高考生物一轮复习 第十单元 第33讲 生态系统的能量流动和物质循环课件 苏教版.ppt

第33讲生态系统的能量流动和物质循环 第十单元生态系统的稳态及人与环境 2015高考导航 1 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 2 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 3 在生态系统中能量流动的渠道由生产者 消费者和分解者组成 4 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 提高能量转化效率 5 研究能量流动 可调整能量流动关系 使生产者固定的能量全部流向人类 6 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 7 碳循环在生物群落内部以co2形式循环 8 化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 一 生态系统的能量流动1 概念 生态系统中能量的 和 的过程 2 过程 示意图 输入 传递 散失 1 补充图中标号代表的内容甲 乙 丙 丁 戊 2 生态系统所需能量的最终来源 3 据图补充食物链中甲营养级能量的去向 通过自身呼吸作用以 的形式散失 被 同化 残枝败叶 遗体残骸等被 分解 未被利用 生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者 太阳能 热能 下一营养级 分解者 3 特点 单向流动 逐级递减 想一想消费者摄入的能量 同化的能量 输入的能量与粪便中的能量有什么关系 同化的能量 输入的能量 摄入的能量 粪便中的能量 二 生态系统中的物质循环1 概念 1 物质 组成生物体的 等元素 2 循环 无机环境与 之间 3 范围 整个 2 特点 反复出现 c h o n p s 生物群落 生物圈 全球性 循环流动 3 分类 水循环 氮循环和磷循环等 1 水循环 影响因素 太阳能 等 主要环节 和蒸发 意义 满足生物体的各种生命活动 影响各类 在地球上的分布 2 碳循环 主要存在形式 co2和 循环形式 co2 碳水化合物 过程 无机环境 co2 生物群落 碳水化合物 碳循环 大气环流 降水 营养物质 碳酸盐 d 1 从生态学角度分析 生态系统中流动的能量最初来源于 a 光合作用b 高能化学键c 绿色植物d 太阳光能 解析 除极少的特殊情况外 地球上所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能 生态系统中的生产者通过光合作用 把太阳能固定在它们所制造的有机物中 这样太阳能就转变为化学能输入生态系统的第一营养级 另外 做此类题时要注意审题 题目中为 能量最初来源于 故答案为d b 2 如图为生态系统能量流动的部分图解 代表一定的能量值 下列相关叙述中 正确的是 a 生态系统的能量流动是循环进行的b 能量在沿食物链流动时逐级递减c 次级消费者属于第二营养级d 图中 代表呼吸作用所消耗的能量 解析 生态系统的能量只能单向流动 不能循环 故a错误 能量流动的特点之一就是沿食物链流动的方向逐级递减 故b项正确 次级消费者属于第三营养级 故c项错误 代表被分解者分解生产者的遗体和残骸中所含有的能量 故d项错误 a 3 从生态系统物质循环的角度看 人体内碳元素的根本来源是 a 大气中的co2b 生产者c 分解者d 消费者解析 人体内的碳元素来源于食物中的有机物 而有机物来源于光合作用 光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的co2 b 4 目前地球大气中co2浓度增高 形成温室效应 地球表面的温度也有所提高 这将造成土壤沙漠化等恶果 导致co2浓度增高的主要原因是 a 人口剧增 呼出co2增多b 工业污染和自然资源的不合理利用c 大量生物遭灭绝d 自然因素破坏了生态平衡 解析 人口剧增 呼出的co2中 碳 直接或间接来自生产者 不会使co2增多太多 而工业污染和化石燃料的不合理利用 使贮存了几亿年的碳在短时间内以co2的形式大量散失到大气中 破坏了碳平衡 使co2浓度增高 是主要原因 1 能量流动的过程图解 能量流动的过程及特点 1 能量的来源 太阳能 2 起点 从生产者固定太阳能开始 3 数量 流经生态系统的总能量 是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能 4 渠道 食物链和食物网 5 能量转化 太阳能 有机物中的化学能 热能 最终散失 6 流动形式 有机物中的化学能 7 散失途径 呼吸作用 包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用 8 能量散失的形式 以热能形式散失 2 流入某一营养级的能量来源和去路 定量定时 流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条 a 自身呼吸消耗 b 流入下一营养级 c 被分解者分解利用 d 未被自身呼吸消耗 也未被下一营养级和分解者利用 即 未利用 如果是以年为单位研究 这部分的能量将保留到下一年 3 能量流动特点的原因分析 1 单向流动 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自然选择的结果 是不可逆转的 各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用 因此能量流动无法循环 2 逐渐递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量都会有一部分未被下一营养级生物所利用 注 b图中a a1 a2表示上一年留下来的能量 假设它不被下一营养级利用 e e1 e2表示呼吸消耗量 d a b c d e为本年度流入该生态系统的总能量b c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量c b和d之一 可代表生产者传递给分解者的能量d 初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 尝试解答 解析 结合图形分析知 b c d e为植物光合作用利用的光能 固定的能量 即流入该生态系统的总能量 c1代表初级消费者流入次级消费者的能量 即被次级消费者所同化的量 b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量 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 应在b或d中 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 2 这一年 p和q1之间的能量传递效率是多少 1 增加 b图中 每个营养级都有上年剩余的生物量 按照这个趋势 这个生态系统的生物量会增加 2 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 知识延展1 生态金字塔的识别 1 图1表示能量金字塔 每一阶表示营养级所含能量的多少 按能量流动逐级递减 自下而上 营养级级别依次增高 不会倒置 2 图2可表示数量金字塔 在特殊情况下可倒置 如一株大树上 鸟 虫 树的数量关系 2 能量传递效率的应用 1 确定食物链中的营养关系 据能量传递效率10 左右计算 相邻两个营养级的能量差值在10倍左右 若能量差值远比十倍小 则应位于同一营养级 2 能量传递效率的相关 最值 计算能量在流经各个营养级时 上一营养级的能量大约有10 传到下一营养级 营养级越高 流入的能量越少 因此食物链越长 能量损失越多 为了充分利用能量 应尽量缩短食物链 有关能量的 最值 计算方法总结如下 b a 据图1可知 在入射的太阳能中 生产者只利用了其中的1 左右b 据图2可知 为分解者 相当于图1中的a 能够利用各营养级转移来的能量c 图3中猫头鹰体重每增加1kg 至少消耗a约100kgd 据图可知 图1中的生产者相当于图2中的 相当于图3中的a 尝试解答 解析 分析图1数据可知 16000 1500900 1 a项正确 根据能量金字塔 图2 的特点 可知 为生产者 为初级消费者 为次级消费者 为三级消费者 能量金字塔中不包括分解者 b项错误 当猫头鹰体重增加的1kg全部来自于食物链a b 猫头鹰 消耗的a最少 为1 10 10 100kg c项正确 据图可知 图2中的 与图3中的a均为生产者 d项正确 1 碳循环过程图解及解读 1 图示 碳循环 2 析图 大气中的碳元素进入生物群落 是通过植物的光合作用 主要途径 或硝化细菌等的化能合成作用完成的 碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是co2 碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行 传递形式为有机物 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时 只有生产者与无机环境之间的传递是双向的 其他成分都是单向的 判断生态系统的成分的依据 2 温室效应 1 成因 工厂 汽车 飞机 轮船等对化石燃料的大量使用 向大气中释放大量的co2 森林 草原等植被大面积的破坏 大大降低了对大气中co2的调节能力 2 危害加快极地冰川融化 导致海平面上升 对陆地生态系统和人类的生存构成威胁 3 缓解措施 开发清洁能源 减少化石燃料燃烧 植树造林 增加绿地面积 2014 江苏八校高三联考 气候变化与生态系统的碳循环密切相关 下表为a b两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况 a 生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的 碳的释放主要是通过呼吸作用实现的 c b 表中a时期处于相对稳定状态 原因是碳的吸收量与释放量相对平衡c 由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制 破坏了生态系统的物质循环 导致大气中二氧化碳的增加 并引起气候变化d 化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大 尝试解答 解析 本题考查生态系统碳循环与光合 呼吸以及化石燃料燃烧之间的关系 表中a时期碳的吸收量和释放量是相同的 说明大气中碳的含量相对稳定 植物通过光合作用固定大气中的无机碳 而生物的呼吸作用则把生物群落中有机碳转变为无机碳 再返还给大气 b时期碳的释放量大于吸收量 说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量 从而影响整个生态系统的碳循环 大气中co2含量的提高可以增强光合作用 而不是使光合作用受到抑制 所以c项的表述是错误的 方法探究碳循环典型模式图分析 1 碳循环过程示意图 2 将上图换成字母 并尝试判断四种成分 找依据 如下面三种变式图 图形解读 图1 先根据双向箭头确定a和b应为生产者或非生物成分 其中由多个内指箭头可判断b为非生物成分 再根据a d c d 确定d为分解者 剩下c为消费者 图2 根据a与c之间的双向箭头及c有多个内指箭头判断 a和c分别是生产者和非生物成分 根据a b d的碳都流向e 可进一步判断 b是初级消费者 d是次级消费者 e是分解者 图3 首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即a和e 一个为生产者 一个是大气中的co2库 又因为其他各个成分都有箭头指向a 所以a为大气中的co2库 e为生产者 然后观察剩余的几个成分 其中其他生物部分的箭头都指向c 所以c是分解者 剩余的b d f则为消费者 突破 2014 南京市第三中学质检 根据图 回答下列与生态有关的问题 1 若图1是碳循环示意图 则丁指的是生态系统中的 甲代表的生态系统的成分是 若图1中的 仅表示二氧化碳的流动方向 则不会存在的过程有 2 若生产者和消费者之间的食物关系如图2所示 设e种群干物质中蕴藏的能量为1 106kj b种群干物质中蕴藏的能量为2 104kj d种群干物质中蕴藏的能量是2 5 104kj 能量传递效率按10 计算 当a只捕食c时 则a的能量值是 大气中的二氧化碳库 生产者 5 5 103kj 3 图3是该生态系统中能量流向蛙类后发生的一系列变化示意图 图中的d表示通过呼吸作用散失的能量 图中a b c表示的含义分别为a b c 当生态系统处于相对稳定状态时 蛙的种群数量一般处于 填 k 或 k 2 值 此时蛙出生率和死亡率之间的关系是 蛙同化的能量 用于蛙生长 发育 繁殖的能量 分解者利用的能量 k 出生率 死亡率 典例示法 生态系统调节应用的案例分析 审 审析关键 信息1 推知 鳙鱼捕食水溞 轮虫等浮游动物 水溞 轮虫捕食绿藻等浮游植物 草鱼捕食水草等 信息2 推知白瓶进行光合作用和细胞呼吸 黑瓶只进行细胞呼吸 信息3 推知黑瓶中细胞呼吸耗氧量为 a c mg l 1 白瓶中净增加溶氧量 b a mg l 1 因此 总光合速率为 b c mg l 1 信息4 推知上午光照强度突然减弱 产生的 h 和atp减少 还原的三碳化合物量减小 叶绿体中三碳化合物增多 信息5 推知从群落结构角度分析 即从垂直结构和水平结构分析 典例 2013 高考安徽卷改编 合理密养 立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施 1 某池塘中有水草 绿藻 草鱼 鳙鱼 主要摄食浮游动物 和鳜鱼 肉食性 以及水溞 轮虫等浮游动物 信息1请按主要捕食关系 绘出该池塘生态系统的食物网 2 轮虫和水溞的种间关系是 3 研究池塘生态系统不同水层光合速率 对确定鱼的放养种类和密度有参考价值 从池塘不同深度采集水样 分别装入黑白瓶中 白瓶为透明玻璃瓶 黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶 并密封 信息2然后 将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置 同时测定各水层剩余水样溶氧量 作为初始溶氧量 24h后 测定各黑白瓶中溶氧量 若测得某水层初始溶氧量为amg l 1 白瓶溶氧量为bmg l 1 黑瓶溶氧量为cmg l 1 则该水层总光合速率信息3为 mg l 1 d 1 若上午黑白瓶被悬挂于水深25cm处时 白瓶意外坠落至池塘底部 短时间内 该瓶内绿藻叶绿体中三碳化合物含量 信息4 4 从群落结构的角度信息5分析 立体养殖可以 从能量流动的角度分析 合理密养可以 答 解答分析 正确答案 1 2 竞争 3 b c增加 4 充分利用栖息空间和食物条件等资源提高能量利用率 使生产者所固定的能量更多地流向人类 答题术语 丰富度垂直结构水平结构阳光等决定植物的分层栖息空间和食物条件决定动物分层摄入的能量同化的能量单向流动逐级递减全球性反复利用温室效应提高能量转化效率设法调整生态系统的能量流动关系 使能量最大限度地流向对人类有益的地方 误区辨析 易错点1误认为动物的同化量等于摄入量 点拨 1 概念差异 同化量 指被消费者消化吸收的物质所含有的能量 摄入量 指被消费者摄入的物质所含有的能量 2 二者关系 真正流入下一营养级的能量 应该是该营养级生物