第2講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)-2024年高考生物精講課件

第十一單元第2講

生態(tài)系統(tǒng)的

能量流動和物質(zhì)循環(huán)考點由高考知核心知識點預測能量流動物質(zhì)循環(huán)（2023·廣東卷）（2023·北京卷）（2023·浙江卷）（2023·海南卷）（2023·山東卷）（2023·山西卷）（2022·廣東卷）（2022·北京卷）（2022·山東卷）①能量流動②物質(zhì)循環(huán)人教版新增內(nèi)容：①生物富集②調(diào)查當?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況（最可能作為各省自主命題的背景資料）12能量流動3物質(zhì)循環(huán)探究土壤微生物的分解作用1能量流動（1）概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

和

的過程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失（2）過程：生產(chǎn)者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用分解者呼吸作用光合作用①流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：______________________。②能量流動渠道：__________________。③能量傳遞形式：有機物中的__________。④能量散失途徑：各種生物的______________(代謝過程)。⑤能量散失形式：______。1能量流動生產(chǎn)者固定的太陽能食物鏈和食物網(wǎng)化學能呼吸作用熱能生產(chǎn)者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用分解者呼吸作用（2）過程：光合作用1能量流動屬于上一營養(yǎng)級的同化量次級消費者攝入用于生長發(fā)育繁殖初級消費者（

）量初級消費者（

）量…散失呼吸作用遺體殘骸糞便量分解者利用散失呼吸作用攝入同化（3）營養(yǎng)級之間能量流動過程圖解①同化量=攝入量糞便量－②初級消費者同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生長、發(fā)育和繁殖的能量③生長、發(fā)育和繁殖的能量分解者利用的能量＋下一營養(yǎng)級同化的能量＋未被利用的能量1能量流動（3）營養(yǎng)級之間能量流動過程圖解總結1：第一營養(yǎng)級的能量流動呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育和繁殖的能量殘枝敗葉給分解者利用被下一營養(yǎng)級攝食生產(chǎn)者固定的太陽能未被利用1能量流動總結2：第二營養(yǎng)級及其后營養(yǎng)級的能量流動（3）營養(yǎng)級之間能量流動過程圖解呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育、繁殖的能量分解者利用流入下一營養(yǎng)級未被利用被下一營養(yǎng)級攝食同化量糞便量其中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，而屬于上一營養(yǎng)級的同化量某營養(yǎng)級攝入量1能量流動（4）能量流動的特點及原因①單向流動不可逆：不循環(huán)：營養(yǎng)級順序不可逆釋放的熱能不能被重新利用②逐級遞減每一營養(yǎng)級呼吸消耗總有一部分能量未被下一營養(yǎng)級利用各營養(yǎng)級能量被分解者分解釋放了呼吸作用未被利用流向分解者WAAA=（10%～20%）W下一營養(yǎng)級的同化量1能量流動（5）能量傳遞效率的計算該營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%①相鄰營養(yǎng)級的能量傳遞效率：10%～20%，計算方法如下：能量傳遞效率＝②食物鏈中能量的最值計算設食物鏈“甲→乙→丙→丁”，分情況討論(如下表)：類型一：知甲求丁最多：

，食物鏈越短越

。最少：

，食物鏈越長越

。

×20%（÷5）多×10%（÷10）少1能量流動類型二：知丁求甲最多：

，食物鏈越長越

。最少：

，食物鏈越短越

?！?0%（×10）多÷20%（×5）少②食物鏈中能量的最值計算設食物鏈“甲→乙→丙→丁”，分情況討論(如下表)：例如，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若甲的能量為M，則丁獲得的能量為M×a%×b%×c%。③已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算。（5）能量傳遞效率的計算1能量流動在解決有關能量傳遞的計算問題時，需要確定相關的食物鏈，能量傳遞效率為10%～20%，一般從兩個方面考慮：知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級獲得能量最多獲得能量最少選最長食物鏈選最短食物鏈按“×10%”計算按“×20%”計算知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級需最少能量需最多能量選最短食物鏈選最長食物鏈按“÷20%”計算按“÷10%”計算（5）能量傳遞效率的計算④在食物網(wǎng)中分析1能量流動【例】下圖是一個食物網(wǎng)，假如鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，那么鷹若要增加20g體重，至少需要消耗植物（）

A.900gB.500gC.200gD.600g【答案】A1能量流動（6）生態(tài)金字塔的類型及特點項目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀一般形狀特殊形狀無極少每一階的含義特點每一營養(yǎng)級生物所含能量每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的有機物總量正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形③幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的

關系，使能量

地流向?qū)θ?/p>

的部分。1能量流動②科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到

的利用；最有效能量流動持續(xù)高效最有益例如，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的間作套種、蔬菜大棚中的多層育苗、稻—萍—蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式都充分地利用了空間和資源，獲得了更大的收益。（7）

研究能量流動的意義：①研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量。例如，合理密植提高光能利用率、建沼氣池實現(xiàn)能量的多級利用、?；~塘。例如，合理確定草場的載畜量。2物質(zhì)循環(huán)（1）

物質(zhì)循環(huán)的概念

組成生物體的碳、氫、氮、磷、硫等元素，都在不斷進行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈。物質(zhì)循環(huán)具有全球性，因此又叫生物地球化學循環(huán)。（2）

物質(zhì)循環(huán)的特點循環(huán)往復、全球性2物質(zhì)循環(huán)（3）

物質(zhì)循環(huán)的過程（以碳循環(huán)為例）大氣中的二氧化碳庫生產(chǎn)者（有機物）消費者（有機物）分解者（有機物）海洋等水體中碳酸氫根等巖石中的碳酸鈣煤、石油等化石燃料光合作用呼吸作用被攝食呼

吸作

用殘

枝敗

葉遺體殘枝敗葉遺

體呼吸作用被開采和使用溶解分解2物質(zhì)循環(huán)大氣中的二氧化碳庫生產(chǎn)者（有機物）消費者（有機物）分解者（有機物）海洋等水體中碳酸氫根等巖石中的碳酸鈣煤、石油等化石燃料光合作用呼吸作用被攝食呼

吸作

用殘

枝敗

葉遺體殘枝敗葉遺

體呼吸作用被開采和使用溶解分解（3）

物質(zhì)循環(huán)的過程（以碳循環(huán)為例）②碳的循環(huán)形式①碳的存在形式生物群落內(nèi)部：非生物環(huán)境中：CO2和碳酸鹽生物群落與非生物的環(huán)境之間主要以CO2形式循環(huán)。含碳有機物部③碳進入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用、化能合成作用④碳返回非生物環(huán)境的途徑生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用分解者的分解作用（呼吸作用）煤、石油等化石燃料海洋等水體中碳酸氫根的分解_______________，增加綠地面積。_______________的燃燒。開發(fā)_______________。2物質(zhì)循環(huán)（4）

溫室效應的形成原因、影響及緩解措施①原因化石燃料的大量燃燒，產(chǎn)生____________。______________，降低了對大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。大量CO2

植被遭到破壞__________會使冰川雪山融化，海平面上升，使沿海城市和國家面臨滅頂之災。由于氣候變化，也改變了降雨和蒸發(fā)機制，影響農(nóng)業(yè)和糧食資源的生產(chǎn)。降雨量的變化使部分地區(qū)更加干旱或雨澇更嚴重，并使病蟲害增加。氣候變暖植樹造林種草減少化石燃料清潔能源②影響③緩解措施：大氣氮大氣混合脫氮揮發(fā)植物吸收量和收獲量揮發(fā)揮發(fā)植物殘留物有機污染物硝酸鹽銨透明光澤商品肥料生物固定動物糞肥豆類植物工業(yè)固定氮循環(huán)2物質(zhì)循環(huán)濕沉降植物殘留物和廢棄物植物吸收硫循環(huán)硫在大氣層植物殘留物過濾沉積物硫進入水（5）

其它物質(zhì)循環(huán)的過程2物質(zhì)循環(huán)（6）生物富集①概念：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或___________的化合物，使其在機體內(nèi)濃度________環(huán)境濃度的現(xiàn)象。最終積累在食物鏈頂端。全球性。②特點：難以降解超過2物質(zhì)循環(huán)（7）物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關系比較項目能量流動物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式特點范圍聯(lián)系光能→化學能→熱能化學元素(無機物→有機物→無機物)單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)往復生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈(全球性)二者同時進行、相互依存、不可分割：①能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解；②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力2物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關系圖采集帶有落葉的土壤采集土壤微生物的方法土壤垂直剖面模式圖枯枝落葉層有機碎屑層腐殖質(zhì)層淀積層枯枝落葉層有機碎屑層3探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用思考：可提出哪些研究問題？如何證明土壤微生物具有分解作用？有機物的分解現(xiàn)象本質(zhì)分解過程中，物質(zhì)發(fā)生怎樣的變化？落葉等的腐爛影響因素3探究土壤微生物的分解作用設計實驗方案

探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？對照組實驗組自變量設置方式因變量無關變量增加重復次數(shù)（每組落葉等量若干，組內(nèi)設置多組等）有土壤微生物無土壤微生物落葉+土壤落葉+滅菌土壤落葉腐爛（快慢和程度）避免土壤理化性質(zhì)的改變3探究土壤微生物的分解作用進行實驗觀察和結果記錄培養(yǎng)時間第1周第2周第3周第4周對照組落葉平均干重實驗組落葉平均干重（實驗組-對照組）平均干重探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？3探究土壤微生物的分解作用分析可能的結果和得出對應的結論相同時間內(nèi)（實驗組-對照組）平均干重結論正值0或者負值探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？落葉是在該土壤中微生物的作用下腐爛落葉在該土壤中微生物的作用下不腐爛3探究土壤微生物的分解作用可能的實驗現(xiàn)象（以一片落葉為例）一個月后的落葉新采集的落葉探究1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？3探究土壤微生物的分解作用分析該實驗設計的優(yōu)缺點探究2：土壤微生物能分解淀粉嗎？A組B組自變量設置方式因變量觀測指標無關變量1.淀粉酶的土壤中存在地點；2.淀粉酶在高溫下變性失活后，還能復性嗎？有土壤微生物淀粉+土壤浸出液無土壤微生物淀粉+滅菌的土壤浸出液1.淀粉顯色反應的變化2.還原糖含量的變化減少土壤中帶顏色的顆粒物3探究土壤微生物的分解作用可能觀察到的實驗現(xiàn)象探究2：土壤微生物能分解淀粉嗎？加碘液：加斐林試劑：3探究土壤微生物的分解作用思考：為什么長有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠？消費者生產(chǎn)者分解者吸收攝食分解作用非生物環(huán)境中的物質(zhì)探究土壤微生物分解作用的生態(tài)學意義3探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用視頻3探究土壤微生物的分解作用一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動的過程1、能量流動定義生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。輸入：轉(zhuǎn)化：傳遞：散失：綠色植物光合作用固定太陽能（能量流動的起點），（單位時間、單位面積上光合作用所固定的太陽能，叫做流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量）沿食物鏈、食物網(wǎng)傳遞，單向流動、逐級遞減、不能循環(huán)①光能轉(zhuǎn)化成化學能；②沿食物鏈、食物網(wǎng)以有機物的形式傳遞③在生物體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成生命活動所需的能量及熱能以熱能形式散失生產(chǎn)者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者2、能量流動的過程：3、每一個營養(yǎng)級能量的利用情況（以第二營養(yǎng)級為例）：攝入量同化量用于生長、發(fā)育、繁殖下一營養(yǎng)級（攝入/同化）糞便遺體、殘骸分解者呼吸作用散失（屬于上一營養(yǎng)級流向分解者能量的一部分）未被利用同化量未被利用下一營養(yǎng)級呼吸作用分解者4、能量流動的特點單向流動（不能循環(huán)）逐級遞減（相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是10%~20%）任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充5、生態(tài)金字塔第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級能量金字塔數(shù)量金字塔只有生產(chǎn)者與消費者能量金字塔逐級遞減數(shù)量金字塔不一定逐級遞減特點：6、研究能量流動的實踐意義研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學地規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。實現(xiàn)對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。①①二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無機環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。這里所說的生態(tài)系統(tǒng)，指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，其中的物質(zhì)循環(huán)具有全球性，因此又叫生物地球化學循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)：碳循環(huán)：大氣中的CO2庫生產(chǎn)者煤、石油消費者分解者碳循環(huán)過程：碳循環(huán)的主要形式：在生物群落與無機環(huán)境之間主要以CO2形式循環(huán)在生產(chǎn)者、消費者、分解者之間以有機物的形式傳遞溫室效應：碳匯，是指通過植樹造林、植被恢復等措施，吸收大氣中的二氧化碳，從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。主要是化石燃料的燃燒，使大氣中的CO2含量增加，從而導致氣溫升高的現(xiàn)象。碳匯：生物富集：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內(nèi)濃度超過環(huán)境濃度的現(xiàn)象，稱作生物富集。途徑：環(huán)境→生物體內(nèi)→沿食物鏈積蓄一些重金屬，如鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）等人工合成的有機化合物，如DDT、六六六一些放射性物質(zhì)特點：濃度隨著營養(yǎng)級的提高而提高；具有全球性可以發(fā)生生物富集的物質(zhì)：能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關系聯(lián)系：同時進行，彼此相互依存，不可分割區(qū)別：能量流動：單向、不循環(huán)物質(zhì)循環(huán)：在生物圈內(nèi)的生物群落與無機環(huán)境之間往復循環(huán)三、探究：土壤微生物的分解作用原理：土壤中的細菌、絲狀真菌和呈放射狀的放線菌對落葉等有機物有分解作用。案例1：實驗組：加熱滅菌的土壤+落葉對照組：自然狀態(tài)的土壤+落葉案例2：制備土壤浸出液A燒杯：一定量的淀粉糊+30mL土壤浸出液B燒杯：一定量的淀粉糊+30mL蒸餾水7天后A1試管：碘液A2試管：斐林試劑7天后B1試管：碘液B2試管：斐林試劑記錄是否出現(xiàn)磚紅色沉淀記錄落葉的分解情況【答案】B（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）凡納濱對蝦是華南地區(qū)養(yǎng)殖規(guī)模最大的對蝦種類。放苗1周內(nèi)蝦苗取食藻類和浮游動物，1周后開始投喂人工餌料，1個月后對蝦完全取食人工餌料。1個月后蝦池生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程見圖。下列敘述正確的是（

）A．1周后藻類和浮游動物增加，水體富營養(yǎng)化程度會減輕B．1個月后藻類在蝦池的物質(zhì)循環(huán)過程中仍處于主要地位C．浮游動物攝食藻類、細菌和有機碎屑，屬于消費者D．異養(yǎng)細菌依賴蝦池生態(tài)系統(tǒng)中的沉積物提供營養(yǎng)【答案】C（2023·山東·高考真題）某淺水泉微型生態(tài)系統(tǒng)中能量情況如表所示，該生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費者以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘體為食。下列說法正確的是（

）

生產(chǎn)者固定來自陸地的植物殘體初級消費者攝入初級消費者同化初級消費者呼吸消耗能量［105J/（m2?a）］90428413.53A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為90×105J/（m2·a）B．該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者有15%的能量流入下一營養(yǎng)級C．初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為10.5×105J/（m2?a）D．初級消費者糞便中的能量為70.5×105J/（m2·a），該能量由初級消費者流向分解者【答案】A（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）近百年來，隨著大氣CO2濃度不斷增加，全球變暖加劇。為減緩全球變暖，我國政府提出了“碳達峰”和“碳中和”的CO2排放目標，彰顯了大國責任。下列措施不利于達成此目標的是（

）A．大量燃燒化石燃料

B．積極推進植樹造林

C．大力發(fā)展風能發(fā)電

D．廣泛應用節(jié)能技術【答案】C（2022·北京·統(tǒng)考高考真題）魚腥藍細菌分布廣泛，它不僅可以進行光合作用，還具有固氮能力。關于該藍細菌的敘述，不正確的是（）A．屬于自養(yǎng)生物

B．可以進行細胞呼吸C．DNA位于細胞核中

D．在物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮作用【答案】A（2022·山東·高考真題）某地長期穩(wěn)定運行稻田養(yǎng)鴨模式，運行過程中不投放鴨飼料，鴨取食水稻老黃葉、害蟲和雜草等，鴨糞可作為有機肥料還田。該稻田的水稻產(chǎn)量顯著高于普通稻田，且養(yǎng)鴨還會產(chǎn)生額外的經(jīng)濟效益。若該稻田與普通稻田的秸稈均還田且其他影響因素相同，下列說法正確的是（

）A．與普通稻田相比，該稻田需要施加更多的肥料B．與普通稻田相比，該稻田需要使用更多的農(nóng)藥C．該稻田與普通稻田的群落空間結構完全相同D．該稻田比普通稻田的能量的利用率低【答案】B（2022·湖南·高考真題）稻-蟹共作是以水稻為主體、適量放養(yǎng)蟹的生態(tài)種養(yǎng)模式，常使用燈光誘蟲殺蟲。水稻為蟹提供遮蔽場所和氧氣，蟹能攝食害蟲、蟲卵和雜草，其糞便可作為水稻的肥料。下列敘述正確的是（）A．該種養(yǎng)模式提高了營養(yǎng)級間的能量傳遞效率B．采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞C．硬殼蟹（非蛻殼）攝食軟殼蟹（蛻殼）為捕食關系D．該種養(yǎng)模式可實現(xiàn)物質(zhì)和能量的循環(huán)利用【答案】D（2022·浙江·高考真題）生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構是物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要途徑。下列敘述錯誤的是（

）A．調(diào)查生物群落內(nèi)各物種之間的取食與被取食關系，可構建食物鏈B．整合調(diào)查所得的全部食物鏈，可構建營養(yǎng)關系更為復雜的食物網(wǎng)C．歸類各食物鏈中處于相同環(huán)節(jié)的所有物種，可構建相應的營養(yǎng)級D．測算主要食物鏈各環(huán)節(jié)的能量值，可構建生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔【答案】C（2022·廣東·高考真題）圖示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，其中字母表示不同的生物，箭頭表示能量流動的方向。下列歸類正確的是（

）A．a(chǎn)、c是生產(chǎn)者

B．b、e是肉食動物C．c、f是雜食動物

D．d、f是植食動物（2022·北京·統(tǒng)考高考真題）學習以下材料，回答（1）～（5）題。蚜蟲的適應策略：蚜蟲是陸地生態(tài)系統(tǒng)中常見的昆蟲。春季蚜蟲從受精卵開始發(fā)育，遷飛到取食宿主上度過夏季，其間行孤雌生殖，經(jīng)卵胎生產(chǎn)生大量幼蚜；秋季蚜蟲遷飛回產(chǎn)卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜蟲周圍生活著很多生物，體內(nèi)還有布氏菌等多種微生物，這些生物之間的關系如下圖。蚜蟲以植物為食。植物通過篩管將以糖類為主的光合產(chǎn)物不斷運至根、莖等器官。組成篩管的篩管細胞之間通過篩板上的篩孔互通。篩管受損會引起篩管汁液中Ca2+濃度升高，導致篩管中P蛋白從結晶態(tài)變?yōu)榉墙Y晶態(tài)而堵塞篩孔，以阻止營養(yǎng)物質(zhì)外泄。蚜蟲取食時，將口器刺入植物組織，尋找到篩管，持續(xù)吸食篩管汁液，但刺吸的損傷并不引起篩孔堵塞。體外實驗表明，篩管P蛋白在Ca2+濃度低時呈現(xiàn)結晶態(tài)，Ca2+濃度提高后P蛋白溶解，加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結晶。蚜蟲僅以篩管汁液為食，其體內(nèi)的布氏菌從蚜蟲獲取全部營養(yǎng)元素。篩管汁液的主要營養(yǎng)成分是糖類，所含氮元素極少。這些氮元素絕大部分以氨基酸形式存在，但無法完全滿足蚜蟲的需求。蚜蟲不能合成的氨基酸來源如下表。氨基酸組氨酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸植物提供＋－－－－－－\－布氏菌合成－＋＋＋＋＋＋\＋注：“－”代表低于蚜蟲需求的量，“＋”代表高于蚜蟲需求的量，“\”代表難以檢出。蚜蟲大量吸食篩管汁液，同時排出大量蜜露。蜜露以糖為主要成分，為螞蟻等多種生物提供了營養(yǎng)物質(zhì)。蚜蟲利用這些策略應對各種環(huán)境壓力，在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著獨特的角色。(1)蚜蟲生活環(huán)境中的全部生物共同構成了

。從生態(tài)系統(tǒng)功能角度分析，圖中實線單箭頭代表了

的方向。(2)蚜蟲為布氏菌提供其不能合成的氨基酸，而在蚜蟲不能合成的氨基酸中，布氏菌來源的氨基酸與從植物中獲取的氨基酸

。(3)蚜蟲能夠持續(xù)吸食植物篩管汁液，而不引起篩孔堵塞，可能是因為蚜蟲唾液中有

的物質(zhì)。(4)從文中可知，蚜蟲獲取足量的氮元素并維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的對策是

。(5)從物質(zhì)與能量以及進化與適應的角度，分析蚜蟲在冬季所采取的生殖方式對于種群延續(xù)和進化的意義