高考生物一轮复习精品资料专题生态系统的能量流动与物质循环

【考情解读】1.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。

2.生态系统中物质循环的基本规律及应用(Ⅱ)。

【重点知识梳理】一、生态系统的能量流动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)流动过程①能量流动的渠道是食物链和食物网。

②能量散失的途径是呼吸作用(代谢过程)。

③流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。

④上述过程中，能量流动不能(填“能”或“不能”)逆转，原因是食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之间的捕食关系是一定的；能量流动不能(填“能”或“不能”)循环，原因是最终散失的热能不能再被利用。

(3)如图表示能量在两个营养级之间的流动过程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。

相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。

(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。

二、生态系统的物质循环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)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。

(2)碳在生物群落中的存在形式：含碳有机物。

(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的分解作用实现的。

3．温室效应(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。

(2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。

【高频考点突破】考点一能量流动的过程及特点分析例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( )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/2D．图中D的能量不全部来自B生物答案 C养级，E1、E2代表能量的形式。

下列叙述正确的是( )A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量D．能量可在食物链中循环利用答案 C考点二能量流动的相关计算例2．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是( )A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减答案 C法错误的是( )A．图中A代表的生理过程是呼吸作用B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m2·y)D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性答案 C例3.右图是生态系统中碳循环示意图，其中“→”表示碳的流动方向。

下列叙述不正确的是( )A．在碳循环过程中，同时伴随着能量流动B．由于某种原因造成图中E生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多，F减少C．该生态系统的消费者包括图中的D、E、F、BD．在A→C过程中碳主要以CO2的形式进行循环，在F→B过程中以含碳有机物的形式进行流动答案 C表示碳的传递方向，字母表示碳传递途径。

则下列叙述错误的是( )A．碳从植物体流入动物体的主要形式是含碳有机物B．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过细胞呼吸实现的C．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行D．如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e答案 D解析a代表植物的光合作用，b、d、g代表生物的呼吸作用，c代表捕食。

e、f代表动植物的残枝败叶、遗体和粪便被分解者利用。

夏季植物正常生长，a>b＋c＋e，D错误。

【方法技巧】对物质循环过程相关图解的识别(1)碳循环过程示意图(2)将上图换成字母，如下面三种变式图。

据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。

①图1——先根据双向箭头判断：A和B应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”。

再根据A→C判断：C为消费者，剩下的D为分解者。

②图2——根据A与C之间的双向箭头判断：A是生产者，C是非生物的物质和能量。

根据A、B、D的箭头都流向E，可进一步判断：B是初级消费者，D是次级消费者，E是分解者。

③图3——根据A与E之间的双向箭头判断：A为非生物的物质和能量，E为生产者。

然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向C，所以C是分解者，剩余的B、D、F则为消费者。

整个图解中，食物链是E→F→D→B。

考点四物质循环和能量流动的关系分析例4．下列关于生态系统的说法，不正确的是( )A．生态系统的生产者固定的太阳能是流经该系统的总能量B．在生态系统中，物质循环是生态系统能量流动的载体C．植物光合作用固定的碳与植物呼吸作用释放的碳基本相等D．能量在相邻两个营养级之间的传递效率的大小是由这两个营养级的同化量决定的答案 C( )A．物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动B．能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返C．能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量D．碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的答案 C解析生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量，①②③④的总和小于生产者所固定的太阳能总量。

【归纳提升】能量流动和物质循环之间的关系例5．如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是( )A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率答案 C解析沼气池中的微生物将有机物分解为无机物，是分解者；能量流动只能单向流动、逐级递减，不能循环利用；该模式提高了能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。

【变式探究】如图是某农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述错误的是( )A．微生物利用的是农作物通过光合作用固定的能量B．多途径利用农作物可提高该系统中能量的传递效率C．沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用D．食用菌、产甲烷杆菌及蚯蚓是该生态系统中的分解者答案 B1.（2015·海南卷.25）关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是（）A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级【答案】D值，单位是J.m-2.a-1）。

下列叙述正确的是( )A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统【答案】B2的幼苗叶片的生理指标（见下表）。

下列分析正确的是（）A．光强大于140μmol·m-2·s-1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B．光强小于1255μmol·m-2·s-1，影响苦储幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度C．森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量D．在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加【答案】D青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，因此在群落演替过程中随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加；D正确。

4.( 2015·xx卷.7)某放牧草地有一些占地约1m2的石头。

有人于石头不同距离处，调查了蜥蝎个体数、蝗虫种群密度和植物生物量（干重），结果见下图。

下列叙述错误的是（）A．随着蝗虫种群密度的增大，植物之间的竞争将会加剧B．蜥蝎活动地点离石头越远，被天敌捕食的风险就越大C．距石头的远近是引起该群落水平结构变化的重要因素D．草地上放置适量石头，有利于能量流向对人类有益的部分【答案】A为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头。

回答下列问题（1）某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为；当乙种动物的种群密度为时，其种群增长速度最快。

（2）若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是。

（3）在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量（填“大于”、“等于”或“小于”）丙种动物同化的能量。

【答案】（1）2.2头/km2 （2分）2头/km2（2分）（2）乙种动物以甲种动物为食，丙种动物数量增加导致乙种动物数量减少，从而导致甲种植物数量增加（3分，其他合理答案也给分）（3）大于（1分）A．富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能C．食物链各营养级中10%～20%的能量会被分解者利用D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用答案 D种群。

调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。

一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。

回答下列问题：(1)请画出该生态系统中的食物网。

(2)甲和乙的种间关系是________；种群丁是该生态系统生物组分中的__________。

(3)一般来说，生态系统的主要功能包括____________、________________，此外还具有信息传递等功能。