2022年高考生物大一轮复习 第九单元 生物与环境 第34讲 生态系统的能量流动和物质循环讲义

2022年高考生物大一轮复习 第九单元 生物与环境 第34讲 生态系统的能量流动和物质循环讲义生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用()学生用书P244一、生态系统的能量流动生态系统能量流动示意图1图中标号代表的内容甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。2生态系统所需能量的最终来源：太阳能。3食物链中甲营养级能量的去向(1)通过自身呼吸作用以热能的形式散失。(2)被下一营养级同化。(3)残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。(4)未被利用。4特点：单向流动和逐级递减。5能量传递效率相邻两个营养级的传递效率100%。一般能量传递效率为10%20%。6研究意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。(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。二、生态系统的物质循环1物质循环(1)概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境之间不断地循环的过程。(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。(4)意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。2碳循环(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。(2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO2(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动植物的细胞呼吸和微生物的分解作用实现的。3温室效应(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。1(必修3 P94图57改编)如图为生态系统中能量流动示意图，各代表一定能量，有关叙述正确的是()A从能量关系来看B都属于初级消费者的同化量C分解者获得的能量最少D/代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率答案：D2.(必修3 P96图59改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列相关描述不正确的是()Aa、b、c、d表示不同的营养级Ba、b、c、d之间形成一条a到d的食物链Ca、b、c、d的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少Da、b、c、d的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点答案：B3思维诊断(1)判断下列有关生态系统能量流动的叙述(xx山东实验中学高三期末T30B)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。()(xx东北师大附中期末T25A)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。()稻田生态系统中，防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。()生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。()若在农田周围合理植树，可控制鼠害，从而帮助人们合理地调整该生态系统中的能量流动关系，使人们从中更多获益。()研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。()(2)判断下列有关生态系统物质循环的叙述(xx南京市高三质量检测T20C)参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。()碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的。()光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。()植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。()碳循环的进行伴随着能量流动，但由于生物体不能在代谢中利用热能，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。()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。()考点一生态系统的能量流动学生用书P2451能量在营养级之间流动过程图解(1)(2)能量去向分析消费者摄入能量消费者同化能量粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。消费者同化能量呼吸消耗的能量生长、发育和繁殖的能量。生长、发育和繁殖的能量分解者分解利用的能量下一营养级同化的能量未被利用的能量。2能量流动的特点及其原因(1)单向流动能量流动是沿食物链进行传递的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减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利用的部分。3生态金字塔能量流动模型类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形态特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形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生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减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总生物量 (xx陕西西安模拟)图1为某池塘生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值的多少。请据图回答： (1)图2中，若A表示图1中营养级所摄入的全部能量，则B表示营养级同化的能量，C表示_。若图1中营养级所固定的太阳能总量为y，营养级、间的能量传递效率是_(用图中所给字母的表达式表示)。(2)若图1中营养级、各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量是_kJ。(3)除图1中所示的生物类群，该生态系统的生物组成成分还应有_才能保证其物质循环的正常进行。解析(1)同化的能量一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，一部分用于自身的生长、发育和繁殖，C表示营养级用于生长、发育和繁殖的能量。营养级传递效率是同化量之比，即b/y100%。(2)最少消耗按照最大的传递效率20%计算，其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，假设甲的能量是M，即Mx/5M(1x)/25A，计算可得M25A/(14x)。(3)图1中包含了生产者和消费者，在生态系统中的生物成分还缺少分解者。答案(1)营养级用于生长、发育和繁殖的能量b/y100%(2)25A/(14x)(3)分解者能量传递效率的计算(1)相邻营养级的能量传递效率：10%20%，计算方法如下：能量传递效率100%。(2)食物链中能量的最值计算设食物链ABCD，分情况讨论(如下表)：能量传递效率未知时已知问题思路求解D净增重M至少需要A的量YY(20%)3M最多需要A的量YY(10%)3MA净增重ND最多增重的量YN(20%)3YD至少增重的量YN(10%)3Y已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为Ma%b%c%。(3)在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%20%，一般从两个方面考虑生态系统能量流动过程分析1(xx安徽名校模拟)如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是()A图中AD，BE，CFBK中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D解析：选B。题图中AD，BE，CF；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。2(xx豫东、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(a2b2c2d2)/(a1b1c1d1)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：选D。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(a2b2c2d2)/(a1b1c1d1)；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。易错点同化量摄入量点拨同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。摄入量：指被消费者摄入的物质所含有的能量。同化量摄入量粪便量。 能量流动过程中的相关计算3(xx高考福建卷)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Jm2a1)。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1 357 Jm2a1D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：选B。A项，该食物网中最长的食物链为：浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。B项，第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，二者共有的能量为3 7804 2007 980，因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：7 98031 920100%25%。C项，一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1 357是1 483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1 357 Jm2a1要少。D项，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。4(xx安徽安庆二模)下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群表中数据单位：102 kJ/(m2年)。下列说法错误的是()种群同化固定的能量体内贮存的能量呼吸消耗的能量甲16.744.5412.2乙7015.854.2丙930229701丁69.52049.5戊1.6740.41.274A.表中的丙为生产者B表中的种群构成2条食物链C当某种原因导致乙大量减少时，戊的数量仍能保持相对稳定D第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%解析：选D。根据各种群同化量可判断甲、乙、丙、丁、戊能形成食物网，其中丙为生产者，A、B正确；当乙大量减少时，戊可以通过丙丁甲戊食物链获得能量进而保持数量相对稳定，C正确；乙和丁处于第二营养级，同化的能量是139.5102 kJ/(m2年)，丙处于第一营养级，同化的能量是930102 kJ/(m2年)，则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5102)/(930102)100%15%，D错误。关于生态金字塔的考查5(xx高考海南卷)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：选B。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。6(xx高考天津卷)图a、b分别为农村和城市生态系统的生物量(生命物质总量)金字塔示意图。下列叙述正确的是()A两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系B两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成C城市生态系统不具有自我调节能力，抵抗力稳定性低D流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能解析：选A。A项，生态系统均可通过信息传递调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。B项，题图a、b分别表示农村和城市生态系统的生物量金字塔，两者的营养结构不是由3个营养级组成的，如在农村生态系统中，存在食物链：农作物昆虫蜘蛛鸟猫头鹰，不只由3个营养级组成。C项，任何生态系统都具有自我调节能力，只是自我调节能力有一定的限度。虽然城市生态系统的营养结构简单，但其也有自我调节能力，只是自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。D项，流经城市生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能和外来人为的物质输入。考点二生态系统的物质循环学生用书P2471碳循环过程(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。(2)碳返回无机环境的途径生产者、消费者的呼吸作用。分解者的分解作用。化石燃料的燃烧。(3)分析温室效应产生的原因化石燃料的大量燃烧，产生了大量CO2。植被破坏，降低了对大气CO2的调节能力。2能量流动与物质循环之间的关系(1)区别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)(2)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。 (xx重庆模拟)如图表示生物圈中碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。请回答以下问题：(1)图中的生理过程分别是_、_，两大生理过程共同维持着碳循环。(2)图中生态系统中的食物链是_，该结构的复杂程度决定着生态系统_稳定性的大小。(3)碳从生物群落进入无机环境的途径是_，是以CO2的形式进行的。(4)碳循环具有_性、循环性，降低_过程有利于维持大气中的碳、氧平衡。答案(1)光合作用细胞呼吸(2)BC抵抗力(3)(4)全球碳循环示意图中生态系统成分的判断方法图形解读(1)图1先根据双向箭头确定A和B应为生产者或大气CO2库，再由多个单向箭头可判断B为大气CO2库(不能写“无机环境”)，再根据AD，CD，确定D为分解者，剩下的C为消费者。(2)图2根据A与C之间的双向箭头及C有多个单向箭头判断：A和C分别是生产者和大气CO2库。根据A、B、D的碳都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。(3)图3首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分，即A和E，一个为生产者，一个是大气CO2库。又因为其他各个成分都有箭头指向A，所以A为大气CO2库，E为生产者。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C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。碳循环过程及特点分析1(xx陕西西安模拟)下面是某城市人工湿地示意图，需要补充完善的碳循环过程包括()A植物大气中CO2B动物大气中CO2C植物大气中CO2和动物大气中CO2D以上均错误解析：选C。图中只有生物成分之间及微生物与大气中CO2间的碳流动过程，缺乏植物和动物与大气间的CO2交换过程，大气中的CO2进入生物群落主要依赖于植物的光合作用，生物群落中的碳进入大气主要通过植物、动物和微生物的呼吸作用(图中已有微生物的分解作用)。2气候变化与生态系统的碳循环密切相关，下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。时期碳吸收量(kg Ca1)碳释放量(kg Ca1)A1.2010141.201014B1.2010141.261014下列叙述不正确的是()A生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的，碳的释放主要是通过呼吸作用实现的B表中A时期处于相对稳定状态，原因是碳的吸收量与释放量相对平衡C由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制，破坏了生态系统的物质循环，导致大气中二氧化碳的增加，并引起气候变化D化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大解析：选C。植物通过光合作用固定大气中的无机碳，而生物的呼吸作用则把生物群落中的有机碳转变为无机碳，再返还给大气。表中A时期碳的吸收量和释放量是相同的，说明大气中碳的含量相对稳定。B时期碳的释放量大于吸收量，说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量，从而影响整个生态系统的碳循环。大气中CO2含量的提高可以增强光合作用，而不是使光合作用受到抑制，所以C项的表述是错误的。易错点1误认为在生物群落中碳都是以CO2的形式进行循环的点拨在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。易错点2误认为能量伴随着物质循环而循环点拨物质循环流动，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。 物质循环和能量流动规律的应用实例分析3(xx浙江温州二模)如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是()A“桑”不能代表能量流动B模式图中不应有“池塘”的箭头C鱼是二级消费者D该生态农业促进了能量流动和物质循环解析：选D。“桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是初级消费者，C错误；该生态农业促进了物质循环，提高了能量的利用率，D正确。4.如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()A微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率解析：选C。在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，选项C错误。该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B项正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项D正确。能量传递效率与能量利用效率的辨析(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 学生用书P249核心体系构建填充生产者固定的能量食物链(网)热能单向流动逐级递减全球性循环往复生物群落生物圈规范答题必备1能量流动的三个常考点(1)起点：从生产者固定太阳能开始(输入能量)。(2)总能量：流经生态系统的总能量生产者所固定的太阳能总量。(3)渠道：沿食物链和食物网传递(传递能量)。2生产者固定的太阳能的三个去向(1)呼吸作用消耗。(2)下一营养级同化。(3)分解者分解。3能量流动的两个特点：单向流动、逐级递减。4生态系统的物质循环(1)循环的对象：化学元素。(2)循环的范围：无机环境和生物群落。(3)循环的特点：具有全球性；往复循环利用。5大气中CO2的三个主要来源(1)生产者、消费者的呼吸作用。(2)分解者的分解作用。(3)化石燃料的燃烧。6能量流动和物质循环的两个关系(1)物质是能量流动的载体。(2)能量是物质循环的动力。学生用书P2491(xx高考海南卷)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：选D。能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。2如图为某生态系统中能量流动过程图解，ad表示相关能量数据，下列分析错误的是()A流入该生态系统的总能量是87 400 kJm2y1B初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量是6 200 kJm2y1C各级消费者粪便中的能量属于其同化量D能量从第二营养级传递到第三营养级的效率为11.4%解析：选C。流经某生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，即87 400 kJm2y1，而不是照射到植物表面的太阳能总量；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量是同化量减去呼吸作用以热能形式散失的能量，也就是流向下一营养级和被分解者利用的能量之和，即a7 8001 6004 6006 200 kJm2y1；消费者粪便中的能量不属于其自身的同化量，而是属于其上一营养级的同化量；能量从第二营养级到第三营养级的能量传递效率等于第三营养级的同化量占第二营养级同化量的百分比，由上分析可知a14 000 kJm2y1，即1 600/a1 600/14 00011.4%。3(xx高考江苏卷)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藻水华的现象，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10%20%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解析：选D。A项，富营养化水体出现蓝藻水华，是由于N、P等植物生长所需的矿质元素过多，引起蓝藻大量繁殖，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，能量流动是单向、递减的，每个营养级约有10%20%的能量流向下一营养级，而不是被分解者利用。D项， 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(xx福建福州质检)如图为福建省某地稻田生态系统碳元素转移示意图，箭头和字母分别表示碳元素传递方向和转移量。下列叙述正确的是()A水稻和藻类分别占据不同空间有利于a增加B水稻生长期，该生态系统碳元素转移量关系为abceC丙中的生物可组成多条食物链D调查丁中的小动物类群丰富度可用样方法解析：选A。水稻和藻类分别占据不同空间有利于更多利用光能进行光合作用，碳元素从大气进入生产者的量增加，即a会增加；水稻处于生长期，则碳元素转移进入水稻的量大于转移出去的量；丙中的生物均为消费者，不能组成食物链，因为食物链的起点是生产者；调查丁中的小动物类群丰富度用取样器取样法。5(xx武汉模拟)如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。如图是碳循环的部分过程，下列有关分析不正确的是() A碳循环的过程伴随着生态系统的能量流动B植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量C减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施D低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡解析：选A。据图可知，大气中二氧化碳的来源有：生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧，但降低大气中二氧化碳的含量主要是通过生产者的光合作用来实现的，而是引起大气中二氧化碳含量增加的主要原因，故植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量。减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施。无机环境与生物群落之间碳循环的主要形式是CO2，CO2不携带能量，因此过程不伴随着生态系统的能量流动。6图1为某地自然生态系统中碳循环示意图，代表生理过程；图2为该生态系统中能量流经第二营养级时的示意图，请据图回答下列问题：(1)图1中所有生物共同组成一个_，中代表同一生理过程的是_。(2)碳在无机环境和生物群落之间主要以_形式进行循环；无机环境中的碳进入生物群落的途径除图1中的过程外，还有部分微生物的_参与其中。(3)图2中A表示_的能量，B比A少的原因是_。(4)若将该生态系统没有的狼引入该生态系统，将可能造成该地区_减少，请在图3坐标系中画出狼数量的变化曲线。若要调查狼的种群密度，应采用的方法是_。(5)狼被引入该生态系统后，建立了如图4所示的食物关系，则狼与野狗属于_关系。若一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，则狼增重1千克，至少消耗牧草_千克。(6)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义：一是_，二是还可帮助人类建立人工生态系统，使能量得到最有效的利用。解析：(1)同一区域生活的所有生物组成生物群落，分别表示光合作用、呼吸作用、生产者的部分能量流入分解者、流入下一营养级、化石燃料燃烧、呼吸作用、呼吸作用、消费者的部分能量流入分解者，其中代表同一生理过程。(2)碳在无机环境和生物群落之间主要以CO2形式进行循环；无机环境中的碳进入生物群落的途径除图1中(光合作用过程)外，还有部分微生物的化能合成作用参与其中，如硝化细菌。(3)图2中A表示初级消费者同化量，B为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，是初级消费者呼吸消耗散失部分能量后剩余的能量，储存在生物体内。这部分能量可能被下一营养级获得，也可能流入分解者。(4)将狼引入该生态系统可能造成该地区生物多样性减少，因为该地区可能缺乏狼的天敌。由于环境条件是有限的，所以狼的种群数量变化呈“S”型曲线。狼活动能力强，活动范围大，调查狼的种群密度应采用的方法是标志重捕法。(5)狼与野狗既有捕食关系，又有竞争关系。计算“至少”消耗牧草的量，应该按照最高的能量传递效率(20%)计算。设草至少被消耗A千克，计算过程如下：草羚羊狼：A(1/2)20%(1/2)20%A/100；草斑马狼：A(1/2)20%(1/2)20%A/100；草羚羊野狗狼：A(1/2)20%(1/2)20%20%A/500；草斑马野狗狼：A(1/2)20%(1/2)20%20%A/500；则A/100A/100A/500A/5001，所以A125/341.7(千克)。(6)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义：一是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分；二是还可帮助人类建立人工生态系统，使能量得到最有效的利用。答案：(1)生物群落(2)CO2化能合成作用(3)初级消费者同化初级消费者同化的能量中有一部分用于细胞呼吸散失(4)生物多样性见下图标志重捕法(5)捕食、竞争41.7(6)调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分基础题1在生态系统中，营养级越高的生物获得的总能量越少。下列解释错误的是()A各营养级中总有一部分能量被分解者利用B各营养级中的能量一部分以热能形式散失C生物维持自身的生命活动消耗一部分能量D能量金字塔顶层的生物数量少，需要能量少解析：选D。各营养级生物的同化量一部分用于呼吸，以热能的形式散失；一部分用于自身的生长、发育、繁殖等，其中一部分流向下一营养级，另一部分流向分解者，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，A、B、C三项均正确；能量金字塔顶层的生物因为所处营养级最高，获得的能量最少，故其生物数量少，选项D中因果关系错误。2在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级同化的能量去向，不应包括下列选项中的()A羊的呼吸消耗量B羊的粪便量C羊的生长量 D部分死亡羊的重量解析：选B。生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。3如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项叙述中错误的是() A生物与生物之间捕食与被捕食的关系不能逆转，所以能量流动具有单向性B表示流经生态系统内部的总能量C一般情况下，为的10%20%D从能量关系看，解析：选B。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间传递的效率为10%20%。次级消费者同化的能量有四个去路：其中两个是流向下一营养级和流向分解者，还有未被利用以及自身呼吸消耗的部分，所以。4如图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是()A图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少B该图中C所具有的能量为B的10%20%C该图中的A表示流经该生态系统的总能量D图中所示四个营养级能量的关系为ABCD解析：选D。无机环境中的能量进入生态系统的起点是生产者，所以确定A为生产者，则B、C、D为消费者，由于能量流动是逐级递减的，所以图中方框大小可以用来表示该营养级生物所具有的能量多少。A所固定的能量，有四个去向：自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未被利用(图中没有标出未被利用部分)，所以A具有的能量大于B、C、D的能量之和。5(xx合肥教学质检)某生态系统中的四种生物构成一条食物链abcd，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。下列叙述中错误的是()AM1一定不是a种群固定的太阳能总量B若M15M2，则生态系统稳态可能遭到破坏Cd个体所含的有机物的质量应比c个体的小D若M2大量增加，一般会导致M1减少，M3增加解析：选C。生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A项正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B项正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C项错误；一定时间内，M2增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D项正确。6下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是()A图中A所固定的能量是B、C的能量之和B若C增加1 kg，则需要消耗A约42 kgCB营养级的个体数量一定多于C的个体数量D若B的数量越多，则C获得的能量越少解析：选B。能量流动是逐渐减的，A所固定的能量大于B、C之和，A错误；由图可知，AB之间的传递效率为200/(200175875)4/25，BC之间传递效率为30/2003/20，则C增加1 kg，需消耗A为：14/253/2042，B正确；B营养级的个体数量不一定多于C的个体数量，数量金字塔有倒置现象，C错误；一定范围内，若B的数量越多，则C获得的能量越多，D错误。7.(xx山东滨州检测)如图为一个生态系统碳循环的模式图，则下列说法正确的是()A碳通过光合作用和化能合成作用进入甲B乙只表示初级消费者C丙处于最高营养级D丁主要是微生物解析：选A。分析题图可知：甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2，则B、C、D错误；生产者中包括能够进行光合作用的生物和进行化能合成作用的生物(如硝化细菌)，A正确。8分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是()A物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动B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C能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量D碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的解析：选C。A项和B项，物质循环和能量流动的联系：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；C项，生产者固定的太阳能的总量包括四部分：生产者自身的呼吸作用散失的能量、生产者流向初级消费者的能量、生产者流向分解者的能量及未利用的能量；D项，碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，在生物群落内部以有机物的形式传递。9在某生态系统的调查中，得到以下信息，请根据相关信息作答：(1)已知图1中A、B、C、D、E分别代表生产者、分解者、初级消费者、次级消费者、无机环境，依据能量传递效率为10%20%，请在图中将能量与A、B、C、D、E存在的对应关系，用线段连接起来。(2)请在图2中，将能量流经D的示意图补充完整(用箭头和文字表示)。 (3)该生态系统中捕食关系的食物链可以表示为_(用字母和箭头表示)；第二营养级到第三营养级能量的传递效率为_%(小数点后保留1位)。(4)从能量输入和输出角度看，该生态系统输入生物群落的能量将_(填“增加”“减少”或“基本不变”)，原因是_。解析：(1)根据能量流动逐级递减的特点可知，图1中为生产者同化的能量，再根据能量传递效率为10%20%可知，为初级消费者同化的能量，为次级消费者同化的能量，则为分解者同化的能量，所以对应关系为：A、B、C、D。(2)对次级消费者D来说，其同化量摄入量粪便量，同化量呼吸量用于生长、发育、繁殖的能量，用于生长、发育、繁殖的能量中有一部分流向分解者。其粪便中所含有的能量是其上一营养级能量的一部分。(3)食物链由具有食物关系的生产者和消费者组成，按照能量流动逐级递减的规律，其食物链组成为ACD，第二营养级到第三营养级能量的传递效率为15.9141.0100%11.3%。(4)生产者同化的能量大于所有生物呼吸消耗能量的总和，因此该生态系统输入生物群落的能量将增加。答案：(1)(2)(3)ACD11.3(4)增加生产者同化的能量大于所有生物呼吸消耗能量的总和10据图回答问题：(1)与有关的生理过程是_；共同表示的生理过程是_。(2)共同表示的生理过程是在植物体细胞内的_上进行的。(3)大气中CO2的来源有动植物的细胞呼吸、_、_等。解析：(1)图中为生产者从大气中吸收CO2的过程，即为植物的光合作用，为植物通过细胞呼吸分解有机物以CO2的形式释放到大气中。消费者为异养型生物，直接分解有机物获得能量，可以在有O2存在条件下，将葡萄糖分解为H2O和CO2，这就是一个完整的有氧呼吸过程。(2)过程表示植物利用H2O经过光反应产生O2的过程，是在植物体细胞中叶绿体的类囊体膜上进行的。(3)大气中CO2除来自生产者、消费者的细胞呼吸，还来自分解者的分解作用，以及人类对石油、煤、天然气等大量化石燃料的燃烧。答案：(1)细胞呼吸、光合作用有氧呼吸(2)叶绿体的类囊体膜(3)分解者的分解作用化石燃料的燃烧提升题11.如图为某生态系统中生产者与初级消费者的能量流动图解，已知生产者的总能量为a，其中字母代表能量，则下列叙述不正确的是()A从生产者到下一营养级的能量传递效率为a/aBc代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量Cd代表用于呼吸作用消耗的能量Db代表第二营养级的同化量解析：选A。由题干中的信息可知，a只能代表第二营养级摄入的能量，b代表第二营养级的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量。从生产者到下一营养级的能量传递效率应为b/a。12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流入初级消费者的能量为(A2B2C2)D图解表明能量流动的特点是单向流动、逐渐递减解析：选C。流入初级消费者的能量D1等于A2B2C2D2之和，故C项错误。13(xx玉溪模拟)下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析正确的是()注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量。Aabcde为本年度流入该生态系统的总能量Bc1表示次级消费者中被三级消费者同化的能量C初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在b或d中Dc和e之一可代表生产者传递给分解者的能量解析：选C。A错误，结合图形分析知，bcde为本年度植物光合作用利用的太阳能(固定的能量)，即流入该生态系统的总能量；B错误，c1代表初级消费者流入次级消费者的能量，即被次级消费者同化的能量；C正确，初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中；D错误，b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未被利用的能量。14如图为一个草原生态系统的食物链，E1、E2、E3、E4分别表示流入牧草、昆虫、鸟、鹰的能量，下列说法不正确的是()A这些生物形成的数量金字塔与能量金字塔基本一致B(10%)3E4/E1(20%)3C牧草的大部分能量传给了昆虫D捕食关系对维持群落的稳定有重要作用解析：选C。一般而言，营养级越高，该营养级的能量越少，生物数量也越少；能量在各营养级之间的传递效率在10%20%之间，因此鹰从牧草处获得的最多能量为(20%)3E1，最少能量为(10%)3E1；牧草传递给昆虫的能量最多为20%E1；各种生物之间的捕食和被捕食关系(相互制约)，使其数量不会有明显变化，因此捕食关系对维持群落的稳定有重要作用。15下表表示某生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，相关叙述不正确的是()甲(生产者消耗CO2量)乙(分解者CO2释放量)丙(生产者CO2释放量)丁(消费者CO2释放量)100213011.5A.甲可以表示流经该生态系统的总碳量B乙释放CO2的方式不同于丙、丁C该森林生态系统的抵抗力稳定性可能正在上升D表格体现了无机环境和群落之间的碳循环解析：选B。甲表示生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2量，可以表示流经该生态系统的总碳量；乙、丙、丁都通过呼吸作用释放CO2；表中CO2消耗量大于CO2释放量，说明该生态系统一年中有机物积累量增加，生物种类或数量增多，抵抗力稳定性可能正在上升；无机环境中的CO2通过甲进入群落，通过乙、丙、丁的呼吸作用将CO2释放到无机环境，因此该表格可以表示无机环境和群落之间的碳循环。16(xx北京西城区模拟)研究发现，每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了某湖泊中环境问题的研究，他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，如下表所示。分析回答：生物种类消化道内食物组成千克体重污染物含量/mg汞某种杀虫剂A鱼(甲)鱼(乙)7896B河蚌水蚤、小球藻2557C小球藻/35D鱼(乙)水蚤1031E水蚤小球藻515(1)表中生物可能形成的食物链(网)为_，河蚌(B)和水蚤(E)的关系是_。(2)若C中的能量不变，将B的食物比例由CE11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的_倍。(3)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2形式流动的是_(填序号)，的生理作用主要是_，该生态系统中丙的成分为_。(4)分析上表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么？_。针对这一问题，你将提出什么样的保护或改善建议？_。解析：(1)先确定小球藻为生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型(初级，次级)，最后写出具体的食物链(网)。(2)B的食物比例CE11时，设B中的能量为x，则需要C的能量为1/2x0.11/2x0.10.155x；B的食物比例CE21时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2/3y0.11/3y0.10.140y；根据题意C中的能量不变，则55x40y，y/x1.375。(3)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2库。过程为生产者的光合作用，为生产者的呼吸作用。是以CO2形式循环的，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式进入大气中，即和以CO2的形式进入大气中。(4)根据表格所示，污染物为重金属离子(汞)和杀虫剂。可以从源头上、污染后的处理方法等方面考虑。此小题为开放性的问题，只要合理即可。答案：(1)捕食和竞争(2)1.375(3)光合作用分解者(4)重金属离子(汞)和杀虫剂污染防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体