能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)

1、 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán) 考點(diǎn)一 生態(tài)系統(tǒng)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_、傳遞、_和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。2、能量流動(dòng)的過程 (1) 能量的輸入：源頭-_ 流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量-生產(chǎn)者固定的_總量(2) 能量的傳遞：流動(dòng)的途徑-_和_ 流動(dòng)形式-_中的化學(xué)能 (3) 能量的轉(zhuǎn)化：_有機(jī)物中的化學(xué)能_(最終散失)。(4) 能量的散失：散失途徑-呼吸作用，包括_自身的呼吸消耗以及_的呼吸作用。 散失形式-以_形式散失。3、 請(qǐng)畫出能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖完成生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖計(jì)算式為：相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量&#

2、215;100%。（1） 區(qū)分能量傳遞效率和能量利用率（2） 攝入量、同化量、糞便量的關(guān)系（3）流入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所同化的全部能量。 1）能量的來源：生產(chǎn)者能量主要來自太陽能。其余各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來自上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量。 2）能量的去路：自身_消耗，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能； 流向_； 遺體、殘骸、糞便等被_分解； 未被利用：包括生物每年的積累量，也包括動(dòng)植物遺體、殘骸以化學(xué)燃料形式被 儲(chǔ)存起來的能量。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_或一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量=_+_+_或一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量=_+_例1如圖表示在某生態(tài)系統(tǒng)

3、中，能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖。對(duì)該圖分析不合理的是()A能量流動(dòng)是伴隨著物質(zhì)利用而進(jìn)行的B圖中甲為初級(jí)消費(fèi)者同化的能量，即第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含有的能量C該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸以熱能散失的能量D乙比甲的能量少的原因是甲的遺體、殘骸中的能量被分解者利用而未傳遞下去4、特點(diǎn)： (1)單向流動(dòng)：能量只能沿著食物鏈由_流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 (2)逐級(jí)遞減每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都因_而散失部分熱能。每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物總有一部分不能被_利用。傳遞效率為_(形象地用_)。5、能量流動(dòng)研究意義 幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)_，使能量得到最有效利用，實(shí)現(xiàn)能量的_。 幫助人們合理地_生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向_。6、生

4、態(tài)金字塔：完成下表填空，比較三種金字塔 類型項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔形生物量金字塔形狀特點(diǎn)正金字塔形一般為_金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)_金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有_的特性生物個(gè)體_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)存生物有機(jī)物的_)沿食物鏈升高逐級(jí)遞減每一級(jí)含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含_的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的_每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的_特殊形狀能量流動(dòng)的過程中總是有能量的消耗一株大樹上鳥、蟲、樹的數(shù)量金字塔的塔形會(huì)發(fā)生倒置浮游植物的個(gè)體小，壽命短，又不斷被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)間浮游植物的生物量(用質(zhì)量來表示)可能_浮游動(dòng)物的生物量例2如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，

5、其中、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是初級(jí)消費(fèi)者B為分解者CE1為太陽能，E2為熱能D能量可在食物鏈中循環(huán)利用能量傳遞相關(guān)計(jì)算 1能量的傳遞效率為10%20%的含義是指一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量大約只有10%20%傳到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。如果按20%這一最高效率計(jì)算，若第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量為100%，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量為20%，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量為20%×20%4%，第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的(若按傳遞效率10%計(jì)算，公式為)，由此可知生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞一般不超過45個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。2確定食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。據(jù)能量傳遞效率20%計(jì)算，相鄰兩個(gè)營(yíng)

6、養(yǎng)級(jí)的能量差值也在5倍左右，若能量差值遠(yuǎn)比五倍小，則應(yīng)位于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3提高能量利用率的措施不能提高能量傳遞效率。4極值計(jì)算：(1)設(shè)食物鏈ABCD，分情況討論現(xiàn)實(shí)問題思路求解D營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈增重M至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少N×(20%)3M最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少N×(10%)3MA營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈增重ND營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多增重多少N×(20%)3MD營(yíng)養(yǎng)級(jí)至少增重多少N×(10%)3M(2)在某一食物網(wǎng)中，一個(gè)消費(fèi)者往往同時(shí)占有多條食物鏈，當(dāng)該消費(fèi)者增加了某一值時(shí)，若要計(jì)算最少消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選最短的食物鏈和最大傳遞效率20%進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最多；若要計(jì)算最多消耗

7、生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選最長(zhǎng)的食物鏈和最小傳遞效率10%進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最少。例3下圖為生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈所反映的能量流動(dòng)情況，圖中箭頭表示能量流動(dòng)的方向，單位為kcal/(m2·a)。下列說法錯(cuò)誤的是()A食物鏈的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系一般不可逆，這決定了能量流動(dòng)的單向性B輻射的太陽能中僅有1%左右的能量被生產(chǎn)者利用C每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分用于呼吸和被分解者利用D此生態(tài)系統(tǒng)中的分解者可利用圖中A的所有能量考點(diǎn)二 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1概念 (1)物質(zhì)：組成生物體的_等元素。(2)物質(zhì)循環(huán)：無機(jī)環(huán)境與_之間。 (3)范圍：整個(gè)_。2特點(diǎn)(1)具有全球性，因此又稱_循環(huán)。

8、(2)反復(fù)利用。 (3)循環(huán)流動(dòng)。二、實(shí)例碳循環(huán)：分析完成生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖1大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落，是通過植物的_或硝化細(xì)菌等的_而實(shí)現(xiàn)的。2無機(jī)環(huán)境中的存在形式：_和碳酸鹽。 碳元素在生物群落中的傳播，主要靠_，傳遞形式為_。 碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)是以_的形式進(jìn)行的。3大氣中CO2的來源有三個(gè)：一是_；二是_；三是_。4實(shí)現(xiàn)碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間進(jìn)行循環(huán)的關(guān)鍵是_和_。5碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無機(jī)環(huán)境之間的傳遞是_的，其他各成分間的傳遞均是_的。6溫室效應(yīng)(1)形成原因：大量化學(xué)燃料的燃燒，大氣中的_含量迅速增加，打破了生物圈中_的平衡；植被破

9、壞，降低了對(duì)大氣中_的調(diào)節(jié)能力(2)影響：加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。模型法判斷碳循環(huán)中的各個(gè)成分模型一模型二模型三例1下圖為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關(guān)敘述正確的是()A1代表生產(chǎn)者，5可以代表化能合成作用B碳元素在1、2、3、4間以含碳有機(jī)物的形式傳遞C在食物鏈中占有碳元素最多的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可能是1D1、2、3中含有的有機(jī)物可以作為動(dòng)力來促進(jìn)碳元素在群落和環(huán)境之間循環(huán)例2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(gè)不同時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣環(huán)境的碳交換情況。時(shí)期碳吸收量(kg C·a1)碳釋放量(kg C·a1)

10、A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014(1)生態(tài)系統(tǒng)碳的吸收主要是通過_作用實(shí)現(xiàn)的，碳的釋放主要是通過_作用實(shí)現(xiàn)的。(2)表中_時(shí)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(dǎo)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(lán)藻能在細(xì)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。三、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系及意義分析物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)

11、系圖解，完成下列填空：1從圖中可以看出，無機(jī)環(huán)境為生物成分提供_和_。2二者均開始于_，通過光合作用合成有機(jī)物、固定太陽能，然后沿共同的渠道食物鏈(網(wǎng))一起進(jìn)行。3能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的_與_等過程。4物質(zhì)作為能量的_，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)。5能量作為_，使物質(zhì)循環(huán)不斷地在生物_與_之間循環(huán)往返，能量以物質(zhì)形式存在和流動(dòng)，能量促進(jìn)了物質(zhì)的循環(huán)。6意義：通過_和_，使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一整體。 思維拓展1能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，能在各級(jí)生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行。 物質(zhì)循環(huán)是在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)，不具遞減性，具有全球性。2

12、任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)都保持著相對(duì)的平衡，這是決定一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定的重要保證。例3下圖表示生物圈中碳循環(huán)的部分示意圖。A、B、C、D構(gòu)成生物群落，箭頭表示循環(huán)過程。下列有關(guān)說法正確的是()A大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳B完成過程的能量主要是由過程提供的CD經(jīng)、過程獲得的能量占A、B、C總能量10%20%DC處在第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)例4圖1是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中A、B、C、D是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物成分，1、2、3、4、5表示有關(guān)的生理過程；圖2為該生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈及部分能量流動(dòng)情況，請(qǐng)分析回答：(1)在圖1中，B、C分別屬于_。碳元素在生物群落內(nèi)傳遞是沿_實(shí)現(xiàn)的。(2)

13、圖1中表示呼吸作用過程的是_(填序號(hào))。A、C、D為B提供_。(3)若圖1中的C產(chǎn)生60 mol氧氣，則流入D的能量一般不超過相當(dāng)于_mol葡萄糖的能量。如果A發(fā)生瘟疫，D發(fā)生的變化是_。(4)在圖2的食物鏈中，/的比值代表_(生物之間)的能量傳遞效率，和分別屬于_和_(生物)間的同化量的一部分。 實(shí)驗(yàn)探究探究土壤微生物的分解作用1實(shí)驗(yàn)原理(1)土壤中存在種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為_。(2)分解者的作用是將環(huán)境中的有機(jī)物分解為無機(jī)物，其分解速度與環(huán)境中的_、_等生態(tài)因子相關(guān)。2實(shí)驗(yàn)流程案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解_實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)土

14、壤_處理A杯中加入_對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理B杯中加入30 mL蒸餾水自變量土壤中是否含微生物土壤中的微生物的有無實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度_對(duì)照組AA1_A2產(chǎn)生_BB1_B2_結(jié)論分析微生物對(duì)落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉思維拓展1探究活動(dòng)最好在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，以便控制變量，避免環(huán)境中不可控制的因素的影響。2各地氣候與環(huán)境等因素不同，微生物分解落葉的能力也不同，需要的時(shí)間也有差異，一般需要溫暖、濕潤(rùn)的條件。例5(2011·泰州聯(lián)考)同學(xué)們?cè)谡n外活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)植物的落葉在土壤里會(huì)逐漸腐爛，形成腐殖質(zhì)。他們猜測(cè)落葉的腐爛是由于土壤微生物的作用，不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤微生物分解能力不同，并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)首先要遵循的是_原則和_原則。(2)以帶有同種落葉的土壤為實(shí)驗(yàn)材料，均分為A和B兩組。實(shí)驗(yàn)時(shí)