《高考生物總復習 第8單元 生物與環(huán)境課件 第31講 能量流動和物質(zhì)循環(huán)、 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考生物總復習 第8單元 生物與環(huán)境課件 第31講 能量流動和物質(zhì)循環(huán)、 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第31講 能量流動和物質(zhì)循環(huán)、 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié) 考綱要求　1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動[必考(c)、加試(c)]。2.生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)[必考(c)、加試(c)]。3.能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關系[加試(c)]。4.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)[必考(a)、加試(a)]。5.穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)[必考(b)、加試(b)]。 考點一　生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動 1．能量流動的含義及渠道 (1)能量流動的含義：在生態(tài)系統(tǒng)中，能量不斷沿著太陽→植物→植食動物→肉食動物→頂位肉食動物的方向流動。 (2)渠道：沿食物鏈的營養(yǎng)級依次傳遞。 2．能量流動過程 (1)能量流動的起點：太陽輻射能(或光能)。 (2)能量流動的渠道：食物鏈或食物網(wǎng)。 (3)植食動物的能量去向：①被自身細胞呼吸消耗。②被分解者分解。③被肉食動物取食并同化。④未利用。 3．能量流動特點 (1)單方向的，不可逆的。 (2)逐級遞減，傳遞效率一般只有約10%。 4．從能量流動過程可以推知 (1)植食動物比肉食動物多。 (2)高營養(yǎng)級生物數(shù)量少、生物量小、能量少、價值高。 (3)一個生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界輸入能量才能維持其正常功能。 5．能量傳遞效率的公式 能量傳遞效率＝100%。 思考診斷 1．如圖表示能量在兩個營養(yǎng)級之間的流動過程，請據(jù)圖思考下列問題： (1)第一個營養(yǎng)級的同化量與其攝入量和糞便量有怎樣的關系？ 提示　同化量＝攝入量－糞便量。 (2)上一個營養(yǎng)級同化的總能量是不是全部流向下一個營養(yǎng)級？為什么？ 提示　不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，還有一部分被分解者所利用，總有一部分能量未被下一營養(yǎng)級利用。 2．如圖表示A、B兩個特定生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔。請思考： (1)一個吃玉米的人所獲得的能量一定多于一個吃牛肉的人，對嗎？為什么？ 提示　不對。就“玉米→人”與“玉米→?！恕边@兩種食物鏈而言，前者環(huán)節(jié)較少，能量損耗較少，人獲得的能量更多。但就“一個個體”而言，由于不知道兩人的食物量，一個吃玉米的人所獲得的能量和一個吃牛肉的人獲得的能量無法比較。 (2)若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人比B中的人體內(nèi)污染物濃度更高，還是更低？ 提示　若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則生態(tài)系統(tǒng)A中的人比B中的人體內(nèi)污染物濃度應更低(生物放大作用)。 1．能量流動的過程圖解 (1)能量的來源：太陽能。 (2)起點：從生產(chǎn)者固定的太陽能開始。 (3)總量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，是生產(chǎn)者通過光合作用所固定的全部太陽能。 (4)渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。 (5)能量轉化：太陽能→有機物中的化學能→熱能(最終散失)。 (6)流動形式：有機物中的化學能。 (7)散失途徑：細胞呼吸，包括各個營養(yǎng)級自身的呼吸消耗以及分解者的細胞呼吸。 (8)能量散失的形式：以熱能形式散失。 2．流入某一營養(yǎng)級的能量來源和去路 (1)能量來源 (2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量去向可以從以下兩個角度分析： ①定量不定時(能量的最終去路) 這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能形式從生物群落中散失，生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動的正常進行。 ②定量定時 如果是以年為單位研究，未被利用的能量將保留到下一年。 3．能量流動特點原因的分析 (1)單向流動的原因 ①食物鏈中各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉的，這是長期自然選擇的結果，如肉食動物以植食動物為食，而植食動物不能以肉食動物為食，植物與植食動物的能量關系也是如此。 ②各營養(yǎng)級生物通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量無法循環(huán)。 (2)逐級遞減的原因 ①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。 ②各營養(yǎng)級的能量都會有一部分流入分解者，包括未被下一營養(yǎng)級生物所利用的部分。 題型一　生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程、特點 1．某生態(tài)系統(tǒng)中有A、B、C、D四種生物，構成食物鏈A→B→C，D為分解者，如圖是該生態(tài)系統(tǒng)中能量流入B處發(fā)生的一系列變化示意圖，下列說法錯誤的是(　　) A．圖中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生長、發(fā)育和繁殖的能量 B．參與丁過程的都是異養(yǎng)型生物，包括細菌、真菌等 C．當生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，B的種群數(shù)量一般處于K/2 D．圖中D的能量不全部來自B生物 答案　C 解析　當生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，B種群數(shù)量達到環(huán)境容納量即K值，C錯誤；B攝入量為其同化量和糞便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖；丁過程為分解者的分解作用，分解者主要是營腐生生活的細菌、真菌等，都是異養(yǎng)型生物；D的能量可來自于B的糞便，而此部分屬于上一營養(yǎng)級A的能量。 2．(2016浙江聯(lián)考)下列有關生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的敘述，正確的是(　　) A．兔子吃了1 kg草，則這1 kg草中的能量就流入了兔子體內(nèi) B．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%的能量流入狼的體內(nèi) C．生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環(huán)境流入生物群落 D．生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨著物質(zhì)循環(huán)而被循環(huán)利用的 答案　C 解析　兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分殘留在糞便中；能量傳遞效率中的10%指的是營養(yǎng)級與營養(yǎng)級之間的傳遞效率，并非個體與個體之間的；生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物來固定太陽能，而太陽能來自無機環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動的，最終都會以熱能的形式散失。 題型二　生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的相關計算 3．(2016菏澤質(zhì)檢)有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量(　　) A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 答案　A 解析　設丙的能量為x，經(jīng)丙→丁→己→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3＝500(kJ)，經(jīng)丙→戊→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。 4．某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能)，下列敘述中不正確的是(　　) A．生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2) B．由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/W1 C．流入初級消費者體內(nèi)的能量可表示為(A2＋B2＋C2) D．圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減 答案　C 解析　生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一營養(yǎng)級的能量，A正確；由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1，B正確；流入初級消費者的能量為D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C錯誤；圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，D正確。 方法規(guī)律 用拼圖法進行能量流動計算 輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1)；另一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C 1＋D1)，而后一部分能量中，包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1，如下圖所示： (1)流經(jīng)整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的總能量，即W1。將圖中第三營養(yǎng)級同化的總能量D2“拼回”第二營養(yǎng)級，則剛好等于D1，即第二營養(yǎng)級同化的總能量；再將D1“拼回”第一營養(yǎng)級，則剛好等于生產(chǎn)者固定的總能量W1。可見，在一個生態(tài)系統(tǒng)中，所有生物的總能量都來自W1，所有生物總能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的緣故)。 (2)能量傳遞效率不會是100%。從上圖可以看出，從第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級能量的傳遞效率等于100%，一般情況下，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約為10%。 考點二　生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．碳循環(huán)的路線 大氣圈→植物和動物→分解者→大氣圈。 2．碳循環(huán)的過程 (1)如圖所示 (2)過程解讀 ①碳的存在形式 ②碳循環(huán)形式 項目 進入生物群落 生物群落內(nèi)部 返回無機環(huán)境 形式 CO2 含碳有機物 CO2 方 式 光合作用或化能合成作用 通過食物鏈或食物網(wǎng) a.生物的呼吸作用 b．分解者的分解作用 c．化石燃料的燃燒 ③實現(xiàn)碳在生物群落和無機環(huán)境之間進行循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)是生產(chǎn)者和分解者。 ④目前由于大氣中CO2含量持續(xù)增加，碳循環(huán)平衡被打破，形成溫室效應。 3．碳循環(huán)的特點 (1)反復利用，往復循環(huán)。 (2)具有全球性。 4．大氣圈中的CO2變化特點 有著明顯的晝夜變化和季節(jié)變化。 5．能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關系(加試) 項目 能量流動 物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例) 形式 以有機物為載體 主要是無機物 特點 單向流動、逐級遞減 全球性、循環(huán)性 范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 生物圈(全球性) 聯(lián)系 兩者是同時進行的，彼此相互依存，不可分割；物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返 6.重金屬等物質(zhì)的生物放大作用與能量流動特點的比較 重金屬和DDT等農(nóng)藥的生物放大：生物放大問題與能量流動相反，能量沿食物鏈流動時逐級遞減，而農(nóng)藥或重金屬在食物鏈中則存在“生物放大作用”，即營養(yǎng)級越高，該物質(zhì)濃度越高。 思考延伸 如圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。請據(jù)圖思考下列問題： (1)甲、乙、丙、丁分別代表生態(tài)系統(tǒng)的什么成分？并簡述判斷的理由。 提示　甲和丁之間有雙向箭頭，且其他幾種成分都有箭頭指向丁，所以丁為大氣中的CO2庫，甲為生產(chǎn)者；甲和乙都有箭頭指向丙，所以丙為分解者，則乙為消費者。 (2)碳在甲、乙、丙之間的流動形式是什么？在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式又是什么？ 提示　在甲、乙、丙之間的流動形式是有機物，在甲(或乙或丙)與丁之間的流動形式是CO2。 (3)圖中的字母分別表示什么過程？ 提示　b代表光合作用或化能合成作用。d和c代表細胞呼吸，f代表微生物的分解作用，a代表捕食，e和g代表動植物的遺體、排遺物等提供給分解者。 (4)生態(tài)系統(tǒng)的成分中，對物質(zhì)循環(huán)起關鍵作用的環(huán)節(jié)是什么？ 提示　生產(chǎn)者和分解者。 題型一　碳循環(huán)的過程及特點 1．(2016蒼南適應性測試)下列有關生物圈中碳循環(huán)的敘述，錯誤的是(　　) A．碳循環(huán)伴隨著能量流動 B．分解者不參與生物圈中碳循環(huán)過程 C．光合作用和細胞呼吸與碳循環(huán)密切相關 D．碳在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是CO2 答案　B 解析　分解者也可通過細胞呼吸將有機碳分解為CO2返回無機環(huán)境，故可參與碳循環(huán)過程。 2．如圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，其中“→”表示碳的流動方向。下列敘述不正確的是(　　) A．在碳循環(huán)過程中，同時伴隨著能量流動 B．由于某種原因造成圖中E生物數(shù)量大量減少，推測短期內(nèi)與之相鄰的兩個營養(yǎng)級生物數(shù)量發(fā)生的變化是D增多，F(xiàn)減少 C．該生態(tài)系統(tǒng)的消費者包括圖中的D、E、F、B D．在A→C過程中碳主要以CO2的形式進行循環(huán)，在F→B過程中以含碳有機物的形式進行流動 答案　C 解析　分析圖形，A、B、D、E、F均有箭頭指向C，則C是無機環(huán)境中的二氧化碳；A、C之間為雙向箭頭，A為生產(chǎn)者；A、D、E、F均有箭頭指向B，則B為分解者，D、E、F為消費者；圖示中包含的食物鏈為A→D→E→F和A→E→F，故E減少，短時間內(nèi)D增多，F(xiàn)減少；碳在生物群落與無機環(huán)境之間主要以CO2的形式循環(huán)，在生物群落內(nèi)部是以含碳有機物的形式流動。 題型二　物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關系(加試) 3．下列關于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的敘述，正確的是(　　) A．富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍細菌水華的現(xiàn)象，可以說明能量流動的特點 B．生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能 C．食物鏈各營養(yǎng)級中約有10%的能量會被分解者利用 D．無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復利用 答案　D 解析　A項，富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍細菌水華現(xiàn)象，是由于N、P等植物生長所需的礦質(zhì)元素過多，引起植物大量繁殖，未涉及沿食物鏈進行的能量流動。B項，生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源也可能是化學能，如硝化細菌的化能合成作用。C項，能量是單向流動、逐級遞減的，每個營養(yǎng)級約有10%的能量流向下一營養(yǎng)級，而不是被分解者利用。D項，無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑如光合作用、化能合成作用、根的吸收等進入生物群落被生物利用。 4．圖1是某生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中A、B、C、D是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有關的生理過程；圖2為該生態(tài)系統(tǒng)中某一食物鏈及部分能量流動情況。下列說法正確的是(　　) A．在圖1中，B、C分別屬于一級消費者、生產(chǎn)者 B．圖1中能表示呼吸作用過程的只有2、4、5 C．如果A發(fā)生瘟疫，D的數(shù)量將先增加后減少最后趨于穩(wěn)定 D．在圖2的食物鏈中，②/①的比值代表兔與狼(生物之間)的能量傳遞效率 答案　C 解析　圖1中C是生產(chǎn)者，B是分解者，D是一級消費者，A是二級消費者，A錯誤；圖中的過程3是分解者的分解作用，其實質(zhì)也是呼吸作用，B錯誤；如果次級消費者A因發(fā)生瘟疫而數(shù)量減少，則初級消費者的數(shù)量會增加，增加后會導致生產(chǎn)者數(shù)量減少，D又會因食物減少而數(shù)量減少，最后趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)，C正確；圖2中的①和②代表兔和狼的攝入量而不是同化量，所以②/①的比值不能代表兔與狼(生物之間)的能量傳遞效率，D錯誤。 題型三　物質(zhì)循環(huán)和能量流動規(guī)律的應用實例 5．如圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關于該系統(tǒng)的敘述錯誤的是(　　) A．微生物利用的是農(nóng)作物通過光合作用固定的能量 B．多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)中能量的傳遞效率 C．沼渣、沼液作為肥料還田可以促進物質(zhì)循環(huán)再利用 D．食用菌、產(chǎn)甲烷桿菌及蚯蚓是該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者 答案　B 解析　流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量，因此微生物利用的是農(nóng)作物通過光合作用固定的能量；多途徑利用農(nóng)作物，可提高能量利用率，不能提高能量的傳遞效率；沼渣、沼液還田可以促進物質(zhì)循環(huán)利用；營腐生生活的食用菌、產(chǎn)甲烷桿菌及蚯蚓都是該生態(tài)系統(tǒng)中的分解者。 6．如圖是近年在某縣試驗成功并大范圍推廣的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，有關此生態(tài)系統(tǒng)的敘述中錯誤的是(　　) A．圖中位于第二營養(yǎng)級的生物有螺、昆蟲、鴨 B．鴨和螺之間是捕食與競爭關系 C．該生態(tài)系統(tǒng)中鴨所固定的能量包括生產(chǎn)者固定的太陽能和飼料中的化學能 D．圖中微生物通過呼吸作用分解鴨的糞便，各種生態(tài)系統(tǒng)中的微生物都是分解者 答案　D 解析　生態(tài)系統(tǒng)中的微生物有的是生產(chǎn)者、有的是消費者、有的是分解者，D選項錯誤。 考點三　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié) 1．穩(wěn)態(tài)的含義 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的所有成分彼此相互協(xié)調(diào)，保持結構和功能的穩(wěn)定，從而表現(xiàn)出物種多樣化、結構復雜化和功能完善化。 2．穩(wěn)態(tài)的原因 生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)功能。 3．穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)——反饋調(diào)節(jié) [連一連] 特點 類型 結果 舉例 ①抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化 A 正反饋 Ⅰ.使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定 a.兔增多時草減少，后者會引發(fā)兔減少 ②加速最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化 B 負反饋 Ⅱ.使生態(tài)系統(tǒng)遠離穩(wěn)態(tài) b.湖泊污染時魚死亡，后者加劇水污染 提示?、佟狟—Ⅰ—a　②—A—Ⅱ—b 4．穩(wěn)態(tài)的標志 生態(tài)系統(tǒng)達到最穩(wěn)定的動態(tài)平衡狀態(tài)。 5．生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的破壞 (1)破壞原因：外來干擾因素超過一定限度，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能本身就會受到損害。 (2)破壞因素：自然因素和人為因素。 (3)對生產(chǎn)生活的啟示：人類的活動除了要講究經(jīng)濟效益和社會效益外，還要特別注意生態(tài)效益和生態(tài)后果，以便在利用自然的同時能基本保持生物圈的穩(wěn)定。 思考診斷 1．圖A為草原生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調(diào)節(jié)示意圖，圖B為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的某種調(diào)節(jié)活動。請據(jù)圖思考下列問題： (1)反饋調(diào)節(jié)有正反饋調(diào)節(jié)和負反饋調(diào)節(jié)，圖A和圖B分別屬于哪一種？ 提示　圖A所示的是負反饋調(diào)節(jié)，圖B所示的是正反饋調(diào)節(jié)。 (2)請寫出圖A中的食物鏈。 提示　乙→甲→丙。 (3)甲狀腺激素分泌增加后，會影響下丘腦和垂體的分泌活動，其中的反饋調(diào)節(jié)和圖中的哪種調(diào)節(jié)方式相同？ 提示　甲狀腺激素分泌增加后，會抑制下丘腦和垂體的分泌活動，這種反饋調(diào)節(jié)是負反饋調(diào)節(jié)，和圖A中的調(diào)節(jié)方式相同。 2．下圖表示氣候變化對甲、乙生態(tài)系統(tǒng)中種群類型數(shù)量的影響。請思考： (1)甲生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力一定較乙生態(tài)系統(tǒng)強嗎？ 提示　據(jù)圖分析可知，氣候發(fā)生變化時，甲生態(tài)系統(tǒng)的種群類型數(shù)量變化幅度比乙生態(tài)系統(tǒng)小，所以其抗干擾能力比乙生態(tài)系統(tǒng)強。 (2)乙生態(tài)系統(tǒng)在S點后是否一定有新的物種產(chǎn)生？ 提示　S點后乙生態(tài)系統(tǒng)中種群類型數(shù)量又逐漸增加，但并不一定產(chǎn)生新的物種。 (3)乙生態(tài)系統(tǒng)在S點后一定經(jīng)歷過次生演替過程嗎？ 提示　乙生態(tài)系統(tǒng)在S點時種群類型數(shù)量降至極低，之后由于氣候條件逐漸適宜，群落經(jīng)歷次生演替。 題型　生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其基礎 1．采取下列哪種措施能提高一個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)的是(　　) A．減少捕食者和寄生者的數(shù)量 B．使生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量保持平衡 C．增加適宜的物種數(shù)目 D．限制一個演替系列的演替過程 答案　C 解析　生態(tài)系統(tǒng)的成分越復雜，營養(yǎng)結構越復雜，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越強。減少捕食者和寄生者的數(shù)量不僅減少了生態(tài)系統(tǒng)中物種的數(shù)目，而且還有可能影響甚至破壞原有的生態(tài)平衡；使生產(chǎn)者和消費者的數(shù)量保持平衡，只能保持原有狀態(tài)，不會使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進一步提高；限制一個演替系列的演替過程，只能干擾生態(tài)系統(tǒng)的演替規(guī)律，反而降低了穩(wěn)定性；只有適當增加物種的數(shù)目，使生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈增多，食物網(wǎng)更加復雜化，才能使生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能增強，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。 2．某海域隨著氣溫升高，藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導致藻類減少，接著又引起浮游動物減少；由于石油泄漏導致該海域大量海魚死亡，進而加重了污染，導致更多水生生物死亡。關于上述過程的敘述，正確的是(　　) A．溫度升高引起的變化不屬于負反饋調(diào)節(jié)，石油泄漏引起的變化屬于負反饋調(diào)節(jié) B．溫度升高引起的變化屬于負反饋調(diào)節(jié)，石油泄漏引起的變化不屬于負反饋調(diào)節(jié) C．溫度升高和石油泄漏引起的變化均屬于負反饋調(diào)節(jié) D．溫度升高和石油泄漏引起的變化均不屬于負反饋調(diào)節(jié) 答案　B 解析　溫度升高導致藻類大量繁殖，食藻浮游動物大量繁殖，導致藻類減少，接著又引起浮游動物減少，調(diào)節(jié)的結果是藻類和浮游動物都恢復到最初的數(shù)量，維持相對穩(wěn)定狀態(tài)，屬于負反饋調(diào)節(jié)；石油泄漏引起大量海魚死亡，進而加重了污染，導致更多水生生物死亡，水生生物的數(shù)量偏離了最初的狀態(tài)，沒有維持相對穩(wěn)定，不屬于負反饋調(diào)節(jié)。 做模擬　練預測 1．(2016全國丙，5)我國諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是(　　) A．鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量 B．該生態(tài)系統(tǒng)中細菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者 C．鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié) D．鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向 答案　C 解析　鷹遷入后，形成了食物鏈：植物→蟬→螳螂→黃雀→鷹，據(jù)此可知，鷹的遷入會使該樹林中黃雀的數(shù)量減少、螳螂增加、蟬減少等系列變化，故A錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，細菌是分解者，不參與食物鏈的構成，即細菌的能量不能流向生產(chǎn)者，B錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，鷹的遷入沒有改變該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向，D錯誤。 2．(2016湖州期末測試)現(xiàn)有草原上的一條食物鏈：草→兔→狼，已知下圖中的a代表狼攝入的能量，則下列相關敘述錯誤的是(　　) A．a(chǎn)中的能量代表兔子的初級生產(chǎn)量 B．b代表狼糞便中的能量，c代表狼同化的能量 C．e中的能量可用于狼的生長、發(fā)育、繁殖 D．若狼被人為大量捕殺，則兔的數(shù)量先增加后減少最后趨于穩(wěn)定 答案　A 解析　初級生產(chǎn)量是指綠色植物通過光合作用所制造的有機物或所固定的能量，而兔子是動物，屬于消費者，A項錯誤。 3．下面為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列選項正確的是(　　) A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B．生產(chǎn)者與一級消費者之間的能量傳遞效率為b/a100% C．在“草→兔→狼”這一食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d D．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率 答案　C 解析　首先，生產(chǎn)者固定的能量應該是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，攝入量＝同化量＋糞便中的能量，因此c為同化量，h為糞便中的能量，同化量＝呼吸作用中以熱能形式散失的能量＋用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，因此d是一級消費者用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以熱能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一營養(yǎng)級攝入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g。能量傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量之間的比值，生產(chǎn)者與一級消費者之間的能量傳遞效率為c/a100%?？s短食物鏈可以提高能量利用率，但不能提高能量傳遞效率。狼糞便中的能量應該屬于一級消費者兔子的同化量中用于生長、發(fā)育、繁殖的能量。 4．如圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，下列相關分析不正確的是(　　) A．生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足 B．甲是消費者，丙是生產(chǎn)者，各成分間以CO2的形式傳遞碳元素 C．對戊過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳循環(huán)的平衡 D．碳循環(huán)過程需要能量驅(qū)動，同時又是能量的載體 答案　B 解析　圖中甲為消費者，乙為分解者，丙為生產(chǎn)者，丁為大氣中的CO2；碳元素在生物群落與無機環(huán)境之間以CO2的形式傳遞，在生物群落內(nèi)部以含碳有機物的形式傳遞。 5．地球上各種不同類型的生態(tài)系統(tǒng)具有不同的自我調(diào)節(jié)能力。與農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)相比較，熱帶雨林的自我調(diào)節(jié)能力特點是(　　) A．種群數(shù)量調(diào)節(jié)能力強，抵抗外界干擾能力弱 B．分解力弱，生產(chǎn)力強 C．營養(yǎng)結構復雜，自我調(diào)節(jié)能力強 D．能量流動速度快，物質(zhì)循環(huán)速度慢 答案　C 解析　與農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)相比較，熱帶雨林的組成成分最復雜，自我調(diào)節(jié)能力最強；熱帶雨林中生產(chǎn)者、消費者和分解者的數(shù)量均較農(nóng)田、草原、凍原等生態(tài)系統(tǒng)多，故生產(chǎn)力強，分解力也強；能量流動和物質(zhì)循環(huán)是同時進行、緊密聯(lián)系的，森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動速度都較快。 課時訓練 一、選擇題 [學考必做演練] 1．根據(jù)生態(tài)學原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗最少，又攝入較多蛋白質(zhì)，人們應采取以下哪種食物結構(　　) A．以淡水養(yǎng)殖的魚蝦為主 B．以谷物和植物蛋白為主 C．以豬肉等家畜的肉類為主 D．以禽類、蛋類為主 答案　B 解析　依據(jù)能量流動沿食物鏈逐級遞減的原理，若取食生產(chǎn)者可實現(xiàn)能量損耗最少，若攝入較多植物蛋白，則可用于合成動物蛋白。 2．在生態(tài)系統(tǒng)中有關食物鏈與能量流動的敘述，不正確的是(　　) A．能量沿食物鏈流動是單向的 B．食物鏈越長，最高營養(yǎng)級獲得的能量越少 C．各營養(yǎng)級生物必然有呼吸消耗的能量 D．一級消費者越多，二級消費者獲得的能量就越少 答案　D 解析　一級消費者越多，二級消費者獲得的能量就越多，故D選項所述不正確。 3．(2016溫州十校聯(lián)合體)下列敘述中不屬于穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)特征的是(　　) A．各種群都處于種群密度越來越大的增長型 B．能量的輸入和輸出之間達到相對平衡 C．動物和植物在數(shù)量上保持相對平衡 D．生產(chǎn)者、消費者之間構成完整的營養(yǎng)結構 答案　A 解析　一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，各種群密度應處于相對穩(wěn)定狀態(tài)而不是增長型狀態(tài)。 4．下圖是某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖，相關敘述正確的是(　　) A．圖中各營養(yǎng)級的生物共形成一條食物鏈，這是能量流動的渠道 B．②與①的比值表示由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率 C．④表示通過呼吸作用釋放的能量，可用于生物體的生長、發(fā)育和繁殖 D．每個營養(yǎng)級的能量輸出除③④外，還能流入下一營養(yǎng)級 答案　B 解析　圖中各營養(yǎng)級的生物應包含許多種群，故包含許多條食物鏈并形成復雜的食物網(wǎng)；生物體生長、發(fā)育和繁殖所需的能量不可利用“熱能”，食物鏈中最高營養(yǎng)級的生物所同化的能量不再流入“下一營養(yǎng)級”。 5．能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，下列關于能量流動的敘述，正確的是(　　) A．能量沿食物鏈單向流動 B．能量沿食物鏈循環(huán)流動 C．能量在各營養(yǎng)級間可以循環(huán)利用 D．消費者的級別越高，所獲得的能量越多 答案　A 解析　能量流動的特點是單向流動，逐級遞減，A正確；能量沿食物鏈或食物網(wǎng)單向流動，B錯誤；能量在各營養(yǎng)級間不能循環(huán)利用，C錯誤；消費者的級別越高，所獲得的能量越少，D錯誤。 6．以下表示動物利用食物的過程。 正確的分析是(　　) A．恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物 B．哺乳動物的③/①值一般為10% C．提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物 答案　C 解析　恒溫動物維持體溫需要消耗較多的有機物，因而④/③值一般低于變溫動物；10%是營養(yǎng)級間的能量傳遞效率，而不是同化量和獲取量之間的比值；圈養(yǎng)動物產(chǎn)量的提高依賴于同化量的增加，即③/②的比值提高；植物性食物中含有哺乳動物不能利用的物質(zhì)多于動物性食物，因而食肉動物的③/②值高于食草性哺乳動物。 7．下列關于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的敘述中，正確的是(　　) A．物質(zhì)循環(huán)指的是構成生物體的各種化合物在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)過程 B．碳在生物群落和無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進行的 C．物質(zhì)循環(huán)與能量流動不可同時進行 D．物質(zhì)循環(huán)是單向的 答案　B 解析　生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中“物質(zhì)”應為元素而非化合物；物質(zhì)循環(huán)與能量流動相輔相成；二者同時進行；物質(zhì)循環(huán)是雙向的，而不是單向的。 8．可以說明生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)功能的簡化實例是(　　) A．食草動物數(shù)量增加，導致植物數(shù)量減少，從而引起食草動物數(shù)量增長受到抑制 B．豆科植物供給根瘤菌有機養(yǎng)料，并從根瘤菌獲得含氮養(yǎng)料 C．山區(qū)植被遭到破壞后造成水土流失 D．廢棄耕地上雜草叢生 答案　A 解析　生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾，并使自身結構和功能保持相對穩(wěn)定的能力，A項說明生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)功能，C、D兩項生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性已經(jīng)遭到破壞。 9．在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，假設羊攝入體內(nèi)的能量為n，羊糞便中的能量為36%n，呼吸作用散失的能量為48%n，則(　　) A．羊同化的能量為64%n B．貯存在羊體內(nèi)的能量為52%n C．由羊流向分解者的能量為16%n D．由羊流向下一營養(yǎng)級的能量為64%n 答案　A 解析　生態(tài)系統(tǒng)某營養(yǎng)級生物攝入的能量＝同化的總能量＋沒有吸收利用的能量(存在于該動物糞便、食物殘渣等中的能量)；生物同化的能量＝呼吸消耗的能量＋流入下一營養(yǎng)級生物的能量＋流向分解者的能量。 [選考加試沖關] 10．下面是生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，請據(jù)圖判斷下列說法正確的是(　　) A．圖中分解者只能通過需氧呼吸方式將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中 B．圖示a中的碳，除碳酸鹽外，通過呼吸作用回到大氣中 C．空氣中的CO2只能通過綠色植物的光合作用進入生物群落 D．碳循環(huán)始終與能量流動結合在一起進行 答案　D 解析　分解者也可以通過厭氧呼吸方式將生物組織內(nèi)的碳釋放到大氣中；據(jù)圖分析，a可以是煤、石油等化石燃料，其中的碳一般通過燃燒的方式回到大氣中；空氣中的CO2還可通過硝化細菌的化能合成作用進入生物群落；物質(zhì)循環(huán)往往伴隨著能量流動。 11．如圖甲表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P為生產(chǎn)者，Q1為一級消費者，Q2為二級消費者?，F(xiàn)對圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析，其中分析不正確的是(注：圖乙中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)(　　) A．b＋c＋d＋e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B．c1表示一級消費者中被二級消費者所同化的能量 C．b和d之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量 D．一級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量包含在c中 答案　D 解析　由圖可知，c、c1分別是生產(chǎn)者流入一級消費者、一級消費者流入二級消費者的能量，即一級消費者、二級消費者同化的能量。b＋c＋d＋e為生產(chǎn)者固定的能量，即本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表糞便、遺體殘骸等傳遞給分解者的能量；一級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量，應包含在b或d中。 12．科學家通過研究種間捕食關系，構建了捕食者－獵物模型，如圖甲所示(圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢)；圖乙為相應的種群數(shù)量變化曲線。下列敘述錯誤的是(　　) A．甲圖所示模型能解釋捕食者和獵物的種群數(shù)量均能維持相對穩(wěn)定 B．甲圖曲線變化趨勢反映了生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在的負反饋調(diào)節(jié) C．甲圖中①②③④種群數(shù)量變化與乙圖中abcd依次對應 D．乙圖中P為獵物的種群數(shù)量，H為捕食者的種群數(shù)量 答案　D 解析　由題意分析可知，P為捕食者，H為獵物，如①過程表示獵物由少到多時，捕食者也增多，同理分析其他三個過程，表明捕食者和獵物之間通過相互作用實現(xiàn)種群數(shù)量的相對穩(wěn)定，A正確；甲圖曲線變化趨勢，如②過程表示隨著捕食者增多，獵物逐漸減少，體現(xiàn)了負反饋調(diào)節(jié)作用，B正確；甲圖中①②③④種群數(shù)量變化與乙圖中abcd依次對應，C正確；乙圖中P為捕食者的種群數(shù)量，H為獵物的種群數(shù)量，D錯誤。 13．如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自于乙，1/4來自于丙，1/4來自于丁，且能量從生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20 g，需要消耗植物(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．1 125 g B．1 600 g C．2 000 g D．6 500 g 答案　C 解析　甲為生產(chǎn)者，戊共有以下食物鏈：①甲→乙→戊，戊增加20 g1/2＝10 g，需要乙10 g5＝50 g，需要甲50 g10＝500 g；②甲→丙→戊，戊增加20 g1/4＝5 g，需要丙5 g5＝25 g，需要甲25 g10＝250 g；③甲→丙→丁→戊，戊增加20 g1/4＝5 g，需要丁5 g5＝25 g，需要丙25 g5＝125 g，需要甲125 g10＝1 250 g，故共需要甲500 g＋250 g＋1 250 g＝2 000 g。 二、非選擇題 14．(2016浙江10月選考)某苔原生態(tài)系統(tǒng)的部分食物網(wǎng)如圖1所示，其能量流動過程如圖2所示。 注：字母表示能量值；①、②、③表示營養(yǎng)級。 請回答： (1)圖1中的生物構成了________條食物鏈，其中處于第二個營養(yǎng)級的生物有________種。 (2)圖1中生物體內(nèi)DDT濃度最高的生物是________________________。 (3)圖2中，甲代表的生態(tài)系統(tǒng)成分是________，能量從第一個營養(yǎng)級到第二個營養(yǎng)級的傳遞效率是________(用圖2中的字母表示)。流入生態(tài)系統(tǒng)的能量是通過__________________的同化實現(xiàn)的。 答案　(1)10　3 (2)北極狐和雪鸮 (3)分解者　100%　生產(chǎn)者(苔蘚、苔草等) 解析　(1)由圖1可知，該生態(tài)系統(tǒng)中共有10條食物鏈，苔蘚和苔草是生產(chǎn)者，都是第一營養(yǎng)級；雪兔、旅鼠、馴鹿均以苔蘚和苔草為食，故雪兔、旅鼠、馴鹿這三種生物都是第二營養(yǎng)級。 (2)DDT可以通過生物放大作用，在最高營養(yǎng)級的生物體內(nèi)含量最高，在圖1的生態(tài)系統(tǒng)中，北極狐、雪鸮同屬于最高營養(yǎng)級——第三營養(yǎng)級，故生物體內(nèi)DDT濃度最高的生物是北極狐、雪鸮。 (3)在圖2中，①、②、③表示第一、第二、第三營養(yǎng)級，所以①是生產(chǎn)者，②和③是消費者，甲可以利用①、②、③的物質(zhì)和能量，故甲是分解者；由圖示可知，a是第一營養(yǎng)級的同化量，b是第二營養(yǎng)級的同化量，故能量從第一個營養(yǎng)級到第二個營養(yǎng)級的傳遞效率是b/a100%；流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是通過生產(chǎn)者的光合作用實現(xiàn)的，此題中生產(chǎn)者指的是苔蘚、苔草等。 15．如圖是某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解，圖中數(shù)值的單位為kJ。請分析并回答下列問題： (1)該生態(tài)系統(tǒng)的結構包括___________________________________________________。 (2)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動指能量的________________、______________、轉化、散失過程；第二營養(yǎng)級流入分解者的能量是________ kJ。 (3)能量流動逐級遞減的原因有：①各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被________________；②上個營養(yǎng)級的部分能量______________；③還有少量能量被____________利用。 (4)該生態(tài)系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，從能量輸入與輸出的角度考慮，該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入________(填“大于”“等于”或“小于”)輸出。 (5)如圖所示是該生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，若E種群的總能量為5.8109 kJ，B種群的總能量為1.6108 kJ，從理論上分析，A種群獲得的總能量是________kJ(能量傳遞效率按10%計算)。 答案　(1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈、食物網(wǎng))　(2)輸入　傳遞　1 100　(3)①呼吸作用消耗 ②未被下一個營養(yǎng)級利用?、鄯纸庹摺?4)大于 (5)4.2107 解析　(1)生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈、食物網(wǎng))。(2)能量流動指能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程。第二營養(yǎng)級的同化量為3 370 kJ，流入下一營養(yǎng)級的能量為380 kJ，呼吸消耗的能量為1 890 kJ，故流入分解者的能量為3 370－380－1 890＝1 100 (kJ)。(3)能量流動逐級遞減的原因包括各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被呼吸作用消耗、部分能量未被下一個營養(yǎng)級利用和部分能量被分解者利用。(4)該生態(tài)系統(tǒng)處于發(fā)展階段，故有有機物的儲存，輸入的能量大于輸出的能量。(5)E是第一營養(yǎng)級，而B、C、D都是第二營養(yǎng)級，能量傳遞效率按20%計算，E傳遞給B、C、D的能量共有5.810910%＝5.8108 (kJ)，C和D獲得的能量為5.8108－1.6108＝4.2108 (kJ)，故A獲得4.210810%＝4.2107 (kJ)的能量。