1、高考资源网（） 您身边的高考专家2014-2015学年生物（新人教版）必修三同步导学案 5.3 生态系统的物质循环2一、学习目标1.通过比较得出能量流动与物质循环的关系二、学习重、难点1.重点：通过比较得出能量流动与物质循环的关系二、学习重、难点能量流动和物质循环的关系四、导学过程 “导”自主预习一、能量流动与物质循环的关系。项目能量流动物质循环形式过程范围特点联系“学”互动探究探究一 物质循环与能量流动的关系阅读课本103页，小组讨论回答下列问题：1、物质循环与能量流动的形式相同吗？提示：物质循环以无机物的形式进行，而能量流动则以有机物为载体2. 物质循环和能量流动的特点各是什么？提示：物质
2、循环的特点是：往复循环，而能量流动则是单向传递、逐级递减3. 物质循环和能量流动发生的范围分别是什么？提示：物质循环发生在生物圈内，具有全球性，而能量流动发生在生态系统各营养级4. 物质循环和能量流动之间有什么关系？提示：同时进行、相互依存、不可分割能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成和分解等过程，两者同时进行、相互依存、不可分割能量流动和物质循环都借助食物链和食物网进行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反复循环的动力【经典回眸】根据下列的碳循环示意图，回答下列问题：(1)从微观上看，过程主要是在细胞内_上进行的。(2)碳从无机环境进入生物群落的主要途径是_，除此
3、之外，某些特殊的生态系统中还可通过_进入生物群落。碳主要以_的形式从无机环境进入生物群落。(3)参与过程的生物新陈代谢类型是_；它们与同区域中的动植物共同构成了_。(4)从上图可知，减少温室效应的最关键措施有哪些？(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_，因而能量流动具有_的特点。【解析】本题考查碳循环、能量流动以及温室效应等知识。(1)过程通过动植物的细胞呼吸将碳返回大气中去，细胞呼吸主要是在线粒体中进行的。(2)通过绿色植物的光合作用将大气中的碳固定到植物体内，转化为有机物。在极少数特殊空间，如深海热泉口生态系统中，生产者主要是化能合成自养型生物，碳进入生物群落是通
4、过化能合成作用。碳主要以CO2的形式从无机环境进入生物群落，除此之外，还可从土壤中以CO32、HCO3的形式吸收进入生物群落。(3)过程是通过分解者的分解作用将动物尸体以及植物的残枝落叶等分解为CO2等释放到无机环境中，这些分解者的同化类型是异养型，异化类型是需氧型、厌氧型或兼性厌氧性。(4)从图中看出，导致大气中CO2增多的因素可能是过程减弱或在一定程度上受阻，即绿色植物减少，也可能是过程增强，即化石燃料的大量燃烧。因此减少温室效应从这两方面考虑。(5)生态系统中的能量最终以热能形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因而能量流动的特点是逐级递减、单向流动。答案(1)线粒体(2)光
5、合作用化能合成作用CO2(3)异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型生物群落(4)保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率；控制化石燃料的燃烧，减少CO2的排放量，提高能源利用率；开发水能、太阳能等新能源。(第三条可以不答)(5)热能逐级递减、单向流动【变式训练】2.在自然生态系统中，物质是能量的载体。下列叙述正确的是()A能量可驱动物质循环B物质和能量可循环利用C能量只能在食物链中流动D能量和生物数量金字塔均可倒置变式训练参考答案：1答案：(1)C生产者 (2)二氧化碳 消费者 分解者 (3)光合 呼吸 分解(4)化学燃料 二氧化碳 (5)能量流动五、达标检测1.为了了解土壤微生物能否分解农药
6、，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关事项的叙述中正确的是( )A.向a、b中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间B.检测“敌草隆”的消失情况，预计a的“敌草隆”全部消失，b的基本不变C.只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好D.再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同参考答案：1 A 六、依据考点，归纳总结【例1】如图是生态系统的碳循环和能量流动示意图，请回答(1)生态系统中碳循环首先依赖于_。(2)图中分解者通过_作用将生物组织内的碳返回大气中。(3)图中A中
7、的碳，除碳酸盐外，还可通过_回到大气中。(4)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_，因而能量流动具有_的特点。【解析】(1)绿色植物通过光合作用把无机环境中的CO2合成含碳的有机物，同时把光能转变为化学能，储存在有机物中。因此碳循环首先依赖于绿色植物的光合作用。(2)分解者的分解作用其实就是分解者的呼吸作用。(3)图中A中的碳，除碳酸盐外，就是煤、石油、天然气等化学燃料，通过燃烧释放热能，产生的CO2又回到大气中。(4)生态系统中的能量最终以热能的形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因而能量流动是单向流动、逐级递减的。【答案】(1)绿色植物的光合作用(2)呼
8、吸(3)燃烧(4)热能单向流动、逐级递减【规律总结】“二看法”分析能量流动和物质循环的关系一看过程，能量和物质相伴而行，但能量在传递过程中由光能化学能热能，而物质在传递中,由无机物(CO2)有机物无机物(CO2)；二看终点，能量流动的终点是热能散失到无机环境中，不能再利用。而物质循环产生的CO2又被重新利用，所以没有终点。七、布置作业1.有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是()A生态系统中的总能量是太阳能辐射到系统内生产者上的能量B生态系统中的能量几乎全部来自太阳能C生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持D生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的2关于生物同化量的叙述正确的是()A该营养
9、级贮存的总能量B食物消化后粪便中的总能量C从上一营养级摄入的能量D经吸收后合成有机物中的能量3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，故需要能量少4下图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中各数字序号表达的含义分别为：生产者呼吸释放量；分解者呼吸释放量；消费者呼吸释放量；生产者光合作用消耗总量。有关叙述正确的是()A流经该农田生态系统的总能量可用表示B的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多C消费者同化作
10、用的大小可用表示D该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等5在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则()A羊同化的能量为64%nB储存在羊体内的能量为52%nC由羊流向分解者的能量为16%nD由羊流向下一营养级的能量为16%n6下图是生态系统能量流动的图解，对此图解的理解错误的是()AB营养级的生物个体数量不一定比A少B若M表示各营养级所含的能量，当MA5MB时，生态系统可能会崩溃C分解者细胞呼吸的产物中有CO2、H2O、酒精和乳酸等DB、C、D分解释放的能量可以供给A利用7如图表示某一生态系统的能量金字塔，其中
11、、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是()A和是实现物质循环的关键生态成分B该图所示的食物网只有1条食物链：CE1主要表示通过光合作用所摄入的能量D能量可在食物链中循环利用8某草原生态系统一条食物链ABC中，各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系如下表。已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦，但其中149875百万千焦的能量未被生产者固定。下列有关计算错误的是(单位：百万千焦)A.流经该生态系统的总能量为125BA净生产量为59.5CB呼吸消耗的能量为9D能量从B到C的传递效率为10.5%9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
12、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10两位同学在观看有关恐龙的影片，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量”，乙同学提出：“我体内的物质中可能有远古恐龙体内的物质”。你认为这两位同学的说法()A两同学的说法都有道理B两同学的说法都不对C只有甲同学的说法有道理D只有乙同学的说法有道理11如图是生态系统中某元素循环的模式图，下列关于该图的说法正确的是()该图主要体现的是碳元素的循环 A与B两种
13、生物是生态系统不可缺少的成分 图中的生理过程b全在线粒体中进行 该物质循环带有全球性A BC D12下列关于生态系统中的物质循环和能量流动的叙述，不正确的是()A能量流动和物质循环是独立进行的两个过程B能量流动和物质循环是相互依存的两个过程C物质循环的进行需要能量的推动D能量流动的载体是各种有机物13下图为碳循环示意图，请据图回答下列问题。(1)是_；是_。(2)C在无机环境中以_或_的形式存在。(3)C在无机环境与生物群落之间以_的形式进行循环。(4)大气中的CO2主要通过_作用进入生物群落。(5)生产者与消费者在生命活动中通过_作用又把CO2放回大气中。(6)枯枝落叶和动植物尸体通过分解者
14、的_作用，产生的CO2又回到大气中。14根据下面的碳循环示意图回答问题：(1)从微观上看，过程主要是在细胞内_中进行。(2)碳从无机环境进入生物群落的主要途径是_；碳主要以_的形式从无机环境进入生物群落。(3)参与过程的生物新陈代谢类型是_。它们与同区域中的动、植物共同构成了_。(4)能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，其中物质作为能量的_，使能量沿着食物链(网)流动。能量作为_，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往复。(5)从上图可知，减少温室效应的最关键的措施是：第一：_；第二：_。15下图甲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代表不同的能
15、量形式。图乙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。请据图作答：(1)图甲中，M1、M2表示的能量形式分别为_、_。通常情况下，位于营养级的生物个体数量一般远远少于，主要原因是_。(2)图乙中，若A表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则B表示_，C表示_。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，则营养级、间的能量传递效率是_(用图中所给字母的表达式表示)。(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_。(4)若图甲营养级、各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图：。其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为_kJ
16、(用所给字母的表达式表示)。1.解析：一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，不是太阳能照射到生产者身上的能量。答案：A2.解析：生物的同化量是指生物固定下来的能量，即合成自身的组成部分的能量。答案：D3.解析：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，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，故A、B、C三项均正确。能量金字塔顶层的生物所处营养级最高，获得的能量最少，而不能满足太多数量的个体所需。答案：D4.解析：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，可用生产者光合作用消耗CO2的总量(
17、)表示；分解者呼吸释放量()越大，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多；消费者的同化量包含消费者呼吸释放量()；由图示可见，该农田生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量。答案：A5.解析：该生态系统中羊的摄入量(n)同化的总能量(64%n)粪便中的能量(36%n)。答案：A6.解析：能量是不能循环利用的，故D错误。答案：D7.解析：能量金字塔中表示生产者；、和表示消费者，分别代表第二、三、四营养级。生态系统中生产者和分解者是实现物质循环的关键因素；图示的食物网可能有多条食物链；生态系统中生产者主要是绿色植物，故E1主要表示通过光合作用摄入的能量；能量在食物链中只能单向传递。答案：C8.解析：由
18、食物链可知A为生产者，流入生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能总量，A同化的总能量为(65.53.015.041.5)百万千焦。A净生产量为A同化的总能量减呼吸消耗的能量。B呼吸消耗的能量为B同化的总能量减净生产量。能量传递效率等于相邻两营养级同化能量的比值。答案：D9.解析：生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，的总和已大于生产者所固定的太阳能总量。答案：C10.解析：能量是单向流动、不循环的，所以远古恐龙体内的能量最终通过呼吸作用转化为热能散失了，而热能是不能被生物体利用的能量，故甲同学的说法不对；物质是循环的、可重复利用，远古恐龙体内的元素可进入无机环境，无机环境中的物质可以被
19、生物群落反复利用，所以乙同学的说法有道理。答案：D11.解析：从物质循环的过程可以判断，A是生产者，B、C是消费者，D是分解者，生态系统不可缺少的生物成分是A、D；过程b、c是呼吸作用，在细胞质基质和线粒体中进行。答案：A12.解析：能量流动和物质循环相互依存，不可分割；物质循环的进行需要能量的推动，能量沿食物链(网)流动时是以各种有机物为载体的。答案：A13.解析：由图可知，是消费者，是分解者；C在无机环境中以CO2或碳酸盐的形式存在，而在无机环境与生物群落之间以CO2形式进行循环；大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落。答案：(1)消费者 分解者 (2)CO2 碳酸盐(3)C
20、O2(4)光合 (5)呼吸 (6)分解(呼吸)14.解析：(1)从图中信息可知为动、植物的有氧呼吸作用产生CO2的过程。该过程主要是在细胞的线粒体中进行的。(2)大气中的CO2主要通过绿色植物的光合作用进入生物群落，又以CO2形式返回到无机环境。(3)过程为分解者的分解作用，代谢类型是异养需氧型或异养厌氧型，均为腐生。分解者与其他生物共同构成了生物群落。(4)生态系统的能量流动与物质循环是同时进行、相互依存、不可分割的，前者以后者为载体，后者以前者为动力。答案：(1)线粒体 (2)光合作用 CO2(3)异养需氧型或异养厌氧型 生物群落 (4)载体 动力 (5)保护植被、大力植树造林，提高森林覆
21、盖率 严格控制化学燃料燃烧，提高能量利用率，开发除化学燃料以外的能源如水能、太阳能等，切实减少CO2的排放量15.解析：(1)M1表示流入该生态系统的能量，这部分能量是太阳能或同化固定的能量，M2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，则营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量也越少。(2)若A表示图甲营养级所摄入的全部能量，则B表示同化固定的能量，C表示用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级同化固定的总能量为b，因此营养级、间的能量传递效率是b/y100%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向
22、流动，逐级递减。(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则甲中直接提供给丙的能量为aX20%，由甲经过乙传递给丙的能量为a(1X)20%20%，根据题干中的条件可知：aX20%a(1X)20%20%A，因此a25A/(14X)。答案：(1)太阳能(或同化固定的能量)热能(或呼吸作用散失的热量) 营养级越高，可利用能量越少(或营养级高的物种，往往体型较大)(2)同化固定的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 b/y100%(3)单向流动，逐级递减(4)25A/(14X)八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容- 13 - 版权所有高考资源网