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第32讲生态系统的功能[最新考纲]1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)。1.能量流动概念理解固定的太阳能总量食物链和食物网化学能化学能热能呼吸作用考点一生态系统的能量流动（5年13考）2.每一营养级能量来源与去路的分析太阳能上一营养级同化的能量(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(最终也将被分解者利用)呼吸消耗下一营养级分解者3.能量流动的特点及意义逆呼吸消耗分解者人工生态系统最有效人类最有益转下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：(1)依生态学原理看同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？为什么？(2)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多，对吗？为什么？(3)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人与B中的人体内污染物浓度哪个更高？(4)就这一食物网而言，若人的素食∶肉食比例由1∶1调整为2∶1，则同样的玉米，人获得的能量是原来的多少倍？写出推导思路(设传递效率为20%)。提示(1)A种营养结构，因为B中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少。(2)不对。A、B营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”。(3)B中更高。(4)1.29。推导思路如下：设玉米量均为A，调整前人获得能量为x1，调整后人获得能量为x2则：x1·1215＋x1·12（15）2＝Ax2·2315＋x2·13（15）2＝A则x1＝A15，x2＝3A35x2x1＝3A35A15＝97≈1.29生态系统能量流动的过程和特点1.(2015·海南卷，25)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解析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及分解者，D项错误。答案D2.(2014·海南卷)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是()解析分析生态系统的数量金字塔需要参考生物个体的大小。第一、二营养级分别是栎树(体型很大)和昆虫，所以第二营养级生物的数量多于第一营养级；与第二营养级生物相比，第三营养级生物含有的能量少，并且生物个体较大，所以第三营养级生物的数量少于第二营养级，同理可知第四营养级生物的数量会更少。B界定三类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。能量流动的“分流模型”分析与“传递效率”计算1.(2015·福建卷，4)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图[图中数字为能量数值，单位是(J·m－2·a－1)]。下列叙述正确的是()A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357(J·m－2·a－1)D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统解析该食物网中最高营养级为第五营养级，A错误；第二营养级同化的能量为3780＋4200＝7980(J·m－2·a－1)，第一到第二营养级的能量传递效率为7980/31920×100%＝25%，B正确；因不知太阳鱼流入分解者的能量，所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算，C错误；人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统，D错误。答案B2.如图为人工鱼塘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)，相关叙述错误的是()A.第一个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率为ca×100%B.第二个营养级粪便中的能量属于c中的部分能量C.流经该生态系统的总能量a大于生产者所固定的太阳能D.图中d表示第二个营养级用于生长发育和繁殖的能量答案B解析第一个营养级与第二个营养级之间的能量传递效率＝第二营养级的同化量第一营养级的同化量×100%＝(c/a)×100%，A正确；第二个营养级粪便中的能量是其未同化的能量，仍属于其上一个营养级，因此第二个营养级粪便中的能量属于a中的部分能量，B错误；流经该生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能，C正确；由以上分析可知，图中d表示第二个营养级用于生长发育和繁殖的能量，D正确。(1)相邻两营养级的能量传递效率应为下一营养级“同化”量/上一营养级“同化”量×100%，切不可将“摄入量”混同为“同化量”。(2)某动物“粪便”中能量应隶属其“食物方”，它实为食物方“流向分解者能量”的一部分。考点二生态系统的物质循环（5年11考）1.概念化学元素生物群落无机环境全球性2.碳循环(1)碳的存在形式与循环形式①在生物群落和无机环境间：主要以______形式循环。②在生物群落内部：以_______________形式传递。③在无机环境中：主要以_________________形式存在。(2)碳进入生物群落的途径：生产者的________和_____________。CO2含碳有机物CO2和碳酸盐光合作用化能合成作用(3)碳返回无机环境的途径①____________________________；②____________________(实质是呼吸作用)；③____________________。生产者、消费者的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧3.碳循环的破坏——温室效应(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的______含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响：使___________，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。CO2气温升高1.真题重组判断正误(1)生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律(2016·课标卷Ⅰ，5A)()(2)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(2014·江苏，10D)()(3)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[2010·海南卷，T23(1)]()(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环(2010·全国卷Ⅱ，T3D)()(5)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化[2010·广东卷，T26(4)]()√√√√√以上内容主要源自教材必修3P101，考查点侧重碳循环，把握碳循环的来路与去路是解题关键。2.(教材P104“基础题·4”改编)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”上呢？提示生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用——它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。3.(教材P104“二拓展题”改编)氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用？你如何解释需不断向农田中施加氮肥？提示能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。碳循环过程及特点1.(2015·海南单科，28)回答下列关于红树林生态系统的问题：(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于________(填“间接”或“潜在”)价值。(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。图中A表示______________________，生物成分E表示________，生物成分F表示________，________表示初级消费者。解析本题主要考查生物的多样性、物质循环等知识。(1)红树林对生态系统起到重要调节功能，属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2库(无机环境)，分析图中示可知：A表示大气中CO2，E表示生产者，F表示分解者，C表示初级消费者。答案(1)间接(2)大气中CO2库生产者分解者C2.(2016·河北衡水检测)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中，正确的是()A.1和2所包含的所有种群构成群落B.3代表的一定是原核生物C.4可以表示大气中的CO2D.①代表光合作用，②代表细胞呼吸解析图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3，1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺分解者3，故A错；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物，故B错；4可以代表大气中的CO2，那么③过程可为光合作用，②过程代表细胞呼吸，而①表示捕食关系，故C对，D错。答案C在不同图解中快速确认碳循环各环节据图示方法可快速推断各图各环节：(1)大气CO2库——甲中b、乙中c、丙中a、丁中4；(2)生产者——甲中a、乙中a、丙中e、丁中1；(3)分解者——甲中d、乙中e、丙中c、丁中3；(4)判定上述三环节后，消费者无论具有几个营养级都将迎刃而解。能量流动及物质循环的关系及应用1.(2014·江苏单科，10)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解析蓝藻水华现象与水体中N、P增多而引起蓝藻大量繁殖有关，体现了物质的利用，未体现出能量流动的特点，A错误；生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用)，B错误；食物链各营养级中10%～20%的能量流向下一营养级，C错误；无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用，D正确。答案D2.图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是()A.“→桑”不能代表能量流动B.模式图中不应有“→池塘”的箭头C.鱼是次级消费者D.该生态农业促进了能量流动和物质循环解析“→桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“→池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是初级消费者，C错误；该生态农业促进了物质循环和能量流动，提高了能量的利用率，D正确。答案D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图示考点三生态系统的信息传递（5年7考）1.信息的种类、特点、来源及实例(连线)2.信息传递的作用生命活动繁衍生物的种间关系稳定3.信息传递在农业生产中的应用(1)提高_____________________的产量。(2)对__________进行控制。农产品或畜产品有害动物如图为生态系统的信息传递模型，请据图思考下列问题：(1)与生态系统的物质循环及能量流动相比，信息传递的方向有何特点？(2)图中“信息”可来自何处？(3)从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？提示(1)生态系统的能量是“单向”流动的，物质是“循环”利用的，信息传递则是“双向”的。(2)生物或无机环境。(3)不是，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。信息传