浙江选考版高考生物总复习第8单元生物与环境课件第31讲能量流动和物质循环生态系统的稳态及其调.docx

1、浙江选考版高考生物总复习第8单元生物与环境课件第31讲能量流动和物质循环生态系统的稳态及其调第31讲 能量流动和物质循环、 生态系统的稳态及其调节 考纲要求1.生态系统中的能量流动必考(c)、加试(c)。2.生态系统中的碳循环必考(c)、加试(c)。3.能量流动和物质循环的关系加试(c)。4.生态系统的稳态必考(a)、加试(a)。5.稳态的调节必考(b)、加试(b)。考点一生态系统中的能量流动1能量流动的含义及渠道(1)能量流动的含义：在生态系统中，能量不断沿着太阳植物植食动物肉食动物顶位肉食动物的方向流动。(2)渠道：沿食物链的营养级依次传递。2能量流动过程(1)能量流动的起点：太阳辐射能(

2、或光能)。(2)能量流动的渠道：食物链或食物网。(3)植食动物的能量去向：被自身细胞呼吸消耗。被分解者分解。被肉食动物取食并同化。未利用。3能量流动特点(1)单方向的，不可逆的。(2)逐级递减，传递效率一般只有约10%。4从能量流动过程可以推知(1)植食动物比肉食动物多。(2)高营养级生物数量少、生物量小、能量少、价值高。(3)一个生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能。5能量传递效率的公式能量传递效率100%。思考诊断1如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？提示同化量摄入量粪便量。(2)上一个营养级同

3、化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？提示不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，还有一部分被分解者所利用，总有一部分能量未被下一营养级利用。2如图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。请思考：(1)一个吃玉米的人所获得的能量一定多于一个吃牛肉的人，对吗？为什么？提示不对。就“玉米人”与“玉米牛人”这两种食物链而言，前者环节较少，能量损耗较少，人获得的能量更多。但就“一个个体”而言，由于不知道两人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较。(2)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度更高，还是更低？提示若土壤中含相同浓度的难降解污染

4、物，则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度应更低(生物放大作用)。1能量流动的过程图解(1)能量的来源：太阳能。(2)起点：从生产者固定的太阳能开始。(3)总量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。(4)渠道：食物链和食物网。(5)能量转化：太阳能有机物中的化学能热能(最终散失)。(6)流动形式：有机物中的化学能。(7)散失途径：细胞呼吸，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的细胞呼吸。(8)能量散失的形式：以热能形式散失。2流入某一营养级的能量来源和去路(1)能量来源(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析：定量不定时(

5、能量的最终去路)这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。定量定时如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。3能量流动特点原因的分析(1)单向流动的原因食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食动物以植食动物为食，而植食动物不能以肉食动物为食，植物与植食动物的能量关系也是如此。各营养级生物通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环。(2)逐级递减的原因各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。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

6、用的部分。题型一生态系统中的能量流动过程、特点1某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链ABC，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是()A图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D图中D的能量不全部来自B生物答案C解析当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳量即K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐

7、生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A的能量。2(2016浙江联考)下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是()A兔子吃了1 kg草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内B一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%的能量流入狼的体内C生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落D生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的答案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%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环

8、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。题型二生态系统中能量流动的相关计算3(2016菏泽质检)有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量()A550 kJ B500 kJC400 kJ D100 kJ答案A解析设丙的能量为x，经丙丁己庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5(10%)3500(kJ)，经丙戊庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含50050550(kJ)的能量。4某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列

9、叙述中不正确的是()A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C流入初级消费者体内的能量可表示为(A2B2C2)D图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减答案C解析生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1A2B2C2D2，是流入下一营养级的能量，A正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1B1C1D1)D1/W1，B正确；流入初级消费者的能量为D1(A2B2C2D2)，C错误；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。方法规

10、律用拼图法进行能量流动计算输入第一营养级的能量(W1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)；另一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1C 1D1)，而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示：(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。(2)能

11、量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%。考点二生态系统中的物质循环1碳循环的路线大气圈植物和动物分解者大气圈。2碳循环的过程(1)如图所示(2)过程解读碳的存在形式碳循环形式项目进入生物群落生物群落内部返回无机环境形式CO2含碳有机物CO2方式光合作用或化能合成作用通过食物链或食物网a.生物的呼吸作用b分解者的分解作用c化石燃料的燃烧实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键环节是生产者和分解者。目前由于大气中CO2含量持续增加，碳循环平衡被打破，形成温室效应。3碳循环的特点(1)

12、反复利用，往复循环。(2)具有全球性。4大气圈中的CO2变化特点有着明显的昼夜变化和季节变化。5能量流动与物质循环的关系(加试)项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式以有机物为载体主要是无机物特点单向流动、逐级递减全球性、循环性范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割；物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返6.重金属等物质的生物放大作用与能量流动特点的比较重金属和DDT等农药的生物放大：生物放大问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物放大

13、作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。思考延伸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。请据图思考下列问题：(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。提示甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者。(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？提示在甲、乙、丙之间的流动形式是有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。(3)图中的字母分别表示什么过程？提示b代表光合作用或化能

14、合成作用。d和c代表细胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者。(4)生态系统的成分中，对物质循环起关键作用的环节是什么？提示生产者和分解者。题型一碳循环的过程及特点1(2016苍南适应性测试)下列有关生物圈中碳循环的叙述，错误的是()A碳循环伴随着能量流动B分解者不参与生物圈中碳循环过程C光合作用和细胞呼吸与碳循环密切相关D碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2答案B解析分解者也可通过细胞呼吸将有机碳分解为CO2返回无机环境，故可参与碳循环过程。2如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()A在碳循环

15、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在AC过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在FB过程中以含碳有机物的形式进行流动答案C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；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ADEF和AEF，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，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。

16、题型二物质循环和能量流动的关系(加试)3下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是()A富营养化水体出现蓝细菌水华的现象，可以说明能量流动的特点B生态系统中能量的初始来源只有太阳能C食物链各营养级中约有10%的能量会被分解者利用D无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用答案D解析A项，富营养化水体出现蓝细菌水华现象，是由于N、P等植物生长所需的矿质元素过多，引起植物大量繁殖，未涉及沿食物链进行的能量流动。B项，生态系统中能量的初始来源也可能是化学能，如硝化细菌的化能合成作用。C项，能量是单向流动、逐级递减的，每个营养级约有10%的能量流向下一营养级，而不是被分解者利用。D项

17、，无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用、化能合成作用、根的吸收等进入生物群落被生物利用。4图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是()A在图1中，B、C分别属于一级消费者、生产者B图1中能表示呼吸作用过程的只有2、4、5C如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定D在图2的食物链中，/的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率答案C解析图1中C是生产者，B是分解者，D是一级消费者，A是二级消费者，A错误；图中的过程3是分解者的分解作用，其实质也

18、是呼吸作用，B错误；如果次级消费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而数量减少，最后趋于相对稳定状态，C正确；图2中的和代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以/的比值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，D错误。题型三物质循环和能量流动规律的应用实例5如图是某农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述错误的是()A微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量B多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率C沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用D食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者答案B解析流经该生态系统的能量是生产者固定

19、的太阳能总量，因此微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量；多途径利用农作物，可提高能量利用率，不能提高能量的传递效率；沼渣、沼液还田可以促进物质循环利用；营腐生生活的食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓都是该生态系统中的分解者。6如图是近年在某县试验成功并大范围推广的生态农业模式，有关此生态系统的叙述中错误的是()A图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭 B鸭和螺之间是捕食与竞争关系C该生态系统中鸭所固定的能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的化学能D图中微生物通过呼吸作用分解鸭的粪便，各种生态系统中的微生物都是分解者答案D解析生态系统中的微生物有的是生产者、有的是消费者、有的是分解者，D选项错误。考点

20、三生态系统的稳态及其调节1稳态的含义生态系统内部的所有成分彼此相互协调，保持结构和功能的稳定，从而表现出物种多样化、结构复杂化和功能完善化。2稳态的原因生态系统具有自我调节功能。3稳态的调节反馈调节连一连特点类型结果举例抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化A正反馈.使生态系统保持稳定a.兔增多时草减少，后者会引发兔减少加速最初发生变化的那种成分所发生的变化B负反馈.使生态系统远离稳态b.湖泊污染时鱼死亡，后者加剧水污染提示BaAb4稳态的标志生态系统达到最稳定的动态平衡状态。5生态系统稳态的破坏(1)破坏原因：外来干扰因素超过一定限度，生态系统的自我调节功能本身就会受到损害。(2)破坏

21、因素：自然因素和人为因素。(3)对生产生活的启示：人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还要特别注意生态效益和生态后果，以便在利用自然的同时能基本保持生物圈的稳定。思考诊断1图A为草原生态系统中的反馈调节示意图，图B为某湖泊生态系统中发生的某种调节活动。请据图思考下列问题：(1)反馈调节有正反馈调节和负反馈调节，图A和图B分别属于哪一种？提示图A所示的是负反馈调节，图B所示的是正反馈调节。(2)请写出图A中的食物链。提示乙甲丙。(3)甲状腺激素分泌增加后，会影响下丘脑和垂体的分泌活动，其中的反馈调节和图中的哪种调节方式相同？提示甲状腺激素分泌增加后，会抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这种反馈调

22、节是负反馈调节，和图A中的调节方式相同。2下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。请思考：(1)甲生态系统的抗干扰能力一定较乙生态系统强吗？提示据图分析可知，气候发生变化时，甲生态系统的种群类型数量变化幅度比乙生态系统小，所以其抗干扰能力比乙生态系统强。(2)乙生态系统在S点后是否一定有新的物种产生？提示S点后乙生态系统中种群类型数量又逐渐增加，但并不一定产生新的物种。(3)乙生态系统在S点后一定经历过次生演替过程吗？提示乙生态系统在S点时种群类型数量降至极低，之后由于气候条件逐渐适宜，群落经历次生演替。题型生态系统的稳定性及其基础1采取下列哪种措施能提高一个生态系统的稳态的是(

23、)A减少捕食者和寄生者的数量B使生产者和消费者的数量保持平衡C增加适宜的物种数目D限制一个演替系列的演替过程答案C解析生态系统的成分越复杂，营养结构越复杂，生态系统的稳定性就越强。减少捕食者和寄生者的数量不仅减少了生态系统中物种的数目，而且还有可能影响甚至破坏原有的生态平衡；使生产者和消费者的数量保持平衡，只能保持原有状态，不会使生态系统的稳定性进一步提高；限制一个演替系列的演替过程，只能干扰生态系统的演替规律，反而降低了稳定性；只有适当增加物种的数目，使生态系统的食物链增多，食物网更加复杂化，才能使生态系统的自我调节功能增强，从而提高生态系统的稳态。2某海域随着气温升高，藻类大量繁殖，食藻浮

24、游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少；由于石油泄漏导致该海域大量海鱼死亡，进而加重了污染，导致更多水生生物死亡。关于上述过程的叙述，正确的是()A温度升高引起的变化不属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化属于负反馈调节B温度升高引起的变化属于负反馈调节，石油泄漏引起的变化不属于负反馈调节C温度升高和石油泄漏引起的变化均属于负反馈调节D温度升高和石油泄漏引起的变化均不属于负反馈调节答案B解析温度升高导致藻类大量繁殖，食藻浮游动物大量繁殖，导致藻类减少，接着又引起浮游动物减少，调节的结果是藻类和浮游动物都恢复到最初的数量，维持相对稳定状态，属于负反馈调节；石油泄漏引起大量海鱼死亡，进而

25、加重了污染，导致更多水生生物死亡，水生生物的数量偏离了最初的状态，没有维持相对稳定，不属于负反馈调节。做模拟练预测1(2016全国丙，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向答案C解析鹰迁入后，形成了食物链：植物蝉螳螂黄雀鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化，故A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌

26、是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。2(2016湖州期末测试)现有草原上的一条食物链：草兔狼，已知下图中的a代表狼摄入的能量，则下列相关叙述错误的是()Aa中的能量代表兔子的初级生产量Bb代表狼粪便中的能量，c代表狼同化的能量Ce中的能量可用于狼的生长、发育、繁殖D若狼被人为大量捕杀，则兔的数量先增加后减少最后趋于稳定答案A解析初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量，而兔子是动物，属于消费者，A项错误。3下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)

27、，下列选项正确的是()A图中bhcdefiB生产者与一级消费者之间的能量传递效率为b/a100%C在“草兔狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dD缩短食物链可以提高能量传递效率答案C解析首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量同化量粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量呼吸作用中以热能形式散失的能量用于生长、发育、繁殖的能量，因此d是一级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以bhcfdhfeg。能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与一级消费者之间的能量传递效率为c

28、/a100%。缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率。狼粪便中的能量应该属于一级消费者兔子的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量。4如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是()A生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足B甲是消费者，丙是生产者，各成分间以CO2的形式传递碳元素C对戊过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体答案B解析图中甲为消费者，乙为分解者，丙为生产者，丁为大气中的CO2；碳元素在生物群落与无机环境之间以CO2的形式传递，在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。5地球上各种不同类型的生态系统具有不同的自我调节能力。与农田

29、、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的自我调节能力特点是()A种群数量调节能力强，抵抗外界干扰能力弱B分解力弱，生产力强C营养结构复杂，自我调节能力强D能量流动速度快，物质循环速度慢答案C解析与农田、草原、冻原等生态系统相比较，热带雨林的组成成分最复杂，自我调节能力最强；热带雨林中生产者、消费者和分解者的数量均较农田、草原、冻原等生态系统多，故生产力强，分解力也强；能量流动和物质循环是同时进行、紧密联系的，森林生态系统的物质循环和能量流动速度都较快。课时训练一、选择题学考必做演练1根据生态学原理，要使能量流经食物链的总消耗最少，又摄入较多蛋白质，人们应采取以下哪种食物结构()A以淡水养殖的鱼虾为主B以谷物和植物蛋白为主C以猪肉等家畜的肉类为主D以禽类、蛋类为主答案B解析依据能量流动沿食物链逐级递减的原理，若取食生产者可实现能量损耗最少，若摄入较多植物蛋白，则可用于合成动物蛋白。2在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，不正确的是()A能量沿食物链流动是单向的B食物链越长，最高营养级获得的能量越少C各营养级生物必然有呼吸消耗的能量D一级消费者越多，二级消费者获得的能量就越少答案D解析一级消费者越多，二级消