2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第9單元生物與環(huán)境第4講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)教案新人教版必修3

PAGE16-第4講生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌和物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的基本規(guī)律及應(yīng)用(Ⅱ)1.物質(zhì)的循環(huán)總是伴隨著能量的流淌(生命觀念)2．分析能量流淌過程，歸納總結(jié)能量流淌特點(diǎn)；依據(jù)碳循環(huán)過程構(gòu)建循環(huán)模型(科學(xué)思維)3．關(guān)注溫室效應(yīng)，作出說明，并提出解決問題的思路(社會(huì)責(zé)任)考點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌1．能量流淌的概述(1)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)能量流淌的四個(gè)環(huán)節(jié)eq\x(輸入)—eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(源頭：太陽(yáng)能,流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能))?eq\x(傳遞)—eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(途徑：食物鏈和食物網(wǎng),形式：有機(jī)物中的化學(xué)能))?eq\x(轉(zhuǎn)化)—太陽(yáng)能→有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能?eq\x(散失)—eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(形式：最終以熱能形式散失,過程：自身呼吸作用))2．能量流淌的過程(以能量流入其次養(yǎng)分級(jí)為例)(1)c代表初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量。(2)流入某一養(yǎng)分級(jí)(最高養(yǎng)分級(jí)除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。e：用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)的能量。其中e的能量又包括i：流入下一養(yǎng)分級(jí)。f：被分解者分解利用。j：未被利用的能量。3．能量流淌的特點(diǎn)及緣由分析(1)能量流淌是單向的，緣由：①能量流淌是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各養(yǎng)分級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不行逆轉(zhuǎn)的。②各養(yǎng)分級(jí)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，因此能量流淌無法循環(huán)。(2)能量流淌是逐級(jí)遞減的緣由：①各養(yǎng)分級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。②各養(yǎng)分級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者。(人教版必修3P96旁欄)假如把各個(gè)養(yǎng)分級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來，是不是也是金字塔形？假如是，有沒有例外？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：一般狀況下，也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的數(shù)量可能低于浮游動(dòng)物的數(shù)量。當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。4．探討能量流淌的意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)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)中的能量流淌關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指能量的輸入和散失過程。 (×)提示：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照耀在生產(chǎn)者上的太陽(yáng)能。 (×)提示：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能。3．初級(jí)消費(fèi)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：能量傳遞效率針對(duì)的是相鄰兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)中的全部生物，不針對(duì)個(gè)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)作物供應(yīng)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(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用，而能量不能循環(huán)利用。6．探討能量流淌，可調(diào)整能量流淌關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類。 (×)提示：由于在各養(yǎng)分級(jí)中都會(huì)有生物的細(xì)胞呼吸存在，通過細(xì)胞呼吸，部分能量會(huì)以熱能的形式散失，因此探討能量流淌，可調(diào)整能量流淌關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量盡可能多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑亲霾坏饺苛飨蛉祟悺?．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌漸漸遞減的緣由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：某一養(yǎng)分級(jí)同化的能量自身呼吸消耗一部分，還有一部分被分解者利用，因此不能將全部的能量流入下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)2．一些林業(yè)人員嘗試用“林下養(yǎng)雞”的方法來防治某些竹林害蟲。從能量流淌的角度來看，“林下養(yǎng)雞”的意義在于________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?．人們?cè)O(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的沼氣池中有大量的大腸桿菌，通過大腸桿菌等微生物的發(fā)酵，既為人們供應(yīng)燃料，又為生產(chǎn)供應(yīng)肥料，從能量流淌的角度分析，沼氣池設(shè)計(jì)的目的是_______________。提示：實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，提高對(duì)能量的利用率某一養(yǎng)分級(jí)能量的來源與去路分析(1)能量來源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生產(chǎn)者的能量主要來自太陽(yáng)能,消費(fèi)者的能量來自上一養(yǎng)分級(jí)同化的能量))(2)能量去向：流入某一養(yǎng)分級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：①定量不定時(shí)(在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能量的最終去路)：a．自身呼吸消耗；b.流入下一養(yǎng)分級(jí)(最高養(yǎng)分級(jí)除外)；c.被分解者分解利用。②定量定時(shí)：流入某一養(yǎng)分級(jí)的肯定量的能量在肯定時(shí)間內(nèi)的去路可有四條：a．自身呼吸消耗；b.流入下一養(yǎng)分級(jí)；c.被分解者分解利用；d.未利用，既未被自身呼吸消耗，也未被下一養(yǎng)分級(jí)和分解者利用，假如是以年為單位探討，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(shí)間“還沒來得及被利用的能量”?？捎萌鐖D表示：1．在如圖中用箭頭和文字補(bǔ)充完成能量流經(jīng)處于其次養(yǎng)分級(jí)的D種群的狀況。提示：2．在相同環(huán)境及養(yǎng)殖條件下，若將池塘中主要魚種由草食性魚更換為肉食性魚，則魚類產(chǎn)量將如何改變？緣由是什么？提示：降低。能量流淌逐級(jí)遞減，肉食性魚所處養(yǎng)分級(jí)高，獲得能量少。能量流淌過程的分析1．(2024·吉林市高三期末)如圖表示某長(zhǎng)期穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)中植物光合作用的有機(jī)物被植食性動(dòng)物利用的過程(圖中字母表示所含的能量)，據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．流經(jīng)該森林生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于aB．植物光合作用積累的能量可表示為c＋e＋g＋h＋iC．能量在植物和植食性動(dòng)物之間的傳遞效率可表示為(h/a)×100%D．植食性動(dòng)物用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為d－g－iC[流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，該數(shù)值大于生產(chǎn)者通過光合作用積累的有機(jī)物中的能量，A正確；植物光合作用積累的能量為a，其中，a＝c＋b，b＝e＋d，d＝g＋f，f＝i＋h，則a＝c＋e＋g＋h＋i，B正確；能量在相鄰養(yǎng)分級(jí)傳遞效率為f/(a＋植物呼吸作用消耗量)，C錯(cuò)誤；植食性動(dòng)物的同化量＝植食性動(dòng)物的攝入量d－未被同化的能量g，則用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為d－g－i，D正確。]2．(2024·湖南省六校高三聯(lián)考)如圖甲表示食物鏈上能量流淌的部分狀況，圖乙表示兔的能量來源與去向。下列有關(guān)敘述正確的是()甲乙注：圖甲中的草指某一種草，假定該生態(tài)系統(tǒng)只有圖示這一簡(jiǎn)潔的食物鏈A．圖甲中草到兔的能量傳遞效率為(能量②/能量①)×100%B．能量W1＝A1＋B1＋C1＋D1C．兔呼吸作用釋放的能量均以熱能散失D．由兔流向分解者的能量包括兔的遺體和糞便B[圖甲中箭頭①是兔的同化量，草的同化量未知，無法計(jì)算二者之間的傳遞效率，A錯(cuò)誤；圖乙中能量W1為兔的同化量，等于A1＋B1＋C1＋D1(其中B1為未被利用的能量)，B正確；兔呼吸作用釋放的能量大部分以熱能形式散失，C錯(cuò)誤；兔的糞便不屬于兔自身的能量，而屬于上一養(yǎng)分級(jí)的同化量，D錯(cuò)誤。]能量流淌特點(diǎn)的分析及相關(guān)計(jì)算3．以下關(guān)于能量流淌的敘述，正確的是()A．生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的定量分析中，未利用的能量指的是不能被其他生物利用的能量B．將生態(tài)系統(tǒng)的廢物資源化，可提高能量的利用率C．一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，中間養(yǎng)分級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量越多，最高養(yǎng)分級(jí)獲得的能量越少D．生產(chǎn)者固定的能量沿食物鏈流淌逐級(jí)消耗，所以分解者獲得的能量最少B[未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一養(yǎng)分級(jí)和分解者利用的能量，A錯(cuò)誤；一般而言，食物鏈越長(zhǎng)，最高養(yǎng)分級(jí)上獲得的能量越少，C錯(cuò)誤；無能量數(shù)值，無法比較能量的大小，D錯(cuò)誤。]4．科研小組對(duì)某人工魚塘的能量流淌進(jìn)行定量分析，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表所示。整理資料時(shí)，由于疏忽圖中部分項(xiàng)目和數(shù)據(jù)模糊不能辨別。請(qǐng)你幫助復(fù)原有關(guān)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目，并回答有關(guān)問題：[能量單位：J/(cm2·a)，除表中所列的消費(fèi)者外，其他類型的消費(fèi)者忽視不計(jì)]生物類型甲傳遞給分解者的能量未利用的能量傳遞給下一養(yǎng)分級(jí)的能量有機(jī)物輸入的能量生產(chǎn)者4159719——植食性魚類7.91.112乙6肉食性魚類6.50.86.20.510………………(1)人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括__________________。流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________J/(cm2·a)。(2)分析表中數(shù)據(jù)及各養(yǎng)分級(jí)能量的安排，表中甲是指________，表中的數(shù)據(jù)乙為________。植食性魚類與肉食性魚類之間的能量傳遞效率為______________。(3)若該魚塘廢棄若干年后成為濕地，這屬于________演替，該濕地能凈化生活污水且有攝影愛好者前來取景，體現(xiàn)了生物多樣性的________價(jià)值。[解析](1)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括組成成分和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，其中養(yǎng)分結(jié)構(gòu)包括食物鏈和食物網(wǎng)。依據(jù)以上分析已知，生產(chǎn)者同化的能量＝41＋5＋97＋19＝162[J/(cm2·a)]，而表格中顯示有機(jī)物輸入的能量＝6＋10＝16[J/(cm2·a)]，因此流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量＝162＋16＝178[J/(cm2·a)]。(2)表格中甲表示呼吸作用消耗的能量，數(shù)據(jù)乙＝19＋6－(7.9＋1.1＋12)＝4[J/(cm2·a)]。此數(shù)值為植食性魚類傳給肉食性魚類的能量，則植食性魚類和肉食性魚類的能量傳遞效率為4/25×100%＝16%。(3)廢棄?mèng)~塘發(fā)生的是次生演替；該濕地能凈化生活污水，體現(xiàn)了生物多樣性的間接價(jià)值；有攝影愛好者前來取景，體現(xiàn)了生物多樣性的干脆價(jià)值。[答案](1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和食物鏈(網(wǎng))(或生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和養(yǎng)分結(jié)構(gòu))178(2)呼吸作用消耗的能量416%(3)次生間接和干脆方向調(diào)整后的能量計(jì)算方法若在食物網(wǎng)中，某一養(yǎng)分級(jí)同時(shí)從上一養(yǎng)分級(jí)的多種生物中獲得能量，計(jì)算某一生物獲得的能量或須要某一生物供應(yīng)的能量時(shí)，首先要留意某一生物“從不同食物鏈中獲得能量的比例”，或某一生物“給不同生物供應(yīng)能量的比例”，然后依據(jù)各個(gè)單獨(dú)的食物鏈分別計(jì)算后合并。(1)順推法：能量流向調(diào)整，從前往后計(jì)算。即由植物下推，用“乘法”。(2)逆推法：能量來源調(diào)整，從后往前計(jì)算。即由高養(yǎng)分級(jí)前推，用“除法”。考點(diǎn)二生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及其與能量流淌的關(guān)系1．物質(zhì)循環(huán)的概念(1)物質(zhì)：組成生物體的化學(xué)元素，如C、H、O、N、P、S等。(2)范圍：生物群落和無機(jī)環(huán)境之間。(3)特點(diǎn)：全球性、循環(huán)性。2．碳循環(huán)(1)請(qǐng)寫出圖中各標(biāo)號(hào)的名稱a．生產(chǎn)者；b.消費(fèi)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)存在形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無機(jī)環(huán)境中：主要以CO2和碳酸鹽,生物群落內(nèi)部：主要以含碳有機(jī)物))(3)流淌形式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生物群落與無機(jī)環(huán)境之間：CO2,生物群落內(nèi)部：含碳有機(jī)物))(4)進(jìn)入生物群落的途徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合作用,化能合成作用))(5)eq\o(返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用,②分解者的分解作用,③化石燃料的燃燒))3．能量流淌和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系(1)區(qū)分項(xiàng)目能量流淌物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式以有機(jī)物為載體主要是無機(jī)物特點(diǎn)單向流淌、逐級(jí)遞減全球性、循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分級(jí)生物圈(全球性)(2)聯(lián)系①兩者是同時(shí)進(jìn)行的，彼此相互依存，不行分割。②物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流淌；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)來回。1.生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)指的是CO2在無機(jī)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．無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用。 (√)3．大氣中的CO2進(jìn)入生物群落的唯一方式是光合作用。 (×)提示：CO2從無機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的方式有兩種：光合作用和化能合成作用。4．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流淌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)是循環(huán)往復(fù)的，而能量流淌是單向的。5．植物可通過呼吸作用和光合作用參加生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。 (√)6．若不依據(jù)生態(tài)規(guī)律辦事，亂砍濫伐森林，會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。 (√)1．生態(tài)學(xué)家不會(huì)以一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)為單位進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)的探討，試從物質(zhì)循環(huán)特點(diǎn)的角度進(jìn)行說明，其緣由是______________________________________________________________________________________________________。提示：物質(zhì)循環(huán)具有全球性的特點(diǎn)2．氮元素在生物群落與無機(jī)環(huán)境間能否循環(huán)利用？你如何說明需不斷向農(nóng)田中施加氮肥？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：能。農(nóng)產(chǎn)品源源不斷地從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都?xì)w還土壤，所以須要施加氮肥。這與物質(zhì)循環(huán)并不沖突“箭頭分析法”分析常見物質(zhì)循環(huán)模型(1)“三看法”快速推斷(2)模式圖常見變式分析圖1圖2圖3①圖1中，A為生產(chǎn)者，B為大氣中CO2庫(kù)，C為消費(fèi)者，D為分解者。②圖2中，A為生產(chǎn)者，B為大氣中CO2庫(kù)，C為初級(jí)消費(fèi)者，D為次級(jí)消費(fèi)者，E為分解者。③圖3中，E為生產(chǎn)者，A為大氣中CO2庫(kù)，B、D、F為消費(fèi)者，C為分解者。1．紅萍葉片內(nèi)共生的固氮藍(lán)藻可促進(jìn)紅萍生長(zhǎng)，與“稻－魚”農(nóng)田相比，“稻－萍－魚”生態(tài)農(nóng)田的魚和水稻的產(chǎn)量都有所增加。從能量流淌和物質(zhì)循環(huán)角度分析，引入紅萍使魚和水稻增產(chǎn)的緣由。提示：引入紅萍使生態(tài)系統(tǒng)的總能量增加，紅萍和害蟲都可以作為魚的食物，魚排泄產(chǎn)生的糞便可以作為農(nóng)田肥料，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)，使魚和水稻增產(chǎn)。2．探討發(fā)覺，自養(yǎng)小球藻細(xì)胞轉(zhuǎn)化為異養(yǎng)生長(zhǎng)后，細(xì)胞內(nèi)脂溶性化合物含量增加，高溫下產(chǎn)生大量烴類化合物。請(qǐng)從能源利用和環(huán)保的角度預(yù)料小球藻的應(yīng)用前景。提示：可能取代石油、煤炭等化石燃料成為可再生能源的生產(chǎn)者，解決能源危機(jī)；削減化石燃料開采和燃燒引起的環(huán)境污染，削減二氧化碳的排放，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。碳循環(huán)的過程及特點(diǎn)分析1．(2024·順義市高三一模)如圖為部分碳循環(huán)示意圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代表不同生物類群，①②代表相關(guān)的生理過程，相關(guān)敘述不正確的是()A．圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共同構(gòu)成生物群落B．該生態(tài)系統(tǒng)通過捕食關(guān)系構(gòu)成的聯(lián)系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．經(jīng)過②過程釋放的能量會(huì)重新經(jīng)過①過程進(jìn)入生物群落D．碳元素在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ之間以含碳有機(jī)物的形式傳遞C[圖中Ⅰ是生產(chǎn)者，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是消費(fèi)者，Ⅴ是分解者，共同構(gòu)成生物群落，A正確；分解者不參加構(gòu)成捕食鏈，該生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成捕食關(guān)系是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，B正確；能量是單向流淌的，不能循環(huán)重復(fù)利用，C錯(cuò)誤；碳元素在生物群落之間以含碳有機(jī)物的形式傳遞，D正確。]2．(2024·德州市高三模擬)生物愛好小組對(duì)某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程進(jìn)行了調(diào)查，并繪制碳循環(huán)過程示意圖?；卮鹣嚓P(guān)問題：(1)物質(zhì)循環(huán)過程伴隨著能量流淌，據(jù)圖分析，輸入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量包括______________________________________________________________________________________________________________。(2)在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，農(nóng)作物通過過程①________從大氣中汲取二氧化碳并固定在農(nóng)作物體內(nèi)。土壤碳庫(kù)中的有機(jī)物由分解者通過過程②________轉(zhuǎn)變成無機(jī)物重新被植物利用。(3)碳元素在大氣碳庫(kù)、植物碳庫(kù)和土壤碳庫(kù)之間循環(huán)的主要形式是________，人類活動(dòng)________(填“加速”或“減緩”)了碳循環(huán)的進(jìn)程。(4)有同學(xué)認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)是循環(huán)利用的，無需不斷向農(nóng)田中施加肥料。你是否同意該同學(xué)的觀點(diǎn)？________，請(qǐng)給出你的理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)讀圖可知，輸入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量有農(nóng)作物固定的太陽(yáng)能、種子和有機(jī)肥中含有的能量。(2)過程①是光合作用；過程②是分解者的分解作用(呼吸作用)。(3)碳元素在大氣碳庫(kù)、植物碳庫(kù)和土壤碳庫(kù)之間循環(huán)的主要形式是CO2，人類作為消費(fèi)者可以加速物質(zhì)循環(huán)和能量流淌，所以人類活動(dòng)加速了碳循環(huán)的過程。(4)由于農(nóng)產(chǎn)品源源不斷自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中輸出，其中的元素不能歸還土壤，所以須要不斷的施加肥料，這與物質(zhì)循環(huán)不沖突，所以不同意該同學(xué)觀點(diǎn)。[答案](1)農(nóng)作物固定的太陽(yáng)能、種子和有機(jī)肥中含有的能量(2)光合作用分解作用(呼吸作用)(3)CO2加速(4)不同意農(nóng)產(chǎn)品源源不斷自農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中輸出，其中的元素不能歸還土壤，所以須要不斷的施加肥料，這與物質(zhì)循環(huán)不沖突物質(zhì)循環(huán)和能量流淌的關(guān)系分析3．如圖是某立體農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中部分能量流淌和物質(zhì)循環(huán)示意圖。下列敘述正確的是()A．該圖體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的三種成分間的相互關(guān)系B．桑樹可以利用沼渣中有機(jī)物的能量進(jìn)行同化作用C．蠶沙中的能量屬于該生態(tài)系統(tǒng)中桑樹同化的能量D．水生植物和桑樹固定的太陽(yáng)能是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量C[圖中包含生態(tài)系統(tǒng)的四種組分，體現(xiàn)了四種成分間的相互關(guān)系，A錯(cuò)誤；桑樹屬于生產(chǎn)者，屬于自養(yǎng)型生物，無法利用沼渣中的有機(jī)物的能量，B錯(cuò)誤；蠶沙的能量并不屬于蠶，而是屬于上一養(yǎng)分級(jí)桑樹同化的能量，C正確；圖中顯示除了水生植物和桑樹固定的太陽(yáng)能，還有人工投入的飼料中的化學(xué)能，D錯(cuò)誤。]4．(2024·山東省濟(jì)南市高三期末)如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，下表為該生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌數(shù)據(jù)表(不考慮暫未利用的能量)；其中甲、乙、丙、丁為生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，A、B、C、D是丙中部分生物，①②③為生理過程。請(qǐng)分析回答：養(yǎng)分級(jí)ⅠⅡⅢⅣ從上一養(yǎng)分級(jí)固定的能量(kJ)141.015.90.9呼吸消耗的能量(kJ)501.279.110.20.5(1)生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)是指碳元素在________和________之間不斷循環(huán)的過程，②過程中碳元素存在形式的改變是______________________。(2)圖中D處于第________養(yǎng)分級(jí)，B和D兩種生物的種間關(guān)系為________，若由于某種緣由造成了B滅亡，從能量流淌關(guān)系的角度分析，短期內(nèi)D的數(shù)量改變是______________________。(3)據(jù)表分析，第Ⅱ養(yǎng)分級(jí)與第Ⅲ養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率為________%(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。(4)若該生態(tài)系統(tǒng)是果園人工生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)夫利用音響設(shè)備發(fā)出結(jié)群信號(hào)吸引鳥類，使其結(jié)群捕食害蟲，這種信號(hào)屬于________信息。該生態(tài)系統(tǒng)在保持水土、調(diào)整氣候等方面有肯定作用，這屬于生物多樣性的________價(jià)值。[解析](1)碳可以在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)，二氧化碳會(huì)通過②光合作用進(jìn)入含碳有機(jī)物中。(2)圖中D處于2條食物鏈中，分別處于第三、第四養(yǎng)分級(jí)，其中B、D之間既有捕食又有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，若由于某種緣由造成了B滅亡，則D的養(yǎng)分級(jí)會(huì)降低，D的數(shù)量會(huì)增加之后保持穩(wěn)定。(3)據(jù)表分析，第Ⅱ養(yǎng)分級(jí)的同化量為141kJ，第Ⅲ養(yǎng)分級(jí)的同化量為15.9kJ，故二者之間的能量傳遞效率為：15.9÷141＝11.3%。(4)音響信號(hào)屬于物理信息，該生態(tài)系統(tǒng)在保持水土、調(diào)整氣候等方面有肯定作用，屬于生態(tài)價(jià)值，屬于生物多樣性的間接價(jià)值。[答案](1)生物群落無機(jī)環(huán)境(前兩個(gè)空前后依次可顛倒)CO2→含碳有機(jī)物(2)三、四競(jìng)爭(zhēng)和捕食增加(后保持穩(wěn)定)(3)11.3(4)物理間接1．最高養(yǎng)分級(jí)的能量去路只有3個(gè)，沒有“傳遞給下一養(yǎng)分級(jí)”這一去路。2．流經(jīng)各養(yǎng)分級(jí)的總能量：對(duì)生產(chǎn)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“固定”而不能說“照耀”，對(duì)各級(jí)消費(fèi)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“同化”而不能說“攝入”。3．“相鄰兩養(yǎng)分級(jí)”的能量傳遞效率≠“相鄰兩個(gè)生物個(gè)體”間的能量傳遞效率。如“一只狼”捕獲“一只狐”時(shí)，狼應(yīng)獲得了狐的大部分能量而不是獲得10%～20%的能量，全部狼可獲得全部狐的能量的10%～20%。4．未被利用的能量包括生物每年的積累量和動(dòng)植物殘?bào)w以化石燃料的形式被儲(chǔ)存起來的能量。5．一個(gè)養(yǎng)分級(jí)所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一養(yǎng)分級(jí)同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。6．誤認(rèn)為在生物群落中碳元素都是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的：在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間，碳元素是以CO2的形式進(jìn)行的，但在生物群落內(nèi)碳元素則是以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行傳遞的。1．通常，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈不會(huì)很長(zhǎng)，緣由是能量在沿食物鏈流淌的過程中是逐級(jí)遞減的。2．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌具有單向流淌、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。3．生態(tài)系統(tǒng)的能量單向流淌的緣由：食物鏈中的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，不能逆轉(zhuǎn)；生產(chǎn)者不能再利用散失的熱能。4．生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌逐級(jí)遞減的緣由：某個(gè)養(yǎng)分級(jí)同化的能量中自身呼吸要消耗一部分，還有一部分被分解者利用，所以不能將全部的能量流入下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)。5．從能量流淌角度分析農(nóng)田除草、除蟲的目的：調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌關(guān)系，使能量持續(xù)、高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。真題體驗(yàn)|感悟高考淬煉考能1．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)包括碳循環(huán)和氮循環(huán)等過程。下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．消費(fèi)者沒有參加碳循環(huán)的過程B．生產(chǎn)者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)C．土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)D．碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要以CO2形式循環(huán)A[消費(fèi)者的存在能加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光合作用是指生產(chǎn)者利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程，大氣CO2庫(kù)中的碳進(jìn)入生物群落是通過生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用實(shí)現(xiàn)的，生產(chǎn)者的光合作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，B項(xiàng)正確；土壤中的微生物可以通過呼吸作用將含碳有機(jī)物中的碳返回大氣中，土壤中微生物的呼吸作用是碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，C項(xiàng)正確；碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行，在生物群落內(nèi)部主要以含碳有機(jī)物的形式傳遞，D項(xiàng)正確。]2．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)假如食物鏈上各養(yǎng)分級(jí)均以生物個(gè)體的數(shù)量來表示，并以食物鏈起點(diǎn)的生物個(gè)體數(shù)作底層來繪制數(shù)量金字塔，則只有兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一養(yǎng)分級(jí)是牧草，其次養(yǎng)分級(jí)是羊)和森林生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一養(yǎng)分級(jí)是喬木，其次養(yǎng)分級(jí)是昆蟲)數(shù)量金字塔的形態(tài)最可能是()A．前者為金字塔形，后者為倒金字塔形B．前者為倒金字塔形，后者為金字塔形C．前者為金字塔形，后者為金字塔形D．前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形A[夏季草原生態(tài)系統(tǒng)中，作為第一養(yǎng)分級(jí)的牧草的個(gè)體數(shù)遠(yuǎn)大于作為其次養(yǎng)分級(jí)的羊的個(gè)體數(shù)量，該生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量金字塔的形態(tài)最可能是金字塔形。而在森林生態(tài)系統(tǒng)中，作為第一養(yǎng)分級(jí)的喬木的一個(gè)個(gè)體上生活著大量的作為其次養(yǎng)分級(jí)的昆蟲個(gè)體，該生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量金字塔的形態(tài)最可能為倒金字塔形。]3．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)假設(shè)某種藍(lán)藻(A)是某湖泊中唯一的生產(chǎn)者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動(dòng)物(B)是該湖泊中唯一的消費(fèi)者?；卮鹣铝袉栴}：(1)該湖泊水體中A種群密度極大的可能緣由是________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的示意圖。(3)假設(shè)該湖泊中引入一種僅以A為食的動(dòng)物(C)后，C種群能夠快速壯大，則C和B的種間關(guān)系是________。[解析](1)藍(lán)藻(A)種群密度極大的緣由可能是水體富養(yǎng)分化，沒有其他生產(chǎn)者的競(jìng)爭(zhēng)，捕食者數(shù)量少等。(2)流入某一養(yǎng)分級(jí)(最高養(yǎng)分級(jí)除外)的能量有三個(gè)去向：通過呼吸作用散失、被分解者分解利用、流向下一養(yǎng)分級(jí)。最高養(yǎng)分級(jí)的能量去向不包括流向下一養(yǎng)分級(jí)，由此可畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的示意圖，詳細(xì)見答案。(3)競(jìng)爭(zhēng)是指兩種或兩種以上生物相互爭(zhēng)奪資源和空間等。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果常表現(xiàn)為相互抑制，有時(shí)表現(xiàn)為一方占優(yōu)勢(shì)，另一方處于劣勢(shì)甚至滅亡。由于B以藍(lán)藻(A)為食，C僅以A為食，且該湖泊中引入動(dòng)物(C)后，C種群能夠快速壯大，故C和B的種間關(guān)系為競(jìng)爭(zhēng)。[答案](1)水體富養(yǎng)分化；沒有其他生產(chǎn)者的競(jìng)爭(zhēng)；捕食者數(shù)量