高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 2-4 生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán) 新人教版必修3

第4講生態(tài)系統(tǒng)的功能——能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用(Ⅱ)知識(shí)點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1．概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的①________、②________、③________和④________的過程2．過程(1)輸入途徑：主要是生產(chǎn)者的⑤________(2)起點(diǎn)：從⑥________固定太陽(yáng)能開始，總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能(3)途徑：以有機(jī)物形式沿⑦_(dá)_______向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞；散失的是三大功能類群生物呼吸作用產(chǎn)生的熱能3．特點(diǎn)(1)⑨________：沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可eq\o(○,\s\up1(10))________，也不能?________(2)?________(傳遞效率為10%～20%)a．每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都因呼吸作用而散失部分熱能b．每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有部分能量被分解者利用c．每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物總有一部分能量不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用能量金字塔：將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值?________繪成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形4．意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)?________，使能量得到?________的利用(2)幫助人們合理地?________生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量?________地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠窒胍幌耄耗硠?dòng)物同化能量為100kJ，其中有多少能量隨糞便排出？知識(shí)點(diǎn)二生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1．概念無機(jī)環(huán)境eq\o(,\s\up7(C、H、O、N、P、S),\s\do5(全球性、循環(huán)性))生物群落2．特點(diǎn)?________、反復(fù)利用、?________3．實(shí)例——碳循環(huán)(1)碳在無機(jī)自然界中的存在形式：?________和碳酸鹽(2)循環(huán)形式：eq\o(○,\s\up1(21))________(主要)(3)循環(huán)過程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(無機(jī)環(huán)境,CO2)\o(,\s\up7(光合作用、化能合成作用),\s\do5(細(xì)胞呼吸、微生物分解、化學(xué)燃料燃燒))\a\vs4\al(生物群落,有機(jī)物),在生物群落中以\o(○,\s\up1(22))形式沿\o(○,\s\up1(23))傳遞))(4)溫室效應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(形成原因：化學(xué)燃料的大量燃燒，大氣中的\o(○,\s\up1(24))含量迅速增加，,打破了生物圈中\(zhòng)o(○,\s\up1(25))的平衡,影響：加快極地和高山冰川的\o(○,\s\up1(26))，,導(dǎo)致海平面\o(○,\s\up1(27))，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅))4．與能量流動(dòng)的關(guān)系：二者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割5．意義通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中的eq\o(○,\s\up1(28))________緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一整體議一議：就能量和物質(zhì)而言生物圈可否保障“自給自足”？為什么？,能量流動(dòng)過程圖解(以初級(jí)消費(fèi)者為例)上述圖解中存在如下三種關(guān)系：(1)同化量＝攝入量－糞便(2)同化量＝呼吸散失量＋儲(chǔ)存量(3)糞便實(shí)際上是上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的未被利用的成分，通過分解者將其分解。判一判1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)指能量的輸入和輸出過程()。2．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()。3．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向的，且是逐級(jí)遞減的()。4．相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率不會(huì)小于10%，也不會(huì)大于20%()。5．研究能量流動(dòng)，可合理設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，高效利用能量()。6．研究能量流動(dòng)，可調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類()。7．參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物()。8．物質(zhì)和能量都是往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用的()。9．物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體，能量流動(dòng)是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力()。10．化學(xué)燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因()。自我校對(duì)：①輸入②傳遞③轉(zhuǎn)化④散失⑤光合作用⑥生產(chǎn)者⑦食物鏈⑧分解者⑨單向流動(dòng)eq\o(○,\s\up1(10))逆轉(zhuǎn)?循環(huán)流動(dòng)?逐級(jí)遞減?由低到高?人工生態(tài)系統(tǒng)?最有效?調(diào)整?持續(xù)高效?全球性?循環(huán)流動(dòng)?CO2eq\o(○,\s\up1(21))CO2eq\o(○,\s\up1(22))有機(jī)物eq\o(○,\s\up1(23))食物鏈或食物網(wǎng)eq\o(○,\s\up1(24))CO2eq\o(○,\s\up1(25))碳循環(huán)eq\o(○,\s\up1(26))融化eq\o(○,\s\up1(27))上升eq\o(○,\s\up1(28))各種組成成分想一想：動(dòng)物糞便應(yīng)屬食物殘?jiān)@是未曾消化吸收的部分，它不屬動(dòng)物的同化量，故動(dòng)物同化能量中沒有隨糞便排出的能量。議一議：由于能量流動(dòng)只能是單向的、逐級(jí)遞減的，流向一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量只能從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始，因此生物圈內(nèi)的能量無法實(shí)現(xiàn)自給自足——它必須依賴生物圈外向其源源不斷地輸入太陽(yáng)能。然而，就物質(zhì)而言由于物質(zhì)是可循環(huán)流動(dòng)，反復(fù)利用的，故生物圈可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)上的自給自足。判一判：1.×2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.√生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)分析eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年15考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(安徽卷、海南卷，四川卷，山東卷、福建卷……))))1．對(duì)能量流動(dòng)的理解“能量流動(dòng)”是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一，能量是維持生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的動(dòng)力。起點(diǎn)生產(chǎn)者源頭光能能量輸入相關(guān)生理過程光合作用、化能合成作用總能量生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量能量的傳遞傳遞形式：有機(jī)物傳遞渠道：沿食物鏈和食物網(wǎng)能量的散失相關(guān)生理過程細(xì)胞呼吸形式熱能能量流動(dòng)特點(diǎn)①逐級(jí)遞減；②單向流動(dòng)2.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量來源與去路的分析(1)能量來源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生產(chǎn)者的能量主要來自太陽(yáng)能,消費(fèi)者的能量來自于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量))(2)能量去向：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：①定量不定時(shí)(能量的最終去路)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.自身呼吸消耗,b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),c.被分解者分解利用))②定量定時(shí)：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)的去路可有四條：a．自身呼吸消耗；b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。3．流動(dòng)模型——生態(tài)金字塔的類型、含義比較能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有逐級(jí)遞減的特性一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減一般生物有機(jī)物的總質(zhì)量沿食物鏈升高逐級(jí)遞減每一階含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物總量特殊形狀無樹→昆蟲→鳥極少4.能量流動(dòng)特點(diǎn)及原因(1)單向流動(dòng)——捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，不能“逆轉(zhuǎn)”；散失的熱能不能利用，無法“循環(huán)”。(2)逐級(jí)遞減——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用5．能量傳遞效率能量傳遞效率＝eq\f(下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量,上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量)×100%一般說來，能量傳遞的平均效率大約為10%～20%?！铩铩锉究键c(diǎn)屬高考重點(diǎn)與熱點(diǎn)之一，對(duì)能量流動(dòng)的考查所涉及的主要內(nèi)容包括能量流動(dòng)的特點(diǎn)、相關(guān)概念的比較理解(如能量傳遞效率與能量利用率、同化量與攝入量)、能量傳遞效率的計(jì)算等。題型既有選擇題，也可結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及物質(zhì)循環(huán)命制非選擇題?！镜淅?】(·安徽理綜，30Ⅱ)某棄耕地的主要食物鏈由植物→田鼠→鼬構(gòu)成。生態(tài)學(xué)家對(duì)此食物鏈能量流動(dòng)進(jìn)行了研究，結(jié)果如下表，單位是J/(hm2·a)。植物田鼠鼬固定的太陽(yáng)能攝入量同化量呼吸量攝入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107(1)能量從田鼠傳遞到鼬的效率是________。(2)在研究能量流動(dòng)時(shí)，可通過標(biāo)志重捕法調(diào)查田鼠種群密度。在1hm2范圍內(nèi)，第一次捕獲并標(biāo)記40只田鼠，第二次捕獲30只，其中有標(biāo)記的15只。該種群密度是________只/hm2。若標(biāo)記的田鼠有部分被鼬捕食，則會(huì)導(dǎo)致種群密度估算結(jié)果________。(3)田鼠和鼬都是恒溫動(dòng)物，同化的能量中只有3%～5%用于________________，其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。(4)鼬能夠依據(jù)田鼠留下的氣味去獵捕后者，田鼠同樣也能夠依據(jù)鼬的氣味或行為躲避獵捕?？梢?，信息能夠________________，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。解析本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)功能和種群密度調(diào)查的相關(guān)知識(shí)。(1)分析表中數(shù)據(jù)，可求得能量從田鼠傳遞到鼬的效率是(2.25×eq\a\vs4\al(107))÷(7.50×108)×100%＝3%。(2)根據(jù)標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度的公式計(jì)算：1hm2范圍內(nèi)，田鼠的種群密度為(40×30)÷15＝80(只)。若標(biāo)記的田鼠有部分被捕食，則重捕時(shí)標(biāo)記的田鼠較未被捕食時(shí)少，這樣求得的田鼠種群密度會(huì)偏高。(3)田鼠和鼬同化的能量一部分以熱能形式散失，另一部分用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)。(4)通過題干所述，可知信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。答案(1)3%(2)80偏高(3)生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)(4)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系公式1：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，就不能說蜣螂獲得了大象的能量。公式2：一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量＝呼吸散失的能量＋被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。【訓(xùn)練1】(·泰安市期中)一只羊在一年內(nèi)吃100kg的草，排出20kg的糞，長(zhǎng)了10kg的肉(不考慮其他散失)，下列有關(guān)說法不正確的是()。A．該羊一年的同化量是80kgB．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10%C．20kg的糞屬于羊未同化的能量D．該羊一年的呼吸量是70kg解析羊一年的同化量＝攝入量－糞便量＝80(kg)。糞便是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有機(jī)物積累量＝70(kg)。題干中未指出草的同化量，故不能計(jì)算出第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率。答案B【訓(xùn)練2】(易錯(cuò)高考題)以下表示動(dòng)物利用食物的過程。正確的分析是()。A．恒溫動(dòng)物的④/③值一般高于變溫動(dòng)物B．哺乳動(dòng)物的③/①值一般為10%～20%C．提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高③/②值D．食肉哺乳動(dòng)物的③/②值一般低于食草哺乳動(dòng)物解析④/③的含義是有機(jī)物積累量/同化量，在同化量相同的情況下，由于恒溫動(dòng)物要維持自身的體溫，所以其體內(nèi)積累的有機(jī)物要少于變溫動(dòng)物，所以恒溫動(dòng)物的④/③值一般低于變溫動(dòng)物；③/①表示同化量/獲取量，而不是能量傳遞率，能量傳遞率是后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量與前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量的比值；③/②表示同化量/食入量，圈養(yǎng)動(dòng)物一般要求短時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)大，例如養(yǎng)豬，育肥速度越快越好，同化量高就意味著長(zhǎng)得快，這個(gè)比值高意味著用同樣的飼料能夠讓圈養(yǎng)的動(dòng)物長(zhǎng)得更多；食草動(dòng)物的食物中含有大量纖維素，纖維素絕大部分不能被同化，食肉動(dòng)物的食物中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)、脂肪等，絕大部分都可以被同化，即食肉哺乳動(dòng)物的③/②值要高于食草動(dòng)物。答案C碳循環(huán)及物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系eq\x(\a\vs4\al(高考地位：5年7考)\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(天津卷，海南卷、廣東卷……))))1．碳循環(huán)過程(1)碳進(jìn)入生物群落的途徑，生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用(2)碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用,②分解者的分解作用實(shí)質(zhì)是呼吸作用,③化學(xué)燃料的燃燒))(3)溫室效應(yīng)的產(chǎn)生原因：①化學(xué)燃料的大量燃燒，產(chǎn)生大量CO2。②植被破壞，降低了對(duì)大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。2．物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)(1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。(2)往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。3．能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式光能→化學(xué)能→熱能(一般形式)以化學(xué)元素形式流動(dòng)過程沿食物鏈(網(wǎng))單向流動(dòng)在無機(jī)環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)全球性特點(diǎn)單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng)聯(lián)系①能量的固定、轉(zhuǎn)移、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(dòng)的載體③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力4.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解★高考中對(duì)物質(zhì)循環(huán)的考查，可以與光合作用、化能合成作用、細(xì)胞呼吸等生理過程結(jié)合起來考查，也可以與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)及溫室效應(yīng)和低碳經(jīng)濟(jì)等社會(huì)熱點(diǎn)問題相聯(lián)系進(jìn)行綜合考查。【典例2】(改編題)大氣中CO2過多與碳循環(huán)失衡有關(guān)。因而“低碳生活”已經(jīng)獲得全社會(huì)有識(shí)之士的普遍認(rèn)同。下列判斷不正確的是()。A．增加自養(yǎng)生物的種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量B．大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物②的數(shù)量增加有關(guān)C．該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生物群落D．該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準(zhǔn)確表示能量流動(dòng)方向解析理清生產(chǎn)者的代謝特征、大氣中CO2的主要來源、生物群落的概念是解題的關(guān)鍵。自養(yǎng)生物可以利用大氣中的CO2來制造有機(jī)物，使環(huán)境中的CO2含量降低。大氣中CO2的增加主要是化學(xué)燃料的大量燃燒所引起的，而異養(yǎng)生物數(shù)量的增加對(duì)大氣中CO2濃度的改變不會(huì)有很大影響。自養(yǎng)生物為生產(chǎn)者，異養(yǎng)生物為消費(fèi)者和分解者，可以構(gòu)成一個(gè)生物群落。生態(tài)系統(tǒng)的能量只能單向傳遞。答案B規(guī)避2個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)1識(shí)圖解題時(shí)對(duì)物質(zhì)循環(huán)的變式圖解分析不到位而出錯(cuò)點(diǎn)撥(1)碳循環(huán)過程示意圖弄清箭頭的方向及代表含義。(2)將右圖換成字母，并嘗試判斷四種成分(找依據(jù))，如下面三種變式圖易錯(cuò)點(diǎn)2分析能量流動(dòng)的計(jì)算題時(shí)，是使用“最值”計(jì)算，還是使用“定值”計(jì)算，分析不透、把握不準(zhǔn)而出錯(cuò)點(diǎn)撥在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(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，從而確定是否使用10%或20%進(jìn)行“最值”計(jì)算。(1)關(guān)于“最值”的計(jì)算①在能量流動(dòng)的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率是20%。②在已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)：eq\a\vs4\al(知高營(yíng)養(yǎng)級(jí),求低營(yíng)養(yǎng)級(jí))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(需最多能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長(zhǎng)食物鏈,按÷10%計(jì)算)),需最少能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按÷20%計(jì)算))))③已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)：eq\a\vs4\al(知低營(yíng)養(yǎng)級(jí),求高營(yíng)養(yǎng)級(jí))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(獲得能量最多\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按×20%計(jì)算)),獲得能量最少\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長(zhǎng)食物鏈,按×10%計(jì)算))))(2)關(guān)于“定值”的計(jì)算同一食物鏈不同環(huán)節(jié)能量傳遞效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，計(jì)算時(shí)不能按10%或20%，而需按具體數(shù)值計(jì)算，如在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D的能量為M×a%×b%×c%。糾錯(cuò)演練1．如圖甲表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為初級(jí)消費(fèi)者，Q2為次級(jí)消費(fèi)者?，F(xiàn)對(duì)圖中的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含有的能量進(jìn)行分類剖析，其中分析不正確的是(注：圖乙中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)()A．b＋c＋d＋e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B．c1表示初級(jí)消費(fèi)者中被次級(jí)消費(fèi)者所同化的能量C．b和d之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量D．初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在c中的解析由圖可知，c、c1分別是生產(chǎn)者流入初級(jí)消費(fèi)者、初級(jí)消費(fèi)者流入次級(jí)消費(fèi)者的能量，即初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者同化的能量。b＋c＋d＋e為生產(chǎn)者固定的能量，即本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表糞便、遺體殘骸等傳遞給分解者的能量；初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量，應(yīng)包含在b或d中。答案D2．如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動(dòng)物性食物(乙)所占比例為a，則至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為()。A．y＝90ax＋10xB．y＝25ax＋5xC．y＝20ax＋5xD．y＝10ax＋10x解析本題考查與生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)有關(guān)的計(jì)算問題，明確題干中的“至少”和各種食物的比例是正確解題的關(guān)鍵。由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率20%計(jì)算，a表示動(dòng)物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。答案C3．在如圖所示的食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有eq\f(2,5)來自于兔子，eq\f(2,5)來自于鼠，eq\f(1,5)來自于蛇，那么貓頭鷹若增加20g體重，最少需要消費(fèi)植物()。A．600gB．900gC．1600gD．5600g解析通過食物鏈(植物→兔→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20g×eq\f(2,5)＝8g，最少需要消費(fèi)植物的量為8g×5×5＝200g；通過食物鏈(植物→鼠→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20g×eq\f(2,5)＝8g，最少需要消費(fèi)植物的量為8g×5×5＝200g；通過食物鏈(植物→鼠→蛇→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20g×eq\f(1,5)＝4g，最少需要消費(fèi)植物的量為4g×5×5×5＝500g。所以合計(jì)至少消費(fèi)植物200g＋200g＋500g＝900g。答案B生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.(·海南單科，19)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)開放的系統(tǒng)C．能量通過光合作用固定并進(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)的總能量解析本題考查的是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能方面的知識(shí)。甲能固定太陽(yáng)能，是生產(chǎn)者。乙以甲為食，是消費(fèi)者。該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸出到其他生態(tài)系統(tǒng)中，故該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)。太陽(yáng)能必須經(jīng)過生產(chǎn)者的光合作用(化能合成作用)轉(zhuǎn)化成化學(xué)能才能進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)并開始流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)的能量可以電能、熱能、化學(xué)能的形式輸出。生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。答案D2．(·江蘇單科，11)有人發(fā)起“多吃素食、少吃肉食”的運(yùn)動(dòng)，以支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民。運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識(shí)對(duì)此的合理解釋是()。A．多吃肉食會(huì)增加心血管病的發(fā)病率B．直接以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(yíng)養(yǎng)水平解析“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(yíng)養(yǎng)級(jí)，從而節(jié)約更多的糧食。故正確答案為C。答案C3．(·四川理綜，31Ⅰ)為防治農(nóng)田鼠害，研究人員選擇若干大小相似、開放的大豆田，在邊界上每隔一定距離設(shè)置適宜高度的模擬樹樁，為肉食性猛禽提供棲息場(chǎng)所。設(shè)樁一段時(shí)間后，測(cè)得大豆田中田鼠種群密度的變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問題。(1)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是________，猛禽與田鼠的種間關(guān)系是________。(2)該生態(tài)系統(tǒng)中田鼠的種群密度是由______________________決定的；b點(diǎn)以后田鼠種群密度大幅上升，從田鼠生存環(huán)境變化的角度分析，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)與曲線Ⅱ相比，曲線Ⅰ所示環(huán)境中猛禽的密度________。若在農(nóng)田周圍合理植樹可控制鼠害，從而幫助人們合理地調(diào)整該生態(tài)系統(tǒng)中的________關(guān)系，使人們從中更多獲益。解析本題主要考查種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。(1)生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是生產(chǎn)者，該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者主要是大豆。猛禽以田鼠為食，二者之間是捕食關(guān)系。(2)種群密度的大小是由出生率、死亡率，遷入、遷出決定的；影響種群密度大小的因素有許多，主要是天敵和食物，由圖中信息，b點(diǎn)大豆株冠形成，b點(diǎn)以后田鼠種群密度快速增加，從田鼠生存環(huán)境變化的角度分析，其原因之一是田鼠能更好地逃避天敵，由圖中信息，大豆開花結(jié)實(shí)、植株萎蔫兩階段田鼠種群密度分別增大和下降，可推知食物對(duì)田鼠種群密度影響較大。(3)曲線Ⅰ田鼠種群密度低于曲線Ⅱ，可推知曲線Ⅰ所示環(huán)境中猛禽密度更大；在該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中可通過合理植樹，適量引入田鼠的天敵，從而調(diào)整能量流動(dòng)的關(guān)系，使能量最大限度地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。答?1)大豆捕食(2)出生率和死亡率、遷入和遷出株冠形成有利于躲避天敵；食物增加(3)更大能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的綜合考查4.(·廣東理綜，26)氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為A、B兩個(gè)不同時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。時(shí)期碳吸收量/(kgC·a－1)碳釋放量/(kgC·a－1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014請(qǐng)回答下列問題。(1)生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過________作用實(shí)現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過________作用實(shí)現(xiàn)的。(2)表中________時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是____________。(3)由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________，導(dǎo)致大氣中________增加并引起全球氣候變化。(4)人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如“葉綠素太陽(yáng)能電池”是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的________階段；又如經(jīng)改造的藍(lán)藻能在細(xì)胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的________直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。解析本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變化的相關(guān)知識(shí)，如：光合作用、呼吸作用、溫室效應(yīng)以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等知識(shí)。(1)碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行，CO2的吸收主要依靠光合作用實(shí)現(xiàn)，其次還有化能合成作用；CO2的釋放主要依靠呼吸作用實(shí)現(xiàn)，其次還有化學(xué)燃料的燃燒。(2)表中A時(shí)期碳吸收量等于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定，而B時(shí)期碳吸收量小于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。(3)過度的人工碳排放超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。CO2排放的增加導(dǎo)致溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化。(4)光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在類囊體薄膜上，光合作用的產(chǎn)物是有機(jī)物和氧氣，其中有機(jī)物(葡萄糖)可作為發(fā)酵的直接原料。答案(1)光合呼吸(2)A碳的釋放量等于碳的吸收量(3)碳循環(huán)平衡CO2濃度(4)光反應(yīng)葡萄糖(時(shí)間：45分鐘)A級(jí)基礎(chǔ)演練1．(·孝感統(tǒng)考)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述正確的是()。A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指能量隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)B．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生物體內(nèi)的能量代謝過程C．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失D．生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少解析生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的。物質(zhì)循環(huán)是能量流動(dòng)的載體，而能量流動(dòng)是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)不能隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量也越多。答案C2．(·寶雞質(zhì)檢)右圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是()。A．Ⅰ和Ⅳ是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分B．該圖所示的食物網(wǎng)只有1條食物鏈：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．E1表示的能量主要是通過光合作用所輸入的能量D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析圖中Ⅰ代表生產(chǎn)者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分是生產(chǎn)者和分解者，A項(xiàng)錯(cuò)誤。每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類可能有很多，該圖所示的食物網(wǎng)可能由很多條食物鏈組成，B項(xiàng)錯(cuò)誤。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的，能量不能循環(huán)利用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C3．(·安慶?？?如圖所示為某人工松林18年間能量流動(dòng)情況的調(diào)查統(tǒng)計(jì)(單位略)，有關(guān)說法正確的是()。A．“能量Q”是指生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量B．無需人工能量投入該松林就可維持其穩(wěn)定性C．18年間該松林中分解者獲取的總能量是285×1010D．動(dòng)物的存在加快了人工松林的物質(zhì)循環(huán)解析圖中“能量Q”是生產(chǎn)者用于自身生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量，A錯(cuò)誤；從圖中信息可知，從生產(chǎn)者到動(dòng)物的能量傳遞效率極低，要維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定應(yīng)人工補(bǔ)充能量，B錯(cuò)誤；分解者獲得的能量中還有動(dòng)物流向其的能量，C錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者的存在能加快物質(zhì)的循環(huán)，D正確。答案D4．(·蘇北四市三調(diào))在生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物獲得的總能量越少。下列解釋錯(cuò)誤的是()。A．各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中總有一部分能量被分解者利用B．各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量一部分以熱能形式散失C．生物維持自身的生命活動(dòng)消耗一部分能量D．能量金字塔頂層的生物數(shù)量少需要能量少解析D項(xiàng)應(yīng)該是能量金字塔頂層的生物因?yàn)樗幍臓I(yíng)養(yǎng)級(jí)高，因而獲得的能量最少，不能滿足太多個(gè)體所需。答案D5．在一般情況下，下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的主要渠道的圖解，正確的是()。解析本題考查生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。解題時(shí)要以碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)途徑為突破口，還要注意各選項(xiàng)中的箭頭方向。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是由于生產(chǎn)者和分解者接通了生物群落與無杌環(huán)境的通道，生產(chǎn)者通過光合作用或化能合成作用，利用光能或氧化無機(jī)物釋放的能量，將無機(jī)物合成有機(jī)物，這樣無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)進(jìn)入生物群落，流經(jīng)各級(jí)消費(fèi)者，最后被分解者分解，又將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無機(jī)物歸還無機(jī)環(huán)境。答案A6．(·遼寧大連雙基測(cè)試，25)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分過程，其中甲、乙、丙、丁組成生物群落。下列分析錯(cuò)誤的是()。A．④增多是溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因B．圖中箭頭可以表示碳元素的循環(huán)方向C．甲、乙種間關(guān)系的調(diào)節(jié)還需要信息傳遞的作用D．無機(jī)環(huán)境中的CO2可以來自細(xì)胞呼吸解析由圖示中的箭頭可知，甲是生產(chǎn)者，丁是分解者，乙、丙是消費(fèi)者，溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因是化學(xué)燃料的大量燃燒，使大氣中的二氧化碳含量過多，不是分解者的呼吸增加；物質(zhì)是循環(huán)的，因此圖示中的箭頭可以表示碳元素的循環(huán)方向；信息傳遞可以調(diào)節(jié)種間關(guān)系；無機(jī)環(huán)境中的二氧化碳可以來自生物細(xì)胞的呼吸，也可以來自化學(xué)燃料的燃燒。答案A7．在“草→昆蟲→食蟲鳥→鷹”這條食物鏈中，鷹每增加1kg有機(jī)物體重，問草至少?gòu)耐寥乐形账侄嗌賙g(設(shè)草吸收的水分只有1%參與光合作用)()。A．125B．75C．7500D．12500解析根據(jù)食物鏈中能量傳遞特點(diǎn)可得，在題中所述的食物鏈中鷹增加1kg有機(jī)物，至少需要草中有機(jī)物的量為1kg÷(20%)3＝125(kg)。根據(jù)光合作用的反應(yīng)式可得如下關(guān)系：6H2O～C6H12O6，可計(jì)算出需要H2O的質(zhì)量為[(6×18×125)÷180]÷1%＝7500(kg)。答案C8．(·濰坊模擬)對(duì)下列兩條食物鏈的分析正確的是()。①玉米→人②玉米→?！薃．一個(gè)吃玉米的人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)升高而逐級(jí)遞減C．長(zhǎng)期堅(jiān)持素食可緩解世界糧食短缺問題D．若種植玉米的土壤中含相同濃度的某重金屬鹽，則②中的人比①中的人重金屬元素積累少解析能量的傳遞效率是10%～20%，與營(yíng)養(yǎng)級(jí)高低沒有直接關(guān)系，故B錯(cuò)誤。長(zhǎng)期堅(jiān)持素食，可減少能量傳遞過程中的損失，有利于緩解世界糧食短缺問題，故C正確。重金屬元素在食物鏈中流動(dòng)時(shí)存在富集現(xiàn)象，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，富集作用越強(qiáng)，所以②中的人體內(nèi)重金屬元素積累相對(duì)較多，故D錯(cuò)誤。答案C9．(·豫北五校教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))下面是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于綠色植物的________________________________________________________________________。(2)圖中分解者通過________或________方式將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。(3)圖中A里的碳，除碳酸鹽外，通過________的形式回到大氣中。(4)在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間，碳元素主要以________的形式進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)始終與________結(jié)合在一起進(jìn)行。碳元素在生物群落中以________的形式存在。解析(1)無機(jī)環(huán)境中的碳一般通過綠色植物的光合作用進(jìn)入生物群落。(2)分解者能夠通過有氧呼吸或無氧呼吸將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。(3)圖中A中的碳，除碳酸鹽外，一般通過化石燃料燃燒的形式返回到大氣中。(4)碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)；物質(zhì)循環(huán)往往伴隨著能量流動(dòng)。在生物群落中，碳主要以有機(jī)物的形式存在。答案(1)光合作用(2)有氧呼吸無氧呼吸(3)化學(xué)燃料燃燒(4)CO2能量流動(dòng)有機(jī)物10．(經(jīng)典題)下面A圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為初級(jí)消費(fèi)者，Q2為次級(jí)消費(fèi)者。B圖是將A圖中的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含有的能量進(jìn)行分類剖析，圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量(假設(shè)它不被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。據(jù)圖作答。(1)如設(shè)種群Q1、Q2個(gè)體數(shù)為N1、N2，平均每個(gè)個(gè)體所占的能量為W1、W2，那么，N1、W1與N2、W2之間的關(guān)系是________________________________________________________________________。(2)每年流入這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________________________________________________________________________。(3)B圖中Q1的b1和d1表示________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(4)若P和Q1同化作用固定能量的總量分別為480J/(cm2·a)和72J/(cm2·a)，生物體內(nèi)貯存的能量分別為200J/(cm2·a)和24J/(cm2·a)。那么，能量從P傳遞到Q1的效率為________________________________________________________________________。解析(1)N1·W1表示初級(jí)消費(fèi)者的總能量，N2·W2表示次級(jí)消費(fèi)者的總能量，據(jù)能量流動(dòng)的特點(diǎn)可知，N1·W1>N2·W2。(2)每年流入這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量即植物光合作用利用的光能，即圖中b＋c＋d＋e。(3)Q1同化的總能量即P中的c，包括四個(gè)去向：呼吸消耗(e1)、流入Q2(c1)、被分解者分解和未被利用的能量，b1和d1即表示后兩部分能量。(4)能量傳遞效率指兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)總能量的比值，故能量從P傳遞到Q1的效率為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(72,480)))×100%＝15%。答案(1)N1·W1>N2·W2(2)P＝b＋c＋d＋e(3)未被Q2利用的能量被分解者利用的能量(4)15%B級(jí)智能提升11．在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程中，假設(shè)羊攝入體內(nèi)的能量為n，羊糞便中的能量為36%n，呼吸作用散失的能量為48%n，則()。A．羊同化的能量為64%nB．貯存在羊體內(nèi)的能量為52%nC．由羊流向分解者的能量為16%nD．由羊流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為64%n解析生態(tài)系統(tǒng)某營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物攝入的能量＝同化量＋未利用的能量(存在于該動(dòng)物糞便、食物殘?jiān)戎械哪芰?，生物同化量＝呼吸