【步步高】2015届高考生物一轮总复习精品讲义 第33讲 生态系统的能量流动和物质循环 新人教版

第33讲 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)。

考点一 生态系统的能量流动[重要程度：★★★★☆]

1． 能量流动的过程

(1)概念理解 输入⎩⎪⎨⎪⎧ 源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量

⇓ 传递⎩⎪⎨⎪⎧ 途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能

⇓ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能

⇓ 散失⎩⎪⎨⎪⎧ 形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用

(2)过程图解

2． 能量流动的特点及意义

(1)能量传递效率：是指相邻两个营养级之间同化量的比值。

(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减。

(3)研究意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 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对人类最有益的部分。

1． 观察下图能量在营养级之间流动过程图解，回答相关问题

(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。

(2)在各营养级中，能量的三个去路：①通过呼吸作用以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用。

(3)概括能量流动的特点 ①单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。 ②逐级递减：相邻两个营养级之间的能量传递效率约为10%～20%。

2． 写出能量传递效率的计算公式

相邻两个营养级的传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量

×100%。 3． 能量传递的相关“最值”计算

(1)如食物链A→B→C→D

①已知D 营养级的能量为M ，则至少需要A 营养级的能量＝M÷(20%)3

，最多需要A 营养级的能量＝M÷(10%)3；

②已知A 营养级的能量为N, 则D 营养级获得的最多能量＝N×(20%)3，最少能量＝N×(10%)3。

(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：

易错警示 有关能量流动的2个提示

(1)能量传递效率≠能量利用率

①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

②能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。

(2)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照

单独的食物链进行计算后再合并。

1．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是(双选)( )

A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量

B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等

C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2

D．图中D的能量全部来自B生物

答案CD

解析当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K 值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A的能量。

2．下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是 ( )

①一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②能量沿食物链

单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减③若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活500人④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A 中的人比B中的人体内污染物浓度低⑤生态系统中玉米、牛和人三种群不一定符合能量金字塔

A．①③④⑤ B．①②③⑤ C．①②③④ D．③④⑤

答案 D

解析①中，不知二人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得

的能量无法比较；②中，能量沿食物链单向流动，随营养级的升高而逐级递减，传递效率仍在10%～20%之间；③中，若A和B中玉米的数量相同，养活一人，消耗能量为m，如A能养活10 000人，对应的玉米能量至少是50 000m，同样数量的玉米B中至少养活的人数是50 000×10%×10%＝500。④中，若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度低的原因是有害物质的富集。⑤中，生态系统中的能量金字塔每一阶层代表的是一个营养级，而不是某一生物种群，对于某一生物种群来说不一定符合能量金字塔。

3. 在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5

来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加 20 g体重，最少需

要

消费植物( )

A．600 g B．900 g C．1 600 g D．5 600 g

答案 B

解析通过食物链(植物―→兔―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×2/5＝8 g，最少需要消费植物的量为8 g×5×5＝200 g；通过食物链(植物―→鼠―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×2/5＝8 g，最少需要消费植物的量为8 g×5×5＝200 g；通过食物链(植物―→鼠―→蛇―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×1/5＝4 g，最少需要消费植物的量为4 g×5×5×5＝500 g。所以合计至少需要消费植物200 g＋200 g＋500 g＝900 g。

考点二生态系统的物质循环[重要程度：★★★☆☆]

1．物质循环

(1)概念：组成生物体的各种元素在无机环境与生物群落间不断地循环的过程。

(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。

(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。

(4)意义：通过能量流动和物质循环，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，

形成一个统一的整体。

2．碳循环

(1)无机环境中存在形式：CO2和碳酸盐。

(2)生物群落中存在形式：含碳有机物(主要)。

(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物

群落到无机环境则是通过呼吸作用和微生物分解实现的。