第30講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

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1、第30講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán) 考試要求 1. 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。能分析不同生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)，研究和評(píng)價(jià)能 量流動(dòng)的意義。 2. 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)?？偨Y(jié)物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程和特點(diǎn)，并用于分析和指導(dǎo)生產(chǎn)活動(dòng)。 3. 能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。分析二者間的關(guān)系，并應(yīng)用于具體情境中。 4. 共生固氮微生物和自生固氮微生物。概述二者的特點(diǎn)，能區(qū)別它們的固氮方式。 5. 生物固氮的意義。評(píng)述生物固氮在自然界氮循環(huán)中的重要作用。 6. 生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。能列舉生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多方面的應(yīng)用。 知識(shí)整理 、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量白、和散失的

2、過(guò)程。 過(guò) 程 特點(diǎn)：：沿 方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 ( ) 研究目的：設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)方向，使能量流 。 二、物質(zhì)循環(huán) 概念:指組成生物體白 等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)白 與 之 間形成的 運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：具有 性；物質(zhì)可以被生物群 利用。 _無(wú)機(jī)環(huán)境： —存在形式一 1-生物群落： 碳循環(huán)—循環(huán)形式：; （ 作用） 一循環(huán)途徑：無(wú)機(jī)環(huán)境 J -生物群落 （ 作用） 「溫室效應(yīng)：原因：大 的燃燒，使得大氣 含量 ■;| 迅速增加。 〔影響：氣溫升高，冰川融化，海平面上升，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類 構(gòu)成威脅。 三、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)

3、的關(guān)系 區(qū) 別 能量流動(dòng) 物質(zhì)循環(huán) 形式 范圍 特點(diǎn) 聯(lián) 系 物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系 統(tǒng)的主要功能，二者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割，在生物群落中都是以 為流動(dòng)渠道。 四、生物固氮 概念：固氮微生物將大氣中白 還原 的過(guò)程。 一共生固氮微生物： 互利共生的固氮微生物。女。 （代謝類型：；只有侵入至I 才能固氮 根 特點(diǎn)：具有 性。不同的根瘤菌各自只能侵 的豆 瘤（ 科植物。 種類 菌與豆科植物的關(guān)系： 〔形成過(guò)程：侵入一繁殖 分裂一組織膨大一形成根瘤 ―自生固氮微生物：在

4、土壤中能句 的微生物。 圓褐固氮菌：具較強(qiáng)的 能力，并能分泌 ，促進(jìn)植株的 生長(zhǎng)和果實(shí)的發(fā)育。 生物固氮的意義：對(duì)自然界的氮循環(huán)具重要意義。 氮循環(huán)圖解如下： 命題研究 考點(diǎn)搜索 出題方向 解題策略 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) （2000、2001、2002、 2004 年） 考核生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng) 的特點(diǎn)和過(guò)程。 從能量流動(dòng)是沿食物鏈途徑進(jìn)行、且 是逐級(jí)遞減的方面分析題意。 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) （2000、 2001、 2003 年） 考核物質(zhì)循環(huán)在生物群落 中的流動(dòng)特點(diǎn)。 運(yùn)用在生物群落中物質(zhì)是以有機(jī)物 形式沿食物鏈流動(dòng)的，在群落與無(wú)機(jī) 環(huán)境間是以CO

5、2形式進(jìn)行的這一規(guī) 律解題。 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 （2003 年） 考核能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán) 的關(guān)系。 注意把握二者的區(qū)別與聯(lián)系，找出它 們的共同點(diǎn)在具體情境中解析。 生物固氮（2002、 2003、2004 年） 考核固氮微生物的特點(diǎn)和 作用原理。 注意區(qū)分共生固氮微生物、自生固氮 微生物，把握它們的不同特點(diǎn)。 提分關(guān)鍵 1 .如何計(jì)算能量傳遞效率？ 答：在解決涉及有關(guān)能量計(jì)算問(wèn)題時(shí)，如遇“至少需要”“最多使用”等字眼時(shí)， 所選用的傳遞效率為20%，在食物網(wǎng)中應(yīng)選最短鏈；若遇“最大消耗”最少利用”時(shí)， 傳遞效率則選10%，選最長(zhǎng)食物鏈。 2. 如何理

6、解能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系？ 答：（1）區(qū)別：能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)是單向流動(dòng)的，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都要消耗約80%?90% 的能量。因此，能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的，生態(tài)系統(tǒng)只有不斷地從外界獲取能I太陽(yáng)能）， 能量流動(dòng)才能持續(xù)下去。而生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，則是在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù) 地進(jìn)行著，物質(zhì)是循環(huán)的。 （2）聯(lián)系：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)總是伴隨著物質(zhì)循環(huán)的進(jìn)行而進(jìn)行。能量的固定、 轉(zhuǎn)移、釋放、離不開物質(zhì)的合成分解等過(guò)程。物質(zhì)就像能量的載體。在能量流動(dòng)和物質(zhì) 循環(huán)之間互為因果、相輔相成，具有不可分割的聯(lián)系. 生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分一一非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者， 正是通過(guò)能量流動(dòng)和物

7、質(zhì)循環(huán)，緊密的聯(lián)系在一起。形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。 3. 如何理解物質(zhì)循環(huán)的概念？ 答：物質(zhì)循環(huán)是指在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的2、H、（）、N、P、S等化學(xué)元素， 不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。物質(zhì)循環(huán) 中所指的“物質(zhì)”是指組成生物體的基本化學(xué)元素，而不是單質(zhì)，也不是化合物；概念 中所說(shuō)的“生態(tài)系統(tǒng)”并不是一般的生態(tài)系統(tǒng)，而是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈， 因此物質(zhì)循環(huán)帶有全球性；物質(zhì)循環(huán)既然稱為“循環(huán)，”那就是反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)利用的。 而不像能量流動(dòng)那樣是單向的。 4. 為什么固氮微生物需氧，而固氮又須在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境中進(jìn)行？ 答：大多數(shù)的固氮菌的代謝

8、類型是異養(yǎng)需氧型，它們需在有氧條件下利用氧氣進(jìn)行 呼吸和產(chǎn)生能量。而固氮過(guò)程又是在細(xì)胞內(nèi)固氮酶的作用下完成的，組成固氮酶的兩種 蛋白質(zhì)對(duì)氧極端敏感，一旦遇氧就很快導(dǎo)致不可逆的失活，因此固氮過(guò)程是在細(xì)胞內(nèi)無(wú) 氧條件下完成的。固氮菌在進(jìn)化過(guò)程中，發(fā)展出多種機(jī)制來(lái)解決既需氧又要防止氧對(duì)固 氮酶損傷的矛盾。 名師點(diǎn)撥 例1 （2004年陜西、內(nèi)蒙卷）一個(gè)池塘有生產(chǎn)者（浮游植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食 性魚類）、次級(jí)消費(fèi)者（肉食性魚類）、分解者（微生物）。其中生產(chǎn)者固定的全部能量為 3，流入初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、分解者的能量依次為）、c、d，下列表述正確的是 A. a=b+d B. a>b+d C.

9、a

10、解能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)、沒(méi)有把握流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是 生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能易導(dǎo)致答題錯(cuò)誤。 例2（2003年上海卷）下面是有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)題。 （1）圖30— 1是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中“一”表示碳的流動(dòng)方向。請(qǐng)回答: ① 寫出圖中含有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈（用字母表示） I I ? I ——* I I ② 在物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程中，同時(shí)伴隨著 。若生產(chǎn) 者有5000kg，按能量最大傳遞效率計(jì)算，位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生 物可增重 kg。 A B C D E （2）圖30—2表示一生態(tài)系 統(tǒng)中生物種類間的相互關(guān)系 圖中各種類均生活在退潮后暴露 出的巖石上，其中海藻、藤壺、貽貝

11、和?？讨趲r 海星、石鱉和石械則在巖石表面來(lái)回爬動(dòng)找 圖中的數(shù)字表示海星食物中各種類所占的比 圖 30—1 石表面， 尋食物， 例（%）。 ① 此生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的種類有 圖30—2 。兩者既有捕食關(guān)系又有競(jìng)爭(zhēng)關(guān) 系、 的種類是 。 ②當(dāng)除去全部海星一年后，與對(duì)照地區(qū)相 比，該處生物種類組成 發(fā)生了很大的變化，其中 為優(yōu)勢(shì)種，而石鱉和石械數(shù)量大為減少，其原因是 考點(diǎn)分析 本題綜合考核了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的碳循環(huán)的特點(diǎn)、能量流動(dòng)逐級(jí)遞 減的特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)中個(gè)生物之間關(guān)系。 解題思路 本題要求寫出圖中含有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈，而食物鏈中只能有生產(chǎn)者 和各級(jí)

12、消費(fèi)者。由此可推斷：A為生產(chǎn)者、B為分解者、C為大氣中的CO2、D為初級(jí)消 費(fèi)者、E為次級(jí)消費(fèi)者。所以三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈為A-D-E。在物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程中， 同時(shí)伴隨著能量流動(dòng)。生產(chǎn)者為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，若生產(chǎn)者^(guò)5000kg，按最大能量傳遞效率 計(jì)算，即按能量傳遞效率為20%計(jì)算，位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物可增重5000kgX20%X 20 % =200kg。生產(chǎn)者在黑暗中不進(jìn)行光合作用，生產(chǎn)者在黑暗中每小時(shí)釋放出來(lái)的 44mgCO2是通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生的。根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式可計(jì)算得到生產(chǎn)者在黑暗中每小 時(shí)消耗的O2為32mg。生產(chǎn)者在光下和黑暗條件下的呼吸作用強(qiáng)度基本相同，生產(chǎn)者每小時(shí)實(shí)際產(chǎn)生的o2量為呼

13、吸消耗量(32mg)與釋放量(32mg)之和為64mg。此生態(tài)系統(tǒng)中 處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的種類有海星、荔枝螺、?？?其中海星在捕食荔枝螺的食物鏈中為第四 營(yíng)養(yǎng)級(jí))。兩者既有捕食關(guān)系又有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的種類是海星和荔枝螺，圖示表示的是它們?cè)?食物方面的競(jìng)爭(zhēng)，藤壺、貽貝都是它們的食物。當(dāng)除去全部海星后，海星的主要捕食對(duì) 象藤壺(64%)就大量繁殖，藤壺成為優(yōu)勢(shì)種。藤壺的大量繁殖占據(jù)了巖石表面，使海藻 減少，石鱉和石械因失去食物而數(shù)量減少。因此本題正確答案是。)①A D E② 能量流動(dòng)200③64 (2)海星、荔枝螺、?？Ｐ呛屠笾β茛谔賶靥賶卮罅?繁殖，占據(jù)了巖石表面，使海藻不能生長(zhǎng)，石鱉和石械因失去食物

14、而數(shù)量減少。 失分陷阱 對(duì)碳的流動(dòng)途徑把握不準(zhǔn)確，對(duì)圖皿是分解者、C是無(wú)機(jī)環(huán)境易判斷 錯(cuò)誤；對(duì)食物鏈只包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者掌握不準(zhǔn)確而把分解者也寫入食物鏈。對(duì)圖中生 物之間的各種關(guān)系分析不仔細(xì)、不全面，尤其最后一問(wèn)，藤壺與海藻是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，藤壺 大量繁殖占據(jù)空間，影響海藻的生存，這點(diǎn)很多同學(xué)沒(méi)有分析出。 例3 (2001年廣東卷)我國(guó)北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)，其碳素循環(huán)如下 下 離 g 圖30—3,箭頭和字母分別表示碳素傳遞方向和轉(zhuǎn)移量。 列選項(xiàng)正確的是A A.夏季，a>b+c+e B.秋季，e+fc+f 考點(diǎn)分析本題考核生

15、態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。 解題思路碳素在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)， 圖 30—3 不開生產(chǎn)者?(主要是綠色植物。在題目所給出的生態(tài)系統(tǒng)中， a代表綠色植物通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能及合成的有機(jī)物， 這是流經(jīng)該森林生態(tài)系統(tǒng)的總能量，數(shù)量最大;b代表植物呼吸作用散失到大氣中的二 氧化碳；c代表通過(guò)食物鏈流到動(dòng)物各級(jí)消費(fèi)荀體內(nèi)的總能量，d代表動(dòng)物的呼吸作用 散失到大氣中的二氧化碳；e代表植物的殘枝、落葉流到分解者的能量;f代表動(dòng)物流到 分解者的能量；g代表分解者的呼吸作用散失到大氣中的二氧化碳。在一年中的不同的 季節(jié)，植物進(jìn)行光合作用的強(qiáng)度不同。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的效率10%-20%，在夏

16、季，處于平衡狀態(tài)的森林生態(tài)系統(tǒng)，植物光合作用所固定的總能量>植物呼吸作用所消 耗的能量+流到動(dòng)物體的能量+流到分解者的能量。我國(guó)北方的夏季晝長(zhǎng)夜短，氣溫較高， 生產(chǎn)者同化作用占優(yōu)勢(shì)，因而a>b+c+e；在秋季，植物遺體、殘枝、敗葉相對(duì)增多，動(dòng) 物的糞便等也相對(duì)增多，而土壤中的生物數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，由于氣溫變低代謝變緩、繁殖 變慢，因而gc十f。本題正確答案是A。 失分陷阱解答本題的關(guān)鍵在于識(shí)圖，要弄清各個(gè)符號(hào)所代表的物質(zhì)和能量去向

17、。 對(duì)不同季節(jié)物質(zhì)的同化作用和易化作用理解不清也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)選。 例4 (2004年江蘇卷)下列有關(guān)生物固氮的描述錯(cuò)誤的建 A. 豆科植物的根瘤是發(fā)生固氮作用的部位 B. 土壤中獨(dú)立生活的根瘤菌也能固氮 C. 不同的根瘤菌只能侵入特定種類的豆科植物 D. 根瘤菌通過(guò)固氮作用形成氨 考點(diǎn)分析本題考核生物固氮中共生固氮微生物的特點(diǎn)、根瘤的形成過(guò)程。 解題思路 根瘤菌是共生固氮微生物，在土壤中分布廣泛，但只有侵入到豆科植物 的根內(nèi)才能固氮。而且，不同的根瘤菌各自只能侵入特定種類的豆科植物。根瘤菌與豆 科植物共生，豆科植物通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物，一部分供給根瘤菌；根瘤菌通過(guò)生 物固氮制造

18、的氨，提供給豆科植物。因此本題正確答案趣。 失分陷阱根瘤菌是共生固氮菌，只能與豆科植物共生在一起時(shí)才能固氮。在土壤 中獨(dú)立生活時(shí)不能固氮，這是它與自生固氮菌的區(qū)別。此點(diǎn)混淆，難以選出正確答案。 拓展提升 1. 生態(tài)金字塔。 生態(tài)金字塔指各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系，不同的金字塔能形象地說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能 量、生物量、數(shù)量之間的關(guān)系，是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。 (1) 能量金字塔(圖30—4) 能量金字塔的形狀永遠(yuǎn)是正金字塔形。 能量金字塔每一臺(tái)階的含義：代表食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物 所含能量多少。 能量金字塔形狀的象征含義；表明能量流動(dòng)沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程 具有逐級(jí)遞減的特性。 (2

19、) 數(shù)量金字塔 數(shù)量金字塔每一臺(tái)階的含義：表示每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù) 目。 數(shù)量金字塔的一般形狀如圖30—5。因?yàn)樵诓妒虫溨校S著營(yíng) 養(yǎng)級(jí)的升高，能量越來(lái)越少，而動(dòng)物的體形一般越來(lái)越大，因而生 物個(gè)體數(shù)目越來(lái)越少。 數(shù)量金字塔的特殊形狀：如一棵樹與樹上昆蟲及鳥的數(shù)量關(guān)系 可形象表示如圖30—6 o (3) 生物量金字塔 生物量金字塔每一臺(tái)階的含義：表示每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)現(xiàn)存生物的質(zhì) 量，即有機(jī)物的總質(zhì)量。 生物量金字塔的一般形狀：能量是以物質(zhì)形式存在的，因而每 一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)在一定程度上代表著 能量值的高低，從這個(gè)意義上講，生物量金字塔的形狀一般同能量 金字塔形

20、狀相似(如圖30—7)o 圖 30—4 圖 30—5 生物量金字塔的特殊形狀：如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個(gè)體小，壽命短，又 會(huì)不斷被浮游動(dòng)物吃掉，因而某一時(shí)間調(diào)查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者 浮游動(dòng)物的生物量，但這并不是說(shuō)流過(guò)生產(chǎn)者這一環(huán)節(jié)的能量比流過(guò)浮游動(dòng)物的要少。 綜上可知，只有能量金宇塔永遠(yuǎn)是底寬上尖的正金字塔形，數(shù)量金宇塔及生物量金 字塔一般也是正金字塔形，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)倒置的特殊形狀的金字塔。 2. 自然界中的碳循環(huán)。 大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落的途徑，主要是光合作用，也可通過(guò)化能合成作用； 碳元素由生物群落回到無(wú)機(jī)環(huán)境的途徑，主要通過(guò)呼吸作用；碳元素在生

21、物群落中的傳 遞，主要靠食物鏈和食物網(wǎng)，傳遞形式為有機(jī)物；碳在無(wú)機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分 解者之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是相互的，其他各成分之間的傳遞 都是單向的。地球上最大的碳庫(kù)是巖石圈和化石燃料，含碳量約占地球上碳總量的 99. 9%， 這兩個(gè)庫(kù)中的碳活動(dòng)緩慢，實(shí)際上起著貯存庫(kù)的作用。地球上還有三個(gè)碳庫(kù)一一大氣圈 庫(kù)、水圈庫(kù)和生物庫(kù)。這三個(gè)庫(kù)中的碳在生物和無(wú)機(jī)環(huán)境之間迅速交換，容量小而活躍， 實(shí)際上起著交換庫(kù)的作用。碳在巖石圈中主要以碳酸鹽的形式存在，總量為2. 7X1016L 在大氣圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，總量有2X10i2t，在水圈中以多種形式 存在；在

22、生物庫(kù)中則存在著幾百種被生物合成的有機(jī)物。 3. 自然界中的氮循環(huán)。 構(gòu)成氮循環(huán)的主要環(huán)節(jié)是：生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化 作用和固氮作用。 生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成是指：植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進(jìn)而將這些無(wú)機(jī)氮 同化成植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)等有機(jī)氮，動(dòng)物直接或間接以植物為食物，將植物體內(nèi)的有機(jī) 氮同化成動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)氮，這一過(guò)程稱為生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成。 氨化作用是指：動(dòng)植物的遺體，排出物和殘留物中的有機(jī)氮被微生物分解后形成氨 的過(guò)程。 硝化作用是指：在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細(xì)菌的作用下最終氧化 成硝酸鹽的過(guò)程。 反硝化作用是指：在氧氣不足的條件下，

23、土壤中的硝酸鹽被反硝化細(xì)菌等多種微生 物還原成亞硝酸鹽，并且進(jìn)一步還原成分子態(tài)氮并返回到大氣中的過(guò)程。 固氮作用：通過(guò)電離、工業(yè)、生物等將大氣中的氮還原成氨的過(guò)程。 4.幾種微生物在氮循環(huán)中的作用。 在氮循環(huán)中的作用 代謝類型 在生態(tài)系統(tǒng)中的地位 根瘤菌 將N2合成氨 異養(yǎng)需氧型 消費(fèi)者 圓褐固氮菌 將N2合成氨 異養(yǎng)需氧型 分解者 細(xì)菌、真菌 將生物遺體中含氮化合物 轉(zhuǎn)化為氨 異養(yǎng)需氧型 分解者 硝化細(xì)菌 將土壤中氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽 自養(yǎng)需氧型 生產(chǎn)者 反硝化細(xì)菌 硝酸鹽一亞硝酸鹽一N2 異養(yǎng)厭氧型 分解者 鞏固練習(xí) 1. （2002

24、年全國(guó)春季卷）在生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，不正確的是 A. 能量沿食物鏈流動(dòng)是單向的 B. 食物鏈越長(zhǎng)，最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)上獲得的能量越少 C. 初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少 D. 生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多 2. （2000年廣東卷）某河流生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),分別以a、b、c、d表 示。一年內(nèi)輸入這4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值如下表： 營(yíng)養(yǎng)級(jí) a b c 能量 141.10 x 10s 15+91 x10， O.SBx Itf 871+27)tlOP 該生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者所屬營(yíng)養(yǎng)級(jí)是 A.a B.b C.c D.d

25、3. （2001年廣東卷）一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如圖0—8所 示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是（選項(xiàng)方框面積 表示能量的大?。? 4. 有圖30—9所示的一個(gè)食物網(wǎng)（能量傳遞效率按10%計(jì)算），則下列敘述中正確的是 rI I植聊——*|昆蟲］——*回 圖 30—9 A .該食物網(wǎng)中初級(jí)消費(fèi)者是昆蟲，次級(jí)消費(fèi)者是鳥 B. 昆蟲屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鳥屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) C. 若綠色植物固定的太陽(yáng)能總量為M,昆蟲獲得的總能量為ml,鳥獲得的總能量為 m2,貝M>m1+ m2 D. 在鳥類的食物構(gòu)成中，若動(dòng)物性食物和植物性食物

26、各占一半，則鳥類增加能量A 時(shí)，生產(chǎn)者需提供能量為55A 5. 圖30—10為生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈所反映出的能量流動(dòng)情況，圖中的箭頭符號(hào)為能量的 移動(dòng)方向，單位為kcal/m2年。下列說(shuō)法正確的是 ■X射的火陽(yáng)詭-1 ?生產(chǎn)舟一| 「.御蝮消費(fèi)者「 ,決級(jí)?崩懂音— L三鮑消費(fèi)普一| 11,500,900 1:、做 1,600 40 E0 :210 . 柱都呆到*］的罪登 呼規(guī).落嚀』卜程觀尸伸 圖 30—10 ① 在入射的太陽(yáng)能中，生產(chǎn)者只利用了其中的1%左右 ② 分解者可利用來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移到A）的所有能量 ③ 消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)級(jí)別越高，可利用的

27、總能量越多 ④ 當(dāng)人們把生產(chǎn)者當(dāng)做食物時(shí)，比起其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)，可獲得更多的食物 A. ①② B.①④ C.②④ D.③④ 6. 圖30—11表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體 '圣7 重每增加1kg，至少消耗A約 -c-一 口室貓頭鷹 A. 100kg B. 44.5kg 圖 30—11 C. 25kg D. 15kg 、 7. （2002年廣東卷）下表是對(duì)某水生生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果，表 中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量 的總量，Pn表示生物體貯存的能量（Pn=Pg—R），R表示生物呼吸消耗的能量。 單位:102

28、千焦/my年 Pg Pn R A 15.9 2.8 13.1 B 870.7 369.4 501.3 C 0.9 0.3 0.6 D 141.0 61.9 79.1 E 211.5 20.1 191.4 分析回答： （1） 能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)開始的?為什么？ （2） 該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是多少 （3） 從能量輸入和輸出角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加為什么？ 8. （2003年全國(guó)理綜卷）據(jù)圖30—12判斷，下列敘述不符合生態(tài)學(xué)原理的是 . 圖 30—12 A. 物質(zhì)經(jīng)

29、過(guò)了多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán) B. 每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益 C. 由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗，系統(tǒng)總能量利用效率降低 D. 由于各級(jí)產(chǎn)物都可以利用，減少了廢物和污染 9. (2003年江蘇卷)火災(zāi)常給森林帶來(lái)較大危害，但是在某些國(guó)家有時(shí)對(duì)寒帶地區(qū)森 林中的殘枝落葉等進(jìn)行有限度的人工火燒，以對(duì)森林進(jìn)行資源管理，這種人工火燒的 主要目的是 A. 消滅森林病蟲害 B.刺激樹木種子萌發(fā) C.加速生態(tài)系統(tǒng)的分解過(guò)程 D.提高森林的蓄水能力 10. 在局部地區(qū)的暴雨會(huì)使提供特定生態(tài)系統(tǒng)的氮、磷、鈣的量受到限制，而提供給該 系統(tǒng)的碳量很少出現(xiàn)這一問(wèn)題，其原因是 A.

30、生物體不需要多少碳 B.植物用陽(yáng)光和水分就能制造自身的碳 圖中甲一一庚代表各種不 p T C.植物能很好地吸收土壤中的碳 D.許多養(yǎng)料是來(lái)自土壤的，碳主要來(lái)自空氣 11. (2000年上海卷)圖30—13是某生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖， 同的生物。請(qǐng)據(jù)圖分析回答： (1) 此生態(tài)系統(tǒng)中作為生產(chǎn)者的生物;作 為次級(jí)消費(fèi)者的生物。 / (2) 若此生態(tài)系統(tǒng)受到重金屬鹽污染，那么在體內(nèi)積存 - 重金屬污染物最多的生物。 ' (3) 生物甲與已的關(guān)系。 圖 30—13 (4) 該生態(tài)系統(tǒng)只表示了部分成分，圖中未表示的成分 有。 (5) 已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一

31、種生物攝食兩種下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的 生物，且它們被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者—千 克。 12.生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)的量被稱為初級(jí)生產(chǎn)力。下表為地球上主要生態(tài)系統(tǒng)的總 面積及生產(chǎn)者的凈初級(jí)生產(chǎn)力(g干重/m2?y)。請(qǐng)回答： 生態(tài)系統(tǒng)類型 湖河 沼澤 熱帶森林 溫帶森林 凍土帶 荒漠密灌林 農(nóng)田 開闊大洋 面積(106km2) 2 2 20 18 8 18 14 332 凈初級(jí)生產(chǎn)力 500 200 2000 1300 140 70 650 125 (1) 陸地生態(tài)系統(tǒng)中的 是生物圈的最主要的能量基地，因?yàn)椤?

32、 (2) 荒漠密灌林的凈初級(jí)生產(chǎn)力較低的主要限制因素是；而群落結(jié)構(gòu)單一 的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力卻較高的主要原因是:。 (3) 表中所列生態(tài)系統(tǒng)屬于濕地的是 。 (4) 表中各凈初級(jí)生產(chǎn)力，除未利用的部分外，其余的去向是 。 13. 圖30-14示某農(nóng)場(chǎng)部分物質(zhì)循環(huán)示意圖，據(jù)此回答： (1) 圖示可否稱為生態(tài)農(nóng) ， 判斷的依據(jù) 。 *? ■—誓 (2) 若要充分利用生產(chǎn)者固定的 I「? / 太陽(yáng)能，就要改進(jìn)該系統(tǒng)，請(qǐng)?zhí)岢?：了. 你的修改意見 。 ，與 (3) 該系統(tǒng)的主要成分，該系 統(tǒng)的 穩(wěn)定性較低。 圖30-14 (4) 該系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是 。 (5) 若人

33、也是該系統(tǒng)的一員，請(qǐng)?jiān)趫D30-15中用箭頭標(biāo)出該的能量流動(dòng)的過(guò)程。 14. (2000年廣東卷)圖30-16是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖。副中農(nóng)作物為人 類提供的食物量、為家禽和家畜提供的飼料量都與圖b相同。 圖 30—16 (1)請(qǐng)根據(jù)圖a、圖b所示生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在下面用箭頭完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng) 和利用的圖解(各種生物的呼吸作用耗能和圖中未標(biāo)出的分解者耗能可不標(biāo)出。 圖 at . , 「 . j 太陽(yáng)能| -―』農(nóng)作物 | ■虹家番 圖"' I 「太陽(yáng)能 一T 農(nóng)■作物 I家將、?商I 沼氣池 食用曲 （含微生物） （2）圖 所示生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠

34、更多地被人類利用原因是 15. （2004年廣東卷）下列關(guān)于固氮菌的敘述，錯(cuò)誤的是 A. 一種根瘤菌能侵入所有種類的豆科植物 B. 豆科植物與其根瘤內(nèi)的根瘤菌互利共生 C. 土壤中的根瘤菌不能固氮 D. 具有根瘤的豆科植物能以氮?dú)鉃榈? 16. （2003年江蘇卷）自生和共生固氮微生物可以將 A.大氣中的N2轉(zhuǎn)化為NH3 B.大氣中的N2轉(zhuǎn)化為NO3- C. 土壤中的N2轉(zhuǎn)化為NO3- D. 土壤中的NO3-轉(zhuǎn)化為N2 17. （2002年山西卷）豆科植物與根瘤菌的互利共生關(guān)系主要體現(xiàn)在 A. 豆科植物從根瘤菌獲得NH3，根瘤菌從豆科植物獲得糖類 B. 豆科植物從根瘤菌獲

35、得含氮有機(jī)物，根瘤菌從豆科植物獲徼H3 C. 豆科植物從根瘤菌獲得n2,根瘤菌從豆科植物獲得有機(jī)物 D. 豆科植物從根瘤菌獲得NO,根瘤菌從豆科植物獲得NH3 18. 有關(guān)氮循環(huán)的內(nèi)容，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 土壤中的氨在有氧條件下，經(jīng)過(guò)硝化細(xì)菌的作用，最終轉(zhuǎn)化成硝酸鹽 B. 土壤中的反硝化細(xì)菌在缺氧的條件下，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，并最終轉(zhuǎn)化成 氨氣 C. 植物只能利用土壤中的硝酸鹽和銨鹽，而不能直接利用空氣中的氮?dú)? 。.自生固氮菌的代謝類型屬于自養(yǎng)需氧型 19. 關(guān)于生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，正確的是 A-自然界每年通過(guò)生物固氮所提供的氮素約4X108t B. 經(jīng)過(guò)根

36、瘤菌拌種的豆科植物，可以增產(chǎn)20%?40% C. 用固氮基因工程讓非豆科作物固氮，不僅能明顯提高糧食產(chǎn)量，而且有利于生態(tài) 環(huán)境的保護(hù) D. 固氮菌由核糖體合成，經(jīng)高爾基體加工后具生物活性的固氮酶，能將N2還原成 nh3 20. 某濕地生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，其氮素循環(huán)如圖30—17所示： (1)水生植物獲得氮素的途 徑有、和 | 丈氣中的& (除去人為因 素影響)，在水生植物中能利用 大氣中的n2的生物主要有 物質(zhì)A (2)微生物C代謝類型是 (3) 氮是植物光合作用過(guò)程中各種 酶以及 圖30—17 等的重要組成成分。 (4) 水中的草履蟲變形蟲等微生物與微生物C的基因結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 (5) 水中溶解氧的增加，對(duì)圖中氮循環(huán)的 過(guò)程(填數(shù)字)是不利的。