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第32讲 生态系统的功能,2017备考江苏最新考纲,1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(C)。2.生态系统中的信息传递(A)。,考点一 生态系统的能量流动(5年13考),自主梳理,1.能量流动概念理解,固定的,太阳能总量,食物链和食物网,化学能,化学能,热能,呼吸作用,2.每一营养级能量来源与去路的分析,(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量可存在如下去向： 自身 流入 被 分解利用 未被利用量(最终也将被分解者利用),太阳能,上一营养级同化的能量,呼吸消耗,下一营养级,分解者,3.能量流动的特点及意义,(1)能量传递效率：是指 之间 的比值。 (2)能量流动的特点： 、 。 (3)研究意义 帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 利用。 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 的部分。,相邻两个营养级,同化量,单向流动,逐级递减,人工生态系统,最有效的,对人类最有益,如图为以第二营养级为例，能量的来源和去路图解,针对上图(完善空白处内容并回答) (1)某营养级摄入量粪便量 。 (2)某营养级同化量呼吸消耗量 。,该营养级的同化量,用于该营养级生长、,发育和繁殖的能量,(3)用于某营养级生长、发育和繁殖的能量一部分可“被下一营养级 ”，另一部分可“ ”。 (4)某营养级“粪便”中能量，应如何划分归属？ 提示 粪便中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔同化量，而是草同化量的一部分。,摄入,被分解者利用,跟进题组,题组一 生态系统能量流动的过程和特点,1.(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,2.(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(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( Jm2a1) 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3 7804 2007 980(Jm2a1)，第一到第二营养级的能量传递效率为7 980/31 920100%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,3.下列关于图示的说法，正确的是( ),A.若三角形为数量金字塔，则此图适合所有 的生态系统各营养级的数量关系 B.若三角形为能量金字塔，则所有营养级的总能量为该生态系统的总能量 C.若图示为一个生态系统,则该生态系统的结构包括非生物环境和生物群落两大部分 D.若需对图中土壤小动物类群丰富度进行研究，常用取样器取样的方法进行采集、调查,解析 不是所有的生态系统各营养级的数量都呈现金字塔形式，如城市生态系统中生产者数量较少，消费者数量较多；流经生态系统的总能量是第一营养级固定的能量，而不是所有营养级的总能量；生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构；调查土壤中小动物类群丰富度时常用取样器取样法。 答案 D,界定三类生态金字塔 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。,题组二 生态系统能量分流模型辨析,4.(多选)下图为部分能量流动图解，下列叙述正确的是( ),A.次级消费者摄入量占初级消费者摄入总量的10%20% B.b表示初级消费者的同化量 C.图中能量数值bac D.c指向分解者的箭头中包含初级消费者的遗体残骸，包括次级消费者的粪便,解析 能量传递效率10%20%是相邻营养级同化量之比，而非摄入量，A错误；摄入量减粪便量是同化量，同化量一部分用于呼吸散失，一部分用于生长、发育和繁殖，B正确；图中b等于呼吸散失的能量与c之和，C错误；c表示生长、发育和繁殖所用能量，这一过程中一部分会被下一营养级摄入，下一营养级的粪便属于c，D正确。 答案 BD,5.如图为某农田生态系统的局部能量流动示意图，字母表示能量值。据图回答下列问题：,(1)流经该生态系统的总能量为_(填字母)。伴随能量的输入，碳元素以_形式进入生物群落。f表示生态系统中能量的输出部分，其形式为_。 (2)c表示_，初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可用图中的_(填字母)表示。g属于生态系统的_(成分)所利用的能量值，其获得的h来自第_营养级。,解析 (1)流经该生态系统的总能量为生产者固定的能量，即a。碳元素从非生物环境进入生物群落的形式是二氧化碳。f表示初级消费者通过呼吸作用以热能的形式散失的能量值。(2)c表示初级消费者同化的能量，d表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。g表示以粪便、遗体等形式流向分解者的能量值。h表示初级消费者粪便中的能量，这些能量来自生产者(第一营养级)。 答案 (1)a CO2 热能 (2)初级消费者同化的能量值 d 分解者 一,每一营养级能量的来源与去路分析 (2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析： 定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路),a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。 定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条： a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。可用下图表示：,考点二 生态系统的物质循环（5年11考）,自主梳理,1.物质循环,(1)概念：组成生物体的 在非生物环境与生物群落间不断循环的过程。 (2)特点： 、反复利用、 。 (3)与能量流动的关系：二者 进行，相互 ，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 紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。,各种元素,全球性,循环流动,同时,依存,各种组,成成分,2.碳循环,(1)碳在非生物环境中的存在形式： 和碳酸盐。 (2)碳在生物群落中的存在形式： 。 (3)循环过程：碳从非生物环境到生物群落是通过 作用、 作用实现的；从生物群落到非生物环境则是通过 和 实现的。,CO2,含碳有机物,光合,化能合成,呼吸作用,微生物的分解作用,3.温室效应,(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的 含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。 (2)影响：导致 ，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。,CO2,气温升高,1.高考重组 判断正误,(1)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，10D)( ) (2)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)( ) (3)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，T3D)( ) (4)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)( ),以上内容主要源自教材必修3 P101，考查点侧重碳循环，把握碳循环的来路与去路是解题关键。,2.(必修3 P101图5-11改编)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。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ABC B.碳从生物群落进入无机环境的途径是 C.碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性 D.提高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BC；碳从生物群落进入无机环境的途径是生产者的呼吸作用、分解者的分解作用和消费者的呼吸作用；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,对物质循环过程常见图解的识别 常考模型碳循环常见变式模型,模型解读 图1先根据 判断：a和b应为 和 ,不能写“无机环境”,也不能写“生物类别”。再根据ac判断：c为消费者,剩下的d为 。 图2根据a与c之间的 判断：a是 ，c是 。根据a、b、d的箭头都流向e，可进一步判断：b是初级消费者，d是次级消费者，e是 。 图3根据a与e之间的双向箭头判断：a为非生物环境，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 ，剩余的b、d、f则为消费者。整个图解中，食物链是efdb。,双向箭头,生产者,非生物环境,分解者,双向箭头,生产者,非生物环境,分解者,分解者,跟进题组,题组一 碳循环过程及特点,1.如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析不正确的是( ),A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足 B.a是消费者，c是生产者,各成分间以CO2的形式传递碳元素 C.对e过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡 D.碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体,解析 图中a为消费者，b为分解者，c为生产者，d为大气中的CO2库，e为化石燃料；碳元素在生物群落与非生物环境之间以CO2的形式循环，在生物群落内部以有机物的形式传递。 答案 B,2.如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向，下列相关叙述正确的是( ),A.图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落 B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸 C.缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行 D.化石燃料的大量燃烧会导致碳平衡的破坏,解析 本题的突破点在于双向箭头，双向箭头的一端是生产者，另一端是非生物的物质和能量，因此甲为生产者。其他成分中箭头指向多的为分解者，即丁为分解者，剩余的乙、丙为消费者。生物群落的构成需要动物、植物和微生物，即甲、乙、丙和丁构成了该生态系统的生物群落，A错误；代表动植物细胞呼吸的是指向大气中的CO2的箭头，不包括c、d，B错误；生态系统的物质循环必须要有生产者和分解者，也就是甲和丁，故缺少类群丙时生态系统的物质循环能正常进行，C错误；化石燃料的燃烧会导致大气中的CO2迅速增多，引起温室效应，打破了碳循环的平衡，D正确。 答案 D,“三看法”快速确认碳循环的各环节,题组二 能量流动及物质循环的关系及应用,3.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 沼气池中的微生物将有机物分解为无机物，是分解者；能量流动只能单向流动、逐级递减，不能循环利用；该模式提高了能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。 答案 C,4.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非生物环境之间循环往返 C.能量的总和便是生产者所固定的太阳能总量 D.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 解析 生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，的总和小于生产者所固定的太阳能总量。 答案 C,能量流动和物质循环之间的关系,考点三 生态系统的信息传递（5年7考）,自主梳理,1.信息的种类（连线）,答案 (1)b (2)c (3)a,2.信息传递在生态系统中的作用,生命活动,繁衍,生物种间关系,3.信息传递在农业生产中的应用,(1)提高 或畜产品的产量。如利用模拟的动物信息吸引大量的 ，就可以提高果树的传粉率和结实率。 (2)控制 。如利用昆虫 诱捕或警示有害动物，降低害虫的种群密度。,农产品,传粉动物,有害动物,信息素,深度思考,观察信息传递的模型，请思考：,(1)图中“信息”可来自何处？ (2)从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？ (3)从信息传递的方向来看，生态系统的信息传递具有什么特点？,提示 (1)生物或无机环境。 (2)不是，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。 (3)具有双向传递的特点。,跟进题组,题组一 信息传递的种类、特点和应用,1.下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是( ),A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食 B.榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象 C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊 D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别 解析 A项中的“信息素”、B项中的“化学物质”、D项中的“气味”均能说明其信息传递的类型属于化学信息，而C项中的“低频声波”能说明其信息传递的类型属于物理信息。,C,2.蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明( ),A.蟑螂能感受物理信息的改变 B.信息传递是生态系统的重要功能之一 C.行为信息可以影响蟑螂的行为 D.蟑螂可以感受一切信息刺激 解析 白天、黑夜的变化是光的变化，光属于物理信息。 答案 A,1.信息传递在生态系统中的作用整合,2.巧判生态系统信息传递的类型 (1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。 (2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。 (3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。 (4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。 (5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息交流。,题组二 生态系统三大功能的比较与判断 3.下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示( ),A.能量流动、碳的循环、信息传递 B.能量流动、信息传递、碳的循环 C.碳的循环、能量流动、信息传递 D.信息传递、能量流动、碳的循环,解析 生态系统的碳循环具有循环往返、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循环；在生态系统内能量流动是单向的，图乙可表示能量的流动；而生态系统的信息传递，不论在生物与无机环境之间、生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。 答案 C,4.如图为生态系统成分的模式图，下列叙述不正确的是( ),A.图中的各成分之间均可以传递信息 B.生产者和消费者之间的信息传递可以调整种间关系 C.无机环境发出的信息种类只能是物理信息 D.生态系统的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能,解析 从图中可以看出，生态系统的每种成分均能发出信息，也能接受信息，所以说生态系统的信息传递在生态系统的各种成分间均能进行。信息传递的主要功能之一就是调整种间关系。无机环境发出的信息可以是物理信息，也可以是一些营养物质发出的化学信息，所以C错误。 答案 C,(1)生态系统的功能有能量流动、物质循环、信息传递。能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定着能量流动和物质循环的方向。 (2)生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。,易错易混 防范清零,易错清零,易错点1 因混淆“摄入量”、“同化量”、“粪便量”、“尿液中能量”而出错,点拨 (1)摄入量同化量：摄入量粪便量才是同化量，动物的“粪便”量不曾被动物消化吸收而同化，不属同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属兔同化量。 (2)粪便量尿液中能量：粪便量不属动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属动物同化量的一部分。,易错点2 错将“相邻两营养级”间的传递效率等同于“相邻两个生物个体”间的传递效率，从而出现“一只狼捕获一只狐时只获得了其10%20%能量”的错误,点拨 能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量100%，而不是相邻营养级中某个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才是10%20%。,易错点3 误认为能量金字塔中每一塔级只包含一种生物，或者认为能量金字塔中生物仅构成一条食物链,点拨 能量金字塔中每一塔级应代表一个营养级环节，由塔底至塔顶依次为生产者初级消费者次级消费者三级消费者等，每一塔级所包含的生物可为多个物种，如初级消费者环节中可包含所有植食动物(如图示金字塔中乙内所有植食动物)，故能量金字塔中各环节可形成复杂的食物网，而不是只形成一条食物链。,易错点4 错误理解能量金字塔每一塔级“逐级递减”的内涵,误认为一个“吃牛肉的人”比一个“吃玉米的人”获得的能量少,点拨 能量金字塔是以捕食链中某营养级“全部生物同化量总值”为指标绘制而成，天然生态系统中能量金字塔总呈“正立”型，能量沿食物链流动时是“逐级递减”的，故从能量流动原理看，食物链越长，能量损耗越大，最高营养级所获得的能量也越少，正因如此，生态学家提出“素食可减少能量损耗，从而节约粮食，养活更多人口”的观点，然而，这是针对整个“生产者”环节经食物链传向整个“人群”而言的，就一个人而言，当他吃玉米时，未必会比吃牛肉获得的能量更多。,易错点5 混淆能量传递效率与能量利用率,点拨 (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。,纠错小练,1.在分析生态系统的能量流动时经常涉及“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“摄入量”、“同化量”、“粪便量”等说法，则下列说法中正确的是( ),A.某一营养级生物的摄入量即同化量 B.某一营养级生物的粪便量是该营养级生物同化量的一部分 C.输入到某一营养级的能量即该营养级生物的同化量 D.相邻两营养级生物中较高营养级与较低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率,解析 输入量即同化量，摄入量同化量粪便量，因此，A项错误，C项正确；某一营养级生物的粪便量实际上是上一营养级生物同化量的一部分，B项错误；能量的传递效率是指相邻两个营养级同化量的比值，D错误。 答案 C,2.(2015南昌调研)一个池塘中含有生产者、初级消费者、次级消费者、分解者，其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，三者呼吸消耗的能量依次是e、f、g。下列表述正确的是( ),解析 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为c/d100%，A项错误。由于生产者固定的全部能量为a，则流入第二营养级的能量b最多为a/5，流入第三营养级的能量c最多为a/25，故abc，B项正确。初级消费者粪便中的能量属于生产者的能量，C项错误。生产者固定的全部能量a是流入该生态系统的总能量，D项错误。 答案 B,3.珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来喂鱼。假设蚕同化的能量为105 kJ，从能量流动角度分析，鱼从蚕同化的能量中获得的能量为( ),A.0 kJ B.104 kJ C.2105kJ D.介于104105kJ之间 解析 此题考查考生对能量流经第二营养级过程的理解,大多数考生会利用桑蚕鱼这条食物链来计算鱼的同化量,根据能量的传递效率10%20%,从而错选D。而蚕粪中的能量并不属于蚕的同化量，而属于桑的同化量。所以本题答案为A。 答案 A,4.(多选)如图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是( ),A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B.能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减 C.若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活500人 D.若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低,解析 本题考查对生态系统的能量金字塔的分析。A中，因不知道两人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较，A错误；B中，能量沿食物链单向流动，随营养级的升高而逐级递减，但传递效率不一定逐级递减，为10%20%；C中，若A和B中玉米的数量相同，设养活一人消耗能量为m，若A能养活10 000人，对应的玉米能量至少是50 000 m，同样数量的玉米，B中至少养活的人数是50 00010%10%500人，C正确；若土壤中含相同浓度的难降解污染物，由于生物的富集作用，则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度低，D正确。 答案 CD,
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