高三生物总复习 第38讲生态系统的功能教案

2012高三生物总复习教案第38讲生态系统的功能教学案【考纲要求】【考点分析】【考点预测】本知识点是高考中的经常考察的热点问题，主要考察的就是生态系统物质和能量的循环，这也是与现实生活联系比较密切的地方，主要是以选择题和非选择题的形式呈现。

【知识梳理】一、物质循环1、概念2、作用3、过程和特点4、意义二、能量流动1、概念2、特点3、过程4、与能量流动的关系三、信息传递1、主要形式2、传递意义【重点解析】一、能量流动（一）、生态系统中能量流动的概念和作用1、概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统中的能量流动2、作用：在生态系统中，各个营养级的生物都需要能量，能量是维持生态系统稳态的动力。

（二）、生态系统中能量流动的过程和特点1、生态系统中能量流动的过程：根据对赛达伯格湖内各营养级之间能量流动的定量分析实例可知，生态系统中能量流动过程的信息有：（1）生态系统的能量来源于太阳光能。

在单位时间内输入生态系统的总能量即是该生态系统中全部生产者在单位时间内所固定的太阳能总量。

（2）生态系统能量流动的起点是从生产者（主要是植物）通过光合作用固定太阳能开始。

能量流动的渠道是食物链和食物网。

（3）生态系统能量流动中能量是以太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能散失的形式变化。

能量在食物链的各营养级中以有机物（食物）中化学能的形式流动。

（4）生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸，主要以热能形式散失。

（5）每一个营养级能量的来源和去路：①能量的生产者的能量来自于太阳能来源各级消费者的能量一般来自上一个营养级a、每个营养级生物用于代谢活动（主要是呼吸）的能量，这些能量最终以热能形式散失②能量的 b、每个营养级生物的遗体，残枝败叶中的能量被分去路解者分解而释放出来c、每个营养级生物的一部分能量流到下一营养级中。

d、未被利用能量（现存量，暂时储存在生物体中的）2、生态系统中能量流动具有单向流动和逐级递减的特点。

生态系统中的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。

（三）、研究生态系统能量流动规律的目的是为了调整能量流动关系，提高生态系统的能量转化效率，使其朝向对人类最有益的方向进行。

例1：下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。

图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。

已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被生物利用。

请据图示分析回答：（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是_________________所固定的太阳能。

（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_______，从第二营养级到第三营养级的转化效率为________。

（3）次级消费者通过呼吸消耗的能量占其所获得能量的百分比是_______________。

（4）由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物体内的大量能量被____________________；②上一个营养级的部分能量_________________________；③少数能量被_________________________利用。

解析：从图中A、B、C三者关系分析得出：A是第一营养级（生产者）；B是第二营养级（一级消费者）；C是第三营养级（二级消费者）。

现根据图中数值计算与解答如下：（1）流经该生态系统的总能量为：118872百万千焦（太阳辐射能量）一118761百万千焦（未被群落固定能量）=111百万千焦，这部分能量是生产者所固定的；（2）从A 到B 能量的转化率为15/111=13.5%，从B 到C 的转化率为3/15=20%；（3）C 呼吸消耗的能量占其所获得的能量的百分比是1.8/3=60%；（4）下一个营养级不能得到上一个营养级全部能量的原因有：①各营养级生物体内的大量能量被呼吸消耗；②、上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用；③少数能量被分解者利用。

答案：（1）生产者 （2）13.5% 20% （3）60% （4）①呼吸消耗 ②未被下一个营养级利用；③分解者例2：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。

设一大象在某段时间所同化的能量为107KJ ，则这部分能量中流入螳螂体内的约为（ ） A 、0KJ B 、106KJ C 、2×106KJ D 、3×106KJ解析：大象以植物为食，其粪便是未被消化吸收的食物残渣，因此，其粪便所含有机物中的能量不属于流入大象这个营养级（第二营养级）的能量，应仍属于第一营养级（植物）中被分解者分解释放的能量。

答案：A 。

二、物质循环（一）、生态系统中的物质循环概念和特点1、概念：生态系统中的物质循环又称为生物地球化学循环，是指在生态系统中，组成生物体的C 、H 、O 、N 、P 、Ca 等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。

2、特点：循环流动，反复出现 （二）、生物圈中水、碳和氮的循环过程 1、生物圈中水循环的主要过程如下图所示大气环流降 水生物圈中水循环的主要过程2、生物圈中碳循环过程如下图所示生态系统碳循环过程3、生物圈中的氮循环主要过程如下图所示硝化细菌氧化生物圈中的氮循环过程4、物质循环的形式与途径分析生态系统中的物质循环是生态系统组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等化学元素在无机环境和生物群落之间不断进行循环的过程。

这些元素是以化合物或离子的形式在无机环境和生物群落之间，以及生物群落内的不同成分之间进行循环的，因此，分析生态系统的物质循环时，要分析这些元素在无机环境中的存在形式、在生物群落中的存在形式及传递途径、在无机环境和生物群落群之间循环的形式和途径。

如在碳循环中，碳在无机环境主要以CO2和碳酸盐形式存在，碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物形式存在并通过食物链渠道在不同类群生物体间传递；碳从无机环境进入生物群落的形式和途径分别为CO2形式和光合作用过程；而碳从生物群落进入无机环境的形式是CO2，主要途径有：生产者、消费者的细胞呼吸、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧产生CO2等。

（三）、能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环是生态系统的功能。

两者之间具有明显的区别，又有必然的联系。

二者有何关系呢？（1）区别：能量在生态系统内是单向流动、逐级递减的，因此，生态系统要不断地从外界获取能量（太阳光能），只有这样，生态系统的能量才能继续维持下去。

至于生态系统的物质循环，则是在生物群落和无机环境之间循环往复地进行着的，这些物质是可以重复地被利用的。

（2）联系：生态系统的能量流动是随着物质循环而进行的。

能量的固定转移和释放，离不开物质的合成与分解。

相反，物质的合成与分解，必然伴随着能量的储藏与释放。

由此可见，能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相承，具有不可分割的联系。

生态系统的各种成分，也正是通过能量流动和物质循环等，才紧密联系在一起，形成了一个统一的整体。

例3：下图是自然界中氮循环示意图，依图回答：（1）大气中的氮主要通过[ ]__________进入生物群落，其次通过[ ]___________、[ ]______________等固氮途径也可少量供给植物氮素。

（2）图中A物质可被土壤中的微生物分解形成B物质，B物质在土壤中____________细菌的作用开形成C，C物质代表______________。

（3）另一些细菌可将C物质经⑤过程最终转化成________返回大气中，由此可见，土壤中这些微生物在包括氮循环在内的自然界中的________________中起着重要作用。

（4）目前，全世界每年施用氮素化肥大约有8×107t，这样做对环境可能带来的负面影响是________________。

解析：本题综合了氮循环中的有关主要问题，可以考查分析、综合能力。

（1）大气中的氮气主要通过生物固氮进入生物群落，其次是光电固氮和工业固氮（2）图中A物质来自动植物，它代表的是动物体内一部分蛋白质在分解后产生的尿素等含氮物质，以及动植物遗体中的含氮物质。

它们被土壤中微生物（分解者）分解后形成B物质一氨，氨经土壤中硝化细菌的作用，最终转化为C—硝酸盐。

（3）土壤中的另一些细菌（反硝化细菌）可以将硝酸盐最终转化为氮气，返回大气中。

氮循环属于自然界的物质循环。

（4）大量施用氮肥等，容易引起水体的富营养化。

答案（1）①生物固氮②光电固氮③工业固氮（2）硝化硝酸盐（3）氮气物质循环（4）水体的富营养化【实战训练】（09山东卷）1.利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物块速分解。

由此推知，该反应器A. 能够实现物质循环B. 主要处理有机污染C. 可看作一个小型生态系统D. 存在能量输入、传递、转化和散失答案：B解析：本题通过泥浆生物反应器的介绍考查了对于生态系统结构和功能的理解。

解答本题的关键在于抓住题目中污染物的分解是在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解，故而肯定是菌种进行有氧呼吸而分解有机物，故B正确。

本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种，不满足生态系统（生物群落及其无机环境）的概念范畴，更谈不上生态系统功能中的物质的循环和能量的流动，A、C、D均错误。

（09广东理基）2．图11为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、11、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。

下列叙述正确的是A．Ⅰ是初级消费者B．Ⅳ为分解者C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用答案：C解析：依题意Ⅰ是生产者，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ三级消费者，E1为生产者利用的能量，应是太阳能，E2为各营养级的生物释放出的能量，应为热能，故C正确。

（09广东文基）3．图11表示某生态系统的食物网，关于此食物网的叙述，错误．．的是A．该食物网共有4条食物链B．野兔、鹿及昆虫均为初级消费者C．狼和云豹在不同食物链上均属于同一营养级D．如果土壤受到污染，鹰体内的污染物积累浓度可能最高答案：A解析：本题考查食物网的相关知识，食物链有6条。

所以A错。

（09重庆卷）4.题图5是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h 、i 、j 、k 表示不同用途的有机物（j 是未利用部分），方框大小表示使用量，下列叙述正确的是A. 进入该生态系统的2CO 量与各h 产生的2CO 总量相等B. 生产者i 的量大于被初级消费者同化有机物的量C. 流向分解者的k 可悲生产这直接吸收利用D. 流经该生态系统的物质和能量可循环利用 答案：B解析：生态系统的2CO 量就是流经该生态系统的总能量，用a 表示，h 是生态系统中各成份的呼吸量，在生态系统的食物链中能量流动逐级递减（10%-20%），用x 表示（x=10%-20%,假设为1／5），而各级呼吸量占各能量级的一部分，用Y （Y<1／4据图）表示，则各成份呼吸量的总量为aY （１＋X ＋x ２＋1/8＋1/8x ＋1/8 x ２）［生产者呼吸量aY ＋初级消费者呼吸量axY ＋次级消费者及以上呼吸量ax ２Y ）＋分解者的呼吸量（1/8a ＋1/8ax ＋1/8a x ２）Y ］[生产者Ｋ值为 1/8a (据图)＋初级消费者Ｋ值为1/8ax ＋次级消费者及以上Ｋ值为1/8a x ２]，可得出小于a ；生产者i 的量等于初级消费者的摄入量，除去粪便量才等于同化量；流向分解者的解者须经分解者分解才能被生产者；流经该生态系统的物质能循环利用，而能量逐级递减不能循环利用。