2020版生物新优化浙江大一轮课件：第九部分 生物与环境 29 .pdf
第第2929讲 能量流动和物质循环讲 能量流动和物质循环 考纲导学 -2- 考纲导学 -3- 教材梳理题型探究真题演练 能量流动和物质循环 1.能量流动 (1)能量流动过程 考纲导学 -4- 教材梳理题型探究真题演练 能量的来源: 。 起点: 。 流经生态系统的总能量:生产者通过 和化能合成 作用所固定的全部能量。 能量流动的渠道: 。 (2)植食动物能量的去向 通过自身细胞呼吸以 的形式散失。 被 分解。 流向 。 暂时未利用。 (3)能量流动的特点:单向流动、 。 太阳能(或光能) 生产者固定太阳能 光合作用 食物链和食物网 热能 分解者 下一营养级 逐级递减 考纲导学 -5- 教材梳理题型探究真题演练 (4)能量传递效率 能量传递效率为相邻两个营养级的 之比,即能量传递 效率= ×100%。能量从植物到植食动物或从 植食动物到肉食动物的传递效率一般只有约 。 同化量 10% 考纲导学 -6- 教材梳理题型探究真题演练 2.物质循环 (1)碳循环的过程 ; ;摄食; ;燃 烧; 。 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 分解作用 有机物 考纲导学 -7- 教材梳理题型探究真题演练 (3)碳循环的特点 反复利用, 。 具有 。 往复循环 全球性 考纲导学 -8- 教材梳理题型探究真题演练 3.能量流动和物质循环的关系 有机物 单向 非生物环境 生物圈 载体 动力 考纲导学 -9- 教材梳理题型探究真题演练 考向一考向一 能量流动能量流动 【典例1-1】 (2018浙江3月超级全能生考试)如图某生态系统的 部分能量流动示意图,其中a1是流入生产者的总能量,下列叙述错误 的是( ) A.a7可直接为绿色植物提供物质和能量 B.第一营养级传递给分解者的总能量是a4+a7 C.a1、a2、a6中的能量主要以稳定化学能的形式存在 D.第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是a6/a1×100% 答案解析解析 关闭 a7是粪便中的能量,不能为绿色植物提供能量,绿色植物光合作用的能量 来自光能,A项错误;第二营养级粪便中的能量属于第一营养级同化的能 量,因此第一营养级传递给分解者的总能量是a4+a7,B项正确;a1、a2、a6 中的能量主要以稳定化学能的形式存在,C项正确;据图分析,a1是流入第 一营养级的总能量(即第一营养级同化的总能量),而第二营养级同化的 能量为a6,因此第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是 a6/a1×100%,D项正确。 答案解析 关闭 A 考纲导学 -10- 教材梳理题型探究真题演练 【典例1-2】 (2018浙江稽阳联谊学校高三3月联考)下图表示某 草原上植食动物所摄入能量的去路(字母表示相应能量)。请回答 下列问题。 (1)生态系统各生物之间存在着取食和被取食关系,传递着生产者 所固定的能量,这种单方向的 关系叫做食物链。 (2)图中的生态系统成分有 。B 表示 ,A属于第 营养级 的能量。 考纲导学 -11- 教材梳理题型探究真题演练 (3)若B中能量为2.0×109 kJ,C中能量为1.8×109 kJ,肉食动物同化 的能量为5.4×107 kJ,则该生态系统从植食动物到肉食动物的能量 传递效率为 。 (4)若草原引入一种外地植物,在原产地时,该种植物某种基因型 频率为Aa占38%,aa占11%,引入8年后,Aa占18%,aa占21%,该物种在 引入后种群基因频率如何变化?A的基因频率 (填“增 大”“减小”或“不变”)。 答案:(1)营养 (2)分解者、消费者 植食动物的同化量 一 (3)2.7% (4)不变 解析:(1)生态系统各生物之间存在着取食和被取食关系,传递着 生产者所固定的能量,这种单方向的营养关系叫做食物链。 (2)图中的生态系统成分有分解者和消费者;B表示植食动物的同 化量,A表示植食动物粪便中的能量,属于第一营养级的能量。 考纲导学 -12- 教材梳理题型探究真题演练 (3)若B中能量为2.0×109 kJ,C中能量为1.8×109 kJ,肉食动物同化 的能量为5.4×107 kJ,则该生态系统从植食动物到肉食动物的能量 传递效率为肉食动物同化的能量÷植食动物同化的能量 ×100%=(5.4×107)÷(2.0×109)×100%=2.7%。 (4)若草原引入一种外地植物,在原产地时,该种植物某种基因型 频率为Aa占38%,aa占11%,则AA基因型频率为1-38%-11%=51%,根 据遗传平衡定律可推知在原产地时该种群中A的基因频率为 51%+1/2×38%=70%;引入该草原8年后,Aa占18%,aa占21%,则AA 占1-18%-21%=61%,引入后该种群中A的基因频率为 61%+1/2×18%=70%。因此,该物种在引入后种群中A的基因频率 不变。 考纲导学 -13- 教材梳理题型探究真题演练 归纳提升能量来源和去路分析 考纲导学 -14- 教材梳理题型探究真题演练 (2)能量去路 定量不定时分析 这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能的形式从生物群落 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。 考纲导学 -15- 教材梳理题型探究真题演练 定量定时分析 流入某一个营养级的一定量的能量(在一定时间内) 如果以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年。 考纲导学 -16- 教材梳理题型探究真题演练 考向二考向二 物质循环物质循环 【典例1-3】 (2018浙江宁波3月新高考模拟)下列关于生态系统 中物质循环的叙述,错误的是( ) A.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡 B.物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的 C.煤和石油的燃烧和微生物的分解作用产生CO2,促进碳循环 D.生物圈不需要从外界获得任何物质补给,就能长期维持其正常 功能 答案解析解析 关闭 低碳生活方式可以减少CO2的排放,有助于维持生物圈中碳循环的平衡,A 项正确;物质循环是在生物圈的范围内,由生产者、消费者和分解者构成 的生物群落与无机环境之间进行的,B项错误;煤和石油的燃烧和微生物 的分解作用产生CO2,可为生产者的光合作用提供原料,进而促进碳循 环,C项正确;生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统,不需要从外界 获得任何物质补给,就能长期维持其正常功能,D项正确。 答案解析 关闭 B 考纲导学 -17- 教材梳理题型探究真题演练 【典例1-4】 (2018浙江名校协作体高三下学期3月考试)下图为 某养殖鱼塘生态系统各成分之间物质循环示意图。 (1)鱼塘中的鱼属于图中的 (填“甲”“乙”或“丙”)。除图中 包含的成分外,鱼塘接受的阳光属于该生态系统成分中的 。 (2)流经该生态系统的总能量 (填“大于”“等于”或“小 于”)该生态系统生产者固定的总能量。 考纲导学 -18- 教材梳理题型探究真题演练 (3)水生群落也有分层现象,其层次性主要是由 、温 度和氧气的垂直分布决定的。一个湖泊自上而下可以分为四层,图 中的甲发挥作用主要在 。 (4)没有外力干扰时,湖泊将朝着物种多样化、 和功 能完善化方向发展演替。 答案:(1)丙 能源 (2)大于 (3)光的穿透性 底泥层 (4)结构 复杂化 考纲导学 -19- 教材梳理题型探究真题演练 解析:据图分析,乙与大气CO2之间为双箭头,说明乙是生产者,是 生态系统的主要成分;乙与丙都指向了甲,说明甲是分解者,则丙为 消费者。 (1)鱼属于生态系统中的消费者,即图中的丙;阳光属于生态系统 中的能源。 (2)流经养殖鱼塘的总能量包括生产者固定的全部太阳能和投放 的饲料中的能量,因此流经该生态系统的总能量大于该生态系统生 产者固定的总能量。 (3)水生群落具有垂直分层现象,主要是由光的穿透性、温度和氧 气的垂直分布决定的;图中甲是分解者,主要位于湖泊的底泥层。 (4)没有外力干扰时,湖泊将朝着物种多样化、结构复杂化和功能 完善化方向发展演替。 考纲导学 -20- 教材梳理题型探究真题演练 考向三考向三 物质循环和能量流动的关系物质循环和能量流动的关系 【典例1-5】 图1为生态系统中碳循环的模式图,图2为某一水域 生态系统在一年之内的能量流动情况能量流动单位:103 kJ/(m2·a)。 下列相关叙述正确的是( ) 考纲导学 -21- 教材梳理题型探究真题演练 A.甲代表生产者,表示光合作用 B.流经上述水域生态系统的总能量为1 744×103 kJ/(m2·a) C.甲、乙、丙中含有的碳元素以有机物的形式在生物群落和环 境之间循环 D.按图中能量传递效率,若顶级肉食动物获得1 kJ能量,则生产者 需具有416.2 kJ能量 答案解析解析 关闭 由图1可知,甲代表生产者,表示生产者的细胞呼吸,A项错误。流经生 态系统的总能量为生产者固定的太阳能=1 320+100+324+227+38+58+14=2 081×103 kJ/(m2·a),B项错误。甲、 乙、丙中含有的碳元素以CO2的形式在生物群落和环境之间循环,C项错 误。图中顶级消费者同化的能量=3.6+1.1+0.3=5.0×103 kJ/(m2·a), 生产者固定的能量是2 081×103 kJ/(m2·a),所以若顶级肉食动物获得1 kJ能量,则生产者需具有416.2 kJ能量,D项正确。 答案解析 关闭 D 考纲导学 -22- 教材梳理题型探究真题演练 1.(2017浙江11月选考,13)下列关于能量流动的叙述,正确的是( ) A.动物同化的能量中包括其粪便中的能量 B.生产者能将约10%的太阳能转化为化学能 C.相同条件下恒温动物的体重净增长低于变温动物 D.消费者营养级具有的能量与该消费者的平均体重呈正相关 答案解析解析 关闭 粪便中的能量不属于动物同化的能量,属于上一营养级的能量,A项错误。 营养级之间能量的传递效率约为10%,生产者固定太阳能的效率远低于该 水平,B项错误。恒温动物同化的大部分能量用于呼吸消耗,相比变温动 物,体重净增加较少,C项正确。营养级指处于食物链某一环节中所有生 物的总和,和个体的大小不存在必然的联系,D项错误。 答案解析 关闭 C 考纲导学 -23- 教材梳理题型探究真题演练 2.(2018浙江4月选考,29)某生态系统碳循环的部分示意图如右图 所示。回答下列问题。 (1)图中的字母 表示大气中的CO2,由于许多因素的影响,使 其含量夏季 冬季。 (2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落,再被图中的 A、B的 和C的分解作用以及E的燃烧,转变成 CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过 程中,生产者吸收的CO2量 整个生物群落排放的CO2量。 考纲导学 -24- 教材梳理题型探究真题演练 (3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,可将D的含 义改为 ,其他字母及文字代表的含义不变, 还需要修改之处有:增加“光A”、取消“ED”、 。 答案:(1)D 低于 (2)细胞呼吸 大于 (3)非生物环境 取消 “DA” 解析:碳循环示意图中A为生产者,B为消费者,C为分解者,D为大 气中的CO2,E为燃料。生物群落的演替过程中,生产者吸收的CO2 大于整个生物群落排放的CO2量,有利于演替的正常进行。若改为 能量流动则D为热能,生产者不能利用热能,要取消“DA”。 考纲导学 -25- 教材梳理题型探究真题演练 3.(2016浙江10月选考,29)某苔原生态系统的部分食物网如图1所 示,其能量流动过程如图2所示。 图1 图2 注字母表示能量值;表示营养级。 考纲导学 -26- 教材梳理题型探究真题演练 请回答下列问题。 (1)图1中的生物构成了 条食物链,其中处于第二营养级 的生物有 种。 (2)图1中生物体内DDT浓度最高的生物是 。 (3)图2中,甲代表的生态系统成分是 ,能量从第 一个营养级到第二个营养级的传递效率是 (用图2中的字母表示)。流入生态系统的能量是通过 的同化实现的。 考纲导学 -27- 教材梳理题型探究真题演练 答案:(1)10 3 (2)北极狐和雪鸮 (3)分解者 b/a×100% 生产者 解析:(1)分析图1可知,该食物网中包含10条食物链,其中雪兔、旅 鼠和驯鹿这3种生物处于第二营养级。(2)由于生物放大作用,处于 食物链顶端的生物体内DDT浓度最高,该食物网中北极狐和雪鸮的 营养级最高。(3)图2中,甲代表生态系统中的分解者,营养级之间的 能量传递效率指某一个营养级的同化量与上一个营养级的同化量 的比值,因此,能量从第一个营养级到第二个营养级的传递效率是 b/a×100%。对于该生态系统而言,流入生态系统的能量是生产者 所固定的太阳能,因此,流入生态系统的能量是通过生产者的同化 实现的。 考纲导学 -28- 教材梳理题型探究真题演练 4.(2016浙江4月选考,29)某生态系统的部分食物网如下图所示。 请回答下列问题。 考纲导学 -29- 教材梳理题型探究真题演练 (1)蛇在最长的食物链中处于第 营养级。通常情况下,变温 动物所在食物链的营养级的数目比仅有恒温动物的营养级 。 (2)在该生态系统中,动植物种类随季节更替发生规律性的变化, 这种变化体现了群落的 结构。若该群落由于火灾被毁灭, 经若干年后此地又重新形成新的群落,这种群落演替类型属于 。 (3)图中的“”除表示捕食关系外,还可表示 的 方向。 (4)若狐侵入该生态系统一段时间后,生态系统的结构和功能仍保 持相对稳定,则表明生态系统具有 能力。 考纲导学 -30- 教材梳理题型探究真题演练 答案:(1)五 多 (2)时间 次生演替 (3)能量流动 (4)自我调 节 解析:(1)由题图可知,该食物网中存在7条食物链,其中食物链“草 食草昆虫蜘蛛蛙蛇猫头鹰”最长,在该食物链中,蛇处于 第五营养级。通过图示可知,变温动物所在食物链的营养级数目比 仅有恒温动物的多。(2)生态系统中动物的种类随季节变化,体现了 群落的时间结构。群落在火灾后发生的演替属于次生演替。(3)食 物链是物质循环和能量流动的渠道,因此,图示中“”除表示捕食关 系外,还能表示能量流动的方向。(4)有其他生物侵入后,生态系统 仍能维持相对稳定,说明生态系统具有一定的自我调节能力。 考纲导学 -31- 教材梳理题型探究真题演练 5.(2015浙江10月选考,29)某农田生态系统的食物网如图所示,请 回答下列问题。 (1)该农田生态系统中的生产者是 。写出该食物网中最 短的一条食物链: 。 (2)黑鸢在最长的食物链中处于第 营养级。从能量流动角 度看,处于食物链顶位的黑鸢种群数量最少、能量也最少,原因是 能量流动是单向的且 。 (3)为控制农田鼠害,可用 法调查黑线姬鼠的种群密度。 (4)若施用某农药控制三化螟的数量,会导致该农药在黑鸢体内积 累并对其造成危害。这种现象称为 。 考纲导学 -32- 教材梳理题型探究真题演练 答案:(1)水稻 水稻黑线姬鼠黑鸢 (2)五 传递效率约为10%(或逐级递减) (3)标志重捕 (4)生物放大 解析:(1)由食物网可知,该农田生态系统中的生产者是水稻,该食 物网中最短的一条食物链是水稻黑线姬鼠黑鸢。(2)由题图可 知,黑鸢在该生态系统中处在第三、第四和第五营养级。由于能量 流动是单向流动且逐级递减的,所以一般情况下,处于食物链顶位 的生物种群数量最少、能量也最少。(3)调查动物的种群密度一般 用标志重捕法。(4)化学杀虫剂和有害物质通过食物链逐级积累和 浓缩,在生物体内高度富集,导致危害的现象称为生物放大。 考纲导学 -33- 教材梳理题型探究真题演练 生态系统的稳态及其调节 1.稳态的含义 生态系统内部的所有成分彼此 ,保持结构和功能的 稳定,从而表现出物种 化、结构 化和功能 化。 2.稳态的原因 生态系统具有 功能。 3.稳态调节机制 (1)反馈调节 当生态系统中的 发生变化的时候,它必然会引起其 他成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来 最 初发生变化的那种成分,这个过程叫反馈调节。 相互协调 多样 复杂 完善 自我调节 某一成分 影响 考纲导学 -34- 教材梳理题型探究真题演练 (2)类型 抑制和减弱 保持稳定 远离稳态 考纲导学 -35- 教材梳理题型探究真题演练 4.稳态与调节的关系 (1)稳态是靠生态系统的 来实现的。 (2)生态系统的物种多样化、结构 和功能完善化,能在 很大程度上克服和消除外来干扰保持自身的稳定性。 (3)生态系统的自我调节是 限度的。 5.生态系统稳态的破坏 (1)破坏原因:外来干扰因素超过一定限度,生态系统的 功能本身就会受到损害。 (2)破坏因素:自然因素和 因素。 (3)对生产生活的启示:人类的活动除了要讲究经济效益和社会效 益外,还要特别注意生态效益和生态后果,以便在利用自然的同时 能基本保持生物圈的稳定。 自我调节 复杂化 有一定 自我调节 人为 考纲导学 -36- 教材梳理题型探究真题演练 考向考向 生态系统的稳态及其调节生态系统的稳态及其调节 【典例2-1】 某湖泊中发生了如图所示的变化,下列叙述错误的 是( ) A.如图所示调节方式可加速最初所发生的变化,使生态系统远离 稳态 B.在人体中也存在类似的调节方式,如甲状腺激素水平的调节 C.图中过程对生态系统虽有极大的破坏作用,但仍旧可能修复 D.如图调节方式不是生态系统主要的调节方式,在自然生态系统 中十分少见 答案解析解析 关闭 据图分析,湖泊污染后导致鱼死亡,鱼腐烂后污染加重,使生态系统远离 稳态;图示为正反馈调节,而甲状腺激素的调节为负反馈调节;图中过程 对生态系统虽有极大的破坏作用,但生态系统具有自我调节功能,仍旧可 能修复;生态系统的主要调节方式是负反馈调节,而图示为正反馈调节。 答案解析 关闭 B 考纲导学 -37- 教材梳理题型探究真题演练 【典例2-2】 在某一生态系统中,螟虫、螳螂(以螟虫为食)的种 群数量变化如下图所示。结合图中所给的信息分析,下列叙述正确 的是( ) A.与螟虫、螳螂有关的食物链具有两个营养级 B.螳螂种群数量的波动主要受食物等内源性因素调节 C.长期喷洒DDT,螳螂个体内的DDT浓度往往会高于螟虫 D.螟虫、螳螂种群数量的周期性波动体现了生态系统中的正反 馈调节 答案解析解析 关闭 食物链应当从生产者开始,因此与螟虫、螳螂有关的食物链有三个营养 级;食物属于影响种群数量波动的外源性调节因素;负反馈调节维持了生 态系统中的稳定性;食物链有生物放大功能,DDT浓度在高营养级生物体 内高。 答案解析 关闭 C 考纲导学 -38- 教材梳理题型探究真题演练 归纳提升构建反馈调节的模型 (1)负反馈调节(抑制和减弱最初所发生的变化,使生态系统趋于 稳定) (2)正反馈调节(加速最初所发生的变化,往往使生态系统偏离稳 态) 考纲导学 -39- 教材梳理题型探究真题演练 (2016浙江10月选考,9)某海湾水体富营养化严重,大型鱼类种类 减少,将导致( ) A.生物群落发生演替 B.食物网复杂程度降低 C.食物链的环节增多 D.生态系统稳定性增强 答案解析解析 关闭 水体富营养化严重,大型鱼类种类减少,将导致食物链的环节减少,食物 网的复杂程度降低,进而使该生态系统的稳定性减弱。 答案解析 关闭 B
