2011年高考生物一轮复习讲练析精品教学案16 生态系统的结构和功能

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生态系统的能量流动、生态系统能量流动的单向性、生态系统能量流动的逐级递减性、能量金字塔、能量的多级利用；生态系统的物质循环、生物地化循环、碳循环

（二）知识网络

[来源学科网ZXXK]

[来源:Z.xx.kCom]概念：

起点：从生产者固定太阳能开始

流经生态系统地总能量：生产者固定太阳能的总量 途经：

生态系统的 能量流动 生 态 系 统 的 功 能

特点：单向的、逐级递减的。 研究的意义 概念：

生态系统的 特点：全球性的、循环的 物质循环 碳循环的过程

（三）疑难解析

1．生态系统中的能量流动

（1）能量流动的源头是阳光（光能） （2）能量的输入 ①相关生理过程：绿色植物的光合作用将光能转换成化学能。

②输入的总值：绿色植物通过光合作用固定的光能的总量。

(3)能量的传递（如图所示） ①途径：能量是以物质的形式沿着食物链或食物网这一主渠道而向前传递的。

②能量的分流：每一营养级的生物获得的能量的分配情况。 I．被该营养级生物呼吸作用分解消耗一部分，其中ATP用于生命活动，热能从生物群落中散失到大气中。对于生物

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群落而言，热能是群落的能量输出。

Ⅱ．进入下一营养级生物(最高营养级生物除外)。 Ⅲ．动植物遗体、枯枝落叶、粪便等被分解者利用。 ④能量传递的特点

I．单向流动：食物链相邻营养级生物的吃和被吃关系不可逆转，能量不能倒流。 Ⅱ．逐级递减：每个营养级的生物总有一部分不能被下一营养级利用；每个营养级生物都经自身呼吸而消耗一部分能量。

(4)能量的散失

①散失能量的形式：热能(对生物群落而言，相当于能量输出)。

②散失能量的产生：通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用分解有机物而产生的能量，一部分形成ATP被生物利用，另一部分以热能形式散失到无机环境中。

2．生态系统的物质循环 在生态系统中，物质从非生物的物质和能量开始，经生产者、消费者和分解者，又回到非生物的物质和能量，完成一个由简单无机物到各种高能有机化合物，最终又还原为简单无机物的生态循环。通过该循环，生物得以生存和繁衍，非生物的物质和能量得到更新并变得越来越适合生物生存的需要。在这个物质的生态循环过程中，太阳能以化学能的形式被固定在有机

物中，供食物链和食物网上的各级生物利用。

碳循环（如图）

碳是构成生物体的最基本元素，虽然它在自然界中的蕴藏量极为丰富，但绿色植物能够直接利用的仅仅限于空气中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气（O2）。在这个过程中少不了水的参与。有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。碳水化合物经食物链传递，又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水，并释放出其中储存的能量。由于这个碳循环，大气中的CO2大约20年就完全更新一次。

3．能量流动与物质循环的关系 生态系统的主要功能就是生态系统的能量流动与物质循环。且两大功能之间有明显的差别，又有必然的联系，教学时应特别明确地强调它们之间的这种关系。

（1）差别：能量在生态系统内是单向流动的，能量在逐级流动的传递效率是很低的，逐级都有大量的能量被消耗掉。因此，生态系

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统要不断地从外界获取能量(太阳能)，只有这样，生态系统的能量流动才能持续下去。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）联系如图所示：生态系统的能量流动是随着物质循环进行的。能量的固定、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程，反之亦然。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。生态系统中的各种组成部分——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，正是通过能量流动和物质循环、才紧密联系在一起，形成一个统一的整体。

三 考点例析

例1 (06上海卷)右图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物 A．200g B．250g C．500g D．1000g

[解析]：本题考查生态系统能量流动过程中的传递效率问题，至少消耗多少是按照最高传递效率计算。

答案C

例2 （06年江苏卷）(8分)为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的02与呼吸消耗的O2的差值(以WDO表示)；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解02的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的02(以BDO表示)。请完成下列实验。

（1)实验步骤： ①用采水器取该层水样，分别注满500mL黑、白瓶并密封，剩余水样用于测__________； ②将黑、白瓶_________；

③________________。

(2)设计记录所测数据的表格。(表格请设计在答题卡上) （3）预测实验结果并分析。

[解析]本题综合考查生态系统的功能和完成这些功能的生理过程。

答案（1）溶解氧浓度 挂回原水层 24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度

[来源:Z#xx#kCom][来源学科网][来源学科网Z.X.X.K][来源:Zxxk.Com]

项 （2）黑、白瓶溶解氧变化记录表（mg/L）

编 白 瓶 号 目 黑 瓶 1 2 3 平均 1 2 3 平均 24h后溶氧量 原初溶氧量 （3）若WDO－BDO＞0，则有自养生物；若WDO－BDO＝0，则无自养生物；若WDO≥0，则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需

四 自我检测

1．生态系统的能量流动是指 （ ）

A．太阳能被绿色植物固定的过程

B．系统内生物体能量被利用的过程 C．系统内伴随物质循环的能量转移的过程 D．能量从生物体进入无机环境的过程

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2．生态系统中属于生产者的是（ ）

A．限于绿色植物 B．限于自养生物 C．全部植物及细菌和真菌 D．全部自养生物及部分异养生物

3．在生态系统碳循环过程中把CO2释放到大气中有多种形式，其中起主导作用的是（ ）

A．植物和动物的呼吸作用 B．化石燃料的燃烧作用

C．分解者对有机物的分解作用 D．化工厂对碳酸盐的分解作用

4．在生态系统中，碳元素参与物质循环的主要形式（ ）

A．二氧化碳 B．碳酸盐 C．碳酸 D．碳水化合物

5．右图表示a、b、c三个地区森林土壤有机物的分解状况，则分解者的作用由弱到强依次是（ ）

A．a→b→c B．c→b→a C．b→a→c D．a→c→b

6．某生态系统中有a、b、c、d、e五种生物，a为植物，其余的为动物。一年内输入内这五种生物的能量数值如下表：

生物 能量(J.m10-5) ｂ、c、d、e四种动物同处一个营养级的是 （ ） A．b与c B．c与d C．d与e D．b与d 7．细菌和真菌在生态系统中物质循环不可缺少是因为 A．食物链中重要一环 B．能把有机物分解为无机物，归还到无机环境中 C．与人类关系非常密切 D．与生产者、消费者都有关系

8．在生态系统中是生产者，从细胞结构来看属于原核生物，在生态系统碳循环中起重要作用的是（ ）

A．蓝藻 B．细菌 C．水稻 D．病毒 9．生产者和消费者的遗体被分解者分解（ ）

A．只有物质循环过程 B．只有能量利用过程 C．既有物质循环又有能量利用过程 D．无法确定

10．表示一个生态系统食物关系时，往往得到的是网状的复杂结构，这是由于（ ）

A．生产者的数量最多 B．消费者不只以一种食物为食 C．生态系统的物质流失 D．能量在各级营养级中逐渐递减 11．下列哪项叙述是不正确的 （ ）

A．能量流动是生态系统的主要功能 B．物质是能量流动的载体

C．能量是物质循环的动力

D．能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的

12．对于绿色植物来说，与生态系统碳循环密切有关的生理过程是 （ ）

①渗透吸水 ②吸胀吸水 ③光合作用 ④蒸腾作用 ⑤矿质元素的吸收 ⑥呼吸作用 ⑦顶端优势

A．②⑤ B．③④ C．①⑦ D．③⑥

13．一个生态系统若能长期维持下去，除非生物的物质和能量外，不可缺少的是（ ）

A．生产者和消费者 B．消费者和分解者 C．生产者和分解者

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