94生态系统的能量流动和物质循环

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1、第4课生态系统的能量流动和物质循环考点一生考点一生态态系系统统的能量流的能量流动动【必必备备知知识识回回顾顾】1.1.能量流能量流动动的概念：生的概念：生态态系系统统中能量的中能量的_的的过过程。程。输输入、入、传递传递、转转化和散失化和散失2.2.能量流能量流动动的的过过程：程：(1)(1)能量流能量流经经第二第二营营养养级级的的过过程：程：cc代表代表_。流入某一流入某一营营养养级级( (最高最高营营养养级级除外除外) )的能量的去向：的能量的去向：d d：_。e e：用于生：用于生长长、发发育、繁殖等生命活育、繁殖等生命活动动的能量。的能量。i i：_。f f：被分解者分解利用。：被分解

2、者分解利用。j j：未被利用的能量。：未被利用的能量。初初级级消消费费者者粪粪便中的能量便中的能量自身呼吸作用中散失自身呼吸作用中散失流入下一流入下一营营养养级级(2)(2)能量流能量流经经生生态态系系统统的的过过程：程：初初级级三三级级呼吸呼吸流流经经生生态态系系统统的的总总能量：能量：_。能量流能量流动动渠道：渠道：_。能量能量传递传递形式：有机物中的形式：有机物中的_。能量散失途径：各种生物的能量散失途径：各种生物的_(_(代代谢过谢过程程) )。能量散失形式：能量散失形式：_。生生产产者固定的太阳能者固定的太阳能食物食物链链和食物网和食物网化学能化学能呼吸作用呼吸作用热热能能3.3.能

3、量流能量流动动的两个特点：的两个特点：低低高高热热能能10%10%20%20%呼吸消耗呼吸消耗分解者分解者4.4.生生态态金字塔的金字塔的类类型及特点：型及特点：项项目目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形状形状项项目目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字生物量金字塔塔每一每一阶阶含含义义每一每一营营养养级级生物所含生物所含_的多少的多少每一每一营营养养级级生物个体的生物个体的数目数目每一每一营营养养级级生物所含的生物所含的有机物有机物总总量量能能量量项项目目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔象征象征含含义义能量沿食物能

4、量沿食物链链流流动过动过程程中具有中具有_的特点的特点一般情况下，一般情况下，生物个体数生物个体数目在食物目在食物链链中随中随营营养养级级升高而逐升高而逐级级递递减减一般情况下，一般情况下，生物体内有机生物体内有机物的物的总质总质量随量随营营养养级级升高而升高而逐逐级级_逐逐级级递递减减递递减减项项目目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔特征特征正金字塔形正金字塔形一般一般为为正金字塔正金字塔形，但可能出形，但可能出现现“_”，如，如“树树昆虫昆虫鸟鸟”一般一般为为正金正金字塔形字塔形倒置倒置5.5.研究能量流研究能量流动动的意的意义义：(1)(1)帮助人帮助人们们

5、科学科学规规划、划、设计设计人工生人工生态态系系统统，使能量得，使能量得到到_的利用。的利用。(2)(2)帮助人帮助人们们合理地合理地调调整生整生态态系系统统中的能量流中的能量流动动关系，关系，使能量持使能量持续续高效地流向高效地流向对对人人类类_的部分。的部分。最有效最有效最有益最有益【特特别别提醒提醒】能量流能量流动动的两点提醒的两点提醒(1)(1)某某营营养养级级“粪粪便便”中的能量中的能量应应属于上一属于上一营营养养级级的同化的同化量或上一量或上一营营养养级级被分解者分解的能量的一部分，如兔被分解者分解的能量的一部分，如兔粪粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一便中的能量不属于

6、兔的同化量，而是草同化量的一部分。部分。(2)(2)未被利用的能量：研究未被利用的能量：研究时间时间内部分个体既未被下一内部分个体既未被下一营营养养级级捕食，也未死亡，能量没有流向分解者，即生捕食，也未死亡，能量没有流向分解者，即生物每年的物每年的积积累量，最累量，最终终也将被分解者利用。也将被分解者利用。【核心素养提升核心素养提升】【典例示范典例示范】(2018(2018抚抚州模州模拟拟) )如如图图是某人工是某人工鱼鱼塘生塘生态态系系统统能量流能量流动动过过程中部分程中部分环节环节涉及的能量涉及的能量值值 单单位位为为10103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)。请请据据图图回答下列回

7、答下列问题问题：世世纪纪金榜金榜导导学号学号1412019914120199(1)(1)该该生生态态系系统统中流入生物群落的中流入生物群落的总总能量来源于能量来源于_。(2)(2)生生产产者、植食性者、植食性动动物同化的物同化的总总能量分能量分别别是是_。(3)(3)生生产产者者植食性植食性动动物的能量物的能量传递传递效率是效率是_。( (结结果保留一位小数果保留一位小数) )(4)(4)假假设设能量全部来自生能量全部来自生产产者，按照理者，按照理论论上最高的上最高的传递传递效率，肉食性效率，肉食性动动物的同化量增加物的同化量增加100 kJ100 kJ，则则需要生需要生产产者同化量增加者同化

8、量增加_ kJ_ kJ。【素养解素养解读读】本本题题主要考主要考查查的核心素养是科学思的核心素养是科学思维维，具体表具体表现现在两个角度：在两个角度：素养角度素养角度具体表具体表现现分析与分析与综综合合分析每一分析每一营营养养级级同化能量的来源和去向，同化能量的来源和去向，计计算相算相邻邻两个两个营营养养级级之之间间能量能量传递传递效率效率建构模型建构模型 建构食物建构食物链链中中传递传递效率效率计计算的数学模型算的数学模型【解析解析】(1)(1)输入该生态系统的总能量来自生产者固定输入该生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能和输入的的太阳能和输入的( (饲料饲料) )有机物中的化学能。有机物

9、中的化学能。(2)(2)肉食性动物固定的总能量肉食性动物固定的总能量=0.25+0.05+2.1+5.1=0.25+0.05+2.1+5.1=7.57.510103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)；植食性动物固定的总能量；植食性动物固定的总能量=(7.5=(7.5-5)+0.5+4+9=16-5)+0.5+4+9=1610103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)；生产者固定的总能量；生产者固定的总能量=(16-2)+3+70+23=110=(16-2)+3+70+23=11010103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)。(3)(3)生产者生产者植食性动物的能量传递效率植食性动物的

10、能量传递效率= =植食性动物植食性动物固定的能量中来自生产者的能量固定的能量中来自生产者的能量/ /生产者固定的总能量生产者固定的总能量100%=(16-2)/110100%=(16-2)/110100%12.7%100%12.7%。(4)(4)相邻两个营养级之间的能量传递效率理论上为相邻两个营养级之间的能量传递效率理论上为10%10%20%20%，最高传递效率为，最高传递效率为20%20%，肉食性动物同化量增加，肉食性动物同化量增加100 kJ100 kJ，则需要生产者同化量增加，则需要生产者同化量增加10010020%20%20%=20%=2 500(kJ)2 500(kJ)。答案：答案：

11、(1)(1)光能和输入的有机物中的化学能光能和输入的有机物中的化学能(2)110(2)11010103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)；161610103 3kJ/(mkJ/(m2 2y)y)(3)12.7%(3)12.7%(4)2 500(4)2 500【母母题变题变式式】变变式式1 1能量流能量流动过动过程的理解程的理解图图中植食性中植食性动动物和肉食性物和肉食性动动物物粪粪便中的能量，分便中的能量，分别别包包含在含在图图中数字中数字_、_所代表的能量之中。所代表的能量之中。23239 9变变式式2 2对对能量流能量流动动特点的理解特点的理解捕捕获鱼获鱼塘中塘中营营养养级较级较高的高

12、的鱼类鱼类，若要，若要获获得得较较高的高的产产量，根据量，根据图图中数据可以中数据可以预测预测，需要，需要补补充的有机物充的有机物较较多，原因是多，原因是_。能量沿食物能量沿食物链传递时链传递时逐逐级递级递减减【方法方法规规律律】能量流能量流动动中的最中的最值计值计算方法算方法(1)(1)若若题题干中未具体干中未具体说说明，明，则则一般一般认为认为能量能量传递传递的最低的最低效率效率为为10%10%，最高效率，最高效率为为20%20%，则则：在食物在食物链链中：中：在食物网中：在食物网中：正推：知低正推：知低营营养养级级求高求高营营养养级级获获能量最多能量最多选选最短食物最短食物链链，按，按“

13、20%20%”计计算算获获能量最少能量最少选选最最长长食物食物链链，按，按“10%10%”计计算算逆推：知高逆推：知高营营养养级级求低求低营营养养级级需能量最多需能量最多选选最最长长食物食物链链，按，按“10%10%”计计算算需能量最少需能量最少选选最短食物最短食物链链，按，按“20%20%”计计算算(2)(2)能量能量传递传递效率的有关效率的有关“定定值值”计计算。算。已确定已确定营营养养级间级间能量能量传递传递效率的，不能按效率的，不能按“最最值值”法法计计算，而需按具体数算，而需按具体数值计值计算。例如，在食物算。例如，在食物链链ABCDABCD中，中，ABAB、BCBC、CDCD的能量

14、的能量传递传递效率分效率分别为别为a%a%、b%b%、c%c%，若，若A A的能量的能量为为M M，则则D D获获得的能量得的能量为为M Ma%a%b%b%c c% %。如果是在食物网中，某一如果是在食物网中，某一营营养养级级同同时时从上一从上一营营养养级级多种生物多种生物获获得能量，且各途径所得能量，且各途径所获获得的生物量比例确得的生物量比例确定，定，则则按照各按照各单单独的食物独的食物链进链进行行计计算后合并。算后合并。【高考角度全高考角度全练练】角度一角度一 能量流能量流动过动过程分析程分析1.(20151.(2015海南高考海南高考) )关于草原生关于草原生态态系系统统能量流能量流动

15、动的叙的叙述，述，错误错误的是的是( () )A.A.能量流能量流动动包括能量的包括能量的输输入、入、传递传递、转转化和散失的化和散失的过过程程B.B.分解者所需的能量可来自各分解者所需的能量可来自各营营养养级级生物所生物所储储存的能存的能量量C.C.生生态态系系统维统维持正常功能需要不断得到来自系持正常功能需要不断得到来自系统统外的外的能量能量D.D.生生产产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一下一营营养养级级【解析解析】选选D D。本题考查能量流动的有关知识。生态系。本题考查能量流动的有关知识。生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散

16、失的统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程，过程，A A项正确；分解者所需的能量可来自各营养级生项正确；分解者所需的能量可来自各营养级生物同化储存的能量，物同化储存的能量，B B项正确；在生态系统中物质可以项正确；在生态系统中物质可以循环利用，而能量必须来自系统之外，所以生态系统循环利用，而能量必须来自系统之外，所以生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量，维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量，C C项正项正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级和分解者，入下一营养级和分解者，D D项错误。项错误。2.2

17、.如如图为图为生生态态系系统统中能量流中能量流动图动图解的部分示意解的部分示意图图，各代表一定的能量各代表一定的能量值值，下列，下列说说法中不正确法中不正确的是的是 世世纪纪金榜金榜导导学号学号14120200(14120200() )A.A.生物与生物之生物与生物之间间的捕食关系不可逆的捕食关系不可逆转转，所以能量流，所以能量流动动具有具有单单向性向性B.B.中包含了三中包含了三级级消消费费者者粪粪便中的能量便中的能量C.C.第二第二营营养养级级流向第三流向第三营营养养级级的能量的能量传递传递效率效率为为/100%100%D.D.在人工在人工饲饲养的高密度养的高密度鱼鱼塘生塘生态态系系统统中

18、，中，表示流表示流经经该该生生态态系系统统的的总总能量能量【解析解析】选选D D。生物与生物之间的捕食关系不可逆转，。生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性，所以能量流动具有单向性，A A正确；三级消费者粪便中正确；三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量，故能量，故中包含了三级消费者粪便中的能量，中包含了三级消费者粪便中的能量，B B正正确；确；是初级消费者同化的能量，是初级消费者同化的能量，是次级消费者同是次级消费者同化的能量，所以第二营养级流向第三营养级的能量传化的能量，所以第二营养级流向第三营养级

19、的能量传递效率为递效率为/100%100%，C C正确；在人工饲养的高密度正确；在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，能量的主要来源是人工喂食的饲料鱼塘生态系统中，能量的主要来源是人工喂食的饲料( (有机物有机物) )，故，故+ +人工喂食的饲料人工喂食的饲料( (有机物有机物) )中的化学能中的化学能表示流经该生态系统的总能量，表示流经该生态系统的总能量，D D错误。错误。角度二角度二 能量流能量流动动特点及特点及应应用用3.(20163.(2016全国卷全国卷)我国我国谚语谚语中的中的“螳螂捕蝉，黄雀在螳螂捕蝉，黄雀在后后”体体现现了食物了食物链链的原理。若的原理。若鹰鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀迁

20、入了蝉、螳螂和黄雀所在的所在的树树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是确的是( () )A.A.鹰鹰的迁入增加了的迁入增加了该树该树林中蝉及其天林中蝉及其天敌敌的数量的数量B.B.该该生生态态系系统统中中细细菌菌产产生的能量可流向生生的能量可流向生产产者者C.C.鹰鹰的迁入增加了的迁入增加了该该生生态态系系统统能量消耗的能量消耗的环节环节D.D.鹰鹰的迁入改的迁入改变变了了该该生生态态系系统统能量流能量流动动的方向的方向【解析解析】选选C C。题干中包含的食物链：植物。题干中包含的食物链：植物蝉蝉螳螂螳螂黄雀黄雀鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加

21、、鹰，鹰的迁入会导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等变化，蝉减少等变化，A A错误。该生态系统中细菌产生的能量错误。该生态系统中细菌产生的能量不参与能量流动，生产者一般是通过光合作用固定太不参与能量流动，生产者一般是通过光合作用固定太阳能，阳能，B B错误。鹰的迁入使该生态系统由错误。鹰的迁入使该生态系统由4 4个营养级变个营养级变为为5 5个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节，个营养级，增加了该生态系统能量消耗的环节，C C正确。鹰的迁入使营养级增多了，食物链还是只有一正确。鹰的迁入使营养级增多了，食物链还是只有一条，能量流动的方向未改变，条，能量流动的方向未改变，D D错误。错误。4.(2

22、0184.(2018长长沙模沙模拟拟) )下列关于生下列关于生态态系系统统的能量流的能量流动动的的叙述中，叙述中，错误错误的是的是( () )A.A.由于生由于生态态系系统统的能量流的能量流动动是逐是逐级递级递减的，所以减的，所以营营养养级级越高越高则则所同化的能量就越少所同化的能量就越少B.B.由于散失的由于散失的热热能不能被生能不能被生产产者重新固定，所以生者重新固定，所以生态态系系统统的能量流的能量流动动是是单单向不可循向不可循环环的的C.C.延延长长食物食物链链可以提高能量可以提高能量传递传递的效率的效率D.D.能量流能量流动动和物和物质质循循环环的渠道都是食物的渠道都是食物链链和食物

23、网和食物网【解析解析】选选C C。生态系统中的能量沿食物链流动时，部。生态系统中的能量沿食物链流动时，部分能量以热能的形式散失，部分能量被分解者利用，分能量以热能的形式散失，部分能量被分解者利用，所以营养级越高同化的能量就越少，所以营养级越高同化的能量就越少，A A正确；生产者只正确；生产者只能固定光能或化学能，而不能固定每个营养级及分解能固定光能或化学能，而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能，所以生态系统的能量流动是单向的，者所散失的热能，所以生态系统的能量流动是单向的，B B正确；延长食物链可以提高能量利用率，而不能提高正确；延长食物链可以提高能量利用率，而不能提高能量传递效率，能量传

24、递效率，C C错误；能量流动和物质循环的渠道都错误；能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网，是食物链和食物网，D D正确。正确。【易易错错提醒提醒】能量能量传递传递效率与能量利用率的辨析效率与能量利用率的辨析(1)(1)能量能量传递传递效率：指相效率：指相邻邻两个两个营营养养级级之之间间同化能量的同化能量的比比值值，一般，一般为为10%10%20%20%。(2)(2)能量利用率：指流入人体中的能量占生能量利用率：指流入人体中的能量占生产产者同化量者同化量的比的比值值。物物质质的多的多级级利用可以提高能量利用率，但不能提高能利用可以提高能量利用率，但不能提高能量量传递传递效率。效率。5.(2

25、0185.(2018武武汉汉模模拟拟) )如如图图表示某一生表示某一生态态系系统统的能量金的能量金字塔，其中字塔，其中、分分别别代表不同的代表不同的营营养养级级，E E1 1、E E2 2代表能量的形式。下列叙述正确的是代表能量的形式。下列叙述正确的是( () )A.A.和和是是实现实现物物质质循循环环的关的关键键生生态态成分成分B.B.该图该图所示的食物网中只有所示的食物网中只有1 1条食物条食物链链：C.EC.E1 1表示的能量主要是通表示的能量主要是通过过光合作用所固定的能量光合作用所固定的能量D.D.能量可在食物能量可在食物链链中循中循环环利用利用【解析解析】选选C C。图中。图中代表

26、生产者，则代表生产者，则E E1 1表示的能量主表示的能量主要为生产者通过光合作用固定的能量；要为生产者通过光合作用固定的能量；、和和都都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类可能有很多，该图和分解者；每一营养级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成；生态系统中所示的食物网可能由很多条食物链组成；生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用。能量流动是单向的，能量不能循环利用。6.(20156.(2015福建高考改福建高考改编编) )如如图为图为某湖泊食物网及其能量某湖泊食物网及其能量传递

27、传递示意示意图图 图图中数字中数字为为能量数能量数值值，单单位是位是(J(Jm m-2-2a a-1-1)。下列叙述正确的是。下列叙述正确的是世世纪纪金榜金榜导导学号学号14120201(14120201() )A.A.该该食物网中最高食物网中最高营营养养级为级为第六第六营营养养级级B.B.输输入入该该湖泊的湖泊的总总能量能量为为31 920 J31 920 Jm m-2-2a a-1-1C.C.太阳太阳鱼鱼呼吸作用消耗的能量呼吸作用消耗的能量为为1 357 J1 357 Jm m-2-2a a-1-1D.D.该该食物网中的生物与无机食物网中的生物与无机环环境共同构成一个生境共同构成一个生态态

28、系系统统【解析解析】选选B B。A A项，该食物网中最长的食物链为浮游项，该食物网中最长的食物链为浮游植物植物浮游动物浮游动物幽蚊幼虫幽蚊幼虫太阳鱼太阳鱼鲈鱼，最高营鲈鱼，最高营养级鲈鱼属于第五营养级。养级鲈鱼属于第五营养级。B B项，输入浮游植物的能量项，输入浮游植物的能量为为31 920 J31 920 Jm m-2-2a a-1-1，即输入该湖泊的总能量为，即输入该湖泊的总能量为31 920 J31 920 Jm m-2-2a a-1-1。C C项，一个营养级所同化的能项，一个营养级所同化的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸

29、消耗和流向分解者等，题目中呼吸消耗和流向分解者等，题目中1 3571 357是是1 483(1 483(太阳太阳鱼总同化量鱼总同化量) )减去减去126(126(下一营养级同化量下一营养级同化量) )得到的，因得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1 357 J1 357 Jm m-2-2a a-1-1要少。要少。D D项，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解项，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，所以食物网中的生物与无机环境不能构成生分解者，所以食物网中

30、的生物与无机环境不能构成生态系统。态系统。【延伸探究延伸探究】(1)(1)在在题题中食物网中太阳中食物网中太阳鱼鱼占有第占有第_营营养养级级，其，其同化的能量去向是同化的能量去向是_。(2)(2)若因某种因素若因某种因素导导致幽蚊幼虫大量减少，致幽蚊幼虫大量减少，则则太阳太阳鱼鱼的的数量会数量会_(_(填填“增多增多”或或“减少减少”) )，原因是，原因是_。三、四三、四呼吸消耗、流向下一呼吸消耗、流向下一营营养养级级、被分、被分解者分解利用解者分解利用增多增多食物食物链链缩缩短，短，获获得能量增多得能量增多【加固加固训练训练】如如图图甲表示某生甲表示某生态态系系统统的能量的能量锥锥体体图图，

31、P P为为生生产产者，者，Q Q1 1为为初初级级消消费费者，者，Q Q2 2为为次次级级消消费费者。者。现对图现对图中的各中的各营营养养级级所含有的能量所含有的能量进进行分行分类类剖析，其中分析不正确的是剖析，其中分析不正确的是( () )( (注：注：图图乙中乙中a a、a a1 1、a a2 2表示上一年留下来的能量，表示上一年留下来的能量，e e、e e1 1、e e2 2表示呼吸消耗量表示呼吸消耗量) )A.b+c+d+eA.b+c+d+e为为本年度流入本年度流入该该生生态态系系统统的的总总能量能量B.cB.c1 1表示初表示初级级消消费费者中被次者中被次级级消消费费者同化的能量者同

32、化的能量C.bC.b和和d d之一可代表生之一可代表生产产者者传递给传递给分解者的能量分解者的能量D.D.初初级级消消费费者者产产生的生的粪粪便中所含的能量是包含在便中所含的能量是包含在c c中的中的【解析解析】选选D D。由图可知，。由图可知，c c、c c1 1分别是生产者流入初分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。级消费者、次级消费者同化的能量。b+c+d+eb+c+d+e为生产者为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b b和和

33、d d(b(b1 1和和d d1 1、b b2 2和和d d2 2) )之一可代表粪便、遗体残骸等传递给之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在属于生产者同化的能量，应包含在b b或或d d中。中。考点二生考点二生态态系系统统的物的物质质循循环环及其与能量流及其与能量流动动之之间间的的关系关系【必必备备知知识识回回顾顾】1.1.概念：概念：化学元素化学元素生物群落生物群落无机无机环环境境全球性全球性2.2.碳循碳循环环：(1)(1)请请写出写出图图中各中各标标号的名称：号的名称：a

34、._a._；b._b._；c_c_；d._d._；e._e._；f._f._。生生产产者者消消费费者者呼吸作用呼吸作用光合作用和光合作用和化能合成作用化能合成作用呼吸作用呼吸作用化石燃料的燃化石燃料的燃烧烧(2)(2)碳的存在形式与循碳的存在形式与循环环形式。形式。在生物群落和无机在生物群落和无机环环境境间间：主要以：主要以_形式循形式循环环。在生物群落内部：以在生物群落内部：以_形式形式传递传递。在无机在无机环环境中：主要以境中：主要以_形式存在。形式存在。COCO2 2含碳有机物含碳有机物COCO2 2和碳酸和碳酸盐盐(3)(3)碳碳进进入生物群落的途径：生入生物群落的途径：生产产者的者的

35、_和和_。(4)(4)碳返回无机碳返回无机环环境的途径。境的途径。生生产产者、消者、消费费者的者的_。分解者的分解者的_(_(实质实质是呼吸作用是呼吸作用) )。_的燃的燃烧烧。光合作用光合作用化化能合成作用能合成作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用化石燃料化石燃料3.3.碳循碳循环环的破坏的破坏温室效温室效应应：(1)(1)形成原因：大量化石燃料的燃形成原因：大量化石燃料的燃烧烧，导导致大气中的致大气中的_含量迅速增加，打破了生物圈中碳循含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环环的平衡。的平衡。(2)(2)主要影响：使主要影响：使_，加快极地和高山冰川的，加快极地和高山冰川的融化，融化，导导致海平

36、面上升，致海平面上升，进进而而对对人人类类和其他和其他许许多生物多生物的生存构成威的生存构成威胁胁。COCO2 2气温升高气温升高(3)(3)解决思路：解决思路：_，植，植树树造林，开造林，开发发清清洁洁能源。能源。减少化石燃料燃减少化石燃料燃烧烧4.4.能量流能量流动动与物与物质质循循环环之之间间的关系：的关系：(1)(1)区区别别：项项目目能量流能量流动动物物质质循循环环( (以碳循以碳循环为环为例例) )形式形式太阳能太阳能_热热能能COCO2 2_COCO2 2特点特点_全球性、循全球性、循环环性性范范围围生生态态系系统统各各营营养养级级_(_(全球性全球性) )有机物中的有机物中的化

37、学能化学能含碳有机物含碳有机物单单向流向流动动、逐、逐级递级递减减生物圈生物圈(2)(2)联联系。系。两者是同两者是同时进时进行的，彼此相互依存，不可分割。行的，彼此相互依存，不可分割。物物质质作作为为能量的能量的_，使能量沿着，使能量沿着_流流动动；能量作；能量作为为_，使物，使物质质能能够够不断地在不断地在_和和_之之间间循循环环往返。往返。载载体体食物食物链链( (网网) )动动力力生物群落生物群落无机无机环环境境【核心素养提升核心素养提升】【典例示范典例示范】(2018(2018湛江模湛江模拟拟) )下面下面为为生生态态系系统统碳循碳循环环示意示意图图，图图中中甲、乙、丙代表生甲、乙、

38、丙代表生态态系系统统的成分，数字表示碳的流的成分，数字表示碳的流动动。有关叙述正确的是有关叙述正确的是( () )A.A.图图中生中生产产者、乙、丙、甲构成了两条食物者、乙、丙、甲构成了两条食物链链B.B.为为COCO2 2形式，形式，为为有机物形式有机物形式C.C.之和等于生之和等于生产产者同化的碳的者同化的碳的总总量量D.D.经经流向乙的碳全部流向乙的碳全部储储存于乙体内的有机物中存于乙体内的有机物中【素养解素养解读读】本本题题主要考主要考查查的核心素养是生命的核心素养是生命观观念和念和科学思科学思维维，具体表，具体表现现在：在：素养角度素养角度具体表具体表现现科学思科学思维维分析分析与与

39、综综合合分析生分析生态态系系统统各成分在碳循各成分在碳循环环中的作用，理解碳循中的作用，理解碳循环环涉及的涉及的生理生理过过程程生命生命观观念念物物质质与能量与能量观观理解碳循理解碳循环环与能量流与能量流动动相互依相互依存，不可分割存，不可分割【解析解析】选选B B。题图中甲为空气中的。题图中甲为空气中的COCO2 2，乙为消费者，乙为消费者，丙为分解者。食物链中不包括分解者与非生物的物质和丙为分解者。食物链中不包括分解者与非生物的物质和能量，能量，A A项错误；图中的项错误；图中的表示生产者、分解者和表示生产者、分解者和消费者呼吸作用产生的消费者呼吸作用产生的COCO2 2，表示生产者固定的

40、表示生产者固定的COCO2 2，表示生物之间的有机物传递，表示生物之间的有机物传递，B B项正确；生产者项正确；生产者同化的碳的去向包括同化的碳的去向包括，包含在包含在中，中，C C项错项错误；生产者流向消费者的碳部分储存在乙的有机物误；生产者流向消费者的碳部分储存在乙的有机物中，还有部分因呼吸作用而散失，中，还有部分因呼吸作用而散失，D D项错误。项错误。【母母题变题变式式】变变式式1 1碳循碳循环过环过程分析程分析作作为为完整的碳循完整的碳循环环，图图示示还还缺少的缺少的环节环节是是_。生生产产者、消者、消费费者者遗遗体成体成为为化石燃料；化石燃料燃化石燃料；化石燃料燃烧烧变变式式2 2碳

41、循碳循环环特点特点图图示碳循示碳循环过环过程不能在程不能在农农田生田生态态系系统统中完成，具体原中完成，具体原因是什么？因是什么？提示：提示：农田生态系统需要向系统内输入物质，向系统农田生态系统需要向系统内输入物质，向系统外输出粮食。外输出粮食。【方法方法规规律律】“三看法三看法”快速确快速确认认碳循碳循环环的各的各环节环节【高考角度全高考角度全练练】角度一角度一 碳循碳循环过环过程分析程分析1.(20181.(2018衡水模衡水模拟拟) )如如图图表示生表示生态态系系统统四种成分之四种成分之间间的关系，以下相关叙述中正确的是的关系，以下相关叙述中正确的是 ( () )A.1A.1和和2 2所

42、包含的所有种群构成群落所包含的所有种群构成群落B.3B.3代表的一定是原核生物代表的一定是原核生物C.4C.4可以表示大气中的可以表示大气中的COCO2 2库库D.D.可代表光合作用，可代表光合作用，代表呼吸作用代表呼吸作用【解析解析】选选C C。图中。图中1 1与与4 4之间可以进行双向的物质交之间可以进行双向的物质交换，而换，而1 1与与2 2均指向均指向3 3，1 1有有3 3个箭头指出，个箭头指出，4 4有有3 3个箭头指个箭头指入，可以判断出入，可以判断出1 1、2 2、3 3、4 4分别是生产者、消费者、分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。分解者、非生物的物质和能量。

43、1 1与与2 2所包含的种群不所包含的种群不能构成群落，还缺分解者，故能构成群落，还缺分解者，故A A错误；错误；3(3(分解者分解者) )中既中既有原核生物，也有真核生物，故有原核生物，也有真核生物，故B B错误；错误；4 4可以代表大可以代表大气中的气中的COCO2 2库，那么库，那么过程可代表光合作用，过程可代表光合作用，过程代过程代表呼吸作用，而表呼吸作用，而表示捕食关系，故表示捕食关系，故C C正确，正确，D D错误。错误。2.(20182.(2018西安模西安模拟拟) )如如图图是某城市人工湿地示意是某城市人工湿地示意图图，需要需要补补充完善的碳循充完善的碳循环过环过程包括程包括(

44、 () )A.A.植物植物大气中大气中COCO2 2B.B.动动物物大气中大气中COCO2 2C.C.植物植物大气中大气中COCO2 2和和动动物物大气中大气中COCO2 2D.D.以上均以上均错误错误【解析解析】选选C C。图中只有生物成分之间及微生物与大气。图中只有生物成分之间及微生物与大气中中COCO2 2间的碳流动过程，缺乏植物和动物与大气中间的碳流动过程，缺乏植物和动物与大气中COCO2 2交交换过程，大气中换过程，大气中COCO2 2进入生物群落主要依赖于植物的光进入生物群落主要依赖于植物的光合作用，生物群落中的碳进入大气主要通过植物、动合作用，生物群落中的碳进入大气主要通过植物、

45、动物和微生物的呼吸作用物和微生物的呼吸作用( (图中已有微生物的分解作用图中已有微生物的分解作用) )，故，故C C项正确。项正确。角度二角度二 物物质质循循环环和能量流和能量流动动分析分析3.(20183.(2018正定模正定模拟拟) )下列关于生下列关于生态态系系统统中物中物质质循循环环和和能量流能量流动动的叙述，正确的是的叙述，正确的是( () )A.A.富富营营养化水体出养化水体出现现水水华现华现象，可以象，可以说说明能量流明能量流动动的的特点特点B.B.生生态态系系统统中能量的初始来源只有太阳能中能量的初始来源只有太阳能C.C.食物食物链链各各营营养养级级中中10%10%20%20%

46、的能量会被分解者利用的能量会被分解者利用D.D.无机无机环环境中的物境中的物质质可以通可以通过过多种途径被生物群落反多种途径被生物群落反复利用复利用【解析解析】选选D D。水华现象与水体中。水华现象与水体中N N、P P增多而引起藻类增多而引起藻类大量繁殖有关，体现了物质的利用，未体现出能量流大量繁殖有关，体现了物质的利用，未体现出能量流动的特点，动的特点，A A错误；生态系统中能量的初始来源包括太错误；生态系统中能量的初始来源包括太阳能阳能( (光合作用固定光合作用固定) )和氧化无机物时释放的化学能和氧化无机物时释放的化学能( (化化能合成作用能合成作用) )，B B错误；食物链各营养级中

47、错误；食物链各营养级中10%10%20%20%的的能量流向下一营养级，能量流向下一营养级，C C错误；无机环境和生物群落间错误；无机环境和生物群落间物质可以循环往返，物质可以循环往返，D D正确。正确。4.4.图图1 1是某生是某生态态系系统统碳循碳循环环示意示意图图，其中，其中A A、B B、C C、D D是是生生态态系系统统内各生物成分，内各生物成分，1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6表示有关表示有关的生理的生理过过程；程；图图2 2为该为该生生态态系系统统中某一食物中某一食物链链及部分能及部分能量流量流动动情况。下列情况。下列说说法正确的是法正确的是世世纪纪金榜金榜导导学号学

48、号14120202(14120202() )A.A.在在图图1 1中，中，B B、C C分分别别属于初属于初级级消消费费者、生者、生产产者者B.B.图图1 1中能表示呼吸作用中能表示呼吸作用过过程的只有程的只有2 2、4 4、5 5C.C.如果如果A A发发生瘟疫，生瘟疫，D D的数量将先增加后减少最后的数量将先增加后减少最后趋趋于于稳稳定定D.D.在在图图2 2的食物的食物链链中，中，/的的值值代表兔与狼代表兔与狼( (生物之生物之间间) )的能量的能量传递传递效率效率【解析解析】选选C C。图。图1 1中中C C是生产者，是生产者，B B是分解者，是分解者，D D是初级是初级消费者，消费者

49、，A A是次级消费者，是次级消费者，A A错误；图错误；图1 1中的过程中的过程3 3是分是分解者的分解作用，其实质也是呼吸作用，解者的分解作用，其实质也是呼吸作用，B B错误；如果错误；如果次级消费者次级消费者A A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D D又会因又会因食物减少而数量减少，最后趋于相对稳定状态，食物减少而数量减少，最后趋于相对稳定状态，C C正正确；图确；图2 2中的中的和和代表兔和狼的摄入量而不是同化量，代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以所以/的值不能代表兔

50、与狼的值不能代表兔与狼( (生物之间生物之间) )的能量传递的能量传递效率，效率，D D错误。错误。【加固加固训练训练】(2018(2018邯邯郸郸模模拟拟) )如如图图是生物圈中碳循是生物圈中碳循环环示意示意图图，下列，下列相关分析不正确的是相关分析不正确的是( () )A.A.生物圈通生物圈通过过碳循碳循环实现环实现碳元素的自碳元素的自给给自足自足B.aB.a是消是消费费者，者，c c是生是生产产者，各成分者，各成分间间以以COCO2 2的形式的形式传递传递碳元素碳元素C.C.对对e e过过度开度开发发利用会打破生物圈中碳循利用会打破生物圈中碳循环环的平衡的平衡D.D.碳的循碳的循环过环过

51、程需要能量程需要能量驱动驱动，同，同时时又是能量的又是能量的载载体体【解析解析】选选B B。图中。图中a a为消费者，为消费者，b b为分解者，为分解者，c c为生产为生产者，者，d d为大气中的为大气中的COCO2 2库，库，e e为化石燃料；碳元素在生物为化石燃料；碳元素在生物群落与无机环境之间以群落与无机环境之间以COCO2 2的形式循环，在生物群落内的形式循环，在生物群落内部以有机物的形式传递。部以有机物的形式传递。科学探究系列科学探究系列作出作出实验实验假假设设【模板构建模板构建】【典例典例】某些养某些养鱼户鱼户在养在养鱼过鱼过程中程中经经常撒入一定量的常撒入一定量的化肥，化肥，这样

52、这样有利于有利于鱼类鱼类快速生快速生长长。但另一些养。但另一些养鱼户鱼户在在向向鱼鱼塘中加入化肥几天后，塘中加入化肥几天后，发现发现池水池水变绿变绿随后出随后出现鱼现鱼类类大量死亡的大量死亡的现现象。某生物象。某生物兴兴趣小趣小组组欲探究引起池水欲探究引起池水变绿变绿的原因是否与化肥有关。的原因是否与化肥有关。请请你帮他你帮他们们完成完成实验过实验过程：程：供供选实验选实验材料：裸藻培养液、滴管、酵母菌培养物、材料：裸藻培养液、滴管、酵母菌培养物、试试管及管及试试管塞、管塞、试试管架、玻璃管架、玻璃标记标记笔、笔、浓浓度度为为 0.05 mol/L0.05 mol/L的化肥水、自来水、的化肥水

53、、自来水、浓浓度度为为0.1 mol/L0.1 mol/L的化肥水、的化肥水、显显微微镜镜、载载玻片、盖玻片、吸水玻片、盖玻片、吸水纸纸等。等。 (1)(1)实验实验假假设设：_。(2)(2)实验实验步步骤骤：取取3 3支支试试管，管，标标号号为为A A、B B、C C，分，分别别_。各各试试管均加入管均加入_。振振荡摇动试荡摇动试管多次管多次进进行行观观察。察。各各试试管置于相同的适宜光照下，每隔一定管置于相同的适宜光照下，每隔一定时间时间重复重复过过程。程。(3)(3)结结果果预测预测及及结论结论：_，则说则说明化肥水不能促使藻明化肥水不能促使藻类类快速生快速生长长繁殖，化肥不是繁殖，化肥

54、不是引起池水引起池水变绿变绿的原因。的原因。_，则说则说明明_。 【解析解析】(1)(1)本实验的目的是探究引起池水变绿的原因本实验的目的是探究引起池水变绿的原因是否与化肥有关，自变量是化肥，因变量是池水变绿。是否与化肥有关，自变量是化肥，因变量是池水变绿。可以作出实验假设：可以作出实验假设：“化肥是引起池水变绿的原因化肥是引起池水变绿的原因”或或“化肥不是引起池水变绿的原因化肥不是引起池水变绿的原因”。(2)(2)应设置自变量，根据实验材料提供的物质，可以应设置自变量，根据实验材料提供的物质，可以选择不同浓度的化肥水，同时用蒸馏水作为对照。选择不同浓度的化肥水，同时用蒸馏水作为对照。应应加入

55、实验材料，实验材料提供了加入实验材料，实验材料提供了“裸藻培养液裸藻培养液”。(3)(3)实验结果的预测要根据实验假设提出，若假设实验结果的预测要根据实验假设提出，若假设“化化肥不是引起池水变绿的原因肥不是引起池水变绿的原因”，则三组池水水质应相同。，则三组池水水质应相同。若假设若假设“化肥是引起池水变绿的原因化肥是引起池水变绿的原因”，则，则A A、B B、C C三支三支试管中的绿色逐渐加深。试管中的绿色逐渐加深。答案：答案：(1)(1)化肥是引起池水变绿的原因化肥是引起池水变绿的原因( (答案合理即可答案合理即可) )(2)(2)加入等量的自来水、加入等量的自来水、0.05 mol/L0.

56、05 mol/L的化肥水、的化肥水、0.1 mol/L0.1 mol/L的化肥水的化肥水 等量的裸藻培养液等量的裸藻培养液(1(12 2滴滴) )(3)(3)三支试管中水质相同三支试管中水质相同 如果如果A A、B B、C C三支试管中的绿色逐渐加深化肥是引三支试管中的绿色逐渐加深化肥是引起池水变绿的原因起池水变绿的原因【模板模板应应用用】工工业业生生产产中中产产生的生的SOSO2 2是酸雨是酸雨(pH5.6)(pH5.6)形成的主要原因形成的主要原因之一。有人之一。有人设计实验设计实验研究酸雨研究酸雨对对植物的毒害作用。植物的毒害作用。实实验过验过程如程如图图所示所示( (除除图图中特中特别

57、说别说明外，其他条件甲、乙明外，其他条件甲、乙均相同均相同) )。实验结实验结果表明，果表明，“酸雨酸雨”使植物叶片使植物叶片变变黄，而黄，而对对照照实验实验中的植物没有中的植物没有变变黄。黄。该实验说该实验说明明“酸雨酸雨”对对植植物的生物的生长发长发育有影响。育有影响。参照上述装置和参照上述装置和试剂试剂以小麦种子以小麦种子为实验为实验材料材料尝试设计尝试设计实验实验，探究两种不同，探究两种不同pHpH的酸雨的酸雨对对种子萌种子萌发发率的影响。率的影响。(1)(1)探究的探究的问题问题：不同：不同pHpH的酸雨的酸雨对对小麦种子萌小麦种子萌发发率的影率的影响。响。(2)(2)作出的假作出的

58、假设设：_。(3)(3)实验实验步步骤骤( (简简要叙述要叙述) )：(4)(4)实验预实验预期期结结果与分析果与分析( (实验预实验预期期结结果有多种，写出其果有多种，写出其中中3 3种并加以分析种并加以分析) )：【解析解析】(2)(2)本实验目的是探究本实验目的是探究2 2种不同种不同pHpH的酸雨对种的酸雨对种子萌发率的影响。自变量是子萌发率的影响。自变量是“不同不同pHpH的酸雨的酸雨”，因变量，因变量是是“种子萌发率种子萌发率”。因此可作出的假设是不同。因此可作出的假设是不同pHpH的酸雨的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同对小麦种子萌发率的影响程度不同( (或相同或相同) )。(

59、3)(3)实验方法需要借鉴试题提供的方法进行，利用硫酸实验方法需要借鉴试题提供的方法进行，利用硫酸配制的不同配制的不同pHpH的的“酸雨酸雨”处理萌发的种子，并且用清水处理萌发的种子，并且用清水作为对照。详细实验步骤见答案。作为对照。详细实验步骤见答案。(4)(4)实验结果的预测要根据假设进行，不同的假设对应实验结果的预测要根据假设进行，不同的假设对应的预测实验结果不同，实验实际结果与预测结果比较，的预测实验结果不同，实验实际结果与预测结果比较，出现哪种结果，其对应的假设就是正确的。出现哪种结果，其对应的假设就是正确的。答案：答案：(2)(2)不同不同pHpH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度的

60、酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同不同( (或相同或相同)()(只要合理即可只要合理即可) )(3)(3)用上述实验装置和试剂，配制两种用上述实验装置和试剂，配制两种pH5.6pH5.6的的“酸雨酸雨”进行实验，设置清水对照；在进行实验，设置清水对照；在3 3个花盆中播种同样数量个花盆中播种同样数量( (如如5050粒粒) )的小麦种子；在相同且适宜的环境中培养；的小麦种子；在相同且适宜的环境中培养；一段时间一段时间(7(7天天) )后，分别统计后，分别统计3 3个装置中的种子萌发率。个装置中的种子萌发率。(4)(4)如果如果3 3个装置中种子萌发率没有差异，那么说明个装置中种子萌发率没有差异，那么说明酸雨对种子萌发率没有影响。酸雨对种子萌发率没有影响。如果如果3 3个装置中，个装置中，pHpH越小，种子萌发率越低，说明酸越小，种子萌发率越低，说明酸雨对种子萌发有抑制作用，且随着雨对种子萌发有抑制作用，且随着pHpH的减小，抑制作的减小，抑制作用增大。用增大。如果如果3 3个装置中，个装置中，pHpH越小，种子萌发率越高，说明酸越小，种子萌发率越高，说明酸雨对种子萌发有促进作用，且随着雨对种子萌发有促进作用，且随着pHpH的减小，促进作的减小，促进作用增大。用增大。