1选择题
下列关于生态系统结构与功能的叙述,错误的是( )
- A. 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
- B. 生态系统中能量流动是单向的、逐级递减的,相邻两个营养级间的能量传递效率约为 10%~20%
- C. 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以 CO₂ 的形式进行,且碳循环具有全球性
- D. 蜜蜂通过「跳舞」向同伴传递蜜源位置信息,这属于化学信息
答案:D
解析:本题以纯学科情境考查生态系统的结构(营养结构)与三大功能(能量流动、物质循环、信息传递)的辨析,重点在信息类型的判断。
A 项: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,表述正确。
B 项:能量流动的特点是单向流动、逐级递减,相邻两个营养级间的传递效率约为 10%~20%,表述正确。
C 项:碳在生物群落与无机环境之间主要以 CO₂ 形式循环,碳循环具有全球性(物质循环在全球范围内进行),表述正确。
D 项:蜜蜂的「跳舞」(摆尾舞、圆圈舞等)是动物的特殊行为,属于行为信息,而不是化学信息。化学信息指生物产生的化学物质(如生物碱、有机酸、性外激素、气味分子等)传递的信息。故 D 项错误。
易错点:①三大功能混淆——能量流动单向递减不循环,物质循环具全球性,信息传递往往是双向的;②信息类型判断错误——声音、光、温度属物理信息;化学物质属化学信息;动物特殊行为(舞蹈、求偶动作)属行为信息。本题「跳舞」为典型行为信息,易被误判为化学信息。故选 D。
2选择题
生态系统中的信息传递对生物的生存和种群繁衍具有重要意义。下列关于生态系统信息传递的叙述,正确的是( )
- A. 植物开花需要光周期刺激,光周期属于化学信息
- B. 昆虫通过释放性外激素吸引异性前来交配,性外激素属于化学信息
- C. 蜜蜂通过“跳舞”向同伴传递蜜源位置信息,这属于物理信息
- D. 猫通过排尿标记领地,尿液中的气味物质属于行为信息
答案:B
解析:解析:信息传递分为物理信息、化学信息和行为信息三类。物理信息指通过物理过程(光、声、温度、湿度、磁场等)传递的信息;化学信息指生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质,如生物碱、有机酸、性外激素等;行为信息指动物的特殊行为,向同种或异种生物传递某种信息,如蜜蜂跳舞、孔雀开屏等。
A 项:光周期属于光(物理过程)传递的信息,是物理信息,而非化学信息,错误。
B 项:性外激素是昆虫分泌的化学物质,属于化学信息,正确。
C 项:蜜蜂“跳舞”是动物的特殊行为,属于行为信息,不是物理信息,错误。
D 项:猫尿液中的气味物质是化学物质,属于化学信息;行为信息强调的是动物的特殊行为动作(如标记动作本身可视为行为),但题干强调的是“气味物质”,应归为化学信息,错误。
故选B。
易错点:判断信息类型的关键是看信息的“载体”:靠光、声、温度等物理因素传递的是物理信息;靠化学物质(激素、生物碱、有机酸、气味分子等)传递的是化学信息;靠动物特殊行为动作(跳舞、展示、求偶炫耀等)传递的是行为信息。易错点是把“气味”“激素”误判为物理信息或行为信息,或把蜜蜂跳舞误判为物理信息。
3选择题
下列关于生态系统结构与功能的叙述,正确的是( )
- A. 生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质与能量,不包括食物链和食物网
- B. 一只狼捕食一只兔后,狼获得了兔同化量的10%~20%,这体现了能量传递效率
- C. 碳在生物群落与无机环境之间主要以CO₂的形式循环,且碳循环具有全球性
- D. 萤火虫发光吸引异性、孔雀开屏求偶、蚂蚁释放信息素标记路径,三者分别属于物理信息、行为信息和物理信息
答案:C
解析:A项错误:生态系统的结构包括生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者、非生物的物质与能量)和营养结构(食物链和食物网)两部分,A项漏掉了营养结构。B项错误:能量传递效率约为10%~20%,指的是相邻两个营养级之间同化量的比值,而不是某一营养级内部个体之间捕食时的能量转移比例;一只狼吃一只兔获得的能量并非传递效率。C项正确:碳在生物群落与无机环境之间主要以CO₂形式循环,在生物群落内部以含碳有机物形式传递,碳循环具有全球性。D项错误:萤火虫发光属于物理信息,孔雀开屏属于行为信息,蚂蚁释放信息素属于化学信息,而非物理信息。故选C。
4填空题
某湖泊生态系统中有藻类、浮游动物、小型鱼类、大型肉食性鱼类四个营养级。科研人员测得:藻类同化的能量为 2.4×10⁷ kJ/(m²·a),浮游动物同化的能量为 3.0×10⁶ kJ/(m²·a),小型鱼类同化的能量为 4.2×10⁵ kJ/(m²·a),大型肉食性鱼类同化的能量为 5.0×10⁴ kJ/(m²·a)。
(1)该食物链中,能量从藻类流向浮游动物的传递效率约为________,从浮游动物流向小型鱼类的传递效率约为________。(结果保留两位有效数字)
(2)能量流动的特点是________、________。若向该湖泊大量投放大型肉食性鱼类,短期内小型鱼类数量将________(填“增多”或“减少”)。
(3)该湖泊中,藻类通过光合作用将无机环境中的碳固定进入生物群落,碳在生物群落内部以________的形式传递,最终通过________(答出一种)返回无机环境,这体现了物质循环________(填“全球性”或“区域性”)的特点。
答案:(1)12.5%;14%。
(2)单向流动;逐级递减;减少。
(3)含碳有机物(有机物);分解者的分解作用(或各营养级生物的呼吸作用);全球性。
【解析】
(1)传递效率=下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量 × 100%。藻类→浮游动物:3.0×10⁶ ÷ 2.4×10⁷ ≈ 0.125=12.5%;浮游动物→小型鱼类:4.2×10⁵ ÷ 3.0×10⁶ ≈ 0.14=14%。二者均处于 10%~20% 的合理范围内。
(2)能量流动的两大特点是单向流动、逐级递减。大量投放大型肉食性鱼类(小型鱼类的天敌)后,小型鱼类被捕食压力增大,短期内数量减少。
(3)碳在生物群落内部以含碳有机物的形式沿食物链传递;通过分解者的分解作用以及各营养级生物的呼吸作用以 CO₂ 形式返回无机环境。物质循环(碳循环)是在全球范围内进行的,具有全球性。
解析:易错点:① 传递效率计算时,误用相邻两个数值相除的顺序颠倒,或将同化量误当作摄入量、现存量;② 忘记保留有效数字或把 12.5% 写成 13% 而题目要求两位有效数字;③ 能量流动特点常与物质循环特点混淆——物质是循环的、全球性的,能量是单向流动、逐级递减、不可循环的;④ 第(3)问中把碳在生物群落内的传递形式答成 CO₂,实际上生物群落内部传递的是含碳有机物,只有在群落与无机环境之间才以 CO₂ 形式传递。
5解答题
某人工湿地生态系统中,研究者对第二、第三营养级的能量流动进行了定量调查,结果如下:第二营养级(植食性动物)同化的能量为 800 kJ/(m²·a),其中呼吸散失 480 kJ/(m²·a);该营养级动物的粪便量为 200 kJ/(m²·a),其摄入量为 1000 kJ/(m²·a)。第三营养级(小型肉食性动物)的摄入量为 150 kJ/(m²·a),粪便量为 30 kJ/(m²·a)。已知该湿地中生产者固定的太阳能总量为 10000 kJ/(m²·a)。请回答下列问题:
(1)第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是多少?该部分能量的去向有哪些?
(2)第三营养级同化的能量是多少?第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少?(保留小数点后一位)
(3)若向该湿地引入一种能分解动物遗体残骸的大型真菌,从生态系统的组成成分看,该真菌属于哪一类?其在生态系统物质循环中的作用是什么?
(4)湿地中某种水鸟在求偶期会通过特定的鸣叫和舞蹈动作吸引异性。该实例中鸣叫和舞蹈分别属于哪一类信息?这体现了生态系统信息传递的什么作用?
答案:(1)第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 = 同化量 − 呼吸散失量 = 800 − 480 = 320 kJ/(m²·a)。该部分能量的去向:①流向分解者(遗体残骸被分解者利用);②流向下一营养级(被第三营养级捕食同化);③暂时未被利用。
(2)第三营养级同化量 = 摄入量 − 粪便量 = 150 − 30 = 120 kJ/(m²·a)。第二营养级到第三营养级的能量传递效率 = 第三营养级同化量 ÷ 第二营养级同化量 × 100% = 120 ÷ 800 × 100% = 15.0%。
(3)该真菌属于分解者。作用:将动植物遗体残骸和动物排遗物中的有机物分解为无机物(如 CO₂、无机盐等),归还到无机环境中,被生产者重新利用,从而促进生态系统的物质循环。
(4)鸣叫属于物理信息(声音属于物理过程);舞蹈属于行为信息(动物的特殊行为)。这体现了信息传递能调节生物的种间关系/有利于生物种群的繁衍(此处具体为:信息传递有利于生物种群的繁衍,帮助雌雄个体完成交配)。
解析:本题以人工湿地能量流动数据为陌生情境,综合考查能量流动的定量计算、生态系统组成成分与信息传递类型。
(1)易错:①把摄入量 1000 kJ/(m²·a) 当作同化量,实际同化量 = 摄入量 − 粪便量 = 1000 − 200 = 800 kJ/(m²·a)(题干已直接给出 800,可验证);②计算生长发育繁殖能量时误用「摄入量 − 呼吸量」,正确应为「同化量 − 呼吸量」,即 800 − 480 = 320 kJ/(m²·a)。该部分能量的去向常答不全,需答出流向分解者、流向下一营养级、未被利用三方面。
(2)易错:传递效率计算时分子分母都应取「同化量」,不能用摄入量。第三营养级同化量 = 150 − 30 = 120 kJ/(m²·a),效率 = 120 ÷ 800 × 100% = 15.0%,落在 10%~20% 的合理范围内,可作自检。若误用 120 ÷ 1000 或 150 ÷ 800 会得出错误结果。
(3)易错:分解者不等于「消费者」;其作用表述要落到「将有机物分解为无机物归还无机环境,促进物质循环」,不能只写「分解有机物」。
(4)易错:这是本专题最易错点之一——三大信息类型判断。声音、光、温度、湿度等属于物理信息;生物碱、有机酸、性外激素等化学物质属于化学信息;动物的特殊行为(舞蹈、鸣叫求偶动作等)属于行为信息。注意「鸣叫」是声音(物理信息),而「舞蹈动作」是动物行为(行为信息),二者不可混为一谈。信息传递的作用答「有利于生物种群的繁衍」最贴切。
6解答题
某研究者对一个由四个营养级构成的湖泊生态系统进行能量流动分析,得到如下数据(单位:kJ/(m²·a),同化量均指各营养级生物同化的总能量):
营养级 生物类群 同化量 呼吸作用散失 流向分解者
---------- ---------- ------ ------------ ----------
第一营养级 浮游植物 4 800 2 400 600
第二营养级 浮游动物 480 240 60
第三营养级 小型鱼类 48 30 5
第四营养级 大型肉食鱼 4.8 3.6 0.8
研究者还发现:湖中某种水鸟在繁殖期会通过特定的求偶鸣叫吸引异性,水鸟主要依靠视觉发现猎物,而水藻释放的某些化学物质能抑制浮游动物的取食。
回答下列问题:
(1)该生态系统的能量流动具有____________、____________的特点。由表中数据计算第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____________(保留两位有效数字),并分析该生态系统中能量传递效率逐级降低的主要原因。
(2)湖水受到轻微污染后能较快恢复,这体现了生态系统具有一定的____________能力,其基础是____________。
(3)材料中涉及的信息类型有三种,请分别指出属于物理信息、化学信息和行为信息的具体实例:物理信息为____________,化学信息为____________,行为信息为____________。
(4)若该湖泊中浮游植物大量死亡,短期内第三营养级生物的同化量会如何变化?请从能量流动角度说明理由。
答案:(1)单向流动、逐级递减。第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 48 ÷ 480 × 100% = 10%。能量传递效率较低的主要原因:各营养级生物同化的能量大部分通过呼吸作用以热能形式散失,还有一部分流向分解者,只有少部分流入下一营养级(每个营养级同化量中仅约 10%~20% 能被下一营养级利用)。
(2)自我调节;负反馈调节。
(3)物理信息:水鸟依靠视觉发现猎物(光信息);化学信息:水藻释放的抑制浮游动物取食的化学物质;行为信息:水鸟繁殖期的求偶鸣叫(注:求偶鸣叫属于声音,严格来说属物理信息;若题目按教材常见归类,鸟类求偶舞蹈/炫耀行为属行为信息,故本题行为信息实例可答
7解答题
在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的
污染。
回答下列问题:
(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具 (填 “可以 ”或“不可以 ”)
放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这
两种方法的优点是 。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能 。在
照射前,适量喷洒 ,可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过 (填 “氯气 ”“乙醇 ”或“高锰酸钾 ”)消
毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达
到相应温度,最可能的原因是 。
答案:(1)可以
(2)既可以杀死病菌,又能保持物品中营养物质风味不变
(3)破坏 DNA结构 消毒液
(4)氯气
(5)冷空气没有排除充分
解析:解:( 1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具可以放入干热灭菌
箱中进行干热灭菌,并且金属材质的也可以用灼烧灭菌。
(2)与煮沸消毒法相比,巴氏消毒法或高温瞬时消毒法在较低温度下,既可以
杀死病菌,又能保持物品中营养物质风味不变。
(3)紫外线照射消毒的原因是紫外线能破坏 DNA结构。在照射前,适量喷洒消
毒液,可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达
到相应温度,最可能的原因是冷空气没有排除充分。
8解答题
某人工湿地生态系统中存在一条食物链:水藻→水蚤→小型鱼→大型鱼。科研人员测得某一年流经该生态系统的总能量为 2.4×10⁶ kJ,其中水藻同化的能量中,有 60% 通过呼吸作用以热能形式散失,其余用于自身生长、发育和繁殖。调查发现,水蚤的同化量为 2.0×10⁵ kJ,小型鱼的同化量为 2.4×10⁴ kJ,大型鱼的同化量为 2.0×10³ kJ。请回答下列问题:
(1)水藻用于自身生长、发育和繁殖的能量,其去向有哪些?
(2)计算水蚤→小型鱼、小型鱼→大型鱼这两个营养级之间的能量传递效率(写出计算过程),并据此说明生态系统能量流动的特点。
(3)该湿地中,某种水鸟在求偶季节会做出特定的舞蹈动作以吸引异性,萤火虫通过发光来传递求偶信息。请分别判断这两种信息的类型,并指出信息传递在生态系统中的作用(答出一点即可)。
答案:(1)水藻用于生长、发育和繁殖的能量去向包括:①流向下一营养级(被水蚤同化);②被分解者利用(枯枝落叶、遗体残骸被分解者分解);③未被利用(暂时储存在体内未被下一营养级和分解者利用的部分)。
(2)水蚤→小型鱼的能量传递效率=小型鱼同化量÷水蚤同化量×100%=2.4×10⁴÷(2.0×10⁵)×100%=12%;小型鱼→大型鱼的能量传递效率=大型鱼同化量÷小型鱼同化量×100%=2.0×10³÷(2.4×10⁴)×100%≈8.3%。两个传递效率均处于10%~20%附近(其中8.3%略低于10%,说明传递效率约为10%~20%,并非固定值),说明能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
(3)水鸟的舞蹈动作属于行为信息;萤火虫发光属于物理信息。信息传递的作用:有利于生物种群的繁衍(调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定)。
解析:本题综合考查能量流动与信息传递,属综合提高题。第(1)问易错点:把