生态系统能量流动和物质循环

(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的(3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(2010•新课标 卷，5C)(4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量11C)能(×)(×

)(5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(

×

)(6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√)是生产者固定的

能总量1．判断下列有关能量流动叙述的正误。(1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011•海南卷，2A)(√)(2010•江苏卷，(√

)能量是单向流动不循环摄入量减去呼吸量2．判断下列有关物质循环叙述的正误。(2)碳循环在生物群落化学在一个(1)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物(×)以CO2形式循环(×)的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)生态系统中就能完成物质循环(×)是组成化合物的元素是以含碳有机物的形式循环物质循环的特点具有全球性例1

(2014• 郑州一模)如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的能减去自身呼吸消耗的能量B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的第一步审读图示第二步析选项能量越多，留给C、D的能量就越少

能量传递效率是两营解理解正确的一项是(C

)考点一 能量流动的过程和特点A是生产者，B、C、D是消费者同营养级生产者A进行光合作用固定的 能总量养传级递的给同C、化D量也之多比【互动探究】流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量的关系是怎样的？提示：(1)流入量＝同化量。同化量＝摄入量－粪便量。某营养级的同化量减去呼吸量属于什么？提示： (2)生长、发育、繁殖的能量1．能量流经某一营养级的来源和去向(1)定量不定时(能量的最终去路)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：①自身呼吸消耗②流入下一营养级③被分解者分解利用(2)定量定时：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：①自身呼吸消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用；④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”。能量的传递传递途径：食物链和食物网。传递形式：有机物中的化学能。能量流动的特点及其原因(1)单向流动①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 的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能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①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。【前挂后联】光合作用、细胞呼吸与能量流动(2)细胞呼吸产生的能量大部分以热能散失，不可重复利用，因此能量流动是逐级递减的。的能量流动图解，下列叙述正1．某同学绘制了确的是(

A

)生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1初级消费者摄入的能量为(A2＋B2＋C2)D．W1＝D1＋D2解析：由图可知，W1为生产者固定的

能，D1为初级消费者同化的能量；W1＝A1＋B1＋C1＋D1；D1＝A2＋B2＋C2＋D2；由于能量传递效率约为10%～20%，所以W1>D1＋D2。2．下图为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)。下列说法正确的是(

B

)数量A．图中A所固定的能量是B、C的能量之和B．若C增加1

kJ，则需要消耗A约42

kJC．B营养级的

数量一定多于C营养级的D．B→C的能量传递效率为16%解析：根据生态系统能量流动的特点及能量传递效率可知，A选项错误；A→B的能量传递效率为200/1

250×100%＝16%，B→C的传递效率为30/200×100%＝15%。若M表示大气中的CO2，则碳在过程④中以含碳有机物的形式传递直接参与碳循环的细胞器有线粒体和叶绿体C．能量可通过光合作用的形式输入该生态系统，也可通过热能的形式输出第一步审读图示在生物群落中以有机物的形式传递光合作用、呼吸作用分别在叶绿体、线粒体中进行D．图中分解者可以促使物质和能量尽快地循环利用能量单向流动，不能循环利用例2

(2013•山师大附中期末)如图为某生态系统的部分物质循环简图，下列相关叙述不正确的是(

D

)考点二 生态系统的物质循环第二步

析选项①②③分别表示光合作用、呼吸作用1．碳循环过程(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能作用。(2)CO2的主要来源：①分解者的分解作用。②动植物的细胞呼吸。③化学的燃烧。(3)温室效应的产生原因：①化学

的大量燃烧，产生大量CO2。②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。2．物质循环的特点全球性：物质循环的范围是生物圈。反复循环，重复利用：物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。3．右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(

C

)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增多，F减少C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、BD．A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，F→B以含碳有机物的形式进行流动解析：

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A→D→E→F，故E减少，短时间内D增多，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

是以含碳有机物的形式流动。增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中的CO2含量大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动方向4．大气中CO2过多与碳循环失衡有关。因而“低碳生活”已经获得全社会有识之士的普遍认同。下列判断不正确的是(B

)解析：

理清生产者的代谢特征、大气中CO2的主要来源、生物群落的概念是解题的关键。自养生物可以利用大气中的CO2来制造有机物，使环境中的CO2含量降低。大气中CO2的增加主要是化学

的大量燃烧所引起的，而异养生物数量的增加对大气中CO2浓度的改变不会有很大影响。自养生物为生产者，异养生物为消费者和分解者，可以构成一个生物群落。生态系统的能量只能单向传递。1．生态系统中同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。消费者产生的粪便中的能量，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，属于未被利用的那部分能量。2．能量传递效率与能量利用效率的比较能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，是以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。其计算公式为能量传递效率＝(下一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%，而不是两个生物的能量比值能量利用效率：通常考虑的是流入中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。生态农业实现物质多级利用，提高了能量利用率，但能量传递效率不可能提高。3．物质循环的“物质”和“范围”参与物质循环的“物质”是指组成生物体的化学元素。循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。5．下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的

结果。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体着的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，有关叙述正确的是(C

)生态系统能量流动的

可能是②→④→①→③→⑤能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%若该生态系统维持现在能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中单位：102kJ(m2·a)GPNPR①15.912.8113.10②871.27369.69501.58③0.880.340.54④141.2062.0779.13⑤211.8519.26192.59实验原理土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速率与环境中的温度、水分等生态因子有关。[实验设计与结论]注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂。探究土壤微生物的分解作用实验假设案例1案例2微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30mL土壤浸出对照对土组壤不做任何处理B杯中加入30

mL蒸馏水自变量

土壤中是否含微生物土壤中是否含有分解淀粉的微生物液实验假设案例1案例2微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2

产生砖红色沉淀BB1变蓝B2不变色结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉1．某课外实验小组欲探究生态系统中的碳循环。下面是该小组制定的实验方案，请你帮助加以完善。实验目的：探究生态系统中的碳循环。实验原理：将一种动物和一种植物放在一个密闭的系统中，用pH试纸测定此系统所发生的

浓度的变化来探究碳的转化情况实验材料和用具：试管架、4支试管、铝箔4张、光源、若干只大小差不多的田螺、若干枝大小差不多的

藻、50

mL量筒、去氯的水、pH试纸。(4)实验步骤：1第一步：取4支相同的试管，加入等量的去氯水，并、2、3、4。第二步：1号试管什么都不加，作为对照。2号试管加入一只田螺，3号试管加入一枝

藻，4号试管加入一只田螺和一枝

藻。第三步：测定每支试管中的pH后

层铝箔将试管口封住第四步：_将试管放在较强的光源下照射。实验结果：1号试管pH无变化，2号试管的pH_下降

，3号试管的pH上升，4号试管的pH无变化(_或略有上升。)实验结论：碳在无机环境、生产者和消费者之间通过光合作用和呼吸作用进行转化1．碳循环模式图【获取信息】图1中先根据双向箭头确定A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，再根据A→D，确定D为分解者，剩下C为消费者。图2中根据A与C之间的双向箭头判断：A和C一个是生产者一个是非生物的物质和能量。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：A是生产者，B是初级消费者，C是非生物的物质和能量，D是次级消费者，E是分解者。2．如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是(A

)A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式进行传递D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用解析：甲、乙、丙分别表示生产者、消费者、分解者，丁表示大气中CO2库，b、d分别表示光合作用、呼吸作用。能量流动的过程及特点1．(2014•郑州质量 )下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是)兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内生产者通过光合作用

有机物，能量就从无机环境流入生物群落生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的(

C解析：兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非与之间的；生产者通过光合作用有机物来固定能，而能来自无机环境；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失。2．(2014•

名校模拟)如图为某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、狼通过呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示各营养级生物流入分解者的能量。下列说法中正确的是(

B

)A．图中A＝D，B＝E，C＝FB．K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．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D生态系统的物质循环气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关3．“注，大倡导的低碳生活获得普遍认同。根据右图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是(

D

)生产者、消费者、分解者通过细胞呼吸作用

CO2；可以通过增强过程③减少空气中CO2的含量；开发新能源能减少人类对化学

的使用。生物群落

进行碳循环的物质形式是CO2参与过程②的生物只有消费者和分解者不能通过增强过程③减少大气中

CO2的含量开发

能、水能、核能等新能源，可减少人类对过程①的依赖解析：生物群落

碳元素以有机物的形式循环，过程②指的是生物群落4．图中①～⑤所表示的生理过程是物圈维持稳态的重要因素增加图中A、D、E等各营养级生物的数量可提高该生态系统的抵抗力稳定性图中的食物链只有3条大气中C的含量增多是造成温室效应

主要原因，通过控制B、D、E的活动和增加A的数量能得到缓解解析：

参与碳循环的生理过程主要是生产者的光合作用、生产者和消费者的呼吸

作用以及分解者的分解作用，都是生物圈维持稳态的重要因素，故A正确；生态系统中，生物种类越多，食物链和食物网的结构越复杂，生态系统越稳定，故B错误；图中的A、D、E只是代表营养级，所以不能确定图中食物链的数目，故C错误；图中

参与碳循环过程的生物有生产者A，消费者D、E，分解者B，C为大气中的CO2库，造

成温室效应的原因是大量化学

的燃烧，使大气中 增多，缓解的措施主

要是减少化学 的使用，其次是植树造林、开发新能源等，故D错误。是碳循环过程示意图，下列叙述正确的是(

A

)能量流动与物质循环的综合应用5．为生态系统结构模式图，①②③④代表生理过程，下列有关说法正确的是(B

)A．图中构成生物群落的是A、C、D、EB．若C的食物中D占1/3，假设各营养级之间的能量传递效率为