高考生物一轮总复习学案：第11单元 生态系统及其保护 第2讲 生态系统的功能

第2讲　生态系统的功能

考纲考情

生态系统中

的信息传递,A,

17年—非选—T26考查信息传递的类型

15年—单选—T9以文字叙述形式考查行为信息传递

14年—非选—T26考查信息传递的类型

知识整合

一、生态系统的能量流动和物质循环

1．某营养级同化能量的4个组成部分：(1)____________________________，(2)__________________________，(3)____________________，(4)____________________。

2．能量流动的源头________，流经生态系统的总能量是：________________，流动的渠道________________。

3．能量流动的特点：________________________。能量传递的效率大小为________。生态系统的食物链一般不超过________个营养级。

4．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以________________的形式进行的，碳循环具有________；因此又叫________________。大气中的CO2主要以______________形式进入到生物群落，碳通过________________和微生物的________形式返回到无机环境。

5．完成如图

6．关系：物质作为能量的________________；能量作为______________，推动物质循环。

二、生态系统的信息传递

1．信息的种类

物理信息，如蜘蛛网的振动频率；化学信息，如昆虫的性外激素；________信息，如蜜蜂的舞蹈；营养信息，如食物的数量。

2．作用

生命活动的正常进行，离不开信息的作用；________________________，离不开信息的传递。信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

3．应用

提高农产品和畜产品的产量；对________进行控制。

考点突破

考点1　生态系统的能量流动

1．生态系统能量流动概念的理解

(1)概念：生态系统中的能量的输入、传递、转化和散失的过程。

起点：生产者固定太阳能开始。

数量：生产者通过光合作用固定的太阳能的总量。

(2)某营养级能量的流动(去向)：呼吸消耗，流入下一营养级(被下一营养级同化)，分解者分解，未被利用的能量。

(3)过程

2．能量流动的特点

(1)单向流动：①在食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃的关系不可逆转，能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的，因此能量不能循环利用。

(2)逐级递减：①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一个营养级利用。②各个营养级的生物都经自身细胞呼吸而消耗相当大的一部分能量，供自身的生命活动和以热能形式散失。③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。④能量传递效率＝下一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%。

3．研究能量流动的意义

(1)研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现能量的多级利用，提高能量的利用率。

(2)研究生态系统的能量流动，还可以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。如在草场中只有合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。

4．生物金字塔的构建和运用

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

　　例1　(2017·苏州模拟)图甲表示某自然保护区的能量流动过程(单位为103 kJ/m2y)，A、B、C、D代表不同类型的生物，每一营养级所同化的能量都被分为E1、E2两部分。图乙表示某一种野生动物的数量变化曲线．请回答下列问题：

　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙

(1)图甲中C代表________，E1代表的含义________________________________。

(2)为了保证各营养级能量的需求，随着营养级升高，人为输入的有机物应该________，图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________(保留小数点后一位)。

(3)乙图AB段表示地震后该动物数量急剧下降，决定其数量变化的主要因素是________________________________。为了保护该物种不至于被灭绝，在B点应采取________保护措施，为其提供最后的生存机会。

1．(多选)如图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是(　　)

  A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多

  B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

  C．若A和B中玉米的数量相同，A若能养活10000人，则B可能只能养活1000人

  D．若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低

考点2　生态系统的物质循环

1．生态系统的物质循环

(1)概念：在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、Ca等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，再回到无机环境的循环过程，又称生物地球化学循环。

(2)特点：循环性和全球性。

(3)与能量流动的关系：物质作为能量的载体，使能量沿食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境之间循环往返。

温馨提示

循环的对象是构成生物体的化学元素(C、H、O、N、P、S等)，而不是指这些元素构成的生物体特有的糖类、蛋白质、脂肪等有机物。

2．碳循环

(1)过程，如图所示

(2)过程解读

①碳的循环形式

a．在生物群落与无机环境间主要以CO2形式循环；

b．在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。

②大气中的CO2来源

a．生产者、消费者的呼吸作用；

b．分解者的分解作用；

c．化石燃料的燃烧。

③实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键成分是生产者和分解者。

④目前由于大气中CO2含量持续增加，碳循环平衡被打破，形成温室效应。

3．能量流动和物质循环的关系

　　例2　(2017·阜宁模拟)图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统的物质循环示意图；表是对图甲中生态系统各组成成分的能量流动情况调查结果；图乙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图。请据图回答问题：

(1)大气中二氧化碳的来源有三个，分别是动植物的呼吸作用、__________________、__________________．若图甲中的“→”仅表示二氧化碳的流动方向，则不会存在的过程________。

(2)若图甲表示碳循环示意图，则D指的是生态系统中的________________，①过程表示的是________。

(3)表中的Pg表示同化作用固定的总能量，Pn表示生物体内储存的能量(单位：102kJ/m2·a)，则R表示的生物学含义是________________________________。每平方米每年流经该生态系统的总能量为________________________________________________________________________。

(4)图乙表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向________________________________________________________________。

2．下表是某湖泊生态系统能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D、E、F分别表示不同种群，F为分解者：P表示种群储存的能量，R表示呼吸作用消耗的能量(单位：102  kJ/m2·a)。请回答：

　　(1)绘出该生态系统的食物网(用字母和箭头表示)________________。

(2)该生态系统中B与E的种间关系为________，若D大量死亡，则在一定时间内种群密度增加的种群是________。

(3)种群B、E分别分布在湖泊中央的上层和临近湖岸的上层，比较B和E的分布，体现了生物群落的________结构。

(4)该湖泊曾受到轻微污染，生态平衡并未遭到破坏，说明该生态系统具有较强的________________稳定性。

例3　(2016·淮安高二检测)下图为某生态系统中，能量流动与物质循环关系示意图[图中△为有毒物质浓度百万分之一(即10－6)，能量单位：kJ· cm－2·a－1]。请回答：

(1)从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是____________________。

(2)该生态系统的总能量是________kJ· cm－2·a－1。

(3)用图中数值计算能量从A到B的传递效率是________，其余的能量最终通过生物的________________散失。由于生物在代谢中不能再利用________，因此能量流动具有________________的特点。

(4)图中无机物箭头指________、________和CO2等物质的流动过程。图中D是________，通过它们的________________和________________两种分解方式，将生物组织内的碳返回空气中。

(5)在生态系统中，碳循环始终与________结合在一起进行。

(6)从生态因子的角度看，存在于________中的有毒物质，经________高度浓缩，在________越高的生物体内浓度越大。

3．下图为生态系统的碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。请据图回答问题。

(1)生态系统中的碳循环是指碳元素在________________之间不断循环的过程。

(2)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为________________；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构的主要特点是________________。

(3)大气中的CO2在甲中图示的________(在a～d中选择)处合成有机物；含碳有机物在甲中图示的________(在a～d中选择)处可以分解为CO2。

(4)化石燃料除燃烧产生CO2外，还可以通过________________途径产生CO2。

请根据以下关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

生态系统的功能　能量流动的过程、特点、意义　物质循环的过程　信息传递的形式

信息传递的应用

随堂演练

1．下列关于生态系统结构与功能的叙述，正确的是(　　)

  A．生态系统的结构就是生态系统的营养结构

  B．物质循环发生在无机环境和生物群落之间

  C．萤火虫发光属于生态系统中行为信息的传递

  D．生产者积累在有机物中的能量是流经生态系统的总能量

2．有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是(　　)

  A．多吃肉食会增加心血管病的发病率

  B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量

  C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多

  D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平

3．(2017·扬州模拟)如图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系，以下相关叙述中，错误的是(　　)

第3题图

  A．甲、乙和丙、戊所包含的所有种群构成群落

  B．戊是分解者，但不一定是微生物

  C．图中存在竞争关系的有乙1和丙1、乙2和丙2

  D．丁的含量增加将导致臭氧层被破坏

4．(多选)为了拯救野生朱鹮，我国各级政府和机构采取了一系列措施，使野生朱鹮的种群数量由1981年的7只发展到2007年的800余只。朱鹮的食物1/3是小鱼，2/3是泥鳅，有关野生朱鹮的食物链如图所示，下列有关分析正确的是(　　)

第4题图

  A．环境污染、食物短缺和栖息地的缩小等都是导致野生朱鹮大量减少的原因

  B．就地保护是保护野生朱鹮最有效的方式，可使朱鹮种群数量呈“J”型增长

  C．若朱鹮体重(干重)增加1.5 kg，则最多消耗水草约150 kg(干重)

  D．日照时间的长短能影响朱鹮的繁殖，朱鹮感受到的这种信息属于物理信息

5．如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利用。

第5题图

请回答：

(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传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。

(3)次级消费者自身消耗的能量占其同化所得到能量的百分比是________。

(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：

①各个营养级生物体内的大量能量被________________________________________________________________________；

②其次是上个营养级的部分能量________；

③还有少数能量被________利用。