陜西 賈文俊

(作者單位：陜西省寶雞中學(xué))

高考對(duì)“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”的考查常以真實(shí)案例為背景，以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)的特點(diǎn)和相關(guān)計(jì)算、碳循環(huán)途徑和信息傳遞等核心知識(shí)點(diǎn)為載體，體現(xiàn)了對(duì)生命觀念、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。在高考復(fù)習(xí)中一線教師不僅需要關(guān)注知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)和知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系并進(jìn)行分析，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生的思維盲點(diǎn)，做到有的放矢。

易錯(cuò)點(diǎn)1：混淆生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不能明辨食物鏈和食物網(wǎng)

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。生態(tài)系統(tǒng)的組成成分考點(diǎn)的考查通常側(cè)重于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中各類(lèi)群的判定，而生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)考點(diǎn)的考查則主要為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分析。

【例1】圖1表示生態(tài)系統(tǒng)中四種成分(甲、乙和丙、丁、戊所對(duì)應(yīng)方框各代表一種成分)之間的關(guān)系，以下相關(guān)敘述中正確的是 ( )

A.甲、乙和丙包含的所有種群構(gòu)成群落

B.戊不一定是微生物

C.圖中存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的只有乙2和丙2

D.食物鏈中的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率是相同的

【參考答案】B

【錯(cuò)因分析】①未能準(zhǔn)確讀圖，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)成分判定錯(cuò)誤；②未厘清生態(tài)系統(tǒng)組成成分中一般與特殊的關(guān)系；③沒(méi)有準(zhǔn)確把握食物網(wǎng)中不同生物間的關(guān)系。

【思路剖析】讀圖可知甲、丁為雙向關(guān)系，且甲、乙、丙均指向戊，由此推斷甲為生產(chǎn)者，乙、丙為消費(fèi)者，丁為非生物的物質(zhì)和能量，戊為分解者，甲、乙、丙和戊包含的所有種群構(gòu)成群落，A錯(cuò)誤；分解者也可以是營(yíng)腐生生活的蚯蚓、蜣螂等，B正確；乙1、丙1間也存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，C錯(cuò)誤；食物鏈中的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率不一定相同，一般在10%～20%之間，D錯(cuò)誤。

【易錯(cuò)點(diǎn)睛】①“細(xì)菌都是分解者；動(dòng)物都是消費(fèi)者；生產(chǎn)者都是綠色植物；植物都是生產(chǎn)者”結(jié)合實(shí)例理解這四句話的錯(cuò)誤之處(特殊≠一般)；②生態(tài)系統(tǒng)成分的判定：對(duì)生產(chǎn)者進(jìn)行判定時(shí)要注意其是否為自養(yǎng)型生物，若為自養(yǎng)型生物，則為生產(chǎn)者；對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行判定時(shí)要特別注意“異養(yǎng)型”“非腐生”等關(guān)鍵詞，植物、微生物都有可能成為消費(fèi)者；對(duì)分解者進(jìn)行判定的主要依據(jù)是其能否把動(dòng)、植物的遺體、殘枝敗葉等轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)物，即營(yíng)腐生生活，如蚯蚓；③食物網(wǎng)中生物之間存在三種關(guān)系——“捕食”“競(jìng)爭(zhēng)”和“捕食和競(jìng)爭(zhēng)”；④同一種消費(fèi)者在不同的食物鏈中可以占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，食物網(wǎng)中每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)包含多種生物。

易錯(cuò)點(diǎn)2：對(duì)能量流動(dòng)圖解的理解存在偏差

對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的分析：一是定時(shí)不定量分析。流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的去路有三條，①自身呼吸消耗(占絕大部分)；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③被分解者分解利用。但這一定量的能量不論如何傳遞,最終都以熱能的形式從生物群落中散失(符合能量守恒定律),生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽(yáng)能,以保證生態(tài)系統(tǒng)能正常存在。

二是定時(shí)定量分析。流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路有四條，①自身呼吸消耗(占絕大部分)；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③被分解者分解利用；④未被利用的能量(如果以年為單位,該能量將被保留到下一年)，即未被自身呼吸消耗，也沒(méi)有被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)這一知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的試題通常難度較大且考查形式靈活，選擇題和簡(jiǎn)答題的考查形式均有涉及。能量流動(dòng)過(guò)程的分析和相關(guān)計(jì)算是該知識(shí)點(diǎn)命題的熱點(diǎn)，常結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的案例利用建模方式綜合考查能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)等核心知識(shí)點(diǎn)。而物質(zhì)循環(huán)則多結(jié)合具體實(shí)例(如碳循環(huán))考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)循環(huán)概念、特點(diǎn)和具體過(guò)程的綜合理解，命題中常與能量流動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、群落的特點(diǎn)等進(jìn)行綜合設(shè)問(wèn)。

【例2】圖2為某果園中能量流經(jīng)某害蟲(chóng)種群的示意圖[圖中數(shù)據(jù)的單位為kJ/(m2·a)]。下列敘述錯(cuò)誤的是 ( )

圖2

A.若要防治蟲(chóng)害，則應(yīng)設(shè)法使該害蟲(chóng)種群的能量攝入量減少

B.據(jù)圖可知，害蟲(chóng)同化量中大部分通過(guò)自身呼吸作用以熱能的形式散失

C.從圖中可以看出，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)

D.害蟲(chóng)流入分解者的能量包括圖中糞便和遺體殘骸等中的能量

【參考答案】D

【錯(cuò)因分析】①不能準(zhǔn)確獲取題圖中的信息，混淆各能量之間的關(guān)系；②混淆糞便量和流入分解者能量的關(guān)系；③不能準(zhǔn)確應(yīng)用能量流動(dòng)相關(guān)知識(shí)解決生產(chǎn)問(wèn)題。

【思路剖析】分析題圖，圖示為流經(jīng)某害蟲(chóng)種群的能量情況,害蟲(chóng)攝入的能量包括糞便中的能量和同化量，同化量的去向包括呼吸作用散失、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和流向分解者，據(jù)此答題。害蟲(chóng)以果樹(shù)的葉片或果實(shí)等為食，若要防治果園蟲(chóng)害，則需要設(shè)法減少害蟲(chóng)對(duì)葉片或果實(shí)等的攝入，即減少害蟲(chóng)種群的攝入量，A正確；害蟲(chóng)同化量=呼吸作用散失的能量+儲(chǔ)存的能量，故害蟲(chóng)呼吸作用散失的能量是499.84 kJ/(m2·a)，而儲(chǔ)存的能量為68.16 kJ/(m2·a)，說(shuō)明害蟲(chóng)同化量中大部分通過(guò)自身呼吸作用以熱能的形式散失，B正確；由于呼吸作用散失等，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，C正確；害蟲(chóng)流入分解者的能量屬于害蟲(chóng)同化量的一部分，而害蟲(chóng)糞便中的能量為上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分，故圖中糞便中的能量不屬于害蟲(chóng)流入分解者的部分，D錯(cuò)誤。

【易錯(cuò)點(diǎn)睛】①在理解能量流動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，合理建立能量流動(dòng)模型是綜合理解和應(yīng)用知識(shí)的關(guān)鍵。

模型一，拼圖法分析某營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的流向(圖3)：輸入第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量(W1)被分為兩部分，一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1)；一部分則用于生產(chǎn)者的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括現(xiàn)存植物體的B1、流向分解者的C1、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的D1。

圖3

模型二，最值模型(如表)：食物鏈越短,最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多；生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程中消耗得越少。

知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量最多選最短食物鏈、按×20%計(jì)算需要能量最多選最長(zhǎng)食物鏈、按÷10%計(jì)算獲得能量最少選最長(zhǎng)食物鏈、按×10%計(jì)算需要能量最少選最短食物鏈、按÷20%計(jì)算

模型三，金字塔模型(圖4)：m1代表流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；m2代表各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能；Ⅰ代表第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所有生物包含的能量，非某一種或某一類(lèi)生物；結(jié)合能量金字塔和模型一進(jìn)行綜合分析對(duì)照，靈活掌握各種模型之間的聯(lián)系與區(qū)別。

圖4

②生態(tài)系統(tǒng)中某營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量≠攝入量，同化量=攝入量-糞便中的能量。

③能量傳遞效率≠能量利用率，能量傳遞效率是指兩個(gè)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量之比，一般約為10%～20%，不可認(rèn)為可以提高能量傳遞效率；能量利用率通常考慮的是流向人類(lèi)的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。

④某營(yíng)養(yǎng)級(jí)“糞便”中的能量應(yīng)屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量或上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者分解的能量的一部分，如兔糞便中的能量不屬于兔的同化量，而是草同化量的一部分。

⑤流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量不一定等于生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量。對(duì)于人工生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量有兩個(gè)來(lái)源:一是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，二是人工輸入的能量。

⑥未被利用的能量是指研究時(shí)間內(nèi)部分個(gè)體既未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食，也未死亡，能量也沒(méi)有流向分解者，即生物每年的積累量。

易錯(cuò)點(diǎn)3：不能準(zhǔn)確判定信息傳遞和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性類(lèi)型及應(yīng)用

生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類(lèi)及信息傳遞的重要作用(有利于正常生命活動(dòng)的進(jìn)行；有利于生物種群的繁衍；調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定)一直是高考考查的高頻點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段的結(jié)果，包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。命題中多結(jié)合具體實(shí)例考查學(xué)生對(duì)穩(wěn)定性原理綜合分析的理解和應(yīng)用能力。

【例3】下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述中，不正確的是 ( )

A.生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)平衡的基礎(chǔ)

B.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)具有的保持和恢復(fù)其結(jié)構(gòu)與功能相對(duì)穩(wěn)定的能力

C.生態(tài)系統(tǒng)中的行為信息只能在同種生物之間傳遞

D.短日照作物黃麻，南種北移可延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，提高麻的產(chǎn)量，這是對(duì)物理信息的合理利用

【參考答案】C

【錯(cuò)因分析】①對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性概念理解不到位；②沒(méi)有準(zhǔn)確掌握生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性成因；③未理解生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞本質(zhì)，不能準(zhǔn)確提煉生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的信息。

【思路剖析】本題以生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)知識(shí)點(diǎn)為背景，考查學(xué)生的理解能力和分析能力等綜合能力以及科學(xué)思維、生命觀念、社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)平衡的基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)有一定的自我調(diào)節(jié)能力，A正確;生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分兩個(gè)方面，是生態(tài)系統(tǒng)具有的保持和恢復(fù)其結(jié)構(gòu)與功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，B正確；生態(tài)系統(tǒng)中的行為信息既可在同種生物之間傳遞，也可在異種生物之間傳遞，C錯(cuò)誤；短日照作物黃麻，南種北移可延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，提高麻的產(chǎn)量，這是對(duì)物理信息的合理利用，D正確。

【易錯(cuò)點(diǎn)睛】①物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力,信息傳遞則決定著生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài)，因此復(fù)習(xí)中理解三者之間的關(guān)系是核心。②熟悉基礎(chǔ)知識(shí)，巧判生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的類(lèi)型：涉及聲音、顏色、植物形狀、磁力、溫度、濕度等信號(hào),通過(guò)動(dòng)物感覺(jué)器官皮膚、耳朵、眼或植物光敏色素、葉、芽等感知上述信息,則判斷為物理信息；若涉及化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)性(如性外激素等)這一特點(diǎn),則判斷為化學(xué)信息；凡涉及“肢體語(yǔ)言”者均屬行為信息。③在影響視線的環(huán)境中(如深山密林),生物間多依靠“聲音”這種物理形式傳遞信息；在聲音嘈雜的環(huán)境中(如洪水瀑布旁),生物多以“肢體語(yǔ)言”這種行為形式交流信息。④信息傳遞是整個(gè)生命系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)之一，復(fù)習(xí)時(shí)教師需要引導(dǎo)學(xué)生從分子層次、細(xì)胞層次、生態(tài)系統(tǒng)層次綜合構(gòu)建生命系統(tǒng)信息傳遞的模型，理解各個(gè)層次信息傳遞的本質(zhì)與區(qū)別。⑤解答此類(lèi)習(xí)題的關(guān)鍵是正確理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)機(jī)制。復(fù)習(xí)過(guò)程中需要理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生利用概念判定穩(wěn)定性的具體類(lèi)型，并采用列表比較的形式理解抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性之間的差異。同時(shí)需要學(xué)生建立穩(wěn)定性調(diào)節(jié)機(jī)制模型，理解負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。⑥關(guān)注易混點(diǎn)也是復(fù)習(xí)的一個(gè)重要視角：例如不是所有生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性均呈負(fù)相關(guān)，對(duì)于諸如荒漠、高寒草甸草原、北極凍原等自我調(diào)節(jié)能力極弱的生態(tài)系統(tǒng)，其抵抗力穩(wěn)定性及恢復(fù)力穩(wěn)定性均較弱。

備考復(fù)習(xí)過(guò)程中，在注重基礎(chǔ)知識(shí)建模和鞏固的基礎(chǔ)上，教師要注意挖掘?qū)W生思維盲區(qū)，從學(xué)生視角審視知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，有針對(duì)性、有目的性地訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)，為教育教學(xué)的有效進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。