届 一轮复习人教版生态系统的功能 学案.docx
《届 一轮复习人教版生态系统的功能 学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届 一轮复习人教版生态系统的功能 学案.docx（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
届一轮复习人教版生态系统的功能学案
2020届一轮复习人教版生态系统的功能学案
考点突破 素养达成
生态系统的能量流动（国考5年4考）
（全国卷：
2016全国卷Ⅰ、Ⅲ；2015全国卷Ⅰ、Ⅱ；地方卷：
2018海南卷；
2016四川卷；2015福建、四川、海南、江苏卷；2014天津、山东、江苏卷）
【师说考问】
考问1 能量流动的过程分析
（1）概念理解
↓
↓
太阳能→有机物中的化学能→热能
↓
（2）能量流动图解
考问2 每一营养级能量来源与去路的分析
（1）能量来源
（2）能量去向：
①自身呼吸消耗
②流入下一营养级
③被分解者分解利用
④未被利用（最终也将被分解者利用）
考问3 生态金字塔分析
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。
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
特点
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
象征
含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减
续表
每一阶含义
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物的有机物总量
特殊形状
无
极少
考问4 能量流动的特点及意义
（1）能量传递效率：
是指相邻两个营养级之间同化量的比值。
相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%。
（2）能量流动的特点：
①单向流动
原因：
食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之间的捕食关系是一定的，不能逆转；能量以热能的形式散失，不能再被生产者利用。
②逐级递减
原因：
某个营养级同化的能量，自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
（3）研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效利用。
②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
考问5 观察下图能量在营养级之间流动过程的图解，回答相关问题
（1）摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。
（2）在各营养级中，能量的三个去路：
①通过呼吸作用以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用。
（3）概括能量流动的特点
①单向流动：
能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。
②逐级递减：
相邻两个营养级之间的能量传递效率约为10%～20%。
考问6 写出能量传递效率的计算公式
相邻两个营养级的传递效率＝×100%。
考问7 能量传递的相关“最值”计算
（1）如食物链A→B→C→D
①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷（20%）3，最多需要A营养级的能量＝M÷（10%）3。
②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝N×（20%）3，最少能量＝N×（10%）3。
（2）在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：
①
②
【题组跟进】
高考题组——研考向
生态系统能量流动的基础考查
1．[2016·全国卷Ⅰ，5]在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：
自然与人和谐统一的思想。
根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是（ ）
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
解析：
生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的。
二者均具有各自的规律，A正确；生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B错误；“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了人与自然和谐统一的思想，C正确；人对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D正确。
答案：
B
2．[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：
D
3．[2015·福建卷，4]下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图[图中数字为能量数值，单位是（J·m－2·a－1）]。
下列叙述正确的是（ ）
A．该食物网中最高营养级为第六营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357（J·m－2·a－1）
D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
解析：
该食物网中最高营养级为第五营养级，A错误；第二营养级同化的能量为3780＋4200＝7980（J·m－2·a－1），第一到第二营养级的能量传递效率为7980/31920×100%＝25%，B正确；因不知太阳鱼流入分解者的能量，所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算，C错误；人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统，D错误。
答案：
B
4．[经典高考]有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。
运用生态学知识对此的合理解释是（ ）
A．多吃肉食会增加心血管病的发病率
B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
解析：
“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。
答案：
C
能量流动的综合考查
5．[经典高考]某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。
生态学家对此食物链的能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2·a）。
植物
田鼠
鼬
固定的
太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×
1011
1.05×
109
7.50×
108
7.15×
108
2.44×
107
2.25×
107
2.18×
107
（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是__________。
（2）在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。
在1hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。
该种群密度是__________只/hm2。
若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果__________。
（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于__________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。
可见，信息传递能够__________，维持生态系统的稳定。
解析：
（1）田鼠的同化量是7.50×108J/（hm2·a），鼬的同化量是2.25×107J/（hm2·a），故能量传递效率为×100%＝3%。
（2）设1hm2的范围内种群数量为M，则＝，M＝80。
若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。
（3）某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用（细胞呼吸），一部分用于自身的生长、发育和繁殖。
田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。
（4）由题意可知，通过信息传递，鼬和田鼠的数量基本稳定，可见信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。
答案：
（1）3%
（2）80 偏高 （3）生长、发育、繁殖等生命活动 （4）调节生物的种间关系
[互动探究]
据上题表格中数据推算随鼬粪便流失的能量是多少？
这部分能量属于上一营养级的同化量，应包含于表中哪一数据中？
提示：
鼬粪便中的能量＝鼬的摄入量－鼬同化量＝2.44×107－2.25×107＝1.9×106（J/hm2·a），此部分能量属于上一营养级的同化量，应包含于表中田鼠同化量中。
[题后归纳]
以第二营养级为例，能量的来源和去路图解如下：
由此可见：
（1）摄入量－粪便量＝同化量。
（2）同化量－呼吸量＝生长、发育、繁殖量。
（3）一个营养级粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级的同化量，即上一营养级流向分解者的能量。
模拟题组——预趋势
生态系统能量流动过程分析
1．[2019·湖北武昌区模拟]自然生态系统食物链的营养级中，能量从一级传向另一级的最终去向是（ ）
A．散失在环境中 B．导致分解者数量增加
C．进入另一条食物链D．重新循环回到生产者
解析：
生态系统的能量流动过程中，能量沿着食物链单向传递，能量从上一营养级流向下一营养级后，最终通过呼吸作用散失在环境中，A正确。
答案：
A
2．[2019·豫北名校联考]下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向（d表示该营养级未被利用的能量）。
有关叙述中不正确的是（ ）
A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符
B．生态系统中能量传递效率为（a2＋b2＋c2＋d2）/（a1＋b1＋c1＋d1）
C．消费者从生产者摄取的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中
D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
解析：
各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用，a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但a1所占比例偏小；能量传递效率为相邻两个营养级生物同化量之比，图中能量传递效率为（a2＋b2＋c2＋d2）/（a1＋b1＋c1＋d1）；b1表示消费者从生产者摄取的能量，存在于生产者光合作用制造的有机物中；食物链中，第一营养级通过光合作用固定太阳能，其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物，对最高营养级生物来说，能量不会再流向下一个营养级，即各营养级生物获得能量的方式和能量的用途不尽相同。
答案：
D
能量流动过程中的相关计算
3．[2019·安徽皖江模拟]如图所示为某自然生态系统中能量流动图解，其中a、b、c、d为相应营养级同化的能量，e、f、g、h为流向分解者的能量（单位略）。
下列相关叙述，正确的是（ ）
A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为（b＋e）/a×100%
B．该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点
C．绿色植物都属于同一个营养级，有的消费者可属于不同营养级
D．消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者
解析：
第一个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量/第一营养级的同化量＝b/a×100%，A错误；该图示只能反映出生态系统的能量流动特点，即单向流动和逐级递减，但不能体现出物质循环特点，B错误；绿色植物为生产者，属于第一营养级，有的消费者为杂食性动物，可属于不同营养级，C正确；顶级消费者没有下一级消费者，因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者，D错误。
答案：
D
4．[2019·福建莆田一中高三模拟]下图是某生态系统中组成食物链的三个种群（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）一年内能量流动统计的部分数据（图中数值单位是100万kJ）。
有关叙述正确的有（ ）
a．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ
b．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6950万kJ
c．不同营养级之间能量以有机物形式流动
d．第二营养级到第三营养级的能量传递率约为20%
A．b和cB．c和d
C．b、c、dD．a、b、c、d
解析：
三个种群的同化的能量由大到小依次是Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，a错误；种群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被种群Ⅰ同化的能量＋流向分解的能量＋未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量＋流向分解者的能量＝5450万kJ，而由于题中没有给出流向分解者能量，因此种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量也无法求出，b错误；不同营养级之间能量以有机物形式流动，c正确；第二营养级到第三营养级的能量传递＝3.0÷15.0＝20%，d正确。
答案：
B
关于生态金字塔的考查
5．[高考改编]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：
在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级的数量小于第三营养级的数量，故选B。
答案：
B
6．[创新题]如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。
下列叙述正确的是（ ）
A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B．该图所示的食物网中只有1条食物链：
Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1表示的能量主要是通过光合作用所同化的能量
D．能量可在食物链中循环利用
解析：
图中Ⅰ代表生产者，则E1表示的能量主要为生产者通过光合作用同化的能量；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成；生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用。
答案：
C
生态系统的物质循环（国考5年1考）
（全国卷：
2016全国卷Ⅰ；地方卷：
2018浙江、天津卷；2016江苏卷；2015海南、江苏卷；2014江苏卷）
【师说考问】
考问1 碳循环
（1）无机环境中存在形式：
CO2和碳酸盐。
（2）生物群落中存在形式：
含碳有机物（主要）。
（3）循环过程：
碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物分解实现的。
考问2 观察下面碳循环过程图，回答相关问题
（1）碳进入生物群落的途径：
生产者的光合作用或化能合成作用。
（2）
（3）分析温室效应产生的原因
①化石燃料的大量燃烧，产生CO2。
②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
（4）概括物质循环的特点
①全球性：
物质循环的范围是生物圈。
②往复循环，重复利用：
物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用。
考问3 能量流动和物质循环之间的关系
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
以化学元素形式流动
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）
图示
易错警示
与物质循环有关的两个注意点
（1）物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。
（2）物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性。
【题组跟进】
高考题组——研考向
物质循环基础知识的考查
1．高考重组，判断正误。
（1）生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律。
[2016·全国卷Ⅰ，T5A]（√）
（2）向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂，减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环。
[2016·江苏卷，T20B]（×）
（3）碳可在森林群落和无机环境之间进行循环。
[2015·海南卷，T22A]（√）
（4）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。
[2014·江苏卷，T10D]（√）
（5）光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。
[2013·天津卷，T3A]（×）
（6）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行。
[2010·海南卷，T23
（1）]（√）
（7）植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。
[2010·全国卷Ⅱ，T3D]（√）
（8）由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化。
[2010·广东卷，T26（4）]（√）
[高考VS,教材]
高考溯源 以上内容主要源自教材必修3P101，考查点侧重碳循环，把握碳循环的来路与去路是解题关键。
[即时对练] （必修3P101图5－11改编）如图表示生物圈中的碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。
下列有关该图的分析，正确的是（ ）
A．图中生态系统中的食物链是A→B→C
B．碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦
C．碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性
D．提高⑥过程有利于维持大气中的碳、氧平衡
解析：
从图中看出，A为分解者，生态系统中的食物链是B→C；碳从生物群落进入无机环境的途径是③（生产者的呼吸作用）、⑤（分解者的分解作用）和⑦（消费者的呼吸作用）；碳循环具有全球性，磷循环也具有全球性；提高⑥过程使大气中的CO2含量增加，会破坏大气中的碳、氧平衡。
答案：
B
生态系统物质循环及生物多样性的价值综合考查
2．[2018·浙江卷，29]某生态系统碳循环的部分示意图如右：
回答下列问题：
（1）图中的字母________表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，使其含量夏季________冬季。
（2）CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的________和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后再重新循环。
若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量________整个生物群落排放的CO2量。
（3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为________，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：
增加“光→A”、取消“→E→D”、________。
解析：
（1）题图显示：
A、B、C、E均有箭头指向D，说明D表示大气中的CO2。
A、D之间是双向箭头，A、B死的有机物可被C利用，说明A是生产者，C是分解者，进而推知：
B是消费者，E为化学燃料的燃烧。
由于许多因素的影响，特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛，使夏季大气中CO2的含量低于冬季。
（2）CO2被生产者吸收，通过光合作用转变体内的含碳有机物进入生物群落，再被图中的A所示的生产者、B所示的消费者的呼吸作用和C所示的分解者的分解作用以及E所示的化学燃料的燃烧，转变成CO2后再重新循环。
若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，则随着演替的进行，生物的种类和数量，特别是生产者的种类和数量逐渐增多，因此生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排放的CO2量。
（3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为非生物环境，其他字母及文字代表的含义不变。
因能量流动起源于生产者固定的太阳能、渠道是食物链和食物网、特点之一是单向流动，所以还需要修改之处有：
增加“光→A”、取消“→E→D”、取消“D→A”。
答案：
（1）D 低于
（2）呼吸作用 大于
（3）非生物环境 取消D→A
3．[2018·天津卷，8]为研究森林生态系统的碳循环，对西黄松老龄（未砍伐50～250年）和幼龄（砍伐后22年）生态系统的有机碳库及年碳收支进行测试，结果见下表，据表回答：
碳量
西黄松
生态系统
生产者
活生物量
（g/m2）
死有
机质
（g/m2）
土壤
有机碳
（g/m2）
净初级
生产力*
[g/（m2·年）]
异氧
呼吸**
[g/（m2·年）]
老龄
12730
2560
5330
470
440
幼龄
1460
3240
4310
360
390
*净初级生产力：
生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率
**异养呼吸：
消费者和分解者的呼吸作用
（1）西黄松群落被砍伐后，可逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的________稳定性。
（2）大气中的碳主要在叶绿体____________部位被固定，进入生物群落。
幼龄西黄松群落每平方米有__________克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中；其中，部分通过生态系统中________的呼吸作用，部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过________________的分解作用，返回大气中的CO2库。
（3）西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力________（大于/等于/小于）老龄群落。
根据年碳收支分析，幼龄西黄松群落________（能/不能）降低大气碳总量。
解析：
（1）西黄松群落被砍伐遭到破坏后，又逐渐形成自然幼龄群落，体现了生态系统的恢复力稳定性。
（2）光合作用的暗反应过程发生二氧化碳的固定，因此大气中的碳主要在叶绿体基质部位被固定，进入生物群落。
用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量＝生产者的固定的量－生产者呼吸消耗量＝净初级生产力，因此幼龄西黄松群落每平方米360克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖，储存在生产者活生物量中。
用于生产者当年的生长、发育、繁殖的量一部分流入消费者，通过消费者的呼吸作用释放，一部分转变为死有机质和土壤有机碳，进而通过分解者的分解作用，返回大气中的CO2库。
（3）西黄松幼龄群落中和老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力分别为360/1460≈0.25和470/12730≈0.04，因此西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力大于老龄群落。
根据年碳收支分析，该生态系统中幼龄西黄松群落的净初级生产力360，而异氧呼吸消耗量为390，因此幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。
答案：
（1）恢复力
（2）基质 360 消费者 分解者
（3）大于 不能
4．[2015·海南卷]回答下列关于红树林生态系统的问题：
（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用。
从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于__________（填“间接”或“潜在”）价值。
（2）某红树林生态系统的碳循环如图所示。
图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。
图中A表示________，生物成分E表示________。
生物成分F表示________，________表示初级消费者。
解析：
（1）红树林具有调节气候、保护海岸的作用，属于生物多样性的间接价值，也叫生态功能。
（2）分析图形可知，图中A是大气中CO2库，E与A之间为双向箭头，说明E是生产者；C以E为食是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者；各种生物的能量均流向F，且F能将生物群落的有机碳分解为CO2释放到大气中，所以F是分解者。
答案：
（1）间接（也叫生态功能）
（2）大气中CO2库 生产者 分解者 C
[师说技巧] 模型法判断碳循环中的各种成分
（1）首先找出两个成分之间具有双向箭头的，一个为生产者，一个是大气中的CO2库。
其他各个成分都有箭头指向大气中的CO2库。
（2）然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向的是分解者，剩余的成分为消费者。
模型一
分析：
E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
模型二
分析：
A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
模型三
分析：
A为生产者；C为消费者；B为
升级会员 