生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)

(2)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的(3)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用(2010?新課標(biāo) 卷，5C)(4)多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量11C)能(×)(×

)(5)流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量指次級消費(fèi)者攝入到體內(nèi)的能量(

×

)(6)某營養(yǎng)級生物的糞便量屬于上一營養(yǎng)級生物的同化量(√)是生產(chǎn)者固定的

能總量1．判斷下列有關(guān)能量流動敘述的正誤。(1)生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者得到的能量必然大于消費(fèi)者得到(2011?海南卷，2A)(√)(2010?江蘇卷，(√

)能量是單向流動不循環(huán)攝入量減去呼吸量2．判斷下列有關(guān)物質(zhì)循環(huán)敘述的正誤。(2)碳循環(huán)在生物群落化學(xué)在一個(1)參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物(×)以CO2形式循環(huán)(×)的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因(√)生態(tài)系統(tǒng)中就能完成物質(zhì)循環(huán)(×)是組成化合物的元素是以含碳有機(jī)物的形式循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)具有全球性例1

(2014? 鄭州一模)如圖是一個處于平衡狀態(tài)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解，其中A、B、C、D分別代表不A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是A通過光合作用固定的能減去自身呼吸消耗的能量B．D中所含的能量與C中所含的能量之比就是能量從C傳遞到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．由于流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是一定的，所以B獲得的第一步審讀圖示第二步析選項(xiàng)能量越多，留給C、D的能量就越少

能量傳遞效率是兩營解理解正確的一項(xiàng)是(C

)考點(diǎn)一 能量流動的過程和特點(diǎn)A是生產(chǎn)者，B、C、D是消費(fèi)者同營養(yǎng)級生產(chǎn)者A進(jìn)行光合作用固定的 能總量養(yǎng)傳級遞的給同C、化D量也之多比【互動探究】流入量與同化量是什么關(guān)系？同化量、攝入量與糞便量的關(guān)系是怎樣的？提示：(1)流入量＝同化量。同化量＝攝入量－糞便量。某營養(yǎng)級的同化量減去呼吸量屬于什么？提示： (2)生長、發(fā)育、繁殖的能量1．能量流經(jīng)某一營養(yǎng)級的來源和去向(1)定量不定時(能量的最終去路)流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：①自身呼吸消耗②流入下一營養(yǎng)級③被分解者分解利用(2)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：①自身呼吸消耗；②流入下一營養(yǎng)級；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。能量的傳遞傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。傳遞形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。能量流動的特點(diǎn)及其原因(1)單向流動①能量流動是沿食物鏈進(jìn)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 的。②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)逐級遞減①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。②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)級生物所利用的部分?！厩皰旌舐?lián)】光合作用、細(xì)胞呼吸與能量流動(2)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量大部分以熱能散失，不可重復(fù)利用，因此能量流動是逐級遞減的。的能量流動圖解，下列敘述正1．某同學(xué)繪制了確的是(

A

)生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)由生產(chǎn)者到初級消費(fèi)者的能量傳遞效率為D2/W1初級消費(fèi)者攝入的能量為(A2＋B2＋C2)D．W1＝D1＋D2解析：由圖可知，W1為生產(chǎn)者固定的

能，D1為初級消費(fèi)者同化的能量；W1＝A1＋B1＋C1＋D1；D1＝A2＋B2＋C2＋D2；由于能量傳遞效率約為10%～20%，所以W1>D1＋D2。2．下圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖(單位：kJ)。下列說法正確的是(

B

)數(shù)量A．圖中A所固定的能量是B、C的能量之和B．若C增加1

kJ，則需要消耗A約42

kJC．B營養(yǎng)級的

數(shù)量一定多于C營養(yǎng)級的D．B→C的能量傳遞效率為16%解析：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)及能量傳遞效率可知，A選項(xiàng)錯誤；A→B的能量傳遞效率為200/1

250×100%＝16%，B→C的傳遞效率為30/200×100%＝15%。若M表示大氣中的CO2，則碳在過程④中以含碳有機(jī)物的形式傳遞直接參與碳循環(huán)的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體C．能量可通過光合作用的形式輸入該生態(tài)系統(tǒng)，也可通過熱能的形式輸出第一步審讀圖示在生物群落中以有機(jī)物的形式傳遞光合作用、呼吸作用分別在葉綠體、線粒體中進(jìn)行D．圖中分解者可以促使物質(zhì)和能量盡快地循環(huán)利用能量單向流動，不能循環(huán)利用例2

(2013?山師大附中期末)如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的部分物質(zhì)循環(huán)簡圖，下列相關(guān)敘述不正確的是(

D

)考點(diǎn)二 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第二步

析選項(xiàng)①②③分別表示光合作用、呼吸作用1．碳循環(huán)過程(1)碳進(jìn)入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用或化能作用。(2)CO2的主要來源：①分解者的分解作用。②動植物的細(xì)胞呼吸。③化學(xué)的燃燒。(3)溫室效應(yīng)的產(chǎn)生原因：①化學(xué)

的大量燃燒，產(chǎn)生大量CO2。②植被破壞，降低了對大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。2．物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。反復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。3．右圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“→”表示碳的流動方向。下列敘述不正確的是(

C

)A．在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流動B．由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內(nèi)與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少C．該生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者包括圖中的D、E、F、BD．A→C過程中碳主要以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)，F(xiàn)→B以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行流動解析：

分析圖形，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是無機(jī)環(huán)境中的二氧化碳庫。A、C之間為雙向箭頭，A為生產(chǎn)者。A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費(fèi)者。圖示中包含的食物鏈為A→D→E→F，故E減少，短時間內(nèi)D增多，F(xiàn)減少。碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落

是以含碳有機(jī)物的形式流動。增加自養(yǎng)生物的種類和數(shù)量有利于降低大氣中的CO2含量大氣中CO2的增加主要與異養(yǎng)生物②的數(shù)量增加有關(guān)該生態(tài)系統(tǒng)中的自養(yǎng)生物與所有異養(yǎng)生物構(gòu)成了生物群落該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準(zhǔn)確表示能量流動方向4．大氣中CO2過多與碳循環(huán)失衡有關(guān)。因而“低碳生活”已經(jīng)獲得全社會有識之士的普遍認(rèn)同。下列判斷不正確的是(B

)解析：

理清生產(chǎn)者的代謝特征、大氣中CO2的主要來源、生物群落的概念是解題的關(guān)鍵。自養(yǎng)生物可以利用大氣中的CO2來制造有機(jī)物，使環(huán)境中的CO2含量降低。大氣中CO2的增加主要是化學(xué)

的大量燃燒所引起的，而異養(yǎng)生物數(shù)量的增加對大氣中CO2濃度的改變不會有很大影響。自養(yǎng)生物為生產(chǎn)者，異養(yǎng)生物為消費(fèi)者和分解者，可以構(gòu)成一個生物群落。生態(tài)系統(tǒng)的能量只能單向傳遞。1．生態(tài)系統(tǒng)中同化量和攝入量的比較同化量為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機(jī)物的能量，攝入量是消費(fèi)者攝入的能量，同化量＝攝入量－糞便量。消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中的能量，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實(shí)際上與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣，屬于未被利用的那部分能量。2．能量傳遞效率與能量利用效率的比較能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，是以“營養(yǎng)級”為單位，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為10%～20%。其計(jì)算公式為能量傳遞效率＝(下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量)×100%，而不是兩個生物的能量比值能量利用效率：通?？紤]的是流入中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)多級利用，提高了能量利用率，但能量傳遞效率不可能提高。3．物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”和“范圍”參與物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的化學(xué)元素。循環(huán)的范圍是生物圈，而不是具體的某一生態(tài)系統(tǒng)。5．下表是對某生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的

結(jié)果。表中的①②③④分別表示不同的營養(yǎng)級，⑤為分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物體著的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，有關(guān)敘述正確的是(C

)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的

可能是②→④→①→③→⑤能量在初級消費(fèi)者和次級消費(fèi)者之間的傳遞效率約為5.5%若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在能量輸入、輸出水平，則有機(jī)物的總量會增多④營養(yǎng)級GP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留在自身的糞便中單位：102kJ(m2·a)GPNPR①15.912.8113.10②871.27369.69501.58③0.880.340.54④141.2062.0779.13⑤211.8519.26192.59實(shí)驗(yàn)原理土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中的成分為分解者。分解者的作用是將環(huán)境中的有機(jī)物分解為無機(jī)物，其分解速率與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子有關(guān)。[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)論]注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑。探究土壤微生物的分解作用實(shí)驗(yàn)假設(shè)案例1案例2微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對土壤高溫處理A杯中加入30mL土壤浸出對照對土組壤不做任何處理B杯中加入30

mL蒸餾水自變量

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實(shí)驗(yàn)假設(shè)案例1案例2微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對照組AA1不變藍(lán)A2

產(chǎn)生磚紅色沉淀BB1變藍(lán)B2不變色結(jié)論分析微生物對落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉1．某課外實(shí)驗(yàn)小組欲探究生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。下面是該小組制定的實(shí)驗(yàn)方案，請你幫助加以完善。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄可鷳B(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。實(shí)驗(yàn)原理：將一種動物和一種植物放在一個密閉的系統(tǒng)中，用pH試紙測定此系統(tǒng)所發(fā)生的

濃度的變化來探究碳的轉(zhuǎn)化情況實(shí)驗(yàn)材料和用具：試管架、4支試管、鋁箔4張、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試紙。(4)實(shí)驗(yàn)步驟：1第一步：取4支相同的試管，加入等量的去氯水，并、2、3、4。第二步：1號試管什么都不加，作為對照。2號試管加入一只田螺，3號試管加入一枝

藻，4號試管加入一只田螺和一枝

藻。第三步：測定每支試管中的pH后

層鋁箔將試管口封住第四步：_將試管放在較強(qiáng)的光源下照射。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1號試管pH無變化，2號試管的pH_下降

，3號試管的pH上升，4號試管的pH無變化(_或略有上升。)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳在無機(jī)環(huán)境、生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間通過光合作用和呼吸作用進(jìn)行轉(zhuǎn)化1．碳循環(huán)模式圖【獲取信息】圖1中先根據(jù)雙向箭頭確定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(jī)環(huán)境”，再根據(jù)A→D，確定D為分解者，剩下C為消費(fèi)者。圖2中根據(jù)A與C之間的雙向箭頭判斷：A和C一個是生產(chǎn)者一個是非生物的物質(zhì)和能量。根據(jù)A、B、D的碳都流向E，可進(jìn)一步判斷：A是生產(chǎn)者，B是初級消費(fèi)者，C是非生物的物質(zhì)和能量，D是次級消費(fèi)者，E是分解者。2．如圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘述中，不正確的是(A

)A．d過程代表光合作用，b過程代表呼吸作用B．甲所示的營養(yǎng)級在食物鏈中占有的碳元素最多C．碳元素在甲、乙、丙之間以有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞D．碳元素可在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用解析：甲、乙、丙分別表示生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，丁表示大氣中CO2庫，b、d分別表示光合作用、呼吸作用。能量流動的過程及特點(diǎn)1．(2014?鄭州質(zhì)量 )下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的敘述，正確的是)兔子吃了1千克的草，則這1千克草中的能量就流入了兔子體內(nèi)一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼的體內(nèi)生產(chǎn)者通過光合作用

有機(jī)物，能量就從無機(jī)環(huán)境流入生物群落生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨著物質(zhì)循環(huán)而被循環(huán)利用的(

C解析：兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分殘留在糞便中；能量傳遞效率中的10%～20%指的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級之間的傳遞效率，并非與之間的；生產(chǎn)者通過光合作用有機(jī)物來固定能，而能來自無機(jī)環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動的，最終都會以熱能的形式散失。2．(2014?

名校模擬)如圖為某草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型，A、B、C分別表示流入各營養(yǎng)級生物的能量，

D、E、F分別表示各營養(yǎng)級生物用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，G、H、I分別表示草、兔子、狼通過呼吸作用消耗的能量，J、K、L分別表示各營養(yǎng)級生物流入分解者的能量。下列說法中正確的是(

B

)A．圖中A＝D，B＝E，C＝FB．K中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量C．食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級D．第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是E/D生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)氣候變化大會”再次引起人們對溫室氣體排放的關(guān)3．“注，大倡導(dǎo)的低碳生活獲得普遍認(rèn)同。根據(jù)右圖所示碳循環(huán)的部分過程進(jìn)行的有關(guān)分析，正確的是(

D

)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者通過細(xì)胞呼吸作用

CO2；可以通過增強(qiáng)過程③減少空氣中CO2的含量；開發(fā)新能源能減少人類對化學(xué)

的使用。生物群落

進(jìn)行碳循環(huán)的物質(zhì)形式是CO2參與過程②的生物只有消費(fèi)者和分解者不能通過增強(qiáng)過程③減少大氣中

CO2的含量開發(fā)

能、水能、核能等新能源，可減少人類對過程①的依賴解析：生物群落

碳元素以有機(jī)物的形式循環(huán)，過程②指的是生物群落4．圖中①～⑤所表示的生理過程是物圈維持穩(wěn)態(tài)的重要因素增加圖中A、D、E等各營養(yǎng)級生物的數(shù)量可提高該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性圖中的食物鏈只有3條大氣中C的含量增多是造成溫室效應(yīng)

主要原因，通過控制B、D、E的活動和增加A的數(shù)量能得到緩解解析：

參與碳循環(huán)的生理過程主要是生產(chǎn)者的光合作用、生產(chǎn)者和消費(fèi)者的呼吸

作用以及分解者的分解作用，都是生物圈維持穩(wěn)態(tài)的重要因素，故A正確；生態(tài)系統(tǒng)中，生物種類越多，食物鏈和食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，故B錯誤；圖中的A、D、E只是代表營養(yǎng)級，所以不能確定圖中食物鏈的數(shù)目，故C錯誤；圖中

參與碳循環(huán)過程的生物有生產(chǎn)者A，消費(fèi)者D、E，分解者B，C為大氣中的CO2庫，造

成溫室效應(yīng)的原因是大量化學(xué)

的燃燒，使大氣中 增多，緩解的措施主

要是減少化學(xué) 的使用，其次是植樹造林、開發(fā)新能源等，故D錯誤。是碳循環(huán)過程示意圖，下列敘述正確的是(

A

)能量流動與物質(zhì)循環(huán)的綜合應(yīng)用5．為生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式圖，①②③④代表生理過程，下列有關(guān)說法正確的是(B

)A．圖中構(gòu)成生物群落的是A、C、D、EB．若C的食物中D占1/3，假設(shè)各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為