导学教程新课标高考生物一轮复习抓纲扣本剖题探法第九单元第4节生态系统的能量流动和物质循

1、第 4 节 生态系统的能量流动和 物质循环 抓纲扣本抓纲扣本夯实基础夯实基础 一、能量流动的过程一、能量流动的过程 1概念理解 固定太阳能总量固定太阳能总量 食物链和食物网食物链和食物网 化学能化学能 化学能化学能 热能热能 2过程图解 呼吸作用呼吸作用 思考 某一营养级能量的摄入量、同化量和粪便量之间有怎样的关系？ 提示 摄入量同化量粪便量 二、能量流动的特点和意义二、能量流动的特点和意义 判断正误 1生态系统中的能量流动是单向的，且是逐级递减的。 ( ) 2相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%。( ) 3数量金字塔及能量金字塔都可以出现倒置现象。( ) 4研究能量流

2、动，可合理设计人工生态系统，提高能量的转化效率，高效利用能量。( ) 5研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。( ) 三、物质循环三、物质循环 1物质循环及其与能量流动的关系 判断正误 (1)参与循环的物质是组成生物体的糖类、蛋白质等化 合物。( ) (2)物质循环的范围是生物圈。( ) (3)碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环。( ) (4)植被的破坏是造成温室效应的主要原因。( ) (5)物质和能量都是往复循环，重复利用的。( ) (6)物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。( ) 2碳循环过程 光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用

3、； 摄食摄食 ； 图中 ； 呼吸作用呼吸作用 ； 燃烧燃烧 ； 分解作用分解作用 。 思考 大气中CO2进入生物群落的途径有哪些？ 提示 大气中CO2主要通过光合作用进入生物群落，除此之外还可通过化能合成作用进入生物群落。 剖题探法剖题探法突破考点突破考点 考点一考点一 能量流动的过程能量流动的过程 【典例1】 下图为生态系统中能量流动的部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是 A在人工饲养的高密度鱼塘中肯定大于 B中包含了次级消费者粪便中的能量 C在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 D第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为(/)100% 【提示】 动物同化的能量

4、不等于摄入的能量。动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。粪便量不是该营养级同化量的一部分。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。 【解析】 人工饲养的高密度鱼塘中除了生产者通过光合作用固定太阳能外，还需要给鱼类添加食物，A不对；指次级消费者所同化的能量中被分解者利用的能量，次级消费者同化的能量不包括次级消费者粪便中的能量，B不对；生产者通过光合作用固定太阳能，消费者通过捕食获取能量， C不对；一般两个相邻营养级间能量传递效率为两个

5、营养级生物同化能量的比例。 【答案】 D 考点突破 1能量的输入 光能 有机物中的化学能 2能量的传递 (1)传递途径：食物链和食物网。 (2)传递形式：有机物中的化学能。 3能量流动的图解 图解分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条： A自身呼吸消耗； B流入下一营养级； C被分解者分解利用； D未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。 4流动特点的原因分析 (1)单向流动 能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。 各营养级通过呼吸作用所产生的热能

6、不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。 (2)逐级递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量； 各营养级的能量有多个流动去向，不可能100%地流入到下一个营养级中。 变式训练 1.如图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为N。其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是 A从麻风树注入下一营养级的能量传递效率为A/N BC是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 CD是指呼吸作用消耗的能量 D该图中不包含非生命的物质和能量 解析 由题干中的信息可知，该图只包含两个营养级，麻风树是第一营养级，则A只能代表第二营养级的摄入量，B代表第二营养级的同化量，其中D代表用于呼吸作

7、用消耗的能量，C代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，E则是第二营养级流入分解者的能量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生命的物质和能量。 答案 A 2如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能力。下列说法中，正确的是 A图中AD、BE、CF BK中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D第一营养级至第二营养级的能量传递效率是E/D 解析 图中AD、BE、CF；食物

8、链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级至第二营养级的能量传递效率是B/A。 答案 B 考点二考点二 物质循环物质循环 【典例【典例2】 (2012滨州一模滨州一模)如图为一个生态系如图为一个生态系统碳循环的模式图，则统碳循环的模式图，则 A碳通过光合作用和化能合成作用进入甲 B乙只表示初级消费者 C丙处于最高营养级 D丁主要是微生物 【提示】 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。 【解析】 分析题图可知：甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2，则B、C、D错误；生产者中包括能够进行光合作用

9、的生物和进行化能合成作用的生物(如硝化细菌)。 【答案】 A 考点突破 1碳循环过程分析 据图可知：(1)大气中的碳元素进入生物群落的方式：通过自养型生物完成，主要是绿色植物的光合作用，还有化能合成作用。 (2)大气中CO2的来源：分解者的分解作用、生产者和消费者的呼吸作用、化学燃料的燃烧。 (3)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，其他成分间都是单向的。 2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

10、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，减少化学燃料燃烧。 变式训练 3如图是某自然生态系统中碳循环的部分图解，其中a、b、c、d构成生物群落，表示相关过程。请据图分析回答下列问题： (1)碳元素在无机环境与生物群落之间是以_形式进行循环的，其循环特点是_ _。 (2)根据a、b、c、d之间的关系可以判断，生产者是_(用字母填空)。 (3)b是_级消费者，表示_。 (4)图示各种成分之间缺少两个重要过程，请用箭头在图中表示出来。 解析 碳元素主要以两种形式进行循环，在无机环境与生物群落间以CO2形式进行循环，通过生产者的作用，碳

11、元素进入群落后以有机物形式存在；图中食物链(捕食链)由d、a、b构成，其中d为生产者，b为次级消费者。表示生产者自身的呼吸作用，分解有机物，形成无机物释放到无机环境。 答案 (1)CO2 具有全球性、反复利用 (2)d (3)次 生产者的呼吸作用 (4)a指向c；无机环境指向d。 能力培养能力培养技能过关技能过关 方方 法法 体体 验验 能量流动中传递效率的相关计算 1关于“最值”的计算 (1)在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为 10%，最高效率是20%。 (2)在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时： (3)已知较低营养级生物的能量求较高

12、营养级生物的能量时： 2关于“定值”的计算 同一食物链不同环节传递效率不同时，相关问题解决思路是：设在 ABCD食物链中，传递效率分别是a%、b%、c%，若现有A营养级生物重M，则能使D营养级生物增重量为XMa%b%c%。此时不能再涉及“最多”或“至少”。 跟踪练习 下图食物网中的猫头鹰体重每增加20 g，至少需要消耗植物 A200 g B250 g C500 g D1 000 g 答案 C 易易 错错 警警 示示 一、对能量流动问题分析不全面一、对能量流动问题分析不全面 【例1】 在1957年，美国的生态学家对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、

13、分别表示不同的营养级，为分解者。表中NPGPR。下列叙述中正确的是 生物同化作用 生物体储存 生物呼吸消耗 所固定的能量(GP) 着的能量(NP) 的能量(R) 15.91 871.27 0.88 141.20 211.85 2.68 369.69 0.34 62.07 19.26 13.23 501.58 0.54 79.13 192.59 A.生态系统能量流动的渠道可能是 B能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5% C若本生态系统维持现在能量输入、输出水平，则有机物总量会减少 D同化作用所固定的能量中，未被利用的有一部分残留在其粪便中 【常见错误】 错选A或D项。 【错因分析】

14、 错选原因如下表： 易错选项 错因分析 概念不清，审题不细。由于对食物链概念理解不清及审题时没有注意到“为分解者”，只是根据表中数据和能量流动A项 的特点，错误地得出这五者之间的关系，导致错选A项。正确的食物链应该是 知识理解不透，问题分析不全面。由于对“能量流动的过程中能量的来源与去向”分析不透，没有真正理解“粪便中D项 的能量是食入但未被吸收的能量”，错误地认为“粪便中的能量”属“个体同化的能量”，导致误选D项 【解析】 能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率为第四营养级的GP除以第三营养级的GP再乘以100%，即：0.8815.91100% 5.5%。 【答案】 B 二、对碳循环示意图

15、辨析不清二、对碳循环示意图辨析不清 【例2】 (2012潍坊一检)下图为生态系统碳循环模式图，下列分析错误的是 Af表示大气中的二氧化碳库 B该图中有三条食物链 C图中的a一定是自养生物，b、c、d、e一定是异养生物 D碳以有机物的形式由a传到b 【解析】 因为研究对象为碳循环，所以要考虑生物和非生物的物质和能量，只有生产者才能吸收二氧化碳，生产者、消费者和分解者都要产生二氧化碳，所以a为生产者，b为分解者，f为大气中的二氧化碳库，图中只有一条食物链。 【答案】 B 纠错笔记 (1)碳循环过程示意图 弄清箭头的方向及代表含义。 (2)将上图换成字母，并尝试判断四种成分(找依据) 据图判断A、B

16、、C、D各代表哪种成分？ 先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写 “生物类别 ”，再根据AC确定C为消费者，剩下D为分解者。 解读右图 根据和之间的双向箭头判断：是生产者，是非生物物质和能量。根据的碳都流向，可进一步判断：是初级消费者，是次级消费者，是分解者。 达标训练达标训练技能过关技能过关 随随 堂堂 巩巩 固固 1如图为某生态系统中生产者与初级消费者的能量流动图解，已知生产者的总能量为a，其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是 A从生产者到下一营养级的能量传递效率为a/a Bc代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 Cd代表用于呼吸作用消耗

17、的能量 Db代表第二营养级的同化量 解析 由题干中的信息可知，a只能代表第二营养级摄入的能量，b代表第二营养级的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量。 答案 A 2(2012陕西五校三模)如图为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是 A和是实现物质循环的关键生态成分 B该图所示的食物网只有1条食物链： CE1表示主要通过光合作用所摄入的能量 D能量可在食物链中循环利用 解析 图中代表生产者，、和都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，A错误；每一营养级的生物种类很多，各种

18、生物之间会形成错综复杂的食物网， B错误；生态系统中能量流动是单向的，进入生物群落的是太阳能，释放出来的是热能，能量不能循环利用，D错误。 答案 C 3(2012合肥教学质检)某生态系统中的四种生物构成一条食物链abcd，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是 AM1一定不是a种群固定的太阳能总量 B若M15M2，则生态系统稳态可能遭到破坏 Cd个体所含的有机物的质量应比c个体的小 D若M2大量增加，一般会导致M1减少M3增加 解析 生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量

19、要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间内，M2增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。 答案 C 4.如右图是生态系统中碳循环示意图，“”表示碳的流动方向，下列说法正确的是 A图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者 B该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量 C该生态系统中食物网可表示为： DE每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A 解析 图中A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是大气中的CO2库。生态系统的结构包括生态系统的成分、食

20、物链和食物网。此图中的食物链应为ADE，E要 增 加1 kg的 体 重 ， 至 少 需 要10.20.225 kg的A。 答案 D 5下列有关生态系统能量流动与物质循环的叙述，错误的是 A食物链的长度受限于营养级之间的能量传递效率 B生态系统内的生物数量总是随着营养级的上升而减少 C分解者是连接生物界和无机环境的主要生物类群 D快速消耗化石燃料是产生温室效应的主要原因 解析 由于生态系统各营养级之间的传递效率为10%20%，因此食物链通常不超过5个营养级；生态系统内的生物数量通常随着食物链中营养级的升高而减少，但并不是绝对的；分解者是实现生态系统物质循环必不可少的成分；产生温室效应的主要原因是化石燃料的燃烧。 答案 B 6如图表示某稳定的池塘生态系统的营养结构，ae代表各营养级的生物。请据图回答： (1)图中没有标出