2019-2020年高考生物一輪復(fù)習方案 2-4 生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流動和物質(zhì)循環(huán) 新人教版必修3.doc
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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習方案 2-4 生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流動和物質(zhì)循環(huán) 新人教版必修3 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(Ⅱ) 知識點一 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 1．概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的①________、②________、③________和④________的過程 2．過程 (1)輸入途徑：主要是生產(chǎn)者的⑤________ (2)起點：從⑥________固定太陽能開始，總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽能 (3)途徑：以有機物形式沿⑦________向下一營養(yǎng)級傳遞；散失的是三大功能類群生物呼吸作用產(chǎn)生的熱能 3．特點 (1)⑨________：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可________，也不能?________ (2)?________(傳遞效率為10%～20%) a．每個營養(yǎng)級生物都因呼吸作用而散失部分熱能 b．每個營養(yǎng)級總有部分能量被分解者利用 c．每個營養(yǎng)級生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用 能量金字塔：將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值?________繪成圖，可形成一個金字塔圖形 4．意義 (1)幫助人們科學規(guī)劃、設(shè)計?________，使能量得到?________的利用 (2)幫助人們合理地?________生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量?________地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠? 想一想：某動物同化能量為100 kJ，其中有多少能量隨糞便排出？ 知識點二 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1．概念 無機環(huán)境生物群落 2．特點 ?________、反復(fù)利用、?________ 3．實例——碳循環(huán) (1)碳在無機自然界中的存在形式：?________和碳酸鹽 (2)循環(huán)形式：________(主要) (3)循環(huán) 過程 (4)溫室 效應(yīng) 4．與能量流動的關(guān)系：二者同時進行，相互依存，不可分割 5．意義 通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中的________緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一整體 議一議：就能量和物質(zhì)而言生物圈可否保障“自給自足”？為什么？, 能量流動過程圖解(以初級消費者為例) 上述圖解中存在如下三種關(guān)系： (1)同化量＝攝入量－糞便 (2)同化量＝呼吸散失量＋儲存量 (3)糞便實際上是上一營養(yǎng)級的未被利用的成分，通過分解者將其分解。 判一判 1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動指能量的輸入和輸出過程( )。 2．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能( )。 3．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的，且是逐級遞減的( )。 4．相鄰兩個營養(yǎng)級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%( )。 5．研究能量流動，可合理設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，高效利用能量( )。 6．研究能量流動，可調(diào)整能量流動關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類( )。 7．參與循環(huán)的物質(zhì)是組成生物體的各種化合物( )。 8．物質(zhì)和能量都是往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用的( )。 9．物質(zhì)是能量流動的載體，能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力( )。 10．化學燃料的大量燃燒是造成溫室效應(yīng)的主要原因( )。 自我校對： ①輸入?、趥鬟f?、坜D(zhuǎn)化?、苌⑹А、莨夂献饔谩、奚a(chǎn)者 ⑦食物鏈?、喾纸庹摺、釂蜗蛄鲃印∧孓D(zhuǎn) ?循環(huán)流動 ?逐級遞減 ?由低到高 ?人工生態(tài)系統(tǒng) ?最有效 ?調(diào)整 ?持續(xù)高效 ?全球性 ?循環(huán)流動 ?CO2 CO2 有機物 食物鏈或食物網(wǎng) CO2 碳循環(huán) 融化 上升 各種組成成分 想一想：動物糞便應(yīng)屬食物殘渣，這是未曾消化吸收的部分，它不屬動物的同化量，故動物同化能量中沒有隨糞便排出的能量。 議一議：由于能量流動只能是單向的、逐級遞減的，流向一個生態(tài)系統(tǒng)的能量只能從生產(chǎn)者固定太陽能開始，因此生物圈內(nèi)的能量無法實現(xiàn)自給自足——它必須依賴生物圈外向其源源不斷地輸入太陽能。然而，就物質(zhì)而言由于物質(zhì)是可循環(huán)流動，反復(fù)利用的，故生物圈可實現(xiàn)物質(zhì)上的自給自足。 判一判：1. 2. 3.√ 4. 5.√ 6. 7. 8. 9.√ 10.√ 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動分析 1．對能量流動的理解 “能量流動”是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一，能量是維持生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的動力。 起點 生產(chǎn)者 源頭 光能 能量輸入 相關(guān)生理過程 光合作用、化能合成作用 總能量 生產(chǎn)者固定的太陽能總量 能量的傳遞 傳遞形式：有機物 傳遞渠道：沿食物鏈和食物網(wǎng) 能量的散失 相關(guān)生理過程 細胞呼吸 形式 熱能 能量流動特點 ①逐級遞減；②單向流動 2.每一營養(yǎng)級能量來源與去路的分析 (1)能量來源 (2)能量去向：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定量不定時(能量的最終去路) 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： 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”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。 3．流動模型——生態(tài)金字塔的類型、含義比較 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔 形 狀 特 點 正金字塔形 一般為正金字塔形 一般為正金字塔形 象征 含義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性 一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減 一般生物有機物的總質(zhì)量沿食物鏈升高逐級遞減 每一階含義 每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少 每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目 每一營養(yǎng)級生物的有機物總量 特殊形狀 無 樹―→昆蟲―→鳥 極少 4.能量流動特點及原因 (1)單向流動——捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，不能“逆轉(zhuǎn)”；散失的熱能不能利用，無法“循環(huán)”。 (2)逐級遞減——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用 5．能量傳遞效率 能量傳遞效率＝100% 一般說來，能量傳遞的平均效率大約為10%～20%。 ★★★ 本考點屬高考重點與熱點之一，對能量流動的考查所涉及的主要內(nèi)容包括能量流動的特點、相關(guān)概念的比較理解(如能量傳遞效率與能量利用率、同化量與攝入量)、能量傳遞效率的計算等。題型既有選擇題，也可結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及物質(zhì)循環(huán)命制非選擇題。 【典例1】 (xx安徽理綜，30Ⅱ)某棄耕地的主要食物鏈由植物→田鼠→鼬構(gòu)成。生態(tài)學家對此食物鏈能量流動進行了研究，結(jié)果如下表，單位是J/(hm2a)。 植物 田鼠 鼬 固定的太陽能 攝入量 同化量 呼吸量 攝入量 同化量 呼吸量 2.451011 1.05109 7.50108 7.15108 2.44107 2.25107 2.18107 (1)能量從田鼠傳遞到鼬的效率是________。 (2)在研究能量流動時，可通過標志重捕法調(diào)查田鼠種群密度。在1 hm2范圍內(nèi)，第一次捕獲并標記40只田鼠，第二次捕獲30只，其中有標記的15只。該種群密度是________只/hm2。若標記的田鼠有部分被鼬捕食，則會導致種群密度估算結(jié)果________。 (3)田鼠和鼬都是恒溫動物，同化的能量中只有3%～5%用于________________，其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。 (4)鼬能夠依據(jù)田鼠留下的氣味去獵捕后者，田鼠同樣也能夠依據(jù)鼬的氣味或行為躲避獵捕?？梢姡畔⒛軌騙_______________，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 解析 本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)功能和種群密度調(diào)查的相關(guān)知識。(1)分析表中數(shù)據(jù)，可求得能量從田鼠傳遞到鼬的效率是(2.25)(7.50108)100%＝3%。(2)根據(jù)標志重捕法調(diào)查種群密度的公式計算：1 hm2范圍內(nèi)，田鼠的種群密度為(4030)15＝80(只)。若標記的田鼠有部分被捕食，則重捕時標記的田鼠較未被捕食時少，這樣求得的田鼠種群密度會偏高。(3)田鼠和鼬同化的能量一部分以熱能形式散失，另一部分用于自身的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動。(4)通過題干所述，可知信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 答案 (1)3% (2)80 偏高 (3)生長、發(fā)育、繁殖等生命活動 (4)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系 公式1：動物同化的能量＝攝入量－糞便有機物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，就不能說蜣螂獲得了大象的能量。 公式2：一個營養(yǎng)級所同化的能量＝呼吸散失的能量＋被下一營養(yǎng)級同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。 【訓練1】 (xx泰安市期中)一只羊在一年內(nèi)吃100 kg的草，排出20 kg的糞，長了10 kg的肉(不考慮其他散失)，下列有關(guān)說法不正確的是( )。 A．該羊一年的同化量是80 kg B．第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為10% C．20 kg的糞屬于羊未同化的能量 D．該羊一年的呼吸量是70 kg 解析 羊一年的同化量＝攝入量－糞便量＝80(kg)。糞便是羊未同化的能量。羊一年的呼吸量＝同化量－有機物積累量＝70(kg)。題干中未指出草的同化量，故不能計算出第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率。 答案 B 【訓練2】 (易錯高考題)以下表示動物利用食物的過程。 正確的分析是( )。 A．恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物 B．哺乳動物的③/①值一般為10%～20% C．提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物 解析?、?③的含義是有機物積累量/同化量，在同化量相同的情況下，由于恒溫動物要維持自身的體溫，所以其體內(nèi)積累的有機物要少于變溫動物，所以恒溫動物的④/③值一般低于變溫動物；③/①表示同化量/獲取量，而不是能量傳遞率，能量傳遞率是后一營養(yǎng)級的同化量與前一營養(yǎng)級的同化量的比值；③/②表示同化量/食入量，圈養(yǎng)動物一般要求短時間內(nèi)長大，例如養(yǎng)豬，育肥速度越快越好，同化量高就意味著長得快，這個比值高意味著用同樣的飼料能夠讓圈養(yǎng)的動物長得更多；食草動物的食物中含有大量纖維素，纖維素絕大部分不能被同化，食肉動物的食物中，營養(yǎng)物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)、脂肪等，絕大部分都可以被同化，即食肉哺乳動物的③/②值要高于食草動物。 答案 C 碳循環(huán)及物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系 1．碳循環(huán)過程 (1)碳進入生物群落的途徑，生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用 (2)碳返回無機 環(huán)境的途徑 (3)溫室效應(yīng)的產(chǎn)生原因： ①化學燃料的大量燃燒，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 (1)全球性：物質(zhì)循環(huán)的范圍是生物圈。 (2)往復(fù)循環(huán)，重復(fù)利用：物質(zhì)可以在無機環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用。 3．能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系 項目 能量流動 物質(zhì)循環(huán) 形式 光能―→化學能―→熱能(一般形式) 以化學元素形式流動 過程 沿食物鏈(網(wǎng))單向流動 在無機環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán) 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 全球性 特點 單向流動，逐級遞減 反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動 聯(lián)系 ①能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開物質(zhì)的合成和分解 ②物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體 ③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力 4.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系圖解 ★ 高考中對物質(zhì)循環(huán)的考查，可以與光合作用、化能合成作用、細胞呼吸等生理過程結(jié)合起來考查，也可以與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能量流動及溫室效應(yīng)和低碳經(jīng)濟等社會熱點問題相聯(lián)系進行綜合考查。 【典例2】 (改編題)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同。下列判斷不正確的是( )。 A．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 B．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) C．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 D．該圖能表示物質(zhì)循環(huán)過程，不能準確表示能量流動方向 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來制造有機物，使環(huán)境中的CO2含量降低。大氣中CO2的增加主要是化學燃料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。 答案 B 規(guī)避2個易錯點 易錯點1 識圖解題時對物質(zhì)循環(huán)的變式圖解分析不到位而出錯 點 撥 (1)碳循環(huán)過程示意圖 弄清箭頭的方向及代表含義。 (2)將右圖換成字母，并嘗試判斷四種成分(找依據(jù))，如下面三種變式圖 易錯點2 分析能量流動的計算題時，是使用“最值”計算，還是使用“定值”計算，分析不透、把握不準而出錯 點 撥 在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營養(yǎng)級上的差別，能量傳遞效率為10%～20%，解題時注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，從而確定是否使用10%或20%進行“最值”計算。 (1)關(guān)于“最值”的計算 ①在能量流動的相關(guān)問題中，若題干中未作具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率是20%?！ 、谠谝阎^高營養(yǎng)級生物的能量求較低營養(yǎng)級生物的能量時： ③已知較低營養(yǎng)級生物的能量求較高營養(yǎng)級生物的能量時： (2)關(guān)于“定值”的計算 同一食物鏈不同環(huán)節(jié)能量傳遞效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，計算時不能按10%或20%，而需按具體數(shù)值計算，如在食物鏈A―→B―→C―→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D的能量為Ma%b%c%。 糾錯演練 1．如圖甲表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為初級消費者，Q2為次級消費者?，F(xiàn)對圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析，其中分析不正確的是(注：圖乙中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)( ) A．b＋c＋d＋e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B．c1表示初級消費者中被次級消費者所同化的能量 C．b和d之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量 D．初級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在c中的 解析 由圖可知，c、c1分別是生產(chǎn)者流入初級消費者、初級消費者流入次級消費者的能量，即初級消費者、次級消費者同化的能量。b＋c＋d＋e為生產(chǎn)者固定的能量，即本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表糞便、遺體殘骸等傳遞給分解者的能量；初級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量，應(yīng)包含在b或d中。 答案 D 2．如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a，則至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為( )。 A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x 解析 本題考查與生態(tài)系統(tǒng)能量流動有關(guān)的計算問題，明確題干中的“至少”和各種食物的比例是正確解題的關(guān)鍵。由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率20%計算，a表示動物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x20%＋ax20%20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。 答案 C 3．在如圖所示的食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有來自于兔子，來自于鼠，來自于蛇，那么貓頭鷹若增加20 g體重，最少需要消費植物( )。 A．600 g B．900 g C．1 600 g D．5 600 g 解析 通過食物鏈(植物→兔→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20 g＝8 g，最少需要消費植物的量為8 g55＝200 g；通過食物鏈(植物→鼠→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20 g＝8 g，最少需要消費植物的量為8 g55＝ 200 g；通過食物鏈(植物→鼠→蛇→貓頭鷹)，貓頭鷹增重20 g＝4 g，最少需要消費植物的量為4 g 555＝500 g。所以合計至少消費植物200 g＋200 g＋500 g＝900 g。 答案 B 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 1.(xx海南單科，19)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動簡圖，下列敘述錯誤的是( )。 A．甲是生產(chǎn)者，乙是消費者 B．該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng) C．能量通過光合作用固定并進入系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D．甲、乙和分解者所貯存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 解析 本題考查的是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能方面的知識。甲能固定太陽能，是生產(chǎn)者。乙以甲為食，是消費者。該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸出到其他生態(tài)系統(tǒng)中，故該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)。太陽能必須經(jīng)過生產(chǎn)者的光合作用(化能合成作用)轉(zhuǎn)化成化學能才能進入生態(tài)系統(tǒng)并開始流動。生態(tài)系統(tǒng)的能量可以電能、熱能、化學能的形式輸出。生產(chǎn)者所固定的太陽能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 答案 D 2．(xx江蘇單科，11)有人發(fā)起“多吃素食、少吃肉食”的運動，以支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民。運用生態(tài)學知識對此的合理解釋是( )。 A．多吃肉食會增加心血管病的發(fā)病率 B．直接以低營養(yǎng)級的生物為食將消耗生態(tài)系統(tǒng)更多的能量 C．多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量更多 D．節(jié)省的肉食可以幫助災(zāi)民提高營養(yǎng)水平 解析 “多吃素食，少吃肉食”能節(jié)約糧食，其生態(tài)學原理在于降低人在食物鏈中的營養(yǎng)級，從而節(jié)約更多的糧食。故正確答案為C。 答案 C 3．(xx四川理綜，31Ⅰ)為防治農(nóng)田鼠害，研究人員選擇若干大小相似、開放的大豆田，在邊界上每隔一定距離設(shè)置適宜高度的模擬樹樁，為肉食性猛禽提供棲息場所。設(shè)樁一段時間后，測得大豆田中田鼠種群密度的變化如圖所示。請回答下列問題。 (1)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是________，猛禽與田鼠的種間關(guān)系是________。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)中田鼠的種群密度是由______________________決定的；b點以后田鼠種群密度大幅上升，從田鼠生存環(huán)境變化的角度分析，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)與曲線Ⅱ相比，曲線Ⅰ所示環(huán)境中猛禽的密度________。若在農(nóng)田周圍合理植樹可控制鼠害，從而幫助人們合理地調(diào)整該生態(tài)系統(tǒng)中的________關(guān)系，使人們從中更多獲益。 解析 本題主要考查種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)知識。(1)生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是生產(chǎn)者，該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者主要是大豆。猛禽以田鼠為食，二者之間是捕食關(guān)系。(2)種群密度的大小是由出生率、死亡率，遷入、遷出決定的；影響種群密度大小的因素有許多，主要是天敵和食物，由圖中信息，b點大豆株冠形成，b點以后田鼠種群密度快速增加，從田鼠生存環(huán)境變化的角度分析，其原因之一是田鼠能更好地逃避天敵，由圖中信息，大豆開花結(jié)實、植株萎蔫兩階段田鼠種群密度分別增大和下降，可推知食物對田鼠種群密度影響較大。(3)曲線Ⅰ田鼠種群密度低于曲線Ⅱ，可推知曲線Ⅰ所示環(huán)境中猛禽密度更大；在該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中可通過合理植樹，適量引入田鼠的天敵，從而調(diào)整能量流動的關(guān)系，使能量最大限度地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧? 答案 (1)大豆 捕食 (2)出生率和死亡率、遷入和遷出 株冠形成有利于躲避天敵；食物增加 (3)更大 能量流動 物質(zhì)循環(huán)與能量流動的綜合考查 4.(xx廣東理綜，26)氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關(guān)。下表為A、B兩個不同時期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。 時 期 碳吸收量/(kgCa－1) 碳釋放量/(kgCa－1) A 1.201014 1.201014 B 1.201014 1.261014 請回答下列問題。 (1)生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過________作用實現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過________作用實現(xiàn)的。 (2)表中________時期的生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，原因是____________。 (3)由于過度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的________，導致大氣中________增加并引起全球氣候變化。 (4)人們正在積極開發(fā)新能源以減少碳排放。如“葉綠素太陽能電池”是模仿類囊體吸收光能的特性而制造的，類囊體吸收光能的過程發(fā)生在光合作用的________階段；又如經(jīng)改造的藍藻能在細胞內(nèi)將光合作用產(chǎn)生的________直接發(fā)酵轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。 解析 本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變化的相關(guān)知識，如：光合作用、呼吸作用、溫室效應(yīng)以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等知識。(1)碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行，CO2的吸收主要依靠光合作用實現(xiàn)，其次還有化能合成作用；CO2的釋放主要依靠呼吸作用實現(xiàn)，其次還有化學燃料的燃燒。(2)表中A時期碳吸收量等于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定，而B時期碳吸收量小于碳釋放量，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。(3)過度的人工碳排放超過了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。CO2排放的增加導致溫室效應(yīng)，引起全球氣候變化。(4)光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在類囊體薄膜上，光合作用的產(chǎn)物是有機物和氧氣，其中有機物(葡萄糖)可作為發(fā)酵的直接原料。 答案 (1)光合 呼吸 (2)A 碳的釋放量等于碳的吸收量 (3)碳循環(huán)平衡 CO2濃度 (4)光反應(yīng) 葡萄糖 (時間：45分鐘) A級 基礎(chǔ)演練 1．(xx孝感統(tǒng)考)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述正確的是( )。 A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指能量隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán) B．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生物體內(nèi)的能量代謝過程 C．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失 D．生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少 解析 生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動、逐級遞減的。物質(zhì)循環(huán)是能量流動的載體，而能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動不能隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者越多，次級消費者獲得的能量也越多。 答案 C 2．(xx寶雞質(zhì)檢)右圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是( )。 A．Ⅰ和Ⅳ是實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分 B．該圖所示的食物網(wǎng)只有1條食物鏈：Ⅰ―→Ⅱ―→Ⅲ―→Ⅳ C．E1表示的能量主要是通過光合作用所輸入的能量 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 解析 圖中Ⅰ代表生產(chǎn)者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消費者，實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分是生產(chǎn)者和分解者，A項錯誤。每一營養(yǎng)級的生物種類可能有很多，該圖所示的食物網(wǎng)可能由很多條食物鏈組成，B項錯誤。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的，能量不能循環(huán)利用，D項錯誤。 答案 C 3．(xx安慶?？?如圖所示為某人工松林18年間能量流動情況的調(diào)查統(tǒng)計(單位略)，有關(guān)說法正確的是( )。 A．“能量Q”是指生產(chǎn)者固定的太陽能總量 B．無需人工能量投入該松林就可維持其穩(wěn)定性 C．18年間該松林中分解者獲取的總能量是2851010 D．動物的存在加快了人工松林的物質(zhì)循環(huán) 解析 圖中“能量Q”是生產(chǎn)者用于自身生長發(fā)育和繁殖的能量，A錯誤；從圖中信息可知，從生產(chǎn)者到動物的能量傳遞效率極低，要維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定應(yīng)人工補充能量，B錯誤；分解者獲得的能量中還有動物流向其的能量，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中消費者的存在能加快物質(zhì)的循環(huán)，D正確。 答案 D 4．(xx蘇北四市三調(diào))在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越高的生物獲得的總能量越少。下列解釋錯誤的是( )。 A．各營養(yǎng)級中總有一部分能量被分解者利用 B．各營養(yǎng)級中的能量一部分以熱能形式散失 C．生物維持自身的生命活動消耗一部分能量 D．能量金字塔頂層的生物數(shù)量少需要能量少 解析 D項應(yīng)該是能量金字塔頂層的生物因為所處的營養(yǎng)級高，因而獲得的能量最少，不能滿足太多個體所需。 答案 D 5．在一般情況下，下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的主要渠道的圖解，正確的是( )。 解析 本題考查生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。解題時要以碳在無機環(huán)境和生物群落之間的循環(huán)途徑為突破口，還要注意各選項中的箭頭方向。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是由于生產(chǎn)者和分解者接通了生物群落與無杌環(huán)境的通道，生產(chǎn)者通過光合作用或化能合成作用，利用光能或氧化無機物釋放的能量，將無機物合成有機物，這樣無機環(huán)境中的物質(zhì)進入生物群落，流經(jīng)各級消費者，最后被分解者分解，又將有機物轉(zhuǎn)化成無機物歸還無機環(huán)境。 答案 A 6．(xx遼寧大連雙基測試，25)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的部分過程，其中甲、乙、丙、丁組成生物群落。下列分析錯誤的是( )。 A．④增多是溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因 B．圖中箭頭可以表示碳元素的循環(huán)方向 C．甲、乙種間關(guān)系的調(diào)節(jié)還需要信息傳遞的作用 D．無機環(huán)境中的CO2可以來自細胞呼吸 解析 由圖示中的箭頭可知，甲是生產(chǎn)者，丁是分解者，乙、丙是消費者，溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因是化學燃料的大量燃燒，使大氣中的二氧化碳含量過多，不是分解者的呼吸增加；物質(zhì)是循環(huán)的，因此圖示中的箭頭可以表示碳元素的循環(huán)方向；信息傳遞可以調(diào)節(jié)種間關(guān)系；無機環(huán)境中的二氧化碳可以來自生物細胞的呼吸，也可以來自化學燃料的燃燒。 答案 A 7．在“草―→昆蟲―→食蟲鳥―→鷹”這條食物鏈中，鷹每增加1 kg有機物體重，問草至少從土壤中吸收水分多少 kg(設(shè)草吸收的水分只有1%參與光合作用)( )。 A．125 B．75 C．7 500 D．12 500 解析 根據(jù)食物鏈中能量傳遞特點可得，在題中所述的食物鏈中鷹增加1 kg有機物，至少需要草中有機物的量為1 kg(20%)3＝125 (kg)。根據(jù)光合作用的反應(yīng)式可得如下關(guān)系：6H2O～C6H12O6，可計算出需要H2O的質(zhì)量為[(618125)180]1%＝7 500 (kg)。 答案 C 8．(xx濰坊模擬)對下列兩條食物鏈的分析正確的是( )。 ①玉米―→人?、谟衩专D→牛―→人 A．一個吃玉米的人獲得的能量一定比一個吃牛肉的人獲得的能量多 B．能量沿食物鏈單向流動，傳遞效率隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減 C．長期堅持素食可緩解世界糧食短缺問題 D．若種植玉米的土壤中含相同濃度的某重金屬鹽，則②中的人比①中的人重金屬元素積累少 解析 能量的傳遞效率是10%～20%，與營養(yǎng)級高低沒有直接關(guān)系，故B錯誤。長期堅持素食，可減少能量傳遞過程中的損失，有利于緩解世界糧食短缺問題，故C正確。重金屬元素在食物鏈中流動時存在富集現(xiàn)象，營養(yǎng)級越高，富集作用越強，所以②中的人體內(nèi)重金屬元素積累相對較多，故D錯誤。 答案 C 9．(xx豫北五校教學質(zhì)量檢測)下面是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)首先依賴于綠色植物的________________________________________________________________________。 (2)圖中分解者通過________或________方式將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。 (3)圖中A里的碳，除碳酸鹽外，通過________的形式回到大氣中。 (4)在無機環(huán)境與生物群落之間，碳元素主要以________的形式進行循環(huán)，循環(huán)始終與________結(jié)合在一起進行。碳元素在生物群落中以________的形式存在。 解析 (1)無機環(huán)境中的碳一般通過綠色植物的光合作用進入生物群落。(2)分解者能夠通過有氧呼吸或無氧呼吸將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中。(3)圖中A中的碳，除碳酸鹽外，一般通過化石燃料燃燒的形式返回到大氣中。(4)碳在無機環(huán)境與生物群落之間主要以CO2的形式進行循環(huán)；物質(zhì)循環(huán)往往伴隨著能量流動。在生物群落中，碳主要以有機物的形式存在。 答案 (1)光合作用 (2)有氧呼吸 無氧呼吸 (3)化學燃料燃燒 (4)CO2 能量流動 有機物 10．(經(jīng)典題)下面A圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為初級消費者，Q2為次級消費者。B圖是將A圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析，圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量(假設(shè)它不被下一營養(yǎng)級利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。據(jù)圖作答。 (1)如設(shè)種群Q1、Q2個體數(shù)為N1、N2，平均每個個體所占的能量為W1、W2，那么，N1、W1與N2、W2之間的關(guān)系是________________________________________________________________________。 (2)每年流入這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________________________________________________________________________。 (3)B圖中Q1的b1和d1表示________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (4)若P和Q1同化作用固定能量的總量分別為480 J/(cm2a)和72 J/(cm2a)，生物體內(nèi)貯存的能量分別為200 J/(cm2a)和24 J/(cm2a)。那么，能量從P傳遞到Q1的效率為________________________________________________________________________。 解析 (1)N1W1表示初級消費者的總能量，N2W2表示次級消費者的總能量，據(jù)能量流動的特點可知，N1W1>N2W2。(2)每年流入這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量即植物光合作用利用的光能，即圖中b＋c＋d＋e。(3)Q1同化的總能量即P中的c，包括四個去向：呼吸消耗(e1)、流入Q2(c1)、被分解者分解和未被利用的能量，b1和d1即表示后兩部分能量。(4)能量傳遞效率指兩個營養(yǎng)級總能量的比值，故能量從P傳遞到Q1的效率為100%＝15%。 答案 (1)N1W1>N2W2 (2)P＝b＋c＋d＋e (3)未被Q2利用的能量 被分解者利用的能量 (4)15% B級 智能提升 11．在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，假設(shè)羊攝入體內(nèi)的能量為n，羊糞便中的能量為36%n，呼吸作用散失的能量為48%n，則( )。 A．羊同化的能量為64%n B．貯存在羊體內(nèi)的能量為52%n C．由羊流向分解者的能量為16%n D．由羊流向下一營養(yǎng)級的能量為64%n 解析 生態(tài)系統(tǒng)某營養(yǎng)級生物攝入的能量＝同化量＋未利用的能量(存在于該動物糞便、食物殘渣等中的能量)，生物同化量＝呼吸消耗的能量＋流入下一營養(yǎng)級生物的能量＋流向分解者的能量。 答案 A 12．如圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是( )。 A．圖中的生產(chǎn)者是1，只包括全部的綠色植物 B．碳元素在圖中1、2、3、4之間以CO2的形式循環(huán) C．圖中3是分解者，它通過呼吸作用將含碳有機物最終分解成CO2釋放到無機環(huán)境中 D．圖中1―→2―→3可構(gòu)成食物鏈 解析 圖中1是生產(chǎn)者(包括綠色植物、光能合成細菌、化能合成細菌等)，2是消費者，3是分解者，4是無機環(huán)境，5是呼吸作用，6是光合作用(主要)和化能合成作用。碳在1、2、3之間以有機物的形式傳遞，在生物群落與無機環(huán)境之間以CO2的形式傳遞。 答案 C 13．下圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖，下列等式中不可能成立的是( )。 A．B2＝A(10%～20%) B．A＝F＋B1＋C1＋D1＋E1 C．A－(B1＋B3)＝C1＋C2＋C3 D．C3＝B2(80%～90%) 解析 由于B2＝C1＋C2＋C3，C2＝B2(10%～20%)，所以C3下載提示(請認真閱讀)
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