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。能量流動的傳遞效率一般只有約10%，所以越是處在食物鏈高位的動物，其數(shù)量就越少、生物量就越小、能量也越少。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。物質(zhì)循環(huán)中碳循環(huán)協(xié)調(diào)被打破是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要原因。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)。反饋調(diào)節(jié)包括負反饋和正反饋。正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠離穩(wěn)態(tài)，對生態(tài)系統(tǒng)有極大的破壞作用，從長遠看，生態(tài)系統(tǒng)中負反饋調(diào)節(jié)起主要作用。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。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)達到最穩(wěn)定狀態(tài)時，它能在很大程度上克服和消除外來干擾，保持自身的穩(wěn)定性。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動1生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動方向在生態(tài)系統(tǒng)中，能量不斷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，此即生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動。2能量流動的過程示意圖 (1)補充圖中標(biāo)號代表的內(nèi)容：甲：生產(chǎn)者；乙、丙：消費者；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(1)能量流動與物質(zhì)循環(huán)不同，能量流動是單向的、不可逆的，在流動過程中每傳遞一次損失一大半，最終都將以熱能形式耗散到周圍空間，所以生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界輸入能量，才能維持其正常功能。(2)能量從植物到植食動物或從植食動物到肉食動物的傳遞效率(相鄰營養(yǎng)級間傳遞效率×100%)一般只有約10%，因此，越是處在食物鏈高位的動物，其數(shù)量就越少、生物量就越小、能量也越少，價值就越高。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物中的總能量。2結(jié)合教材P110圖69思考下列問題：(1)植食動物(初級消費者)攝入的能量是其同化量嗎？它們之間存在什么關(guān)系？提示：初級消費者攝入的能量不等于其同化量，它們之間存在的關(guān)系是：同化量攝入量糞便量。(2)初級消費者糞便中的能量是其同化量的一部分嗎？為什么？提示：不是，初級消費者糞便中的能量不屬于其同化的能量，而是屬于生產(chǎn)者所同化的能量。 (3)能量流動在生產(chǎn)者與植食性動物之間的傳遞效率是多少？能總結(jié)出能量傳遞效率的計算公式嗎？提示：13.5%，計算公式：相鄰營養(yǎng)級間傳遞效率×100%。(4)流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？提示：大部分能量通過細胞呼吸以熱能的形式散失。遺體遺物被分解者分解利用。還有一部分能量未被利用。3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胞呼吸過程中以熱能形式散失，而熱能是不能被生物再度利用的。1生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程(1)起點：從生產(chǎn)者(主要是綠色植物)固定太陽能開始。(2)總能量：該生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者所固定的太陽能總量。(3)能量的傳遞(不是個體也不是種群之間傳遞而是營養(yǎng)級之間傳遞)：傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。傳遞形式：有機物中的化學(xué)能。傳遞過程：能量傳遞率：輸入某一營養(yǎng)級的能量中，只有約10%的能量流入到下一營養(yǎng)級。計算方法為：能量傳遞效率×100% 。(4)能量的轉(zhuǎn)化：生產(chǎn)者：光能有機物中的化學(xué)能。消費者：食物化學(xué)能自身化學(xué)能。(5)能量的散失：形式：熱能，熱能是能量流動的最后形式。過程：有機物 (化學(xué)能 )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)(生物體有機物)中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機環(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研究能量流動的意義(1)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。(2)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Ｉ鷳B(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)數(shù)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)路線：碳循環(huán)的基本路線是從大氣圈到植物和動物，再從動植物通向分解者，最后又回到大氣圈。大氣中CO2的含量有著明顯的晝夜變化和季節(jié)變化。(2)海洋與碳循環(huán)：海洋的含碳量是大氣圈含碳量的50倍，海洋對于調(diào)節(jié)大氣圈中的含碳量起著非常重要的作用。CO2在大氣圈和水圈的界面上通過擴散作用而互相交換著。如果大氣圈中CO2發(fā)生局部短缺，水圈里溶解態(tài)的CO2就會更多地進入大氣圈，同樣，若水圈里碳酸氫根離子在光合作用中被植物耗盡，也可及時從大氣中得到補充。(3)人類活動對碳循環(huán)的影響：人類每年因能源消費而向大氣中排放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，致使大氣中二氧化碳CO2含量持續(xù)增加。1填寫出圖中所表示的內(nèi)容：提示：光合作用，細胞呼吸，植物(生產(chǎn)者)，動物(消費者)，細胞呼吸，分解者的分解作用。2碳元素在無機環(huán)境和生物群落中分別以什么形式存在？在無機環(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行循環(huán)？提示：碳元素在無機環(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物的形式存在；在無機環(huán)境和生物群落之間以CO2的形式進行循環(huán)，在群落內(nèi)部以含碳有機物的形式流動。3大氣中的CO2通過哪些途徑進入生物群落？生物群落中的有機碳通過哪些途徑形成CO2釋放到大氣中？提示：大氣中的CO2通過光合作用等進入生物群落。生物群落中的有機碳通過動植物的細胞呼吸，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。4造成溫室效應(yīng)的原因是什么？減緩溫室效應(yīng)可以采取哪些措施？提示：溫室效應(yīng)主要是指由于化石燃料的大量燃燒以及森林、草原等植被的破壞造成大氣中CO2濃度升高的現(xiàn)象。減緩溫室效應(yīng)可以采取以下措施：一是開發(fā)新能源，減少化石燃料的使用；二是大力植樹造林，增加對CO2的吸收。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)形式：CO2。(2)碳循環(huán)過程圖解如下：3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：負反饋：負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，從長遠看，生態(tài)系統(tǒng)中負反饋調(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請歸納總結(jié)生物種類與自我調(diào)節(jié)能力的關(guān)系。提示：生物種類繁多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜自我調(diào)節(jié)能力強抵抗外力干擾的能力強。2為何從長遠看，生態(tài)系統(tǒng)中負反饋調(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。3生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)力，可以一直保持穩(wěn)定狀態(tài)嗎？舉例說明。提示：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)力，可在很大程度上克服和消除外來的干擾，保持穩(wěn)定，但它的調(diào)節(jié)力有限，當(dāng)外來干擾因素超過一定限度時，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能本身會受到損害。如：火山爆發(fā)、地震等。4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)機制，進而抵抗外界干擾，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某種植玉米的農(nóng)場，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答(不考慮空間因素)：(1)請繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網(wǎng)。(2)牛與雞之間_(填“有”或“無”)競爭關(guān)系，理由是_。人與雞的種間關(guān)系是_，人與牛的種間關(guān)系是_。(3)流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自_所固定的_，無機環(huán)境中的碳以_形式進入該人工群落。(4)假設(shè)該農(nóng)場將所生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用?，F(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產(chǎn)出的雞仍供人食用。理論上，該農(nóng)場供養(yǎng)的人數(shù)將會_(填“增多”、“不變”或“減少”)，理由是_。 精講精析(1)從題干信息所給出的生物之間的食物關(guān)系，可寫出該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng))。(2)因為牛與雞所需食物資源不同(牛食玉米秸稈、雞食玉米子粒)，所以它們之間無競爭關(guān)系，人與雞之間構(gòu)成的是捕食與競爭的關(guān)系，人與牛之間構(gòu)成捕食關(guān)系。(3)流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽能，因此流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自玉米所固定的太陽能，無機環(huán)境中的碳是以CO2的形式通過綠色植物的光合作用進入該人工群落的。(4)結(jié)合食物網(wǎng)，當(dāng)雞食用玉米增多時，人從玉米中獲得的能量將減少，即能量的利用率降低，該農(nóng)場可供養(yǎng)的人數(shù)將會減少。答案(1)如圖(2)無它們所需食物資源不同(或牛食玉米秸稈、雞吃玉米子粒)捕食與競爭 捕食(3)玉米(其他合理答案也可)太陽能CO2(4)減少改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量，導(dǎo)致人獲得的能量減少(1)同一營養(yǎng)級生物之間是競爭關(guān)系。(2)能量沿食物鏈(網(wǎng))傳遞時，單向遞減。食物鏈越長，散失能量越多，營養(yǎng)級越高得到的能量越少，數(shù)量越少。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下圖是自然界碳循環(huán)的簡圖，據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是()A甲為分解者，乙為消費者，丙為生產(chǎn)者B表示CO2通過甲、丙、乙的呼吸作用進入大氣中C表示大氣中CO2進入生物群落的主要途徑D碳元素以無機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只能通過丙進入生物群落，故丙為生產(chǎn)者，為生產(chǎn)者將CO2固定為有機物；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、消費者；表示通過分解者、生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用將生物群落內(nèi)的有機物分解為CO2返回大氣。碳元素在生物群落內(nèi)以有機物形式傳遞，其途徑為食物鏈(網(wǎng))，故D錯誤。答案為D。碳循環(huán)模式圖中生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷 (1)首先雙向箭頭的兩端分別是生產(chǎn)者和大氣中的CO2，因為只有生產(chǎn)者既能通過光合作用或化能合成作用從大氣中吸收CO2，又能通過呼吸作用向大氣中釋放CO2，因此只有生產(chǎn)者與大氣中的CO2之間具有雙向箭頭(如圖1中的A與B、圖2中的A與C、圖3中的A與E、圖4中的A與B)。(2)在此基礎(chǔ)上，其他成分都有箭頭指向的為大氣中的CO2，因為生產(chǎn)者、消費者、分解者都可通過呼吸作用向大氣中釋放CO2(如圖1中的B、圖2中的C、圖3中的A、圖4中A)，雙向箭頭的另一端則為生產(chǎn)者(如圖1中的A、圖2中的A、圖3中的E、圖4中的B)。(3)除大氣中的CO2外其他生物成分都有箭頭指向的為分解者，因為動植物的遺體遺物都要被分解者分解(如圖1中的D、圖2中的E、圖3中的C、圖4中D)，剩下的成分為消費者(如圖1中的C、圖2中的B、D，圖3中的B、D、F，圖4中的C)。2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)致能量流動具有單向性特點。綜合考查物質(zhì)循環(huán)與能量流動及其之間的關(guān)系例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，還包含消費者通過呼吸作用散失的能量3下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系的敘述中，不正確的是()A二者是密切聯(lián)系的兩個過程B在能量流動過程中，物質(zhì)是能量的載體C能量是物質(zhì)循環(huán)的動力D從能量流動和物質(zhì)循環(huán)的角度來看，生態(tài)系統(tǒng)是一個自給自足的系統(tǒng)解析：選D能量流動與物質(zhì)循環(huán)是密不可分的，它們將生態(tài)系統(tǒng)的各個成分緊密地聯(lián)系在一起，但能量是單向流動、逐級遞減的，故生態(tài)系統(tǒng)在能量上不能自給自足?？疾樯鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機制例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早期不屬于負反饋，后期屬于負反饋B早期屬于負反饋，后期不屬于負反饋C早期、后期均屬于負反饋D早期、后期均不屬于負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)的負反饋調(diào)節(jié)B負反饋調(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生物群落與無機環(huán)境之間不存在負反饋調(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環(huán)境之間。課堂回扣練習(xí)一、概念原理識記題1下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中，不正確的是()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進入生物群落的生理過程是()光合作用細胞呼吸分解作用燃燒作用蒸騰作用ABCD解析：選A無機環(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物進入生物群落的，還有很小的一部分通過化能合成作用合成有機物進入生物群落。二、易錯易混辨析題3下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述不正確的是()A負反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)B“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力C某營養(yǎng)級的一些生物消失，可由同一營養(yǎng)級的其他生物替代D平衡生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性解析：選D增加生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類可以提高其穩(wěn)定性，平衡生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量并不能提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性?；乜壑R點1能量流動的含義和特點。 2碳循環(huán)的過程。 3易誤點提醒：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)通過自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)，調(diào)節(jié)能力的大小取決于該生態(tài)系統(tǒng)生物種類和數(shù)量的合理搭配。三、基本原理應(yīng)用題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過程C過程的加劇是造成溫室效應(yīng)的主要原因D達到平衡狀態(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、丙為消費者，圖中乙都是自養(yǎng)生物，光合生物(如藍細菌)中沒有葉綠體但含有色素；適度松土不可以促進消費者的呼吸作用過程，而是促進分解者的分解作用；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，碳元素由無機環(huán)境進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。4能力遷移：本題考查運用所學(xué)知識對物質(zhì)循環(huán)過程及相關(guān)問題進行分析的能力。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，為消費者，則E1為太陽能。2(江蘇高考)有人發(fā)起“多吃素食、少吃肉食”的運動，以支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民。運用生態(tài)學(xué)知識對此的合理解釋是()A多吃肉食會增加心血管病的發(fā)病率B直接以低營養(yǎng)級的生物為食將消耗生態(tài)系統(tǒng)更多的能量C多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量更多D節(jié)省的肉食可以幫助災(zāi)民提高營養(yǎng)水平解析：選C“多吃素食、少吃肉食”能節(jié)約糧食，其生態(tài)學(xué)原理在于降低人在食物鏈中的營養(yǎng)級，減少食物鏈環(huán)節(jié)及其能量消耗，從而節(jié)約更多的糧食。3可以說明生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的簡單實例是()A食草動物數(shù)量增加，導(dǎo)致植物數(shù)量減少，從而引起食草動物數(shù)量增長受到抑制B豆科植物供給根瘤菌有機養(yǎng)料，并從根瘤菌獲得含氮養(yǎng)料C山區(qū)植被遭到破壞后造成水土流失D廢棄耕地上雜草叢生解析：選A生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是通過內(nèi)部的反饋調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，A選項調(diào)節(jié)的結(jié)果是使食草動物的數(shù)量趨于穩(wěn)定，這是負反饋調(diào)節(jié)的例子。4下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，不正確的是()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，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來干擾的能力越高。5.右圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，下列敘述正確的是()A過程代表綠色植物的光合作用B圖中甲、乙分別代表消費者和生產(chǎn)者C溫室效應(yīng)主要是由過程造成的D農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中耕松土可以增大過程解析：選C過程代表綠色植物的光合作用；圖中甲為分解者，乙為生產(chǎn)者，丙為消費者；溫室效應(yīng)主要是由化石燃料的燃燒(過程)造成的；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中耕松土一般可以增大過程。6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，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，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。7生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的大小與下列因素有關(guān)的是()A生態(tài)因素的好壞B生態(tài)系統(tǒng)成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的繁簡C生態(tài)系統(tǒng)的范圍大小D生態(tài)系統(tǒng)動物數(shù)量的多少解析：選B生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力決定于生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，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，生態(tài)系統(tǒng)就越易破壞；生態(tài)系統(tǒng)的生物的種類和數(shù)量越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力就越大，生態(tài)系統(tǒng)就越易維持。8下圖所示為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項分析不正確的是()A次級消費者糞便中的能量應(yīng)歸于B從能量關(guān)系看；從數(shù)量上看，各級消費者的個體數(shù)不一定比生產(chǎn)者少C一般情況下，約為的10%D生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可能逆轉(zhuǎn)，所以能量流動具有單向性解析：選A次級消費者的糞便，不屬于其同化的能量，而屬于初級消費者同化的能量，應(yīng)歸于；生產(chǎn)者固定的太陽能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，表示初級消費者獲得的總能量。為次級消費者獲得的總能量，自身呼吸消耗。能量流動是單向傳遞、逐級遞減的，下一營養(yǎng)級同化量約為上一營級的10%。二、非選擇題9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)。回答下列問題：(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97 kJ/(cm2·a)63 kJ/(cm2·a)306 kJ/(cm2·a)466kJ/(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)初級消費者同化的能量用于生長發(fā)育和繁殖的能量(在細胞呼吸中)以熱能形式散失(5)自我調(diào)節(jié)負反饋調(diào)節(jié)10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)負反饋自我調(diào)節(jié)(2)能 能