创新设计生态系统的功能演示课件

第32讲生态系统的功能,最新考纲1.生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用()。2.生态系统中的信息传递()。,1.能量流动概念理解,固定的太阳能总量,食物链和食物网,化学能,化学能,热能,呼吸作用,考点一生态系统的能量流动（5年13考）,2.每一营养级能量来源与去路的分析,太阳能,上一营养级同化的能量,(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量可存在如下去向：自身_流入_被_分解利用未被利用(最终也将被分解者利用),呼吸消耗,下一营养级,分解者,3.能量流动的特点及意义,逆,呼吸消耗,分解者,人工生态系统,最有效,人类最,有益,转,下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：,(1)依生态学原理看同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？为什么？(2)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，对吗？为什么？(3)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人与B中的人体内污染物浓度哪个更高？,(4)就,这一食物网而言，若人的素食肉食比例由11调整为21，则同样的玉米，人获得的能量是原来的多少倍？写出推导思路(设传递效率为20%)。提示(1)A种营养结构，因为B中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少。(2)不对。A、B营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”。(3)B中更高。(4)1.29。推导思路如下：设玉米量均为A，调整前人获得能量为x1，调整后人获得能量为x2,生态系统能量流动的过程和特点,1.(2015海南卷，25)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.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级解析生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级及分解者，D项错误。答案D,2.(2014海南卷)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是(),解析分析生态系统的数量金字塔需要参考生物个体的大小。第一、二营养级分别是栎树(体型很大)和昆虫，所以第二营养级生物的数量多于第一营养级；与第二营养级生物相比，第三营养级生物含有的能量少，并且生物个体较大，所以第三营养级生物的数量少于第二营养级，同理可知第四营养级生物的数量会更少。,B,界定三类生态金字塔不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。,能量流动的“分流模型”分析与“传递效率”计算,1.(2015福建卷，4)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图图中数字为能量数值，单位是(Jm2a1)。下列叙述正确的是(),A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357( Jm2a1)D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统,解析该食物网中最高营养级为第五营养级，A错误；第二营养级同化的能量为3 7804 2007 980(Jm2a1)，第一到第二营养级的能量传递效率为7 980/31 920100%25%，B正确；因不知太阳鱼流入分解者的能量，所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算，C错误；人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统，D错误。答案B,2.如图为人工鱼塘生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，相关叙述错误的是(),答案B,(1)相邻两营养级的能量传递效率应为下一营养级“同化”量/上一营养级“同化”量100%，切不可将“摄入量”混同为“同化量”。(2)某动物“粪便”中能量应隶属其“食物方”，它实为食物方“流向分解者能量”的一部分。,考点二生态系统的物质循环（5年11考）,1.概念,化学元素,生物群落,无机环境,全球性,2.碳循环,(1)碳的存在形式与循环形式在生物群落和无机环境间：主要以_形式循环。在生物群落内部：以_形式传递。在无机环境中：主要以_形式存在。(2)碳进入生物群落的途径：生产者的_和_。,CO2,含碳有机物,CO2和碳酸盐,光合作用,化能合成作用,(3)碳返回无机环境的途径_；_ (实质是呼吸作用)；_。,生产者、消费者的呼吸作用,分解者的分解作用,化石燃料的燃烧,3.碳循环的破坏温室效应,(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，导致大气中的_含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。(2)影响：使_，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。,CO2,气温升高,1.真题重组判断正误,(1)生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律(2016课标卷，5A)( )(2)无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用(2014江苏，10D)( )(3)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行2010海南卷，T23(1)( )(4)植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环(2010全国卷，T3D)( )(5)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的碳平衡，导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化2010广东卷，T26(4)( ),以上内容主要源自教材必修3 P101，考查点侧重碳循环，把握碳循环的来路与去路是解题关键。,2.(教材P104“基础题4”改编)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”上呢？,提示生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。,3.(教材P104“二拓展题”改编)氮元素在生物群落与无机环境间能否循环利用？你如何解释需不断向农田中施加氮肥？,提示能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。,碳循环过程及特点,1.(2015海南单科，28)回答下列关于红树林生态系统的问题：,(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析，这种作用所具有的价值属于_(填“间接”或“潜在”)价值。(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。,图中A表示_，生物成分E表示_，生物成分F表示_，_表示初级消费者。解析本题主要考查生物的多样性、物质循环等知识。(1)红树林对生态系统起到重要调节功能，属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2库(无机环境)，分析图中示可知：A表示大气中CO2，E表示生产者，F表示分解者，C表示初级消费者。答案(1)间接(2)大气中CO2库生产者分解者C,2.(2016河北衡水检测)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中，正确的是(),A.1和2所包含的所有种群构成群落B.3代表的一定是原核生物C.4可以表示大气中的CO2D.代表光合作用，代表细胞呼吸,解析图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3，1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺分解者3，故A错；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物，故B错；4可以代表大气中的CO2，那么过程可为光合作用，过程代表细胞呼吸，而表示捕食关系，故C对，D错。答案C,在不同图解中快速确认碳循环各环节,据图示方法可快速推断各图各环节：(1)大气CO2库甲中b、乙中c、丙中a、丁中4；(2)生产者甲中a、乙中a、丙中e、丁中1；(3)分解者甲中d、乙中e、丙中c、丁中3；(4)判定上述三环节后，消费者无论具有几个营养级都将迎刃而解。,能量流动及物质循环的关系及应用,1.(2014江苏单科，10)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是(),A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能C.食物链各营养级中10%20%的能量会被分解者利用D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,解析蓝藻水华现象与水体中N、P增多而引起蓝藻大量繁殖有关，体现了物质的利用，未体现出能量流动的特点，A错误；生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用)，B错误；食物链各营养级中10%20%的能量流向下一营养级，C错误；无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用，D正确。答案D,2.图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是(),答案D,物质循环与能量流动的关系,考点三生态系统的信息传递（5年7考）,1.信息的种类、特点、来源及实例(连线),2.信息传递的作用,生命活动,繁衍,生物的种间关系,稳定,3.信息传递在农业生产中的应用,(1)提高_的产量。(2)对_进行控制。,农产品或畜产品,有害动物,如图为生态系统的信息传递模型，请据图思考下列问题：,(1)与生态系统的物质循环及能量流动相比，信息传递的方向有何特点？(2)图中“信息”可来自何处？(3)从图中可以看出，生态系统的信息传递是否只发生于生物与生物之间？,提示(1)生态系统的能量是“单向”流动的，物质是“循环”利用的，信息传递则是“双向”的。(2)生物或无机环境。(3)不是，在生物与生物之间以及生物与环境之间都能发生信息传递。,信息传递的种类、特点和应用,【典例】 (海南高考)某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下面的问题。,(1)上述现象中，X分别在_之间进行传递。(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是_和_。影响乙昆虫活动的信息种类是_。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是_。,(3)若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是_。答案(1)植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫(2)无机环境生物化学信息和物理信息(其他合理答案也可)物理信息(其他合理答案也可)(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少,本题解答障碍在于不能理顺甲、乙昆虫、蜘蛛及某种植物与植物释放的物质X的关系，解题时可快速绘制如下简图以作辅助。,【对点小练】下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是(),A.小囊虫在发现榆、松寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食B.榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象C.雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊D.群居动物通过群体气味与其他群体相区别解析A项中的“信息素”、B项中的“化学物质”、D项中的“气味”均能说明其信息传递的类型属于化学信息，而C项中的“低频声波”能说明其信息传递的类型属于物理信息。答案C,巧判生态系统信息传递的类型(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息进行交流。,生态系统三大功能的比较与判断,1.(2014全国卷，31)某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表所示，表中能量数值的单位相同。,回答下列问题：(1)请画出该生态系统中的食物网。(2)甲和乙的种间关系是_；种群丁是该生态系统生物组分中的_。,(3)一般来说，生态系统的主要功能包括_、_，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在_和_之间的循环主要以CO2的形式进行。解析(1)根据“能量传递效率为10%20%”可知，戊的能量最多，为生产者；其次是乙、丙，因两者能量值相差较小，两者应处于同一营养级，为初级消费者；甲为次级消费者；丁为三级消费者。(3)生态系统的功能：物质循环；能量流动；信息传递。碳在生物群落中主要以有机物的形式进行传递，在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行循环。,答案(1),(2)捕食消费者(其他合理答案也可)(3)物质循环能量流动生物群落无机环境(其他合理答案也可),2.下图表示生态系统各组成成分之间的能量流动、物质循环及信息传递过程，则甲、乙、丙三图可依次表示(),A.能量流动、碳的循环、信息传递B.能量流动、信息传递、碳的循环C.碳的循环、能量流动、信息传递D.信息传递、能量流动、碳的循环,解析生态系统的碳循环具有循环往返、全球性的特点，在生物群落内是单向的，图甲可表示碳的循环；在生态系统内能量流动是单向的，图乙可表示能量的流动；而生态系统的信息传递，不论在生物与无机环境之间、生物与生物之间都是双向的，图丙可表示信息传递。答案C,(1)能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三种基本功能，能量流动是生态系统的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动与物质循环的方向和状态。三者共同把生态系统各成分联系成一个统一的整体，并调节生态系统的稳定性。(2)生态系统中的信息传递的范围不包括细胞之间的传递，而是指种群内部个体之间、种群之间以及生物与无机环境之间的传递。,易错防范清零,易错清零,易错点1因混淆“摄入量”、“同化量”、“粪便量”、“尿液中能量”而出错,点拨(1)摄入量同化量：摄入量粪便量才是同化量，动物的“粪便”量不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。(2)粪便量尿液中能量：粪便量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。,易错点2错将“相邻两营养级”间的传递效率等同于“相邻两个生物个体”间的传递效率，从而出现“一只狼捕获一只狐时获得了其10%20%能量”的错误,点拨能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量100%，而不是相邻营养级中某个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才是10%20%。,易错点3误认为能量金字塔中每一塔级只包含一种生物，或者认为能量金字塔中生物仅构成一条食物链,点拨能量金字塔中每一塔级应代表一个营养级环节，由