新2017高考生物一輪復習 考能專項突破（九）學案（含解析）北師大版

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1、 考能專項突破（九） 9．能量流動過程圖 ?熱圖呈現(xiàn) 解讀　(1)本圖涉及到三個營養(yǎng)級(第一、二、三營養(yǎng)級)，從能量的去向角度看，每個營養(yǎng)級由四個部分組成：流向下一個營養(yǎng)級的能量、被分解者分解利用的能量、自身呼吸消耗的能量和未被利用的能量。 (2)從能量的來源看，本圖中的能量有兩個來源：一是生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能；二是人為投入的有機物的能量。其中，生產(chǎn)者的光合作用是能量的根本來源，但在一些人工生態(tài)系統(tǒng)中，有機物的投入可能是能量的主要來源。 (3)未被利用的能量主要是用來維持某營養(yǎng)級存在的能量，如果這部分能量被下一個營養(yǎng)級或其他方面所利用，則該營養(yǎng)級的個體數(shù)量就會明顯下

2、降，從而破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ?典例剖析 科學家對一個以槭樹、山毛櫸和樺樹為主要樹種的溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行了定量分析，結(jié)果如下圖。請回答問題： (1)植食動物能根據(jù)植物的性狀、氣味等因素判斷食物并進食，說明生態(tài)系統(tǒng)有______________的功能。 (2)這個溫帶森林中，每年每平方米大約有6.28×105 J/(cm2·a)的有機物殘屑來不及被分解者所分解，推測影響分解者分解效率的主要環(huán)境因素是__________。其影響實質(zhì)是降低了分解者細胞內(nèi)的____________。 (3)該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入________(填“大于”“等于”或“小于”)輸出。這個森林生

3、態(tài)系統(tǒng)中，能量由生產(chǎn)者流到初級消費者的傳遞效率約為________%(保留小數(shù)點后2位)。據(jù)圖中的能量值分析，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有______________________的特點。 (4)流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________J/(cm2·a)。 (5)圖中植食動物糞便中的能量屬于______________(填“植食動物”或“植物”)。如果一部分植物葉片被加工為紙張，存在于紙中的能量屬于________________。 (6)少量動物的遷入和遷出，不會使森林中的生物種類和數(shù)量發(fā)生明顯變化，這是通過生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的____________調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的，這說明生態(tài)系統(tǒng)具有______

4、______能力。 答案　(1)信息傳遞　(2)溫度　酶活性 (3)大于　0.85　單向流動、逐級遞減 (4)2.31×107 (5)植物　未被利用的能量 (6)負反饋　自我調(diào)節(jié) 解析　(1)植食動物能根據(jù)植物的性狀、氣味等因素判斷食物并進食，屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能。(2)營腐生生活的微生物和動物屬于分解者，影響分解者分解效率的主要環(huán)境因素是溫度，溫度主要是通過影響酶活性來影響分解者的分解作用。(3)據(jù)圖分析，該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入大于輸出。已知生產(chǎn)者固定的太陽能為2.31×107 J/(cm2·a)，流到初級消費者的能量為3.27×105－1.31×105＝1.96×105 J

5、/(cm2·a)，所以傳遞效率約為(1.96×105)÷(2.31×107)×100%≈0.85%。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動特點是單向流動、逐級遞減。(4)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能，即2.31×107 J/(cm2·a)。(5)圖中植食動物糞便中能量屬于上一營養(yǎng)級的同化能，即植物的同化能。一部分植物葉片被加工為紙張，存在于紙中的能量屬于未被利用的能量。(6)因為生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，其調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)是負反饋調(diào)節(jié)，所以少量動物的遷入和遷出、出生和死亡都不會使森林中的生物種類和數(shù)量發(fā)生明顯變化。 ?跟蹤訓練 如圖為生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈所反映出的能量流動情況，圖中箭頭符號為能量

6、的流動方向，單位為kcal/(m3·a)。下列說法正確的是(　　) A．生產(chǎn)者能固定所有入射的太陽能 B．分解者把來自各營養(yǎng)級的能量全部釋放到環(huán)境 C．消費者營養(yǎng)級別越高，可利用的總能量越多 D．人們利用生產(chǎn)者做食物時，比利用其他營養(yǎng)級獲得的能量更多 答案　D 解析　由圖可知，入射的太陽能為1 500 000 kcal/(m3·a)，生產(chǎn)者固定的太陽能為15 000 kcal/(m3·a)，所以入射的太陽能中只有很少一部分被生產(chǎn)者固定，A錯誤；分解者把來自各營養(yǎng)級的有機物分解，釋放的能量一部分用于自身的生長發(fā)育，另一部分釋放到環(huán)境中去，B錯誤；因為能量流動的特點是單向傳遞、逐級

7、遞減，傳遞效率為10%～20%，所以消費者營養(yǎng)級別越高，浪費的能量就越多，可利用的總能量越少，C錯誤；人們利用生產(chǎn)者做食物時，浪費的能量比較少，所以比利用其他營養(yǎng)級獲得的能量更多，D正確。 9．實驗設(shè)計的一般程序 ?典例剖析 在“設(shè)計并制作生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”的研究活動中，甲、乙兩組同學分別進行了如下實驗。分析回答： (1)甲組同學設(shè)計了3個密封、透明的生態(tài)瓶，各瓶內(nèi)的組成和條件見下表。經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)和觀察后，發(fā)現(xiàn)①瓶生態(tài)系統(tǒng)是最穩(wěn)定的。 生態(tài)系統(tǒng)組成 光 水草 藻類 小金魚 泥沙 生態(tài)瓶編號 ① ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ② － ＋ ＋ ＋

8、 ＋ ③ ＋ ＋ ＋ ＋ － 注：“＋”表示有，“－”表示無。 a．本實驗的自變量是____________、____________。 b．本實驗的觀察指標最好選擇觀察__________________________________________ ________________。 c．本實驗可以得出的結(jié)論是________________________________________。 (2)乙組同學為了探究某玻璃廠排出的廢水對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，利用下列材料進行探究。 實驗材料：廢水、帶蓋的透明玻璃瓶(500 mL)、水草、金魚草、泥沙、凡士林、純凈水

9、。 實驗方案： ①取三個相同的潔凈的透明玻璃瓶，并__________。 ②向1、2號瓶內(nèi)注入1 cm厚的同種泥沙，再加入300 mL廢水，3號瓶內(nèi)注入1 cm厚的同種泥沙，再加入__________________。 ③向每只瓶內(nèi)放入相同的新鮮水草、1條小金魚。 ④在瓶蓋周圍涂上凡士林，蓋緊瓶口，再在瓶口周圍涂上一層凡士林。 ⑤放置在________________的、有______________的地方培養(yǎng)，注意不要移動位置。 ⑥每隔一段時間觀察并作記錄。 實驗結(jié)果及結(jié)論： ①如果______________________________________________

10、__________________________ ________________________________________________________________________， 則說明廢水能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ②如果1、2、3號玻璃瓶中的水草和小金魚生存正常，則說明________________________________________________________________________。 答案　(1)a.有無光　有無泥沙　b．小金魚的存活時間 c．光和分解者對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用 (2)實驗方案：①貼上標簽1、2、3　

11、②300 mL純凈水 ⑤溫度適宜　適宜光照 實驗結(jié)果及結(jié)論：①3號玻璃瓶中的水草和小金魚生存正常而1、2號不能正常生存?、趶U水對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性無影響 解析　(1)比較三個生態(tài)瓶中放入實驗材料的異同可以看出，有無光照和有無泥沙為本實驗的自變量。由于小金魚的生存活動更容易受到環(huán)境的影響，所以觀察指標最好選擇觀察小金魚的存活時間。泥沙中存在分解者，有無泥沙表示有無分解者，實驗結(jié)果中①瓶生態(tài)系統(tǒng)是最穩(wěn)定的，該瓶既有光照也有泥沙。和其他瓶相比說明，光和分解者對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用。(2)該實驗的目的是探究廢水對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，設(shè)計實驗時要將玻璃瓶進行標記。第三個玻璃瓶屬于對照

12、組，和實驗組相比，該瓶除了含有等量的純凈水外其他條件都相同。另外，三個玻璃瓶要放在溫暖且光照適宜的地方，因為溫度和光照是影響水草和小金魚的重要因素。如果廢水能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，則三個玻璃瓶中，3號玻璃瓶中的水草和小金魚生存正常，而1、2號不能正常生存；如果廢水不能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，則1、2、3號玻璃瓶中的水草和小金魚都生存正常。 ?技能歸納 1．實驗設(shè)計方案 2．實驗設(shè)計時的一般步驟 (1)取材、分組、編號：取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同，用具要相同等。 (2)相同處理和不同處理：根據(jù)實驗變量設(shè)置對照(注意：單一因素不同，其他因素相同且適宜)。 (3)進一步的相同

13、處理：其他因素相同且適宜的繼續(xù)處理。 (4)檢測、觀察、統(tǒng)計、比較：必須找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。 ?即時鞏固 有人認為黃河中下游流域水體富營養(yǎng)化的原因與水質(zhì)中富含N、P等礦質(zhì)元素有關(guān)。為了證明水體富營養(yǎng)化是由氮和磷引起的，因此設(shè)計了下面實驗：從泛著綠色的池塘中取水，并進行如下處理： A．靜置4小時，倒去上清液，留下藻類，加清水。如此重復3次； B．再加水至1 000 mL，混勻后分裝于甲、乙、丙、丁四個燒杯中； C．在甲燒杯中加0.3 g洗衣粉(含P)；在乙燒杯中________________；在丙燒杯中加0.15 g洗衣粉和0.15 g尿

14、素；丁燒杯中________________________； D．將甲、乙、丙、丁四個燒杯置于向陽的窗臺上培養(yǎng) 5天，取得水樣。 請完成以上實驗過程，并回答以下問題： (1)“A”步驟處理的目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)你預計甲、乙、丙、丁四個燒杯中藻類密度最大的是__________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　C．加0.3 g尿素　加0.3 g蒸餾水(注意乙和丁所加物質(zhì)可互換)　(1)除去樣品中原有的礦質(zhì)元素 (2)丙　藻類生長所需的礦質(zhì)元素N、P等含量豐富 解析　實驗的自變量為氮和磷，可設(shè)置不含磷也不含氮、含磷又含氮、含氮不含磷、含磷不含氮四種處理；進行實驗前，應(yīng)清除水中的氮和磷。氮、磷都是藻類生長所必需的礦質(zhì)元素，同時含有氮和磷的培養(yǎng)液中藻類生長得最好。 6