高考生物考点精讲精析 物质循环、能量流动、信息传递、稳定性 新人教版.doc

生态系统的能量流动和物质循环、信息传递、稳定性考点一、生态系统的能量流动分析一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：能量的来源及去向图解利用“拼图法”解决能量流动中的难题能量流动特点及原因能量传递效率能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1.能量的来源及去向图解(1)消费者摄入能量(a)消费者同化能量(b)粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。(2)消费者同化能量(b)呼吸消耗(d)生长、发育和繁殖(e)(3)生长、发育和繁殖(e)分解者分解利用(f)下一营养级同化(i)未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是bde；若为四部分之和是bdfij。2.利用“拼图法”解决能量流动中的难题输入第一营养级的能量(w1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(a1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中，包括现存的植物体b1、流向分解者的c1、流向下一营养级的d1。参考图示，很容易理解以下问题：(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即w1。将图中第三营养级同化的总能量d2“拼回”第二营养级，则刚好等于d1，即第二营养级同化的总能量；再将d1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量w1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自w1，所有生物总能量之和都小于w1(呼吸作用消耗的缘故)。(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于d1/w1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%20%。(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值。3能量流动特点及原因(1)单向流动捕食关系是长期自然选择的结果，不能“逆转”；散失的热能不能利用，无法“循环”。(2)逐级递减自身呼吸消耗分解者分解未被利用4能量传递效率能量传递效率100%一般说来，能量传递的平均效率大约为10%20%。5能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。 类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的消耗散失一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量三、典例精析：1关于生态系统的叙述，正确的是()a生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的b生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的c生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大d生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小答案a 解析能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，某一营养级的能量约是其上一营养级的10%20%；生态系统的信息传递可调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，但并非对所有捕食者都有利；生态系统中的营养级与生物的体型大小没有必然联系。2(2010山东卷，6)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是()a恒温动物的/值一般高于变温动物b哺乳动物的/值一般为10%20%c提高圈养动物生长量一般需提高/值d食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物解析恒温动物维持体温需要消耗较多的有机物，因而/值一般低于变温动物；10%20%是营养级间的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即/的比值提高；植物性食物中含有哺乳动物不能利用的物质多于动物性食物，因而食肉动物的/值高于食草性哺乳动物。 答案c3.研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现，两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。如果其他的因素都一样，则下列选项叙述正确的是()a甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量b甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反c甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量d乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量解析由于消费者的总能量属于生产者同化的总能量的一部分，因此b、c项的说法都不正确。随着食物链的延长，能量逐级递减，因此食物链越长的生态系统中，储存在生物体内的能量越少。乙生态系统中营养级的数量多于甲生态系统，因此乙生态系统中现存的消费者的总能量小于甲生态系统中现存的消费者的总能量。 答案a4如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()a表示流经生态系统内部的总能量b一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kgc生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性d从能量关系看答案c 解析仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分，所以a错误；次级消费者增加1 kg，生产者至少增加25 kg，所以b错误；从能量关系上看，所以d错误。5(2010江苏卷，11)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是()a多吃肉食会增加心血管病的发病率b直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量c多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多d节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平解析从食物链中的能量流动特点来看，营养级越高，在能量流动过程中损失的能量越多。多吃素食，是将人放在初级消费者的层次上，只经过一次能量传递，这样人获得的能量最多，消耗的粮食总量最少。答案c6. (2011南京二模)调查研究是进行科学探究的常用方法。某学校研究性学习小组为了研究生态系统结构和功能的关系，对某野外四个物种在一天中的平均活动时间(活动时间以%表示)进行观察和记录，结果如下表。休息与其他物种关系进食其他活动物种甲20%15%追逐物种乙55%吃植物10%物种乙20%25%被物种甲追逐45%吃植物10%物种丙75%15%吃物种甲10%物种丁75%20%吃物种丙5%(1)组成一个典型的生态系统，除表中涉及的成分外，还应有_。画出该生态系统中可能的食物网_。无机环境中的碳主要是通过_作用进入该食物网的。(2)下图1是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图。图2中ad表示物种甲和物种丙在能量流动过程中不同去向能量的相对值。请据图回答相关问题：图1中的a表示物种甲同化的能量，则c、d表示的含义分别为_、_。若图2中c1a2b2c2d2，则从物种甲到物种丙的能量传递效率为_(用字母表示)。(3)据观察发现近几年该地区的生物种类和数量显著减少。下表是科学家调查研究该地区哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因及其比例。原因哺乳动物鸟类偷猎31%20%丧失栖息地32%60%生物入侵17%12%其他20%8%根据这些数据绘制柱状图，横轴表示每类动物受威胁的各种原因，纵轴表示数值。根据两类动物生存受到威胁的原因，请提出你的保护建议(至少要答2点)。_。解析(1)物种甲、物种乙吃植物，因此属于初级消费者；物种丙吃物种甲，物种丁吃物种丙，据此即可写出营养结构。一个典型的生态系统成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。碳元素从无机环境进入生物群落是从生产者的光合作用开始的。(2)图1中的a表示物种甲同化的能量，则c、d表示分解者利用的能量和通过呼吸作用散失的能量。若图2中c1a2b2c2d2，则从物种甲到物种丙的能量传递效率为c1/(a1b1c1d1)100%。(3)保护动物可建立健全法律法规；加强法制教育；建立自然保护区；禁止偷猎等措施。答案(1)非生物的物质和能量(非生物成分)、分解者(2)分解者利用的能量通过呼吸作用散失的能量c1/(a1b1c1d1) 100%或a2b2c2d2/(a1b1c1d1)100%(3)见下图建立健全法律法规；加强法制教育；建立自然保护区；禁止偷猎等(答案合理即可)考点二、物质循环一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：物质循环概念、特点物质循环过程、图解温室效应能量流动与物质循环之间的关系2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1循环特点：(1)具有全球性；(2)反复循环。2过程图解及解读(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用(主要途径)或硝化细菌等的化能合成作用完成的。(2)碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是co2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。(3)大气中co2的主要来源(4)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。(判断成分的依据)3温室效应(1)成因工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，向大气中释放大量的co2。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中co2的调节能力。(2)危害加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。(3)缓解措施植树造林，增加绿地面积。开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。4能量流动与物质循环之间的关系图解(1)从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。(2)生产者主要是指绿色植物，它是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发展的基础，因此，生产者是生态系统的主要成分。(3)绿色植物同化的co2等物质，大约90%需经分解者的分解作用返回无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。(4)二者同时进行，相互依存，不可分割，主要体现在：能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解；物质是能量沿食物链(网)流动的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。三、典例精析：1.如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头表示循环过程。下列有关说法正确的是()a大气中的气体x是指co2和cob完成过程的能量主要是由过程提供的c丁经过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%20%d丙处在第三营养级解析生物群落与无机环境之间的碳循环是以co2的形式进行的，故图中大气中的气体x代表co2；图中甲为生产者，乙为初级消费者(第二营养级)，丙为次级消费者(第三营养级)；完成过程的能量主要由太阳能提供；食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10%20%。 答案d2下图是生态系统中碳循环示意图，其中“”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是()a在碳循环过程中，同时伴随着能量流动b由于某种原因造成图中e生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是d增加，f减少c该生态系统的消费者包括图中的d、e、f、bdac过程中碳主要以co2的形式进行循环，fb以含碳有机物的形式进行流动答案c 解析分析图形，a、b、d、e、f均有箭头指向c，则c是无机环境中的二氧化碳库。a、c之间为双向箭头，a为生产者。a、d、e、f均有箭头指向b，则b为分解者，d、e、f为消费者。图示中包含的食物链为adef，故e减少，短时间内d增加，f减少。碳在生物群落与无机环境之间主要以co2的形式循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式流动。3分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是()a能量的总和一定小于生产者所固定的太阳能总量b生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的c丁中包含的生物可能处于食物链的最高营养级d碳元素以co2形式进入生物群落又以co2的形式离开生物群落返回无机环境答案c 解析分析图中的信息可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，丁是分解者；生产者固定的能量有四个去向：呼吸消耗、流向动物、被分解者利用、留在生产者的体内，图中的总和是呼吸消耗、流向动物、被分解者利用的能量，小于生产者所固定的太阳能总量。从题图中我们还可以看出,生态系统的物质可以循环再生，如碳元素以co2的形式进入生物群落又以co2的形式离开生物群落返回无机环境，而能量必须由太阳能不断补充。丁作为分解者,不是食物链的“成员”，因此选项c错误。4(2012大纲全国卷，5)下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()a微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量b沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者c沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用d多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率答案c 解析一个完整的生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分构成，在沼气池中，微生物分解有机物，产生可燃气体，属于分解者；生态系统中，物质是可以循环利用的，而能量是单向逐级递减的，c项的叙述违背了这一原则，因此是错误的。5(2012海南卷，23)请回答：(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以_的形式进行。驱动整个生态系统运转的能量主要来源于_的太阳能。(2)分解者通过_和_的方式将有机物分解成co2等释放到无机环境中。(3)右图所示的食物网中共有条食物链，其中初级消费者是。(4)如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，则该物质经的传递后，便可在不同的生物体内积累，因此，通常生物所在的越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。答案： （1)co2绿色植物固定(或光合作用固定)(2)有氧呼吸无氧呼吸(或发酵)(3)3兔和鼠(4)食物链营养级解析在生物群落和无机环境之间，碳循环的形式是co2，在生物群落内部，以含碳有机物的形式沿着食物链和食物网进行传递。绿色植物固定的太阳能是流经整个生态系统的主要能量(还包括蓝藻、硝化细菌等固定的太阳光能、化学能等)。分解者的分解作用实际上就是其呼吸作用，包括有氧呼吸和无氧呼吸。环境中的某些有毒物质伴随着食物链和食物网在生物体内富集，营养级越高，含量越高。6. (2012湖南十二校二次联考)2010年11月在坎昆举行的全球气候大会的重要议题之一是确立各国“x气体”减排目标；如果坎昆会议制定的所有目标均顺利完成，全球“x气体”排放量可能下降60%，平均气温也将下降2摄氏度，请据此资料回答：(1)资料中所说的“x气体”主要是指_，各国气体排放均会对全球气候造成影响，说明生态系统的物质循环具有_的特点。(2)上图1为生态系统中该气体的生成和构成该气体的某种元素的循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落，箭头表示物质循环方向，则乙是_，过程表示_作用，若过程和的成分越复杂，则该生态系统的_稳定性越高。(3)设过程代表的生物之间有如图2所示的食物关系，若e种群的能量为5.8109 kj，b种群的能量为1.3108 kj，d种群的能量为1.5108 kj，能量传递效率为10%，则a种群的能量是_kj；此过程体现了生态系统的能量流动具有_的特点。(4)请再列举两项影响人类发展的全球性的环境问题：_。解析(1)向大气中过量排放co2是造成温室效应的主要原因。因物质循环具有全球性特点，故各地的co2排放量对全球气候均产生影响。(2)甲、乙、丙、丁分别表示分解者、生产者、消费者、消费者。代表生态系统的营养结构，生态系统抵抗力稳定性的大小取决于营养结构的复杂程度。(3)c同化能量为5.8108(1.31.5)1083108 kj，故a获得的能量为3107 kj。答案(1)co2全球性(2)生产者分解者的分解抵抗力(3)3.0107单向流动、逐级递减(4)酸雨、臭氧层破坏、土地荒漠化、水资源缺乏、海洋污染、生物多样性锐减等(任意两项即可)考点三、生态系统的信息传递一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：信息传递的方式、类型信息传递的模型及解读信息传递的作用及应用2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1.信息传递的模型及解读(1)该模型为信息传递模式图，属物理模型。(2)范围(3)形式：分为物理信息、化学信息、行为信息。(4)来源：可来自于无机环境，也可来自于生物。(5)方向：信息传递是双向的。(6)作用：信息传递可以调节生物的种间关系。(7)过程：信源(信息产生)信息道(信息传输)信宿反馈作用(信息接收)阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。2.信息传递的作用及应用举例作用或应用蝙蝠依靠“回声定位”实现对周围环境的识别、取食与飞行莴苣的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发生长有利于生命活动的正常进行植物开花需光信息刺激昆虫分泌性外激素，引诱异性个体有利于生物种群的繁衍草原上，草返青时，“绿色”为食草动物提供了可采食的信息森林中狼与兔相互依据对方的气味捕食或躲避烟草释放化学物质调控害虫天敌调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定三、典例精析：1.农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理，可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是()a.圈养家畜，散养家禽b.施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾c.延长家禽的光照时间，提高产蛋率d.人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的解析生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。物理信息是通过物理因素、物理过程来传递的，如光、声、温度、磁力等；传递化学信息的是一些化学物质，如性外激素等；行为信息是通过动物的特殊行为、动作等“肢体语言”来传递和表达的。圈养家畜、散养家禽不是利用信息传递的原理。 答案a2.下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是()a.生态系统的物理信息都来源于环境b.植物都通过化学物质传递信息c.信息沿食物链从低营养级向高营养级传递d.信息可以调节生物的种间关系解析生态系统中物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。信息传递在生态系统中具有重要的作用，一是生命活动的正常进行离不开信息的作用，生物种群的繁衍也离不开信息的传递；二是信息还能调节生物间的关系，以维持生态系统的稳定。 答案d3.某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质x，x既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答：(1)上述现象中，x分别在_之间进行传递。(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是_和_。影响乙昆虫活动的信息种类是_。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是_。(3)若在上述植物上施用人工合成的物质x，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是_。解析本题考查生态系统的信息传递的种类和作用。理解题意，理顺各种生物间的关系，区别生态系统的各种信息是解题的突破口。植物释放出的物质x既能吸引甲昆虫的天敌，又能驱赶乙昆虫，故x分别在植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递。影响甲昆虫取食的信息来自生物(植物)，影响甲昆虫在白天活动的物理信息来自环境。影响乙昆虫活动的物质x是化学信息，影响乙昆虫在夜晚活动的信息是物理信息。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫的信息是利用蜘蛛网的振动频率，属于物理信息。x既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故植物上施用人工合成的物质x后，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。答案(1)植物与甲昆虫的天敌；植物与乙昆虫(2)无机环境生物化学信息和物理信息(其他合理答案也可)物理信息(其他合理答案也可)(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少考点四、生态系统的稳定性一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：稳定性的两个方面抵抗力、稳定性特点及二者之间的关系2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1.两者的关系抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构功能相对稳定恢复自身结构功能相对稳定核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏，恢复原状影响因素生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强二者联系相反关系：抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱，反之亦然；二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。如图所示：2.生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系(如下图)(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，y越大，说明抵抗力稳定性越弱。反之，抵抗力稳定性越强。如热带雨林与草原生态系统相比，受到相同干扰，草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间：x越大，表示恢复力稳定性越弱；反之，恢复力稳定性越强。(4)ts表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。提醒(1)自我调节能力大小包括：自身净化能力物理沉降、化学分解和微生物的分解；完善的营养结构自身的反馈调节，维持各营养级生物数量相对稳定。(2)抵抗力稳定性高低比较：生物圈海洋生态系统热带雨林温带草原极地荒漠。恢复力稳定性正好与其相反。(3)某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。(4)食物网中营养结构最不容易被破坏的标准：先看食物链，数量越多越稳定；若食物链数量相同，再看生产者，生产者多的稳定程度高。三、典例精析：1.下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是()a.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础b.自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高c.不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同d.提高生态系统稳定性，就是要禁止对生态系统的干扰和利用解析生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础；自我调节能力越强的生态系统其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越弱；要提高生态系统的稳定性应该适当增加物种的种类和数目。 答案a2.(2009福建卷，2)下列有关生态系统稳定性的叙述，不正确的是()a.生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础b.生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性c.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值d.生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越强答案d 解析生态系统的自我调节能力是通过其内部结构和功能的协调来实现的，其组成成分越多，营养结构越复杂，