第35講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),考綱要求 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用(),教材導(dǎo)學(xué) 一、能量流動(dòng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的_、傳遞、_和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。 二、能量流動(dòng)的過(guò)程,1.起點(diǎn) 生產(chǎn)者_(dá)開(kāi)始。 2.總量 生產(chǎn)者_(dá)。 3.流動(dòng)渠道 _和_。 4.特點(diǎn) (1)單向流動(dòng)：能量只能沿著食物鏈由_流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。,(2)逐級(jí)遞減： 每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都因_而散失部分熱能。 每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物總有一部分不能被_利用。 傳遞效率為_(kāi)(形象地用_)。,三、能量流動(dòng)研究的意義 1.幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)_，使能量得到最有效利用，實(shí)現(xiàn)能量的_。 2.幫助人們合理地_生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向_。 四、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1.概念 (1)物質(zhì)：組成生物體的_等元素。 (2)主體：無(wú)機(jī)環(huán)境與_之間。 (3)范圍：整個(gè)_。,2.特點(diǎn) (1)具有全球性，因此又稱_循環(huán)。 (2)循環(huán)方式：_。 五、實(shí)例碳循環(huán) 1.無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式 _和碳酸鹽；生物群落中的主要存在形式：_；無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式：_。,2.循環(huán)過(guò)程,3.溫室效應(yīng) (1)形成原因：大量化學(xué)燃料的燃燒，大氣中的_含量迅速增加，打破了生物圈中_的平衡。 (2)影響：加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。,六、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系及意義 1.與能量流動(dòng)的關(guān)系 _作為_(kāi)的載體，使_沿著_流動(dòng)；能量作為_(kāi)，使物質(zhì)能夠不斷地在_和_之間循環(huán)往返。 2.意義 通過(guò)_和_，使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一整體。,自我校對(duì) 一、輸入 轉(zhuǎn)化 二、細(xì)胞呼吸 細(xì)胞呼吸 初級(jí)消費(fèi)者 次級(jí)消費(fèi)者 三級(jí)消費(fèi)者 細(xì)胞呼吸 有機(jī)物 細(xì)胞呼吸 熱能 1.固定太陽(yáng)能 2.固定的太陽(yáng)能總量 3.食物鏈 食物網(wǎng) 4.(1)低營(yíng)養(yǎng)級(jí) (2)呼吸作用 下一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 10%-20% 能量金字塔表示 三、1.人工生態(tài)系統(tǒng) 多級(jí)利用 2.調(diào)整 對(duì)人類最有益的部分,四、1.(1)C、H、O、N、P、S (2)生物群落 (3)生物圈 2.(1)生物地球化學(xué) (2)往返循環(huán) 五、1.CO2 有機(jī)物 CO2 2.光合 細(xì)胞呼吸 3.(1)CO2 碳循環(huán) 六、1.物質(zhì) 能量 能量 食物鏈(網(wǎng)) 動(dòng)力 生物群落 無(wú)機(jī)環(huán)境 2.能量流動(dòng) 物質(zhì)循環(huán),基礎(chǔ)自測(cè) 判斷正誤 (1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽(yáng)能。 ( ) (2)流經(jīng)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量是指三級(jí)消費(fèi)者攝入到體內(nèi)的能量。( ) (3)生態(tài)系統(tǒng)中的能量可被多級(jí)循環(huán)利用，從而大大提高能量的利用率。( ) (4)生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者得到的能量必然大于消費(fèi)者得到的。 ( ),(5)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體型必然越大。( ) (6)一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%。( ) (7)當(dāng)狼捕食兔子并同化為自身的有機(jī)物時(shí)，能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入了第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。( ) (8)生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物時(shí)，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落。( ) (9)生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的。( ),(10)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。( ) (11)生物群落內(nèi)部碳元素的循環(huán)屬于碳循環(huán)。( ) (12)碳循環(huán)在生物群落內(nèi)部以CO2形式循環(huán)。( ) (13)化學(xué)燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因。( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13),考點(diǎn)突破 考點(diǎn)一 能量流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn) 1.能量流動(dòng)的過(guò)程圖解,2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源和去路,3.能量流動(dòng)特點(diǎn)及原因分析 (1)單向流動(dòng)： 能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)無(wú)法循環(huán)。 (2)逐級(jí)遞減： 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者，包括未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用的部分。,【注意】 (1)動(dòng)物同化的能量不等于攝入的能量： 動(dòng)物同化的能量=攝入量-糞便有機(jī)物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，就不能說(shuō)蜣螂獲得了大象的能量。 (2)糞便量不是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分： 消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，它實(shí)際上與上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遺體、殘骸一樣，屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者利用的部分。,【例1】 (2014南京模擬)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡(jiǎn)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是( ),A.甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者 B.該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng) C.能量通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D.甲、乙和分解者所貯存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量,【解析】 根據(jù)題中簡(jiǎn)圖可知，甲能夠固定太陽(yáng)能，為生產(chǎn)者，乙從甲獲取能量，為消費(fèi)者，A項(xiàng)正確；該生態(tài)系統(tǒng)需要從外界獲得能量，同時(shí)能量也可以擴(kuò)散到外界，是一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)，B項(xiàng)正確；能量通過(guò)光合作用進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用和分解者的分解作用后有一部分以熱能的形式散失，C項(xiàng)正確；輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲固定的太陽(yáng)能總量，D不正確。 【答案】 D,【例2】 下圖表示甲、乙兩個(gè)特定生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，有關(guān)解釋正確的是( ),A.一個(gè)吃玉米的人所獲得的能量一定比一個(gè)吃牛肉的人獲得的能量多 B.能量沿食物鏈單向流動(dòng)，傳遞效率隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐級(jí)遞減 C.若甲和乙中玉米的數(shù)量相同，能量傳遞效率為10%，且甲能養(yǎng)活10 000人，則乙能養(yǎng)活500人 D.若土壤中含相同濃度的DDT，則甲中的人比乙中的人體內(nèi)DDT濃度低,【解析】 對(duì)于一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，其從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量的多少取決于其攝入量及同化的比例，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；在生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞效率在10%-20%之間，與營(yíng)養(yǎng)級(jí)高低沒(méi)有聯(lián)系，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)每個(gè)人的能量為a，則甲圖中玉米含有的能量為10 000a10%=100 000a，那么乙能養(yǎng)活的人數(shù)為100 000a10%10%a=1 000，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；DDT在食物鏈中具有富集現(xiàn)象，即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，體內(nèi)含有的DDT濃度越大，甲中人處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，乙中人處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，故D項(xiàng)正確。 【答案】 D,【例3】 (2014武昌區(qū)聯(lián)考)圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖，其中、分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的流動(dòng)途徑示意圖，其中a-g表示能量值。請(qǐng)據(jù)圖作答：,(1)圖甲中，m2表示的能量形式為_(kāi)。通常情況下，位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于，主要原因是_。 (2)圖乙中，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)所攝入的全部能量，則B表示_，C表示_。 (3)圖乙中有兩處不同的能量散失途徑，其中E處散失的能量是通過(guò)_實(shí)現(xiàn)的。,(4)若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)、各有一種生物甲、乙、丙，它們構(gòu)成的食物關(guān)系如圖。其中，甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為_(kāi)(用含所給字母的表達(dá)式表示)kJ。,【解析】 (1)m1是輸入到生態(tài)系統(tǒng)中的能量，是太陽(yáng)能。m2是該生態(tài)系統(tǒng)散失的能量，是熱能。在能量傳遞中由于大量能量以熱能形式散失，故最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量最少，位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于。 (2)圖乙中，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)所攝入的全部能量，攝入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(C)。,(3)由圖乙看出，生態(tài)系統(tǒng)能量散失的途徑有兩條：通過(guò)自身的呼吸作用散失；通過(guò)微生物(或分解者)的分解作用散失。 (4)設(shè)至少需要消耗甲的能量為m kJ，則(m-mx)1/5 1/5+mx1/5=A，m=25A/(1+4x)。,【答案】 (1)熱能(或通過(guò)呼吸作用散失的熱量) 在食物鏈中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減，的營(yíng)養(yǎng)級(jí)高，可利用的能量少 (2)所同化的能量 用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用 (4)25A/(1+4x),考點(diǎn)二 能量流動(dòng)相關(guān)計(jì)算 1.根據(jù)能量傳遞效率，計(jì)算種群能量 在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的差別，能量傳遞效率為10%-20%，解題時(shí)注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，從而確定使用10%或20%來(lái)解題。,(1)設(shè)食物鏈為ABCD，分情況討論如下： 已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，則至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量=M(20%)3；最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量=M(10%)3。 已知A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為N，則D營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的最多能量=N(20%)3；最少能量=N(10%)3。,生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量越少，如已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，計(jì)算至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，應(yīng)取最短食物鏈AD，并以20%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M20%；計(jì)算最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最長(zhǎng)的食物鏈ABCD，并以10%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M(10%)3。 (3)在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多種生物按一定比例獲取能量，則按照單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后再合并。,【例4】 有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量( ) A.550 kJ B.500 kJ C.400 kJ D.100 kJ,【解析】 經(jīng)丙丁己庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3=500(kJ)，經(jīng)丙戊庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)2=50(kJ)，即丙最少含500+50=550(kJ)的能量。 【答案】 A,2.計(jì)算能量傳遞效率 計(jì)算公式： 相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量100%。,【例5】 科學(xué)家對(duì)生活在某生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)蜘蛛種群的能量進(jìn)行定量分析，得出了能量流經(jīng)這種肉食動(dòng)物的有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖所示(能量以有機(jī)物的質(zhì)量表示)，下列敘述正確的是 ( ),被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量中的一部分 在食物鏈中，蜘蛛至少位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí) 圖中X代表用于蜘蛛生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量 根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)不能算出獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率 A. B. C. D.,【解析】 本題考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程。理解能量傳遞效率的概念、理清能量的傳遞過(guò)程是正確解答該題的關(guān)鍵；對(duì)進(jìn)行判斷時(shí)，要特別注意同化的含義。被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)殘?bào)w中儲(chǔ)存的能量，是上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量中用于自身生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖中的能量的一部分，正確。在食物鏈中，蜘蛛以小動(dòng)物為食，至少位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，正確。被某一營(yíng)養(yǎng)同化的能量一部分用于自,身呼吸消耗，一部分用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖；后者有一部分流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，一部分被分解者分解和暫不被利用，正確。能量傳遞效率指的是下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量和上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量之比，由于題目中沒(méi)給出上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量值(儲(chǔ)存值為同化量減去消耗量)，不能算出獵物種群和蜘蛛間的能量傳遞效率，正確。 【答案】 A,A.構(gòu)成了唯一一條食物鏈 B.由NP可知被調(diào)查時(shí)刻該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入大于輸出 C.能量在第三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率約為5.5%，低于10%，也是有可能的 D.的糞便中所含能量是其GP的一部分,【解析】 是分解者，不參與構(gòu)成食物鏈，A項(xiàng)錯(cuò)誤；題干中NP=GP-R，NP都大于零，故能量的輸入大于輸出，B項(xiàng)正確；能量的傳遞效率一般是10%-20%，但是有些營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞的效率可低于10%，或高于20%，C項(xiàng)正確；生物體糞便中的能量是未被自身同化的能量，屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 AD,【例7】 (2014蘇北四市聯(lián)考)某自然保護(hù)區(qū)地震后，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，植被毀損達(dá)到30%以上。圖1為該地區(qū)在人為干預(yù)下恢復(fù)過(guò)程的能量流動(dòng)圖單位為103 kJ/(m2y)，圖2表示恢復(fù)過(guò)程中某種群的種群密度對(duì)種群的出生率和死亡率的影響。請(qǐng)回答：,(1)如圖1所示，輸入該生態(tài)系統(tǒng)的能量主要是_，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為_(kāi)(保留一位小數(shù))。 (2)圖1中A表示_，圖中未利用部分的能量在生物體內(nèi)的存在形式是_。 (3)如圖1所示，除生產(chǎn)者外其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)需要補(bǔ)償能量輸入的原因是_。計(jì)算可知，肉食性動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值至少為_(kāi)103 kJ/(m2y)。,(4)由圖2可知，種群密度在_點(diǎn)時(shí)，種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率最大；在_點(diǎn)時(shí)，表示該種群已達(dá)到環(huán)境容納量(K值)。 (5)隨著時(shí)間的推移，地震毀損的自然保護(hù)區(qū)內(nèi)生物的種類和數(shù)量不斷恢復(fù)的過(guò)程屬于_演替。,【解析】 (1)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入有兩種方式：輸入的太陽(yáng)能和人為輸入的有機(jī)物，從圖可以推知，該生態(tài)系統(tǒng)輸入的太陽(yáng)能為3+14+70+23=110103 kJ/(m2y)，輸入的有機(jī)物能量為7103 kJ/(m2y)，所以輸入該生態(tài)系統(tǒng)的能量主要是生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為14/110100%=12.7%(保留一位小數(shù))。,(2)圖1中A表示細(xì)胞呼吸(或呼吸作用)，圖中未利用部分的能量在生物體內(nèi)的存在形式是有機(jī)物中的化學(xué)能。 (3)如圖1所示，除生產(chǎn)者外其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)需要補(bǔ)償能量輸入的原因是植被受損，光合作用能力減弱，流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量減少；補(bǔ)償能量輸入可以減輕植被恢復(fù)的壓力。從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為：(14+2)-(0.5+4+9)=2.5 103 kJ/(m2y)，肉食性動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值至少為：(0.05+0.25+2.1+5.1)-2.5=5103kJ/(m2y)。,(4)由圖2可知，種群密度在C點(diǎn)時(shí)，種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率最大；在E點(diǎn)時(shí)，種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率為0，表示該種群已達(dá)到環(huán)境容納量(K值)。 (5)隨著時(shí)間的推移，地震毀損的自然保護(hù)區(qū)內(nèi)生物的種類和數(shù)量不斷恢復(fù)的過(guò)程屬于群落(或次生)演替。 【答案】 (1)生產(chǎn)者光合作用固定的太陽(yáng)能 12.7% (2)細(xì)胞呼吸(或呼吸作用) 有機(jī)物中的化學(xué)能 (3)植被受損，流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量減少；減輕植被恢復(fù)的壓力(答出前者即可) 5 (4)C E (5)群落(或次生),考點(diǎn)三 物質(zhì)循環(huán) 1.碳循環(huán)過(guò)程分析,(4)概括物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。 全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。 往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。 (5)碳循環(huán)及存在形式： 在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境間：以CO2形式循環(huán)。 在生物群落內(nèi)部：以含碳有機(jī)物形式傳遞。 在無(wú)機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。,【注意】 (1)物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，能量單向流動(dòng)不循環(huán)，所以不能說(shuō)能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。 (2)物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈，因此物質(zhì)循環(huán)具有全球性。,【例8】 如圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過(guò)程。下列相關(guān)敘述中，不正確的是( ),A.d過(guò)程代表光合作用，b過(guò)程代表呼吸作用 B.甲所示的營(yíng)養(yǎng)級(jí)在食物鏈中占有的碳元素最多 C.碳元素在甲、乙、丙之間以有機(jī)物的形式傳遞 D.碳元素可在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用,【解析】 丁為無(wú)機(jī)環(huán)境，甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者。d過(guò)程代表呼吸作用，b過(guò)程代表光合作用；甲為生產(chǎn)者，生產(chǎn)者在食物鏈中所含有機(jī)物中的能量最多，在食物鏈中占有的碳元素最多；碳元素在生物群落內(nèi)部主要以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞，在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間主要以二氧化碳的形式進(jìn)行傳遞；碳元素可以在生態(tài)系統(tǒng)中反復(fù)利用。 【答案】 A,【例9】 分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡(jiǎn)圖，不能得到的結(jié)論是( ),A.物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng) B.能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返 C.能量的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量 D.碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的,【解析】 生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量是指生產(chǎn)者總的同化量，的總和小于生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量。 【答案】 C,精要點(diǎn)撥 (1)首先找出兩個(gè)成分之間具有雙向箭頭的，一個(gè)為生產(chǎn)者，一個(gè)是大氣中的CO2庫(kù)。其他各個(gè)成分都有箭頭指向大氣中的CO2庫(kù)。 (2)然后觀察剩余的幾個(gè)成分，其中其他生物部分的箭頭都指向的是分解者，剩余的成分為消費(fèi)者。,模型一 分析：E為生產(chǎn)者；F、D、B都為消費(fèi)者；C為分解者；A為大氣中的CO2庫(kù)。,模型二 分析：A為生產(chǎn)者；B為消費(fèi)者；C為分解者；D為大氣中的CO2庫(kù)。,模型三 分析：A為生產(chǎn)者；C為消費(fèi)者；B為分解者；D為大氣中的CO2庫(kù)。,模型四 分析：A為生產(chǎn)者；B、C都為消費(fèi)者；D為分解者。,考點(diǎn)四 實(shí)驗(yàn)土壤微生物的分解作用 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。 (2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，其分解速率與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子有關(guān)。,【例10】 同學(xué)們?cè)谡n外活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)植物的落葉在土壤里會(huì)逐漸腐爛，形成腐殖質(zhì)。他們猜測(cè)落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤微生物分解能力不同，并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先要遵循的是_原則和_原則。,(2)以帶有同種落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料，均分為A和B。實(shí)驗(yàn)時(shí)A不做處理(自然狀態(tài))；B用塑料袋包好，放在60 的恒溫箱中滅菌1 h。B處理的目的是_ _。 (3)“(2)”中實(shí)驗(yàn)的自變量是_，因變量是_，無(wú)關(guān)變量是_ _(至少寫出兩點(diǎn))。,(4)如果同學(xué)們的猜測(cè)是正確的，若干天后“(2)”中B組的落葉_。 (5)如果同學(xué)們用帶有相同量同種植物落葉的凍土苔原和熱帶雨林的等量土壤為實(shí)驗(yàn)材料，分別模擬原生態(tài)系統(tǒng)的無(wú)機(jī)環(huán)境條件進(jìn)行C組和D組的實(shí)驗(yàn)，定期抽樣檢測(cè)樣品土壤中未腐爛的落葉的含量，請(qǐng)根據(jù)預(yù)期結(jié)果在如圖中繪出相應(yīng)的曲線。,【解析】 由題意可知該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，實(shí)驗(yàn)的自變量是土壤中微生物的有無(wú)，因變量是落葉的腐爛程度。為遵循生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則，所以應(yīng)盡量減少無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，如土壤溫度、濕度、pH、落葉的種類和大小等。在繪制曲線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：明確橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義，其中縱坐標(biāo)為未腐爛的落葉量；兩曲線的起點(diǎn)相同，注意縱坐標(biāo)初始值不為0；由于微生物的分解作用，兩曲線呈下降趨勢(shì)，且D組下降速度較C組快；隨時(shí)間延長(zhǎng)，微生物的數(shù)量增多，故兩曲線的下降趨勢(shì)是由慢到快。,【答案】 (1)單一變量 對(duì)照 (2)殺死土壤微生物，同時(shí)避免土壤理化性質(zhì)的改變 (3)土壤微生物(作用)的有無(wú) 落葉的腐爛程度 土壤溫度、含水量、pH、落葉的種類和大小等(合理即可) (4)腐爛程度小于對(duì)照組 (5)如下圖,課堂練習(xí) 1.教材原話填空。 (1)生態(tài)系統(tǒng)中能量的_過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。 (2)能量流動(dòng)中“未利用”是指_的能量。 (3)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：_和_。,(4)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。如“?；~(yú)塘”能實(shí)現(xiàn)_，從而大大提高_(dá)。 (5)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們合理地_，使能量_。 (6)組成生物體的_，都不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。這里所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)，指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)_，其中的物質(zhì)循環(huán)具有_，因此又叫_。,答案 (1)輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的 (2)未被自身呼吸作用消耗，也未被后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用 (3)單向流動(dòng) 逐級(jí)遞減 (4)對(duì)能量的多級(jí)利用 能量的利用率 (5)調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系 持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?(6)C、H、O、N、P、S等元素 生物圈 全球性 生物地球化學(xué)循環(huán),2.如圖所示生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)不正確的是( ),A.次級(jí)消費(fèi)者的糞便中的能量去路包括在途徑中 B.從能量關(guān)系看+ C.一般情況下，為的10%-20% D.由于生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具有單向性,解析 次級(jí)消費(fèi)者的糞便中的能量并沒(méi)有被次級(jí)消費(fèi)者同化，因此不能包括在途徑中；是由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞給第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，也就是次級(jí)消費(fèi)者同化的能量，是由第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞給第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，是次級(jí)消費(fèi)者被分解者分解利用的能量，因此+；是生產(chǎn)者被初級(jí)消費(fèi)者同化的能量，因此為的10%-20%；由于食物鏈的相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間都是捕食關(guān)系，因此能量流動(dòng)不可逆轉(zhuǎn)，具有單向性。 答案 A,3.有如圖所示的一個(gè)食物網(wǎng)(能量傳遞效率按10%計(jì)算)，則下列敘述中正確的是( ),A.該食物網(wǎng)中初級(jí)消費(fèi)者是昆蟲(chóng)，次級(jí)消費(fèi)者是鳥(niǎo) B.昆蟲(chóng)屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鳥(niǎo)屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) C.若綠色植物固定的太陽(yáng)能總量為M，昆蟲(chóng)獲得的總能量為m1，鳥(niǎo)獲得的總能量為m2，則Mm1+m2 D.在鳥(niǎo)類的食物構(gòu)成中，若動(dòng)物性食物占1/3，植物性食物占2/3，則鳥(niǎo)類增加能量A時(shí)，生產(chǎn)者需提供能量為55A,解析 能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，因此綠色植物固定的太陽(yáng)能總量M一定比昆蟲(chóng)獲得的總能量m1和鳥(niǎo)獲得的總能量m2大。 答案 C,4.下圖表示某水生生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，下列敘述中正確的是( ),A.此水生生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率不足10% B.該生態(tài)系統(tǒng)的全部食肉動(dòng)物構(gòu)成一個(gè)種群 C.該生態(tài)系統(tǒng)的浮游植物、食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物構(gòu)成群落 D.該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)彼此獨(dú)立,解析 此生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物到食草動(dòng)物的能量傳遞效率為2 491/36 6297%，食草動(dòng)物到食肉動(dòng)物的傳遞效率為200/ 2 4918%，此水生生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率不足10%；該生態(tài)系統(tǒng)的某種生物構(gòu)成一個(gè)種群；群落應(yīng)包括該生態(tài)系統(tǒng)中全部的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者；生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)伴隨著物質(zhì)循環(huán)。 答案 A,5.下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分過(guò)程，其中甲、乙、丙、丁組成生物群落。下列分析錯(cuò)誤的是( ),A.甲是綠色植物，丙是肉食動(dòng)物 B.圖中箭頭可以表示碳元素的流動(dòng)方向 C.過(guò)程中伴隨著能量的傳遞，其中丁所含的能量最少 D.無(wú)機(jī)環(huán)境中的CO2可以來(lái)自細(xì)胞呼吸,解析 根據(jù)題圖中的雙箭頭的位置，可推知甲為生產(chǎn)者，乙為初級(jí)消費(fèi)者，丙為次級(jí)消費(fèi)者，丁為分解者。由此可知丁不在食物鏈上，故能量含量最少的應(yīng)是丙。 答案 C,6.在碳循環(huán)中，連通無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落的生物類群和生理作用分別是( ) 生產(chǎn)者 消費(fèi)者 分解者 光合作用 呼吸作用 蒸騰作用 化能合成作用 A.； B.； C.； D.；,解析 碳循環(huán)中，生產(chǎn)者通過(guò)光合作用或化能合成作用將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物進(jìn)入生物群落，分解者則通過(guò)分解作用把有機(jī)物變成CO2返回?zé)o機(jī)環(huán)境。 答案 B,7.下圖是麻風(fēng)樹(shù)林中兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)圖解，已知麻風(fēng)樹(shù)的總能量為a，其中字母代表了能量，則下列敘述不正確的是( ),A.從麻風(fēng)樹(shù)輸入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為a/a B.c是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)發(fā)育和生殖的能量 C.d是指呼吸作用消耗的能量 D.該圖中不包括非生物的物質(zhì)和能量,解析 由題干中的信息可知，該圖只包括兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，麻風(fēng)樹(shù)是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，則a只能代表第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入量，b代表第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖的能量，e則是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入分解者的能量；該圖解中包括了生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，沒(méi)有非生物的物質(zhì)和能量。 答案 A,8.據(jù)圖回答下列與生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)的問(wèn)題。,(1)若圖1是碳循環(huán)示意圖，則丁指的是生態(tài)系統(tǒng)中的_。甲代表的生態(tài)系統(tǒng)的成分是_。 若圖1中的“”僅表示二氧化碳的流動(dòng)方向，則不會(huì)存在的過(guò)程有_。 (2)若生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的食物關(guān)系如圖2所示，設(shè)E種群同化的能量為1106 kJ；B種群同化的能量為2104 kJ，D種群同化的能量是2.5104 kJ，能量傳遞效率按20%計(jì)算，當(dāng)A只捕食C時(shí)，則A的能量值是_。,(3)圖3是該生態(tài)系統(tǒng)中能量流向蛙類后發(fā)生的一系列變化示意圖。圖中的D表示通過(guò)呼吸作用散失的能量，圖中A、B、C表示的含義分別為：A_，B_，C_。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，蛙的種群數(shù)量一般處于_(填“K”或“K/2”)值，此時(shí)蛙出生率和死亡率之間的關(guān)系是_。,解析 (1)由甲與丁間存在雙向箭頭，且存在3個(gè)指向丁的箭頭可確認(rèn)丁為“大氣中的CO2庫(kù)”，甲為生產(chǎn)者；碳在生物群落內(nèi)部的傳遞形式為含碳有機(jī)物，而不是CO2。,(2)E可傳向D、B、C的能量總和為110620%=2105 (kJ)，則C的能量為2105-2104-2.5104=1.55105 (kJ)，故A只捕食C時(shí)，A的能量值為1.5510520%=3.1 104(kJ)。(3)攝入量-糞便量=同化量，同化量-呼吸量=用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，故A為同化量，B為用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量，C為分解者利用的能量。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，種群數(shù)量處于K值，此時(shí)出生率=死亡率。,答案 (1)大氣中的二氧化碳庫(kù) 生產(chǎn)者 (2)3.1104 kJ (3)蛙同化的能量 用于蛙生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量 分解者利用的能量 K 出生率=死亡率,