第二節生態系統的能量流動和物質循環一、生態系統中的能量流動1．含義：生態系統中能量的_____、_____、______和_______的過程。2．特點(1)單向流動：生態系統內的能量只能從第一營養級流向_____________，再依次流向______________。(2)逐級遞減：能量在沿_______傳遞的過程中，每一種營養級的生物_________都會消耗相稱多的能量，這些能量最后以熱能的形式____而使能量逐級減少。3．研究意義：設法調節生態系統的_________關系，提高生態系統的_____________。輸入轉化傳遞散失第二營養級下一種營養級食物鏈代謝活動能量流動能量轉化效率散失

建立新型農業生態系統，能提高能量的傳遞效率嗎？【提示】不能。但能提高能量的運用率，使能量盡量多地流向對人類最有益的部分。3．研究意義：設法調節生態系統的__________關系，提高生態系統的_____________。二、生態系統中的物質循環1．含義：在生態系統中，構成生物體的_____________________等元素，不停進行著從_________到_________，再回到___________的循環。2．與能量流動的關系：兩者既親密有關又有本質區別，物質循環的動力來自______，而物質又是能量的______。3．分類：水循環、_______、_______和_______等。4．實例(碳循環)能量流動能量轉化效率C、H、O、N、P、Ca無機環境生物群落無機環境能量載體碳循環氮循環磷循環1.能量流動的過程生態系統中的能量流動過程，能夠概括為下圖。由上圖可知：(1)能量流動的起點：生產者(重要是植物)固定太陽能。(2)能量轉化：太陽能→有機物中的化學能→熱能(最后散失)。(3)能量的傳遞①傳遞途徑：食物鏈和食物網。②傳遞形式：有機物中的化學能。(4)每一營養級的能量來源及去向 流入一種營養級的能量是指被這個營養級的生物所同化的全部能量。能量的來源與去路：即一種營養級同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一營養級同化的能量＋分解者運用的能量＋未被運用的能量。

流入到各級消費者的能量是指各級消費者所同化的能量，排出糞便中的能量不屬于生物同化量。2．能量流動的特點(1)單向流動的因素①食物鏈中各個營養級的次序是不可逆轉的，生物之間的捕食關系是一定的，能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流，這是長久自然選擇的成果；②各個營養級的能量總有一部分以呼吸作用產生的熱能的形式散失掉，而該部分熱能不能再被運用，因此能量不可循環。要維持生態系統的穩定，就需要不停補充太陽能。(2)逐級遞減的因素①各營養級生物的呼吸消耗；②生產者的遺體、殘枝敗葉、消費者的尸體、糞便中的能量被分解者運用，經微生物的呼吸作用消耗；③各營養級生物中都有一部分能量未被下一種營養級生物所運用。1．下表是對某生態系統營養和能量流動狀況的調查成果，表中甲、乙、丙、丁分別代表不同的營養級，戊為分解者(單位：102kJ/m2/年)。對該生態系統營養關系敘述對的的是()同化固定的能量體內貯存的能量呼吸消耗的能量甲15.92.813.1乙870.7369.4501.3丙0.90.30.6丁141.061.979.1戊211.520.1191.4A.丁為肉食性動物B．甲隨丙的增加而增加C．乙是能量流動的起點D．戊是丁的前一營養級【解析】本題考察生態系統能量流動、食物鏈及有關知識。根據能量流動特點，能量越多生物所處營養級越低，因此，從表中數據能夠得出：乙是第一營養級；丁是第二營養級；甲是第三營養級；丙是第四營養級。【答案】C1．大氣中的碳元素進入生物群落，是通過植物的光合作用或化能合成作用而實現的。2．碳在生物群落和無機環境之間循環是以CO2的形式進行的。碳元素在生物群落中的傳遞，重要靠食物鏈和食物網，傳遞形式為含碳有機物。3．大氣中CO2的來源：(1)分解者的分解作用；(2)動植物的呼吸作用；(3)化石燃料的燃燒。4．由于碳循環平衡被打破，形成溫室效應的分析(1)大氣中CO2含量持續增加的因素①工廠、汽車、飛機、輪船等對化學燃料的大量使用，向大氣中釋放大量的CO2。②森林、草原等植被大面積的破壞，大大減少了對大氣中CO2的調節能力。(2)危害①加緊極地冰川融化，造成海平面上升，對陸地生態系統和人類的生存構成威脅。②變化了降雨和蒸發機制，影響農業和糧食資源生產。(3)緩和方法①植樹造林，增加綠地面積。②開發清潔能源。③減少化學燃料燃燒。2．下圖表達生物圈中碳循環的部分示意圖。A、B、C、D構成生物群落，箭頭①～⑨表達循環過程。下列有關說法對的的是()A．大氣中的氣體X是指二氧化碳和一氧化碳B．完畢①過程的能量重要是由⑧過程提供的C．D經⑤、⑥、⑦過程獲得的能量占A、B、C總能量的10%～20%D．C處在第三營養級【解析】生物群落與無機環境之間的碳循環是以CO2的形式進行的，故圖中大氣中的氣體X代表CO2；圖中A為生產者，B為初級消費者(第二營養級)，C為次級消費者(第三營養級)；完畢①過程的能量重要由太陽能轉化的活躍的化學能提供；捕食食物鏈中相鄰營養級間的能量傳遞效率為10%～20%。

【答案】D (2011·平頂山模擬)下圖表達某草原生態系統中能量流動圖解，①～④表達有關過程能量流動量。下列有關敘述對的的是()A．①是流入該生態系統的總能量B.圖中②/①的值代表草→兔的能量傳遞效率C．③和④分別屬于草和兔同化量的一部分D．分解者獲得的能量最少【解析】此題綜合考察了生態系統能量流動。解讀本題時，應先明確圖中①～④過程所代表的含義，再根據能量的流動過程和特點加以分析。具體分析以下：(1)流入該生態系統的總能量應當是草同化的總能量。(2)①代表的是兔同化的總能量，圖中②代表的是狐同化的總能量，則②/①的比值代表兔→狐的能量傳遞效率。(3)兔子糞便中的能量并不是兔子同化量的一部分，而是草同化量的一部分；兔子遺體殘骸中的能量才屬于兔子同化量的一部分。(4)分解者運用了動物糞便和動植物遺體殘骸中的能量，這部分能量并不是最少的。【答案】C流入各級消費者的總能量是指各級消費者在進行同化作用時所同化的物質中含有的能量總和，消費者糞便中所含有的能量不能計入排便生物所同化的物質中的能量，它實際與上一種營養級的遺體殘骸同樣，屬于未被下一種營養級運用的那一部分。 如圖是生態系統中碳循環示意圖，其中“→”表達碳的流動方向，下列敘述不對的的是()A．在碳循環過程中，同時隨著著能量流動B．由于某種因素造成圖中E生物數量大量減少，推測短期內與之相鄰的兩個營養級生物數量發生的變化是D增加，F減少C．該生態系統的消費者涉及圖中的D、E、F、BD．A→C過程中碳流動形式重要以CO2形式進行，F→B以含碳有機物形式進行【解析】此題重要考察碳循環的有關知識，具體分析以下：選項分析判斷A項能量流動必須以物質為載體，能量是物質循環的動力B項食物關系是A→D→E→F，所以當E大量減少后，D的天敵減少，F的食物減少，兩者分別增加與減少C項圖中B是分解者，C為大氣中的CO2庫，A為生產者，D、E、F為消費者D項圖中C所涉及的所有箭頭均表示CO2形式，其他箭頭均表示有機物形式【答案】

C(1)圖中所涉及的食物鏈有幾條？【提示】

1條；A→D→E→F。(2)圖中B通過哪兩種方式將生物組織中的碳返回大氣中？【提示】

有氧呼吸和無氧呼吸。1．(2011·蘇北四市聯考)右圖為生態系統能量流動的部分圖解，①代表一定的能量值。下列有關敘述中，對的的是()A．生態系統的能量流動是循環進行的B．能量在沿食物鏈流動時逐級遞減C．次級消費者屬于第二營養級D．圖中①代表呼吸作用所消耗的能量【解析】能量流動是不循環的；次級消費者屬于第三營養級；圖①代表生產者的遺體中的能量被分解者運用。【答案】B2．“哥本哈根氣候變化大會”再次引發人們對溫室氣體排放的關注，大會所倡導的低碳生活獲得普遍認同。根據下圖所示碳循環的部分過程進行的有關分析，不對的的是()A．生物群落內部進行碳循環的物質形式是二氧化碳B．參加②過程的生物涉及生產者、消費者和分解者C．可通過增強③減少大氣中CO2D．開發太陽能、水能、核能等新能源，可減少人類對①過程的依賴【解析】生物群落內部進行碳循環的形式是含碳有機物；生產者、消費者、分解者均參加過程②；可通過植樹造林，增強過程③而減少大氣中CO2；開發新能源，可有效地減少人類對化石燃料的依賴。【答案】A3．(2010·揚州模擬)如圖表達除分解者外有5個物種(U、V、W、X、Y)的一種生態系統的食物網，箭頭表達能量流動的方向。下列描述對的的是()生產者草食動物雜食動物肉食動物AUVWX、YBUYXW、VCVUWX、YDVUYW、X【解析】V屬于生產者，其它屬于消費者。由于U只能以V為食，因此是草食動物；W、X不以V為食，以其它動物為食，因此是肉食動物；Y既以V為食，又以其它動物為食，因此是雜食動物。【答案】D4．如圖是生態系統能量流動示意圖(能量單位是J/km2·a)，下列有關敘述不對的的是()A．圖中乙的同化量為200J/(km2·a)B．乙到丙的傳遞效率為15%C．乙的個體數目一定比甲少D．各營養級的能量大部分用于呼吸消耗和被丁運用【解析】在普通狀況下，隨著營養級的增加，個體數量會減少，體積會增大，但也有特殊狀況，如樹上的昆蟲和樹之間的關系。【答案】C5．(2010·山東高考)下列表達動物運用食物的過程。對的的分析是()A．恒溫動物的④/③值普通高于變溫動物B．哺乳動物的③/①值普通為10%～20%C．提高圈養動物生長量普通需提高③/②值D．食肉哺乳動物的③/②值普通低于食草哺乳動物【解析】此題考察生態系統能量流動的特點。A項，呼吸代謝消耗量的大小對④/③值有影響，恒溫動物在外界環境溫度變化時，呼吸代謝消耗量基本不變，而變溫動物的呼吸代謝消耗量隨環境溫度變化而變化。在高溫環境中，變溫動物的呼吸代謝消耗量大，④/③值低于恒溫動物，在低溫環境中，變溫動物呼吸代謝消耗量小，④/③值高于恒溫動物；B項，相鄰兩個營養級的能量傳遞效率(該營養級的同化量∶上一營養級的同化量)為10%～20%；C項，提高③/②值，實際是提高對食物(飼料)的運用率，能夠提高圈養動物生長量；D項與食草哺乳動物相比，食肉動物消化吸取有機物能力強，故③/②值普通較高。而草中纖維素較多，難以完全消化吸取，隨糞便排出的能量多。【答案】C6．下圖為生態系統碳循環示意圖，其中甲、乙、丙表達生態系統中的三種成分。請據圖回答：(1)生態系統的碳循環是指碳元素在______________之間不停循環的過程。(2)X與甲中圖示生物類群的能量來源不同，X代表的生物為________；Y的細胞構造丙中圖示生物不同，Y的細胞構造最重要的特點是______________________________________________。(3)大氣中的CO2在甲中圖示的________處(在a～d中選擇)合成有機物；含碳有機物在甲中圖示的________處(在a～d中選擇)能夠分解為CO2。(4)化石燃料除燃燒外，還能夠通過____________途徑產生CO2。【解析】(1)生態系統的物質循環是在無機環境中經生產者的同化作用進入生物群落，以有機物的形式在生物