2020版高考生物復(fù)習(xí)第9單元第4講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)教學(xué)案新人教版.docx

第4講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)考綱展示生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及應(yīng)用()考點一| 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1能量流動的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2能量流動的過程(1)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程c代表初級消費者糞便中的能量。流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。e：用于生長、發(fā)育、繁殖等生命活動的能量。i：流入下一營養(yǎng)級。f：被分解者分解利用。j：未被利用的能量。(2)能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過程流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能。能量流動渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。能量傳遞形式：有機物中的化學(xué)能。能量散失途徑：各種生物的呼吸作用(代謝過程)。能量散失形式：熱能。3能量流動的特點及原因分析(1)能量流動是單向的，原因是：能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動無法循環(huán)。(2)能量流動是逐級遞減的原因是：各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。各營養(yǎng)級的能量都會有一部分流入分解者，包括未被下一營養(yǎng)級生物利用的部分。4研究能量流動的意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一個營養(yǎng)級。()提示：生產(chǎn)者固定的能量有三個去路，即呼吸散失、流入下一個營養(yǎng)級、流向分解者。(2)一個生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中散失的能量越多。()(3)初級消費者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量。()(4)一只狼捕食了一只兔子，該狼獲得了兔子能量的10%20%。()提示：能量傳遞效率是針對相鄰兩個營養(yǎng)級中的所有生物而言，不針對個體。(5)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用。()提示：沼液和沼渣可以為農(nóng)作物提供肥料，沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣又能成為人類的能源物質(zhì)，實現(xiàn)了能量的多級利用，而能量不能循環(huán)利用。(6)?；~塘可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率。()提示：能量傳遞效率由兩營養(yǎng)級的同化量決定，外界因素不能改變能量傳遞效率，但?；~塘可以提高能量的利用率。2思考回答(規(guī)范表述)(1)必修3P96“思考與討論”的圖為?；~塘。該生態(tài)系統(tǒng)中有生產(chǎn)者桑樹等，但是在管理該魚塘過程中還要定期往水體中投入飼料，從生態(tài)系統(tǒng)的功能分析，其原因是什么？提示：生產(chǎn)者固定的太陽能不足以滿足魚類的需要，且不斷地輸出經(jīng)濟魚類，而其中的元素?zé)o法返回該生態(tài)系統(tǒng)。(2)三峽水庫完成蓄水后，與上游水體相比，庫區(qū)中有機污染物的含量大大降低，氮磷等無機物的含量有所上升。請從能量流動的角度分析該過程發(fā)生的主要變化是什么？提示：分解者通過細胞呼吸，把有機物中的能量變成熱能散失。某一營養(yǎng)級能量的來源與去路分析(1)能量來源(2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級的能量去向可從以下兩個角度分析：定量不定時(在足夠長的時間內(nèi)能量的最終去路) a自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)；c.被分解者分解利用。定量定時：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條：a自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未利用，既未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的時間“還沒來得及被利用的能量”?？捎萌鐖D表示：考法1能量流動過程的分析1如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的部分過程。下列敘述不正確的是()A中的能量來自生產(chǎn)者的同化作用B分解者利用的能量一定比a小Cb為初級消費者用于生長發(fā)育和繁殖的能量D應(yīng)在a處加上細胞呼吸散失的熱能箭頭BA正確，表示初級消費者糞便中的能量來自生產(chǎn)者的同化作用；B錯誤，a表示被初級消費者同化的能量，分解者從生產(chǎn)者利用的能量不一定比a??；C正確，b為初級消費者用于生長發(fā)育和繁殖的能量；D正確，一個營養(yǎng)級同化的能量大部分通過呼吸作用以熱能形式散失，應(yīng)在a處加上細胞呼吸散失的熱能箭頭。2如圖表示在一個生態(tài)系統(tǒng)中，植物光合作用積累的有機物被植食動物利用的過程。下列有關(guān)敘述正確的是()A之和為輸入到生態(tài)系統(tǒng)的全部能量B植食動物糞便中的能量包含在中C之和為流向分解者的能量D占的百分比為能量傳遞效率B輸入到生態(tài)系統(tǒng)的全部能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽能，等于植物呼吸消耗的能量植物光合作用積累的有機物，A錯誤；植食動物糞便中的能量屬于植物同化量的一部分，并未被植食動物同化，B正確；表示植食動物呼吸消耗的能量，并沒有流向分解者，C錯誤；能量傳遞效率為相鄰兩營養(yǎng)級間同化量的比值，植物同化量未知，D錯誤?？挤?能量流動特點的分析及相關(guān)計算3下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的敘述中，錯誤的是()A由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是逐級遞減的，所以營養(yǎng)級越高則所同化的能量就越少B由于散失的熱能不能被生產(chǎn)者重新固定，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向不可循環(huán)的C充分利用作物秸稈等可以提高能量傳遞的效率D能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)C生態(tài)系統(tǒng)中的能量沿食物鏈流動時，部分能量以熱能的形式散失，部分能量被分解者所利用，所以營養(yǎng)級越高同化的能量就越少，A正確；生產(chǎn)者只能固定光能或化學(xué)能，而不能固定每個營養(yǎng)級及分解者所散失的熱能，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向的，B正確；生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率一般不能人為改變，充分利用作物秸稈只能提高能量利用率而不能提高能量傳遞效率，C錯誤；能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，D正確。4圖1是一個由5種生物組成的食物網(wǎng)；圖2所示為?；~塘農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動，圖中字母代表相應(yīng)能量。據(jù)圖回答以下問題：(1)若圖1食物網(wǎng)中戊攝食丁和丙的比例為31，丙攝食的兩種生物所占比例相等，則戊每增加10 kg生物量，按10%的能量傳遞效率計算，需要消耗生產(chǎn)者_kg。(2)圖2中的C和B1C1D1可表示桑樹和蠶用于_的能量。蠶沙(糞便)投入魚塘供給魚食用，蠶沙中同化的能量屬于第_營養(yǎng)級所含的能量。解析：(1)若圖1食物網(wǎng)中戊攝食丁和丙的比例為31，丙攝食的兩種生物所占比例相等，則戊每增加10 kg生物量，按10%的能量傳遞效率計算，由甲丁戊這條食物鏈需要消耗甲1010%10%750 kg。 由甲丙戊這條食物鏈需要消耗甲1010%10%125 kg。由甲乙丙戊這條食物鏈需要消耗甲1010%10%10%1 250 kg，因此共需要消耗生產(chǎn)者(甲)7501251 2502 125 kg。(2)圖2中，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量，應(yīng)是A；桑樹呼吸作用所散失的熱能可用B表示，圖中的C表示凈光合作用，是桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖等生命活動所需的能量，B1C1D1屬于蠶用于蠶生長、發(fā)育、繁殖等生命活動所需的能量。蠶沙中所含的能量是蠶未同化的能量，仍屬于其上一個營養(yǎng)級，即屬于第一營養(yǎng)級所含的能量。答案：(1)2 125(2)自身生長、發(fā)育、繁殖等生命活動一若在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物中獲得能量，計算某一生物獲得的能量或需要某一生物提供的能量時，首先，要注意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”，或某一生物“給不同生物提供能量的比例”，然后按照各個單獨的食物鏈分別計算后合并。順推法：能量流向調(diào)整，從前往后計算。即由植物下推，用“乘法”。逆推法：能量來源調(diào)整，從后往前計算。即由高營養(yǎng)級前推，用“除法”?？键c二| 物質(zhì)循環(huán)及其與能量流動的關(guān)系1物質(zhì)循環(huán)(1)概念：組成生物體的各種元素在生物群落與無機環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程。(2)分析物質(zhì)：組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。循環(huán)范圍(兩個支點)：生物群落和無機環(huán)境之間。特點：全球性，反復(fù)利用、循環(huán)流動。2碳循環(huán)(1)請寫出圖中各標號的名稱：a生產(chǎn)者；b.消費者；c.呼吸作用；d.光合作用和化能合成作用；e.呼吸作用；f.化石燃料的燃燒。(2)碳的存在形式與循環(huán)形式。在生物群落和無機環(huán)境間：主要以CO2形式循環(huán)。在生物群落內(nèi)部：以含碳有機物形式傳遞。在無機環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽形式存在。(3)碳進入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。(4)碳返回?zé)o機環(huán)境的途徑。生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用。分解者的分解作用。化石燃料的燃燒。3溫室效應(yīng)(1)形成原因：大量化石燃料的燃燒，導(dǎo)致大氣中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。(2)主要影響：使氣溫上升，加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。(3)解決思路：減少化石燃料的燃燒，植樹造林，開發(fā)清潔能源。4能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(1)區(qū)別項目能量流動物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式以有機物為載體主要是無機物特點單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物圈(全球性)(2)聯(lián)系兩者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割。物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返。1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)指的是CO2在無機環(huán)境和生物群落中的往復(fù)循環(huán)。()提示：碳循環(huán)指的是碳元素的循環(huán)，而不是含碳化合物的循環(huán)。(2)大氣中的CO2進入生物群落的唯一方式是光合作用。()提示：CO2從無機環(huán)境進入生物群落的方式有兩種：光合作用和化能合成作用。(3)物質(zhì)在生物之間的傳遞通常是通過食物鏈進行的。()提示：物質(zhì)在生物之間沿著食物鏈和食物網(wǎng)進行傳遞。(4)物質(zhì)循環(huán)和能量流動是兩個相對獨立的過程。()提示：能量流動與物質(zhì)循環(huán)都沿著食物鏈與食物網(wǎng)進行，物質(zhì)作為能量的載體，能量作為物質(zhì)循環(huán)的動力，二者同時進行，彼此相互依存，不可分割。(5)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)，所以物質(zhì)和能量都是循環(huán)往復(fù)的。()提示：物質(zhì)循環(huán)是往復(fù)的，而能量流動是單向的。2思考回答(規(guī)范表述)(1)生產(chǎn)者和分解者在碳循環(huán)過程中的作用分別是什么？提示：生產(chǎn)者通過光合作用和化能合成作用把二氧化碳合成有機物。分解者通過分解作用把有機物分解成二氧化碳。(2)微生物分解作用與微生物的細胞呼吸相同嗎？提示：不相同。微生物分解作用包括細胞呼吸以及通過分泌酶將大分子有機物分解成小分子有機物。對物質(zhì)循環(huán)過程中相關(guān)圖解的識別(1)圖1先根據(jù)雙向箭頭判斷：a和b應(yīng)為生產(chǎn)者和非生物的物質(zhì)和能量，不能寫“無機環(huán)境”，也不能寫“生物類別”。再根據(jù)ac判斷：c為消費者，剩下的d為分解者。(2)圖2根據(jù)a與c之間的雙向箭頭及a有多個指出箭頭，c有多個指入箭頭判斷：a是生產(chǎn)者，c是非生物的物質(zhì)和能量。根據(jù)a、b、d的箭頭都流向e，可進一步判斷：b是初級消費者，d是次級消費者，e是分解者。(3)圖3根據(jù)a與e之間的雙向箭頭及a有多個指入箭頭e有多個指出箭頭判斷：a為非生物的物質(zhì)和能量，e為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個成分，其中其他生物部分的箭頭都指向c，所以c是分解者，剩余的b、d、f則為消費者。整個圖解中，食物鏈是efdb?？挤?碳循環(huán)的過程及特點分析1如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)敘述正確的是()A甲代表生產(chǎn)者，可以代表化能合成作用B在食物鏈中占有碳元素最多的營養(yǎng)級可能是甲C該生態(tài)系統(tǒng)中的消費者為乙、丙D碳元素在甲、乙、丙、丁間以含碳有機物的形式傳遞B據(jù)題圖分析，甲是生產(chǎn)者，乙是消費者，丙是分解者，丁是大氣中的二氧化碳庫，則表示呼吸作用，A、C錯誤；根據(jù)能量傳遞的逐級遞減的特點可知，甲含有能量最多，則其含有的碳元素也最多，B正確；碳元素在甲、乙、丙間以含碳有機物的形式傳遞，而與丁之間的傳遞形式是二氧化碳，D錯誤。2(2019山東省第二次大聯(lián)考)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，圖中箭頭表示碳流動的方向。下列有關(guān)分析錯誤的是()A丙和乙的種間關(guān)系為捕食和競爭B若缺少甲和丁該生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰C該生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有其自身的運行規(guī)律D照射在甲上的太陽能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D析圖可知，甲為生產(chǎn)者，乙為初級消費者，丙為次級消費者，丁為分解者。丙和乙都以甲為食，且丙捕食乙，A正確；生產(chǎn)者和分解者是生態(tài)系統(tǒng)的必不可缺少的成分，B正確；碳循環(huán)是在每個生態(tài)系統(tǒng)獨特的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，有其自身的運行規(guī)律，C正確；生產(chǎn)者固定的太陽能是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，僅是接收到的太陽能很小的一部分，D錯誤?？挤?物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系分析3(2018唐山市高三摸底)如圖為一個簡化的生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)示意圖，對圖中箭頭的含義表述錯誤的是()A和可表示生物群落中能量的散失B可表示生物群落中的物質(zhì)回歸無機環(huán)境C表示能量在生物體之間單向流動D可表示碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物A讀圖可知，生物群落中能量的散失呼吸作用以熱能散失，生物群落中的物質(zhì)回歸無機環(huán)境分解者的分解，A錯誤，B正確；能量在生物體之間單向流動，如圖中的、，C正確；碳元素從二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機物光合作用合成有機物，D正確。真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2016全國卷)在漫長的歷史時期內(nèi)，我們的祖先通過自身的生產(chǎn)和生活實踐，積累了對生態(tài)方面的感性認識和經(jīng)驗，并形成了一些生態(tài)學(xué)思想，如：自然與人和諧統(tǒng)一的思想。根據(jù)這一思想和生態(tài)學(xué)知識，下列說法錯誤的是()A生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動有其自身的運行規(guī)律B若人與自然和諧統(tǒng)一，生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用C“退耕還林、還草”是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實例D人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標準B生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動有其自身的運行規(guī)律，人類只能認識并利用其運行規(guī)律，不能改變它，故A項正確。生產(chǎn)者固定的能量可多級利用，但不能反復(fù)利用，故B項錯誤?！巴烁€林、還草”可防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源等，是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實例，故C項正確。人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定為原則，確定自己的消耗標準，避免過度消耗，破壞生態(tài)環(huán)境，故D項正確。2(2016全國卷)我國諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是()A鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量B該生態(tài)系統(tǒng)中細菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者C鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)D鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向C根據(jù)文字信息寫出食物鏈：植物蟬螳螂黃雀鷹，鷹的遷入會導(dǎo)致黃雀減少、螳螂增加、蟬減少等一系列變化，故A項錯誤。細菌一般是生態(tài)系統(tǒng)的分解者，分解者從動植物遺體、遺物中獲得的能量大部分會通過分解作用以熱能的形式散失，不會再被生產(chǎn)者利用，故B項錯誤。鷹的遷入使該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈由4個營養(yǎng)級變?yōu)?個營養(yǎng)級，增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)，故C項正確。鷹的遷入使該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈營養(yǎng)級增加，但食物鏈還是只有一條，所以能量流動的方向未改變，故D項錯誤。3(2018全國卷)大型肉食性動物對低營養(yǎng)級肉食性動物與植食性動物有捕食和驅(qū)趕作用，這一建立在“威懾”與“恐懼”基礎(chǔ)上的種間關(guān)系會對群落或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，此方面的研究屬于“恐懼生態(tài)學(xué)”范疇?；卮鹣铝袉栴}：(1)當某種大型肉食性動物遷入到一個新的生態(tài)系統(tǒng)時，原有食物鏈的營養(yǎng)級有可能增加，生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈