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1、第 35 讲,生态系统的能量流动和物质循环,主干知识整合,一、能量流动 1概念：生态系统中能量的 、 、 ，和 的过程。 2过程 (1)输入途径：主要是生产者的 。 (2)起点：从 固定太阳能开始，总能量为生产者所固定的全部太阳能。 (3)途径：以有机物形式沿 向下一营养级传递；散失的是三大功能类群生物呼吸作用产生的热能。,输入,传递,转化,散失,光合作用,生产者,食物链,(4)过程：,3特点 (1) ：沿食物链由低营养级流向高营养级，不能 ，也不能 。 (2) ，,单向流动,逆转,循环流动,逐级递减,能量金字塔：将单位时间 内各个营养级所得到的能 量数值 绘成图， 可形成一个金字塔图形。 4
2、意义 (1)帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 的利用。 (2)帮助人们合理地 生态系统中的能量流动关系，使能量 地流向对人类最有益的部分。,由低到高,人工生态系统,最有效,调整,持续高效,二、物质循环 1概念： 2特点： 、反复利用、 。 3碳循环 (1)存在形式： 和碳酸盐。 (2)循环形式： (主要)。 (3)过程： 在生物群落中以 形式 传递。,全球性,循环流动,CO2,CO2,有机物,沿食物链或食物网,4温室效应 (1)形成原因：大量化石燃料 的燃烧，大气中的 含 量迅速增加，打破了生物 圈中 的平衡。 (2)影响：加快极地和高山冰川的 ，导致海平面 ，进而对人类和其他许多生物的生
3、存构成威胁。 5物质循环与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。 6物质循环与能量流动的意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的 紧密地联系在一起，形成一个统一整体。,CO2,碳循环,融化,上升,各种组成成分,1能量的来源及去向图解,考点一：,生态系统的能量流动分析,高频考点突破,(1)消费者摄入能量(a)消费者同化能量(b)粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。 (2)消费者同化能量(b)呼吸消耗(d)生长、发育和繁殖(e) (3)生长、发育和繁殖(c)分解者分解利用(f)下一营养级同化(i)未被利用(j)，即消费者同化能量若为
4、两部分之和是bde；若为四部分之和是bdfij。,2生态系统的能量流动过程可以用下图表示 (1)某一营养级具体的能量流动情况,即一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析。 A定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条： a自身呼吸消耗； b流入下一营养级； c被分解者分解利用。,B定量定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条： a自身呼吸消耗； b流入下一营养级； c被分解者分解利用； d未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未
5、利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。 3能量流动特点的原因分析 (1)单向流动 能量流动是沿食物链进行的，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。,【特别提醒】 (1)最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路。(2)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。(3)流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。,【对位训练】 1.如图是麻风树林中 两个营养级的能量 流动图解，已知麻 风树的总能量为N。 其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是 A从麻风树注入下
6、一营养级的能量传递效率为A/N BC是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 CD是指呼吸作用消耗的能量 D该图中不包含非生命的物质和能量,解析 由题干中的信息可知，该图只包含两个营养级，麻风树是第一营养级，则A只能代表第二营养级的摄入量，B代表第二营养级的同化量，其中D代表用于呼吸作用消耗的能量，C代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，E则是第二营养级流入分解者的能量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生命的物质和能量。 答案 A,2如图为某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是,A是流入该生态系统的总能量 B分解者获得的能量最少 C图中/的值代
7、表草兔的能量传递效率 D和分别属于草和兔同化量的一部分 解析 表示草同化的能量流向下一营养级即兔的能量，草所固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，图中/的值代表兔狐的能量传递效率；兔粪便中的能量是草同化的能量的一部分；在一个生态系统中分解者获得的能量不一定是最少的。 答案 D,3(2012南通高三第一次模拟)在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则 A羊同化的能量为64%n B贮存在羊体内的能量为52%n C由羊流向分解者的能量为16%n D由羊流向下一营养级的能量为64%n 解析 同化量摄入量粪便量n36%n64%n
8、。呼吸作用散失的能量属于羊的同化量。 答案 A,考点二：,能量金字塔、数量金字塔,不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。,【对位训练】 4.(2011日照模拟)如图所示，下列 有关生态系统的表述正确的是 A若图中A、B、C依次表示同一 个种群中老、中、幼年龄段个体数量，则此种群为增长型种群 B若A、B、C为某生态系统中的三个营养级，则A、B、C构成该生态系统的生物群落 C若A、B、C为某生态系统中的三个种群，并且形成ABC的食物链，那么A、B、C不一定符合能量金字塔 D若A、B、C为某生态系统中的三个营养级，B、C中不会出现同一生物种群,解析 若图
9、中A、B、C依次表示同一个种群中老、中、幼年龄段个体数量，则此种群为衰退型种群；若A、B、C为某生态系统中的三个营养级(包括生产者、消费者)，则A、B、C与分解者共同构成该生态系统的生物群落；生态系统中，三个相邻营养级的能量关系符合能量金字塔，但每一营养级中不只有一个种群，故三个种群间不一定符合能量金字塔。在食物网中一种生物可能兼跨不同的营养级，即不同的营养级中可能出现同一种生物。 答案 C,5(2012杭州第一次质检)下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是,一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减
10、 若A和B中玉米的数量相同，A若能养活10000人，则B可能只能养活1000人 若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低,A B C D 解析 生态系统的能量流动指的是种群间的能量流动，而非个体，故错误。能量沿食物链单向流动，随着营养级的升高而逐级递减，能量传递效率并未随着营养级的升高而逐级递减，故错误。 答案 D,1过程图解及解读 (1)图示,考点三：,碳循环,2温室效应 (1)成因 工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。 (2)危害 加快极地冰川融化，导致海平面
11、上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 (3)缓解措施 植树造林、增加绿地面积。 开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。,【对位训练】 6.如图是某生态系统碳循环示意图，其中 D为大气，ad代表发生在生物体内的 生理作用，A、B、C代表生态系统的不 同生物。以下叙述不正确的是 A通过a过程太阳能便进入了生物群落 B在这个生态系统中，C所含的能量最多 Cb、c、d过程将CO2释放到大气中 D此图中包含了该生态系统的全部成分 解析 此图中缺少太阳能、水分、无机盐等非生物的物质和能量。 答案 D,7(2012温州十校联考)环境问题是全世界人们密切关注的问题，低耗能、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越
12、来越成为促进国家经济持续增长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是 A大气中CO2的来源之一是生物细胞的呼吸作用，人体细胞有氧呼吸与无氧呼吸都能产生CO2 B大气中CO2进入生物群落的方式只能是植物的光合作用,CC是构成生物体的最基本元素，C、H、O、N是构成细胞的主要元素，核酸、酶、果糖、油脂中都含有这四种元素 D20世纪以后，主要是煤、石油和天然气的大量燃烧，致使CO2的全球平衡受到严重干扰，大气中的CO2量急剧增加 解析 人体细胞的无氧呼吸只产生乳酸。除了植物的光合作用能固定二氧化碳外，光合细菌和蓝藻等生物的光合作用、一些微生物的化能合成作用也能固定二氧化碳。糖类物质(如果糖)只由
13、C、H、O三种元素组成。大气中的CO2量急剧增加的主要原因是化学燃料的大量燃烧。 答案 D,考点四：,对“土壤微生物的分解作用”的探究活动的分析,【对位训练】 8(2011济南一模)下图是两个生态系统中腐殖质总量随时间而发生变化的情况，甲、乙曲线分别代表哪两个生态系统,A热带雨林、温带森林 B温带草原、寒带针叶林 C寒带针叶林、热带雨林 D热带草原、温带草原 解析 土壤腐殖质总量与落叶量、微生物分解能力等因素有关，热带雨林落叶量较大，但热带雨林地区微生物分解能力强，故土壤腐殖质总量少。寒带针叶林落叶较热带雨林少，且微生物活动弱，故选C。 答案 C,9某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实
14、验，对照组 A土壤不做处理，自然状态 B土壤进行处理 C排除土壤微生物的作用 D尽可能避免土壤理化性质的改变 解析 采用对照实验的方法，设计实验组和对照组，对照组的土壤应不做处理，处于自然状态，实验组为了排除土壤微生物的作用应对土壤进行处理。 答案 A,答题技能培养,方法体验,能量流动中传递效率的相关计算,1流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量，消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中。 因此，同化量摄入量粪便中的能量。 2能量传递效率某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量。,3计算某一生物所获得的最多(最少)的能量规律(设食物链为ABCD)：,【典例】(2011高考
15、山东卷)6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明，共享绿色未来”，草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如下图所示。,(1)图中食物网较简单，因此，该草原生态系统的_能力较差，其_稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外，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。 (2)如果图中草能提供10 000 kJ的能量，营养级间的能量传递效率为10%20%，那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是_ kJ和_ kJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会_。若外来生物入侵该区，则会导致该草原的_锐减或丧失。,(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是_和竞争。若某年兔种群的K值为1 000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他条
