2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的功能》學(xué)案 必修3.doc

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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的功能》學(xué)案 必修3 教學(xué)目標(biāo)：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 教學(xué)重點(diǎn)：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 預(yù)習(xí)案： 1．能量流動(dòng) （1）概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、 、 和 的過程。 （2）過程 ①輸入途徑：主要是生產(chǎn)者的 ； ②起點(diǎn)：從 固定太陽(yáng)能開始，總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能； ③途徑： ； ④特點(diǎn)： ：沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不能 ，也不能 ； ：輸入到一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是 的，傳遞效率大約為 。 （3）意義 ①幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì) ，使能量得到最有效的利用； ②幫助人們合理地 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量 地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧? 2．物質(zhì)循環(huán) （1）概念：組成生物體的各種元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間不斷的循環(huán)的過程。 （2）特點(diǎn)： 、反復(fù)利用、 ； （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 緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一整體。 3．實(shí)例—碳循環(huán) （1）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(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落是通過 作用、 作用實(shí)現(xiàn)的；從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境則是通過 和 實(shí)現(xiàn)； 4．溫室效應(yīng) （1）形成原因：大量化石燃料的燃燒，大氣中的 含量迅速增加，打破了生物圈中 的平衡。 （2）影響：加快極地和高山冰川的 ，導(dǎo)致海平面 ，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。 5．生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán) 氮循環(huán)是指氮?dú)?、無(wú)機(jī)氮化物、有機(jī)氮化物在自然界相互轉(zhuǎn)化過程的總稱。包括固氮作用、硝化作用、有機(jī)氮化物的合成、氨化作用、反硝化作用等。氮循環(huán)主要是通過生物，其中微生物更具有十分重要的作用。 6．硫循環(huán) 二氧化硫進(jìn)入生物群落的途徑有：①二氧化硫通過降水形成硫酸，在土壤或水體中形成硫酸鹽；②二氧化硫直接被生產(chǎn)者吸收，再傳給消費(fèi)者。 生物群落產(chǎn)生的二氧化硫進(jìn)入到大氣中的途徑有：①動(dòng)植物遺體、碎屑、排出物通過分解者的氧化分解；②動(dòng)植物遺體、碎屑、排出物在古代地層形成化石燃料，通過化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化硫，釋放到大氣中；③動(dòng)植物遺體直接燃燒；④火山噴發(fā)。 校對(duì)：輸入 傳遞 轉(zhuǎn)化 散失 光合作用 生產(chǎn)者 食物鏈和食物網(wǎng) 單向流動(dòng) 逆轉(zhuǎn) 循環(huán)流動(dòng) 逐級(jí)遞減 逐級(jí)減少 10％～20％ 人工生態(tài)系統(tǒng) 調(diào)整 持續(xù)高效 全球性 循環(huán)流動(dòng) 各種組成成分 CO2 CO2 光合 化能合成 呼吸作用 微生物的分解 CO2 碳循環(huán) 融化 上升 自主檢測(cè)過關(guān) 1．下圖是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的圖解，．對(duì)此圖解的理解有誤差的是（ ） A．B營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量不一定比A少 B．若M表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含的能量， 當(dāng)MA<5MB時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)崩潰 C．分解者細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物中有CO2、H20、酒精和乳酸等 D．B、C、D分解釋放的能量可以供給A利用 2．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述中，錯(cuò)誤的是 A．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三種成分組成 B．生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終都以熱量形式散發(fā)到大氣中 C．森林生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力大于草原生態(tài)系統(tǒng) D．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是通過食物鏈、食物網(wǎng)這種渠道進(jìn)行的 3．某種甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，假如沒有這些甲蟲，落葉層將嚴(yán)重堆積，最終導(dǎo)致落葉林生長(zhǎng)不良。 以下分析正確的是（ ） A．這種甲蟲與落葉樹之間為捕食關(guān)系 B．這種甲蟲屬于次級(jí)消費(fèi)者 C．這種甲蟲對(duì)落葉林的物質(zhì)循環(huán)有促進(jìn)作用 D．這種甲蟲在能量金字塔中位于底部 4．下圖為生態(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/m2a。下列說(shuō)法不正確的是（ ） A．在入射的太陽(yáng)能中，生產(chǎn)者只利用了其中的10%左右 B．分解者可利用來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移到（X）的部分能量 C．消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)級(jí)別越高，可利用的總能量越少 D．第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率為16% 5．生態(tài)系統(tǒng)多種多樣，但都有基本相同的結(jié)構(gòu)，這可以用下圖所示的模型來(lái)表示。據(jù)圖分析回答下列問題： （1）圖中各個(gè)組成成分相互聯(lián)系，進(jìn)行著 過程，從而構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體。 （2）圖中肉食性動(dòng)物1屬于 消費(fèi)者，處于 營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 （3）在此生態(tài)系統(tǒng)中，碳元素以CO2形式在 與 之間進(jìn)行循環(huán)。 （4）生態(tài)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性，原因是__________________________。 參考答案：1．D．2．A．3．C．4．A．5．答案：（1）物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞 （2）次級(jí) 第三 （3）生物群落 無(wú)機(jī)環(huán)境 （4）具有一定的自我調(diào)節(jié)能力 課堂深化教學(xué)案 一、能量流動(dòng)過程的相關(guān)分析 1．能量流動(dòng)圖解 2.分析 ①能量流動(dòng)的起點(diǎn)是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，是綠色植物把太陽(yáng)能固定在體內(nèi)開始的。 ②流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量等于生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽(yáng)能總量； ③能量的輸入過程，是通過生產(chǎn)者來(lái)輸入的，包括綠色植物的光合作用和營(yíng)化能合成作用的細(xì)菌將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化過程中所釋放的能量，轉(zhuǎn)換為有機(jī)物中的化學(xué)能而流入生態(tài)系統(tǒng)的。 ④各級(jí)消費(fèi)者的能量一般來(lái)自于上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)； ⑤各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去路： a．生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用分解有機(jī)物而產(chǎn)生的能量，一部分形成ATP，被生物用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，另一部分以熱能形式散失； b．一部分被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用； c．一部分被分解者分解。 ⑥能量最終都以熱能形式散失。 問題探究：1.生態(tài)系統(tǒng)為何要不斷從系統(tǒng)外得到能量補(bǔ)充？ 二、能量流動(dòng)的特點(diǎn) 1．單向流動(dòng) （1）能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。 （2）各營(yíng)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(wú)法循環(huán)。 2．逐級(jí)遞減 （1）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量； （2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總有一部分不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用，這一部分最終流入分解者。 （3）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總有一部分流入分解者。 3．能量傳遞效率大約為10％一20％：由于各種食物鏈的不同，食物鏈內(nèi)營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目的不同，以及食物鏈與食物鏈之間的交織等因素而有差異。 （1）在能量流動(dòng)的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說(shuō)明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10％，最高效率是20％。 （2）在已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最低”效率傳遞；若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最高”效率傳遞。 （3）已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最高’，效率傳遞；若求“最（至）少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞。 問題探究：2．消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便，屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量嗎？3．同化量、攝入量的區(qū)別？ 三、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(lái)說(shuō)明食物鏈中能量流動(dòng)情況的，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔 形狀 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 一般為正金字塔形 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 食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng) 級(jí)升高而逐級(jí)遞 減 生物量（現(xiàn)存生物 有機(jī)物的總量）沿 食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減 每一階 含義 食物鏈中每一營(yíng) 養(yǎng)級(jí)生物所含能 量的多少 每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物 個(gè)體的數(shù)目 每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物 的總生物量 問題探究： 4．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)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動(dòng)物的生物量。能不能說(shuō)流過生產(chǎn)者的能量比流過浮游動(dòng)物的要少？ 四、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1．概念：是指組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素，在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落往返循環(huán)。 2.特點(diǎn) (1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈，因此把生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。 (2)反復(fù)利用，循環(huán)流動(dòng)：物質(zhì)循環(huán)，即在在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)。 3．實(shí)例—碳循環(huán) （1）大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落，是通過植物的光合作用或化能合成作用而實(shí)現(xiàn)的。 （2）碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)是以CO2的形式進(jìn)行的。碳元素在生物群落中的傳遞，主要靠食物鏈和食物網(wǎng)，傳遞形式為有機(jī)物。 （3）大氣中C02的來(lái)源有三個(gè)：一是分解者的分解作用；二是動(dòng)植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃燒。 （4）實(shí)現(xiàn)碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間進(jìn)行循環(huán)的關(guān)鍵是生產(chǎn)者和分解者。 （5）碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。 （6）煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒，使大氣中的C02濃度增高，是形成“溫室效應(yīng)”的最主要原因。 問題探究：5．參與物質(zhì)循環(huán)的是元素還是化合物？ 類型一 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程 例1．實(shí)驗(yàn)調(diào)查得到某一樹林生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)關(guān)系的圖表。其中丁為分解者，Pg表示生物同化作用所固定的總能量，Pn表示生物儲(chǔ)存的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，單位為J/cm2.a。以下說(shuō)法正確的是 （ ） Pg Pn R 甲 62．8 25．6 37．2 乙 12．5 5．7 6．8 丙 464．6 186．3 278．3 丁 41．6 16．5 25．1 A．該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)可以表示為 C→A→B→D B．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是植物所固定的太陽(yáng)能，即四個(gè)Pg之和 C．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞率為19．9% D．在該生態(tài)系統(tǒng)中，分解者可有可無(wú) 變式1．如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中4種成分之間的關(guān)系，下列相關(guān)敘述正確的是 A． 甲同化的有機(jī)物中的能量一部分因細(xì)胞呼吸而散失，另一部分用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。 B． 乙１→乙２…中所包含的所有種群構(gòu)成了該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu) C． 丙中有自養(yǎng)型生物 D． D。甲同化的總能量等于乙和丙的總能量之和 規(guī)律總結(jié)： 1．能量流動(dòng)，一般考查的都是圍繞著能量的輸入、傳遞、散失以及能量流動(dòng)的特點(diǎn)、能量流動(dòng)的去向（用于解釋能量單向流動(dòng)的）、設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)能量的多級(jí)利用、物質(zhì)的反復(fù)循環(huán)。 2．研究能量在沿食物鏈從一個(gè)種群流動(dòng)到另一種群時(shí)，需要考慮能被利用和未被利用等多方面的能量值，以某動(dòng)物種群捕食種群A為例，可用下圖表示： 食入的 被同化的→構(gòu)成生物體、呼吸等 被捕食的 未被同化的→分解者 種群A 未食入的→分解者 未被捕食的→能量保留給下一年 類型二 能量傳遞效率的分析和計(jì)算 例2．下圖為生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈所反映出的能量流動(dòng)情況，圖中箭頭表示能量移動(dòng)的方向，單位為kcal／(m2a)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A．在輻射的太陽(yáng)能中，生產(chǎn)者只利用了其中的1％左右 B．分解者可利用圖中A的所有能量 C. 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)，可獲得更多的能量 D．生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具單向性 變式1．某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中有大型雜食性魚類甲，其食物1/2來(lái)自浮游植物乙,1/4來(lái)自草食性魚類丙,1/4來(lái)自以草食性魚類為食的小型肉食性魚類丁。下列敘述中錯(cuò)誤的是（ ） A.甲和丁存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 B.從理論上計(jì)算，甲每增加1kg體重，最少需要乙提供360kg的物質(zhì) C.若湖泊中受到DDT污染，則DDT濃度最低的生物是乙 D.此食物網(wǎng)中占有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是甲 規(guī)律總結(jié)： 1. 已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，“至少”需要量的計(jì)算要按20％計(jì)算，“最多”需要量的計(jì)算則按10％求解。 2．在某一食物網(wǎng)中一個(gè)消費(fèi)者往往同時(shí)占有多條食物鏈，當(dāng)該消費(fèi)者增加了某一值時(shí)，若要計(jì)算最少消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選最短的食物鏈和最大傳遞效率20%進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最多；若要計(jì)算最多消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選最長(zhǎng)的食物鏈和最小傳遞效率10％進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的最少。 3．在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(shí)，首先要確定食物鏈。設(shè)食物鏈A→B→C→D，分情況討論： 現(xiàn)實(shí) 問題 思路求解 D營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈增重M 至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的量Y Y（20％）3＝M 最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的量Y Y（10％）3＝M A營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈增重N D營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多增重的量Y N（20％）3=Y D營(yíng)養(yǎng)級(jí)至少增重的量Y N（10％）3＝Y(jié) 類型三 物質(zhì)循環(huán)（碳循環(huán)）的過程以及特點(diǎn) 例3．右圖是生態(tài)系統(tǒng)中某元素循環(huán)的模式圖，該圖可以說(shuō)明 ①.該圖主要體現(xiàn)的是碳元素的循環(huán) ②.A與B兩種生物是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的成分 ③.圖中的生理過程②全在線粒體中進(jìn)行 ④.該物質(zhì)循環(huán)帶有全球性 A．①④ B. ② ④ C. ① ② D. ①③ 變式1．分析有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、人體體液中物質(zhì)交換的示意圖， 以下說(shuō)法正確的是（ ） A．乙圖中的D是生態(tài)系統(tǒng)中的主要成分 B．人體O2濃度最高的是甲圖中的B C．人體過敏反應(yīng)時(shí)，甲圖中的A增加導(dǎo)致組織水腫 D．食物鏈中能量最少的是乙圖中的B所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí) 規(guī)律總結(jié)： 有關(guān)物質(zhì)循環(huán)的考查，無(wú)非就是圍繞①CO2物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的過程有：光合作用、化能合成作用②CO2返回?zé)o機(jī)環(huán)境是通過生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用以及分解者的分解作用。 類型四 物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)系以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)用 例４．下面是某生態(tài)農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)流程示意圖，據(jù)圖判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ） 作物 家畜 食用菌 蚯蚓 太陽(yáng)輻射 排泄物、雜屑（肥料） 產(chǎn)品輸出 產(chǎn)品輸出 產(chǎn)品輸出 籽實(shí) 秸桿 （飼料） 糞屑 雜屑 A．能量經(jīng)過多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是往復(fù)循環(huán)的 B．農(nóng)作物通過光合作用合成有機(jī)物，能量就從無(wú)機(jī)環(huán)境流入生物群落；每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益 C．當(dāng)蚯蚓利用食用菌雜屑并將其同化為自身的有機(jī)物時(shí)，能量就從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)；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．由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的增多，最終也增加了廢物和污染 變式1．下圖是某生態(tài)農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)流程示意圖，據(jù)圖判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.能量經(jīng)過多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是往復(fù)循環(huán)的 B.農(nóng)作物通過光合作用合成有機(jī)物，能量就從無(wú)機(jī)環(huán)境流入生物群落；每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益 C．當(dāng)蚯蚓利用食用菌雜屑并將其同化為自身的有機(jī)物時(shí)，能量就從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)；由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐漸損耗，系統(tǒng)總能量利用效率降低 D.由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的增多，最終也增加了廢物和污染 規(guī)律總結(jié)： 在設(shè)計(jì)、分析農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)或物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)在生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)用時(shí)，經(jīng)常會(huì)涉及到幾句生態(tài)規(guī)律，需要記住：人類的除草、灌溉、施肥等活動(dòng)，是設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)的關(guān)系，使能量盡可能流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?；設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是利用了物質(zhì)和能量的多級(jí)利用。 類型五 實(shí)驗(yàn)探究 有生態(tài)學(xué)家分別對(duì)一片玉米田、一片荒地和一個(gè)湖泊在單位時(shí)間內(nèi)的光合作用生產(chǎn)效率進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)出數(shù)據(jù)如下表所示。單位是：J／（cm2a) 玉米田 荒地 湖泊 入射太陽(yáng)能 2043 471 118872 收獲的全部有機(jī)物 25．3 4．95 111．3 呼吸 7．7 0．88 23．4 請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，對(duì)三種生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行比較： （1）哪一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的利用率最高？為什么？ (2)假如兩個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的綠色植物固定了等量的太陽(yáng)能，哪一個(gè)具有較多的能量能傳遞到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？為什么？ （3)在計(jì)算入射太陽(yáng)能時(shí)，生態(tài)學(xué)家一律是按照太陽(yáng)能到達(dá)地面或湖面的量來(lái)計(jì)算的。這樣計(jì)算入射的太陽(yáng)能對(duì)哪一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成的誤差最大？為什么？ xx高考真題 1．（江蘇）下列4種現(xiàn)象中，不適宜用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理分析的是 A．虎等大型肉食動(dòng)物容易成為瀕危物種 B．藍(lán)藻易在富營(yíng)養(yǎng)化水體中爆發(fā) C．飼養(yǎng)牛、羊等動(dòng)物，成本低、產(chǎn)量高 D．巨大的藍(lán)鯨以微小的浮游動(dòng)物為食 2. （北京）（16分）為研究森林群落在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的作用，美國(guó)一研究小組在某無(wú)人居住的落葉林區(qū)進(jìn)行了3年實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)區(qū)是兩個(gè)毗鄰的山谷（編號(hào)1、2），兩個(gè)山谷各有一條小溪。1965年冬，研究人員將2號(hào)山谷中的樹木全部砍倒留在原地。通過連續(xù)測(cè)定兩條小溪下游的出水量和硝酸鹽含量，發(fā)現(xiàn)2號(hào)山谷小溪出水量比樹木砍倒前升高近40%。兩條小溪中的硝酸鹽含量變化如圖所示。 請(qǐng)回答問題： （2）氮元素進(jìn)入細(xì)胞后主要用于合成 兩類生物大分子。 （3）圖中顯示，1號(hào)山谷溪水中的硝酸鹽含量出現(xiàn)季節(jié)性規(guī)律變化，其原因是不同季節(jié)生物 。 （4）1966年5月后，2號(hào)山谷溪水中的硝酸鹽含量急劇升高，主要的兩個(gè)原因是 。 （5）硝酸鹽含量過高的水不宜飲用。在人體消化道中，硝酸鹽可轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽。NO2-能使DNA中C-G堿基對(duì)中的“C”脫氨成為“U”。上述發(fā)生突變的堿基對(duì)經(jīng)兩次復(fù)制后，在該位點(diǎn)上產(chǎn)生的堿基對(duì)新類型是 、 。 （6）氮元素從森林群落輸出的兩種途徑是 。 （7）該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明森林群落中植被的兩個(gè)主要作用是 3.(理綜1卷）某種植玉米的農(nóng)場(chǎng)，其收獲的玉米籽粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人，牛，雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源，沼渣，沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答（不考慮空間因素）： （1）請(qǐng)繪制由雞，牛，玉米和人組成的食物網(wǎng)： （2）牛與雞之間 （有，無(wú)）競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，理由是 。人與雞的種間關(guān)系是 ，人與牛的種間關(guān)系是 。 （3）流經(jīng)該農(nóng)場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量來(lái)自 所固定的 ，無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳以 形式進(jìn)入該人工群落。 （4）假設(shè)該農(nóng)場(chǎng)將生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用，現(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用，理論上，該農(nóng)場(chǎng)供養(yǎng)的人數(shù)將會(huì) （增多、不變、減少），理由是 。 4．圖11為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是 A．I是初級(jí)消費(fèi)者 B．Ⅳ為分解者 C．E1為太陽(yáng)能，E2為熱能 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 5.（重慶）題5圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、ij、k表示不同用途的有機(jī)物(j是未利用部分)，方框太小表示使用量下列敘述正確的是 A進(jìn)人該生態(tài)系統(tǒng)的CO2量與各h產(chǎn)生的CO2總量相等 B生產(chǎn)者中i的量大于被初級(jí)消費(fèi)者同化的有機(jī)物量 C流向分解者的k可被生產(chǎn)者直接吸收利用 D流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量可循環(huán)利用 6．（海南）假設(shè)將水稻田里的雜草全部消除掉，稻田生態(tài)系統(tǒng)中 A．水稻害蟲密度將下降B．能量流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)減少 C．水稻固定的太剛能增加 D．物種多樣性上升 7．（xx年高考天津理綜卷）下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)中的三種成分。 請(qǐng)據(jù)圖回答： ⑴生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在___________________________________之間不斷循環(huán)的過程。 ⑵X與甲中圖示生物類群的能量來(lái)源不同，X代表的生物為______________________；Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與丙中圖示生物不同，Y的細(xì)胞結(jié)構(gòu)最主要的特點(diǎn)是________________________________________________。 ⑶大氣中的CO2 在甲中圖示的_________處（在a ～ d中選擇）合成有機(jī)物；含碳有機(jī)物在甲中圖示的_________________處（在a ～ d中選擇）可以分解為CO2 。 ⑷化石燃料除燃燒外，還可以通過_______________________________途徑產(chǎn)生CO2 。 課后鞏固訓(xùn)練 1． (08深圳一模)下列判斷，錯(cuò)誤的是（ ） A．適當(dāng)放牧，由于動(dòng)物植食作用，可增加草原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性 B．捕食者體型比被捕食者小，則生物數(shù)量關(guān)系肯定會(huì)構(gòu)成倒金字塔形 C．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流向分解者之后，仍可能從分解者再流向消費(fèi)者 D．“?；~塘’’生態(tài)系統(tǒng)與普通稻出生態(tài)系統(tǒng)相比實(shí)現(xiàn)了能量多級(jí)利用 2．右圖是某生態(tài)系統(tǒng)示意圖，敘述不正確的是（ ） A．該生態(tài)系統(tǒng)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(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是蛇 C．圖中由捕食關(guān)系而形成的食物鏈共5條 D．綠色植物固定的能量至少是流入螳螂能量的25倍 3．在食物鏈A→B→C中，能量逐級(jí)遞減。其原因不包括（ ） A． 總有一部分A和B會(huì)自然死亡而給分解者分解B、C攝入的能量總有一部分未被利用 B． A、B、C生命活動(dòng)的維持需要消耗能量 C． 照射到A上的太陽(yáng)能不能被全部固定 4．下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中，不正確的是（ ） A．生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具單向性 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 5．有關(guān)物質(zhì)循環(huán)的敘述，正確的是（ ） A．只有通過植物的光合作用進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng) B．只能通過微生物的分解作用才能返回?zé)o機(jī)環(huán)境 Ｃ．都能通過燃燒返回大氣　　　?。模疅o(wú)機(jī)環(huán)境的物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用 6．（08韶關(guān)一模）右圖是某生態(tài)系統(tǒng)示意圖， 下列敘述不正確的是（ ） A．該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落包括了圖中全部生物的總和 B．該圖能反映出生態(tài)系統(tǒng)的基本功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng) C．圖中由捕食關(guān)系而形成的食物鏈共1條 D．圖中處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是蛇 7．（08湛江一模）在生態(tài)系統(tǒng)中，消費(fèi)者的同化量是指（ ） A．消費(fèi)者攝入食物中的所有能量 B．被消費(fèi)者消化吸收的所有能量 C．消費(fèi)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的所有能量 D．消費(fèi)者通過呼吸作用散失的所有能量 8．（08廣州二模）某草原上長(zhǎng)期生活著兔、狐和狼，形成一個(gè)相對(duì)平衡的生態(tài)系統(tǒng)。經(jīng)測(cè)定各種生物所含的能量如下表[能量單位：kJ／(km2a)]。 根據(jù)上表分析不恰當(dāng)?shù)氖牵? ） A．狐屬于次級(jí)消費(fèi)者 B．兔所同化的能量不包括其糞便中的能量 C．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量不超過9.5 X 109kJ／(km2a) D．狼所占的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一定比狐高 9．(08佛山二模)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(wú)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(yáng)能總量 D．碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的 10．我市某校研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)前往市郊調(diào)查農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過交流和修改后繪制出了下圖，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)你認(rèn)為該生態(tài)系統(tǒng)是否達(dá)到良性循環(huán)？并請(qǐng)說(shuō)明理由：_____________________。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量和物質(zhì)的多級(jí)利用的實(shí)現(xiàn)，是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的____ __原理設(shè)計(jì)的。 (3) 沼氣池中存在的生物在其細(xì)胞中都存在的細(xì)胞器有 。 (4) 如果要提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中生物種群間的 原理，科學(xué)增加農(nóng)田中的 。 (5) 請(qǐng)你評(píng)價(jià)以上農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn)。 11．下圖是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中“→”表示碳的流動(dòng)方向。請(qǐng)回答： （1）寫出圖中含有四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈： A F E D C B （用字母和箭頭表示）。 （2）分析A→E和D→B過程中碳流動(dòng)形式的不同點(diǎn) 。 （3）若生產(chǎn)者有10000kg，按能量最大傳遞效率計(jì)算，位于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物可增重 kg。 （4）人類大量開采并燃燒由古代動(dòng)植物遺體變成的煤和石油，使地層中經(jīng)過千百萬(wàn)年積存的碳元素在短期內(nèi)釋放，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響主要是 。 (5)上圖可知，減緩二氧化碳增多的關(guān)鍵的措施是：第一 ；第二 。 問題探究： 1.生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都會(huì)有部分能量以熱能的形式散失到大氣中，不能被任何生命活動(dòng)所利用，能量在流動(dòng)中越來(lái)越少。 2．消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便，不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，它實(shí)際與上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遺體、殘骸一樣，屬于未被利用的那一部分。 3．同化量為每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機(jī)物的能量；攝入量是消費(fèi)者攝入的總量；同化量=攝入量—糞便中的能量 4．不能，在自然的生態(tài)系統(tǒng)中，流經(jīng)生產(chǎn)者的能量等于生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 5．元素。 類型一例1．答案．Ｃ變式1．答案：Ａ 類型二例2．答案：B變式1．答案：B 類型三 例3．答案：A變式1．答案：C 類型四 例４．答案：B變式1．答案：B 類型五 答案：(1)玉米田，因?yàn)橛衩滋镏兄参锸斋@的全部有機(jī)物的能量與太陽(yáng)入射能比值最高。 (2)荒地，因?yàn)榛牡厣鷳B(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者呼吸消耗的有機(jī)物占制造有機(jī)物總量比例較少，所以傳遞到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量多。 (3)湖泊，因?yàn)楹粗羞M(jìn)行光合作用的生物大多數(shù)生活在水面下，而太陽(yáng)能入射到達(dá)這些生物體之前經(jīng)過了一定的水層，水層吸收的太陽(yáng)能的量是相當(dāng)大的，所以產(chǎn)生的誤差最大。 xx高考真題 1．B 2.（2）蛋白質(zhì)、核酸（3）對(duì)硝酸鹽的利用量不同（4）喪失了植被對(duì)硝酸鹽的吸收，動(dòng)植物遺體分解后，產(chǎn)生的硝酸鹽進(jìn)入小溪（5）T-A，U-A（6）通過細(xì)菌的作用將硝酸鹽最終變成N2返回大氣、雨水的沖刷（7）涵養(yǎng)水源、同化無(wú)機(jī)環(huán)境中的氮元素。 3 （10分）（1）（2）無(wú)，它們所需食物資源不同（或牛食玉米秸稈、雞吃玉米籽粒）捕食與競(jìng)爭(zhēng)，捕食。（3）玉米（其他合理答案也給分），太陽(yáng)能，CO2（4）減少，改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量，導(dǎo)致人獲得的能量減少。4、C 5、B 6、C7．答案：（1）生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境 （2）化能自養(yǎng)細(xì)菌（或硝化細(xì)菌等） 有核膜包圍的細(xì)胞核（3） c a和b （4）微生物的分解 課后鞏固訓(xùn)練： 1．B．2．C．3．D． 4．B．5．Ｄ。6．B．7．B．8．D．9．C． 10．（1）達(dá)到了良性循環(huán)，因?yàn)樵谠撋鷳B(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)和能量得到了充分利用。 （2）物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng) （3）核糖體（4）相互依存和相互制約 生物種類 （5）優(yōu)點(diǎn)：通過延長(zhǎng)食物鏈，科學(xué)地利用了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分；能量最大限度地得到了利用，使能量朝向有利于人類的方向流動(dòng)；能夠減少化肥的使用，從而減少環(huán)境污染。 11．答案：（1）E→F→D→B（2）A→E是以CO2形式（1分），D→B是以含碳有機(jī)物形式（1分）（3）80（4）產(chǎn)生溫室效應(yīng)（CO2增多）（5）改善能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源，減少二氧化碳排放 植樹造林，增加二氧化碳的利用