创新设计第讲生态系统的功能

第32讲生态系统的功能[最新考纲]

1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。1.能量流动概念理解固定的太阳能总量食物链和食物网化学能化学能热能呼吸作用考点一生态系统的能量流动（5年13考）2.每一营养级能量来源与去路的分析太阳能上一营养级同化的能量(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量可存在如下去向：①自身____________②流入____________③被______分解利用④未被利用(最终也将被分解者利用)呼吸消耗下一营养级分解者3.能量流动的特点及意义逆呼吸消耗分解者人工生态系统最有效人类最有益转下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：(1)依生态学原理看同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？为什么？(2)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多，对吗？为什么？(3)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人与B中的人体内污染物浓度哪个更高？(4)就

这一食物网而言，若人的素食∶肉食比例由1∶1调整为2∶1，则同样的玉米，人获得的能量是原来的多少倍？写出推导思路(设传递效率为20%)。提示

(1)A种营养结构，因为B中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少。(2)不对。A、B营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”。(3)B中更高。(4)1.29。推导思路如下：设玉米量均为A，调整前人获得能量为x1，调整后人获得能量为x2生态系统能量流动的过程和特点1.(2015·海南卷，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(

)A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级解析生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级及分解者，D项错误。答案

D2.(2014·海南卷)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是(

)解析分析生态系统的数量金字塔需要参考生物个体的大小。第一、二营养级分别是栎树(体型很大)和昆虫，所以第二营养级生物的数量多于第一营养级；与第二营养级生物相比，第三营养级生物含有的能量少，并且生物个体较大，所以第三营养级生物的数量少于第二营养级，同理可知第四营养级生物的数量会更少。B界定三类生态金字塔不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。能量流动的的“分流模型”分析与“传递效率”计算1.(2015·福建卷，4)下图为某人人工鱼塘食食物网及其其能量传递递示意图[图中数字为为能量数值值，单位是是(J·m－2·a－1)]。下列叙述述正确的是是()A.该食物网中中最高营养养级为第六六营养级B.该食物网中中第一到第第二营养级级的能量传传递效率为为25%C.太阳鱼呼吸吸作用消耗耗的能量为为1357(J··m－2·a－1)D.该食物网中中的生物与与无机环境境共同构成成一个生态态系统解析该食物网中中最高营养养级为第五五营养级，，A错误；第二二营养级同同化的能量量为3780＋4200＝7980(J·m－2·a－1)，第一到第第二营养级级的能量传传递效率为为7980/31920×100%＝25%，B正确；因不不知太阳鱼鱼流入分解解者的能量量，所以太太阳鱼呼吸吸作用消耗耗的能量无无法计算，，C错误；人工工鱼塘中的的所有生物物与无机环环境共同构构成一个生生态系统，，D错误。答案B2.如图为人工工鱼塘生态态系统中能能量流动图图解部分示示意图(字母表示能能量的多少少)，相关叙述述错误的是是()答案B(1)相邻两营养养级的能量量传递效率率应为下一一营养级“同化”量/上一营养级级“同化”量×100%，切不可将将“摄入量”混同为“同化量”。(2)某动物“粪便”中能量应隶隶属其“食物方”，它实为食食物方“流向分解者者能量”的一部分。。考点二生生态系统的的物质循环环（5年11考）1.概念化学元素生物群落无机环境全球性2.碳循环(1)碳的存在形形式与循环环形式①在生物群落落和无机环环境间：主主要以______形式循环。。②在生物群落落内部：以以_______________形式传递。。③在无机环境境中：主要要以_________________形式存在。。(2)碳进入生物物群落的途途径：生产产者的________和_____________。CO2含碳有机物物CO2和碳酸盐光合作用化能合成作作用(3)碳返回无机机环境的途途径①____________________________；②____________________(实质是呼吸吸作用)；③____________________。生产者、消消费者的呼呼吸作用分解者的分分解作用化石燃料的的燃烧3.碳循环的破破坏——温室效应(1)形成原因：：大量化石石燃料的燃燃烧，导致致大气中的的______含量迅速增增加，打破破了生物圈圈中碳循环环的平衡。。(2)影响：使___________，加快极地地和高山冰冰川的融化化，导致海海平面上升升，进而对对人类和其其他许多生生物的生存存构成威胁胁。CO2气温升高1.真题重组判判断正误误(1)生态系统的的物质循环环和能量流流动有其自自身的运行行规律(2016·课标卷Ⅰ，5A)()(2)无机环境中中的物质可可以通过多多种途径被被生物群落落反复利用用(2014·江苏，10D)()(3)碳在生物群群落与无机机环境之间间的循环主主要以CO2的形式进行行[2010·海南卷，T23(1)]()(4)植物可通过过呼吸作用用和光合作作用参与生生态系统的的碳循环(2010·全国卷Ⅱ，T3D)()(5)由于过度的的人工碳排排放，破坏坏了生态系系统的碳平平衡，导致致大气中二二氧化碳浓浓度增加并并引起全球球气候变化化[2010·广东卷，T26(4)]()√√√√√以上内容主主要源自教教材必修3P101，考查点侧侧重碳循环环，把握碳碳循环的来来路与去路路是解题关关键。2.(教材P104“基础题·4”改编)生物圈是不不是一个在在“物质”上自给自足足的系统？？“能量”上呢？提示生物圈在物物质上可自自给自足，，但在能量量上不能自自给自足，，因为物质质可以在生生物圈内循循环利用，，而能量不不能循环利利用——它必须由生生物圈外的的太阳能源源源不断地地输入方可可维持正常常运转。3.(教材P104“二拓展题”改编)氮元素在生生物群落与与无机环境境间能否循循环利用？？你如何解解释需不断断向农田中中施加氮肥肥？提示能。农田是是人工生态态系统，是是以提高农农作物的产产量和效益益，使能量量更多地流流向人类，，满足人类类的需要为为目的的。。农田土壤壤中氮的含含量往往不不足以使作作物高产，，加之农产产品源源不不断地自农农田生态系系统输出，，其中的氮氮元素并不不能都归还还土壤，所所以需要施施加氮肥。。这与物质质循环并不不矛盾。碳循环过程程及特点1.(2015·海南单科，，28)回答下列关关于红树林林生态系统统的问题：：(1)红树林具有有调节气候候、保护海海岸的作用用。从生物物多样性价价值的角度度分析，这这种作用所所具有的价价值属于________(填“间接”或“潜在”)价值。(2)某红树林生生态系统的的碳循环如如图所示。。图中A是一种气体体，B、C、D、E和F表示生物成成分，箭头头表示碳流流动的方向向。图中A表示______________________，生物成分分E表示________，生物成分分F表示________，________表示初级消消费者。解析本题主要考考查生物的的多样性、、物质循环环等知识。。(1)红树林对生生态系统起起到重要调调节功能，，属于间接接价值。(2)双向箭头两两端分别为为生产者和和大气中的的CO2库(无机环境)，分析图中中示可知：：A表示大气中中CO2，E表示生产者者，F表示分解者者，C表示初级消消费者。答案(1)间接(2)大气中CO2库生产者分分解者C2.(2016·河北衡水检检测)如图表示生生态系统四四种成分之之间的关系系，以下相相关叙述中中，正确的的是()A.1和2所包含的所所有种群构构成群落B.3代表的一定定是原核生生物C.4可以以表表示示大大气气中中的的CO2D.①代表表光光合合作作用用，，②代表表细细胞胞呼呼吸吸解析析图中中1与4之间间可可以以进进行行双双向向的的物物质质交交换换，，而而1与2均指指向向3，1有3个箭箭头头指指出出，，4有3个箭箭头头指指入入，，可可以以判判断断出出1、2、3、4分别别是是生生产产者者、、消消费费者者、、分分解解者者、、非非生生物物的的物物质质和和能能量量。。1与2所包包含含的的种种群群不不能能构构成成群群落落，，还还缺缺分分解解者者3，故故A错；；3(分解解者者)中既既有有原原核核生生物物，，也也有有真真核核生生物物，，故故B错；；4可以以代代表表大大气气中中的的CO2，那那么么③过程程可可为为光光合合作作用用，，②过程程代代表表细细胞胞呼呼吸吸，，而而①表示示捕捕食食关关系系，，故故C对，，D错。。答案案C在不不同同图图解解中中快快速速确确认认碳碳循循环环各各环环节节据图图示示方方法法可可快快速速推推断断各各图图各各环环节节：：(1)大气气CO2库———甲中中b、乙乙中中c、丙丙中中a、丁丁中中4；(2)生产产者者———甲中中a、乙乙中中a、丙丙中中e、丁丁中中1；(3)分解解者者———甲中中d、乙乙中中e、丙丙中中c、丁丁中中3；(4)判定定上上述述三三环环节节后后，，消消费费者者无无论论具具有有几几个个营营养养级级都都将将迎迎刃刃而而解解。。能量量流流动动及及物物质质循循环环的的关关系系及及应应用用1.(2014··江苏苏单单科科，，10)下列列关关于于生生态态系系统统中中物物质质循循环环和和能能量量流流动动的的叙叙述述，，正正确确的的是是()A.富营营养养化化水水体体出出现现蓝蓝藻藻水水华华的的现现象象，，可可以以说说明明能能量量流流动动的的特特点点B.生态态系系统统中中能能量量的的初初始始来来源源只只有有太太阳阳能能C.食物物链链各各营营养养级级中中10%～20%的能能量量会会被被分分解解者者利利用用D.无机机环环境境中中的的物物质质可可以以通通过过多多种种途途径径被被生生物物群群落落反反复复利利用用解析析蓝藻藻水水华华现现象象与与水水体体中中N、P增多多而而引引起起蓝蓝藻藻大大量量繁繁殖殖有有关关，，体体现现了了物物质质的的利利用用，，未未体体现现出出能能量量流流动动的的特特点点，，A错误误；；生生态态系系统统中中能能量量的的初初始始来来源源包包括括太太阳阳能能(光合合作作用用固固定定)和氧化无无机物时时释放的的化学能能(化能合成成作用利利用)，B错误；食食物链各各营养级级中10%～20%的能量流流向下一一营养级级，C错误；无无机环境境和生物物群落间间物质可可以循环环反复利利用，D正确。答案D2.图为现代代版“桑基鱼塘塘”农业生态态系统的的能量流流动和物物质循环环模式图图，据图图分析正正确的是是()答案D物质循环环与能量量流动的的关系项目能量流动物质循环形式主要以有机物为载体无机物、有机物特点单向流动，逐级递减循环往复范围生态系统中的各营养级生物圈(全球性)联系同时进行，相互依存，不可分割：①能量的输入、传递、转化和散失，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往复的动力图示考点三生生态系系统的信信息传递递（5年7考）1.信息的种种类、特特点、来来源及实实例(连线)2.信息传递递的作用用生命活动动繁衍生物的种种间关系系稳定3.信息传递递在农业业生产中中的应用用(1)提高_____________________的产量。。(2)对__________进行控制制。农产品或或畜产品品有害动物物如图为生生态系统统的信息息传递模模型，请请据图思思考下列列问题：：(1)与生态系系统的物物质循环环及能量量流动相相比，信信息传递递的方向向有何特特点？(2)图中“信息”可来自何何处？(3)从图中可可以看出出，生态态系统的的信息传传递是否否只发生生于生物物与生物物之间？？提示(1)生态系统统的能量量是“单向”流动的，，物质是是“循环”利用的，，信息传传递则是是“双向”的。(2)生物或或无机机环境境。(3)不是，，在生生物与与生物物之间间以及及生物物与环环境之之间都都能发发生信信息传传递。。信息传传递的的种类类、特特点和和应用用【典例例】(海南高高考)某种植植物上上栖息息着一一定数数量的的甲、、乙两两种昆昆虫和和蜘蛛蛛。甲甲、乙乙两种种昆虫虫均以以该植植物为为食，，蜘蛛蛛以乙乙昆虫虫为食食。甲甲昆虫虫在白白天活活动，，乙昆昆虫在在夜晚晚活动动。甲甲昆虫虫采食食该种种植物物的叶叶片后后，植植物会会释放放出挥挥发性性的物物质X，X既可吸吸引甲甲昆虫虫的天天敌，，也能能驱赶赶乙昆昆虫。。请回回答下下面的的问题题。(1)上述现现象中中，X分别在在________之间进进行传传递。。(2)影响甲甲昆虫虫活动动的信信息有有两大大来源源，分分别是是________和________。影响响乙昆昆虫活活动的的信息息种类类是________。蜘蛛蛛在蜘蜘蛛网网上捕捕食乙乙昆虫虫所利利用的的信息息种类类是______。(3)若在上上述植植物上上施用用人工工合成成的物物质X，短期期内该该植物物上甲甲昆虫虫天敌敌和乙乙昆虫虫天敌敌数量量的变变化是是___________________。答案(1)植物与与甲昆昆虫的的天敌敌、植植物与与乙昆昆虫(2)无机环环境生生物物化化学信信息和和物理理信息息(其他合合理答答案也也可)物理信信息(其他合合理答答案也也可)(3)甲昆虫虫天敌敌数量量增加加，乙乙昆虫虫天敌敌数量量减少少本题解解答障障碍在在于不不能理理顺甲甲、乙乙昆虫虫、蜘蜘蛛及及某种种植物物与植植物释释放的的物质质X的关系系，解解题时时可快快速绘绘制如如下简简图以以作辅辅助。。【对点点小练练】下列信信息的的传递递中，，与其其他三三种不不属于于同一一类型型的是是()A.小囊虫虫在发发现榆榆、松松寄生生植物物后，，会发发出聚聚集信信息素素，召召唤同同类来来共同同取食食B.榆树通通过分分泌一一种化化学物物质，，与栎栎树产产生相相互拮拮抗的的现象象C.雄蚊能能根据据雌蚊蚊飞行行时所所发出出的低低频声声波而而找到到雌蚊蚊D.群居动动物通通过群群体气气味与与其他他群体体相区区别解析A项中的的“信息素素”、B项中的的“化学物物质”、D项中的“气味”均能说明其其信息传递递的类型属属于化学信信息，而C项中的“低频声波”能说明其信信息传递的的类型属于于物理信息息。答案C巧判生态系系统信息传传递的类型型(1)涉及声音、、颜色、植植物形状、、磁力、温温度、湿度度这些信号号，通过动动物感觉器器官皮肤、、耳朵、眼眼或植物光光敏色素、、叶、芽等等感觉上述述信息，则则判断为物物理信息。。(2)若涉及化学学物质挥发发性(如性外激素素等)这一特点，，则判断为为化学信息息。(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为为信息。(4)若在影响视视线的环境境中(如深山密林林)，生物间多多依靠“声音”这种物理形形式传递信信息。(5)若在噪音嘈嘈杂的环境境(如洪水瀑布布旁)，生物多以以“肢体语言”这种“行为”信息进行交交流。生态系统三三大功能的的比较与判判断1.(2014·全国卷Ⅱ，31)某陆地生态态系统中，，除分解者者外，仅有有甲、乙、、丙、丁、、戊5个种群。调调查得知，，该生态系系统有4个营养级，，营养级之之间的能量量传递效率率为10%～20%，且每个种种群只处于于一个营养养级。一年年内输入各各种群的能能量数值如如表所示，，表中能量量数值的单单位相同。。种群甲乙丙丁戊能量3.5612.8010.300.48226.50回答下列问问题：(1)请画出该生生态系统中中的食物网网。(2)甲和乙的种种间关系是是________；种群丁是是该生态系系统生物组组分中的________。(3)一般来说，，生态系统统的主要功功能包括________、______，此外还具具有信息传传递等功能能。碳对生生物和生态态系统具有有重要意义义，碳在________和________之间的循环环主要以CO2的形式进行行。解析(1)根据“能量传递效效率为10%～20%”可知，戊的的能量最多多，为生产产者；其次次是乙、丙丙，因两者者能量值相相差较小，，两者应处处于同一营营养级，为为初级消费费者；甲为为次级消费费者；丁为为三级消费费者。(3)生态系统的的功能：①物质循环；；②能量流动；；③信息传递。。碳在生物物群落中主主要以有机机物的形式式进行传递递，在生物物群落与无无机环境之之间主要以以CO2的形式进行行循环。答案(1)(2)捕食消费费者(其他合理答答案也可)(3)物质循环能能量流动动生物群群落无机机环境(其他合理答答案也可)2.下图表示生生态系统各各组成成分分之间的能能量流动、、物质循环环及信息传传递过程，，则甲、乙乙、丙三图图可依次表表示()A.能量流动、、碳的循环环、信息传传递B.能量流动、、信息传递递、碳的循循环C.碳的循环、、能量流动动、信息传传递D.信息传递、、能量流动动、碳的循循环解析生态系统的的碳循环具具有循环往往返、全球球性的特点点，在生物物群落内是是单向的，，图甲可表表示碳的循循环；在生生态系统内内能量流动动是单向的的，图乙可可表示能量量的流动；；而生态系系统的信息息传递，不不论在生物物与无机环环境之间、、生物与生生物之间都都是双向的的，图丙可可表示信息息传递。答案C(1)能量流动、、物质循环环、信息传传递是生态态系统的三三种基本功功能，能量量流动是生生态系统的的动力，物物质循环是是生态系统统的基础，，信息传递递决定能量量流动与物物质循环的的方向和状状态。三者者共同把生生态系统各各成分联系系成一个统统一的整体体，并调节节生态系统统的稳定性性。(2)生态系统中中的信息传传递的范围围不包括细细胞之间的的传递，而而是指种群群内部个体体之间、种种群之间以以及生物与与无机环境境之间的传传递。易错·防范清零[易错清零]易错点1因混淆“摄入量”、“同化量”、“粪便量”、“尿液中能量量”而出错点拨(1)摄入量≠同化量：摄摄入量－粪粪便量才是是同化量，，动物的“粪便”量不曾被动动物消化吸吸收而同化化，不属于于同化量，，如兔吃草草时，兔粪粪便中的能能量应为草草流向分解解者的能量量，而不属属于兔同化化量。(2)粪便量≠尿液中能量量：粪便量量不属于动动物同化量量，但尿液液中尿素所所含能量应应属于动物物同化量的的一部分。。易错点2错将“相邻两营养养级”间的传递效效率等同于于“相邻两个生生物个体”间的传递效效率，从而而出现“一只狼捕获获一只狐时时获得了其其10%～20%能量”的错误点拨能量传递效效率是指“相邻两营养养级”间的传递效效率，即下下一营养级级全部生物物同化量/上一营养级级全部生物物同化量×100%，而不是相相邻营养级级中某个体体间的传递递效率，如如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得得了狐的“大部分能量量”而不是获得得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才是是10%～20%。易错点3误认为能量量金字塔中中每一塔级级只包含一一种生物，，或者认为为能量金字字塔中生物物仅构成一一条食物链链点拨能量金字塔塔中每一塔塔级应代表表一个营养养级环节，，由塔底至至塔顶依次次为生产者者→初级消费者者→次级消费者者→三级消费者者……等，每一塔塔级所包含含的生物可可为多个物物种，如初初级消费者者环节中可可包含所有有植食动物物(如图示金字字塔中乙内内所有植食食动物)