第三、四節(jié) 能量流動和物質(zhì)循環(huán)_生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié) 1在生態(tài)系統(tǒng)中，能量是沿著太陽植物植食動物肉食動物頂位肉食動物的方向流動的。2在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。3能量流動的特點是單向的、不可逆的、逐級遞減的。4物質(zhì)循環(huán)是在一個相對封閉的循環(huán)圈中周而復(fù)始、往復(fù)循環(huán)，參與循環(huán)的物質(zhì)數(shù)量恒定、而且可以得到重復(fù)利用。5生態(tài)系統(tǒng)的一個重要特點是趨于穩(wěn)態(tài)，這種穩(wěn)態(tài)是靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，而生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)則是反饋調(diào)節(jié)。6生態(tài)系統(tǒng)總是朝著物種多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化的方向發(fā)展，直到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定為止。 考試內(nèi)容必考加試(1)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(2)生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)(3)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系ccccc(1)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)(2)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)abab生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動1能量流動的過程2能量流動的過程示意圖 (1)寫出圖中標(biāo)號代表的內(nèi)容：甲：生產(chǎn)者；乙、丙：消費(fèi)者；丁：呼吸作用 ; 戊：分解者。(2)流入甲的總能量是被甲固定的太陽能總量。(3)據(jù)圖分析流入每一營養(yǎng)級的能量去向：通過自身細(xì)胞呼吸以熱能形式散失；被下一營養(yǎng)級同化；被分解者分解利用；未被利用。3能量流動的特點及意義(1)能量傳遞效率是指相鄰兩個營養(yǎng)級之間同化量的比值。相鄰營養(yǎng)級之間的傳遞效率一般約為10%，將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高可繪成能量金字塔。(2)能量流動的特點是單方向的、不可逆的、逐級遞減的。(3)研究意義：幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?能量傳遞效率的計算公式能量傳遞效率×100%。1流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是輻射到該地區(qū)太陽能的總量嗎？提示：不是，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者通過光合作用固定在有機(jī)物中的總能量。2生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動為什么是單向的？提示：食物鏈中各種生物之間的捕食關(guān)系是確定的，是在長期自然選擇過程中形成的，不能逆轉(zhuǎn)。各營養(yǎng)級的能量最終要在細(xì)胞呼吸過程中以熱能形式散失，而熱能是不能被生物再次利用的。1生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程(1)每一營養(yǎng)級的能量來源與去路分析：消費(fèi)者攝入能量(a)消費(fèi)者同化能量(b)糞便中能量(c)，即動物糞便中能量不屬于該營養(yǎng)級同化能量，應(yīng)為上一個營養(yǎng)級固定或同化能量。消費(fèi)者同化能量(b)呼吸消耗(d)用于生長、發(fā)育和繁殖(e)。生長發(fā)育和繁殖的能量(e)分解者利用(f)下一營養(yǎng)級同化(i)未被利用(j)。未被利用的能量包括生物每年的積累量和動植物殘體以化石燃料形式被儲存起來的能量。一個營養(yǎng)級所同化的能量呼吸消耗的能量被下一營養(yǎng)級同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。流入一個營養(yǎng)級的能量是指被這個營養(yǎng)級的生物所同化的全部能量。(2)能量的轉(zhuǎn)化：生產(chǎn)者：光能有機(jī)物中的化學(xué)能。消費(fèi)者：食物中的化學(xué)能自身化學(xué)能。(3)能量的散失：形式：熱能。熱能是能量流動的最后形式。過程：特殊途徑：動植物遺體形成的煤炭、石油等熱能。2能量流動的特點分析(1)單向流動：食物鏈中，相鄰營養(yǎng)級生物的吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結(jié)果。各營養(yǎng)級的能量總有一部分以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生熱能的形式散失掉，這些能量是無法再被利用的。(2)逐級遞減：每個營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。各個營養(yǎng)級的生物都會因細(xì)胞呼吸消耗相當(dāng)大的一部分能量，供自身利用和以熱能形式散失。各營養(yǎng)級中的能量都有一部分流入分解者。由于能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體有機(jī)物)中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機(jī)環(huán)境中，兩者之和恰與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等，故生態(tài)系統(tǒng)中能量流動與轉(zhuǎn)化仍遵循能量守恒定律。3澄清對生態(tài)系統(tǒng)能量流動認(rèn)識的三個誤區(qū)(1)誤區(qū)一：生產(chǎn)者固定的能量只能是光能。由于生產(chǎn)者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化學(xué)能，所以生產(chǎn)者固定的能量是光能或化學(xué)能。(2)誤區(qū)二：生物數(shù)量金字塔與能量金字塔完全一致。能量金字塔體現(xiàn)的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級所含總能量的關(guān)系，而生物數(shù)量金字塔體現(xiàn)的是營養(yǎng)級與個體數(shù)量的關(guān)系，所以生物數(shù)量金字塔有時會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象。(3)誤區(qū)三：能量傳遞效率能量利用率。能量傳遞效率體現(xiàn)的是能量流動過程中所遵循的客觀規(guī)律，不能隨意改變；但能量利用率可以人為改變，例如充分利用作物秸稈就可以提高能量利用率。4生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的計算方法關(guān)于能量在營養(yǎng)級之間傳遞的計算，一般從食物鏈和食物網(wǎng)兩個方面分析：(1)能量在食物鏈中傳遞的計算(傳遞效率按10%計算)：在一條食物鏈中，若某一營養(yǎng)級的總能量為n，則傳到下一營養(yǎng)級的能量為n×10%(即0.1n)。在一條食物鏈中，某一營養(yǎng)級的能量為n，則上一營養(yǎng)級的能量為n÷10%10n。(2)能量在食物網(wǎng)中傳遞的計算：在一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級增重為N，要求最多消耗第一營養(yǎng)級多少能量時，應(yīng)按最長食物鏈計算。在一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級能量為M，要求最高營養(yǎng)級最少獲得多少能量時，應(yīng)按最長食物鏈計算。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)1生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)特點物質(zhì)循環(huán)與能量流動不同，它是在一個相對封閉的循環(huán)圈中周而復(fù)始、往復(fù)循環(huán)的，參與循環(huán)的物質(zhì)質(zhì)量恒定，而且可以得到重復(fù)利用，因此，一個完善的生態(tài)系統(tǒng)，不需要從外界獲得任何的物質(zhì)補(bǔ)給就能長期維持其正常功能。2碳的全球循環(huán)(1)碳循環(huán)的路線：大氣圈植物和動物分解者大氣圈。(2)碳循環(huán)的過程：過程圖示：過程解讀：a碳的存在形式b碳循環(huán)形式：進(jìn)入生物群落生物群落內(nèi)部返回?zé)o機(jī)環(huán)境形式CO2含碳有機(jī)物CO2方式光合作用或化能合成作用通過食物鏈或食物網(wǎng)生物的呼吸作用；分解者的分解作用；化石燃料的燃燒c.實現(xiàn)碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間進(jìn)行循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是生產(chǎn)者和分解者。(3)碳循環(huán)的特點：反復(fù)利用，往復(fù)循環(huán)。具有全球性。(4)大氣圈中的CO2變化特點：有著明顯的晝夜變化和季節(jié)變化。(5)人類活動對碳循環(huán)的影響：人類每年因能源消耗而向大氣中排放2×1013 kg的CO2，從而嚴(yán)重干擾了陸地、海洋和大氣間CO2交換的平衡，致使大氣中CO2含量持續(xù)增加。1碳元素在無機(jī)環(huán)境和生物群落中分別以什么形式存在？在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間以及在群落內(nèi)部分別以什么形式進(jìn)行循環(huán)？提示：碳元素在無機(jī)環(huán)境中以CO2或碳酸鹽的形式存在，在生物群落中以含碳有機(jī)物的形式存在；在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)，在群落內(nèi)部以含碳有機(jī)物的形式流動。2大氣中的CO2通過哪些途徑進(jìn)入生物群落？生物群落中的有機(jī)碳通過哪些途徑形成CO2釋放到大氣中？提示：大氣中的CO2通過光合作用等進(jìn)入生物群落。生物群落中的有機(jī)碳通過動植物的細(xì)胞呼吸，微生物的分解作用，煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒釋放到大氣中。1對生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的理解(1)范圍：生物圈，地球上的每個生態(tài)系統(tǒng)都是地球上物質(zhì)循環(huán)的一部分，而只有生物圈才能完成真正的物質(zhì)循環(huán)。(2)“物質(zhì)”的含義：指構(gòu)成生物體的基本元素(主要是指C、H、O、N、P、S等)，而不是化合物。(3)循環(huán)過程：無機(jī)環(huán)境生物群落。(4)循環(huán)特點：全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，因此把生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。反復(fù)利用，循環(huán)流動：物質(zhì)循環(huán)，既然稱為“循環(huán)”就不像能量流動那樣逐級遞減、單向流動，而是可以在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間反復(fù)利用、循環(huán)流動。2物質(zhì)循環(huán)實例碳循環(huán)(1)碳循環(huán)的一般形式：CO2有機(jī)物CO2。(2)碳循環(huán)過程圖解如下：3對物質(zhì)循環(huán)過程相關(guān)圖解的識別(1)過程示意圖：(2)圖示識別法：將上圖中的文字換成字母，如下面三種變式圖，據(jù)圖判斷A、B、C、D各代表哪種成分的方法。圖1先根據(jù)雙向箭頭判斷：A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和非生物的物質(zhì)和能量，B不能寫成“無機(jī)環(huán)境”。再根據(jù)AC判斷：C為消費(fèi)者，剩下的D為分解者。圖2根據(jù)A與C之間的雙向箭頭判斷：A是生產(chǎn)者，C是非生物的物質(zhì)和能量。根據(jù)A、B、D的箭頭都指向E，可進(jìn)一步判斷：B是初級消費(fèi)者，D是次級消費(fèi)者，E是分解者。圖3根據(jù)A與E之間的雙向箭頭判斷：A為非生物的物質(zhì)和能量，E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F則為消費(fèi)者。圖解中的食物鏈?zhǔn)荅FDB。4能量流動與物質(zhì)循環(huán)的比較項目能量流動物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物為載體組成生物體的基本元素特點單向傳遞、逐級遞減往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈(全球性)聯(lián)系同時進(jìn)行、相互依存、不可分割：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；物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力圖示生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)1穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制生態(tài)系統(tǒng)的一個重要特點就是它常常趨向于穩(wěn)態(tài)，使系統(tǒng)內(nèi)部的所有成分彼此相互協(xié)調(diào)，保持穩(wěn)定，這種穩(wěn)態(tài)是靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。2反饋調(diào)節(jié)(1)反饋調(diào)節(jié)概念：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中的某一成分發(fā)生變化的時候，它必然會引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，此過程叫反饋調(diào)節(jié)。(2)反饋類型：負(fù)反饋：負(fù)反饋是最常見的一種反饋，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。如草原上的食草動物因為某種原因而增加，植物就會受到過度啃食而減少這會反過來抑制和降低動物數(shù)量的增長，從而使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。正反饋：正反饋在自然生態(tài)系統(tǒng)中是很少見的，其作用與負(fù)反饋相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化，所引起的一系列變化反過來不是抑制而是加速最初所發(fā)生的變化，因此，正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)。正反饋對生態(tài)系統(tǒng)有極大的破壞作用，從長遠(yuǎn)看，生態(tài)系統(tǒng)中負(fù)反饋調(diào)節(jié)將起主要作用。3自然生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢在自然條件下，生態(tài)系統(tǒng)總是朝著物種多樣化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，功能完善化的方向發(fā)展，直到生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)為止。4正確處理人與自然的關(guān)系(1)由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)功能，所以在通常情況下生態(tài)系統(tǒng)會保持穩(wěn)定，但此功能是有一定限度的，當(dāng)外來干擾超過一定限度的時候，此功能就會受到損害。(2)保持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。(3)人類活動除了要講究經(jīng)濟(jì)效益和社會效益外，還必須特別注意生態(tài)效益和生態(tài)后果，以便在利用自然的同時能基本保持生物圈的穩(wěn)定。1為何從長遠(yuǎn)看，生態(tài)系統(tǒng)中負(fù)反饋調(diào)節(jié)起主要作用？提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性措施有哪些？提示：負(fù)反饋調(diào)節(jié)可使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。例如增加生物種類和數(shù)量，使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。2提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們可以做些什么呢？提示：控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度，對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度，不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。對人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。 1生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力(1)自我調(diào)節(jié)能力取決于生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化作用和完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。凈化作用包括物理沉降、化學(xué)分解和微生物的降解三個方面，它是河流生態(tài)系統(tǒng)抵抗環(huán)境污染的有效途徑。完善的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)使生態(tài)系統(tǒng)具有一種反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)而抵抗外界干擾，維持自身穩(wěn)定。反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，如在森林中，當(dāng)害蟲數(shù)量增加時，食蟲類由于食物豐富，數(shù)量也會增加，害蟲種群的增長就會受到抑制。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)主要依靠群落內(nèi)的種間關(guān)系(主要是捕食)和種群中的種內(nèi)斗爭來實現(xiàn)。(2)自我調(diào)節(jié)能力與生態(tài)系統(tǒng)成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與其自身的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)呈正相關(guān)。一般地說，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，自我調(diào)節(jié)能力就越小，反之越大。2生態(tài)系統(tǒng)反饋調(diào)節(jié)的種類與比較比較項目正反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)方式加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化結(jié)果常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)有利于生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定實例分析 已污染的湖泊污染加劇 以圖表信息為依托，考查生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動例1下圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解，N1N6表示能量數(shù)值，下列有關(guān)敘述正確的是()A生產(chǎn)者呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TPB能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N4/N2×100%C流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N2，由初級消費(fèi)者流向蜣螂的能量為N6DN5的去向之一是用于初級消費(fèi)者的生長發(fā)育和繁殖精講精析生產(chǎn)者呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP中活躍的化學(xué)能，A錯；能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N5/N2×100%，B錯；流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的總能量N2，由生產(chǎn)者流向蜣螂的能量為N6，C錯；初級消費(fèi)者同化的能量有一部分用于初級消費(fèi)者的生長發(fā)育和繁殖，D對。答案為D。1下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解，表示相關(guān)過程能量流動量。下列有關(guān)敘述正確的是() A是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B圖中兔細(xì)胞呼吸消耗的能量應(yīng)與相等C圖中/的比值代表草兔的能量傳遞效率D和分別屬于草和兔同化能量的一部分解析：選D草所固定的太陽能是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；兔糞便中的能量不屬于兔同化的能量；/的比值代表兔狐的能量傳遞效率；糞便是生物沒有同化的那部分能量，其中屬于草同化的能量的一部分，屬于兔同化的能量的一部分。以模式圖為載體，考查碳循環(huán)過程例2右圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是()A甲為分解者，乙為消費(fèi)者，丙為生產(chǎn)者B表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進(jìn)入大氣中C表示大氣中CO2進(jìn)入生物群落的主要途徑D碳元素以無機(jī)物形式在丙乙甲所示的渠道流動思路點撥 精講精析據(jù)圖可知：大氣中的CO2只能通過丙進(jìn)入生物群落，故丙為生產(chǎn)者，為生產(chǎn)者將CO2固定為有機(jī)物；丙被乙捕食(圖中過程)，丙和乙最終被甲分解，故甲、乙分別為分解者、消費(fèi)者；表示通過分解者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用將生物群落內(nèi)的有機(jī)物分解為CO2返回大氣。碳元素在生物群落內(nèi)以有機(jī)物形式傳遞，其途徑為食物鏈(網(wǎng))，故D錯誤。答案為D。2下圖1表示生態(tài)系統(tǒng)中各成分之間的聯(lián)系，圖2為一定時間內(nèi)某一生態(tài)系統(tǒng)中的幾個種群的數(shù)量變化曲線。據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是()A圖1中能構(gòu)成生物群落的是B、C、D、E、F，圖2中的乙相當(dāng)于圖1中的EB種群丙在a、b、d、e四個時期中種群密度最大的是a時期C圖1中流入D的總能量小于F獲得的總能量D某地區(qū)因環(huán)境污染造成E中出現(xiàn)部分白化苗，F(xiàn)、D的數(shù)量也都將減少解析：選A圖1中A是非生物的物質(zhì)和能量，B、D、F是消費(fèi)者，E是生產(chǎn)者，C是分解者，所以能構(gòu)成生物群落的是B、C、D、E、F，圖2中的植物相當(dāng)于圖1中的E；種群丙在a點時數(shù)量最多，所以種群密度最大的是a時期；圖1中F獲得的總能量只有約10%流入D；E中出現(xiàn)部分白化苗后數(shù)量減少，F(xiàn)因缺少食物而數(shù)量減少，隨之D也減少。綜合考查物質(zhì)循環(huán)與能量流動及其之間的關(guān)系(供選考學(xué)生使用)例3下面為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡圖，其中M表示非生物的物質(zhì)和能量。相關(guān)敘述正確的是()A若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中過程中是以有機(jī)物形式傳遞的B從圖中我們可以看出能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)C若M表示大氣中的CO2，則碳元素可在生物群落中反復(fù)循環(huán)利用D若M表示無機(jī)環(huán)境中的能量，則的能量值為與對應(yīng)的能量值之和精講精析選項分析A項正確碳在生物群落內(nèi)部是以有機(jī)物的形式傳遞的，圖中表示捕食關(guān)系B項錯誤能量是單向流動的，不能循環(huán)利用C項錯誤碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)循環(huán)利用，而不是在群落內(nèi)反復(fù)利用D項錯誤表示生產(chǎn)者固定的總能量，除包括外，還包含消費(fèi)者通過呼吸作用散失的能量3下圖是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，則相關(guān)敘述正確的是()生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于綠色植物的光合作用圖中分解者通過需氧呼吸和厭氧呼吸兩種分解方式將生物組織內(nèi)的碳返回大氣中圖中M里的碳，除碳酸鹽外，還可通過燃燒回到大氣中碳循環(huán)的進(jìn)行伴隨著能量流動，但由于生物體不能在代謝中利用熱能，因而能量流動具有單向流動和逐級遞減的特點ABC D解析：選D碳循環(huán)首先依賴于綠色植物的光合作用；非生物環(huán)境中的碳可經(jīng)燃燒作用返回大氣；生物體不能利用熱能、食物鏈不可逆轉(zhuǎn)均導(dǎo)致能量流動具有逐級遞減和單向性特點?？疾樯鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制例4某池塘中，早期藻類大量繁殖，食藻浮游動物水蚤大量繁殖，藻類減少，接著又引起水蚤的減少，后期排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，導(dǎo)致更多水蚤死亡。關(guān)于上述過程的敘述，正確的是()A早期不屬于負(fù)反饋，后期屬于負(fù)反饋B早期屬于負(fù)反饋，后期不屬于負(fù)反饋C早期、后期均屬于負(fù)反饋D早期、后期均不屬于負(fù)反饋精講精析水蚤以藻類為食，早期藻類大量增加，水蚤增加，因水蚤大量繁殖，導(dǎo)致藻類減少，這屬于負(fù)反饋；而后期因污染導(dǎo)致水蚤死亡，水蚤的死亡又加重了污染，屬于正反饋。答案為B。在負(fù)反饋調(diào)節(jié)下，系統(tǒng)趨于平衡；在正反饋調(diào)節(jié)下，系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡，這是判斷反饋類型的重要依據(jù)。 4.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的敘述中，錯誤的是()A在森林中，當(dāng)害蟲增加時食蟲鳥也會增多，這樣，害蟲種群的增長就受到抑制，這屬于生物群落內(nèi)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)B負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)C生物群落與無機(jī)環(huán)境之間不存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)D生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力不是無限的，當(dāng)外界干擾因素的強(qiáng)度超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力會迅速喪失解析：選C負(fù)反饋調(diào)節(jié)普遍存在于生物之間，也存在于生物群落與無機(jī)環(huán)境之間。 課堂回扣練習(xí)1下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，錯誤的是()A能量流動過程是指太陽能被綠色植物固定及能量從生物體進(jìn)入環(huán)境的過程B能量流動是單向的，不可逆轉(zhuǎn)的C食物鏈越短，可供最高營養(yǎng)級消費(fèi)的能量越多D營養(yǎng)級越多，散失的能量越多解析：選A能量流動從生產(chǎn)者所固定的太陽能開始，能量沿著食物鏈的各個營養(yǎng)級由一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，最終以熱能形式釋放到自然界中去。能量流動的特點：單向流動，逐級遞減。2在碳循環(huán)中，CO2進(jìn)入生物群落的生理過程是()光合作用細(xì)胞呼吸分解作用燃燒作用蒸騰作用ABC D解析：選A無機(jī)環(huán)境中的CO2絕大部分是通過綠色植物的光合作用合成有機(jī)物進(jìn)入生物群落的，還有很小的一部分通過化能合成作用合成有機(jī)物進(jìn)入生物群落。3地球上各種不同類型的生態(tài)系統(tǒng)具有不同的自我調(diào)節(jié)能力。與農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)相比較，熱帶雨林的自我調(diào)節(jié)能力特點是()A種群數(shù)量調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，抵抗外界干擾能力弱B分解力弱，生產(chǎn)力強(qiáng)C營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)D能量流動速度快，物質(zhì)循環(huán)速度慢解析：選C與農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)相比較，熱帶雨林的組成成分最復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力最強(qiáng)；熱帶雨林中生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的數(shù)量均較農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)多，故生產(chǎn)力強(qiáng)，分解力也強(qiáng)；能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進(jìn)行、緊密聯(lián)系的，森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動速度都較快。4.右圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A圖中乙都是自養(yǎng)生物，光合生物細(xì)胞中不一定有葉綠體但都含有色素B適度松土不可以促進(jìn)過程C過程的加劇是造成溫室效應(yīng)的主要原因D達(dá)到平衡狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，和的量基本相等解析： 選D由圖可知，甲為分解者、乙為生產(chǎn)者、丙為消費(fèi)者，圖中乙都是自養(yǎng)生物，光合生物(如藍(lán)細(xì)菌)中沒有葉綠體但含有色素；適度松土不可以促進(jìn)消費(fèi)者的呼吸作用過程，而是促進(jìn)分解者的分解作用；過程即化石燃料的大量燃燒，是造成溫室效應(yīng)的主要原因；在一個處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)中，碳吸收量應(yīng)該基本上等于碳釋放量，碳元素由無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落主要依賴于綠色植物的光合作用()，而由生物群落回歸無機(jī)環(huán)境則不僅包括生產(chǎn)者的呼吸作用還包括其他各類生物的呼吸作用及分解者的分解作用。5下圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)中食蟲鳥種群與害蟲種群之間的反饋示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)食蟲鳥種群和害蟲種群數(shù)量的這種調(diào)節(jié)屬于_調(diào)節(jié)，它是生態(tài)系統(tǒng)_能力的基礎(chǔ)。(2)圖中所示的調(diào)節(jié)方式_(填“能”或“不能”)發(fā)生在生物群落內(nèi)部；_(填“能”或“不能”)發(fā)生在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間。解析：(1)在圖中所示調(diào)節(jié)下，食蟲鳥和害蟲種群數(shù)量保持穩(wěn)定，屬于負(fù)反饋，是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)；(2)反饋調(diào)節(jié)可以發(fā)生在不同的種群之間，也可以發(fā)生在生物與環(huán)境之間。答案：(1)負(fù)反饋自我調(diào)節(jié)(2)能能課下綜合檢測一、選擇題1.右圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中、分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是()A是初級消費(fèi)者 B為分解者CE1為太陽能，E2為熱能D能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析：選C能量流動始于生產(chǎn)者的光合作用，最終以熱能形式散失，據(jù)題圖知為生產(chǎn)者，為消費(fèi)者，則E1為太陽能。2下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m2·a1)，下列敘述正確的是()A該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級B該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%C太陽魚呼吸作用消耗的能量為1 357 J·m2·a1D該食物網(wǎng)中的生物與無機(jī)環(huán)境共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)解析：選B該食物網(wǎng)中最長食物鏈的最高營養(yǎng)級為第五營養(yǎng)級；能量傳遞效率為某一營養(yǎng)級同化量與上一營養(yǎng)級同化量之比，即(3 7804 200)/31 920×100%25%；太陽魚同化量(1 483 J·m2·a1)一部分在呼吸作用中散失，另一部分用于自身生長發(fā)育和繁殖，儲存在太陽魚的有機(jī)物中。太陽魚有機(jī)物中的能量一部分流向分解者，另一部分則被鱸魚攝入，故太陽魚呼吸作用消耗的能量應(yīng)小于1 4831261 357 J·m2·a1；該食物網(wǎng)中的生物缺少分解者與無機(jī)環(huán)境，不能構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)，D錯誤。3以下表示動物利用食物的過程。正確的分析是()A恒溫動物的/值一般高于變溫動物B哺乳動物的/值一般為10%C提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高/值D食肉哺乳動物的/值一般低于食草哺乳動物解析：選C恒溫動物維持體溫需要消耗較多的有機(jī)物，因而/值一般低于變溫動物；10%是營養(yǎng)級間的能量傳遞效率，而不是同化量和獲取量之間的比值；圈養(yǎng)動物生長量的提高依賴于同化量的增加，即/的比值提高；植物性食物中含有哺乳動物不能利用的物質(zhì)多于動物性食物，因而食肉動物的/值高于食草哺乳動物。4下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，錯誤的是()A生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，這是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)B生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，可以提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性C食物網(wǎng)的復(fù)雜性對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用D生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力就越低解析：選D一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組成成分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來干擾的能力越高。5森林生態(tài)系統(tǒng)比草原生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，是因為森林生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)較草原生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜，其中不包括()A處于同一級的生物種類較多B能量可通過其他食物鏈傳遞至頂級C某一營養(yǎng)級的一些生物消失，可由該營養(yǎng)級的其他生物代替D能量流經(jīng)各營養(yǎng)級時是逐級遞減的解析：選D一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，因為營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，食物鏈中各營養(yǎng)級的生物種類越多，如果某一營養(yǎng)級的生物消失，就會由該營養(yǎng)級的其他生物來代替，用其他的食物鏈來代替這一缺失的食物鏈，從而維持生態(tài)平衡。6某海域隨著氣溫升高，藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導(dǎo)致藻類減少，接著又引起浮游動物減少；由于石油泄漏導(dǎo)致該海域大量海魚死亡，進(jìn)而加重了污染，導(dǎo)致更多水生生物死亡。關(guān)于上述過程的敘述，正確的是()A溫度升高引起的變化不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，石油泄漏引起的變化屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)B溫度升高引起的變化屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，石油泄漏引起的變化不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)C溫度升高和石油泄漏引起的變化均屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)D溫度升高和石油泄漏引起的變化均不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)解析：選B溫度升高導(dǎo)致藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導(dǎo)致藻類減少，接著又引起浮游動物減少，調(diào)節(jié)的結(jié)果是藻類和浮游動物都恢復(fù)到最初的數(shù)量，維持相對穩(wěn)定狀態(tài)，屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)；石油泄漏引起大量海魚死亡，進(jìn)而加重了污染，導(dǎo)致更多水生生物死亡，水生生物的數(shù)量偏離了最初的狀態(tài)，沒有維持相對穩(wěn)定，不屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)。二、非選擇題7【加試題】下圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動與物質(zhì)循環(huán)關(guān)系的示意圖，圖中右側(cè)的數(shù)值為某種有毒物質(zhì)的濃度(百萬分之一)，其他數(shù)值表示能量的多少，單位為kJ/(cm2·a)?；卮鹣铝袉栴}：(1)由圖中可看出，該生態(tài)系統(tǒng)固定的能量總值為_。(2)圖中能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率是_%，其余的能量最終以_的形式散失，因此能量流動具有_的特點。該有毒物質(zhì)在ABC中濃度逐級升高，這種現(xiàn)象稱為_。(3)圖中生態(tài)系統(tǒng)的各種組成成分，通過_緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。D是_，通過它們的分解作用，該生態(tài)系統(tǒng)才能實現(xiàn)_。(4)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖，則：圖中A表示_，B表示_，除圖中所示，第二營養(yǎng)級同化的能量還有一部分_。(5)由于某種因素使得該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者短時間內(nèi)大量減少，一段時間后又恢復(fù)到原來水平，說明生態(tài)系統(tǒng)具有_能力，其基礎(chǔ)是_。解析：(1)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能，這部分能量有自身呼吸消耗的，傳入下一個營養(yǎng)級和分解者利用的，所以總能量是9763306466 kJ/(cm2·a)。(2)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點是逐級遞減。能量的傳遞效率是某一營養(yǎng)級同化量/上個營養(yǎng)級同化量×100%。(3)生態(tài)系統(tǒng)各種成分可通過能量流動、物質(zhì)循環(huán)與信息傳遞緊密聯(lián)系；圖中D為分解者。實現(xiàn)碳由生物群落向無機(jī)環(huán)境的轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)。(4)圖中顯示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級時的分流狀況，則A應(yīng)為初級消費(fèi)者同化的能量，B為用于自身生長發(fā)育和繁殖的能量。(5)生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。答案：(1)466 kJ/(cm2·a)(不寫單位不對)(2)13.5熱能逐級遞減生物放大 (3)物質(zhì)循環(huán)、能量流動 分解者物質(zhì)循環(huán)(其他合理答案也可)(4)初級消費(fèi)者同化的能量用于生長發(fā)育和繁殖的能量(在細(xì)胞呼吸中)以熱能形式散失(5)自我調(diào)節(jié)負(fù)反饋調(diào)節(jié)18