1、一、生态系统的能量流动1过程(1)输入：生产者通过把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。(2)总值：生产者的总量。(3)传递渠道：和。形式：。能量去向(以能量在第一营养级的变化为例)光合作用固定的太阳能食物链食物网有机物中的化学能a通过生产者的呼吸作用以形式散失。b随着残枝败叶等被分解而释放出来。c被初级消费者摄入体内经同化，流入营养级。(4)转化和散失热能分解者下一个太阳能 光合作用生产者中的呼吸作用生物群落热能(最终散失)有机物化学能2能量流动的特点(1)单向流动能量流动只能沿由低营养级流向，不可逆转，也不能循环流动。(2)逐级递减输入到某一营养级的能量中，一般只有的能量能够传递到下一营养
2、级。3意义(1)可以帮助人们科学规划设计，使能量得到最有效的利用。(2)帮助人们合理调整关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。食物链高营养级10%20%人工生态系统能量流动二、生态系统的物质循环1概念(1)物质：组成生物体的等元素。(2)循环：无机环境与之间。(3)范围：整个。2特点：；反复出现，。C、H、O、N、P、S生物群落生物圈全球性循环流动3实例碳循环(1)碳循环形式在生物群落和无机环境之间以的形式循环。在生物群落通过食物关系以形式流动。(2)循环过程碳进入生物群落的生理过程：生产者的光合作用和化能合成作用。碳流出生物群落的生理过程：、消费者、的。产生CO2的非生物途径：。(3
3、)环境问题：平衡打破会造成。CO2含碳有机物生产者分解者呼吸作用化学燃料燃烧温室效应4生态系统物质循环与能量流动的关系项目 能量流动 物质循环 形式 以为载体 化学元素 过程 沿单向流动 在无机环境和生物群落间 特点、反复出现，有机物食物链(网)单向传递逐级递减反复循环循环流动 项目 能量流动 物质循环 范围 生态系统各营养级 联系 两者同时进行，彼此相互，不可；能量的固定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程；物质作为能量的，使能量沿着食物链(网)流动；能量是推动物质循环的，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 生物圈(全球性)依存分割载体动力1(2011临沂模拟)下
4、图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中A、B、C、D组成生物群落。下列说法不正确的是()AA是生产者，D是分解者B图中箭头可以表示碳元素的流动方向C过程中伴随着能量的流动D无机环境中的CO2都是生物呼吸作用的产物.解析：A是生产者，B、C是消费者，D是分解者。该图表示碳循环，图中箭头表示碳元素的传递方向。体现了生物间的捕食关系，该过程伴随着能量流动。无机环境中的二氧化碳来源于化学燃料的燃烧、生产者和消费者的细胞呼吸、分解者的分解作用。答案：D2在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于()A生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量B被草食动物吃了的植物所含的全部能量C被草食动物吃了的植物所含的
5、能量减去粪便等含的能量D用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量解析：被草食动物吃了的植物所含的全部能量，并不是被其同化的能量，因为被它吃了的植物，并没有全部被消化吸收，只有被消化吸收了的能量才是被同化了的能量。答案：C3在“草昆虫食虫鸟鹰”这条食物链中，鹰每增加1千克有机物体重，问草至少从土壤中吸收水分多少千克(设草吸收的水分只有1%参与光合作用)()A125 B75C7500 D12500解析：在题中所述的食物链中鹰增加 1 千克，根据食物链中能量传递效率为 10%20%计算，至少需草 120%20%20%125 千克，根据光合作用的反应式的如下关系：6H2OC6H12O6，可计
6、算出需要 H2O 的质量为(61812580)1%7500 kg。答案：C4(2009江苏高考)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是()A虎等大型肉食动物容易成为濒危物种B蓝藻易在富营养化水体中爆发C饲养牛、羊等动物，成本低、产量高D巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食解析：能量流动的特点是单向性和逐渐递减。A中虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种。蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长造成蓝藻爆发。C中牛、羊等属于第二营养级，获得的能量较多，因此成本低，产量高。D中蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物
7、流向了蓝鲸。答案：B5有位农民在自家庭院里搞了一个小生态农业系统，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质和能量流动如下图所示，下列对该系统的叙述中不正确的是().A该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄B该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化C该系统内蚯蚓为分解者D猪在其中为三级消费者解析：如图所示的是一个生态农业，体现了能量和物质的多级利用，它是人们精心设计的产物，人的因素非常关键，生产者为葡萄，猪食用鸡的粪便，并非食用鸡，所以不存在捕食关系，也就不能谈属于哪一个营养级。答案：D6(2010海南高考)请回答：(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以_的形式进行。驱动整个生态系统运
8、转的能量主要来源于_的太阳能。(2)分解者通过_和_的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中。(3)右图所示的食物网中共有_条食物链，其中初级消费者是_。(4)如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，则该物质经_的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，通常生物所在的_越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。解析：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，在群落内以有机物的形式在生物间传递；而驱动生态系统运转的能量主要来源于光合作用固定的太阳能；分解者通过有氧呼吸和无氧呼吸的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中；从图形上来看，共有3条食物链，其中初级
9、消费者是兔和鼠；有害物质的富集是沿着食物链逐级递增，营养级越高，危害越大。答案：(1)CO2 绿色植物固定(或光合作用固定)(2)有氧呼吸 无氧呼吸(或发酵)(3)3 兔和鼠(4)食物链 营养级考点一 生态系统能量流动的特点和原理在生产中的应用 命题解读 本考点在高考中多以图像、图解等图示的形式结合食物网进行命题，题型有选择题也有非选择题。能量流动的内涵、能量流动的有关运算和能量流动图解分析需要在复习中多加关注，2012年高考中结合物质循环以生活实际为素材，通过食物网、生态农业等模式进行综合考查的可能性极大。示例1(2010山东高考)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是()A恒温动物的/值
10、一般高于变温动物B哺乳动物的/值一般为10%20%C提高圈养动物生长量一般需提高/值D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物解析 本题考查生态系统中能量流动的分析。恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以有机物的积累量()较少，其/一般低于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：/猎物的同化量。肉食动物与草食动物的/大小无法比较。/值越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。答案 C生态系统能量流动分析(1)生态系统中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：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最
11、终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。(2)某营养级的“粪便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该营养级利用的能量(含 在上一营养级同化能量的80%90%中)；后者则归于该营养级，是该营养级所同化的能量中的一部分(含在上一营养级传递来的10%20%能量中)。(3)能量在流经各个营养级时，上一个营养级的能量大约有10%20%传到下一个营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下：知低营养级求高营养级获最多能量选最短食物链按20%
12、计算获最少能量选最长食物链按10%计算知高营养级求低营养级需最多能量选最长食物链按10%计算需最少能量选最短食物链按20%计算1如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物()A10 kg B28 kgC100 kg D280 kg 解析：根据题意，可以写出三条食物链：植物人，在此食物链中，人要增重0.5 kg，消耗植物为0.510%5 kg；植物羊人，在此食物链中，人要增重0.25 kg，消耗的植物为0.2510%10%25 kg；植物植食动物小型肉食动物人，在此食物链中，人要增重0.25 kg，消耗
13、的植物为0.2510%10%10%250 kg。所以人要增重1 kg，共消耗植物280 kg。答案：D2.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是()A是流入该生态系统的总能量B分解者获得的能量最少C图中/的比值代表草兔的能量传递效率D和分别属于草和兔同化量的一部分解析：流入该生态系统的总能量应该是草同化的总能量。代表的是兔同化的总能量，图中代表的是狐同化的总能量，则/的比值代表兔狐的能量传递效率。兔子粪便中的能量并不是兔子同化量的一部分，而是草同化量的一部分；兔子遗体残骸中的能量属于兔子同化量的一部分。答案：D考点二 生态系统物质循环的特点和原理在生
14、产实际中的应用 命题解读 此考点在高考中经常结合能量流动以食物网、生态农业等形式进行考查，题型包括选择题和非选择题；在全球减排、发展低碳经济的背景下，与碳循环相关的原理和过程的考查预计会成为2012年高考热点。示例2(2010广东高考)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)A 1.201014 1.201014 B 1.261014 1.201014(1)生态系统碳的吸收主要是通过_作用实现的，碳的释放主要是通过_作用实现的。(2)表中_时期的生态系统处于稳定状态，原因是_。(3)由
15、于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的_，导致大气中_增加并引起全球气候变化。(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太 阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的_阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的_直接发酵转化为燃料乙醇。解析 本题主要考查理解能力和获取信息的能力。碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖于绿色植物的光合作用，而由生物群落回归无机环境则主要依赖于各类生物的呼吸作用。在一个稳定状态的生态系统中，碳吸收量应该基本上等于碳释放量。过度地人工碳排放，破坏了生态系统的碳循环，导致大气中CO2增加并引起全球气温变暖。光能的吸收
16、、传递和转换发生在光合作用的光反应阶段。答案(1)光合 呼吸(2)A 碳吸收量基本上等于碳释放量(3)碳循环 CO2(4)光反应 有机物打破物质循环平衡，造成的生态环境问题(1)碳循环失衡温室效应。(2)硫循环失衡酸雨。(3)生物富集：是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)通过食物链在生物体内逐级积累的过程。原因：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而易排出。过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。3江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如图所示，请据图回答下列问题。(1)牛棚内产生的_可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚
17、。(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行_，腐熟的产物肥效提高，这是因为_。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是_。(4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、_和_。(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了_。解析：牛棚内的牛和微生物经细胞呼吸产生的CO2可扩散进入蔬菜大棚，提高光合效率，蔬菜光合作用产生的O2扩散进入牛棚；秸秆的成分是纤维素，与牛粪混合堆放进行发酵，将有机物分解成无机物，才能够被蔬菜吸收；冬季生态型种植养殖模式中，因生物细胞呼吸产热使
18、牛棚内温度较高，牛维持体温消耗能量少，用于生长发育的能量较多，生长速率显著提高。牛棚保温所需热量来自环境中的太阳能和地热，还可来自生物的细胞呼吸。生态系统的功能是物质循环和能量流动，冬季生态型养殖模式可实现物质的循环利用和能量的高效利用。答案：(1)二氧化碳 氧气(2)发酵 微生物将有机物分解为无机物(3)牛棚内温度较高，因而牛维持体温消耗的能量较少(4)太阳能 发酵产热(5)物质的循环利用和能量的高效利用示例 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。(1)实验设计首先
19、要遵循的是_原则和_原则。(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B。实验时A不做处理(自然状态)；B用塑料袋包好，放在60 的恒温箱中灭菌1小时。B处理的目的是_。(3)(2)中实验的自变量是_，因变量是_，无关变量是_(至少写出两点)。(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶_。(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预期结果在下图中绘出相应的曲线。解析 由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的
20、自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则，所以应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH、落叶的种类和大小等。在绘制曲线时，应注意以下几点：明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D组下降速度较C组快；由于随时间延长，微生物的数量增多，所以两曲线的下降趋势是由慢到快。答案(1)单一变量 对照(2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变(3)土壤微生物(作用)的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、含水量、pH、落叶的种类和大小等(合理
21、即可)(4)腐烂程度小于对照组(5)如右图(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为分解者。(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的温度、水分等生态因子相关。(3)探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。(4)各地气候与环境等因素不同，微生物的分解落叶能力也不同，需要的时间有差异，一般需要温暖、湿润的条件。1(2009重庆高考)下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是()A进入该生态系统的CO2量与各h产生
22、的CO2总量相等B生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量C流向分解者的k可被生产者直接吸收利用D流经该生态系统的物质和能量可循环利用解析：h是该营养级通过呼吸散失的能量，i及其中的一部分是流入到下一营养级的能量，k是流向分解者体内的能量。进入该生态系统的CO2量大于各h产生的CO2总量；流向分解者体内的能量不能被生产者吸收利用；流经该生态系统的物质是循环的，而能量是单向流动，不可循环的。答案：B2(2010江苏高考)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运 动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的 合理解释是()A多吃肉食会增加心血管病的发病率B直接以低营养级的生物为食将消耗生态系
23、统更多的能量C多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多D节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平解析：生态系统能量传递具有逐级递减的特点，吃肉时人的营养级比吃素食时的营养级高，因此能量消耗多，消耗的粮食多。答案：C3(2010全国卷)右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多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者解析：在该农业生态系统中，农作物可以成为家畜的饲料和人的食物，家畜也能成为人的食物，沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆、人和家畜粪便中的有机物，
24、而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，提高了该生态系统的能量利用率。沼气池中的微生物利用的是无生命的有机物，因此在生态系统中的地位属于分解者。能量是不能循环利用的。答案：C4(2010全国卷)下列关于生态系统的叙述，错误的是()A草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂B环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一C我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱D植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环解析：南方热带雨林中的微生物的分解作用较北方森林中的代谢要旺盛得多，这与南方热带雨林中的生物种类多、数量大，及温度等因素有关。答案：C
