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多维课堂·师生互动易错易混·防范清零第4讲生态系统的功能——能量流动和物质循环2015备考·最新考纲生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)多维课堂·师生互动易错易混·防范清零考点1生态系统的能量流动(5年17考)(2013安徽卷、海南卷……)1．能量流动的过程(1)概念理解多维课堂·师生互动易错易混·防范清零多维课堂·师生互动易错易混·防范清零(2)能量流动图解2．每一营养级能量来源与去路的分析(1)能量来源生产者的能量主要来自_______消费者的能量来自于____________________太阳能上一营养级同化的能量多维课堂·师生互动易错易混·防范清零(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：①自身_________②流入___________③被_______分解利用④未被利用量(最终也将被分解者利用)3．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。呼吸消耗下一营养级分解者多维课堂·师生互动易错易混·防范清零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一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有_________的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而_________一般生物有机物的总质量沿食物链升高_________逐级递减逐级递减逐级递减多维课堂·师生互动易错易混·防范清零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有机物总量特殊形状无极少4.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①帮助人们科学规划、设计_____________，使能量得到_________利用。②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多维课堂·师生互动易错易混·防范清零思维激活判断正误(1)植物→鼠→鹰这条食物链，第三营养级含能量少(2013·全国新课标Ⅰ，5D)()。(2)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(2011·海南，21C)()。(3)生态金字塔可采用生物量单位，能量单位和个体数量单位，生态金字塔必然呈正金字塔形()。(4)散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统()。(5)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%()。(6)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率()。答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×多维课堂·师生互动易错易混·防范清零生态系统能量流动的过程及特点1．(2012·安徽卷，30Ⅱ)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。植物田鼠鼬固定的太阳能摄入量同化量呼吸量摄入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107多维课堂·师生互动易错易混·防范清零(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是________。(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是________只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________。(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于____________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够________________，维持生态系统的稳定。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零解析(1)田鼠的同化量是7.50×108J/(hm2·a)，鼬的同化量是2.25×107J/(hm2·a)，故能量传递效率为2.25×1077.50×108×100%＝3%。(2)设1hm2的范围内种群数量为M，则40M＝1530，M＝80。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值M偏高。(3)某一营养级的能量，一部分用于呼吸作用(细胞呼吸)，一部分用于自身的生长、发育和繁殖。田鼠和鼬都属于恒温动物，进行呼吸作用用于维持体温需消耗大量能量，还有部分能量用于自身的生长、发育和繁殖。(4)由题意知，通过信息传递，鼬和田鼠的数量基本稳定，可见信息传递可调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零答案(1)3%(2)80偏高(3)生长、发育、繁殖等生命活动(4)调节生物的种间关系互动探究据上题表格中数据推算随鼬粪便流失的能量是多少？这部分能量应包含于表中哪一数据中？提示鼬粪便中的能量＝鼬的摄入量－鼬同化量＝2.44×107－2.25×107＝1.9×106(J/hm2·a)此部分能量应包含于表中田鼠同化量即7.56×108h中。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零题后反思以第二营养级为例，能量的来源和去路图解如下：由此可见：(1)摄入量－粪便量＝同化量。(2)同化量－呼吸量＝生长、发育、繁殖量。(3)一个营养级粪便量不属于该营养级同化量，而属于上一营养级的同化量，即上一营养级流向分解者的能量多维课堂·师生互动易错易混·防范清零能量流动的相关计算2．如图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零解析能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为X，则X×20%×20%＝1kg，X＝25kg；求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为Y，则Y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，Y＝100000kg。答案25100000多维课堂·师生互动易错易混·防范清零(2013·广东预测)如图为部分能量流动图解，下列叙述正确的是()。[对点强化]多维课堂·师生互动易错易混·防范清零A．次级消费者摄入量占初级消费者摄入总量的10%～20%B．c表示初级消费者的同化量C．图中能量数值b＝a＋cD．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，所以A项错误；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，所以B项错误；图中b等于呼吸散失的能量与c之和，所以C项错误；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，所以D项正确。答案D多维课堂·师生互动易错易混·防范清零考点2生态系统的物质循环(5年9考)(2012天津卷，2010海南卷……)1．生态系统的物质循环概念在生态系统中，组成生物体的__________________等化学元素不断进行着从_________到_________，又从________回到________的循环过程范围_______(全球)对象组成生物体的________形式生物群落与无机环境间：_______生物群落内：_______动力____物质循环特点_____性、反复出现、_____流动C、H、O、N、P、S无机环境生物群落生物群落无机环境生物圈化学元素无机物有机物能量全球循环多维课堂·师生互动易错易混·防范清零2.碳循环过程多维课堂·师生互动易错易混·防范清零(1)碳进入生物群落的途径，生产者的光合作用或_________作用(3)温室效应的产生原因：①化学燃料的大量燃烧，产生大量____。②植被破坏，降低了对大气中____的调节能力。(2)碳返回无机环境的途径①生产者、消费者的_____作用②分解者的_____作用（实质是呼吸作用）③化学燃料的燃烧呼吸分解化能合成CO2CO2多维课堂·师生互动易错易混·防范清零思维激活巧辨图形判断参与碳循环的四种成分：以下三幅图均为生态系统物质循环常见图解，你能否辨认出各图中A～E的成分类别？多维课堂·师生互动易错易混·防范清零提示图1：A——生产者；B——非生物物质和能量；C——消费者；D——分解者图2：A——生产者；B——初级消费者；C——非生物物质和能量；D——次级消费者；E——分解者图3：A——非生物物质和能量；E——生产者；F、D、B依次为初级、次级、三级消费者；C——分解者多维课堂·师生互动易错易混·防范清零碳循环1．如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。下列相关叙述中，不正确的是()。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零A．d过程代表光合作用，b过程代表呼吸作用B．甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多C．碳元素在甲、乙、丙之间以有机物的形式进行传递D．碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用解析丁为大气CO2库，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；d过程代表呼吸作用，b过程代表光合作用；碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递，在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递。答案A互动探究若将上述题图改为“能量流动图”则相关的箭头是否有变动？提示作为能量流动图，应添加由“太阳能―→甲”的箭头，并去掉b箭头。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零物质循环与能量流动综合2．如图是某生态系统的物质和能量流向示意图(能量传递效率按10%计算)。下列有关叙述正确的是()。A．X1过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3……及Z过程释放的CO2总量相等C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值约为X1过程能量值的1%多维课堂·师生互动易错易混·防范清零D．Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳解析图示X1表示光合作用固定CO2的过程，参与的生物可能是绿色植物或原核生物蓝藻等，X2、X3等表示动物摄食有机物的过程，Y1、Y2等表示生产者和消费者通过呼吸作用释放CO2的过程，Z表示分解者的分解作用。一般情况下，生产者固定的CO2大于Y和Z过程释放的CO2总量，因为还有一部分有机物未被利用。Z1、Z2、Z3……过程提供的有机物中的碳还有一部分转化到分解者自身的有机物中。当生态系统达到动态平衡时，X3＝X1×10%×10%。答案C多维课堂·师生互动易错易混·防范清零互动探究图中可进行X1的生物类群有哪些？X1能否表示化能合成作用？提示可进行光合作用的生物类群有植物、光合细菌、蓝藻等，X1不可表示化能合成作用，化能合成作用所需能量不是“光能”而是体外无机物氧化所释放的化学能。多维课堂·师生互动易错易混·防范清零题后归纳物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式主要以有机物为载体无机物、有机物特点单向流动，逐级递减循环往复范围生态系统中的各营养级生物圈(全球性)联系同时进行，相互依存，不可分割：①能量的输入、传递、转化和散失，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；③能量是物质在生态系统中循环往复的动力多维课堂·师生互动易错易混·防范清零图示多维课堂·师生互动易错易混·防范清零技法提炼快速确认碳循环各环节的“三看法”一看――→双箭头双箭头一方为“生产者”，另一方为“大气CO2库”。二看――→多箭头图示各环节均可向其指来箭头，则被指向方为“大气CO2库”。三看―――――→“生产者”“消费者”及其指向生产者指向消费者生产者消费者均指向分解者多维课堂·师生互动易错易混