5.2--3 生态系统的能量流动和物质循环试题及解析---

5.2-3 生态系统的能量流动和物质循环试题及解析

考点一 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)过程图解

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。

(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。

1． 观察下图能量在营养级之间流动过程图解，回答相关问题

(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。

补充说明：1、对生产者（一般为绿色植物）来说同化量是指在光合作用中所固定的光能，即总初级生产量(GP)。

2、对于消费者（一般为动物）来说，同化量表示消化道吸收的能量（吃进的食物不一定都能吸收）。

3、对分解者（一般为腐生生物）来说是指细胞外的吸收能量。 而对于化能自养生物，同化量是固定的能量，而与太阳能无关。

(2)概括能量流动的特点 ①单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。 ②逐级递减：相邻两个营养级之间的能量传递效率约为10%～20%。

2． 写出能量传递效率的计算公式

相邻两个营养级的传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量

×100%。 3． 能量传递的相关“最值”计算

(1)如食物链A→B→C→D

①已知D 营养级的能量为M ，则至少需要A 营养级的能量＝M÷(20%)3

，最多需要A 营养级的能量＝M÷(10%)3；

②已知A 营养级的能量为N, 则D 营养级获得的最多能量＝N×(20%)3，最少能量＝N×(10%)3。

(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：

易错警示 有关能量流动的2个提示

(1)能量传递效率≠能量利用率

①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

②能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。

(2)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。

总结：1、生态系统的能量流动起点：从生产者（主要是绿色植物）固定太阳能开始

2、总能量：生产者所固定的全部太阳能

3、渠道：食物链和食物网

4、能量的变化：太阳光能—生产者体内有机物中的化学能—热能（最终以热能散失到大气中）

5、在食物链中流动的形式是：有机物中的化学能

6、能量散失的主要途径：细胞呼吸（包括各个营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸）

7、当生太系统处于平衡状态时，输入的能量等于或大于输出（形式为热能）的能量

8、对光合生物：同化量（生产者同化的量就等于它固定的能量）是某一营养级从外环境中得到的全部化学能。

每个营养级的能量流动去向：

①表现为这一营养级的呼吸消耗量、

②该营养级流向下个营养级的能量（用于自身生长、发育和繁殖的能量）、

③该营养级流向分解者的能量、

④该营养级的未被（下一个营养级）利用量。

9、摄入的能量：等于同化的能量+粪便中的能量

10、生产者固定的太阳能（各个营养级中的能量）包括流向下一营养级（只是一少部分，只有同化的能量的百分之10-20），还包括自身的呼吸消耗、流向分解者的、未利用的。

11、生态系统中的能量流动分析通常以营养级为前提

12、为什么只有百分之10-20的同化能量流向下一个营养级？为什么生态系统中的能量流动一般不超过4-5个营养级？

13、能量金字塔、数量金字塔（只有它可能倒置）、生物量金字塔之间的区别？

14、生产者能量被最大的消耗时，应选食物链最长的、选取最小传递效率为百分之10、最高营养级获得最少的能量

生产者能量被最小的消耗时，应选食物链最短的，选取最大传递效率为百分之20、最高营养级获得最多的能量。

15、桑基鱼塘（桑基鱼塘基本上构成一个小的生态系统，有生产者，消费者，分解者都包括了。既可以用生态学的系统学来解释。）模式所遵循的原理是系统学和工程学原理、物种多样性原理，协调与平衡原理，物质循环再生原理，实现了能量的多级利用，使能量更多地流向对人类有益的方向，提高了能量的利用率。

16、生态农业的优点：通过对农业生态系统中物质循环再生利用和能量的多级利用，使整个生态村的各业生产相互依存、相互促进，形成了一种良性循环。

17、生态农业的最大优点是能量的多级化利用

18、桑基鱼塘是运用生态学原理建立起来的综合农业体系，它具备的特点是

绿色、环保、污染小、低消耗、资源利用率高、多层次多功能。

19、生态农业系统的主要功能：1、是能量流动，2、是物质循环，3、是信息传递（4、是价值转化）

20、生态农业中起主导地位的是：农作物

21、生态农业中的沼气池中接种的菌种：甲烷菌、接种后应密封隔绝空气，因甲烷菌为厌氧型生物，有氧存在对其有危害。

22、设计生态农业时应遵守的生态学原理：能量的多级利用和物质循环再生。

23、建设生态农业，巧设、增设食物链的目的是：1、实现对量（物质）多级利用2、加强生物防治，控制有害物种的危害3、减轻污染，提高生态系统的抵抗稳定性。

24、农业生态系统的稳定性除了取决于本生态系统的自动节能力以外，还主要取决于人工控制（农民的生产活动）

25、一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越多，人类可利用的能量就越多。

26、为什么动物性食品的成本高？因食物链延长，能量流失多，所以动物性食品的成本高。

27.任何生态系统都需要来自外系统的能量补充

28、岩石圈中的碳以无机盐（碳酸盐）形式贮存，所以不直接参与碳循环；

29、水圈中碳的主要存在形式是HCO3-。；

30、大气中的碳以二氧化碳的形式存在。

31、碳循环为带有全球性性质的循环。

例1、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

简析：W1、D1（只是上一个营养级的一少部分能量）代表下一个营养级所同化的能量（如是生产者，代表生产者所固定的能量）；A1、A2代表自身呼吸作用消耗的能量；B1、B2代表未被利用的能量；C1、C2流向分解者的能量；D1、D2流向下一个营养级的能量（用于自身生长、发育和繁殖的能量）（下一个营养所同化的能量；）

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/W1

C．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)

D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减

考点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地循环的过程(物质循环中的物质在循环过程中不会消失,有别于能量流动)。