高考生物总复习 稳态与环境 第5章 第2、3节 生态系统的能量流动和物质循环配套课件 新人教版必修3.ppt

第2 3节 生态系统的能量流动和物质循环 考点 能量流动 输入 传递 光合作用 生产者 食物链和食物网 单向流动 逆转 循环流动 逐级递减 逐级减少 10 20 持续高效 考点对应练 1 初级消费者体内的能量 其去路不包括 a 用于自身生命活动b 被第二营养级的其他生物所获得c 通过呼吸作用被消耗掉d 被分解者分解释放到环境中去 解析 初级消费者本身处于第二营养级 不能再被第二营养级的生物所利用 答案 b 考点 物质循环 1 概念 组成生物体的各种元素在 与 间不断循环的过程 2 特点 反复利用 3 意义 通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起 形成一个统一整体 无机环境 生物群落 全球性 循环流动 co2 co2 光合 化能合成 4 实例 碳循环 1 碳在无机环境中的存在形式 和碳酸盐 2 循环形式 主要 3 循环过程 碳从无机环境到生物群落是通过 作用 作用实现的 从生物群落到无机环境则是通过 和 实现 呼吸作用 微生物的分解 5 物质循环与能量流动的联系 物质循环和能量流动是同时进行 相互依存 不可分割的 原因是 1 能量的固定 储存 转移和释放 离不开物质的合成和 分解 食物链 网 能量 2 物质是能量沿 流动的载体 3 是物质在生态系统中往复循环的动力 考点对应练 2 2013年杭州质检 下图表示生态系统中碳循环的部分过程 其中甲 乙 丙 丁组成生物群落 下列分析错误的是 a 甲是绿色植物 丙是肉食动物b 图中箭头可以表示碳元素的流动方向c 过程中伴随着能量的传递 其中丁所含的能量最少d 无机环境中的co2可以来自细胞呼吸 解析 根据图中的双箭头的位置 可推知甲为生产者 乙为初级消费者 丙为次级消费者 丁为分解者 由此可知丁不在食物链上 故能量含量最少的应是丙 答案 c 3 2013年广州六中调研 下列实例中不能体现物质循环和 能量流动原理的是 a 增加对农田的物质投入 如施农家肥 可以有效防止土壤肥力下降b 北京奥运会前大量植树造林有利于改善空气质量c 在夏季通过缩短对菊花的光照时间使其提前开花d 四川大地震破坏了大熊猫的生存环境 使其食物短缺 解析 缩短光照时间使菊花提前开花 体现了生态系统信息传递的功能 答案 c 一 能量流动过程及特点1 能量流动图解 2 能量流动要点辨析 3 各营养级能量的来源与去路 注 流入一个营养级的能量 一个营养级所同化的能量 呼吸消耗能量 被下一营养级同化能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 4 能量流动的特点 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 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 逐级递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用 这 一部分最终流入分解者 3 能量传递效率大约为10 20 见下图 生态系统能量流动的相关计算 1 传递效率 能量传递效率为10 20 如果按20 这一最高效率计算 第一营养级的总能量为100 则第二营养级所获得的能量为20 第三营养级所获得的能量为20 20 4 第n个营养级所获得的能量是第一营养级能量的 1 5 n 1 若按传递效率为10 计算 则为 1 10 n 1 2 一般情况下 自然生态系统中的某个营养级所同化的能量有如下分配规律 未利用能量 呼吸消耗能量 下一营养级同化能量 分解者释放能量 3 计算能量的问题时 如遇到 至少需要 最多利用 等字眼 所选用的传递效率为20 在食物网中应选最短食物链计算 如遇到 最大消耗 最少利用 等字眼 所选用的传递效率为10 在食物网中则应选最长的食物链计算 4 在解决有关能量传递的计算问题时 首先要确定食物 链 设食物链a b c d 分情况讨论 典例 双选 下表表示某草原生态系统中a b c 三者构成一条食物链 各种群对能量的同化 利用 传递等的部分数量关系 已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦 但其中149875百万千焦的能量未能被生产者固定 针 对此图有关计算正确的是 单位 百万千焦 a 流经该生态系统的总能量数为125b 处数值是49 5 c b呼吸消耗的能量是19 d 能量从b传到c的传递效率为14 3 解析 第一步 明确概念 生产者的同化量是指流经该生态系统的总能量 是生产者固定的太阳能总量 同化量 呼吸消耗量 传递给下一营养级的能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 生态系统受到总的太阳辐射量减去未固定的能量就是生产者固定的太阳能总量 生产者的净生产量 净同化量 同化量 呼吸量 第二步 提取隐含信息 食物链a b c中 a是生产者 b是初级消费者 c是次级消费者 第三步 分析选项 a项同化量 65 5 3 0 15 0 41 5 125 b项125 65 5 59 5 c项b呼吸消耗的能量 14 5 9 d项能量从b传到c的传递效率为2 14 100 14 3 答案 ad 举一反三1 2013年广东 下图所示某湖泊的食物网 其中鱼a 鱼b为两种小型土著鱼 若引入一种以中小型鱼类 为食的鲈鱼 将出现的情况是 a 鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量b 土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势c 浮游动物总量锐减后再急升d 浮游植物总量急升后再锐减 解析 考查食物网中各种群之间的关系及其数量变化间的关系 引入的鲈鱼以中小型鱼类为食 而鱼a 鱼b为两种小型土著鱼 可推知鲈鱼以土著鱼 鱼a 鱼b 为食且处于最高营养级 土著鱼与鲈鱼之间为捕食关系 因鲈鱼处于最高营养级 土著鱼处于低营养级 能量沿食物链传递特点是逐级递减 因此鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量 土著鱼因被捕食导致数量下降 进而将导致被土著鱼捕食的浮游动物数量增加 由于浮游动物以浮游植物为食 因此浮游动物的增加势必导致浮游植物的减少 浮游植物的减少势必将会导致浮游动物的减少 由于食物链中上下两环节之间总是相互消长 故在该情况下 浮游动物总量变化应为先增加后减少 而浮游植物总量则是应先减少后增加 两种生物始终将在相应的水平线上上下波动而趋于相对稳定 答案 a 举一反三2 在某草原生态系统能量流动过程中 假设羊摄入体内的能量为n 羊粪便中的能量为36 n 呼吸作用散 失的能量为48 n 则 a 羊同化的能量为64 nb 贮存在羊体内的能量为52 nc 由羊流向分解者的能量为16 nd 由羊流向下一营养级的能量为64 n 解析 同化量 摄入量 粪便量 羊同化的能量为n 36 n 64 n 答案 a 二 生态金字塔 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况的 三者统称为生态金字塔 典例 下图表示某一生态系统的能量金字塔 其中 分别代表不同的营养级 e1 e2代表能量的形式 下列叙述正确的是 a 和 是实现物质循环的关键生态成分b 该图所示的食物网只有1条食物链 c e1表示主要通过光合作用所摄入的能量d 能量可在食物链中循环利用 解析 第一步 提取隐含信息 图的 构成 一条食物链 不构成食物网 第二步 分析选项 生产者与分解者是生态系统实现物质循环的关键成分 而图中不出现分解者 只由生产者与消费者构成 e1表示主要通过光合作用所摄入的能量 还有小部分生物通过化能合成作用摄入能量 能量在食物链中的流动特点是单向 逐级递减 不能循环利用 答案 c 举一反三3 下图表示a b两个特殊生态系统的能量金 字塔 有关解释正确的是 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 能量沿食物链单向流动 传递效率随营养级的升高而逐级递减 若a和b中玉米的数量相同 a能养活10000人 则b能养活1000人 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则a中的人比b中的人体内污染物浓度低 b d a c 答案 d 三 生态系统的物质循环 碳循环实例分析 1 大气中的碳元素进入生物群落 是通过植物的光合作用 或化能合成作用实现的 2 碳在生物群落和无机环境之间循环是以co2的形式进行的 碳元素在生物群落中的传递 主要靠食物链和食物网 传递形式为有机物 3 大气中co2的来源 1 分解者的分解作用 2 动植物的呼吸作用 3 化石燃料的燃烧 4 实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生 产者和分解者 5 煤 石油 天然气等化石燃料的燃烧 使大气中的co2 浓度增高 是形成 温室效应 的最主要原因 物质循环与能量流动之间的关系 典例 下图为生物圈中碳循环示意图 请根据图回答问 题 1 碳在大气圈中的主要存在形式是 在生物群落 中的主要存在形式是 2 碳从无机环境中进入生物群落的途径 表示 过程 表示的是 关系 过程 表示的生理活动主要是在细胞内 中完成的 表示的是 作用 3 若图示虚线框中的种群及相互间的关系如下图所示 假设e种群中的能量是5 8 109kj 其中有1 3 109kj的能量传递给b种群 若能量的传递效率为10 20 则a种群的能量至少是 kj 4 碳循环的进行伴随着 但由于各营养级生物不能利用在代谢中产生的 能 因而能量流动具有 的特点 5 如果大气层中的co2增多 则会加剧 效应 减缓此效应的措施有 答出一项即可 解析 碳在无机环境和生物群落之间以co2的形式循环 通过光合作用转变为含碳有机物进入生物群落 通过生物的呼吸作用和分解者的分解作用又以co2的形式进入大气圈 碳在生物群落内部主要通过食物链以含碳有机物的形式流动 由图可知 若e的能量中1 3 109kj传递给b 则e的能量中4 5 109kj传递给d和c 又因为e到a的两条食物链中 a都是第三营养级 所以a至少得到的是4 5 109 10 10 4 5 107 kj 物质的循环伴随着能量的流动 能量流动的特点是单向流动 逐级递减 答案 1 co2含碳有机物 2 光合作用 捕食 线粒体 分解者的分解 或分解者的 呼吸 3 4 5 107 4 能量流动 热 单向流动 逐级递减 或单向逐级递减 5 温室 保护植被 大力植树造林 提高森林覆盖率 严 格控制化学燃料的燃烧 并提高能量利用率 开发除化学燃料以外的新能源 如水能 核能 太阳能等 减少co2的排放量 举一反三4 下图是生态系统中某元素循环的模式图 该图可以说明 该图主要体现的是碳元素的循环 a与b两种生物是生态系统不可缺少的成分 图中的生理过程 全在线粒体中进行 该物质循环带有全球性 a b c d 解析 从物质循环的过程可以判断a是生产者 b c是消费者 d是分解者 不可缺少的成分是a d 过程 主要是指光合作用 过程 是呼吸作用 在细胞质基质和线粒体中进行 答案 a 举一反三5 2013年江苏 在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究 6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼 杂食性 稻田水深8 10cm 对照小区不放鱼 其他条件相同 所有处理设置3次重复实验持续2个月 期间检测浮游植物生物量 干重 请回答下列问题 1 每个处理设置3次重复 其主要目的是 2 实验的第一个月期间 检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组 原因分析如下 放养鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用 有利之处是鱼粪为浮游植物提供营养物质 以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用 在此期间 有利因素占据优势 3 实验的第二个月期间 所有小区的浮游植物生物量均显著下降 主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有 关系 4 放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性 从而加快了该生态系统中 的速率 5 除了上述因素之外 对该实验研究影响最大的不定因素是 填序号 鸟 土壤质地 光照 水体肥力 稻田杂草 解析 1 进行实验时设置重复实验的目的是为了排除偶然因素对实验结果造成的误差 提高实验结果的准确性 2 鱼类会捕食体