2020高考生物一轮复习节生态系统的能量流动、生态系统的物质循环课件新人教版必修.ppt

第2节生态系统的能量流动第3节生态系统的物质循环,考点一生态系统的能量流动【核心知识通关】1.能量流动的四个环节：,固定的太阳能总量,食物链和食物网,化学能,化学能,热能,2.能量流动的过程：(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容。甲：_乙：_丙：_丁：_戊：_,生产者,初级消费者,次级消费者,呼吸作用,分解者,(2)据图可判断各营养级的能量来源和去向：,太阳能,上一营养级同化,下一营养级,下一,营养级和分解者,3.能量流动的特点及意义：(1)能量传递效率：指相邻两个营养级之间_的比值。,同化量,(2)特点。单向流动。a.能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期_的结果，是不可逆转的。b.各营养级通过呼吸作用所产生的_不能被生物群落重复利用，能量流动无法循环。,自然选择,热能,逐级递减。a.各营养级生物都会因_消耗大部分能量。b.各营养级的能量都会有一部分流入_，包括未被下一营养级生物利用的部分。,呼吸作用,分解者,(3)意义。帮助人们科学规划、设计_，使能量得到最有效的利用。帮助人们合理地调整生态系统中的_关系，使能量持续高效地流向_的部分。,人工生态系统,能量流动,对人类最有益,【特别提醒】能量流动中的两个“不同”(1)生态系统中同化量和摄入量不同。同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。摄入量是消费者摄入的能量，同化量=摄入量-粪便量。,(2)能量传递效率与能量利用效率不同。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%。能量利用效率：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。,【深化探究】下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：,一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人相比较，结果是_(填“少于”“等于”“多于”或“无法比较”)。分析原因：_。,无法比较,就“玉米人”与“玉米牛人”这两,种食物链而言，前者环节较少，能量损耗较少，人获,得的能量更多，但就“一个个体”而言，由于不知道,两人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个,吃牛肉的人获得的能量无法比较,【典题技法归纳】(2015福建高考)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Jm-2a-1)。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1357Jm-2a-1D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统,【解题指南】(1)图示信息：箭头表示能量流动的方向、数值表示各营养级能量大小。(2)关键知识：生态系统的概念、能量传递效率计算方法、营养级与食物链的关系。,【解析】选B。本题主要考查生态系统的概念及能量传递知识。A项中，该食物网中有3条食物链，其中含营养级最多的食物链是浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼，最高营养级鲈鱼为第五营养级，故错误。B项中，该食物网中第一营养级浮游植物的同化量为31920Jm-2a-1，第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫，总同化量为3780+4200=7980Jm-2a-1，,第一到第二营养级的能量传递效率为798031920100%=25%，故正确。C项中，太阳鱼的同化量为1483Jm-2a-1，其中绝大部分通过生物呼吸作用以热能形式散失，另一部分用于该营养级生物生长发育、繁殖等储存在生物体内，这部分能量中有一部分被下一营养级所取食，流入下一营养级(鲈鱼)，其余部分包括以遗体残骸的形式被分解者分解以及未被,利用的部分，太阳鱼的能量中流入下一营养级(鲈鱼)的为126Jm-2a-1，太阳鱼呼吸作用消耗的能量要小于1483-126=1357Jm-2a-1，故错误。D项中，生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量(无机环境)和生物部分，生物部分包括生产者、消费者和分解者，该食物网中的生物只有生产者、消费者两种，没有分解者，故错误。,【母题变式】(1)在题中食物网中太阳鱼占有第_营养级，其同化的能量去向是_。(2)若因某种因素导致幽蚊幼虫大量减少，则太阳鱼的数量会_，原因是_。,三、四,呼吸消耗、流向下一营养级、被分,解者分解利用,增多,食物链缩短，获得能量增多,【方法规律】能量传递效率的计算方法(1)相邻营养级的能量传递效率：10%20%，计算方法如下：能量传递效率=100%,(2)食物链中能量的最值计算。设食物链ABCD，分情况讨论(如下表)：,能量传递效率未知时：,已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为Ma%b%c%。,(3)在食物网中分析。在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%20%，一般从两个方面考虑：,【高考模拟精练】1.(2015海南高考)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【解题指南】(1)题干关键词：“能量流动”。(2)关键知识：生态系统内能量的来源和去向。,【解析】选D。本题考查能量流动的有关知识。生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程，A项正确；分解者所需的能量可来自各营养级生物同化储存的能量，B项正确；在生态系统中物质可以循环利用，而能量必须来自系统之外，所以生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量，C项正确；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和分解者，D项错误。,2.(2016长沙模拟)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是(),A.是流入该生态系统的总能量B.图中/的值代表草兔的能量传递效率C.和分别属于草和兔同化量的一部分D.分解者获得的能量最少,【解析】选C。流入该生态系统的总能量即生产者(主要指绿色植物)通过光合作用固定的太阳能。由图示可知，这个总能量应包括草自身呼吸作用所消耗的能量、即流入第二营养级兔的能量和被分解者利用的能量，故A错误。能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量，图示中不是草的同化量，也不是兔的同化量，故B错误。尽管是兔的粪便，但因,未经兔消化、吸收、同化，还是属于草的同化量的一部分，是未经狐消化、吸收、同化，属于兔的同化量的一部分，故C正确。一般情况下，流入下一营养级的能量少于分解者所获得的能量，故D错误。,3.(2016郑州模拟)下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析正确的是(),(注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量),A.a+b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量B.c1表示次级消费者中被三级消费者同化的能量C.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在b或d中D.c和e之一可代表生产者传递给分解者的能量,【解题指南】解答本题的关键是明确能量流动的四个方向：自身呼吸作用消耗(题中已知为e、e1、e2)。被下一营养级利用(c、c1等)。被分解者分解(b和d之一)。未利用(b和d之一)。,【解析】选C。A错误，结合图形分析知，b+c+d+e为本年度植物光合作用利用的太阳能(固定的能量)，即流入该生态系统的总能量；B错误，c1代表初级消费者流入次级消费者的能量，即被次级消费者同化的能量；C正确，初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中；D错误，b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未被利用的能量。,【延伸探究】(1)如果此生态系统每年的能量锥体图都与B图一样，预测这个生态系统的生物量变化趋势并说明原因。提示：增加。B图中，每个营养级都有上一年留下来的能量，按照这个趋势，这个生态系统的生物量会增加。,(2)这一年，P和Q1之间的能量传递效率是多少？提示：c/(b+c+d+e)。P本年的同化量是b+c+d+e，Q1本年的同化量是c，则能量传递效率是c/(b+c+d+e)。,【加固训练】1.(2015大庆模拟)某生态学家研究一花生实验田的能量流动情况，实验期间收获所有花生植株中葡萄糖量为300kg，实验期间花生细胞呼吸消耗葡萄糖量为100kg，建立能量流动模型如图所示(已知1kg葡萄糖含有能量1.6104kJ)，分析选项，正确的是(),A.该能量流动模型属于数学模型B.模型中a表示花生种群的同化量C.实验期间输入花生种群的能量为6.4106kJD.实验期间花生种群以热能形式散失能量为1.6105kJ,【解析】选C。题中的能量流动模型属于概念模型，A错误；模型中花生种群同化量应包括a和通过呼吸作用散失的能量，B错误；实验期间输入花生种群的能量为(300kg+100kg)1.6104kJ/kg=6.4106kJ，C正确；实验期间花生种群以热能形式散失的能量为1.6106kJ，D错误。,2.(2015泉州模拟)某生态果园中有桃树等果树，有害虫蚜虫、叶螨等，还有它们的天敌小花蝽、瓢虫、食蚜盲蝽等。科研人员研究了该生态果园里害虫中的能量流动过程，并构建了下图所示模型。,(1)流经该生态果园害虫的总能量是_kJm-2a-1。人类对生态系统中的能量流动进行调查研究，其意义是_。(2)两种害虫与它们的天敌属于不同的种类，属于生物的_多样性。它们通常分布在果树的不同高度进行活动，这体现了群落在_结构上具有分层现象。,(3)果园中存在复杂的捕食关系，维持了果园的生态稳定，请写出其中的一条食物链：_。(4)当果园里蚜虫的数量增多时，瓢虫的数量也会增多，这样蚜虫数量的增长就会受到抑制，这属于生物群落内的_调节。欲调查该果园中蚜虫种群密度，则通常采用_法。,【解析】(1)流经害虫的总能量是它们同化的能量即摄食能-排粪能=2119.5-1642.1=477.4kJm-2a-1，人类研究能量流动的目的是更有效地利用能量，可以通过调整能量流动的方向，使人类得到更多的能量。(2)两种害虫属于不同的物种，属于生物的物种多样性。害虫在不同高度活动，体现了群落的垂直结构。(3)果园中存在的食物链有桃树蚜虫瓢虫或桃树,蚜虫食蚜盲蝽等。(4)根据本题的描述，这种捕食者与被捕食者间的数量调节关系是通过负反馈调节来实现的。由于蚜虫的活动力弱，所以通常采用样方法来调查它的种群密度。,答案：(1)477.4帮助人们合理地调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分(2)物种垂直(3)桃树蚜虫瓢虫(答案合理即可)(4)负反馈样方,3.(2016安庆模拟)下图为某农田生态系统的局部能量流动示意图，字母表示能量值。据图回答下列问题：,(1)流经该生态系统的总能量为_(填字母)，伴随能量的输入，碳元素以_的形式进入生物群落，f表示生态系统中能量的输出部分，其形式为_。,(2)c表示_，初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量可用图中的_(填字母)表示，g属于生态系统的_所利用的能量值，其获得的h来自第_营养级。,(3)该农田弃耕后，可能发生的演替为草本植物阶段灌木阶段森林阶段，在此过程中生态系统的_稳定性下降，若只能发展到草本植物阶段，最可能的影响因素是_。,【解析】(1)流经生态系统的能量是生产者固定的太阳能总量，即a；无机环境中的碳元素以CO2的形式通过生产者的光合作用进入生物群落；f是初级消费者的呼吸作用消耗的能量，以热能的形式散失。(2)据图分析，c是初级消费者同化的能量值，d是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量值，g表示分解者利用的能量值，h是初级消费者的粪便能量值，其属于生产者，即第一营养级的同化量。,(3)农田弃耕后发生的群落演替属于次生演替，此过程中生态系统的恢复力稳定性下降，抵抗力稳定性上升。若只能发展到草本植物阶段，最可能是干旱造成的。答案：(1)aCO2热能(2)初级消费者同化的能量值d分解者一(3)恢复力水,考点二生态系统的物质循环及其与能量流动的关系【核心知识通关】1.物质循环概念：(1)循环的物质：组成生物体的_等元素。(2)循环的范围：_。(3)循环的特点：具有_；往复循环利用。,C、H、O、N、P、S,无机环境,生物群落,全球性,2.碳循环：(1)碳的存在形式。无机环境中：_和碳酸盐。生物群落中：主要是_。,二氧化碳,含碳有机物,(2)碳循环过程：,请写出图中各标号的名称。a._；b._；c_；d._；e._；f._。碳进入生物群落的途径：生产者的_和化能合成作用。,生产者,消费者,呼吸作用,光合作用和,化能合成作用,呼吸作用,化石燃料燃烧,光合作用,碳的循环形式。a.在生物群落和无机环境之间：主要是_。b.在生物群落内部：_。,CO2,含碳有机物,3.温室效应：(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，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：导致_，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,4.能量流动与物质循环之间的关系：(1)区别。,有机物,全球性、循环性,(2)联系。两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为_，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。,动力,【特别提醒】正确理解生态系统物质循环的四个关键点(1)生态系统概念：物质循环中“生态系统”不是一般生态系统，而是指地球上最大生态系统生物圈，物质循环具有全球性。(2)物质的含义：物质循环中“物质”不是指组成生物体的化合物，而是指组成生物体的化学元素，如C、H、O、N、P、S等。,(3)循环方向：碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。(4)生物富集作用：在食物链中重金属和DDT等，通过食物链逐渐积累的过程，营养级越高，浓度越大。,【深化探究】下图为碳循环常见模型图，请分析回答下列问题：,(1)CO2主要通过_转化成含碳有机物，进入生物群落。(2)图中参与构成食物链(网)的成分有_(填字母)。,光合作用,A、B、D,【典题技法归纳】(2015海南高考)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。,【解题指南】(1)题干关键词：“生物多样性价值”“碳循环”。(2)图示信息：图示为该生态系统中碳循环的示意图，根据双向箭头可判断生产者和大气CO2库(无机环境)。,【解析】本题考查生态系统和生物多样性的有关知识。(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用，强调的是其生态功能，属于生物多样性的间接价值。(2)分析题图可知，双向箭头指向的分别是大气中CO2库和生产者，而生产者为消费者提供能量和物质，消费者及分解者都释放CO2，由此判断图中A是大气中的CO2，E是生产者；C以E为食，是初级消费者，B是次级消费者，D是三级消费者，F是分解者。,答案：(1)间接(2)CO2生产者分解者C,【母题变式】(1)题图所示的成分中，能量在生物群落中的流动方向是_，最终以_散失。(2)碳循环过程中，碳从生物群落回到无机环境的途径有三条：生产者和消费者的呼吸作用。_。_。,单向的,热能,分解者的分解作用,化石燃料的燃烧,【方法规律】“三看法”快速确认碳循环的各环节,【高考模拟精练】1.(2014江苏高考)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,【解题指南】关键知识：水体富营养化是水体中N、P含量过高，导致藻类等大量繁殖而出现的现象；物质循环和能量流动的特点。,【解析】选D。本题考查生态系统的功能以及水华现象。富营养化水体出现蓝藻水华是大量含N、P的污水排到江湖中导致藻类大量繁殖的结果，说明物质循环的反复性，而能量流动是单向的，所以A错误；生态系统的能源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量，所以B错误；生态系统中能量流动是单向递减的，其传递效率是10%20%，即10%20%的能量,被下一营养级同化，故C错误；生态系统的物质循环带有全球性和循环往复性，因此无机环境中的物质可以通过多种途径，如光合作用、根的吸收，进入生物群落被生物利用，故D项正确。,2.(2016南阳模拟)图1表示某生态系统碳循环过程，箭头表示物质循环方向，过程代表的生物之间有如图2所示的营养关系，请据图回答：,(1)图1中_所代表的生物共同构成生物群落，乙所代表的生物对应图2中的_。若图1中过程和的组成越复杂，则该生态系统的_稳定性越高。,(2)若图2中E所处的营养级含有的能量为7.3109kJ，B的能量为1.5108kJ，D的能量为1.8108kJ，第一营养级与第二营养级之间能量传递效率为10%，第二营养级与第三营养级之间能量传递效率为15%，则A的能量是_，此过程体现了生态系统的能量流动具有_的特点。,(3)“温室效应”将给人类带来灾难。下列有关温室效应及其相关原理的叙述，不恰当的是_。A.碳元素在生物群落中主要以有机物的形式存在B.化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的原因之一C.植树造林、退耕还林是解决温室效应的最主要措施D.温室效应可能引起海平面上升,【解析】(1)分析图1，甲表示分解者、乙表示生产者、丙表示初级消费者、丁表示次级消费者，上述生物共同构成生物群落；乙生产者所代表的生物对应图2中的E(生产者)；若图1中过程和的组成越复杂，则该生态系统的抵抗力稳定性越高。(2)分析图2，共有3条食物链，分别是EB，ED，ECA，由于B种群中的能量为1.5108kJ，则E通过食物链EB传给B,的能量为1.5108kJ10%=1.5109kJ，E通过食物链ED传给D的能量为1.8108kJ10%=1.8109kJ，因此通过食物链ECA的总能量为7.3109kJ-1.5109kJ-1.8109kJ=4.0109kJ，又因为E到A的食物链中，A是第三营养级，所以A得到的是4.010910%15%=6.0107kJ，此过程体现了生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。(3)碳元素在生物群,落中主要以有机物的形式存在，A正确；化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的原因之一，B正确；减少化石燃料的大量燃烧是解决温室效应的最主要措施，C错误；温室效应使全球温度上升，南极冰山融化，导致海平面上升，D正确。,答案：(1)甲、乙、丙、丁E抵抗力(2)6.0107kJ单向流动、逐级递减(3)C,【加固训练】1.下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。下列叙述正确的是(),A.X和Y代表的生物可分别为乳酸菌和酵母菌B.含碳有机物由甲图的a和b分解为CO2C.大气中的CO2在甲图的c、d处合成有机物D.该生态系统的物质和能量都能循环利用,【解析】选B。如题图所示，X、Y分别代表绿色植物和腐生细菌，A错误；含碳有机物分解为CO2的场所是细胞质基质和线粒体，即a和b，B正确；植物细胞中将CO2和H2O合成有机物的场所是叶绿体，而对CO2的利用是在叶绿体基质，即c，C错误；生态系统物质可循环利用，但能量流动是单向的，D错误。,2.物质循环属于生态系统的功能之一，下列与物质循环相关的叙述，不正确的是()A.绿色植物同化无机碳转变成有机碳B.在生物群落内，碳以碳水化合物的形式存在C.乳酸菌可将有机碳分解为无机碳D.化石燃料的燃烧打破了碳循环的平衡,【解析】选C。绿色植物可通过光合作用将自然界中的无机碳转变成生物体内的有机碳；在生物群落内，碳以碳水化合物的形式存在；乳酸菌是厌氧型细菌，进行无氧呼吸的产物是乳酸，故不能将有机碳分解为无机碳；化石燃料的燃烧会导致空气中的二氧化碳增多，引起温室效应，打破碳循环的平衡