高考生物总复习第5章生态系统及其稳定性第23节生态系统的能量流动和物质循环

第2、3节生态系统能量流动和物质循环第1页一、能量流动1．对能量流动了解输入转化(1)概念：生态系统中能量________、传递、________和散失过程。固定太阳能(2)起点：生产者______________开始。(3)总量：生产者___________________。(4)流动渠道：____________和____________。固定太阳能总量食物链食物网第2页2．能量流动过程(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊所代表内容。丙：_____________甲：________丁：________乙：____________戊：________生产者初级消费者次级消费者呼吸作用分解者第3页(2)经过上述图解可看出生产者、初级消费者、次级消费者能量流动相同三个方向。呼吸作用同化分解者①经过________以热能形式散失。②被下一营养级________。③被________分解利用。3．能量流动特点及意义(1)能量传递效率：指__________________之间________比值。相邻两个营养级同化量(2)能量流动两个特点：____________、____________。单向流动逐层递减第4页(3)研究意义人工生态系统能量流动①帮助人们科学规划、设计________________，使能量得到最有效利用。对人类最有益

②帮助人们合理地调整生态系统中____________关系，使能量连续高效地流向______________部分。二、物质循环无机环境生物群落1．概念：组成生物体各种元素在________________与______________间不停循环过程。全球性循环流动2．特点：____________、重复利用、____________。第5页

3．意义：经过能量流动和物质循环使生态系统中各种组成成份紧密地联络在一起，形成一个统一整体。4．实例——碳循环CO2CO2

(1)碳在无机环境中存在形式：________和碳酸盐。 (2)循环形式：________(主要)。 (3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是经过________作用、____________作用实现；从生物群落到无机环境则是通过________________和________________实现。光合化能合成呼吸作用微生物分解第6页

5．物质循环与能量流动联络：物质循环和能量流动是同时进行，相互依存，不可分割。原因是 (1)能量固定、储存、转移和释放，离不开物质合成和分解。食物链(网)能量(2)物质是能量沿____________流动载体。(3)____________是物质在生态系统中往复循环动力。第7页[判断正误]1．生产者固定能量一定是太阳能。()2．食物链和食物网是生态系统营养结构，生态系统物质循环和能量流动就是沿着这些渠道进行。()3．虎等大型肉食动物轻易成为濒危物种，可用生态系统中能量流动规律进行合理分析。()4．生态系统维持正常功效需要不停得到来自系统外能量。()5．食物链各营养级中10%～20%能量会被分解者利用。()答案：1.×2.√3.√4.√5.×第8页考点一能量流动过程及特点

[考点梳理]1．能量流动图解第9页(1)能量起源a.生产者能量主要来自太阳能b.消费者能量来自上一营养级同化能量(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)能量去向可从以下两个角度分析①定量不定时a.本身呼吸消耗能量最终去路b.流入下一营养级c.被分解者分解利用第10页

②定量定时：流入某一营养级一定量能量在一定时间内去路可有四条：a.本身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被本身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。假如是以年为单位研究，这部分能量将保留到下一年。动物同化能量不等于摄入能量

同化量为每一营养级经过摄食并转化成本身有机物能量，摄入量是消费者摄入能量，同化量＝摄入量－粪便量。第11页2．能量流动特点(1)单向流动①能量流动是沿食物链进行，食物链中各营养级之间关系是长久自然选择结果，是不可逆转。②各营养级经过呼吸作用所产生热能不能被生物群落重复利用，所以能量流动无法循环。(2)逐层递减①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②各营养级能量总有一部分不能被下一营养级利用，这一部分最终流入分解者。第12页③能量传递效率为10%～20%(见下列图)第13页项目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普通为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形普通为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中含有逐级递减特征生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐层递减生物量(现存生物有机物总量)沿食物链流动逐层递减3．生态金字塔

能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况，三者统称为生态金字塔。第14页利用“拼图法”巧解能量流动相关计算

(1)输入第一营养级能量(W1)，即生产者同化量被分为两部分：一部分在生产者呼吸作用中以热能形式散失(A1)，一部分则用于生产者生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中包含现存植物体B1、流向分解者C1、流向下一营养级D1。第15页

(2)第一营养级向第二营养级能量传递效率＝(D1/W1)×100%，第二营养级向第三营养级能量传递效率＝(D2/D1)×100%。第16页[高考探究]考向1能量流动特点

[典例1](年山东卷)每年

6月8日是“世界海洋日”。海洋是生物圈主要组成部分，与人类生存和发展息息相关。第17页

(1)依据图甲分析，要取得最大连续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于________点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标识个体更易于被捕食，则种群密度预计值________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(2)海洋鱼类生活在不一样水层，这表达了生物群落________结构。新建码头桩柱表面很快被细菌附着，随即依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，该过程称为________。第18页

(3)图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统组成成份。图中________和________(填字母)在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间传递效率为________。

(4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。假如污染超出海洋生态系统________________，海洋生态系统就很难恢复到原来状态。第19页

[解析](1)对于种群中有益动物开发和利用，为了能取得最大连续捕捞量，应在种群数量大于K/2时进行捕捉，并使捕获后种群数量保持在K/2，此时种群增加速率最大，资源再生能力强；用标志重捕法调查动物种群密度时，依据公式：个体总数N/首次捕捉个体数M＝重捕个体总数n/重捕中被标识个体数m，可推出种群个体数N＝M×n/m，因为标识个体更易于被捕食，所以分数中分子不变，分母减小，分数值增大，即种群数量偏大。(2)群落中各种生物在垂直方向上含有显著分层现象，叫群落垂直结构；新建码头桩柱表面很快被细菌附着，随即依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等，是群落演替中初生演替。(3)从图中能量流动来看，固定太阳能是生态系统第20页生产者，是能量流动起点，整个生物部分最终都流向B，说明其是分解者，C、D是消费者；连接生物部分与非生物主要生物成份是生产者和分解者；第一营养级与第二营养级之间传递效率为1.5×106/7.5×106＝20%。(4)生态系统之所以能抵抗干扰保持原状，取决于自我调整能力或抗污染自我净化能力，但其调整能力是有一定程度，若超出该生态系统自我调整能力或抗污染自我净化能力，就极难恢复到原来状态。[答案](1)b偏高(2)垂直(群落)演替(或初生演替)(3)AB(两空可颠倒)20%(4)自我调整能力(或自净能力)第21页考向2能量流动计算

[典例2](年山东菏泽质检)有一食物网以下列图所表示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚能量相等，则庚增加1kJ能量，丙最少含多少能量()A．550kJC．400kJB．500kJD．100kJ第22页

[解析]设丙能量为x，因为各条食物链传递到庚能量相等，故经丙→丁→己→庚传递到庚能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)能量。[答案]A第23页考向3生态系统能量流动路径

[典例3](年新课标Ⅲ卷)我国谚语中“螳螂捕蝉，黄雀在后”表达了食物链原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所)在树林中，捕食黄雀并栖息于林中。以下叙述正确是( A．鹰迁入增加了该树林中蝉及其天敌数量 B．该生态系统中细菌产生能量可流向生产者 C．鹰迁入增加了该生态系统能量消耗步骤 D．鹰迁入增加了该生态系统能量流动方向第24页

[解析]鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰迁入会使该树林中黄雀(蝉天敌)数量降低，故A项错误；能量流动是沿着食物链进行，细菌是分解者，不参加食物链组成，即细菌能量不能流向生产者，B项错误；能量流动是沿着食物链进行，鹰迁入没有增加该生态系统能量流动方向，D项错误。[答案]C第25页[考向预测]1．(年山东烟台一模)下图表示某生态系统中四种成份之间相互关系，以下相关叙述正确是()A．甲和丙所包含全部种群组成生物群落B．乙不一定是原核生物C．丁CO2含量降低，将造成臭氧层破坏D．丙1

同化量越大，丙2

同化量越小第26页

解析：由图分析可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物物质和能量，一个生物群落应包含生产者、消费者、分解者；有些真核生物也是分解者，如一些真菌和蚯1蚓；臭氧层破坏是由氟氯烃大量排放所致；普通来说丙同化量越大，丙2

同化量越大。

答案：B第27页2．下面为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定能量值，以下各项叙述正确是()

A．在人工喂养高密度鱼塘中⑤大于① B．图中④包含了次级消费者粪便中能量 C．在食物链中各个营养级能量输入方式和形式是完全相同 D．第三营养级到第四营养级能量传递效率为(③/②)×100%第28页

解析：在人工鱼塘中，人们普通经过投放饲料等办法来饲养更多鱼类，所以⑤可比①小；粪便中能量属于上一个营养级流向分解者，所以④应包含三级消费者粪便中能量；输入生产者能量是光合作用固定太阳能，输入各级消费者能量是消化、吸收食物中化学能；能量传递效率＝(一个营养级同化量/上一个营养级同化量)×100%，所以第三营养级到第四营养级能量传递效率为(③/②)×100%。答案：D第29页3．下面为能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，相关说法正确是()A．该生态系统第一营养级同化能量最少为400B．第二营养级用于生长、发育和繁殖能量是100C．能量由第二营养级到第三营养级传递效率是20%D．该生态系统第三营养级同化能量是15第30页

解析：题图为能量流经某生态系统第二营养级示意图，其中a表示该营养级摄入能量，b表示该营养级同化能量，c表示该营养级用于生长、发育和繁殖能量，d表示呼吸作用中以热能形式散失能量，e表示分解者利用能量；第二营养级同化能量为100(摄入量)－20(粪便中能量)＝80，按照能量传递效率20%计算出第一营养级同化能量最少为400；题图仅表示能量流经第二营养级过程，并不能得出第三营养级同化量，所以无法计算由第二营养级到第三营养级能量传递效率；次级消费者摄入能量并不等同于第三营养级同化能量。

答案：A第31页4．下列图是桑基鱼塘生态系统局部能量流动示意图，图中字母代表对应能量。以下相关叙述不正确是()

A．假如c1

表示蚕传递给分解者能量，则b1

表示未被利用能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失能量 C．图中c可表示桑树用于生长、发育、繁殖能量 D．图中d1/d能够表示第一营养级到第二营养级能量传递效率第32页

解析：流经该生态系统总能量为桑树经过光合作用所固定太阳能总量，即a；生产者桑树所固定太阳能总量中有一部分经过呼吸作用以热能形式散失，即b，另一部分则储存在生产者体内有机物中，用于生产者生长、发育和繁殖等生命活动，即c；图中d表示蚕同化能量，a1

表示蚕经过呼吸作用散失热能，假如c1表示蚕传递给分解者能量，则b1

表示未被利用能量；d1/d能够表示第二营养级到第三营养级能量传递效率。答案：D第33页5．(年云南昭通一检)以下关于生态系统叙述，不正确是()

A．在农田生态系统中，玉米和马铃薯套种，能够实现能量多级利用 B．能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复 C．任何生态系统都需要不停得到来自系统外能量补充，方便维持生态系统正常功效 D．在一个池塘生态系统中，研究池塘范围和边界属于群落水平上研究问题第34页

解析：在农田生态系统中，玉米和马铃薯套种，能充分利用光能，但不能实现能量多级利用，A错误；能量作为动力，使物质在生物群落与无机环境之间循环往复，B正确；任何生态系统都需要不停得到来自系统外能量补充，方便维持生态系统正常功效，C正确；池塘范围和边界属于群落水平上研究问题，D正确。答案：A第35页考点二生态系统物质循环

[考点梳理]1．碳循环实例分析第36页(1)碳进入生物群落路径：生产者光合作用和化能合成作用。(2)碳返回无机环境路径：生产者、消费者呼吸作用，分解者分解作用，化学燃料燃烧。

(3)温室效应产生原因：化学燃料大量燃烧，产生了大量CO2；植被破坏，降低了对大气中CO2

吸收能力。 (4)实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环关键是生产者和分解者。第37页项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式以有机物为载体无机物(CO2)和有机物特点单向流动、逐层递减全球性、循环性范围生态系统各成份生物圈各成份物质循环与能量流动之间关系(1)区分第38页(2)联络第39页[高考探究]考向碳循环实例分析[典例4](年浙江杭州模拟)下列图是生物圈中碳循环示意图，以下相关分析错误是()第40页A．生物圈经过碳循环实现碳元素自给自足B．A是消费者，C是生产者，碳在各成份间以CO2

形式循环C．对E过分开发利用会打破生物圈中碳平衡

D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量载体

[解析]生物圈经过碳循环实现碳元素自给自足；A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物形式流动，在生物群落和无机环境之间以CO2

形式循环；E为化学燃料，若对其过分开发利用会打破生物圈中碳平衡；能量是物质循环动力，物质是能量载体。[答案]B第41页[考向预测]6．(年江苏卷)以下关于生态系统中物质循环和能量流动叙述，正确是()

A．富营养化水体出现蓝藻水华现象，能够说明能量流动特点 B．生态系统中能量初始起源只有太阳能 C．食物链各营养级中10%～20%能量会被分解者利用 D．无机环境中物质能够经过各种路径被生物群落重复利用第42页

解析：富营养化水体出现蓝藻水华是指大量有机污染物排到江湖中造成藻类大量繁殖，说明物质可循环利用，而能量流动是单向，A错误；生态系统能量主要起源于太阳能，也可源自一些无机物氧化分解释放能量，如硝化细菌等化能合成作用，B错误。生态系统中能量流动是单向递减，其传递效率是10%～20%，即10%～20%能量被下一营养级所同化，C错误。生态系统物质循环带有全球性和循环往复性，所以无机环境中物质能够经过各种路径如光合作用、根吸收等进入生物群落被生物利用，D正确。答案：D第43页7．(年安徽合肥质检)如图为生物圈中碳元素循环过程，以下相关叙述正确是()

A．④过程代表绿色植物光合作用，③过程代表化能合成作用 B．图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者第44页C．物质循环是指碳元素在甲、乙、丙间以有机物形式传递

D．图中甲、乙、丙包含全部种群共同组成生物群落

解析：由图甲代表分解者，乙代表生产者，丙代表消费者，④过程代表光合作用和化能合成作用，③过程代表呼吸作用；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境间进行循环；图中生产者、消费者和分解者共同组成了生物群落。答案：D第45页

8．

年，我国华北、华中地域接连发生了屡次严重雾霾天气。雾霾天气连续出现，是粗放式无序发展、环境污染、生态恶化带来后果。降低人类生活碳排放，对维持生态系统稳定，处理环境污染至关主要。下列图为某