2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 第34講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)講義.doc
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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 第34講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)講義 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) [學(xué)生用書P244] 一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖 1.圖中標(biāo)號(hào)代表的內(nèi)容 甲:生產(chǎn)者,乙:初級(jí)消費(fèi)者,丙:次級(jí)消費(fèi)者,?。汉粑饔?,戊:分解者。 2.生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來源:太陽能。 3.食物鏈中甲營養(yǎng)級(jí)能量的去向 (1)通過自身呼吸作用以熱能的形式散失。 (2)被下一營養(yǎng)級(jí)同化。 (3)殘枝敗葉、遺體殘骸等被分解者分解。 (4)未被利用。 4.特點(diǎn):?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)和逐級(jí)遞減。 5.能量傳遞效率 相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)的傳遞效率=100%。一般能量傳遞效率為10%~20%。 6.研究意義 (1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。 (2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧? 二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1.物質(zhì)循環(huán) (1)概念:組成生物體的各種元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間不斷地循環(huán)的過程。 (2)特點(diǎn):全球性、反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)。 (3)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。 (4)意義:通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。 2.碳循環(huán) (1)碳在無機(jī)環(huán)境中的存在形式:CO2和碳酸鹽。 (2)碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式:CO2(主要)。 (3)循環(huán)過程:碳從無機(jī)環(huán)境到生物群落是通過光合作用、化能合成作用實(shí)現(xiàn)的;從生物群落到無機(jī)環(huán)境則是通過動(dòng)植物的細(xì)胞呼吸和微生物的分解作用實(shí)現(xiàn)的。 3.溫室效應(yīng) (1)形成原因:大量化石燃料的燃燒,大氣中的CO2含量迅速增加,打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。 (2)影響:導(dǎo)致氣溫升高,加快極地和高山冰川的融化,導(dǎo)致海平面上升,進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。 1.(必修3 P94圖5—7改編)如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)示意圖,①②③④⑤⑥各代表一定能量,有關(guān)敘述正確的是( ) A.從能量關(guān)系來看①=②+⑤ B.⑥都屬于初級(jí)消費(fèi)者的同化量 C.分解者獲得的能量最少 D.③/②代表初級(jí)消費(fèi)者流入次級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率 答案:D 2. (必修3 P96圖5—9改編)如圖是某湖泊的能量金字塔,下列相關(guān)描述不正確的是( ) A.a(chǎn)、b、c、d表示不同的營養(yǎng)級(jí) B.a(chǎn)、b、c、d之間形成一條a到d的食物鏈 C.a(chǎn)、b、c、d的大小表示不同的營養(yǎng)級(jí)所得到的能量的多少 D.a(chǎn)、b、c、d的大小變化體現(xiàn)了能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn) 答案:B 3.思維診斷 (1)判斷下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述 ①(xx山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期末T30B)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能。() ②流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)的總能量指次級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)的能量。() ③(xx東北師大附中期末T25A)多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量更多。(√) ④稻田生態(tài)系統(tǒng)中,防治稻田害蟲可提高生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的能量傳遞效率。() ⑤生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營養(yǎng)級(jí)越高的生物,其體型必然越大。() ⑥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)中的能量流動(dòng)關(guān)系,使人們從中更多獲益。(√) ⑦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。() (2)判斷下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的敘述 ①(xx南京市高三質(zhì)量檢測(cè)T20C)參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物。() ②碳的循環(huán)在生物群落內(nèi)部是以CO2的形式進(jìn)行的。() ③光合作用推動(dòng)碳循環(huán)過程,促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)。() ④植物可通過呼吸作用和光合作用參與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。(√) ⑤碳循環(huán)的進(jìn)行伴隨著能量流動(dòng),但由于生物體不能在代謝中利用熱能,所以能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。(√) ⑥由于過度的人工碳排放,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡,導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度增加并引起全球氣候變化。(√) 考點(diǎn)一 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)[學(xué)生用書P245] 1.能量在營養(yǎng)級(jí)之間流動(dòng)過程圖解 (1) (2)能量去向分析 ①消費(fèi)者攝入能量=消費(fèi)者同化能量+糞便中的能量,即動(dòng)物糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級(jí)同化能量,應(yīng)為上一個(gè)營養(yǎng)級(jí)固定或同化能量。 ②消費(fèi)者同化能量=呼吸消耗的能量+生長、發(fā)育和繁殖的能量。 ③生長、發(fā)育和繁殖的能量=分解者分解利用的能量+下一營養(yǎng)級(jí)同化的能量+未被利用的能量。 2.能量流動(dòng)的特點(diǎn)及其原因 (1)單向流動(dòng) ①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行傳遞的,食物鏈中各營養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果,是不可逆轉(zhuǎn)的。 ②各營養(yǎng)級(jí)通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用,因此能量流動(dòng)無法循環(huán)。 (2)逐級(jí)遞減 ①各營養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。 ②各營養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者,包括未被下一營養(yǎng)級(jí)生物利用的部分。 3.生態(tài)金字塔——能量流動(dòng)模型 類型 項(xiàng)目 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔 形態(tài) 特點(diǎn) 正金字塔形 一般為正金字塔形,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形 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 生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中一般隨營養(yǎng)級(jí)升高而遞減 生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減 每一階含義 每一營養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少 每一營養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目 每一營養(yǎng)級(jí)生物的總生物量 (xx陜西西安模擬)圖1為某池塘生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級(jí),m1、m2代表不同的能量形式。圖2表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級(jí)的變化示意圖,其中a~g表示能量值的多少。請(qǐng)據(jù)圖回答: (1)圖2中,若A表示圖1中營養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量,則B表示營養(yǎng)級(jí)Ⅱ同化的能量,C表示________________。若圖1中營養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽能總量為y,營養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是________(用圖中所給字母的表達(dá)式表示)。 (2)若圖1中營養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙,構(gòu)成食物關(guān)系如圖3。其中甲能量中比例為x的部分直接提供給丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量是________kJ。 (3)除圖1中所示的生物類群,該生態(tài)系統(tǒng)的生物組成成分還應(yīng)有________才能保證其物質(zhì)循環(huán)的正常進(jìn)行。 [解析] (1)同化的能量一部分以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生熱能的形式散失掉,一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖,C表示營養(yǎng)級(jí)Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。營養(yǎng)級(jí)傳遞效率是同化量之比,即b/y100%。(2)最少消耗按照最大的傳遞效率20%計(jì)算,其中甲能量中比例為x的部分直接提供給丙,假設(shè)甲的能量是M,即Mx/5+M(1-x)/25=A,計(jì)算可得M=25A/(1+4x)。(3)圖1中包含了生產(chǎn)者和消費(fèi)者,在生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分還缺少分解者。 [答案] (1)營養(yǎng)級(jí)Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量 b/y100% (2)25A/(1+4x) (3)分解者 能量傳遞效率的計(jì)算 (1)相鄰營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率:10%~20%,計(jì)算方法如下:能量傳遞效率=100%。 (2)食物鏈中能量的最值計(jì)算 設(shè)食物鏈A→B→C→D,分情況討論(如下表): ①能量傳遞效率未知時(shí) 已知 問題 思路求解 D凈增重M 至少需要A的量Y Y(20%)3=M 最多需要A的量Y Y(10%)3=M A凈增重N D最多增重的量Y N(20%)3=Y(jié) D至少增重的量Y N(10%)3=Y(jié) ②已確定營養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的,不能按“最值”法計(jì)算。例如,能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲得的能量為Ma%b%c%。 (3)在食物網(wǎng)中分析 在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(shí),需要確定相關(guān)的食物鏈,能量傳遞效率約為10%~20%,一般從兩個(gè)方面考慮 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程分析 1.(xx安徽名校模擬)如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解模型,A、B、C分別表示流入各營養(yǎng)級(jí)生物的能量,D、E、F分別表示各營養(yǎng)級(jí)生物用于生長、發(fā)育、繁殖的能量,G、H、I分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量,J、K、L分別表示流入分解者的能量。下列說法中正確的是( ) A.圖中A=D,B=E,C=F B.K中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量 C.食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級(jí) D.第一營養(yǎng)級(jí)與第二營養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率是E/D 解析:選B。題圖中A>D,B>E,C>F;食物鏈中能量最少的是狼所處的營養(yǎng)級(jí);第一營養(yǎng)級(jí)與第二營養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率是B/A。 2.(xx豫東、豫北名校聯(lián)考)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級(jí)能量的類型和去向(d表示該營養(yǎng)級(jí)未被利用的能量)。有關(guān)敘述中不正確的是( ) A.圖中a1、a2可表示生產(chǎn)者與消費(fèi)者的呼吸量,但所占比例不符 B.生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率為(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1) C.消費(fèi)者從生產(chǎn)者攝取的能量數(shù)值可用b1表示,且此部分能量存在于有機(jī)物中 D.在食物鏈中,各營養(yǎng)級(jí)獲得能量的方式及能量的用途相同 解析:選D。各營養(yǎng)級(jí)同化的能量大部分用于呼吸作用,a1、a2可表示生產(chǎn)者與消費(fèi)者的呼吸量,但a1所占比例偏??;能量傳遞效率為相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)生物同化量之比,圖中能量傳遞效率為(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1);b1表示消費(fèi)者從生產(chǎn)者攝取的能量,存在于生產(chǎn)者光合作用制造的有機(jī)物中;食物鏈中,第一營養(yǎng)級(jí)通過光合作用固定太陽能,其他營養(yǎng)級(jí)生物通過捕食直接攝取有機(jī)物,對(duì)最高營養(yǎng)級(jí)生物來說,能量不會(huì)再流向下一個(gè)營養(yǎng)級(jí),即各營養(yǎng)級(jí)生物獲得能量的方式和能量的用途不盡相同。 易錯(cuò)點(diǎn) 同化量≠攝入量 [點(diǎn)撥] 同化量:指被消費(fèi)者消化吸收的物質(zhì)所含有的能量。 攝入量:指被消費(fèi)者攝入的物質(zhì)所含有的能量。 同化量=攝入量-糞便量。 能量流動(dòng)過程中的相關(guān)計(jì)算 3.(xx高考福建卷)下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值,單位是Jm-2a-1)。下列敘述正確的是( ) A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級(jí)為第六營養(yǎng)級(jí) B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為25% C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1 357 Jm-2a-1 D.該食物網(wǎng)中的生物與無機(jī)環(huán)境共同構(gòu)成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng) 解析:選B。A項(xiàng),該食物網(wǎng)中最長的食物鏈為:浮游植物→浮游動(dòng)物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚,食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級(jí)鱸魚屬于第五營養(yǎng)級(jí)。B項(xiàng),第二營養(yǎng)級(jí)包括浮游動(dòng)物和搖蚊幼蟲,二者共有的能量為3 780+4 200=7 980,因此從第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為:7 98031 920100%=25%。C項(xiàng),一個(gè)營養(yǎng)級(jí)所含有的能量,一部分流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí),還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等,題目中1 357是1 483(太陽魚總同化量)減去126(下一營養(yǎng)級(jí)同化量)得到的,因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1 357 Jm-2a-1要少。D項(xiàng),生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和無機(jī)環(huán)境,而食物網(wǎng)中只有生產(chǎn)者和消費(fèi)者,無分解者,所以食物網(wǎng)與無機(jī)環(huán)境不能構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。 4.(xx安徽安慶二模)下表是某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果,表中甲、乙、丙、丁、戊分別代表構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的主要種群[表中數(shù)據(jù)單位:102 kJ/(m2年)]。下列說法錯(cuò)誤的是( ) 種群 同化固定的能量 體內(nèi)貯存的能量 呼吸消耗的能量 甲 16.74 4.54 12.2 乙 70 15.8 54.2 丙 930 229 701 丁 69.5 20 49.5 戊 1.674 0.4 1.274 A.表中的丙為生產(chǎn)者 B.表中的種群構(gòu)成2條食物鏈 C.當(dāng)某種原因?qū)е乱掖罅繙p少時(shí),戊的數(shù)量仍能保持相對(duì)穩(wěn)定 D.第一營養(yǎng)級(jí)和第二營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率約為18% 解析:選D。根據(jù)各種群同化量可判斷甲、乙、丙、丁、戊能形成食物網(wǎng),其中丙為生產(chǎn)者,A、B正確;當(dāng)乙大量減少時(shí),戊可以通過丙→丁→甲→戊食物鏈獲得能量進(jìn)而保持?jǐn)?shù)量相對(duì)穩(wěn)定,C正確;乙和丁處于第二營養(yǎng)級(jí),同化的能量是139.5102 kJ/(m2年),丙處于第一營養(yǎng)級(jí),同化的能量是930102 kJ/(m2年),則能量由第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(yǎng)級(jí)的傳遞效率是(139.5102)/(930102)100%=15%,D錯(cuò)誤。 關(guān)于生態(tài)金字塔的考查 5.(xx高考海南卷)用各營養(yǎng)級(jí)生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中 ,第一營養(yǎng)級(jí)生物為櫟樹,第二營養(yǎng)級(jí)生物為昆蟲,第三營養(yǎng)級(jí)生物為蛙、蜥蜴和鳥,第四營養(yǎng)級(jí)生物為蛇。該櫟林?jǐn)?shù)量金字塔的示意圖是( ) 解析:選B。在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于櫟樹的數(shù)量,第三營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量,第四營養(yǎng)級(jí)的數(shù)量小于第三營養(yǎng)級(jí)的數(shù)量,故選B。 6.(xx高考天津卷)圖a、b分別為農(nóng)村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量(生命物質(zhì)總量)金字塔示意圖。下列敘述正確的是( ) A.兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)均可通過信息傳遞調(diào)節(jié)種間關(guān)系 B.兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)均由3個(gè)營養(yǎng)級(jí)組成 C.城市生態(tài)系統(tǒng)不具有自我調(diào)節(jié)能力,抵抗力穩(wěn)定性低 D.流經(jīng)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量均是其植物所固定的太陽能 解析:選A。A項(xiàng),生態(tài)系統(tǒng)均可通過信息傳遞調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。B項(xiàng),題圖a、b分別表示農(nóng)村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔,兩者的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不是由3個(gè)營養(yǎng)級(jí)組成的,如在農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)中,存在食物鏈:農(nóng)作物→昆蟲→蜘蛛→鳥→貓頭鷹,不只由3個(gè)營養(yǎng)級(jí)組成。C項(xiàng),任何生態(tài)系統(tǒng)都具有自我調(diào)節(jié)能力,只是自我調(diào)節(jié)能力有一定的限度。雖然城市生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但其也有自我調(diào)節(jié)能力,只是自我調(diào)節(jié)能力弱,抵抗力穩(wěn)定性低。D項(xiàng),流經(jīng)城市生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自生產(chǎn)者固定的太陽能和外來人為的物質(zhì)輸入。 考點(diǎn)二 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)[學(xué)生用書P247] 1.碳循環(huán)過程 (1)碳進(jìn)入生物群落的途徑:生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。 (2)碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑 ①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用。 ②分解者的分解作用。 ③化石燃料的燃燒。 (3)分析溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因 ①化石燃料的大量燃燒,產(chǎn)生了大量CO2。 ②植被破壞,降低了對(duì)大氣CO2的調(diào)節(jié)能力。 2.能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系 (1)區(qū)別 項(xiàng)目 能量流動(dòng) 物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例) 形式 以有機(jī)物為載體 主要是無機(jī)物 特點(diǎn) 單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減 全球性、循環(huán)性 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí) 生物圈(全球性) (2)聯(lián)系 ①兩者是同時(shí)進(jìn)行的,彼此相互依存,不可分割。 ②物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。 (xx重慶模擬)如圖表示生物圈中碳循環(huán)過程,其中A、B、C表示生態(tài)系統(tǒng)的不同成分。請(qǐng)回答以下問題: (1)圖中④⑦的生理過程分別是____________、____________,兩大生理過程共同維持著碳循環(huán)。 (2)圖中生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈?zhǔn)莀_____,該結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度決定著生態(tài)系統(tǒng)________穩(wěn)定性的大小。 (3)碳從生物群落進(jìn)入無機(jī)環(huán)境的途徑是________,是以CO2的形式進(jìn)行的。 (4)碳循環(huán)具有______性、循環(huán)性,降低______過程有利于維持大氣中的碳、氧平衡。 [答案] (1)光合作用 細(xì)胞呼吸 (2)B→C 抵抗力 (3)③⑤⑦ (4)全球 ⑥ 碳循環(huán)示意圖中生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷方法 [圖形解讀] (1)圖1——先根據(jù)雙向箭頭確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)者或大氣CO2庫,再由多個(gè)單向箭頭可判斷B為大氣CO2庫(不能寫“無機(jī)環(huán)境”),再根據(jù)A→D,C→D,確定D為分解者,剩下的C為消費(fèi)者。 (2)圖2——根據(jù)A與C之間的雙向箭頭及C有多個(gè)單向箭頭判斷:A和C分別是生產(chǎn)者和大氣CO2庫。根據(jù)A、B、D的碳都流向E,可進(jìn)一步判斷:B是初級(jí)消費(fèi)者,D是次級(jí)消費(fèi)者,E是分解者。 (3)圖3——首先找出相互之間具有雙向箭頭的兩個(gè)成分,即A和E,一個(gè)為生產(chǎn)者,一個(gè)是大氣CO2庫。又因?yàn)槠渌鱾€(gè)成分都有箭頭指向A,所以A為大氣CO2庫,E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個(gè)成分,其中其他生物部分的箭頭都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F則為消費(fèi)者。 碳循環(huán)過程及特點(diǎn)分析 1.(xx陜西西安模擬)下面是某城市人工濕地示意圖,需要補(bǔ)充完善的碳循環(huán)過程包括( ) A.植物大氣中CO2 B.動(dòng)物大氣中CO2 C.植物大氣中CO2和動(dòng)物大氣中CO2 D.以上均錯(cuò)誤 解析:選C。圖中只有生物成分之間及微生物與大氣中CO2間的碳流動(dòng)過程,缺乏植物和動(dòng)物與大氣間的CO2交換過程,大氣中的CO2進(jìn)入生物群落主要依賴于植物的光合作用,生物群落中的碳進(jìn)入大氣主要通過植物、動(dòng)物和微生物的呼吸作用(圖中已有微生物的分解作用)。 2.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(kg Ca-1) 碳釋放量(kg Ca-1) A 1.201014 1.201014 B 1.201014 1.261014 下列敘述不正確的是( ) A.生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過光合作用實(shí)現(xiàn)的,碳的釋放主要是通過呼吸作用實(shí)現(xiàn)的 B.表中A時(shí)期處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),原因是碳的吸收量與釋放量相對(duì)平衡 C.由于過度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),導(dǎo)致大氣中二氧化碳的增加,并引起氣候變化 D.化石燃料的燃燒對(duì)現(xiàn)代碳循環(huán)影響巨大 解析:選C。植物通過光合作用固定大氣中的無機(jī)碳,而生物的呼吸作用則把生物群落中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)碳,再返還給大氣。表中A時(shí)期碳的吸收量和釋放量是相同的,說明大氣中碳的含量相對(duì)穩(wěn)定。B時(shí)期碳的釋放量大于吸收量,說明人為增加化石燃料的燃燒會(huì)增加碳的釋放量,從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。大氣中CO2含量的提高可以增強(qiáng)光合作用,而不是使光合作用受到抑制,所以C項(xiàng)的表述是錯(cuò)誤的。 易錯(cuò)點(diǎn)1 誤認(rèn)為在生物群落中碳都是以CO2的 形式進(jìn)行循環(huán)的 [點(diǎn)撥] 在生態(tài)系統(tǒng)中,碳元素主要以CO2的形式循環(huán),其含義是指碳元素從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落以及由生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境是以CO2的形式進(jìn)行的,但在生物群落內(nèi)碳元素則是以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞的。 易錯(cuò)點(diǎn)2 誤認(rèn)為能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán) [點(diǎn)撥] 物質(zhì)循環(huán)流動(dòng),能量單向流動(dòng)不循環(huán),所以不能說能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。 物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用實(shí) 例分析 3.(xx浙江溫州二模)如圖為現(xiàn)代版“?;~塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)模式圖,據(jù)圖分析正確的是( ) A.“?!辈荒艽砟芰苛鲃?dòng) B.模式圖中不應(yīng)有“池塘”的箭頭 C.魚是二級(jí)消費(fèi)者 D.該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進(jìn)了能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán) 解析:選D。“?!贝碓撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量的輸入,A錯(cuò)誤;該池塘水體中還有其他的生產(chǎn)者,模式圖中應(yīng)有“池塘”的箭頭,B錯(cuò)誤;圖中顯示魚以蠶糞為食,是初級(jí)消費(fèi)者,C錯(cuò)誤;該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進(jìn)了物質(zhì)循環(huán),提高了能量的利用率,D正確。 4. 如圖是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖,關(guān)于該系統(tǒng)的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲(chǔ)存的能量 B.沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者 C.沼渣、沼液作為肥料還田,使能量能夠循環(huán)利用 D.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率 解析:選C。在生態(tài)系統(tǒng)中,能量流動(dòng)是單向的,不能循環(huán)利用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。該生態(tài)系統(tǒng)中,沼氣池中的微生物能利用農(nóng)作物固定的太陽能,屬于分解者,選項(xiàng)A、B項(xiàng)正確;物質(zhì)和能量的多級(jí)利用,減少了能量的流失,提高了能量的利用率,選項(xiàng)D正確。 能量傳遞效率與能量利用效率的辨析 (1)能量傳遞效率:能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中,逐級(jí)減少,若以“營養(yǎng)級(jí)”為單位,能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率約為10%~20%。 (2)能量利用效率:通常考慮的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值,或流入最高營養(yǎng)級(jí)的能量占生產(chǎn)者能量的比值,或考慮分解者的參與,以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。 [學(xué)生用書P249] [核心體系構(gòu)建] [填充]?、偕a(chǎn)者固定的能量?、谑澄镦?網(wǎng)) ③熱能 ④單向流動(dòng)?、葜鸺?jí)遞減 ⑥全球性 ⑦循環(huán)往復(fù) ⑧生物群落?、嵘锶? [規(guī)范答題必備] 1.能量流動(dòng)的三個(gè)??键c(diǎn) (1)起點(diǎn):從生產(chǎn)者固定太陽能開始(輸入能量)。 (2)總能量:流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者所固定的太陽能總量。 (3)渠道:沿食物鏈和食物網(wǎng)傳遞(傳遞能量)。 2.生產(chǎn)者固定的太陽能的三個(gè)去向 (1)呼吸作用消耗。 (2)下一營養(yǎng)級(jí)同化。 (3)分解者分解。 3.能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn):?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減。 4.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) (1)循環(huán)的對(duì)象:化學(xué)元素。 (2)循環(huán)的范圍:無機(jī)環(huán)境和生物群落。 (3)循環(huán)的特點(diǎn):具有全球性;往復(fù)循環(huán)利用。 5.大氣中CO2的三個(gè)主要來源 (1)生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用。 (2)分解者的分解作用。 (3)化石燃料的燃燒。 6.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的兩個(gè)關(guān)系 (1)物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體。 (2)能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。 [學(xué)生用書P249] 1.(xx高考海南卷)關(guān)于草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程 B.分解者所需的能量可來自各營養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量 C.生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量 D.生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一營養(yǎng)級(jí) 解析:選D。能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程,A正確;分解者的作用就是將有機(jī)物分解成無機(jī)物,并從中獲取生命活動(dòng)所需的能量,B正確;生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷地輸入光能,C正確;生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一營養(yǎng)級(jí),D錯(cuò)誤。 2.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)過程圖解,a~d表示相關(guān)能量數(shù)據(jù),下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是87 400 kJm-2y-1 B.初級(jí)消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是6 200 kJm-2y-1 C.各級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于其同化量 D.能量從第二營養(yǎng)級(jí)傳遞到第三營養(yǎng)級(jí)的效率為11.4% 解析:選C。流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量,即87 400 kJm-2y-1,而不是照射到植物表面的太陽能總量;初級(jí)消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是同化量減去呼吸作用以熱能形式散失的能量,也就是流向下一營養(yǎng)級(jí)和被分解者利用的能量之和,即a-7 800=1 600+4 600=6 200 kJm-2y-1;消費(fèi)者糞便中的能量不屬于其自身的同化量,而是屬于其上一營養(yǎng)級(jí)的同化量;能量從第二營養(yǎng)級(jí)到第三營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率等于第三營養(yǎng)級(jí)的同化量占第二營養(yǎng)級(jí)同化量的百分比,由上分析可知a=14 000 kJm-2y-1,即1 600/a=1 600/14 000≈11.4%。 3.(xx高考江蘇卷)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述,正確的是( ) A.富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華的現(xiàn)象,可以說明能量流動(dòng)的特點(diǎn) B.生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能 C.食物鏈各營養(yǎng)級(jí)中10%~20%的能量會(huì)被分解者利用 D.無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用 解析:選D。A項(xiàng),富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍(lán)藻水華,是由于N、P等植物生長所需的礦質(zhì)元素過多,引起藍(lán)藻大量繁殖,未涉及沿食物鏈進(jìn)行的能量流動(dòng)。B項(xiàng),生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源也可能是化學(xué)能,如硝化細(xì)菌的化能合成作用。C項(xiàng),能量流動(dòng)是單向、遞減的,每個(gè)營養(yǎng)級(jí)約有10%~20%的能量流向下一營養(yǎng)級(jí),而不是被分解者利用。D項(xiàng), 無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑如光合作用、化能合成作用、根的吸收等進(jìn)入生物群落被生物利用。 4.(xx福建福州質(zhì)檢)如圖為福建省某地稻田生態(tài)系統(tǒng)碳元素轉(zhuǎn)移示意圖,箭頭和字母分別表示碳元素傳遞方向和轉(zhuǎn)移量。下列敘述正確的是( ) A.水稻和藻類分別占據(jù)不同空間有利于a增加 B.水稻生長期,該生態(tài)系統(tǒng)碳元素轉(zhuǎn)移量關(guān)系為a=b+c+e C.丙中的生物可組成多條食物鏈 D.調(diào)查丁中的小動(dòng)物類群豐富度可用樣方法 解析:選A。水稻和藻類分別占據(jù)不同空間有利于更多利用光能進(jìn)行光合作用,碳元素從大氣進(jìn)入生產(chǎn)者的量增加,即a會(huì)增加;水稻處于生長期,則碳元素轉(zhuǎn)移進(jìn)入水稻的量大于轉(zhuǎn)移出去的量;丙中的生物均為消費(fèi)者,不能組成食物鏈,因?yàn)槭澄镦湹钠瘘c(diǎn)是生產(chǎn)者;調(diào)查丁中的小動(dòng)物類群豐富度用取樣器取樣法。 5.(xx武漢模擬)如今低碳生活、綠色經(jīng)濟(jì)已成為人類共同的目標(biāo)。如圖是碳循環(huán)的部分過程,下列有關(guān)分析不正確的是( ) A.碳循環(huán)的過程①②伴隨著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) B.植樹造林有助于增強(qiáng)過程②而減少大氣CO2含量 C.減少對(duì)過程③的依賴是緩解溫室效應(yīng)的重要措施 D.低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環(huán)的平衡 解析:選A。據(jù)圖可知,大氣中二氧化碳的來源有:①生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸作用、分解者的分解作用和③化石燃料的燃燒,但降低大氣中二氧化碳的含量主要是通過②生產(chǎn)者的光合作用來實(shí)現(xiàn)的,而③是引起大氣中二氧化碳含量增加的主要原因,故植樹造林有助于增強(qiáng)過程②而減少大氣CO2含量。減少對(duì)過程③的依賴是緩解溫室效應(yīng)的重要措施。無機(jī)環(huán)境與生物群落之間碳循環(huán)的主要形式是CO2,CO2不攜帶能量,因此過程①②不伴隨著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。 6.圖1為某地自然生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖,①~⑧代表生理過程;圖2為該生態(tài)系統(tǒng)中能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)時(shí)的示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題: (1)圖1中所有生物共同組成一個(gè)________,①~⑧中代表同一生理過程的是________。 (2)碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間主要以________形式進(jìn)行循環(huán);無機(jī)環(huán)境中的碳進(jìn)入生物群落的途徑除圖1中的①過程外,還有部分微生物的________________參與其中。 (3)圖2中A表示____________的能量,B比A少的原因是 ________________________________________________________________________。 (4)若將該生態(tài)系統(tǒng)沒有的狼引入該生態(tài)系統(tǒng),將可能造成該地區(qū)________減少,請(qǐng)?jiān)趫D3坐標(biāo)系中畫出狼數(shù)量的變化曲線。若要調(diào)查狼的種群密度,應(yīng)采用的方法是________。 (5)狼被引入該生態(tài)系統(tǒng)后,建立了如圖4所示的食物關(guān)系,則狼與野狗屬于____________關(guān)系。若一種生物被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)各種生物平均攝食,則狼增重1千克,至少消耗牧草________千克。 (6)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究,其意義:一是 ________________________________________________________________________, 二是還可幫助人類建立人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。 解析:(1)同一區(qū)域生活的所有生物組成生物群落,①~⑧分別表示光合作用、呼吸作用、生產(chǎn)者的部分能量流入分解者、流入下一營養(yǎng)級(jí)、化石燃料燃燒、呼吸作用、呼吸作用、消費(fèi)者的部分能量流入分解者,其中②⑥⑦代表同一生理過程。(2)碳在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間主要以CO2形式進(jìn)行循環(huán);無機(jī)環(huán)境中的碳進(jìn)入生物群落的途徑除圖1中①(光合作用過程)外,還有部分微生物的化能合成作用參與其中,如硝化細(xì)菌。(3)圖2中A表示初級(jí)消費(fèi)者同化量,B為初級(jí)消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量,是初級(jí)消費(fèi)者呼吸消耗散失部分能量后剩余的能量,儲(chǔ)存在生物體內(nèi)。這部分能量可能被下一營養(yǎng)級(jí)獲得,也可能流入分解者。(4)將狼引入該生態(tài)系統(tǒng)可能造成該地區(qū)生物多樣性減少,因?yàn)樵摰貐^(qū)可能缺乏狼的天敵。由于環(huán)境條件是有限的,所以狼的種群數(shù)量變化呈“S”型曲線。狼活動(dòng)能力強(qiáng),活動(dòng)范圍大,調(diào)查狼的種群密度應(yīng)采用的方法是標(biāo)志重捕法。(5)狼與野狗既有捕食關(guān)系,又有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。計(jì)算“至少”消耗牧草的量,應(yīng)該按照最高的能量傳遞效率(20%)計(jì)算。設(shè)草至少被消耗A千克,計(jì)算過程如下: 草→羚羊→狼:A(1/2)20%(1/2)20%=A/100; 草→斑馬→狼:A(1/2)20%(1/2)20%=A/100; 草→羚羊→野狗→狼:A(1/2)20%(1/2)20%20%=A/500; 草→斑馬→野狗→狼:A(1/2)20%(1/2)20%20%=A/500; 則A/100+A/100+A/500+A/500=1,所以A=125/3≈41.7(千克)。 (6)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究,其意義:一是調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑欢沁€可幫助人類建立人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。 答案:(1)生物群落?、冖蔻? (2)CO2 化能合成作用 (3)初級(jí)消費(fèi)者同化 初級(jí)消費(fèi)者同化的能量中有一部分用于細(xì)胞呼吸散失 (4)生物多樣性 見下圖 標(biāo)志重捕法 (5)捕食、競(jìng)爭(zhēng) 41.7 (6)調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠? [基礎(chǔ)題] 1.在生態(tài)系統(tǒng)中,營養(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.各營養(yǎng)級(jí)中總有一部分能量被分解者利用 B.各營養(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:選D。各營養(yǎng)級(jí)生物的同化量一部分用于呼吸,以熱能的形式散失;一部分用于自身的生長、發(fā)育、繁殖等,其中一部分流向下一營養(yǎng)級(jí),另一部分流向分解者,所以能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn),A、B、C三項(xiàng)均正確;能量金字塔頂層的生物因?yàn)樗帬I養(yǎng)級(jí)最高,獲得的能量最少,故其生物數(shù)量少,選項(xiàng)D中因果關(guān)系錯(cuò)誤。 2.在一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)中,如果要研究被第二營養(yǎng)級(jí)同化的能量去向,不應(yīng)包括下列選項(xiàng)中的( ) A.羊的呼吸消耗量 B.羊的糞便量 C.羊的生長量 D.部分死亡羊的重量 解析:選B。生產(chǎn)者所固定的能量被第二營養(yǎng)級(jí)攝入后,一部分被第二營養(yǎng)級(jí)的生物同化,用于生長、發(fā)育和繁殖及通過呼吸作用消耗,還有一部分未被同化,通過糞便等排出體外。因此羊的糞便量不是被羊同化的能量去向。 3.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖,①②③④各代表一定的能量值,下列各項(xiàng)敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.生物與生物之間捕食與被捕食的關(guān)系不能逆轉(zhuǎn),所以能量流動(dòng)具有單向性 B.①表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量 C.一般情況下,②為①的10%~20% D.從能量關(guān)系看,②>③+④ 解析:選B。流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能,能量在各營養(yǎng)級(jí)之間傳遞的效率為10%~20%。次級(jí)消費(fèi)者同化的能量有四個(gè)去路:其中兩個(gè)是流向下一營養(yǎng)級(jí)③和流向分解者④,還有未被利用以及自身呼吸消耗的部分,所以②>③+④。 4.如圖是能量流動(dòng)的圖解,對(duì)此圖解的理解不正確的是( ) A.圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級(jí)生物所具有的能量多少 B.該圖中C所具有的能量為B的10%~20% C.該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D.圖中所示四個(gè)營養(yǎng)級(jí)能量的關(guān)系為A≥B+C+D 解析:選D。無機(jī)環(huán)境中的能量進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的起點(diǎn)是生產(chǎn)者,所以確定A為生產(chǎn)者,則B、C、D為消費(fèi)者,由于能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的,所以圖中方框大小可以用來表示該營養(yǎng)級(jí)生物所具有的能量多少。A所固定的能量,有四個(gè)去向:自身呼吸消耗、流向下一營養(yǎng)級(jí)、流向分解者、未被利用(圖中沒有標(biāo)出未被利用部分),所以A具有的能量大于B、C、D的能量之和。 5.(xx合肥教學(xué)質(zhì)檢)某生態(tài)系統(tǒng)中的四種生物構(gòu)成一條食物鏈a→b→c→d,通過測(cè)定得到這四種生物a、b、c、d所含的有機(jī)物總量分別為M1、M2、M3和M4。下列敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.M1一定不是a種群固定的太陽能總量 B.若M1<5M2,則生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可能遭到破壞 C.d個(gè)體所含的有機(jī)物的質(zhì)量應(yīng)比c個(gè)體的小 D.若M2大量增加,一般會(huì)導(dǎo)致M1減少,M3增加 解析:選C。生產(chǎn)者固定的太陽能總量中會(huì)通過細(xì)胞呼吸損失一部分,故A項(xiàng)正確;根據(jù)能量流動(dòng)的特點(diǎn),前一營養(yǎng)級(jí)同化的能量要大于或等于后一營養(yǎng)級(jí)同化的能量的5倍,才能滿足后一營養(yǎng)級(jí)的能量需要,故B項(xiàng)正確;相對(duì)較高營養(yǎng)級(jí)的個(gè)體不一定比相對(duì)較低營養(yǎng)級(jí)的個(gè)體小,如虎與兔,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;一定時(shí)間內(nèi),M2增加會(huì)導(dǎo)致被捕食者減少,捕食者增多,故D項(xiàng)正確。 6.下圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖。下列說法正確的是( ) A.圖中A所固定的能量是B、C的能量之和 B.若C增加1 kg,則需要消耗A約42 kg C.B營養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量一定多于C的個(gè)體數(shù)量 D.若B的數(shù)量越多,則C獲得的能量越少 解析:選B。能量流動(dòng)是逐漸減的,A所固定的能量大于B、C之和,A錯(cuò)誤;由圖可知,AB之間的傳遞效率為200/(200+175+875)=4/25,BC之間傳遞效率為30/200=3/20,則C增加1 kg,需消耗A為:14/253/20≈42,B正確;B營養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量不一定多于C的個(gè)體數(shù)量,數(shù)量金字塔有倒置現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;一定范圍內(nèi),若B的數(shù)量越多,則C獲得的能量越多,D錯(cuò)誤。 7. (xx山東濱州檢測(cè))如圖為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的模式圖,則下列說法正確的是( ) A.碳通過光合作用和化能合成作用進(jìn)入甲 B.乙只表示初級(jí)消費(fèi)者 C.丙處于最高營養(yǎng)級(jí) D.丁主要是微生物 解析:選A。分析題圖可知:甲為生產(chǎn)者,乙為消費(fèi)者,丙為分解者,丁為大氣中的CO2,則B、C、D錯(cuò)誤;生產(chǎn)者中包括能夠進(jìn)行光合作用的生物和進(jìn)行化能合成作用的生物(如硝化細(xì)菌),A正確。 8.分析以下生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系簡(jiǎn)圖,不能得到的結(jié)論是( ) A.物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng) B.能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返 C.能量①②③④的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽能總量 D.碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的 解析:選C。A項(xiàng)和B項(xiàng),物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的聯(lián)系:物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng);能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返;C項(xiàng),生產(chǎn)者固定的太陽能的總量包括四部分:生產(chǎn)者自身的呼吸作用散失的能量、生產(chǎn)者流向初級(jí)消費(fèi)者的能量、生產(chǎn)者流向分解者的能量及未利用的能量;D項(xiàng),碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的,在生物群落內(nèi)部以有機(jī)物的形式傳遞。 9.在某生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查中,得到以下信息,請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息作答: (1)已知圖1中A、B、C、D、E分別代表生產(chǎn)者、分解者、初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、無機(jī)環(huán)境,依據(jù)能量傳遞效率為10%~20%,請(qǐng)?jiān)趫D中將能量①②③④與A、B、C、D、E存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系,用線段連接起來。 (2)請(qǐng)?jiān)趫D2中,將能量流經(jīng)D的示意圖補(bǔ)充完整(用箭頭和文字表示)。 (3)該生態(tài)系統(tǒng)中捕食關(guān)系的食物鏈可以表示為________(用字母和箭頭表示);第二營養(yǎng)級(jí)到第三營養(yǎng)級(jí)能量的傳遞效率為________%(小數(shù)點(diǎn)后保留1位)。 (4)從能量輸入和輸出角度看,該生態(tài)系統(tǒng)輸入生物群落的能量將________(填“增加”“減少”或“基本不變”),原因是________________________。 解析:(1)根據(jù)能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)可知,圖1中①為生產(chǎn)者同化的能量,再根據(jù)能量傳遞效率為10%~20%可知,③為初級(jí)消費(fèi)者同化的能量,④為次級(jí)消費(fèi)者同化的能量,則②為分解者同化的能量,所以對(duì)應(yīng)關(guān)系為:A—①、B—②、C—③、D—④。(2)對(duì)次級(jí)消費(fèi)者D來說,其同化量=攝入量-糞便量,同化量=呼吸量+用于生長、發(fā)育、繁殖的能量,用于生長、發(fā)育、繁殖的能量中有一部分流向分解者。其糞便中所含有的能量是其上一營養(yǎng)級(jí)能量的一部分。(3)食物鏈由具有食物關(guān)系的生產(chǎn)者和消費(fèi)者組成,按照能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的規(guī)律,其食物鏈組成為A→C→D,第二營養(yǎng)級(jí)到第三營養(yǎng)級(jí)能量的傳遞效率為15.9141.0100%≈11.3%。(4)生產(chǎn)者同化的能量大于所有生物呼吸消耗能量的總和,因此該生態(tài)系統(tǒng)輸入生物群落的能量將增加。 答案:(1) (2) (3)A→C→D 11.3 (4)增加 生產(chǎn)者同化的能量大于所有生物呼吸消耗能量的總和 10.據(jù)圖回答問題: (1)與①⑥有關(guān)的生理過程是________________;④⑤⑧共同表示的生理過程是________________。 (2)②③共同表示的生理過程是在植物體細(xì)胞內(nèi)的____________________________上進(jìn)行的。 (3)大氣中CO2的來源有動(dòng)植物的細(xì)胞呼吸、____________________、____________________等。 解析:(1)圖中⑥為生產(chǎn)者從大氣中吸收CO2的過程,即為植物的光合作用,①為植物通過細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物以CO2的形式釋放到大氣中。消費(fèi)者為異養(yǎng)型生物,直接分解有機(jī)物獲得能量,可以在有O2存在條件下,將葡萄糖分解為H2O和CO2,這就是一個(gè)完整的有氧呼吸過程。(2)②③過程表示植物利用H2O經(jīng)過光反應(yīng)產(chǎn)生O2的過程,是在植物體細(xì)胞中葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行的。(3)大氣中CO2除來自生產(chǎn)者、消費(fèi)者的細(xì)胞呼吸,還來自分解者的分解作用,以及人類對(duì)石油、煤、天然氣等大量化石燃料的燃燒。 答案:(1)細(xì)胞呼吸、光合作用 有氧呼吸 (2)葉綠體的類囊體膜 (3)分解者的分解作用 化石燃料的燃燒 [提升題] 11. 如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者的能量流動(dòng)圖解,已知生產(chǎn)者的總能量為a,其中字母代表能量,則下列敘述不正確的是( ) A.從生產(chǎn)者到下一營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為a′/a B.c代表第二營養(yǎng)級(jí)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量 C.d代表用于呼吸作用消耗的能量 D.b代表第二營養(yǎng)級(jí)的同化量 解析:選A。由題干中的信息可知,a′只能代表第二營養(yǎng)級(jí)攝入的能量,b代表第二營養(yǎng)級(jí)的同化量,其中d代表用于呼吸作用消耗的能量,c是指第二營養(yǎng)級(jí)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。從生產(chǎn)者到下一營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率應(yīng)為b/a。 12.某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能),下列敘述中不正確的是( ) A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2) B.由第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為D1/W1 C.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為(A2+B2+C2) D.圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐漸遞減 解析:選C。流入初級(jí)消費(fèi)者的能量D1等于A2+B2+C2+D2之和,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 13.(xx玉溪模擬)下圖表示某生態(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。對(duì)圖中的各營養(yǎng)級(jí)所含有的能量進(jìn)行分類剖析,其中分析正確的是( ) 注:圖中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.a(chǎn)+b+c+d+e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B.c1表示次級(jí)消費(fèi)者中被三級(jí)消費(fèi)者同化的能量 C.初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量包含在b或d中 D.c和e之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量 解析:選C。A錯(cuò)誤,結(jié)合圖形分析知,b+c+d+e為本年度植物光合作用利用的太陽能(固定的能量),即流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量;B錯(cuò)誤,c1代表初級(jí)消費(fèi)者流入次級(jí)消費(fèi)者的能量,即被次級(jí)消費(fèi)者同化的能量;C正確,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;D錯(cuò)誤,b和d可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量和未被利用的能量。 14.如圖為一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈,E1、E2、E3、E4分別表示流入牧草、昆蟲、鳥、鷹的能量,下列說法不正確的是( ) A.這些生物形成的數(shù)量金字塔與能量金字塔基本一致 B.(10%)3≤E4/E1≤(20%)3 C.牧草的大部分能量傳給了昆蟲 D.捕食關(guān)系對(duì)維持群落的穩(wěn)定有重要作用 解析:選C。一般而言,營養(yǎng)級(jí)越高,該營養(yǎng)級(jí)的能量越少,生物數(shù)量也越少;能量在各營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在10%~20%之間,因此鷹從牧草處獲得的最多能量為(20%)3E1,最少能量為(10%)3E1;牧草傳遞給昆蟲的能量最多為20%E1;各種生物之間的捕食和被捕食關(guān)系(相互制約),使其數(shù)量不會(huì)有明顯變化,因此捕食關(guān)系對(duì)維持群落的穩(wěn)定有重要作用。 15.下表表示某生態(tài)系統(tǒng)一年內(nèi)CO2消耗量與釋放量的情況,相關(guān)敘述不正確的是( ) 甲(生產(chǎn)者 消耗CO2量) 乙(分解者 CO2釋放量) 丙(生產(chǎn)者 CO2釋放量) 丁(消費(fèi)者 CO2釋放量) 100 21 30 11.5 A.甲可以表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總碳量 B.乙釋放CO2的方式不同于丙、丁 C.該森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性可能正在上升 D.表格體現(xiàn)了無機(jī)環(huán)境和群落之間的碳循環(huán) 解析:選B。甲表示生產(chǎn)者通過光合作用和化能合成作用固定的CO2量,可以表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總碳量;乙、丙、丁都通過呼吸作用釋放CO2;表中CO2消耗量大于CO2釋放量,說明該生態(tài)系統(tǒng)一年中有機(jī)物積累量增加,生物種類或數(shù)量增多,抵抗力穩(wěn)定性可能正在上升;無機(jī)環(huán)境中的CO2通過甲進(jìn)入群落,通過乙、丙、丁的呼吸作用將CO2釋放到無機(jī)環(huán)境,因此該表格可以表示無機(jī)環(huán)境和群落之間的碳循環(huán)。 16.(xx北京西城區(qū)模擬)研究發(fā)現(xiàn),每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的殺蟲劑,就會(huì)對(duì)人體造成危害。某研究小組開展了某湖泊中環(huán)境問題的研究,他們首先選取了該湖泊中5種不同的生物A、B、C、D、E,并對(duì)其進(jìn)行消化道內(nèi)食物組成的分析;然后又請(qǐng)當(dāng)?shù)睾囱芯克膶<覍?duì)這5種生物體內(nèi)2種污染物的含量進(jìn)行了測(cè)定,如下表所示。分析回答: 生物種類 消化道內(nèi)食物組成 千克體重污染物含量/mg 汞 某種殺蟲劑 A 魚(甲) 魚(乙) 78 96 B 河蚌 水蚤、小球藻 25 57 C 小球藻 / 3 5 D 魚(乙) 水蚤 10 31 E 水蚤 小球藻 5 15 (1)表中生物可能形成的食物鏈(網(wǎng))為________________________________________________________________________, 河蚌(B)和水蚤(E)的關(guān)系是________________________________________________________________________。 (2)若C中的能量不變,將B的食物比例由C∶E=1∶1調(diào)整為2∶1,能量傳遞效率按10%計(jì)算,該生態(tài)系統(tǒng)傳遞給B的能量是原來的________倍。 (3)如圖為該湖泊生態(tài)系統(tǒng)參與碳循環(huán)的示意圖,甲、乙、丙、丁代表生態(tài)系統(tǒng)的4種成分,圖中以CO2形式流動(dòng)的是________(填序號(hào)),①的生理作用主要是________,該生態(tài)系統(tǒng)中丙的成分為________。 (4)分析上表,你認(rèn)為這一湖泊面臨的主要環(huán)境問題是什么?________________________________________________________________________。 針對(duì)這一問題,你將提出什么樣的保護(hù)或改善建議? ________________________________________________________________________。 解析:(1)先確定小球藻為生產(chǎn)者,再根據(jù)消化道中的食物組成確定消費(fèi)者的類型(初級(jí),次級(jí)……),最后寫出具體的食物鏈(網(wǎng))。(2)B的食物比例C∶E=1∶1時(shí),設(shè)B中的能量為x,則需要C的能量為1/2x0.1+1/2x0.10.1=55x;B的食物比例C∶E=2∶1時(shí),設(shè)B中的能量為y,則需要C的能量為2/3y0.1+1/3y0.10.1=40y;根據(jù)題意C中的能量不變,則55x=40y,y/x=1.375。(3)據(jù)圖可知甲為生產(chǎn)者,乙為消費(fèi)者,丙為分解者,丁為大氣中的CO2庫。①過程為生產(chǎn)者的光合作用,②為生產(chǎn)者的呼吸作用。①②是以CO2形式循環(huán)的,消費(fèi)者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式進(jìn)入大氣中,即⑥和⑤以CO2的形式進(jìn)入大氣中。(4)根據(jù)表格所示,污染物為重金屬離子(汞)和殺蟲劑??梢詮脑搭^上、污染后的處理方法等方面考慮。此小題為開放性的問題,只要合理即可。 答案:(1) 捕食和競(jìng)爭(zhēng) (2)1.375 (3)①②⑤⑥ 光合作用 分解者 (4)重金屬離子(汞)和殺蟲劑污染 防止重金屬離子、殺蟲劑等有害物質(zhì)進(jìn)入水體- 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- 2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 第34講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)講義 2019 2020 年高 生物 一輪 復(fù)習(xí) 第九 單元 環(huán)境 34 生態(tài)系統(tǒng) 能量 流動(dòng) 物質(zhì)
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