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第2课时能量流动和物质循环一、能量沿着食物链单向流动1.太阳能是所有生物生命活动的能量来源。绿色植物在光合作用过程中将能量贮存在有机物中。2.草食动物通过摄食绿色植物获得有机物,同时获得能量,这些能量可以用于草食动物的生长、发育、繁殖后代等生命活动。肉食动物捕食草食动物时,部分能量就转移到肉食动物体内,供肉食动物的各种生命活动利用。动植物死亡留下的遗体被分解者分解,有机物中的能量也就释放到无机环境中。3.在生态系统中,能量是沿着食物链依次流动的。4.通常,一个环节只能把所获能量的10%~20%传递给下一个环节,能量在沿食物链各个环节的传递过程中逐级递减。愈向食物链的后端,生物体的数量愈少,贮存的能量愈少。二、物质在生物与无机环境之间循环1.组成生物体的各种物质来自于无机环境。2.组成生物体的物质在生物与无机环境之间的往返循环就是生态系统的物质循环。3.能量流动和物质循环是生态系统的重要功能。思考讨论:请你用生态学的观点来解释“一山不容二虎”的原因。答案虎在生态系统中往往处于最高营养级,而能量沿食物链传递的效率为10%~20%,虎能得到的能量很少,一般要占据比较大的领地,才能满足它们对物质和能量的需求,所以个体数量就少。1.生态系统中的能量是怎样流动的?(1)能量的输入①能量的源头:太阳能。②相关的生理过程:光合作用。③能量转换形式:光能→有机物中的化学能。(2)能量的传递①传递途径:食物链和食物网。②传递形式:有机物中的化学能。(3)能量流动的特点①生态系统中能量流动是单向的,食物链中各营养级的顺序是不可逆转的。②生态系统的能量在流动中是逐级递减的,一般只有10%~20%的能量流到下一个营养级。【例题1】假设在一定时间内,某个生态系统的全部生产者所固定的太阳能总量为a,全部消费者所利用的能量总值为b,全部分解者所利用的能量总值为c。以下正确反映三者关系的是()A.a=c+bB.ab=cC.ab+cD.ab+c解析生态系统的全部生产者所固定的太阳能总量有三个去向:一是生产者通过呼吸作用利用;二是被分解者所利用;三是流入下一个营养级(即全部的消费者)。所以,ab+c。答案D2.碳循环的主要过程是怎样的?绿色植物通过光合作用将大气中的二氧化碳等无机物转变成有机物贮存在植物体内;动物直接或间接地以绿色植物为食,含碳的有机物进入动物体内,构成动物体或为动物体生命活动所利用;动植物死亡后,动植物的遗体及动物的排出物被细菌、真菌等分解者分解,碳又以二氧化碳的形式进入无机环境。有些动植物被埋在地下形成化石燃料,其中的碳经过燃烧变成二氧化碳释放到大气中。碳循环的过程可概括如下:【例题2】下图为某森林生态系统碳循环图,图中A、B、C、D分别代表生态系统的成分,①~⑦代表碳元素的传递过程。请据图回答问题。(1)图中B是指,D是指。(2)碳元素在无机环境与生物之间以的形式进行循环;碳元素通过[②]作用由生物体进入无机环境。(3)伴随着物质循环,能量沿食物链传递的特点是。解析生产者能进行光合作用,利用二氧化碳,同时本身进行呼吸作用产生二氧化碳。分解者通过分解作用把二氧化碳重新释放到无机环境中。同物质循环不同,能量流动是单向的,并且沿着食物链逐级递减。答案(1)生产者分解者(2)二氧化碳呼吸(3)单向流动,逐级递减12345671.生态系统的总能量是指(C)A.照射到该系统的全部能量B.照射到该系统的植物体的全部能量C.该系统的生产者固定的能量D.生产者传递给消费者的全部能量8912345672.在食物链“藻类→水蚤→鲱鱼→人类”中,含能量最多的环节是(A)A.藻类B.水蚤C.鲱鱼D.人类89解析根据能量流动逐级递减的规律,食物链最前面的环节含有的能量最多,越靠后面贮藏的能量越少。12345673.在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述,不正确的是(C)A.能量沿食物链流动是单向的B.食物链越长,最高营养级上的生物获得的能量越少C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少D.生物种类越多,生态系统中的食物链越多8912345674.根据生态学原理,要使能量在流动中损耗最少,应采取的食物结构是(C)A.以淡水养殖的鱼类为主B.以家畜肉类为主C.以谷类和植物为主D.以禽类的肉和蛋为主8912345675.在人体细胞的组成成分中,有许多含碳元素的物质(如糖)。从物质循环角度看,人体内的碳元素究其根源来自于(B)A.食物中的碳B.大气中二氧化碳中的碳C.燃烧中的碳D.非生物环境中的碳89解析绿色植物通过光合作用,把二氧化碳和水转化为贮存能量的有机物,如糖类、蛋白质、脂肪等,所以人体内的“碳”元素最终来自于大气中的二氧化碳。12345676.下列哪项生理活动与碳循环无直接关系?(C)A.分解作用B.光合作用C.蒸腾作用D.呼吸作用89解析在碳循环中,CO2通过光合作用进入生物体内,再通过生产者和消费者的呼吸作用以及分解者的分解作用从生物体返回大气中。而蒸腾作用与碳循环无关,与水循环有关。12345677.以下诗文或谚语与所蕴含的科学知识不对应的是(A)A.种瓜得瓜,种豆得豆——生物的变异现象B.螳螂捕蝉,黄雀在后——生物间的捕食关系C.落红不是无情物,化作春泥更护花——自然界的物质循环D.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开——温度影响植物开花89解析种瓜得瓜,种豆得豆,表现了子代和亲代的相似性,这是生物的遗传现象。螳螂捕蝉,黄雀在后(捕食螳螂),这是生物之间的捕食现象。落红不是无情物,化作春泥更护花,花中含有的有机物落在土壤中,经过分解者的分解,变为无机物,又可以给植物提供营养,这是自然界中的物质循环。人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开,影响桃花开放的生态因素主要是温度,山上的温度比平原低,只有到4月时,山上的温度才适宜桃花开放。综上所述,A项符合题意。8.有些有毒物质在自然界难以分解,可在动植物体内积累,并通过食物链富集。在沿食物链传递的过程中,能量呈金字塔式递减,毒物则越来越集中。甲、乙、丙为同一生态系统食物网中的三个种群,在达到生态平衡的环境中,三个种群所含的总能量和残留农药DDT的平均浓度如下表:种群甲乙丙能量/千焦2.9×1071.3×1082.8×109DDT质量分数3.4×10-63.5×10-74×10-8这三个种群中属于生产者的是丙,写出三个种群的能量流动渠道:丙→乙→甲。123456789v123456789解析能量在沿食物链传递过程中是逐级递减的,而DDT则通过食物链富集。题中甲、乙、丙三种生物含能量最多、有毒物质最少的丙是生产者,根据甲、乙、丙三种生物所含能量和DDT的多少可知三种生物可形成一条食物链:丙→乙→甲,能量沿这条食物链流动。9.下图表示某生态系统中物质循环的过程。请分析回答问题。(1)图中①②③表示的生理过程分别是呼吸作用、光合作用、呼吸作用。(2)④表示的过程是分解者的分解作用。B、C是生态系统成分中的消费者。(3)该生态系统中构成的食物链是A→B→C。能够使光能流入该生态系统的生物是图中的A。(4)当今自然环境中的“温室效应”是大气中的二氧化碳增加造成的。这种现象产生的主要原因是人类活动中的破坏植被和燃料燃烧。891234567