《生物第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2、3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán) 必修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2、3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán) 必修3（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2、3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)一、能量流動1對能量流動的理解輸入轉(zhuǎn)化(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的_、傳遞、_和散失的過程。固定太陽能(2)起點：生產(chǎn)者_開始。(3)總量：生產(chǎn)者_。(4)流動渠道：_和_。固定的太陽能總量食物鏈食物網(wǎng)2能量流動的過程(1)寫出圖中甲、乙、丙、丁、戊所代表的內(nèi)容。丙：_甲：_丁：_乙：_戊：_生產(chǎn)者初級消費者次級消費者呼吸作用分解者(2)通過上述圖解可看出生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者能量流動相同的三個方向。呼吸作用同化分解者通過_以熱能的形式散失。被下一營養(yǎng)級_。被_分解利用。3能量流動的特點及意義(1)能量傳遞效率：指_之間_的比值。相鄰兩個營養(yǎng)級同化
2、量(2)能量流動的兩個特點：_、_。單向流動逐級遞減(3)研究意義人工生態(tài)系統(tǒng)能量流動幫助人們科學規(guī)劃、設(shè)計_，使能量得到最有效的利用。對人類最有益幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的_關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向_的部分。二、物質(zhì)循環(huán)無機環(huán)境生物群落1概念：組成生物體的各種元素在_與_間不斷循環(huán)的過程。全球性循環(huán)流動2特點：_、反復利用、_。3意義：通過能量流動和物質(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，形成一個統(tǒng)一整體。4實例碳循環(huán)CO2CO2(1)碳在無機環(huán)境中的存在形式：_和碳酸鹽。(2)循環(huán)形式：_(主要)。(3)循環(huán)過程：碳從無機環(huán)境到生物群落是通過_作用、_作用實現(xiàn)的；從生物群
3、落到無機環(huán)境則是通過_和_實現(xiàn)的。光合化能合成呼吸作用微生物的分解5物質(zhì)循環(huán)與能量流動的聯(lián)系：物質(zhì)循環(huán)和能量流動是同時進行，相互依存，不可分割的。原因是(1)能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解。食物鏈(網(wǎng))能量(2)物質(zhì)是能量沿_流動的載體。(3)_是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力。判斷正誤1生產(chǎn)者固定的能量一定是太陽能。()2食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動就是沿著這些渠道進行的。()3虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種，可用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動規(guī)律進行合理分析。()4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。()5食物鏈各營養(yǎng)級中 10
4、%20%的能量會被分解者利用。()答案：1.2.3.4.5.考點一能量流動過程及特點考點梳理1能量流動圖解(1)能量來源a.生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能b.消費者的能量來自上一營養(yǎng)級同化的能量(2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析定量不定時a.自身呼吸消耗能量的最終去路 b.流入下一營養(yǎng)級c.被分解者分解利用定量定時：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。動物同化的
5、能量不等于攝入的能量同化量為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機物的能量，攝入量是消費者攝入的能量，同化量攝入量糞便量。2能量流動的特點(1)單向流動能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量流動無法循環(huán)。(2)逐級遞減各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。各營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被下一營養(yǎng)級利用，這一部分最終流入分解者。能量傳遞效率為 10%20%(見下圖)項目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點 正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量
6、沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減生物量 ( 現(xiàn)存生物有機物的總量 ) 沿食物鏈流動逐級遞減3生態(tài)金字塔能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動情況的，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。利用“拼圖法”巧解能量流動的相關(guān)計算(1)輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)，即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1C1D1)。而后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的 D1。(2)第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率(D1/W1)100%
7、，第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率(D2/D1)100%。高考探究考向 1能量流動的特點典例1(2014年山東卷)每年的 6月8日是“世界海洋日”。海洋是生物圈的重要組成部分，與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)。(1)根據(jù)圖甲分析，要獲得最大持續(xù)捕撈量，捕撈后大黃魚種群數(shù)量應處于_點。用標志重捕法調(diào)查大黃魚種群密度時，若標記個體更易于被捕食，則種群密度的估計值_(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(2) 海洋魚類生活在不同的水層，這體現(xiàn)了生物群落的_結(jié)構(gòu)。新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，該過程稱為_。(3)圖乙表示某海域能量流動簡圖，A、B、C、D 表示生態(tài)系統(tǒng)的組
8、成成分。圖中_和_(填字母)在碳循環(huán)過程中起著關(guān)鍵作用；能量在第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的傳遞效率為_。(4)海洋會受到石油、工業(yè)廢水、生活污水等污染。如果污染超過海洋生態(tài)系統(tǒng)的_，海洋生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復到原來的狀態(tài)。解析(1)對于種群中有益動物的開發(fā)和利用，為了能獲得最大持續(xù)捕撈量，應在種群數(shù)量大于 K/2 時進行捕獲，并使捕獲后種群的數(shù)量保持在 K/2，此時種群增長速率最大，資源再生能力強；用標志重捕法調(diào)查動物的種群密度時，根據(jù)公式：個體總數(shù) N/初次捕獲個體數(shù) M重捕個體總數(shù) n/重捕中被標記的個體數(shù) m，可推出種群個體數(shù) NMn/m，由于標記個體更易于被捕食，所以分數(shù)中分子不變，分母減
9、小，分數(shù)值增大，即種群數(shù)量偏大。(2)群落中各種生物在垂直方向上具有明顯的分層現(xiàn)象，叫群落的垂直結(jié)構(gòu)；新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，是群落演替中的初生演替。(3)從圖中能量流動來看，固定太陽能的是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，是能量流動的起點，整個生物部分最終都流向 B，說明其是分解者，C、D 是消費者；連接生物部分與非生物的主要生物成分是生產(chǎn)者和分解者；第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級之間的傳遞效率為 1.5106/7.510620%。(4)生態(tài)系統(tǒng)之所以能抵抗干擾保持原狀，取決于自我調(diào)節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力，但其調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，若超過該生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力或抗
10、污染的自我凈化能力，就很難恢復到原來的狀態(tài)。 答案(1)b偏高(2) 垂直( 群落的) 演替( 或初生演替)(3)A B(兩空可顛倒) 20%(4)自我調(diào)節(jié)能力(或自凈能力)考向2能量流動的計算典例2(2016年山東菏澤質(zhì)檢)有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量傳遞效率為 10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加 1 kJ 的能量，丙最少含多少能量()A550 kJC400 kJB500 kJD100 kJ解析設(shè)丙的能量為 x，因為各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，故經(jīng)丙丁己庚傳遞到庚的能量為 0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3500(kJ)，經(jīng)丙戊庚傳遞到庚的能量為 0.5 kJ，則需要丙
11、 0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含 50050550(kJ)的能量。答案A考向 3生態(tài)系統(tǒng)能量流動途徑典例 3(2016 年新課標卷)我國諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所)在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是(A鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量B該生態(tài)系統(tǒng)中細菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者C鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)D鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向解析鷹遷入后，形成了食物鏈：植物蟬螳螂黃雀鷹，據(jù)此可知，鷹的遷入會使該樹林中黃雀(蟬的天敵)的數(shù)量減少，故 A 項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，細菌是分解者，
12、不參與食物鏈的構(gòu)成，即細菌的能量不能流向生產(chǎn)者，B 項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，鷹的遷入沒有增加該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向，D 項錯誤。答案C考向預測1(2016 年山東煙臺一模)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中四種成分之間的相互關(guān)系，以下相關(guān)敘述正確的是()A甲和丙所包含的所有種群構(gòu)成生物群落B乙不一定是原核生物C丁的 CO2 含量減少，將導致臭氧層破壞D丙1 的同化量越大，丙2 的同化量越小解析：由圖分析可知，甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消費者，丁為非生物的物質(zhì)和能量，一個生物群落應包括生產(chǎn)者、消費者、分解者；有些真核生物也是分解者，如某些真菌和蚯1蚓；臭氧層的破壞是由氟氯烴的大量排放所致；一般
13、來說丙的同化量越大，丙2 的同化量越大。答案：B2下面為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項敘述正確的是()A在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中大于B圖中包含了次級消費者糞便中的能量C在食物鏈中各個營養(yǎng)級能量輸入的方式和形式是完全相同的D第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/)100%解析：在人工魚塘中，人們一般通過投放飼料等措施來飼養(yǎng)更多的魚類，所以可比小；糞便中的能量屬于上一個營養(yǎng)級流向分解者的，所以應包含三級消費者糞便中的能量；輸入生產(chǎn)者的能量是光合作用固定的太陽能，輸入各級消費者的能量是消化、吸收的食物中的化學能；能量傳遞效率(一個營養(yǎng)級的同化量/上一個營養(yǎng)級的同化量
14、)100%，所以第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/)100%。答案：D3下面為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖單位J/(cm2a)，據(jù)圖分析，有關(guān)說法正確的是()A該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為 400B第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是 100C能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是 20%D該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是 15解析：題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖，其中 a 表示該營養(yǎng)級攝入的能量，b 表示該營養(yǎng)級同化的能量，c 表示該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，d 表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，e 表示分解者利用的能量；第二營養(yǎng)級同化的能
15、量為 100(攝入量)20(糞便中的能量)80，按照能量傳遞效率 20%計算出第一營養(yǎng)級同化的能量至少為 400；題圖僅表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程，并不能得出第三營養(yǎng)級的同化量，因此無法計算由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率；次級消費者攝入的能量并不等同于第三營養(yǎng)級同化的能量。答案：A4下圖是?；~塘生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動示意圖，圖中字母代表相應的能量。下列有關(guān)敘述不正確的是()A如果 c1 表示蠶傳遞給分解者的能量，則 b1 表示未被利用的能量B圖中 b 表示桑樹呼吸作用散失的能量C圖中的 c 可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量D圖中 d1/d 可以表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳
16、遞效率解析：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為桑樹通過光合作用所固定的太陽能總量，即 a；生產(chǎn)者桑樹所固定的太陽能總量中有一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，即 b，另一部分則儲存在生產(chǎn)者體內(nèi)的有機物中，用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，即 c；圖中 d 表示蠶同化的能量，a1 表示蠶通過呼吸作用散失的熱能，如果 c1 表示蠶傳遞給分解者的能量，則b1 表示未被利用的能量；d1/d 可以表示第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率。答案：D5(2017 年云南昭通一檢)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，不正確的是()A在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，玉米和馬鈴薯套種，可以實現(xiàn)能量的多級利用B能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無
17、機環(huán)境之間循環(huán)往復C任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能D在一個池塘生態(tài)系統(tǒng)中，研究池塘的范圍和邊界屬于群落水平上研究的問題解析：在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，玉米和馬鈴薯套種，能充分利用光能，但不能實現(xiàn)能量的多級利用，A 錯誤；能量作為動力，使物質(zhì)在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復，B 正確；任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能，C 正確；池塘的范圍和邊界屬于群落水平上研究的問題，D 正確。答案：A考點二生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)考點梳理1碳循環(huán)實例分析(1)碳進入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。(2)碳返回無機環(huán)境的途徑
18、：生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用，分解者的分解作用，化學燃料的燃燒。(3)溫室效應產(chǎn)生的原因：化學燃料的大量燃燒，產(chǎn)生了大量 CO2；植被破壞，降低了對大氣中 CO2 的吸收能力。(4)實現(xiàn)碳在生物群落和無機環(huán)境之間進行循環(huán)的關(guān)鍵是生產(chǎn)者和分解者。項目能量流動物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式以有機物為載體無機物(CO2)和有機物特點單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)各成分生物圈各成分物質(zhì)循環(huán)與能量流動之間的關(guān)系(1)區(qū)別(2)聯(lián)系高考探究考向碳循環(huán)實例分析典例4(2016年浙江杭州模擬)下圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，下列相關(guān)分析錯誤的是()A生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足BA 是消費者，C
19、 是生產(chǎn)者，碳在各成分間以 CO2 的形式循環(huán)C對 E 過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳平衡D碳循環(huán)過程需要能量驅(qū)動，同時又是能量的載體解析生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足；A 是消費者，C 是生產(chǎn)者，碳在生物群落中以有機物的形式流動，在生物群落和無機環(huán)境之間以 CO2 的形式循環(huán)；E 為化學燃料，若對其過度開發(fā)利用會打破生物圈中的碳平衡；能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)是能量的載體。答案B考向預測6(2014 年江蘇卷)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是()A富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華的現(xiàn)象，可以說明能量流動的特點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)級中 10%20%
20、的能量會被分解者利用D無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復利用解析：富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華是指大量有機污染物排到江湖中導致藻類大量繁殖，說明物質(zhì)可循環(huán)利用，而能量流動是單向的，A 錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來源于太陽能，也可源自某些無機物氧化分解釋放的能量，如硝化細菌等的化能合成作用，B 錯誤。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向遞減的，其傳遞效率是 10%20%，即 10%20%的能量被下一營養(yǎng)級所同化，C 錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復性，因此無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑如光合作用、根的吸收等進入生物群落被生物利用，D 正確。答案：D7(2017 年安徽合肥質(zhì)檢)如圖為生物
21、圈中碳元素的循環(huán)過程，下列有關(guān)敘述正確的是()A過程代表綠色植物的光合作用，過程代表化能合成作用B圖中甲、乙、丙分別代表消費者、生產(chǎn)者和分解者C物質(zhì)循環(huán)是指碳元素在甲、乙、丙間以有機物的形式傳遞D圖中甲、乙、丙包含的所有種群共同構(gòu)成生物群落解析：由圖甲代表分解者，乙代表生產(chǎn)者，丙代表消費者，過程代表光合作用和化能合成作用，過程代表呼吸作用；碳循環(huán)是指碳元素在生物群落和無機環(huán)境間進行的循環(huán)；圖中的生產(chǎn)者、消費者和分解者共同構(gòu)成了生物群落。答案：D82016 年，我國華北、華中地區(qū)接連發(fā)生了多次嚴重的霧霾天氣。霧霾天氣的持續(xù)出現(xiàn)，是粗放式無序發(fā)展、環(huán)境污染、生態(tài)惡化帶來的后果。減少人類生活的碳排放
22、，對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，解決環(huán)境污染至關(guān)重要。下圖為某地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及能量分布情況，其中甲、乙、丙是生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，A、B、C、D 是乙中的四種生物。(1)該生態(tài)系統(tǒng)中可能存在的食物網(wǎng)為_。(2)圖中丙為_，通過_作用產(chǎn)生二氧化碳，甲通過_過程吸收二氧化碳。(3)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_。食物鏈中能量流動逐級遞減的原因是_。(4) 該生態(tài)系統(tǒng)中 B 與 D 間可能存在的信息傳遞類型有_，該生態(tài)系統(tǒng)中，當 B 數(shù)量大量減少，最終該生態(tài)系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定，說明該生態(tài)系統(tǒng)具有一定的_。解析：(1)由圖可知，甲為生產(chǎn)者，A 為初級消費者，B、C 為次級消費者，D 為三級消費者，因此可能存在的食
23、物網(wǎng)為：。(2)圖中丙為分解者，通過呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，甲通過光合作用或化能合成作用吸收二氧化碳。(3)生產(chǎn)者固定的太陽能總量為該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。食物鏈中由于一個營養(yǎng)級同化的能量除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被利用及流向分解者，導致能量流動逐級遞減。(4)該生態(tài)系統(tǒng)中 B 與 D 均為消費者，可能存在的信息傳遞類型有物理信息、化學信息和行為信息等，由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，某種生物大量減少時，仍能保持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。答案：(1)分解(或呼吸)光合作用(或光合作用和化能(2)分解者合成作用)(3)甲通過光合作用固定的太陽能的總量一個營養(yǎng)級同化的能量除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被利用及流向分解者(4)物理、化學、行為信息自我調(diào)節(jié)能力(或抵抗力穩(wěn)定性)
生物第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2、3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán) 必修3
