2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 第二節(jié) 第1課時(shí) 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)學(xué)案（含解析）蘇教版必修3.doc

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第1課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程稱 為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始。3能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。4生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)是指在生態(tài)系統(tǒng)中組成生物體的 C、H、O、N、P、Ca等元素，從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落， 再回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。5在無(wú)機(jī)環(huán)境中，碳主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。6碳循環(huán)是指碳元素在生物圈中的循環(huán)過(guò)程。CO2在綠色 植物和大氣之間循環(huán)往復(fù)的過(guò)程是碳循環(huán)最簡(jiǎn)單的途徑。7大氣中CO2濃度升高導(dǎo)致溫室效應(yīng)增強(qiáng)。8在生物圈中，物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，兩者相互 依存，不可分割。一、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)1能量流動(dòng)的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。2能量流動(dòng)的過(guò)程(1)起點(diǎn)：太陽(yáng)能被生產(chǎn)者通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能固定在有機(jī)物中，從而輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向：在呼吸作用中以熱能的形式散失。儲(chǔ)存在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)，用于自身的生命活動(dòng)。這部分能量又有兩個(gè)去向：a通過(guò)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的取食而流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。b流向分解者。3能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)：沿食物鏈的方向流動(dòng)。(2)逐級(jí)遞減：傳遞效率為10%20%。4研究能量流動(dòng)的意義(1)可以幫助人們?cè)谠O(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)時(shí)充分考慮能量的有效利用。(2)可以合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。二、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)1物質(zhì)循環(huán)的概念(1)別稱：生物地球化學(xué)循環(huán)。(2)循環(huán)主體：組成生物體的C、H、O、N、P、Ca等元素。(3)循環(huán)范圍：無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間。2水循環(huán)(1)概念：水以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)在陸地、海洋和大氣之間不斷循環(huán)的過(guò)程。(2)主要環(huán)節(jié)：降水和蒸發(fā)。(3)影響因素：太陽(yáng)能和大氣環(huán)流等因素。3碳循環(huán)(1)概念：碳元素在生物圈中的循環(huán)過(guò)程。(2)主要存在形式：CO2和碳酸鹽。(3)循環(huán)形式：CO2、碳水化合物。(4)過(guò)程：光合作用：大氣中CO2通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用進(jìn)入生物群落。呼吸作用：生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的呼吸作用把生物群落中的碳以CO2形式返回大氣中。燃燒：化石燃料的燃燒使非生物的有機(jī)物中的碳以CO2形式返回大氣中。1判斷下列敘述的正誤(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來(lái)源只有太陽(yáng)能()(2)在“植物鼠鷹”這條食物鏈中，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)含能量最少()(3)生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的能量必然大于消費(fèi)者得到的能量()(4)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用()(5)光合作用推動(dòng)碳循環(huán)過(guò)程，促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)()(6)碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行()(7)植物可通過(guò)呼吸作用和光合作用參與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)()(8)由于過(guò)度的人工碳排放，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡，導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加并引起全球氣候變化()2假若在一個(gè)與外界隔絕、沒(méi)有食物的荒島上，給你3只雞(其中2只為母雞)和20 kg玉米，理論上分析，如何利用它們使你在此荒島上生存的時(shí)間最長(zhǎng)()A先吃掉3只雞，然后再吃玉米B先吃盡玉米，然后再吃雞C用玉米喂養(yǎng)母雞使之產(chǎn)蛋，再吃雞蛋解析：選A先吃掉3只雞，然后再吃玉米，可以減少能量的散失。3下圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的部分示意圖，其中數(shù)字為能量值，單位是kJ/(m2a)。能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為()A16% B15%C12% D10%解析：選B傳遞效率為各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量之比，所以第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為20.4/13615%。4在下列食物鏈中，假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者獲得的能量數(shù)值相同，提供給貓頭鷹能量最多的食物鏈?zhǔn)?)A綠色植物蚱蜢青蛙蛇貓頭鷹B綠色植物鼠蛇貓頭鷹C綠色植物鼠貓頭鷹解析：選C食物鏈越短，能量在流動(dòng)過(guò)程中散失越少。5某河流生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，分別以a、b、c、d表示。一年內(nèi)輸入這4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值如下表所示。該生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者所屬營(yíng)養(yǎng)級(jí)是()營(yíng)養(yǎng)級(jí)abcd能量(Jm2)141.1010515.911050.88105871.27105Aa BbCc Dd解析：選A在生態(tài)系統(tǒng)中含能量最多的是生產(chǎn)者，即d；其次是初級(jí)消費(fèi)者，即a。6肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是由于()A動(dòng)物飼養(yǎng)麻煩、花工夫、投資大B動(dòng)物性食物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高C食物鏈延長(zhǎng)，能量流失多，動(dòng)物性食品成本高解析：選C動(dòng)物都是直接或間接以植物為食，相比吃糧食和蔬菜，食物鏈延長(zhǎng)，導(dǎo)致能量散失增多，故在生產(chǎn)過(guò)程中成本也提高了。7生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)不包括下列的()A帶有全球性B物質(zhì)是指組成生物體的元素C在群落的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間循環(huán)往復(fù)解析：選C組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落的循環(huán)，而在生物群落的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間是單向流動(dòng)的。8從碳循環(huán)的角度看，人體內(nèi)有機(jī)物中的碳元素究其根源是來(lái)自()A食物中的碳B大氣中CO2中的碳C非生物環(huán)境中的碳酸鹽解析：選B人體內(nèi)有機(jī)物直接或間接地來(lái)自植物，而植物的有機(jī)物是通過(guò)光合作用形成的，其來(lái)自大氣中的CO2和水。1能量流動(dòng)的過(guò)程生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)過(guò)程，可以表示為下圖。(1)來(lái)源：太陽(yáng)能。(2)起點(diǎn)： 從生產(chǎn)者(主要是植物)固定太陽(yáng)能開始。(3)渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。(4)能量變化：太陽(yáng)光能生物體中有機(jī)物的化學(xué)能熱能(最終散失)。(5)能量在食物鏈中流動(dòng)的形式：有機(jī)物(食物)中的化學(xué)能。(6)能量散失的主要途徑：細(xì)胞呼吸(包括各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物本身及分解者的細(xì)胞呼吸)；能量散失的主要形式是熱能。2每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源和去向(1)來(lái)源(2)去向：自身呼吸消耗，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能。流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。殘?bào)w、落葉等被分解者分解。未被利用：包括生物每年的積累量，也包括動(dòng)植物殘?bào)w以化石燃料形式被儲(chǔ)存起來(lái)的能量。即一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量呼吸消耗的能量被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量攝入量糞便中所含能量。3能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)：食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，因?yàn)椴妒酬P(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失，這部分能量是不能被重復(fù)利用的。(2)逐級(jí)遞減：每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物總有一部分能量不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量都要有一部分流入分解者。(3)傳遞效率約為10%20%。計(jì)算方法為：能量傳遞效率100%。思考探究1(1)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的動(dòng)力是什么？提示：是能量。(2)初級(jí)消費(fèi)者取食攝入的能量就是其同化的能量嗎？提示：不是。同化量攝入量糞便量。(3)初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量最終流向分解者，這部分能量包括在“初級(jí)消費(fèi)者流向分解者”的能量中嗎？提示：不包括，這部分能量包括在“生產(chǎn)者流向分解者”的能量中。(4)從能量流動(dòng)的特點(diǎn)分析，為什么一條食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)？提示：能量通過(guò)四個(gè)左右的營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞，已減少到不足以維持下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命活動(dòng)的程度，所以一條食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)。題組沖關(guān)1下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡(jiǎn)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是()A甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者B該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)C能量通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入系統(tǒng)，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：選D根據(jù)題中簡(jiǎn)圖可知，甲能夠固定太陽(yáng)能，為生產(chǎn)者，乙從甲獲取能量，為消費(fèi)者；該生態(tài)系統(tǒng)需要從外界獲得能量，同時(shí)能量也可以擴(kuò)散到外界，是一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)；能量通過(guò)光合作用進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用后以熱能的形式散失；輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲固定的太陽(yáng)能總能量。2以下表示動(dòng)物利用食物的過(guò)程，分析正確的是()A恒溫動(dòng)物的/值一般高于變溫動(dòng)物B哺乳動(dòng)物的/值一般為10%20%C提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高/值D食肉哺乳動(dòng)物的/值一般低于食草哺乳動(dòng)物解析：選C恒溫動(dòng)物與變溫動(dòng)物消耗有機(jī)物的量在不同溫度下是不同的，因此不能確定在不同溫度條件下恒溫動(dòng)物的/一般高于變溫動(dòng)物。哺乳動(dòng)物的/值應(yīng)大于20%。肉食動(dòng)物的/值一般高于食草哺乳動(dòng)物，/越高，說(shuō)明有更多的食入量轉(zhuǎn)變成動(dòng)物的同化量，有利于提高動(dòng)物的生長(zhǎng)量。不同的生態(tài)金字塔能形象地說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能量、生物量、數(shù)量之間的關(guān)系，是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。歸納如下：項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔 形狀特點(diǎn)正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形，如樹與樹上昆蟲的數(shù)量關(guān)系正金字塔形 象征含義能量沿食物鏈傳遞過(guò)程中具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減生物量(現(xiàn)存生物中有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減每一級(jí)含義食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的總生物量 名師點(diǎn)撥能量金字塔也有倒置的人工生態(tài)系統(tǒng)中因能量可人為補(bǔ)充，可能會(huì)使能量金字塔呈現(xiàn)倒置狀況。如人工魚塘中生產(chǎn)者的能量未必比消費(fèi)者(魚)的多。題組沖關(guān) 3.一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如右圖所示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間能量關(guān)系的是(方框面積表示能量的大小)()解析：選C從生物的個(gè)體數(shù)來(lái)看，一棵大樹上可能有成百上千個(gè)昆蟲生活著；但是從能量的角度來(lái)考慮，一棵大樹的總能量要比成百上千個(gè)昆蟲的總能量多很多。4.右圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其、分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是()A和是實(shí)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：CE1表示的能量主要是通過(guò)光合作用所固定的能量D能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析：選C圖中代表生產(chǎn)者，則E1表示的能量主要是生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的能量。、和都代表消費(fèi)者，實(shí)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。每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)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。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的，能量不能循環(huán)利用。1碳循環(huán)(1)碳循環(huán)圖示(2)碳循環(huán)解讀自然界中碳的存在形式：CO2和碳酸鹽。碳在生物群落中的存在形式：含碳有機(jī)物。碳在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)是以CO2的形式進(jìn)行的。碳元素在生物群落中的傳遞，主要靠食物鏈和食物網(wǎng)，傳遞形式為含碳有機(jī)物。大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落，是通過(guò)光合作用或化能合成作用而實(shí)現(xiàn)的。大氣中CO2的主要來(lái)源特點(diǎn)：具有全球性；反復(fù)循環(huán)利用。大氣中CO2濃度升高，會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的發(fā)生。2物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的比較項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式以有機(jī)物為載體(CO2含碳有機(jī)物CO2)特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減全球性、循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物圈(全球性)聯(lián)系同時(shí)進(jìn)行、相互依存，不可分割能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)的載體能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力圖示名師點(diǎn)撥有關(guān)碳循環(huán)示意圖中生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷(1)首先判斷雙箭頭的兩端是生產(chǎn)者和大氣中的CO2庫(kù)，除雙箭頭外生產(chǎn)者(A)只有發(fā)出箭頭，大氣(B)只有接受箭頭。(2)消費(fèi)者(C)接受一個(gè)箭頭而發(fā)出兩個(gè)，分解者(D)則接受兩個(gè)發(fā)出一個(gè)，兩者之間物質(zhì)流動(dòng)方向是從消費(fèi)者(C)到分解者(D)。思考探究2(1)水循環(huán)為什么在一定程度上影響著物質(zhì)在地球上的分布呢？提示：水是良好溶劑，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的許多物質(zhì)都能溶解其中。(2)溫室效應(yīng)是由于CO2排放量的迅速增加所致，你認(rèn)為控制溫室效應(yīng)應(yīng)采取哪些措施？提示：采取措施：減少煤、石油等化石燃料的燃燒；大力植樹造林；開發(fā)新能源。(3)既然物質(zhì)是循環(huán)的，為什么人們還不斷向農(nóng)田中施加氮肥？提示：物質(zhì)在生物圈范圍內(nèi)是循環(huán)的，農(nóng)田中不斷有糧食產(chǎn)出，所以要不斷施加氮肥。題組沖關(guān)5關(guān)于水循環(huán)的敘述，不正確的是()A水在陸地、海洋和大氣之間不斷循環(huán)B降水和蒸發(fā)是水循環(huán)中的兩個(gè)主要環(huán)節(jié) C水循環(huán)受太陽(yáng)能、大氣環(huán)流等因素的影響D水循環(huán)不影響其他物質(zhì)的循環(huán)解析：選D水能溶解其他物質(zhì)，水循環(huán)在一定程度上影響著其他物質(zhì)在地球上的分布。6.右圖為碳元素在生態(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(guò)程。相關(guān)敘述，不正確的是() Ad過(guò)程代表光合作用，b過(guò)程代表呼吸作用B甲所示的營(yíng)養(yǎng)級(jí)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)物的形式傳遞D碳元素可在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間反復(fù)流動(dòng)解析：選A丁為無(wú)機(jī)環(huán)境，甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者；d過(guò)程為呼吸作用，b 過(guò)程為光合作用；生產(chǎn)者所含有機(jī)物最多，占有的碳元素也最多；碳元素在生物群落內(nèi)部以有機(jī)物 的形式進(jìn)行傳遞，在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間主要以CO2的形式進(jìn)行傳遞；碳元素可以在生態(tài)系統(tǒng)中 反復(fù)流動(dòng)。在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的差別，能量傳遞效率為10%20%，解題時(shí)注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，從而確定使用10%或20%來(lái)解題。(1)設(shè)食物鏈為ABCD，分情況討論如下：已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，則至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量等于M(20%)3；最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量M(10%)3。已知A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為N，則D營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的最多能量等于N(20%)3；最少能量N(10%)3。(2)如果是在食物網(wǎng)中，同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量相等，則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。(3)在食物網(wǎng)中分析，如 確定生物量變化的“最多”或“最少”時(shí)，還應(yīng)遵循以下原則：食物鏈越短，最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多；生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單，生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量越少，如已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，計(jì)算至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最短食物鏈AD，并以20%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M20%；計(jì)算最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)，應(yīng)取最長(zhǎng)的食物鏈ABCD，并以10%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M(10%)3。(4)已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求解較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí)，若求解“最多”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量按“最高”效率傳遞；若求解“最(至)少”值，則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞。具體規(guī)律如下：生產(chǎn)者消費(fèi)者 題組沖關(guān)1.右圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖，若E種群中的總能量為5.8109 kJ，B種群的總能量為1.6108 kJ，從理論上分析，A種群獲得的總能量最多是()A2.0108 kJ B2.32108 kJC4.2108 kJ D2.26108 kJ解析：選A從圖中可以看出，E的能量傳遞有三條途徑，但只有兩條途徑能傳遞到A。所以C和D獲得的總能量為(5.81091.610820%)20%1109 kJ，所以A獲得的總能量最多為110920%2.0108 kJ。2某同學(xué)繪制了如下圖所示的能量流動(dòng)圖解，下列敘述不正確的是()A生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1B1C1A2B2C2D2)B由生產(chǎn)者到初級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率為D1/W1C初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量為(A2B2C2D2)DW1D1D2解析：選C由圖可知，W1為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，W1A1B1C1D1；D1為初級(jí)消費(fèi)者同化的能量，D1A2B2C2D2；由于細(xì)胞呼吸消耗部分能量，所以W1D1D2。 3.在右圖所示的食物網(wǎng)中，a表示動(dòng)物性食物所占比例，若鳥要使體重增加x，至少需要生產(chǎn)者的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為()Ay90xa10x By20xa5xCy20xa5x Dy100xa10x解析：選C根據(jù)能量傳遞效率為10%20%，如果能量傳遞效率為20%，則y為xa/(20%)2x(1a)/20%20xa5x；如果能量傳遞效率為10%，則y為xa/(10%)2x(1a)/10%90xa10x；所以20xa5xy90xa10x。4.右圖食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有2/5來(lái)自兔，2/5來(lái)自鼠，1/5來(lái)自蛇，能量傳遞效率按10%計(jì)算，那么，貓頭鷹若要增加5 g體重需要消耗的植物是()A900 B1 400C1 200 D1 600解析：選B在植物、鼠、兔、貓頭鷹食物網(wǎng)中，貓頭鷹屬第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，可把此食物鏈簡(jiǎn)化為一條，即植物兔(鼠)貓頭鷹，則消耗植物54/510%10%400 g；另一條食物鏈中貓頭鷹為第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)，則消耗植物為51/510%10%10%1 000 g，所以總共消耗植物為1 400 g。5.對(duì)右圖所示的一個(gè)食物網(wǎng)(能量傳遞效率按10%計(jì)算)，相關(guān)敘述正確的是()A昆蟲屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鳥屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)B該食物網(wǎng)中初級(jí)消費(fèi)者只有昆蟲，次級(jí)消費(fèi)者只有鳥C在鳥類的食物構(gòu)成中，若動(dòng)物性食物和植物性食物各占一半，則鳥類增加能量a時(shí)，生產(chǎn)者提供的能量為50aD若綠色植物固定的太陽(yáng)能總量為M，昆蟲獲得的總能量為m1，鳥類獲得的總能量為m2，則必有Mm1m2解析：選D由圖可知該食物網(wǎng)有兩條食物鏈：植物鳥，植物昆蟲鳥。昆蟲處在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，鳥占有第二、三兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)；若鳥類能量增加a時(shí)，由題意中消耗植物的能量為0.5a10%5a，中消耗植物的能量為0.5a10%10%50a，即共需生產(chǎn)者提供5a50a55a的能量；綠色植物所固定的太陽(yáng)能M是系統(tǒng)所獲得的總能量，必有M m1m2。6有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量() A550 kJ B500 kJC400 kJ D100 kJ解析：選A設(shè)丙的能量為x，根據(jù)題意，經(jīng)丙丁己庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3500(kJ)，經(jīng)丙戌庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含有50050550(kJ)的能量。一、選擇題1生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)主要是研究系統(tǒng)內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)及之間的()能量輸入能量傳遞能量轉(zhuǎn)化能量散失A B C D解析：選D生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)各種群的能量輸入、能量轉(zhuǎn)化和能量散失，以及種群間的能量傳遞過(guò)程。2生態(tài)系統(tǒng)中，能量形式轉(zhuǎn)變的順序是()A光能化學(xué)能熱能 B熱能光能化學(xué)能C化學(xué)能光能熱能 D光能熱能化學(xué)能解析：選A生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)應(yīng)從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始，將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能，然后依次再被各級(jí)消費(fèi)者利用，最終以熱能的形式散失于無(wú)機(jī)環(huán)境中。3在“水藻小魚大魚”組成的食物鏈中，小魚不會(huì)吃大魚，但大魚可以吃小魚，該食物鏈的不可逆性，說(shuō)明在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中()A物質(zhì)循環(huán)是單向的 B能量流動(dòng)是單向的C碳循環(huán)是單向的 D水循環(huán)是單向的解析：選B在一條食物鏈中，大魚吃小魚，即意味著能量由一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，這種流動(dòng)方向是不可逆的，說(shuō)明能量流動(dòng)是單向的。4下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是()A該生態(tài)系統(tǒng)中食草昆蟲屬于初級(jí)消費(fèi)者B該生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來(lái)源是太陽(yáng)光能C該生態(tài)系統(tǒng)中的能量在傳遞過(guò)程中是逐級(jí)遞減的D該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是太陽(yáng)能解析：選D該生態(tài)系統(tǒng)中的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是水稻等植物。5abcd是某生態(tài)系統(tǒng)的一條食物鏈，測(cè)得a、b、c、d四種生物所含能量分別為m1、m2、m3、m4。對(duì)這一食物鏈中能量流動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是()Aa所固定的太陽(yáng)能為流入食物鏈的總能量Bm1、m2、m3、m4之和為該食物鏈的總能量C四種生物所含能量的關(guān)系是abcdD四種生物呼吸所消耗的能量的關(guān)系是abcd解析：選B流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者a固定的太陽(yáng)能總量。由于能量流動(dòng)逐級(jí)遞減，所以a、b、c、d同化的能量越來(lái)越少，其呼吸作用釋放的能量也是逐級(jí)遞減的。6大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107 kJ，則這部分能量可流入蜣螂體內(nèi)的約為()A0 kJ B106 kJC2106 kJ D1062106 kJ解析：選A象糞中的能量，是大象取食植物后未消化的能量，屬于生產(chǎn)者的同化能量的一部分，而大象同化的能量沒(méi)有流入蜣螂體內(nèi)。7.右面是自然界碳循環(huán)的簡(jiǎn)圖，對(duì)圖中甲、乙、丙的分析正確的是()A甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消費(fèi)者B甲為消費(fèi)者，乙為分解者，丙為生產(chǎn)者C甲為分解者，乙為生產(chǎn)者，丙為消費(fèi)者D甲為生產(chǎn)者，乙為消費(fèi)者，丙為分解者解析：選A無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳進(jìn)入哪一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，哪一營(yíng)養(yǎng)級(jí)即是生產(chǎn)者，則甲為生產(chǎn)者；生產(chǎn)者、消費(fèi)者均有所指向的那一類生物應(yīng)為分解者，則乙為分解者，丙為消費(fèi)者；且分解者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者均有指向無(wú)機(jī)環(huán)境的箭頭，即它們通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生CO2。8下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系的敘述，不正確的是()A二者是密切聯(lián)系的兩個(gè)過(guò)程B在能量流動(dòng)過(guò)程中，物質(zhì)是能量的載體C能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力D從能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的角度來(lái)看，生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)自給自足的系統(tǒng)解析：選D組成生物體的各種元素不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，再回到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)，循環(huán)的動(dòng)力來(lái)自能量，而物質(zhì)又是能量的載體，以保證能量從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式；在全球范圍(生物圈)內(nèi)，物質(zhì)是循環(huán)的，但能量是不循環(huán)的。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)可以自給自足，但能量需來(lái)自系統(tǒng)外。9圖示某生態(tài)系統(tǒng)中，四種生物所同化的有機(jī)物的量占該生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物總量的比例，則這四種生物之間的食物關(guān)系最可能的是()A甲乙丙丁 B丁甲乙丙C甲乙丙乙 D甲乙丙丁解析：選A圖示中，甲含能量最多，丁含能量最少，乙、丙所含能量相近。所以甲處在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，丁處在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，乙、丙處在同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。二、非選擇題10下面為測(cè)定某湖泊能量流動(dòng)情況圖解(單位：J/cm2a)，據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是_。(2)生態(tài)系統(tǒng)中的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，能量傳遞效率依次是_，_，其余的能量最終通過(guò)生物的_散失。由于生物不能在代謝中利用_，因此，能量流動(dòng)具有_的特點(diǎn)。(3)從生態(tài)系統(tǒng)的成分看，D屬于_，其分解方式是_。(4)假如A為一片草原，那么最好使能量流向下列4種動(dòng)物中的_。(填選項(xiàng))A狼 B羊C黃鼬 D虎解析：在生態(tài)系統(tǒng)中，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程中從上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，實(shí)際上等于下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化能量，據(jù)此可以進(jìn)行能量傳遞效率的計(jì)算。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義就在于提高能量利用的效率，使能量更多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧４鸢福?1)生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能即464.6 J/(cm2a)(2)13.5%20%呼吸作用熱能逐級(jí)遞減、單向流動(dòng)(3)分解者有氧呼吸和發(fā)酵(4)B一、選擇題1下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的說(shuō)法，正確的是()能量的最終來(lái)源是太陽(yáng)光能能量主要通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用輸入生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要渠道是食物鏈或食物網(wǎng)能量散失的過(guò)程是“光生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者”能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，傳遞效率一般是10%20%位于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)目應(yīng)比位于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)目多研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)，就是要讓能量都進(jìn)入人體內(nèi)A BC D解析：選B輸入生態(tài)系統(tǒng)的最終能量來(lái)源是太陽(yáng)光能，主要是生產(chǎn)者通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)入生物群落；食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動(dòng)的渠道；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失能量；能量的流動(dòng)特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，傳遞效率平均為10%20%；位于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量比第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的多，但生物個(gè)體數(shù)量不一定多；研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)是研究生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。2下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是()A當(dāng)狼捕食兔子并轉(zhuǎn)化為自身的有機(jī)物時(shí)，能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)B當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，狼不可能獲得兔子的全部能量C生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落D生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向的，逐級(jí)遞減的解析：選A兔子為初級(jí)消費(fèi)者，屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，此時(shí)狼位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，即狼捕食兔子，使能量由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3下列關(guān)于碳循環(huán)的敘述，不正確的是()A生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的B溫室效應(yīng)主要是由化石燃料的燃燒造成的C光合作用固定的CO2與呼吸作用釋放的CO2相等時(shí)，大氣中的CO2即可維持穩(wěn)定D碳循環(huán)過(guò)程中伴隨著能量的流動(dòng)解析：選C大氣中CO2的來(lái)源除了生物的呼吸作用外，化石燃料的燃燒等也是重要的來(lái)源，所以光合作用固定的CO2與呼吸作用釋放的CO2相等時(shí)，大氣中的CO2也不一定能維持穩(wěn)定。4下圖表示某水生生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，相關(guān)敘述正確的是() A此水生生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率不足10%B該生態(tài)系統(tǒng)的全部食肉動(dòng)物構(gòu)成一個(gè)種群C該生態(tài)系統(tǒng)的浮游生物、食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物構(gòu)成群落D該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)彼此獨(dú)立解析：選A據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算，可知能量傳遞效率不足10%；種群是同一種生物的所有個(gè)體，全部食肉動(dòng)物應(yīng)包括多個(gè)種群；群落是各種生物的總和，還包括微生物、植物；能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是同時(shí)進(jìn)行、相互依存的。5下圖表示生態(tài)系統(tǒng)四種成分之間的關(guān)系，以下相關(guān)敘述，正確的是()A甲和乙所包含的所有種群構(gòu)成群落B丙代表的一定是原核生物C丁可以表示大氣中的CO2D代表光合作用，代表呼吸作用解析：選C由圖可知，甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者，丙是分解者，丁可以表示大氣中的CO2；表示捕食關(guān)系，表示呼吸作用，表示光合作用。二、非選擇題6下面為生物圈中碳循環(huán)示意圖，請(qǐng)根據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)碳在大氣圈中的主要存在形式是_，在生物群落中的主要存在形式是_。(2)碳從無(wú)機(jī)環(huán)境中進(jìn)入生物群落的途徑表示_過(guò)程，表示的是_關(guān)系，過(guò)程表示的生理活動(dòng)主要是在細(xì)胞內(nèi)_中完成的。表示的是_作用。(3)若圖示虛線框中的種群及相互間的關(guān)系如右圖所示，假設(shè)E種群中的能量是5.8109 kJ，其中有1.3109 kJ的能量傳遞給B種群。若能量的傳遞效率為10%20%，則A種群的能量至少是_ kJ。(4)碳循環(huán)的進(jìn)行伴隨著_，但由于各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物不能利用在代謝中產(chǎn)生的_能，因而能量流動(dòng)具有_的特點(diǎn)。(5)如果大氣層中的CO2增多，則會(huì)加劇_效應(yīng)。減緩此效應(yīng)的措施有：_(答出一項(xiàng)即可)。解析：碳在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落之間以CO2的形式循環(huán)，通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)楹加袡C(jī)物進(jìn)入生物群落，通過(guò)生物的呼吸作用和分解者的分解作用又以CO2的形式進(jìn)入大氣圈。碳在生物群落內(nèi)部主要通過(guò)食物鏈以含碳有機(jī)物的形式流動(dòng)。由圖可知，若E的能量中1.3109 kJ傳遞給B，則E的能量中4.5109 kJ傳遞給D和C，又因?yàn)镋到A的兩條食物鏈中，A都是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，所以A至少得到的是4.510910%10%4.5107 kJ。物質(zhì)的循環(huán)伴隨著能量的流動(dòng)，能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減。答案：(1)CO2含碳有機(jī)物(2)光合作用捕食線粒體分解者的分解(或分解者的呼吸)(3)4.5107(4)能量流動(dòng)熱逐級(jí)遞減(或單向流動(dòng)逐級(jí)遞減)(5)溫室保護(hù)植被，大力植樹造林；提高森林覆蓋率，嚴(yán)格控制化石燃料的燃燒，并提高能量利用率；開發(fā)除化石燃料以外的新能源，如水能、核能、太陽(yáng)能等，減少CO2的排放量(答案合理或?qū)懗錾鲜鰞?nèi)容中的任意一項(xiàng)即可)7近年來(lái)，黃河中下游流域水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，水體發(fā)綠發(fā)臭時(shí)有發(fā)生，對(duì)漁業(yè)和居民生活用水構(gòu)成嚴(yán)重威脅。請(qǐng)回答：(1)黃河中下游流域水質(zhì)惡化主要是由藍(lán)藻、綠藻引起的，從生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)看，藍(lán)藻屬于_。(2)下表是對(duì)黃河中下游流域生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯存的能量(PnPgR)，R表示生物呼吸消耗的能量單位：102 kJ/(m2a)。該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是_%(保留一位小數(shù))。ABCDEPg15.9870.70.9141.0211.5Pn2.8369.40.361.920.1R13.1501.30.679.1191.4(3)有人認(rèn)為黃河中下游流域水體富營(yíng)養(yǎng)化與水質(zhì)中富含N、P等礦質(zhì)元素有關(guān)。為了證明水體富營(yíng)養(yǎng)化是由N和P引起的，因此設(shè)計(jì)了下面實(shí)驗(yàn)。從泛著綠色的池塘中取水，并進(jìn)行如下處理：A靜置4 h，倒去上清液，留下藻類，加清水。如此重復(fù)3次。B再加水至1 000 mL，混勻后分裝于甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯中。C在甲燒杯中加0.3 g洗衣粉(含P)；在乙燒杯中_；在丙燒杯中加0.15 g洗衣粉和0.15 g尿素；丁燒杯中_。D將甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯置于向陽(yáng)的窗臺(tái)上培養(yǎng)5 d，取得水樣。“A”步驟處理的目的是_。你預(yù)計(jì)甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯中藻類密度最大的是_，理由是_。解析：(1)藍(lán)藻為自養(yǎng)型生物，在生態(tài)系統(tǒng)中為生產(chǎn)者，處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)可以得出，B、D、A、C分別處于第一、二、三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再根據(jù)能量的傳遞效率一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量/上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，可得出該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是15.9/141.0100%11.3%。(3)本實(shí)驗(yàn)的自變量為N和P的有無(wú)，可設(shè)置不含N也不含P，既含N又含P，含N不含P，含P不含N四種處理；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)除去原來(lái)水中的N和P，排除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。N、P都是藍(lán)藻生長(zhǎng)所必需的礦質(zhì)元素，故含有N和P的燒杯中藻類生長(zhǎng)最好。答案：(1)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(2)11.3%(3)加0.3 g尿素不加任何物質(zhì)(或加0.3 g蒸餾水)(注意乙和丁所加物質(zhì)可互換)除去樣品水體中原有的礦質(zhì)元素丙藻類生長(zhǎng)所需的礦質(zhì)元素N、P等含量豐富