【学生版】高三生物一轮复习学案：专题34 生态系统的能量流动和物质循环

【学生版】高三生物一轮复习学案：专题34 生态系统的能量流动和物质循环 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 专题34 生态系统的能量流动和物质循环 考纲浏览 生态系统能量流动和物质循环的基本规律及应用(?)。 课前预习 一、能量流动的概念 ?通过生产 者的呼吸作用以 形式散失。 ?用于生产者的 、 和 等生命活动，储存在 中。 随着残枝败叶等被 分解而被释放出来。 ? ?被初级消费者摄入体内，流入 营养级。 ?能量分流图 三、能量流动的特点 1、单向流动:能量流动只能沿 由低营养级流向 ，不可逆转，也不能循环流动;同时各 营养级通过 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:输入到某一营养级的能量中，只有 的能量能够传递到下一营养级。 原因是: ?是各营养级生物都会因 消耗大部分能量; 第1页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com ?各营养级的能量都会有一部分流入 ，包括未被下一营养级生物所利用的部分。 3、能量传递效率的含义:相邻两营养级之间的传递效率, 四、能量流动研究意义 1、帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 的利用。 2、帮助人们合理地调整生态系统中的 ，使能量持续高效地流入对人类 的部分。 五、生态系统的物质循环 六、实例——碳循环 1(无机环境中的存在形式: 和碳酸盐;生物群落中的主要存在形式: ;无机环境与生 物群落之间的循环形式 。 2(循环过程 3(温室效应 (1)形成原因:大量化学燃料的燃烧，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。 七、能量流动与物质循环的关系及意义 1(与能量流动的关系: 作为 的载体，使 沿着 流动;能量作为 ，使物质 能够不断地在 和 之间循环往返。 2(意义:通过 和 ，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 整体。 思考:有人认为:“物质是能量的载体，物质是往复循环的，能量自然也应该伴随着物质的循环而循环。” 你认为这句话对吗,如果有错误，请指出原因。 课堂讲解 第2页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 考点一 生态系统中能量流动过程 1(消费者同化的能量,摄入量,粪便中有机物的能量,呼吸散失量，储存量，即摄入的食物只有部分被 同化。消费者粪便中含有的能量不能计入排遗生物所同化的能量，它实际与上一个营养级的遗体、残 骸一样，属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。例如屎壳郎利用大象的粪便获得能量，就不能 说屎壳郎获得了大象的能量，而是获得了植物的能量。 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。 考点 二 能量流动的特点 “能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。 起点 生产者 源头 光能 第3页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 相关生理过程 光合作用、化能合成作用 能量输入 总能量 生产者固定的太阳能总量 能量的传递 传递形式:有机物 传递渠道:沿食物链和食物网 相关生理过程 细胞呼吸 能量的散失 形式 热能 能量流动特点 ?逐级递减;?单向流动 能量传递效率 10%,20% ?自身呼吸以热能形式散失,,?流向下一营养级 ,?遗体残骸等被分解者分解 ,,?未被利用:包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料的形式被储存起来的能量即一个营养级所同化的能量,呼吸散失的能量，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。 知识拓展: 4(极值计 算:(1)设食物链A?B?C?D，分情况讨论 现实 问题 思路求解 第4页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 至少需要A营养级多少 N×(20%)3,M D营养级 净增重M 最多需要A营养级多少 N×(10%)3,M D营养级最多增重多少 N×(20%)3,M A营养级 净增重N D营养级至少增重多少 N×(10%)3,M (2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消 耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多;若 要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的 能量最少。 例2、(2012?北京市朝阳区高三)假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中( ) A(水稻害虫密度将下降 B(能量流动的营养级数减少 C(水稻固定的太阳能增加 D(物种多样性上升 考点三 生态金字塔 生态金字塔的类型、含义比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形 状 特 点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 一般生物个体数目在 能量沿食物链流动过一般生物有机物的总 食物链中随营养 象征含义 程中具有逐级递质量沿食物链升 级升高而逐级递 减的特性 高逐级递减 减 每一营养级生物所含每一营养级生物个体每一营养级生物的有 每一阶含义 能量的多少 的数目 机物总量 特殊形状 无 极少 树―?昆虫―?鸟 例3、下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，?????各代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一定的能量值，下列各项中正确 的是( )。 第5页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com (?，?)，，A(第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为×100% ,,?，， B(图中?包含了次级消费者粪便中的能量 C(在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于? D(食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 变式训练3、(2012?商城模拟)如图表示A、B两个特定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 ?若A和B中玉米的数量相同，A能养活10000人，则B至少能养活500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(?? 考点四 碳循环及物质循环和能量流动的关系 1(碳循环过程图解及解读 (1)图示 第6页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 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CO。 2 ?森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO的调节能力。 2 (2)危害 加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。 (3)缓解措施 ?开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。 ?植树造林，增加绿地面积。 3(物质循环与能量流动的关系 (1)图示 (2)析图 ?生物群落中物质和能量最终来自无机环境。 ?连接生物群落和无机环境的两大成分——生产者和分解者;图示中未标出生产者还可以利用化学能进行 化能合成作用。 第7页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com ?二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链(网)一起 进行。 ?能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程。 ?物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。 ?能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。 ?上述关系，总体上体现了二者相互依存、不可分割，并且同时进行。 知识拓展:物质循环图解辨析 (1)碳循环过程示意图 弄清箭头的方向及代表含义。 (2)将上图换成字母，并尝试判断四种成分(找依据)，如下面三种变式图 例4、(2012?九江一模30)下列有关生态系统中的碳循环和人体体液中物质交换的示意图的描述中，正 确的是 ( ) A(在因捕食关系建立的食物链中，能量 最少的是乙图中的B所处的营养级 B(甲图中C与A、B最主要的差别为C 含较多的蛋白质 C(乙图中的D是生态系统中的主要成分 D(人体内氧气浓度最高的是甲图中的B 第8页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 课堂练习 1、(2012?北京市丰台区)下列叙述中，不正确的是 ( ) A(生物多样性的丰富程度与自然选择无关 B(植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环 C(生态农业通过物质的循环利用提高能量的利用率 D(生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量 2、(2011?安徽十校测试)在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级同化的能量去向，不应包括下列 选项中的( ) A(羊的呼吸消耗量 B(羊的粪便量 C(羊的生产量 D(部分死亡羊的重量 5、 (2012?聊城模拟)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a，其中字母 代表了能量，则下列叙述不正确的是( ) 第9页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com A.从麻风树流入下一营养级的能量传递效率为a′/a B.c是第二营养级用于生长发育和生殖的能量 C.d是指呼吸作用消耗的能量 D.该图中不包括非生物的物质和能量 6、(2012?桐城模拟)如图表示一个生态系统中生产者、消费者、分解者之间的关系。下列有关叙述错误的 是( ) A(生态系统中的能量可驱动物质循环 B(分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用 C(次级消费者粪便中所含的能量属于上一营养级 D(由于生物与生物之间捕食和被捕食的关系是不可逆转的，所以能量流动具有单向性 7、(2012?济宁模拟)如图1是人工设计的生态系统图，图2是人们绘制的在蚯蚓养殖池中加入一定量食 用菌杂屑后蚯蚓种群数量随时间的变化示意图。下列叙述不符合生态学观点的是( ) A(该生态系统能量经过了多级利用，提高了系统总能量利用效率 B(合理使用农家肥可以提高流经该生态系统的总能量 C(蚯蚓种群数量达到K/2值时，种内斗争最激烈 D(食用菌和蚯蚓属于分解者，它们促进了生态系统中物质循环和能量流动的进行 8、(2011?马鞍山模拟)如图表示某湖泊生态系统的营养结构，a,e代表各营养级的生物，下列叙述不正确 的是( ) A(共有三条食物链 B(各营养级中，能量最多的是c，生物个体数量最多的是a C(若水体受有机磷农药轻微污染，则受害最严重的是a D(若c所含能量为5.8×109kJ，d含1.3×108kJ，则a至少约含4.5×107kJ 第10页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 9、(2011?常州模拟)在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态 系统(如图所示)。下列有关叙述正确的是(多选)( ) A(该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜 B(该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分 C(该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率 D(沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性 10、(2011?长沙模拟)如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是( ) A(?? B(??? C(??? D(?? 13、如图为生态 系统碳循环模式图，下列分析错误的是( ) A(f表示大气中的二氧化碳库 B(该图中有三条食物链 C(图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物 D(碳以有机物的形式由a传到b 14、下图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述不正确的是( ) 第11页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com A(?过程代表绿色植物的光合作用 B(图中A、B分别代表消费者和生产者 C(温室效应主要是由?过程造成的 D(农业生产中的中耕松土可以增大?过程 15、图甲、乙分别表示人体体液中物质交换、生态系统碳循环的模型图，以下说法正确的是( ) A(甲图中O2浓度最高的是B B(乙图中的D是生态系统中的主要成分 C(人体发生过敏反应时，甲图中的A增多导致组织水肿 D(因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是乙图中的B所处的营养级 16、(2012?江西省六所重点中学联考)如图所示生态系统中能量流动图解部分示意图，???????各 代表一定的能量值，下列各项不正确的是( ) A(次级消费者的粪便中的能量去路包括在?途径中 B(从能量关系看?，?，? C(一般情况下，?为?的10%—20% D(由于生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转的，所以能量流动具有单向性 17、(2011?南通质检)下列与生态系统功能相关的描述中，错误的是( ) A(碳循环过程需要能量的驱动 B(物质与能量在生物与环境之间循环流动，信息的流动只在生物之间发生 C(植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分 D(全球气候变暖与地球上大气中碳的收支不平衡有关 第12页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 18、(经典题目)下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是( ) a,b,c B(c,b,a A( C(c,b,a D(a,c,b 19、(2012?北京市通州区高三)为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设 计，其中不符合实验目的的步骤是( ) A(可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤 B(将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份 C(将灭菌的落叶设为实验组，不做处理的落叶设为对照组 D(将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况 20、(2011?天津理综，9)放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。图1是亚热带某人工草地在不 同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量,光合作用合成量,呼吸作用消耗量)的变化图，G0为不放 牧，G1,G3为放牧强度逐渐增强。 据图回答: (1)5,10月份的最适放牧强度是________(从G0,G3中选填)，________月份可被初级消费者利用的总能量 最多。 (2)与放牧草地相比，8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因有________(多选)。 A(过多枝叶对下层植物有遮光作用 B(植株衰老组织较多 第13页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com C(缺少动物粪尿的施肥作用 D(草地生态系统的物质循环加快 (3)据图1分析，为使牧草净光合产量维持在最高水平，4,10月份需要采取的放牧措施是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)牧草的光合作用强度可用单位时间和面积的____________来表示。 (5)在牧草上喷洒32P标记的磷肥，检测32P在初级和次级消费者中的放射强度，结果见图2，其中A消费 者处于第________营养级。 (6)在生态系统的生物成分中，生产者体内的32P除被消费者利用外，还有部分进入________。 21、(2012年祁阳模拟)如图甲为一个生态系统物质循环示意图;表乙是对甲图中群落各组成成分的能量流 动情况调查结果。请据图回答: Pg Pn R X 870.7 369.4 501.3 Y 211.5 20.1 191.4 Z 141.0 61.9 79.1 乙 ,,221(单位:×10 kJ?m?a) (1)稳定的生态系统中，食物网越________，生态系统自我调节能力越________。 (2)甲图中，________决定了这个生态系统自我调节能力的大小。(填标号) (3)大气中二氧化碳的来源有三个，分别是动植物的呼吸作用、________、________。若甲图中的“?”仅表 示二氧化碳的流动方向，则不会存在的过程有 _____________________________________________________。 第14页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com (1)流经该农田生态系统的总能量为___________，图中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 ___________。 (2)图中B和C的种间关系为__________，若要调查A中某种生物的种群密度常采用的方法是__________。 (3)碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以__________的形式进行。 (4)该生态系统与森林生态系统相比，__________ (抵抗力/恢复力)稳定性更高。 (5)利用信息素防治害虫，则信息素属于生态系统的__________信息;若该农田被弃耕，则该农田发生的群 落演替属于__________演替。 (6)用图中有关字母写出该生态系统的食物网简图: 课后练习 1、(2012?广州模拟)下图为生态系统能量流动的部分图解，?代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的 是( ) A(生态系统的能量流动是循环进行的 B(能量在沿食物链流动时逐级递减 第15页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com C(次级消费者属于第二营养级 D(图中?代表呼吸作用所消耗的能量 2、(2012年东城模拟)下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。下列叙述不正确的是( ) A(图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落 B(从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加 C(流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和 D(组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用 3、(2012年宁波八校联考)科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流 经这种肉食动物的有关数据如下所示(能量以种群的质量表示)，下列叙述正确的是( ) ?被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分 ?在食物链中，蜘蛛至少位于第三 营养级 ?图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量 ?根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘 蛛间的能量传递效率 A(???? B(??? C(?? D(?? 6、 (2012?惠州二调)如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项中正确 的是( )。 第16页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com h，c，d，e，f，i A(图中b, b,,B(生产者与初级消费者之间的能量传递效率为×100% a,, C(“草―?兔―?狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d D(缩短食物链可以提高能量传递效率 7、(2012?九江一模28)美国的生态学家H(T(Odum曾对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和 能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的?、?、?、?分别表示不同的营养级，?为分解者。 GP表示生物同化作用固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，NP表示生物体储存着的能量 (NP=GP-R)，下列叙述中不正确的是 ( ) 22 A(若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平， 单位:10千焦/m/年 GP NP R 则有机物的总量会增加 ? 15.91 2.68 13.23 B(?营养级CP的去向中，未被利用的能量有一部 ? 871.27 369.69 501.58 ? 0.88 0.34 0.54 分残留在自身的粪便中 ? 141.20 62.07 79.13 C(能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率 ? 211.85 19.26 192.59 约为11(3% D(生态系统能量流动的渠道可能是??????? 8、(2012?衡水期末39)2009年哥本哈根世界气候大会所倡导的低碳生活获得普遍认同，大气中CO过2 多与碳循环失衡有关，根据下图做出的判断不正确的是 ( ) ?增加自养生物种类和数量有利于降低大气中的CO含量 2 ?大气中CO的增加主要与异养生物b的数量增加有关 2 ?该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生态系统 ?该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向 ?图中少一个箭头，异养生物a指向无机环境，异养生物b的代谢类型不一定相同 A(一项 B(两项 C(三项 D(四项 第17页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 9、 (2012年延吉一模)下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向， 2单位为kcal/(m?a)。下列说法错误的是( ) A(食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性 B(辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用 C(每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用 D(此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量 10、(2012 海南19)下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是 (( A.甲是生产者，乙是消费者 B.该生态系统是一个开放的系统 C.能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出 D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 11、(2012 安徽30)II((8分)某弃耕地的主要食物链由植物,田鼠,鼬构成。生态学家对此食物链能 2量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm?a)。 植物 田鼠 鼬 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 119887772.45，10 1.05，10 7.50，10 7.15，10 2.44，10 2.25，10 2.18，10 (1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。 2(2)在研究能量流动时，可通过标重捕法调查田鼠种群密度。在1hm范围内，第一次捕获标记40只田鼠， 2第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm。若标记的田鼠有部分被 鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。 (3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%—5%用于 ，其余在呼吸作用 中以热能形式散失。 (4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信 息能够 ，维持生态系统的稳定。 第18页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 世纪金榜 圆您梦想 www.jb1000.com 12、(2012年佛山模拟)研究者对某水域浮游生物群落进行调查，绘制出如下能量金字塔，据图回答: (1)该群落共有________个营养级。各营养级获得能量的方式分别是: ________________________________________________。 (2)该群落中从生产者到初级消费者的能量传递效率远低于10%，原因是 _____________________________________________________________。 (3)能量在流动过程中逐级________，该群落必须________，才能维持生态系统的正常功能。 (4)调查该群落中浮游生物的种类及数量一般用________(抽样统计方法)，调查发现受到生活废水的轻微污 染后，浮游生物的种类和数量不会受到明显的影响，这说明 ______________________________________________________。 213、(2012•淮北模拟)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解,能量单位为:J/(cm?a),，请回答: 第19页(共19页) 山东世纪金榜科教文化股份有限公司