1、必修部分必修3 稳态与环境第5章 生态系统及其稳定性第2、3节 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环研考点破疑难02 忆教材溯本源01积方法强能力03 课时作业练真题明考情04忆教材溯本源 01 重温知识精华 打牢备考基础知识梳理基础点一、能量流动1能量流动的四个环节：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能量流动的过程：(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容。甲：_ 乙：_ 丙：_丁：_ 戊：_(2)据图可判断各营养级的能量来源和去向：3.能量流动的特点及意义：(1)能
2、 量 传 递 效 率：指 _ 之 间_的比值。(2)能量流动的两个特点：_、_。(3)研究意义：帮助人们科学规划、设计_，使能量得到最有效的利用。帮助人们合理地调整生态系统中的_关系，使能量持续高效地流向_的部分。二、物质循环1概念：(1)循环的物质：组成生物体的_等元素。(2)循环的范围：_。(3)循环的特点：具有_；往复循环利用。2与能量流动的关系：(1)物质循环的动力来自_。(2)物质又是能量的_。3碳循环：(1)碳的存在形式。无机环境中：_和碳酸盐。生物群落中：主要是_。(2)碳循环过程：请写出图中各标号的名称。a_；b._；c._；d_；e._；f._。循环形式：_。答案一、1.固定
3、的太阳能总量 食物链和食物网 化学能 化学能 热能2(1)生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者(2)太阳能 上一营养级同化 下一营养级 下一营养级和分解者3(1)相邻两个营养级 同化量(2)单向流动 逐级递减(3)人工生态系统 能量流动 对人类最有益二、1.(1)C、H、O、N、P、S(2)无机环境 生物群落(3)全球性2(1)能量(2)载体3(1)二氧化碳 含碳有机物(2)生产者 消费者 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 燃烧 CO2研习教材能力展1考题诊断：(1)(2014江苏高考 T10A)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。()(2)(2013天津高考 T3
4、A)光合作用推动碳循环过程，促进了生物群落中的能量循环。()(3)(2011海南高考 T21A)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的。()2易错诊断：(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()(2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。()(3)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。()(4)碳的循环在生物群落内部是以 CO2 的形式进行的。()(5)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。()3教材研习：(1)(必修 3 P94 图 57 改编)如图为生态系统中能量
5、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(2)(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与解析1(1)水体富营养化是由水体污染引起的，与物质循环有关，不能说明能量流动的特点。(2)生物群落中的能量单向流动、逐级递减，不能循环。(3)
6、由于能量流动逐级递减，所以生产者所得到的能量一定大于消费者所得到的。2(1)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，照射在生产者上的太阳能并不能都被生产者所固定。(2)第二营养级即为初级消费者，流经第二营养级的总能量指初级消费者同化的能量，而不是次级消费者摄入体内的能量。(3)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，而不能全部流向人类，因为在流动过程中能量绝大部分被呼吸作用消耗并以热能的形式散失。(4)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，而在生物群落内部，碳流动的形式是有机物。(5)生态系统中的能量最终以热能的形式散失
7、，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，所以能量是单向流动、逐级递减的。3(1)D 是流经生态系统的总能量，它包括(流入下一营养级的能量)以及(流入分解者的能量)和生产者通过呼吸消耗的能量；中部分能量来自初级消费者排出的粪便，是食物残渣，属于生产者同化量；最高营养级消费者获得能量最少；传递效率是相邻两个营养级同化量之间的比值，/代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率。(2)B 能量金字塔是依据单位时间内不同营养级生物获得的能量多少绘制而成的。由于能量流动是逐级递减的，营养级越高的生物获取的能量越少。营养级是指食物网中处于同一营养级的所有生物，而不是一条食物链中不同营养级的生物。宏观构建脉
8、络点填充：_ _ _ _ _ _ _答案生产者固定的能量 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 生物圈研考点破疑难 02 考点高频聚焦 核心响鼓重锤考点一 生态系统的能量流动核心突破重难点1能量在营养级之间流动过程图解：能量流动分析：若先吃玉米再吃鸡，需要拿一部分玉米来喂养鸡，增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。因此，应先吃鸡再吃玉米。1能量 来源生产者的能量主要来自太阳能其余各营养级的能量来自上一营养级所同化 的能量(2)能量去向分析。消费者摄入能量消费者同化能量粪便中能量，即动物粪便中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
9、。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状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
10、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4.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：能量传递效率下一营养级同化量上一营养级同化量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
11、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：知低营养级 求高营养级获得能量最多选最短食物链按20%计算获得能量最少选最长食物链按10%计算知高营养级 求低营养级需最少能量选最短食物链按20%计算需最多能量选最长食物链按10%计算【误区警示】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。消费者产生的粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体残骸一样，属于被分解者利
12、用的那部分能量。(2)能量传递效率与能量利用效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。典题演练强化点1(2016新课标全国卷)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
13、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【解析】根据题意可写出食物链：植物蝉螳螂黄雀鹰。鹰的迁入延长了食物链，使能量消耗的环节(营养级)增加，但没有改变能量流动的方向，C 正确、D 错误；鹰的迁入使黄雀的数量减少，导致黄雀的食物螳螂的数量增多，进而导致蝉的数量减少，A 错误；细菌产生的能量大多以热能的形式散失，不能流向生产者，B 错误。【答案】C2某生态学家研究一花生实验田的能量流动情况，实验期间收获所有花生植株中葡萄糖量为 300 kg，实验期间花生细胞呼吸消耗葡萄糖量为 100 kg，建立能量流动模型如图所示(已知 1 kg 葡萄糖含有能量 1.6104 kJ)，分析选
14、项，正确的是()A该能量流动模型属于数学模型B模型中 a 表示花生种群的同化量C实验期间输入花生种群的能量为 6.4106 kJD实验期间花生种群以热能形式散失能量为 1.6105 kJ【解析】题中的能量流动模型属于概念模型，A 错误；模型中花生种群同化量应包括 a 和通过呼吸作用散失的能量，B 错误；实验期间输入花生种群的能量为(300 kg100 kg)1.6104kJ/kg6.4106 kJ，C 正确；实验期间花生种群以热能形式散失的能量为 1.6106 kJ，D 错误。【答案】C【解题归纳】巧用拼图法解决能量流动的计算难点(1)同化量摄入量粪便量。(2)积累量同化量呼吸量。(3)光能射
15、入量生产者固定量反射量。(4)生产者同化量流经生态系统总能量各营养级同化量总和。(5)粪便量属于上一营养级的同化量。考点二 生态系统的物质循环核心突破重难点1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。化学燃料的燃烧。(3)分析温室效应产生的原因。化学燃料的大量燃烧，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
16、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。【误区警示】(1)物质循环的范围：物质循环中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统生物圈，物质循环具有全球性。(2)实现碳循环的关键是生产者和分解者。(3)碳传递的双向与单向。碳在生产者与无机环境之间的传递是双向的。碳在其他各成分间的传递均是单向的。(4)重金属和 DDT 等农药的生物富集：生物富集问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物富集作用
17、”，即营养级越高，该物质浓度越高。典题演练强化点3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 ABCB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】B4如图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确
18、的是()A1 代表生产者，5 可以代表化能合成作用B碳元素在 1、2、3、4 间以含碳有机物的形式传递C在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是 1D1、2、3 中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在生物群落和无机环境之间循环解答本题的关键：(1)分析图解，明确 1 是生产者，2 是消费者，3 是分解者，4是无机环境。(2)明确光合作用和化能合成作用都是将无机物转化为有机物。【解析】首先需要确定这四种成分，1 箭头指向 2、3、4可以确定 1 是生产者，因为生物群落总能量流动的起点是生产者。由于生产者联系了无机环境和生物群落，所以确定 4 为无机环境。然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者，
19、确定 3 为分解者。5 代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳。碳元素在 1 和 4 之间是以二氧化碳的形式传递的，在 1、2、3 之间是以有机物的形式传递的。1 是生产者，所含有的有机物最多。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。【答案】C【解题归纳】“三看法”快速确认碳循环的各环节 积方法强能力 03 搭建高分平台 提升综合能力碳循环示意图中生态系统成分的判断方法(1)碳循环过程示意图(2)将上图换成字母，并尝试判断四种成分，如下面三种变式图：信息解读只有生产者与大气中的 CO2(非生物的物质和能量)之间是双向箭头，因为只
20、有生产者既可以通过光合作用(或化能合成作用)从大气中吸收 CO2，又通过呼吸作用向大气中释放 CO2，生产者、消费者、分解者都有箭头指向大气中的 CO2，因为这三种成分都可通过呼吸作用向大气中释放 CO2。除大气中的 CO2 外，生产者、消费者都有箭头指向分解者，因为生产者、消费者的遗体、遗物都会被分解者分解。(1)图 1先根据双向箭头确定 A 和 B 一个为生产者，一个为大气中的 CO2(或非生物的物质和能量)，其中 A、C、D 都有箭头指向 B，可判断 B 为非生物的物质和能量，则 A 为生产者，再根据 A、C 都指向 D，确定 D 为分解者，剩下 C 为消费者。(2)图 2根据 A 与
21、C 之间的双向箭头及 A、B、E、D 都指向 C，判断：A 和 C 分别是生产者和非生物的物质和能量。根据 A、B、D 的碳都流向 E，可进一步判断：E 为分解者，B 是初级消费者，D 是次级消费者。(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，一个是大气中的 CO2 库。又因为其他各个成分都有箭头指向 A，所以 A 为大气中的 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。(1)分析此类图解，双箭头是突破口，通过双箭头相连的是非生物的物质及能量与生产者。(2)各种成分都指
22、向的是非生物的物质和能量。典题演练5如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头表示循环过程。下列有关说法正确的是()A大气中的气体 X 是指 CO2 和 COB完成过程的能量主要是由过程提供的C丁经过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的 10%20%D丙处在第三营养级【解析】生物群落与无机环境之间的碳循环是以 CO2 的形式进行的，故图中大气中的气体 X 代表 CO2，图中甲为生产者，乙为初级消费者(第二营养级)，丙为次级消费者(第三营养级)；完成过程的能量主要由太阳能提供；捕食食物链中相邻营养级间的能量传递效率为 10%20%。【答案】D6下图是生态系统中碳循环示意图，
23、其中“”表示碳的流动方向，下列叙述不正确的是()A在碳循环过程中，同时伴随着能量流动B由于某种原因造成图中 E 生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是 D 增加、F 减少C该生态系统的消费者包括图中的 D、E、F、BDAC 过程中碳的流动主要以 CO2 的形式进行，FB过程中以含碳有机物的形式进行【解析】物质循环和能量流动是相互依存的，物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力；图中的食物链是ADEF，如果 E 的数量大量减少，则它的食物来源 D 的数量在短期内会增加，而它的天敌 F 的数量在短期内会因食物减少而减少；B 属于分解者，而不是消费者；C 为大气中的 CO2 库，碳在 A 与 C 之间是以 CO2 的形式流动的，而在生物群落内是以含碳有机物的形式流动的。【答案】C温示提馨请 做：练真题明考情04（点击进入）温示提馨请 做：课时作业 34（点击进入）
