《高考生物大一轮复习 第九单元 生物与环境 第34讲 生态系统的能量流动和物质循环讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物大一轮复习 第九单元 生物与环境 第34讲 生态系统的能量流动和物质循环讲义（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第34讲生态系统的能量流动和物质循环生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用()学生用书P244一、生态系统的能量流动生态系统能量流动示意图1图中标号代表的内容甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。2生态系统所需能量的最终来源：太阳能。3食物链中甲营养级能量的去向(1)通过自身呼吸作用以热能的形式散失。(2)被下一营养级同化。(3)残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。(4)未被利用。4特点：单向流动和逐级递减。5能量传递效率相邻两个营养级的传递效率100%。一般能量传递效率为10%20%。6研究意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利
2、用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。二、生态系统的物质循环1物质循环(1)概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境之间不断地循环的过程。(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。(4)意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。2碳循环(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。(2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO2(主要)。(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无
3、机环境则是通过动植物的细胞呼吸和微生物的分解作用实现的。3温室效应(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。1(必修3 P94图57改编)如图为生态系统中能量流动示意图，各代表一定能量，有关叙述正确的是()A从能量关系来看B都属于初级消费者的同化量C分解者获得的能量最少D/代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率答案：D2.(必修3 P96图59改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列相关描述不正确的是()Aa、b、c、d表示不同的营养级B
4、a、b、c、d之间形成一条a到d的食物链Ca、b、c、d的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少Da、b、c、d的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点答案：B3思维诊断(1)判断下列有关生态系统能量流动的叙述(2016山东实验中学高三期末T30B)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。()(2016东北师大附中期末T25A)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。()稻田生态系统中，防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。()生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。()若在农田周围合理植树，可控制鼠害，从而帮助
5、人们合理地调整该生态系统中的能量流动关系，使人们从中更多获益。()研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。()(2)判断下列有关生态系统物质循环的叙述(2016南京市高三质量检测T20C)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。()碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。()光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。()植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。()碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。()由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并
6、引起全球气候变化。()考点一生态系统的能量流动学生用书P2451能量在营养级之间流动过程图解(1)(2)能量去向分析消费者摄入能量消费者同化能量粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。消费者同化能量呼吸消耗的能量生长、发育和繁殖的能量。生长、发育和繁殖的能量分解者分解利用的能量下一营养级同化的能量未被利用的能量。2能量流动的特点及其原因(1)单向流动能量流动是沿食物链进行传递的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减各营养级生物
7、都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。3生态金字塔能量流动模型类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形态特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的总生物量 (2016陕西西安模拟)图1为某池塘生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经
8、该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值的多少。请据图回答： (1)图2中，若A表示图1中营养级所摄入的全部能量，则B表示营养级同化的能量，C表示_。若图1中营养级所固定的太阳能总量为y，营养级、间的能量传递效率是_(用图中所给字母的表达式表示)。(2)若图1中营养级、各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量是_kJ。(3)除图1中所示的生物类群，该生态系统的生物组成成分还应有_才能保证其物质循环的正常进行。解析(1)同化的能量一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，一部分用于自身的生长、发育和繁
9、殖，C表示营养级用于生长、发育和繁殖的能量。营养级传递效率是同化量之比，即b/y100%。(2)最少消耗按照最大的传递效率20%计算，其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，假设甲的能量是M，即Mx/5M(1x)/25A，计算可得M25A/(14x)。(3)图1中包含了生产者和消费者，在生态系统中的生物成分还缺少分解者。答案(1)营养级用于生长、发育和繁殖的能量b/y100%(2)25A/(14x)(3)分解者能量传递效率的计算(1)相邻营养级的能量传递效率：10%20%，计算方法如下：能量传递效率100%。(2)食物链中能量的最值计算设食物链ABCD，分情况讨论(如下表)：能量传递效率未知时
10、已知问题思路求解D净增重M至少需要A的量YY(20%)3M最多需要A的量YY(10%)3MA净增重ND最多增重的量YN(20%)3YD至少增重的量YN(10%)3Y已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为Ma%b%c%。(3)在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%20%，一般从两个方面考虑生态系统能量流动过程分析1(2016安徽名校模拟)如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发
11、育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是()A图中AD，BE，CFBK中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D解析：选B。题图中AD，BE，CF；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。2(2016豫东、豫北名校联考)下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。有关叙述中不正确的是()A图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符B生态系统中能量
12、传递效率为(a2b2c2d2)/(a1b1c1d1)C消费者从生产者摄取的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中D在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同解析：选D。各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用，a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但a1所占比例偏小；能量传递效率为相邻两个营养级生物同化量之比，图中能量传递效率为(a2b2c2d2)/(a1b1c1d1)；b1表示消费者从生产者摄取的能量，存在于生产者光合作用制造的有机物中；食物链中，第一营养级通过光合作用固定太阳能，其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物，对最高营养级生物来说，能量不会再流向下一个营养级，即各营养
13、级生物获得能量的方式和能量的用途不尽相同。易错点同化量摄入量点拨同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。摄入量：指被消费者摄入的物质所含有的能量。同化量摄入量粪便量。 能量流动过程中的相关计算3(2015高考福建卷)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是Jm2a1)。下列叙述正确的是()A该食物网中最高营养级为第六营养级B该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 Jm2a1D该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统解析：选B。A项，该食物网中最长的食物链为：浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼，食物网中最高营
14、养级鲈鱼属于第五营养级。B项，第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3 7804 2007 980，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：7 98031 920100%25%。C项，一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1 357是1 483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1 357 Jm2a1要少。D项，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。4(2016安徽安庆二模)下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群表中数据单位：102 kJ/(m2年)。下列说法错误的是()种群同化固定的能量体内贮存的能量呼吸消耗的能量甲16.74
