专题33 生态系统的能量流动和物质循环-高三毕业班生物常考点归纳与变式演练

专题33  生态系统的能量流动和物质循环

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常考点归纳

常考点01 生态系统的能量流动过程

【典例1】

如表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列叙述错误的是（　　）

A．田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量 

B．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长发育和繁殖 

C．田鼠摄食量减去粪便量和呼吸散失量即为同化量 

D．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.40×109J/（hm2•a）

【典例2】

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．分解者释放的能量可以被生产者利用

【技巧点拨】

1.能量流动的过程图解

生态系统的能量流动过程，可以概括为下图：

(1)能量的来源：太阳能。

(2)起点：从生产者固定太阳能开始。

(3)数量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。

(4)渠道：食物链和食物网。

(5)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。

(6)流动形式：有机物中的化学能。

(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。

(8)能量散失的形式：以热能形式散失。

2．每一营养级能量的来源与去路

(1)能量来源

(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：

②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。

【特别提醒】　(1)动物同化的能量不等于摄入的能量。

动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。

(2)营养级的“粪便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该营养级利用的能量(含在上一营养级同化能量的80%～90%中)；后者则归于该营养级，是该营养级所同化的能量中的一部分(含在上一营养级传递来的10%～20%的能量中)。

【变式演练1】

为提高农业产量，农民采取了如下手段，某同学根据能量流动的特点进行分析，其中叙述正确的是（　　）

①人工除草

②使用农药消灭害虫

③温室种植时，适当降低夜间温度

④对农作物施肥

A．①是为了减少营养级，从而降低能量传递过程中能量的损失 

B．②是为了使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分 

C．③是为了提高农田生态系统能量输入问题 

D．④是为了农田生态系统额外补充能量，从而提高农业产量

【变式演练2】

如图为某桑基鱼塘中部分能量流动过程（蚕沙为蚕的粪便）。下列相关叙述错误的是（　　）

A．该生态系统中的能量最终来源于太阳能 

B．蚕同化的能量有极少的部分流入蚕沙中 

C．将沼气池中蚕沙等转化为沼气离不开分解者的作用 

D．该生态系统实现了对能量的多级利用从而提高能量利用率

【变式演练3】

某自然生态系统中的食物网共有五个营养级，对流经第三营养级能量的叙述，错误的是（　　）

A．通过捕食关系从初级消费者获得 

B．去向有呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者 

C．只有10%～20%的能量可流入下一营养级 

D．呼吸消耗散失的能量不能被生产者再利用

常考点02 能量流动特点及金字塔

【典例3】

生态系统能量流动的渠道是食物链和食物网，且根据营养关系逐级流动并递减。如图为某生态系统能量流动的部分示意图，其中数字为能量值。据图分析，能量在第二营养级和第三营养级间的传递效率为（　　）

A．17% B．15% C．13% D．11%

【典例4】

在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a，b，c之间的关系是（　　）

A．a＝b+c B．a＞b+c C．a＜b+c D．c＝a+b

【技巧点拨】

1.能量流动特点及原因

(1)单向流动——捕食关系不能逆转且散失的热能不能利用。

(2)逐级递减——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用。

2．能量传递效率

能量传递效率＝×100%

一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。

【特别提醒】　同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算，如在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D的能量为M×a%×b%×c%。

3．能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔

不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。

【特别提醒】　(1)在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算，前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是“能量”，而“数量”和“生物量”均可能出现反例。

(2)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。

【变式演练4】

下列哪种情况会出现倒金字塔？（　　）

A．生物量金字塔，其生产者的生活史比消费者的要短得多 

B．能量金字塔，组成该生态系统的各营养级生物的种类极多 

C．个体数量金字塔，其初级消费者占有绝对的优势 

D．在紫外线很强的山地的能量金字塔

【变式演练5】

如图为能量流经生产者的过程图解，下列分析正确的是（　　）

A．流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能或abcde之和 

B．初级消费者粪便中的能量不包括在d中 

C．能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是（e/b）•100% 

D．图中c的能量若为负值，说明这个生态系统正在衰退

【变式演练6】

如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/（m2•y）]，下列据图分析错误的是（　　）

A．生产者固定的总能量为110×103kJ/（m2•y） 

B．该生态系统中流入生物群落的能量只有光能 

C．植食性动物→肉食性动物的能量传递效率约为15.6% 

D．种植植物时防治害虫有利于能量更多地流向人体

常考点03 物质(碳)循环与能量流动

【典例5】

如图为生态系统物质循环与能量流动示意图，其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1﹣4是乙中的四种生物。下列分析正确的是（　　）

A．碳在生物群落内部的传递形式是CO2 

B．该生态系统的营养结构是 

C．第二营养级到第三营养级的传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量 

D．由于某种因素使得乙中2的数量减少，则在短时间内4的数量会减少

【典例6】

如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是（　　）

A．生物圈通过碳循环实现碳元素的反复利用 

B．温室效应的形成与图中d有关 

C．植树造林可减少D中CO2的含量 

D．a为呼吸作用

【技巧点拨】

1.物质循环分析

2.碳循环过程

(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。

(2)碳返回无机环境的途径

①生产者、消费者的呼吸作用。

②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。

③化学燃料的燃烧。

(3)温室效应的产生原因：

①化学燃料的大量燃烧，产生大量CO2。

②植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。

3．物质循环与能量流动的关系

【变式演练7】

碳是构成生命有机体的重要元素之一。如图描绘了碳循环的大致过程．有关叙述正确的是（　　）

A．图中Ⅰ为无机环境，①⑥⑧之和为生产者固定的总能量 

B．图中Ⅱ生物同化的能量一定大于或等于Ⅲ生物同化的能量 

C．①⑦⑧过程碳的存在形式为CO2，②③④⑤⑥过程为有机物 

D．图中的食物链由生产者、Ⅲ、Ⅳ构成

【变式演练8】

某生态系统部分营养成分之间的关系，以及部分营养级的部分能量值（单位：J•m﹣2•a﹣1）如图。下列判断正确的是（　　）

A．草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链 

B．在能量流动和物质循环中X分别代表热能和CO2 

C．肉食性动物①属于初级消费者，由草食性动物到①的能量传递效率是3% 

D．①同化的能量中只有约3.11%用于①的生长、发育和繁殖

【变式演练9】

图示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述正确的是（　　）

A．鱼粉喂猪、猪粪喂鱼实现了能量循环利用 

B．水稻可以从蚕粪和猪粪中吸收更多有机物 

C．粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生 

D．该生态系统比自然生态系统相比自动调节能力强