高考生物第1輪總復習 第11講生態(tài)系統的能量流動和物質循環(huán)課件 新人教版必修3（廣東專版）

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1、 一、有關“能量流動”復習中的知識點 1.能量流動起點是從生產者固定的太陽光能,流經的總能量是該系統中全部生產者固定的太陽能。 2.能量流動渠道是食物鏈和食物網。 3.生態(tài)系統中能量的變化是:光能生物體有機物中的化學能熱能。 4.流入各級消費者的總能量是指各級消費者進行同化作用過程中所同化的物質中含有的能量總和,消費者糞便中所含的能量不能計入排便生物所同化物質中的能量。 5.能量單向流動的原因是:食物鏈中各營養(yǎng)級的順序不可逆轉,這是長期自然選擇的結果。 6.能量流動逐級遞減的原因是:第一,各營養(yǎng)級的能量大部分以呼吸作用產生的熱能的形式散失掉;第二,各營養(yǎng)級總有一部分生物未被下一營養(yǎng)級的生物所利

2、用,如枯枝敗葉等。 7.生態(tài)系統能量傳遞效率10%20%的含義:指一個營養(yǎng)級的總能量約只有10%20%傳遞到下一營養(yǎng)級。若按20%這一最高效率計算,則第n營養(yǎng)級所獲得的能量是第一營養(yǎng)級的(1/5) n-1。 【例1】在生態(tài)系統中有關食物鏈與能量流動的敘述，不正確的是() A能量沿食物鏈流動是單向的 B食物鏈越長，最高營養(yǎng)級上獲得的能量越少 C初級消費者越多，次級消費者獲得的能量減少 D生物種類越多，生態(tài)系統中的食物鏈越多C 【解析】食物鏈和食物網是生態(tài)系統中的營養(yǎng)結構，生態(tài)系統中的物質和能量即沿該渠道單向流動，但能量流動效率只有10%20%，故A、B項正確；又因初級消費者越多，則次級消費者食物

3、充足，繁殖也快，次級消費者從初級消費者獲得的能量也就越多，故C項不正確；生物種類越多，則食物鏈也越多，故D項正確。 二、每個營養(yǎng)級能量的來源和去向【例2】(雙選)下圖是生態(tài)系統能量流動的圖解，有關敘述正確的是() A流入該生態(tài)系統的總能量為A所固定的太陽能總量B信息傳遞僅發(fā)生在A、B、C、D之間C此圖不能完整地表示出該生態(tài)系統的結構DB營養(yǎng)級中的生物個體數目一定比A營養(yǎng)級中的少AC 【解析】流入該生態(tài)系統的總能量等于A所固定的太陽能總量；信息傳遞不僅發(fā)生在A、B、C、D之間，還能在生物無機環(huán)境之間發(fā)生；此圖僅表示了生物部分，生態(tài)系統的結構還包括無機環(huán)境；B營養(yǎng)級中的生物個體數目不一定比A營養(yǎng)級

4、中的少，如大樹與蚜蟲構成的食物鏈。 三、辨析生態(tài)系統物質循環(huán)的實質 1其范圍是地球上最大的生態(tài)系統生物圈，即物質循環(huán)具有全球性。 2其“物質”主要是組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素，而不是糖類、脂肪、蛋白質等物質。 3“循環(huán)”是指基本元素在生物群落和無機環(huán)境間的往復運動。主要包括碳循環(huán)、氮循環(huán)等。生物群落在循環(huán)中起決定性作用，因生命物質與化學元素間的轉化主要是依靠機體內的生化反應實現。 4生態(tài)系統的物質循環(huán)離不開能量的驅動，“循環(huán)”過程中復雜的物質變化和能量轉化伴隨進行，因此，既沒有單純的物質移動，又沒有孤立的能量轉化。【例3】(2010海南)請回答：(1)碳在生物群落與無機環(huán)境之

5、間的循環(huán)主要以_的形式進行。驅動整個生態(tài)系統運轉的能量主要來源于_的太陽能。(2)分解者通過_和_的方式將有機物分解成CO2等釋放到無機環(huán)境中。(3)如圖所示的食物網中共有_條食物鏈，其中初級消費者是_。(4)如果環(huán)境中的某種有毒物質在生物體內既不能分解，也不能排出體外，則該物質經_的傳遞后，便可在不同的生物體內積累。因此，通常生物所在的_越高，該有毒物質在其體內的積累量越大。【解析】該題考查的是生態(tài)系統的有關知識，碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行，在群落內以有機物的形式在生物間傳遞；而驅動生態(tài)系統運轉的能量主要來源于光合作用固定的太陽能；分解者通過有氧呼吸和無氧呼吸的方

6、式將有機物分解成CO2等釋放到無機環(huán)境中；從圖形上來看，共有3條食物鏈，其中初級消費者是兔和鼠；有害物質的富集是沿著食物鏈逐級遞增，營養(yǎng)級越高，危害越大?！敬鸢浮?1)CO2光合作用固定(2)有氧呼吸無氧呼吸(3)3兔和鼠(4)食物鏈營養(yǎng)級 四、明確生態(tài)系統的能量流動與物質循環(huán)的關系 生態(tài)系統的主要功能就是生態(tài)系統的能量流動與物質循環(huán)。兩大功能之間既有區(qū)別，又有聯系。 (1)區(qū)別：能量在生態(tài)系統內是單向流動的，能量在逐級流動的過程中傳遞效率是很低的，逐級都有大量的能量被消耗掉。因此，生態(tài)系統要不斷地從外界獲取能量(太陽能)，只有這樣，生態(tài)系統的能量流動才能持續(xù)下去。至于生態(tài)系統的物質循環(huán)，則是

7、在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往復地進行著的，這些物質是可以重復地被利用的。 (2)聯系：生態(tài)系統的能量流動是隨著物質循環(huán)進行的，但物質循環(huán)離不開能量的驅動。能量的固定、轉移和釋放，離不開物質的合成與分解等過程，反之亦然。生態(tài)系統中的各種組成成分非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者，正是通過能量流動和物質循環(huán)，才緊密聯系在一起，形成一個統一的整體，因此，既沒有單純的物質移動，又沒有孤立的能量轉化，兩者互為因果、相輔相成，不可分割。能量流動和物質循環(huán)之間的關系可用下圖表示： 【例4】我國北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統，其碳素循環(huán)如下圖，箭頭和字母分別表示碳素傳遞的方向和轉移量。下列選項正確

8、的是() A夏季，abce B秋季，efcfA 【解析】物質循環(huán)過程中伴隨著能量流動，故圖中箭頭既可表示碳元素的傳遞方向，也可表示能量流動方向，據圖可知：夏季正是樹木光合作用最旺盛的季節(jié)，也是樹木旺盛生長的季節(jié)，處于平衡狀態(tài)的森林生態(tài)系統，植物光合作用所固定的總能量a植物呼吸作用所消耗的能量b流到動物體的能量c流到分解者的能量e。能量流動中幾個問題。(1)生態(tài)系統中流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路有三條：自身呼吸消耗；流入下一營養(yǎng)級；被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能形式從生物群落中散失，生產者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統能量流動的正常進行

9、。(2)某營養(yǎng)級的“糞便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者應歸于上一營養(yǎng)級，是未被該營養(yǎng)級利用的能量(含在上一營養(yǎng)級同化能量的80%90%中)；后者則歸于該營養(yǎng)級，是該營養(yǎng)級所同化的能量中的一部分(含在上一營養(yǎng)級傳遞來的10%20%的能量中)。(3)能量在流經各個營養(yǎng)級時，上一個營養(yǎng)級的能量大約有10%20%傳到下一個營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高，能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。為了充分利用能量，應盡量縮短食物鏈。有關能量“最值”計算方法總結如下：(4)“攝入量”“同化量”。攝入的物質除一部分被動物吸收同化外，還有一部分以“糞便”形式排出體外。1.(2011福建)下表選項中，甲、乙、丙三者關

10、系能用右下圖表示的是( )A【解析】生態(tài)系統中碳循環(huán)為：內環(huán)境三大組分的關系為：生態(tài)系統的能量流向為：甲狀腺激素分泌的分級調節(jié)： 2.(2011山東)6月5日是世界環(huán)境日，今年我國的世界環(huán)境日主題是“共建生態(tài)文明，共享綠色未來”。草原是綠色生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。某草原生態(tài)系統的食物網如圖所示。(1)圖中食物網較簡單，因此，該草原生態(tài)系統的 能力較差，其 穩(wěn)定性也相應較低。除圖中所示的生物類群外，該生態(tài)系統的生物組成成分還應有 才能保證其物質循環(huán)的正常進行。自動調節(jié)(或反饋調節(jié)，或負反饋調節(jié))抵抗力分解者(2)如果圖中草能提供10000 kJ的能量，營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為10%20%，那么鷹

11、占據的營養(yǎng)級能夠得到的最低和最高能量值分為是 kJ和 kJ。若去除蛇，且狐的數量不變，則草原容納鷹的數量會 。若外來生物入侵該區(qū)，則會導致草原的 銳減或喪失。10400增加生物 多樣性(或物種多樣性)(3)影響圖中兔種群數量變化的種間因素是 和 。若某年兔種群的K值為1000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他條件不變的情況下，次年鼠的數量增加400只，則兔種群的K值變?yōu)?只。用標志重捕法調查該區(qū)的種群數量時，若部分標記個體遷出，則導致調查結果 (填“偏高”或“偏低”)。(4)草原干旱時，兔攝取水分減少，體內細胞外液滲透壓 ，引起 滲透壓感受器興奮，增加抗利尿激素的釋放，進而引起 對水的重

12、吸收增加，減少排尿量，以保持體內水平衡。捕食競爭900偏高升高下丘腦腎小管和集合管【解析】(2)鷹處于第三、四營養(yǎng)級，鷹獲得最低的能量按處于第四營養(yǎng)級、傳遞效率為10%進行計算(1000010%10%10%10)；鷹獲得的最高能量按處 于 第 三 營 養(yǎng) 級 、 傳 遞 效 率 為 2 0 % 計 算(1000020%20%400)。(3)由于兔和鼠屬于同一營養(yǎng)級，兩者存在競爭關系。對能量的利用效率相同，只是對草的利用數量不同，400只鼠消耗的食物量正好等于100只兔子消耗的食物量。用n表示第一次標記的鼠數量，N表示鼠的種群數量，m表示第二次捕獲的帶標記的個體數量，M表示第二次捕獲的個體總數量

13、，由于n/Nm/M，N(nM)/m，m由于遷出變小，故N會變大。 3.(2011天津)放牧強度可影響人工草地的物質循環(huán)和能量流動。圖1是亞熱帶某人工草地在不同放牧強度下牧草凈光合產量(凈光合產量光合作用合成量呼吸作用消耗量)的變化圖，G0為不放牧，G1G3為放牧強度逐漸增強。據圖回答：(1)510月份的最適放牧強度是 (從G0G3中選填)， 月份可被初級消費者利用的總能量最多。(2)與放牧草地相比，8月份不放牧草地凈光合產量明顯偏低的原因有 (多選)。 A過多枝葉對下層植物有遮光作用 B植株衰老組織較多 C缺少動物糞尿的施肥作用 D草地生態(tài)系統的物質循環(huán)加快G26A、B、C (3)據圖1分析，

14、為使牧草凈光合產量維持在最高水平，410月份需要采取的放牧措施是4月份 。不放牧，510月份放牧強度保持在G2水平(4)牧草的光合作用強度可用單位時間和面積的 來表示。(5)在牧草上噴灑32P標記的磷肥，檢測32P在初級和次級消費者中的放射強度，結果見圖2，其中A消費者處于第 營養(yǎng)級。(6)在生態(tài)系統的生物成分中，生產者體內的32P除被消費者利用外，還有部分進入 。有機物合成量(CO2消耗量或O2生成量)二二分解者【解析】由圖1可知最適放牧強度是各月份凈光合產量最大時的放牧強度，故為G2，且6月份凈光合產量最高。8月份不放牧草地凈光合產量明顯偏低的可能原因：枝葉過多，但光合面積并未增加，呼吸作

15、用消耗增加；植物衰老組織增加，光合作用能力降低；動物糞尿中含有植物生長發(fā)育必需的礦質元素，能夠促進植株生長、發(fā)育，提高凈光合產量。牧草的光合作用強度即為光合作用表觀強度，所以可表示為單位時間和面積的有機物合成量(或CO2消耗量或O2生成量)。牧草中的32P會隨食物鏈中的營養(yǎng)級的升高含量增多而放射性增強，因此A為初級消費者，B為次級消費者。生產者體內的含32P有機物還有一部分被分解者吸收利用。 4.研究者對某水域浮游生物群落進行調查，繪制出如圖所示能量金字塔，下列有關說法正確的是( )A該群落共有4個營養(yǎng)級B該群落中各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率在10%20%C該水域受到醬油廠廢水的污染后，生產者的

16、數量會明顯的增多D調查該群落中浮游生物的種類及數量一般用的方法是樣方法D【解析】由金字塔圖顯示，該群落共有3個營養(yǎng)級(生產者、初級消費者和次級消費者)。第一營養(yǎng)級(生產者)主要通過光合作用獲得能量，其他營養(yǎng)級(各級消費者)通過攝取食物獲得能量，由圖知該群落中從生產者到初級消費者的能量傳遞效率遠低于10%。因生態(tài)系統具有自我調節(jié)能力，當該水域受到醬油廠廢水的污染后，如果是輕度污染，由于生態(tài)系統有一定的自我調節(jié)能力，生產者浮游生物的種類和數量不會受到明顯的影響，如果是重度污染，由于生態(tài)系統的自我調節(jié)能力有限，該生態(tài)系統則會崩潰。D選項正確。 5.如圖是某生態(tài)系統示意圖，當一種生物的全部同化量來自兩

17、種生物時，其同化量各占一半，下列敘述不正確的是( )A該生態(tài)系統的生物群落包括了圖中全部生物的總和B圖中處于最高營養(yǎng)級的生物是蛇C圖中由捕食關系而形成的食物鏈共3條D如蛇要凈增重1千克，則最多要消耗綠色植物3500千克D 【解析】該圖包括了生產者綠色植物、消費者蟬等、分解者細菌構成的完整生物群落；食物鏈共有3條：綠色植物蟬螳螂黃雀蛇，綠色植物蟬螳螂蛇，綠色植物蟬黃雀蛇。蛇為最高營養(yǎng)級，如蛇增重1千克有0.5千克來自螳螂，0.5千克來自黃雀，則消耗綠色植物最多為： 500千克； 2500千克與 250千克，共需綠色植物最多為3250千克。30.5%千克（10）40.25%千克（10）30.25%

18、千克（10）6. (雙選)下圖表示某草原生態(tài)系統能量流動圖解，表示相關過程的能量數據。下列有關敘述中，正確的是( )A草所固定的能量是兔、狐所同化的能量之和B該生態(tài)系統若在一段較長時期內沒有能量輸入，系統內能量流動仍能正常進行C和分別屬于草和兔同化量的一部分D圖中/的比值代表兔狐的能量傳遞效率 CD 【解析】草所固定的能量的去向包括了呼吸作用、分解者利用和流入下一營養(yǎng)級，其固定的能量遠大于兔、狐所同化的能量之和。能量流動具有單向性，若該生態(tài)系統在一段較長時期內沒有能量輸入，會造成生態(tài)系統的崩潰。 7.(2011梅州模擬)(雙選)如圖為某農田生態(tài)系統及其中對秸稈進一步利用的流程示意圖。下列相關說法中不正確的是( ) A流經此生態(tài)系統的總能量是生產者固定的太陽能B圖中有5條食物鏈C秸稈利用后的廢渣中的有機物被分解者分解后產生的CO2和礦質元素均可被農作物利用D建立該農業(yè)生態(tài)系統的目的是使生態(tài)系統中的能量盡可能多地流向水稻BD【解析】食物鏈是生態(tài)系統中生物之間由于捕食關系而形成的營養(yǎng)結構，圖中只有2條食物鏈；建立該農業(yè)生態(tài)系統的目的是使生態(tài)系統中的能量盡可能多地流向對人類有益的地方。