应用创新题组 A
应用 有关物质循环、能量流动和信息传递的分析
1.(2022届新高考基地学校期中,18 生活情境)“稻—萍—蟹”立体生态农业,是把稻田
与浮萍、河蟹有机结合起来。河蟹可捕食杂草、水生昆虫,并能提高土壤含氧量和肥力;
浮萍覆盖水面能抑制杂草生长。该生态农业模式实现了水稻、河蟹的“双丰收”。下
列相关叙述正确的是(多选) ( )
A.输入该系统的总能量是水稻固定的太阳能总量
B.该模式通过调整种间关系,使能量更多地流向对人类有益的部分
C.河蟹和水生动物的排遗物中所含的能量流入水稻,促进了水稻的生长
D.与普通稻田相比,“稻—萍一蟹”立体生态农业不容易发生病虫害
答案 BD 输入该系统的总能量是水稻、杂草等生产者固定的太阳能,A错误;该模式
通过调整种间关系,科学合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量更多地流向对人
类有益的部分,B正确;河蟹和水生动物的排遗物中所含的能量并没有流入水稻,能量流动
是单向的,分解者把排遗物中的有机物转化为无机物,供水稻利用,C错误;与普通稻田相
比,“稻—萍一蟹”立体生态农业营养结构更复杂,抵抗力稳定性更强,不容易发生病虫害,
D正确。
2.(2022届盐城实验中学期中,20)如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析正确的是
(多选)( )
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.a是消费者,c是生产者,各成分间以CO 的形式传递碳元素
2
C.对e过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程需要能量驱动,同时又是能量的载体
答案 ACD 分析题图,判断c为生产者,d为大气中的二氧化碳库,a为消费者,b为分解
者。碳在c与a、a与b、c与b之间以有机物形式传递,B错误。3.(2021南通启东质检,18)如图是某湖泊生态系统中的食物网,相关叙述正确的是(多选)(
)
A.该食物网有8条食物链,水蚤属于第三营养级
B.从个体水平分析,鲶鱼个体的同化量最少
C.碳在藻类与轮虫之间以有机物的形式流动
D.蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递是双向的
答案 CD 题图食物网有9条食物链,分别是藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼;藻类→轮虫→
水蚤→划蝽→鲶鱼;藻类→轮虫→水蚤→划蝽→青蛙;藻类→蚊子幼虫→划蝽→鲶鱼;藻
类→蚊子幼虫→划蝽→青蛙;藻类→水蚤→鲶鱼;藻类→水蚤→划蝽→鲶鱼;藻类→水蚤
→划蝽→青蛙;藻类→鲶鱼,其中水蚤属于第二、三营养级,A错误。鲶鱼个体较题图食物
网中的其他生物个体大,所含生物量多,由此可推测其同化量较多,B错误。
4.(2021宿迁期末,10)“落红不是无情物,化作春泥更护花”体现了生态系统中物质循环的
原理。根据这一原理, 下列说法不正确的是( )
A.物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种元素
B.物质循环中的“循环”指的是在生物群落和无机环境之间的循环
C.物质是能量的载体,物质循环也可以促进能量循环利用
D.生态农业可以加快生态系统的物质循环
答案 C 生态系统的能量流动是单向的,不能循环利用,C错误。
应用创新题组 B
应用 有关物质循环、能量流动和信息传递的分析
(2022届金山中学期中,20 生活情境)我国南方某地环保部门向遭受严重污染的某湖泊
中引入一些苦草、黑藻等沉水植物和螺蛳等底栖动物来修复该生态系统。图甲所示为该生态系统修复后的部分生物的营养关系,图乙表示该生态系统中另外一部分生物之间
的营养关系。请据图回答:
(1)在修复该生态系统时要控制污水流入的速率,较慢的流入速率有利于 (写出
两点)。该生态系统得到修复后,为保护生物多样性不再被破坏,应采取的最有效的措施
是 。
(2)当图甲中的苦草等沉水植物大量繁殖后,部分浮游植物的数量下降,大型底栖动物的数
量有所增加,这是在 (填“群落”“种群”或“生态系统”)水平上研究的结
果。沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面,从而抚育出高密度的
浮游动物。浮游动物能够大量捕食浮游藻类,也间接地控制了浮游藻类的数量。这体现
出信息传递的作用是 。
(3)若图乙中E种群同化的能量为7.5×109 kJ,B种群同化的能量为1.2×108 kJ,D种群同
化的能量为1.8×108 kJ,则A种群同化的能量最多为 kJ,此过程体现了生态系
统的能量流动具有 的特点。
(4)图丙所示为科研人员为有效控制某人工湿地生态系统中的某种害虫,引入了该害虫的
天敌,并用一段时间的调查数据构建的数学模型(图中箭头方向代表曲线变化趋势),其曲
线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的 调节。若仅从该模型分析,图中最可
能代表天敌K值的数据为 (P /P /P )。
1 2 3
答案 (1)有机污染物被充分分解;植物对无机盐进行充分吸收,防止水体富营养化 就地
保护(或建立自然保护区) (2)群落 调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
(3)2.4×108 单向流动、逐级递减 (4)负反馈 P
2解析 (1)在修复该生态系统时要控制污水流入的速率,较慢的流入速率有利于有机污染
物被充分分解,还有利于植物对无机盐进行充分吸收,防止水体富营养化,保护生物多样性
最有效的措施是就地保护(或建立自然保护区)。(2)沉水植物通过一定的信息传递吸引
浮游动物栖息在其叶表面,从而抚育出高密度的浮游动物;浮游动物能够大量捕食浮游藻
类,也间接地控制了藻类的数量,说明信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的
稳定。(3)图乙共有三条食物链,分别是E→B、E→D、E→C→A,由于要求计算A种群最
多同化的能量,因此传递效率按20%计算;已知B种群同化的能量为1.2×108 kJ,D种群同
化的能量为1.8×108 kJ,则E通过食物链E→B传给B的能量=1.2×108 kJ÷20%=6×108
kJ,E通过食物链E→D传给D的能量=1.8×108 kJ÷20%=9×108 kJ,因此E通过食物链
E→C→A传给A的总能量为7.5×109 kJ-6×108 kJ-9×108 kJ=6.0×109 kJ;又因为E到A的
食物链中,A是第三营养级,所以A得到的是6.0×109×20%×20%=2.4×108 kJ;该过程体现
了生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。(4)据图丙分析,曲线在高时会
调节其值降低,在低时会调节其值升高,反映了生态系统最基本的负反馈调节机制;天敌
种群数量在P 处上下波动,害虫数量在N 处上下波动,所以害虫的K值为N ,天敌的K值
2 2 2
为P 。
2应用创新题组 C
应用 有关生态系统三大功能的分析
1.(2021泰安四模,12 生活情境)生态果园与传统果园最大的区别是增加了果园中生物
的种类,例如利用果树下光照强度弱、空气湿度高、风速低等环境条件,在两行果树间种
植喜湿、喜温、喜半阴的草菇(一种食用菌),还可以向果园中引入鸡、鸭等动物,甚至可
以在果园中养殖蚯蚓,以此提高果园的稳定性。下列叙述正确的是( )
A.光能输入果树—草菇园的途径是果树和草菇等生产者的光合作用
B.果园中养殖鸡、鸭时,鸡、鸭粪便中的能量可以被果树利用
C.果树种植过程需要治虫,目的是使能量多级利用
D.果树固定的太阳能,一部分在呼吸作用中散失,一部分用于自身生长、发育和繁殖
答案 D 草菇属于分解者,不能进行光合作用,A错误;粪便中的能量被微生物利用后以
热能形式散失了,不能被果树利用,B错误;治虫的目的是调整能量流动关系,使能量更多
地流向对人类有益的部分,C错误。
2.(2021潍坊三模,19 生活情境)(不定项)“稻—萍—蟹”立体生态农业可把稻田与浮萍、
河蟹有机结合起来。河蟹可捕食杂草、水生昆虫,并能提高土壤含氧量和肥力;浮萍覆盖
水面能抑制杂草生长。该生态农业模式实现了水稻、河蟹的“双丰收”。下列相关叙
述正确的是( )
A.输入该系统的总能量是水稻固定的太阳能总量
B.该模式通过调整能量流动关系,使能量更多地流向对人类有益的部分
C.河蟹和水生动物的排泄物中所含的能量流入水稻,促进了水稻的生长
D.与普通稻田相比,“稻—萍—蟹”立体生态农业不容易发生病虫害
答案 BD 输入该系统的总能量除了水稻固定的太阳能,还有浮萍、杂草等生产者固定
的太阳能,A错误;该模式通过调整能量流动关系,使能量更多地流向对人类有益的部分,B
正确;排泄物被分解者分解后所含的能量以热能形式散失了,分解产生的无机物可被水稻
利用,C错误; “稻—萍—蟹”立体生态农业营养结构更复杂,抵抗力稳定性更强,不容易
发生病虫害,D正确。
应用创新题组 D
应用 有关物质循环、能量流动和信息传递的分析
1.(2021河南3月适应测试,30 生活情境:农业生态系统)如图是两个农业生态系统的模
式图。图a中农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量,都与图b相同。
请据图回答下列问题。图a
图b
(1)上述两个农业生态系统中,能量沿各营养级流动的渠道 (填“相同”或“不
同”)。为什么说图b的能量利用率较图a的高? 。
(2)在图a和图b中,为何需要不断地给农作物施加肥料? 。
(3)为提高题图中各类农畜产品产量,可以采用哪些与信息传递有关的措施? (至
少答出两点)。
(4)沼气池的工作机制主要是利用分解者对秸秆、粪便等的分解作用,在确定沼气池产生
沼气的实施方案时,通常需考虑的因素有 (从3个方面概括)。
答案 (1)相同 与图a相比,图b中生态系统实现了能量的多级利用、充分利用 (2)农
作物需要从农田中获取无机盐,而农产品却自农田生态系统输出,不能全部回归土壤,所以
需要不断地给农田施加肥料 (3)利用光信息调节和控制生物的生长和发育;利用害虫的
趋光性进行诱杀(或利用人工合成的性引诱剂消灭害虫;利用人工合成的各种化学信息素
吸引传粉昆虫来传粉以提高作物的传粉率和结实率) (4)沼气池中微生物的生活条件;
分解效率;秸秆、粪便等的成分
解析 (1)图a和图b中,能量沿各营养级流动的渠道都是食物链和食物网。图a中能量
利用方式较为单一,与图a相比,图b中生态系统实现了废物资源化,提高了能量的利用率。
(2)农作物需要从农田中获取无机盐,自农田生态系统输出的农产品中的物质却不能全部
回到农田,所以需要不断地给农田施加肥料,以维持该生态系统的稳定平衡。(3)利用光信
息调节和控制生物的生长和发育;利用害虫的趋光性进行诱杀;利用人工合成的性引诱剂
消灭害虫;利用人工合成的各种化学信息素吸引传粉昆虫来传粉以提高作物的传粉率和结实率等方式提高图中各类农畜产品的产量。(4)确定沼气池产生沼气的实施方案时,需
要考虑沼气池中微生物的生活条件;分解效率;秸秆、粪便等的成分;利用沼气的方式;沼
气的用途等。
2.(2021西安中学四模,32 生活情境:蜜蜂)每年入春,汉中地区112万亩油菜花田不仅吸
引了众多游客前往游览,同时也引来了成群结队的蜜蜂安家落户、采花酿蜜。请回答下
列问题:
(1)蜜蜂属于生态系统中的 (填组成成分),其在该生态系统中的作用是 。
(2)油菜花田成为了游览胜地,体现了生物多样性的 价值。油菜花开花期间遇上
了连续阴雨天会影响传粉,为避免减产, (填“可以”或“不可以”)通过喷洒生
长素类似物来保证产量。
(3)从能量流动的角度分析,人们对油菜花田进行除草和治虫的目的是 。
(4)与森林生态系统相比,油菜花田的抵抗力稳定性较低,原因是 。
答案 (1)消费者 加快物质循环,帮助植物传粉 (2)直接 不可以 (3)调整能量流动关
系,使能量最大限度地流向对人类有益的部分 (4)油菜花田生物种类单一,营养结构简单,
自我调节能力弱
解析 (1)蜜蜂属于生态系统中的消费者,消费者的作用有加快生态系统的物质循环、帮
助植物传粉和种子传播等,在该生态系统中,蜜蜂的作用是加快物质循环,帮助植物传粉。
(2)油菜花田成为了游览胜地,体现了生物多样性的直接价值;生长素类似物可以促进果实
的发育,但油菜收获的是种子,所以在遇上连续阴雨天时不可以通过喷洒生长素类似物来
保证产量。(3)从能量流动的角度分析,人们对油菜花田进行除草和治虫的目的是调整能
量流动关系,使能量最大限度地流向对人类有益的部分。(4)与森林生态系统相比,油菜花
田的抵抗力稳定性较低,原因是油菜花田生物种类单一,营养结构简单,自我调节能力弱。
3.(2021河南省实验中学二模 生活情境:生态农场)如图为人工创建的一个简易生态农
场的模式图。请据图回答下列生态学相关问题:(1)农田中经常发生虫害,若调查该农田某种害虫虫卵的密度应采用的方法是 。
从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是
。
(2)经调查,该农田中的某种植物第一年的种群数量为N ,而且每繁殖一代种群数量比原
0
来增加1.6倍,则在此条件下繁殖2次以后,该植物的种群数量为 。
(3)实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高农作物产量。从光合作用角度分析,
其原因是 。
(4)该生态系统的营养结构由 条食物链(捕食链)构成。当受到外界的轻微干扰
时,该生态系统可以保持原来的状态,说明该生态系统具有 稳定性。一般与自然
生态系统相比,该生态系统的抵抗力稳定性 (填“低”或“高”)。
(5)经调查,农作物和鸡的部分能量值(单位:105 kJ)如表。
呼吸消 流向分
净同化量 未利用
耗量 解者
农作物 110 75 21 58
鸡 7 10 1 3
据表分析可知,农作物固定的太阳能为 。
答案 (1)样方法 调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益
的部分 (2)6.76N (3)蘑菇分解有机物,提高环境中CO 浓度,从而提高光合作用强度
0 2
(4)2 抵抗力 低 (5)1.85×107 kJ
解析 (1)对于植物和个体小、活动能力弱的动物等种群密度的调查常用样方法,因此调
查该农田某种害虫虫卵的密度应采用样方法;田间除草和杀虫的目的是使得能量更多地
流向农作物,进而流向人类,即调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人
类最有益的部分。(2)根据题意分析,已知该农田中的某种植物第一年的种群数量为N ,
0
而且每繁殖一代种群数量比原来增加1.6倍,则繁殖2代以后,植物的种群数量为
N ×(1+1.6)2=6.76N 。(3)实际种植中,通常将蘑菇房与蔬菜大棚相通,是因为蘑菇可分解
0 0
有机物,能提高环境中CO 浓度,从而提高光合作用强度,进而提高农作物产量。(4)据图
2
分析,图中含有2条食物链,分别是农作物→鸡→人、农作物→人;当受到外界的轻微干扰
时,该生态系统可以保持原来的状态,说明该生态系统具有抵抗力稳定性;一般与自然生
态系统相比,该生态系统的动植物种类较少,营养结构较简单,所以抵抗力稳定性较低。(5)根据表格分析,农作物的净同化量为110×105 kJ,呼吸消耗量为75×105 kJ,所以其固定
的太阳能=110×105+75×105=1.85×107 (kJ)。
