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第10单元 生态系统与生态环境的保护第30讲生态系统的结构与能量流动考试说明 1.生态系统的结构()。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用()。考点一生态系统的结构 1.生态系统的概念:由与相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是。 2.生态系统的组成成分成分类型生活方式作用非生物的物质和能量等生物群落中物质和能量的生物群落生产者主要是制造,储存能量,为消费者提供食物和栖息场所消费者主要指异养加快生态系统的;对植物的传粉、种子传播等具有重要作用分解者营生活的生物将动植物遗体和动物的排遗物分解成,返回到无机环境中,供生产者重新利用 3.生态系统的营养结构(1)食物链概念:生态系统中各生物之间由于关系形成的一种联系。特点:为第一营养级,消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级。(2)食物网概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。特点:同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的。理性思维模型与建模 如图10-30-1为生态系统中各成分的关系模式图,请分析回答:图10-30-1(1)根据双向箭头AD,可确定两者肯定是。(2)根据箭头指向判断各成分:A有三个箭头指出,应为;D有三个箭头指入,应为;B和C中是分解者,判断依据是。 1.生态系统中四种成分的关系图10-30-2(1)非生物的物质和能量是生态系统的生物群落中物质和能量的最终来源。(2)生产者主要通过光合作用把太阳能转变为化学能,固定在有机物中,从而被生物所利用。(3)从理论上讲,消费者的活动不会影响生态系统的根本性质。(4)如果一个生态系统中没有分解者,动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山,生态系统就会崩溃。(5)由图示可知四种成分的关系:基础:非生物的物质和能量。桥梁:生产者、分解者。主导(基石):生产者。 2.对生态系统成分的理解误区及特例误区特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于消费者动物都是消费者蚯蚓、蜣螂等及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物,属于分解者生产者都是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者主要是绿色植物植物都是生产者菟丝子等一些寄生植物营寄生生活,属于消费者 3.生态系统营养结构的分析(1)图例图10-30-3(2)分析每条食物链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,分解者不出现在食物链(网)中。一种生物在某一食物链中的营养级别=消费者级别+1。同一种消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级,如狼分别是第三、第四营养级。在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。角度1考查生态系统组成成分的分析1.下列有关生态系统成分的叙述,正确的是()A.自养生物都属于生产者,都可以进行光合作用,把无机物转变成有机物B.动物都是消费者,其中食草动物为初级消费者C.分解者都是腐生生物,是生态系统不可缺少的成分D.非生物的物质和能量是指阳光、水、空气、细菌等2.2017辽宁沈阳三模 在我国传统文化中有许多关于生物学知识的论述,下列叙述错误的是()A. “螟蛉有子,蜾蠃负之”体现了生物之间存在互利共生关系B. “远芳侵古道,晴翠接荒城”体现了群落次生演替的过程C. “螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理D. “大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃淤泥”描述的生态系统中淤泥中的藻类属于第一营养级角度2考查食物链和食物网的分析3.2017郑州模拟 如图10-30-4为某生态系统的食物网,甲、乙、丙、丁、戊代表不同的生物,下列相关说法正确的是 ()图10-30-4A.该食物网由3条食物链组成B.戊与丙的种间关系是捕食和竞争C.从图中可以看出,戊占有三个营养级D.甲、乙、丙、丁、戊所代表的生物共同构成一个群落4.某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示,表中能量数值的单位相同。种群甲乙丙丁戊能量3.5612.8010.300.48226.50回答下列问题:(1)请在下框中画出该生态系统中的食物网。(2)甲和乙的种间关系是;种群丁是该生态系统生物组分中的。方法技巧食物链(网)的构建(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)。先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,可以确定图中食物链为乙丙甲。图10-30-5(2) 数据(能量值)以表格形式直接呈现,构建食物链(网)。下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级,Pg表示生物同化作用固定能量的总量。营养级ABCDPg15.9870.71.9141.0所以,根据能量多少和能量传递效率(10%20%)可以确定食物链为BDAC。(3)数据以表格形式间接呈现(重金属、DDT等浓度),构建食物链(网)。如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表:生物体ABCDE有机汞浓度(mgL-1)0.0570.51680.39图10-30-6注意:本表直接呈现的是某生物体内的有机汞浓度,并非能量值。有机汞存在生物富集现象,即随着营养级的增加,汞浓度增加,两者在数值上呈正相关,所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低,从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如图10-30-6。(4)根据题干提供的各种图形信息构建食物链(网)。图10-30-7图和图都是以每个营养级中有机物多少为依据,图中的食物链是丙甲乙丁;图中的食物链是丙丁甲乙;图表示的是生态系统的物质循环图解,D是生产者,A是消费者,B是分解者,C是无机环境,其中的食物链是DA。角度3考查食物链或食物网中不同生物间数量变动制约关系图10-30-85.如图10-30-8是某池塘生态系统中的两条食物链,大量捕捞花鲢后,各种群数量将有所变化,下列能正确反映短期内种群数量变化趋势的是()A.绿藻上升 B.白鲢下降C.水蚤下降 D.乌鱼上升6.2017河南新乡三模 某地草场中有如下食物链:牧草野兔鹰。如图10-30-9表示该食物链中各生物的个体数量的相对值。下列有关分析错误的是()图10-30-9A.甲的个体数量、总能量都是最多的B.乙的数量突增,短时间内物种丙的数量也会增加C.丙表示鹰,该种群营养级高,所含能量较少D.甲在不同地段、不同层次上的个体数量不同,主要是食物的原因技法提炼食物网中生物数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内斗争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:图10-30-10若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。考点二生态系统的能量流动 1.概念理解输入源头:太阳能流经生态系统的总能量:生产者传递途径:形式:有机物中的转化太阳能有机物中的热能散失形式:最终以形式散失过程:自身呼吸作用 2.流入某一营养级能量来源和去路的分析(1)第一营养级能量分析图10-30-11(2)消费者(除最高营养级)能量分析图10-30-12某营养级摄入的能量=该营养级粪便中的能量+。某营养级的同化量=该营养级呼吸作用消耗的能量+。某营养级用于生长、发育和繁殖的能量=未被利用的能量+。 3.特点(1)能量传递效率:相邻两个营养级之间的比值。(2)特点:、逐级递减。4.意义(1)科学规划、设计人工生态系统,使能量得到。(2)合理地调整生态系统中的,使能量持续高效地流向的部分。理性思维1.归纳与概括 某种金龟子专门以大象的粪便为食,那么大象这一营养级的能量是否传递给了金龟子?为什么?2.归纳与概括 能量可以由生产者或消费者流向分解者,那么,分解者同化的能量能否被生产者或消费者利用?试举例说明。 1.生态系统能量流动的过程图10-30-13(1)能量来源生产者太阳能消费者上一营养级同化的能量(2)每一营养级能量的去向自身呼吸消耗,转化为其他形式的能量和热能。流向下一个营养级(最高营养级除外)。遗体、残骸等中的能量被分解者利用。2.能量流动的特点(1)单向流动能量流动是沿食物链进行的,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)相邻营养级间能量传递效率为10%20%能量传递效率=某一个营养级的同化量上一个营养级的同化量100%图10-30-14能量传递效率是营养级之间的能量传递效率。如图10-30-14中,不能说流入2的能量占生产者1固定的能量的10%20%;而是流入2、5、7的能量之和约为生产者1所固定能量的10%20%。如果取极限,那么流入2的能量可达到生产者1固定能量的20%。一般说来,能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%20%;需要注意的是10%20%的能量传递效率只是一个经验数据,有些生态系统的能量传递效率不在这个范围。 3.生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔模型特点正金字塔一般为正金字塔,但有时也会倒置,如成千上万只昆虫生活在一棵大树上一般为正金字塔角度1考查能量流动过程的分析1.2017宁夏平罗中学月考 草兔子狐狸狼为某草原上的一条食物链,下列关于该食物链的说法中正确的是()A.在此食物链中能量形式的转变顺序是化学能光能热能B.兔子粪便中的能量不属于兔子的同化量,而属于草的同化量C.当狐狸捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入了第二营养级D.根据能量流动的特点,狼个体体内的能量少于狐狸个体体内的能量2.如图10-30-15为能量流经某生态系统第二营养级的示意图单位:J/(cm2a),据图分析,有关说法正确的是()图10-30-15A.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 J/(cm2a)B.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2a)C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D.该生态系统第三营养级同化的能量是15 J/(cm2a)角度2考查能量流动特点及应用的分析3.图10-30-16为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少),下列选项正确的是()图10-30-16A.图中b=h+c+d+e+f+iB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a100%C.在“草兔狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率4.2017湖北襄阳一调 某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用效率进行测定,测出的数据如下表(单位:kJ),请回答下列问题:玉米田荒地湖泊入射太阳能2001.0497.0111 572.0输入第一营养级的能量25.34.95111.3生产者的呼吸量8.40.9937.0(1)太阳能的利用率最高的生态系统是,作出这一判断的依据是。(2)假如两个陆地生态系统的绿色植物固定了等量的太阳能,则(填“玉米田”或“荒地”)生态系统具有较多的能量传递到下一个营养级。(3)玉米田生态系统中,输入第一营养级的能量,除一部分用于生产者的呼吸作用以热能形式散失外,其余能量用于。(4)玉米与玉米田中的杂草之间的关系是,从生态系统的能量流动角度阐述除草的原理:。易错点拨能量流动中的两个“不同”(1)生态系统中同化量和摄入量不同。同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。(2)能量传递效率与能量利用率不同。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%。能量利用率: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。历年真题明考向1.2016全国卷 我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向2.2015全国卷 下列有关生态系统的叙述,错误的是()A.生态系统的组成成分中含有非生物成分B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定3.2015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4.2016全国卷 冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题:(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指。(2)与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是。(3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是。5.2015全国卷 某生态系统总面积为250 km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物,乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题:(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为;当乙种动物的种群密度为时,其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是。(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。完成课时作业(三十)拓展微课能量流动模型分析与计算难点一能量流动模型分析 1.模型一拼图法分析某营养级能量的流向图10-30-17输入第一营养级的能量(W1),被分为两部分:一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1),一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。【典题示导】1.2017四川德阳二诊 某同学绘制了如图10-30-18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 ()图10-30-18A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1) C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减2.下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况,下列说法不正确的是 ()项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中能量能量/kJ41021013070A.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B.昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分C.昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量D.昆虫的前一营养级的能量至少有1000 kJ 2.模型二关系图法分析某营养级的能量流向(1)长期来看,流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条:a.自身呼吸散失;b.流入下一营养级(最高营养级除外);c.被分解者分解利用。(如图10-30-19)图10-30-19(2)在短期内,流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条:a.自身呼吸散失;b.流入下一营养级(最高营养级除外);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。(如图10-30-20)图10-30-20【典题示导】3.如图10-30-21是麻风树林中两个营养级的能量流动图解,已知麻风树的总能量为a,其中字母代表了能量,则下列叙述不正确的是()图10-30-21A.从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为a/aB.c是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量C.d是指呼吸作用散失的能量D.该图解中不包括非生物的物质和能量4.如图10-30-22中A为某湖泊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仅代表不同的能量形式。图B表示能量流经营养级的变化示意图,其中af表示能量值的大小。请据图作答:图10-30-22(1)图A中,m2表示的能量形式为,能进行次级生产的是。(2)图B中,若甲表示图A中营养级所摄入的全部能量,则e表示的能量,用于营养级生长、发育和繁殖的能量是(用所给字母表示)。若图A中营养级所同化的总能量为y,则营养级、间的能量传递效率是100%(用所给字母表示)。(3)由图B可以得出生态系统的能量流动具有单方向的、和逐渐递减的特点。难点二能量传递效率的相关“最值”和“定值”计算 1.能量传递效率的相关“最值”计算(1)食物链越短,最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗得越少。具体计算方法如下:知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获得能量最多选最短食物链、按20%计算需要能量最多选最长食物链、按10%计算获得能量最少选最长食物链、按10%计算需要能量最少选最短食物链、按20%计算2.能量传递效率的有关“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如,在食物链ABCD中,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%。(2)如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算后合并。【典题示导】5.如图10-30-23为一食物网。若要使丙体重增加x,已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y,那么x与y的关系可表示为()图10-30-23A.y=90ax+10xB.y=25ax+5xC.y=20ax+5xD.y=10ax+10x6.图10-30-24中甲是某草原生态系统中碳循环模式图,图中A、B、C、D表示生态系统的成分,图乙为其中部分营养结构。请据图回答:图10-30-24 (1)若草固定的总能量为6.8109 kJ,食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3108 kJ,则人最多能获得能量kJ。(2)若蛇取食鼠的比例由14调整到34,从理论上分析,改变取食比例后蛇体重增加1 kg,人能比原来多增重kg。(能量传递效率按20%计算)易错提醒(1)能量多级利用和逐级递减不是一回事,前者是通过能量的多级传递,每一级传递过程中都有能量流向对人有益的部分;而逐级递减是指在不断逐级传递过程中,每一营养级获得能量都比前一营养级少。(2)进行具体能量流动计算时切记“顺推”(即由“植物”下推)与“逆推”(即由高营养级前推)的计算,前者用“乘法”,后者用“除法”。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2.图10-30-25是生态系统的能量流动图解,N1N6为能量数值,下列有关叙述中正确的是()图10-30-25A.蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N4/N2100%C.流经该生态系统的总能量为N2,由初级消费者流向蜣螂的能量为N6D.N5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖3.科学家R.L.Smith研究了不同种类动物的能量变化情况,部分结果如下表所示。下列叙述不正确的是()能量数值Kcal/(m2a)动物种类摄取量(I)同化量(A)呼吸量(R)生产量(P)收割蚁(植食)34.5031.030.90.10小蜘蛛(肉食)12.6011.9010.01.90盐沼蝗(植食)3.711.370.860.51黄鼠(植食)5.603.803.690.11A.收割蚁只有不到1%的同化量用于自身生长、发育和繁殖等生命活动B.占盐沼蝗摄入食物63%的未同化量可被分解者所利用C.黄鼠的生长效率(P/A)较低的原因是呼吸消耗的能量较多D.表中几种动物同化效率(A/I)不同是因为能量传递效率不同4.2017云南师大附中月考 如图10-30-26为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确的是()图10-30-26A.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率B.从乙到丙的能量传递效率为15%C.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1250 kJD.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性5.一只羊在一年内吃了100 kg的草,排出20 kg的粪,长了10 kg的肉(不考虑其他散失),下列有关说法不正确的是 ()A.该羊一年的同化量是80 kgB.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%C.20 kg的粪属于羊未同化的能量D.该羊一年的呼吸量是70 kg6.图10-30-27为生态系统食物网简图,若E生物种群总能量为7.1109 kJ,B生物种群总能量为2.3108 kJ。从理论上计算,A储存的总能量最少为()图10-30-27A.7.1108 kJ B.4.8107 kJC.5.95107 kJ D.2.3107 kJ7.图10-30-28表示某生态系统食物网的一部分,若将丙的食物比例由甲乙=21调整为31,能量传递效率按20%计算,则该生态系统能承载丙的数量是原来的()图10-30-28A.1.575倍 B.1.275倍C.1.167倍 D.0.875倍8.2017广西南宁一模 海洋在地球上分布非常广泛,某海洋生态系统中分布有水藻、以水藻为食的食草动物、以食草动物为食的小型肉食动物,以及以食草动物和小型肉食动物为食的大型肉食动物。请回答下列问题:(1)海洋生态系统中不同的水层分布不同植物,影响这种分布的环境因素主要是。研究海洋中不同水层分布的生物类型,属于(填“种群”或“群落”)水平的研究。(2)若大型肉食动物的能量有35来自小型肉食动物,有25来自食草动物,则大型肉食动物每获得10 kJ能量,需要水藻提供的能量至少为。生态系统的能量传递具有特点。第31讲生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性考试说明 1.生态系统中物质循环的基本规律及应用()。2.生态系统中的信息传递()。3.生态系统的稳定性()。4.实验:探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。考点一生态系统的物质循环 1.概念(1)物质:组成生物体的,如C、H、O、N、P、S等。(2)范围:生物群落和之间。(3)特点:具有。 2.实例碳循环图10-31-1 3.与能量流动的关系(1)物质作为能量的,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为,使物质能够不断在生物群落和无机环境之间循环往返。(2)二者进行,彼此,不可分割。理性思维模型与建模 请结合碳循环过程示意图分析,下列变式图各字母分别表示什么?图10-31-2图10-31-3(1)图甲中,。(2)图乙中,。(3)图丙中,。 1.碳循环的过程(1)碳的存在及循环形式在生物群落和无机环境间:以CO2形式循环。在生物群落内部:以含碳有机物形式传递。在无机环境中:主要以CO2和碳酸盐形式存在。 (2)大气中CO2的来源和去路图10-31-4(3)产生温室效应的原因化石燃料的大量燃烧,产生二氧化碳过多。植被破坏,降低了对大气中二氧化碳的调节能力。其实质是大气中CO2来源和去路的动态平衡被打破,导致大气中CO2浓度升高。 2.能量流动与物质循环的关系能量流动物质循环(以碳循环为例)形式太阳能有机物中的化学能热能无机物有机物特点单向流动、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)联系同时进行、相互依存、不可分割能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链(网)流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力角度1碳循环的过程及特点分析1.物质循环属于生态系统的功能之一,下列与物质循环相关的叙述,不正确的是()A.绿色植物同化无机碳转变成有机碳B.在生物群落内,碳以碳水化合物的形式存在C.乳酸菌可将有机碳分解为无机碳D.化石燃料的燃烧打破了碳循环的平衡2.2017安徽合肥质检 如图10-31-5为生物圈中碳元素的循环过程,下列有关叙述正确的是()图10-31-5A.过程代表绿色植物的光合作用,过程代表化能合成作用B.图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者C.物质循环是指碳元素在甲、乙、丙间以有机物的形式传递D.图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落方法技巧“三看法”快速确认碳循环的各环节角度2能量流动与物质循环的综合分析3.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中,正确的是 ()A.使用粪便作肥料,其能量可以流向植物,实现了对能量的多级利用B.物质是能量的载体,生态系统的能量是伴随物质而循环利用的C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的D.食物链中初级消费者数量越多,次级消费者能够获得的能量就越少4.图10-31-6是以种植小麦为主的农田生态系统一年内能量流动示意图,数值单位为J/cm2,请回答下列问题:图10-31-6(1)生态系统能量流动的渠道是。(2)统计发现图中生产者同化的能量尚有300 J/cm2未被利用,由此可知,生产者用于生长、发育和繁殖的能量有J/cm2,由A到B的能量传递效率为%(保留一位小数)。(3)当地村民响应政府号召,实施了“退耕还林”,多年后原有耕地逐渐变为森林,增强了对水土的保持作用。生态系统的直接价值与间接价值相比,直接价值较(填“大”或“小”)。调查发现,该森林中的植物具有斑块镶嵌分布的特点,该现象体现了群落的结构。考点二生态系统的信息传递1.信息的种类 2.信息传递的作用 3.应用(1)提高的产量。(2)对进行控制。理性思维1.归纳与概括 蜜蜂发现蜜源后会通过不同方式的“舞蹈” 告知同伴,蜜蜂“舞蹈”属于什么信息?蜜蜂的这种“互帮互助”体现了生物之间的什么关系?2.模型与建模 如图10-31-7为生态系统的信息传递模型,请据图分析回答:图10-31-7(1)从图中可以看出,生态系统的信息传递可以发生在什么范围?(2)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?角度1信息传递种类与作用的分析1.2017湖北荆州高二期末 下列有关生态系统信息传递的叙述中,不正确的是 ()A.生态捕虫板是根据昆虫成虫的趋光性来诱杀昆虫成虫,该过程所涉及的信息属于物理信息B.蜜蜂跳“8”字舞告诉同伴采蜜的方向属于行为信息C.信息传递具有维持生态系统稳定性的作用D.生态系统的物理信息都来源于无机环境2.2017河北沧州一中模拟 农场中种植着粮食作物、果树,饲养着家禽、家畜等。下列不属于运用生态系统信息传递原理来提高农畜产品产量的措施是()A.延长家禽的光照时间,提高产蛋量B.人工控制作物光周期,以达到早熟、高产C.施放过量性引诱剂,干扰害虫的正常交尾D.农场中生物间的化学信息传递沿食物链逐级进行方法规律巧断信息传递的类型(1)若涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号,通过动物的皮肤、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)若涉及“肢体语言”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。角度2考查生态系统三大功能的比较与判断3.下列属于对生态系统功能描述的是()生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用,经其呼吸作用消耗在植物鼠蛇这条食物链中,鼠是初级消费者、第二营养级蜜蜂发现蜜源时,就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用,最后重新回到大气中A. B.C. D.4.2017山东烟台模拟 发生雾霾天气时,空气质量和能见度较差。下列有关叙述错误的是()A.从生态系统的成分分析,雾霾属于非生物的物质和能量B.从生态系统稳定性分析,雾霾说明生态系统的自我调节能力丧失C.从生态系统的信息传递分析,雾霾可作为物理信息影响种群繁殖D.从生态系统的保护分析,雾霾是人类生产和生活所造成的环境污染考点三生态系统的稳定性 1.概念:生态系统所具有的自身结构和功能相对稳定的能力。 2.原因:生态系统具有一定的能力。 3.调节基础:。 4.两个方面:抵抗力稳定性和。 5.提高生态系统稳定性的措施(1)控制对生态系统的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的。(2)对人类利用强度较大的生态系统,实施相应的投入,保证生态系统的协调。理性思维1.归纳与概括 如图10-31-8所示生态系统的两种稳定性之间的相互关系,请分析回答下列问题:图10-31-8(1)生态系统的稳定性可用图中的曲线表示,则图中的曲线分别代表的是,二者的关系一般呈。(2)在自然生态系统中,生态系统的稳定性是否一定如图所示?。原因是。 1.生态系统稳定性的内容(1)结构的相对稳定:体现在各组成成分的相对稳定和生物种间关系的相对稳定。(2)功能的相对稳定:生态系统物质和能量的输入与输出达到平衡。可用如图10-31-9来表示:图10-31-92.生态系统稳定性的形成图10-31-10说明:(1)正反馈是加速最初发生变化的那种成分所发生的变化,其结果常使生态系统远离稳态,如图10-31-11甲所示。(2)负反馈是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化,其结果有利于生态系统保持相对稳定, 如图10-31-11乙所示。图10-31-11 3.两种稳定性的比较类型抵抗力稳定性恢复力稳定性区别实质保持自身结构与功能相对稳定恢复自身结构与功能相对稳定核心抵抗干扰、保持原状遭到破坏、恢复原状影响因素联系(1)二者是同时存在于同一生态系统中的两种不同的作用力,其相互作用共同维持生态系统的相对稳定(2)二者一般呈负相关角度1考查生态系统稳定性及其基础1.如果一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因死亡而减少,死鱼腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼的死亡。这种现象属于()A.正反馈调节 B.负反馈调节C.物种灭绝 D.生物富集2.2017河北唐山一模 下列有关生态系统稳定性,正确的是()A.生态系统的自我调节能力主要是通过反馈调节来实现的B.同等强度干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统恢复得慢C.外来物种入侵会增加物种多样性,提高生态系统的稳定性D.河流受到轻度污染时,能通过物理沉降、化学分解和微生物分解来保持原状,属于恢复力稳定性角度2以曲线为载体分析生态系统稳定性的类型3.如图10-31-12中,两条虚线之间的部分表示生态系统功能稳定性的正常范围:y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,x表示恢复到原状态所需的时间。曲线与正常范围之间所夹的面积可以作为总稳定性的定量指标(TS)。下列叙述正确的是()图10-31-12A.在正常作用范围内,生态系统中生物的种类和数量保持不变B.对同一个生态系统来说,y值和x值之间呈正相关C.在遭到干扰时,x、y值的大小与生物种类有关,与数量无关D.TS值越小,这个生态系统的总稳定性越小归纳提升抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系图10-31-13(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。(2)y表示一个外来干扰使生态系统功能偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强,如热带雨林生态系统与草原生态系统受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林生态系统的y值。(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间:x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性越强。(4)TS表示曲线与正常作用范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,则说明这个生态系统的总稳定性越低。考点四设计并制作生态缸,观察其稳定性 1.实验流程铺垫细沙注水放置动植物,密封生态缸将生态缸放置在室内通风,光线良好的地方观察记录生态缸内的生物种类与数量变化。 2.设计要求及分析设计要求相关分析生态缸必须是密封的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生命力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者)生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能,便于观察生态缸宜小不宜大,缸中的水量应适宜,要留出一定的空间便于操作,缸内储备一定量的空气生态缸的放置位置要光线良好,但是避免阳光直接照射防止水温过高导致水生植物死亡选择生命力强的生物,动物不宜太多,个体不宜太大减少对O2的消耗,防止生产量消耗量 3.生态缸稳定性观察与分析(1)可通过观察动植物的生活情况、水质变化、基质变化等判断生态系统的稳定性。(2)由于生态缸中的生态系统极为简单,自我调节能力极差,所以抵抗力稳定性极低,生态系统的稳定性极易被破坏。因此,生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。发散思维生态缸密封且必须置于光照下,这反映了生态系统的物质循环和能量流动分别具有什么特点?1.现有A、B两个密闭透明的生态瓶,其生物组成和光照条件见下表。一段时间后,发现A瓶的生态系统较B瓶的稳定。下列有关说法正确的是 ()生态瓶编号光照含微生物的泥沙浮游藻类水草浮游动物A+B-+注:“+”表示有,“-”表示无。A.两个生态瓶中的微生物、浮游藻类、水草和浮游动物共同组成了一个生物群落B.A瓶应放置在通风且光线良好,但避免阳光直射的位置C.实验结果发现A瓶持续时间比B瓶长,原因是A瓶的物质和能量能自给自足D.两组生态瓶进行对比实验,说明光照是所有生态系统必需的成分2.2017成都二模 近年来,市面上出现了很多观赏性小生态瓶,为人们的生活增添了乐趣。如图10-31-14是一个简易生态瓶的示意图。回答下列问题:图10-31-14(1)在一定时间范围内,小生态瓶内(填“能”或“不能”)进行碳、氧、氮、磷等元素的循环利用,原因是。(2)简易生态瓶能在一定时间内维持相对稳定,这是因为生态系统具有一定的能力,但简易生态瓶的抵抗力稳定性很低,原因是。(3)为尽可能长时间维持生态瓶的相对稳定,应将该生态瓶置于处,并避免阳光直射。若要在该生态瓶中添加小动物,则应注意各营养级生物之间的合适比例,从能量流动的角度分析,这是因为。历年真题明考向1.2016全国卷 在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是()A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准2.2014海南卷 将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是()A.植物为鱼的生存提供氧气B.鱼可为植物的光合作用提供CO2C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡3.2014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4.2017海南卷 回答下列与生态系统稳定性有关的问题:(1)生态系统的稳定性是指。(2)在广袤的非洲草原上,食草动物如同“割草机”一样,通过迁徙在不同的草场上采食,这一现象年复一年地进行着,然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性,这是由于该生态系统具有。(3)草蚱蜢青蛙蛇鹰是草原生态系统的一条食物链,在这条食物链中,次级消费者是,在生态系统中消费者的作用有(答出两点即可)。5.2017江苏卷 某地因采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。图10-31-15是该公园生态系统食物网的一部分,请回答下列问题: 图10-31-15(1)该公园生物群落的变化属于演替。(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有。(3)在黑斑蛙的繁殖季节,雄蛙通过叫声这种信息求偶;雌蛙通常在近岸水深1030 cm的草丛间产卵,可采用法了解该蛙卵块的密度。(4)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的是。(5)图中既含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级,请写出该营养级中2类不同纲的生物:。完成课时作业(三十一)第32讲生态环境的保护考试说明 1.人口增长对环境的影响()。2.全球性的环境问题()。3.生物多样性保护的意义和措施()。考点一人口增长与全球性环境问题 1.人口增长对生态环境的影响(1)我国的人口现状与前景现状:人口出生率和明显下降。前景:a.特点:,我国人口仍将在较长的时期内持续增长。b.目标:实现人口与的协调发展。(2)人口增长对生态环境的影响图10-32-1 2.关注全球性生态环境问题(连线)生态环境问题原因全球气候变暖a.氟利昂等臭氧层破坏b.SO2、NO2等海洋污染c.CO2酸雨d.植被破坏土地荒漠化e.生存环境的改变和破坏生物多样性锐减f.石油泄漏理性思维1.归纳与概括 2016年1月1日, 我国全面放开“二孩”政策,根据种群的数量特征分析,实施该政策的意义是什么?2.归纳与概括 环境问题产生的根本原因是什么? 1.人口增长与自然种群数量增长的比较(1)一个国家或地区的全部人口可以看作一个种群,它同样具有种群的特征,其相互关系如图10-32-2所示。图10-32-2 (2)人口增长不同于自然种群数量的增长,生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。因为人口的增长还受到国家政策、经济、政治等各个方面的影响。 2.水体富营养化分析(1)水体富营养化产生的原因,如图10-32-3所示。图10-32-3(2)引发的后果:产生“水华”(发生在池塘和湖泊中)和“赤潮”(发生在海水中)。角度1考查人口增长对生态环境的影响1.如图10-32-4是反映人与环境关系的三种模式,据图分析,下列对“环境容纳量”的理解错误的是()A.曲线图中的环境容纳量是指生态系统对人口的最大承载能力B.按照人与环境关系的理想程度排列,三种模式的顺序依次为、C.据图可知人类能改造环境,使人口数量超越环境容纳量图10-32-4D.现在的人口问题造成环境恶化,环境容纳量有下降的趋势2.下列有关人口增长与环境关系的叙述,正确的是()A.目前人口数量已经超出了地球环境容纳量B.生物种群消长规律完全适用于人口增长情况C.科技进步能解决因人口增长过快导致的资源短缺问题D.自然灾害频繁发生与人口过度增长发生有密切联系角度2环境问题的原因、危害、治理分析3.英国著名经济学家KE博尔丁把对自然界进行掠夺、破坏式开发利用的经济模式称为“牧童经济”。下列现象中由“牧童经济”模式造成的是()沙尘暴频发雾霾天气火山爆发温室效应加剧酸雨
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