潍坊一中学案2014高三生物

生态系统的能量流动和物质循环

考纲要求：

生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用 II

基础梳理：

一、能量流动的概念

生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

二、能量流动的过程

1．能量流动起点？流经生态系统总能量？能量流动渠道？

2．能量流动特点及原因？

三、能量流动研究意义

四、生态系统的物质循环

1．概念？注意：物质循环的物质是？谁与谁之间的循环？范围？

2．特点及循环方式？

五、实例——碳循环

1．无机环境中的存在形式：________和碳酸盐；生物群落中的主要存在形式：________；无机环境与生物群落之间的循环形式：________。

2．循环过程（碳循环为例）

3．温室效应形成原因？影响？

六、能量流动与物质循环的关系及意义

考点一、生态系统的能量流动分析

1.能量的来源及去向图解

(1)消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中

能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，

应为上一个营养级固定或同化的能量。

(2)消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁

殖(e)

(3)生长、发育和繁殖(e)＝分解者分解利用(f)＋下一营

养级同化(i)＋未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分

之和是b＝d＋e；若为四部分之和是b＝d＋f＋i＋j。

2.利用“拼图法”解决能量流动中的难题

输入第一营养级的能量(W1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。参考图示，很容易理解以下问题：

(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量

D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。

(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等

于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。

(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的

差值。

例题：如图是某草原生态系统的能量流动模型。a 、 b 、c 表示流入各营养级生物的能量，d 、e 、f 表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g 、h 、i 分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j 、k 、l 表示流入分解者的能量。下列分析正确的是

A

消费者、分解者。 B ．能量伴随着物质循环流动 C ．若一段时间内草所固定的太阳能总量为

1×106KJ ，那么图中最高营养级所获得的 能量为1×106×c/a 。 D.方式是初生演替。

考点二、物质循环

1．循环特点：(1)具有全球性；(2)反复循环。

2．过程图解及解读

(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过

植物的光合作用(主要途径)或硝化细菌等的

化能合成作用完成的。

(2)碳元素在生物群落与无机环境之间循

环的主要形式是CO 2；碳元素在生物群落中

的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。

(3)大气中CO 2的主要来源⎩⎪⎨⎪⎧

分解者的分解作用动植物的细胞呼吸

化学燃料的燃烧 (4)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向 的，其他成分都是单向的。(判断成分的依据) 3．能量流动与物质循环之间的关系图解（创新设计P199）

巩固练习

1.下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a ～g 表示能量值的多少。请据图作答：

（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为、。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是。

（2）图乙中，若A表示图1中营养级II所摄入的全部能量，则B表示，C表

示。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，由营养级I、Ⅱ间的能量传递效率是（用图中所给字母的表达式表示）。

（3）由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点。

（4）若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，

构成食物关系如右图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提

供给丙，则要使丙能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能

量 kJ（用所给字母的表达式表示）。

2.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解［能量单位为：J/(cm2·a)］，请回答：

(1)图中A代表____________________，输入此鱼塘的能量有______________，池塘中的水草、鱼、细菌等生物共同构成___________________。与森林生态系统相比，该鱼塘生态系统抵抗力稳定性较__________。

(2)草鱼以水草为食，白鲢以绿藻和水草为食，草鱼与白鲢的种间关系是______________；调查鱼塘中草鱼的种群密度，常用__________法。

(3)由于食性不同，鱼塘中鱼类等生物具有分层现象，群落的这种空间结构称________。

(4)该生态系统具有能量流动、物质循环和____________三个方面的功能。

（5）甲图生态系统中第二营养级到第三营养级的传递效率为___________。