物理信息包括斑鳟鱼外观、声音和气味
C．水貂对斑鳟鱼所释放的捕食信息素属于化学信息，在水貂和斑鳟鱼之间双向传递
D．斑鳟鱼对捕食信息素的反应可能是降低群体的活动频率、改变活动时间或产生规
避行为
【答案】AD
【解析】研究发现，斑鳟鱼对以斑鳟鱼为食的水貂粪便有明显的反捕食行为，而对以
鸡肉为食的水貂粪便反应不明显，由此可知，捕食信息素在捕食者和猎物之间信息传
递及共同进化过程中发挥着重要作用，A正确；水貂捕食斑鳟鱼时存在物理信息的传
递，物理信息包括斑鳟鱼外观、声音，斑鳟鱼的气味属于化学信息，B错误；水貂粪
便对斑鳟鱼所释放的捕食信息素属于化学信息，使斑鳟鱼产生反捕食反应，没有在水
貂和斑鳟鱼之间双向传递，C错误；斑鳟鱼可能通过降低群体的活动频率、改变活动
时间或产生规避行为等避免被水貂捕食，这些属于对捕食信息素的反应，D正确。
2．生态系统的物质循环是生态系统的主要功能之一、下列关于生态系统物质循环的说
法，正确的是（ ）
A．碳循环就是指CO 在无机环境与生物群落间的循环
2
B．农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量
C．光合作用是碳由无机环境进入生物群落的唯一途径
D．所有的物质均可通过食物链快速回归非生物环境
【答案】B
【解析】碳循环指的是组成生物体的碳元素在无机环境与生物群落间的循环，A错误；
农田生态系统中秸秆还田虽然不能提高能量的利用率，却可以提高土壤的储碳量，B
正确；碳由无机环境进入生物群落的途径除了光合作用还有化能合成作用，C错误；
重金属以及人工合成的DDT等有机化合物通过食物链，最终会积累在生物链的顶端，不能快速回归无机环境，D错误。
3．关于研究能量流动的实践意义，下列叙述错误的是（ ）
A．农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗均可增大流入生态系统的总
能量
B．科学地规划和设计人工生态系统可实现能量的多级利用和提高能量的传递效率
C．稻田除杂草养蟹可合理调整生态系统中的能量流动关系
D．根据草场能量流动的特点可以合理确定草场的载畜量保持畜产品的持续高产
【答案】B
【解析】流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，因此农田生态系统中的
间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗均可增大流入生态系统的总能量，A正确；科学地
规划和设计人工生态系统可实现能量的多级利用和提高能量利用率，并不是提高能量
的传递效率，B错误；稻田除杂草养蟹可合理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，C正确；根据草场能量流动的特点，可以合
理确定草场的载畜量，做到适度放牧，从而保持畜产品的持续高产，D正确；
4．下列关于生态系统功能的叙述，正确的是（ ）
A．相邻营养级的两种生物之间，能量传递效率为10%-20%
B．未被利用的能量最终都会流向下一营养级或被分解者利用
C．在食物链中，碳元素主要以含碳有机化合物的形式单向流动
D．“孔雀开屏”属于行为信息，其作用是调节生物的种间关系
【答案】C
【解析】生态系统中相邻营养级之间的能量传递效率为10%-20%，但两个生物体之间
的能量传递效率不一定符合该数据，A错误；未被利用的能量最终都会被分解者分解
利用，B错误；生态系统中的碳元素在食物链中主要以有机物的形式进行流动，该过
程是单向的，C正确；“孔雀开屏”属于动物行为信息，其作用是吸引异性，维持生
物种群的繁衍，D错误。
5．2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上向世界郑重承诺：中国将
努力争取2060年前实现碳中和。“碳中和”是指国家、企业或个人等通过植树造林、
节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达
到相对“零排放”，下列叙述错误的是（ ）
A．“零排放”不等于“不排放”，简单来说就是“人为碳排放”≤“人为碳移除”
B．碳循环是指CO 在生物圈的循环过程，具有全球性，减缓温室效应需要各国配合
2
C．实现碳中和的有效措施是增加生产者的数量
D．化石燃料的燃烧是CO 的排放主要来源之一，这一过程也属于生态系统碳循环
2【答案】B
【解析】CO“零排放”不等于“不排放”，而是说通过植树造林、节能减排等形式，
2
以抵消自身产生的二氧化碳排放量。即“人为碳排放”小于等于“人为碳移除”，A
正确；碳循环是指碳元素在生物群落与无机环境往返的过程，B错误；实现“碳中
和”，可以通过增加生产者的数量，提高生产者对二氧化碳的消耗，C正确；CO 的排
2
放主要来自化石燃料的燃烧，这一过程属于碳循环中返回大气中CO 的环节，D正确。
2
6．“明月别枝惊鹊，清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年，听取蛙声一片。”出自宋代辛
弃疾的《西江月·夜行黄沙》。下列相关叙述错误的是（ ）
A．鸣蝉、蛙声属于物理信息，有助于同物种个体间求偶交配
B．在“树→蝉→鹊”食物链中能量只能单向流动，逐级递减
C．采用“稻蛙共养”模式后，提高了稻田中的能量传递效率
D．青蛙同化的能量不能全部用于自身的生长、发育和繁殖
【答案】C
【解析】“鸣蝉”“蛙声”属于声音类的物理信息，其作用主要是吸引同物种的异性
个体交配，A正确；“树→蝉→鹊”可构成一条食物链，其中的能量会从低营养级向
高营养级流动，且逐级递减，B正确；“稻蛙共养”模式中，青蛙通过捕食害虫获取
能量，然后青蛙再被人捕获利用；此种方式将害虫体内中原本人类难以利用的能量，
又变成了人可利用的能量，所以该模式提高的是人类对生态系统中能量的利用率，并
不是改变了能量在相邻营养级之间的传递效率，C错误；由于在进行呼吸作用时，部
分能量以热能的形式散失，且该部分能量不能再被青蛙利用，所以说青蛙同化的能量
不能全部用于其生长、发育和繁殖，D正确。
7．下图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，相关叙述错误的是（ ）
A．能量流动和物质循环是沿着生态系统的营养结构进行的B．图中黑色箭头可表示能量流动过程，白色箭头可表示物质循环过程
C．②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量
D．若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④⑤过程的传递形式为CO
2
【答案】D
【解析】能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程（即捕食关系）相依相伴进
行，能量流动是物质循环的动力，物质循环是能量流动的载体，故能量流动和物质循
环是沿着生态系统的营养结构进行的，A正确；图中黑色箭头①②③④单向流动，可
表示能量流动过程，白色箭头⑤循环往复，可表示物质循环过程，B正确；通过分析
可知，②表示热能散失的过程，生态系统需要通过①过程从外界获得能量，C正确；
碳在③④之间是含碳有机物的形式流动的，D错误。
8．如图甲表示某农田生态系统的食物网，图乙为能量流经昆虫时部分途径。下列相关
叙述正确的是（ ）
A．该农田生态系统中农作物固定的能量是其他各生物成分能量之和
B．鼠和植物之间能量传递效率不足10%是因为植物的根系未被食用
C．根据鸟和昆虫摄入能量的比值可确定两营养级之间的能量传递效率
D．b中的能量以稳定化学能的形式储存，部分能量流到下一个营养级
【答案】D
【解析】该农田生态系统农作物固定的能量，一部分用于自身的呼吸作用，一部分被
下一营养级食用，后面的营养级以此类推；因为每一营养级的生物都有一部分能量用
于呼吸作用，释放出的能量中大部分能量以热能的形式散失，所以该农田生态系统中
农作物固定的能量大于其他各生物成分能量之和，A错误；能量传递效率是第二营养
级的同化量与第一营养级的同化量之间的比值，鼠只是第二营养级的一类，第二营养
级的生物还包括其他生物，所以鼠和植物之间能量传递效率不足10%，B错误；两营
养级之间的能量传递效率是两营养级之间同化量的比值，不是摄入量的比值，C错误；
b是用于昆虫生长，发育和繁殖的能量，b中的能量以稳定化学能的形式储存在昆虫体
内，昆虫被下一营养级的食物捕食，b中的部分能量就流到下一个营养级，D正确。
9．为保护Y及其栖息地，国家在其栖息地建立了自然保护区。对该自然保护区鸟类丰
富度的调查结果显示，主要在森林中生活的鸟类物种数远多于主要在灌木林和草丛中生活的鸟类物种数。某灌木林的食物网简图如图所示（已知D的同化量为e；Y的摄
入量，呼吸散失量、用于自身生长、发育和繁殖的能量和流向分解者的能量分别为a，
b、c、d）。
下列叙述错误的是（ ）
A．该自然保护区需要来自系统外的能量补充
B．森林中植物的垂直结构比灌木林和草丛更为复杂
C．第三营养级和第四营养级之间能量的传递效率为e/（a-d）
D．若因某种原因B大量迁走，Y的营养级没有发生变化
【答案】C
【解析】任何生态系统都需要得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常
功能，A正确；森林中植物的垂直结构比灌木林和草丛更为复杂，这种结构可以提高
群落利用阳光等资源的能力，B正确；同化量=呼吸散失量+用于自身生长、发育和繁
殖的能量，故第三营养级和第四营养级之间能量的传递效率为e/（b+c），C错误；B
和C都处于第二营养级，若因某种原因B大量迁走，Y依然处于第四营养级，Y营养
级没有发生变化，D正确。
10．如图表示生态系统中硫循环的部分过程，相关叙述错误的是（ ）
A．硫循环是指硫元素在生物群落和无机环境之间循环往复流动B．过程①②代表的生理过程分别是光合作用和呼吸作用
C．过程③中硫元素主要以含S有机物的形式流动
D．植树造林可吸收大气中SO ，体现了生物多样性的间接价值
2
【答案】B
【解析】硫元素在生物群落和无机环境之间循环往复流动称为硫循环，在生物群落内
部以有机物的形式流动，在无机环境中主要以SO 、SO 2-等形式存在，A正确；SO 危
2 4 2
害植物主要是从气孔进入叶肉，光合作用是将CO 转变为葡萄糖的过程，①是植物利
2
用SO 的过程，过程①不是光合作用，B错误；在生产者如和消费者之间，硫元素主
2
要以含S有机物（如含S蛋白质）的形式流动，C正确；植树造林可吸收大气中SO ，
2
吸收大气中的污染物，属于生物多样性的间接价值，D正确。
11．在由传统农业转型为生态农业的过程中，农民除了种地，有的开垦荒地变果林，
有的改造洼地成鱼塘，有的发展林下养殖，在林中放养鸡、鸭等，实现了绿色、生态
和经济的同步提高。请回答问题：
(1)鱼塘中的一条食物链：浮游植物→浮游动物→鳙鱼→乌鳢。 在能量流动中 ，浮游
植物的作用是___________；输入鱅鱼的能量除呼吸消耗外，其余能量用于
________________。
(2)果林中自然放养的鸡、鸭等家禽的数量既不能过多，也不能过少，从能量流动的角
度分析，其原因是____________________________。
(3)果林中常存在小鼠、蛇两种生物，果林良好的生态环境使小鼠的种群数量有所增加，
随后蛇的种群数量也会增加，导致小鼠的种群数量下降。从长远角度来看，小鼠和蛇
两个种群数量的变化趋势是_____________________________。
【答案】(1) 固定太阳能 自身的生长、发育和繁殖
(2)若放养的家禽过少，不能充分利用果林所提供的能量：若放养的家禽过多，就会造
成果林被破坏，生产者固定的太阳能减少，使家禽产品的产量下降
(3)小鼠和蛇的种群数量均保持相对稳定
【解析】
(1)在“浮游植物→浮游动物→鳙鱼→乌鳢”这条食物链中，浮游植物属于生产者，其
作用是通过光合作用固定太阳能；输入鱅鱼的能量除呼吸消耗外，其余能量用于自身
的生长、发育和繁殖。
(2)生态系统各营养级的生物数量应比例适中，才能使能量流动和物质循环保持相对稳
定，果林中自然放养的鸡、鸭等家禽的数量既不能过多，也不能过少，从能量流动的角度分析，若放养的家禽过少，不能充分利用果林所提供的能量；若放养的家禽过多，
就会造成果林被破坏，生产者固定的太阳能减少，使家禽产品的产量下降。
(3)根据“果林良好的生态环境使小鼠的种群数量有所增加，随后蛇的种群数量也会增
加，导致小鼠的种群数量下降”，说明小鼠和蛇属于捕食关系，在相对稳定的生态系
统中，属于捕食关系的两种生物数量能保持相对稳定。
12．半夏是一种中药材，具有燥湿化痰，降逆止呕，消痞散结的功效。半夏为多年生
草本，以根入药。某果园在果树下种植了半夏；果树间的空地种植了豆科植物草木犀
（牧草），以草木犀喂牛；在果园中散养了家禽，家禽可吃草木犀和昆虫（植食性和
肉食性）。由此建成了以果树为主的生态果园。回答下列问题：
(1)果树与半夏、草木犀等形成的群落空间结构包括_____。果树、半夏、草木犀、家禽、
牛、植食性昆虫_____（填“能”或“不能”）构成一个群落，原因是_____。
(2)生态系统中生物体的生存都离不开物质和能量，消费者的能量来自_____。生态系统
中能量流动和物质循环的渠道是_____。
(3)在对生态果园的有害昆虫进行防治时，除了家禽的捕食，还可利用信息素诱捕，后
面这种防治害虫的方式称为_____防治。
【答案】(1) 垂直结构、水平结构 不能 群落是指在相同时间聚集
在一定区域中的各种生物群落的集合，而以上生物仅是该区域中的部分生物
(2) 上一营养级有机物中的能量 食物链和食物网
(3)生物
【解析】(1)半夏种在果树下，因此是垂直结构，果树和草木犀处于水平结构。群落是
指在相同时间聚集在一定区域中的各种生物群落的集合，而题目中提到的生物仅是该
区域中的部分生物，因此不能构成群落。
(2)该生态果园中消费者的能量来自上一营养级有机物中的能量。食物链和食物网是生
态系统的营养结构，是能量流动和物质循环的渠道，物质在生态系统中循环流动，能
量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(3)利用信息素诱捕害虫的方式为生物防治。
