高考生物大一轮总复习 9.29 生态系统的结构和能量流动课件 新人教版必修3 .ppt

第二十九讲生态系统的结构和能量流动 回扣基础 一 生态系统的范围 1 概念 由与它的相互作用而形成的统一整体 2 范围 3 结构 和营养结构 生物群落 无机环境 有大有小 组成成分 食物链和食物网 二 生态系统的组成成分 1 无机环境 即非生物的 阳光 热能 水 空气 无机盐等 2 生物群落 生产者 消费者 分解者 物质和能量 自养 细菌和真菌 基石 活跃 解惑 生产者都是自养生物 自养生物也都是生产者 细菌不一定都是分解者 如硝化细菌就是生产者 三 食物链和食物网 连一连 解惑 生产者永远是第一营养级 分解者不占据营养级 四 能量流动的过程1 概念理解 2 过程图解 解惑 摄入量 同化量 粪便量 五 能量流动的特点及意义1 能量传递效率 是指之间的比值 2 能量流动的特点 3 研究意义 1 帮助人们科学规划 设计 使能量得到的利用 2 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系 使能量持续高效地流向的部分 解惑 相邻两营养级之间能量传递效率只有10 20 因此食物链中营养级一般不超过4 5个 相邻两个营养级 同化量 单向流动 逐级递减 人工生态系统 最有效 对人类最有益 优化落实 一 生态系统的组成成分1 判一判 1 生产者都是自养生物 但主要类群是绿色植物 2 消费者都是动物 都营异养生活 3 细菌都是分解者 但分解者并不都是细菌 4 生产者是生态系统的基石 消费者和分解者是生态系统的必备成分 二 能量流动的过程2 判一判 1 生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程 2 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 3 散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统 4 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 三 能量流动的特点及意义3 判一判 1 生态系统中的能量流动是单向的 且是逐级递减的 2 相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10 也不会大于20 3 能量金字塔可以出现倒置现象 4 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 高效利用能量 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 关键点击 1 生态系统的成分 生态系统的结构 2 生态系统的营养结构 1 模型图示 2 相关说明 由于第一营养级一定是生产者 因此一种动物在某一食物链中的营养级 消费者级别 1 如兔是初级消费者 第二营养级 误区警示 生态系统成分的误区类型与特例 解题技巧 食物链 网 中各营养级生物数量的变动 1 处于食物链的第一营养级生物减少的情况 第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少 即出现连锁反应 因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源 2 天敌 减少的情况 天敌 减少 则被捕食者数量增加 但随着其数量的增加 种内斗争加剧 种群密度下降 直到趋于稳定 但最终结果比原来数量要大 3 中间 营养级生物减少的情况 如上图所示食物网中 青蛙突然减少 则以它为食的蛇也将减少 鹰就要过多地捕食兔和食草鸟 从而导致兔 食草鸟减少 因为鹰不只捕食蛇一种生物 它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变 4 特殊情况 在食物网中 当某种生物因某种原因而大量减少时 对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时 应以中间环节少的为分析依据 演练提升 1 2014 太原模考 生态系统的成分包括生产者 消费者 分解者及非生物的物质和能量 下列关于生态系统成分的叙述 正确的是 a 动物都属于消费者 其中食草动物属于第二营养级b 细菌都属于分解者 其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型c 生产者属于自养型生物 是生态系统中最基本 最关键的生物成分d 一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分 c 在生态系统中 不是所有动物都是消费者 如蜣螂 蚯蚓为分解者 多数细菌是分解者 但硝化细菌 铁细菌 硫细菌和光合细菌等是生产者 生产者能将无机物合成有机物 是生态系统中最关键的成分 一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分 如猪笼草在进行光合作用时是生产者 在捕食虫子时为消费者 2 2014 东北四校联考 某岛屿居民与该岛上的植物 兔 鼠 鼬和鹰构成的食物网如下图 下列叙述错误的是 a 兔与人的种间关系是捕食和竞争b 若去除鼬 则草原容纳鹰的数量会增加c 大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强d 植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰d 兔和人有共同的食物来源 二者存在竞争关系 同时兔也能被人捕食 二者存在捕食关系 a正确 鼬和鹰都能捕食兔和鼠 若鼬减少时 鹰缺乏竞争 数量会增多 b正确 大量捕杀鼬时 鼠的数量会增多 种内斗争会增强 c正确 植物到鹰的食物链有4条 d错误 关键点击 生态系统的能量流动过程 可以概括为下图 生态系统的能量流动过程 误区警示 1 动物同化的能量不等于摄入的能量动物同化的能量 摄入量 粪便有机物中的能量 即摄入的食物只有部分被同化 例如蜣螂利用大象的粪便获得能量 就不能说蜣螂获得了大象的能量 2 粪便量不是该营养级同化量的一部分消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量 它实际上与上一营养级的遗体 残骸一样 属于上一营养级的未被利用的部分 解题技巧 每一营养级能量来源与去路 1 能量来源 2 能量去向 流入某一营养级 最高营养级除外 的能量去向可从以下两个角度分析 定量不定时能量的最终去路 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 演练提升 3 2013 四川卷 稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统 卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫 拟水狼蛛是这两种害虫的天敌 下列叙述错误的是 a 害虫与拟水狼蛛间的信息传递 有利于维持生态系统的稳定b 防治稻田害虫 可提高生产者和消费者之间的能量传递效率c 精耕稻田和弃耕稻田的生物群落 演替的方向和速度有差异d 用性外激素专一诱捕卷叶螟 短期内褐飞虱种群密度会下降 b 信息传递对于调节生物的种间关系 维持生态系统的稳定具有重要作用 故a正确 在食物链中 通过防治害虫只能提高能量利用率 使得能量朝有利于人的方向流动 能量传递效率是不能提高的 只能是10 20 之间 故b错误 c中精耕稻田受到人的影响 其演替方向和速度与弃耕稻田有差异 故c正确 卷叶螟和褐飞虱是拟水狼蛛的捕食对象 当卷叶螟被性外激素大量诱捕导致数量下降时 拟水狼蛛通过大量捕食褐飞虱维持种群数量 此时褐飞虱种群密度下降 故d正确 4 2014 安徽名校模拟 如图为草原生态系统的能量流动图解模型 a b c分别表示流入各营养级生物的能量 d e f分别表示各营养级生物用于生长 发育 繁殖的能量 g h i分别表示草 兔子 狼呼吸作用消耗的能量 j k l分别表示流入分解者的能量 下列说法中 正确的是 a 图中a d b e c fb k中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量c 食物链中能量最少的是分解者所处的营养级d 第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是e db 图中应是a d b e c f 食物链中能量最少的是狼所处的营养级 第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是b a 能量流动的特点及应用 3 三种生态金字塔的比较 误区警示 生态系统中同化量和摄入量的比较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 消费者产生的粪便中的能量 不属于该营养级同化的能量 它实际上与上一营养级的遗体 残骸一样 属于未被利用的那部分能量 解题技巧 生态系统中能量传递相关计算在解决有关能量传递的计算问题时 首先要确定相关的食物链 理清生物在营养级上的差别 能量传递效率为10 20 解题时注意题目中是否有 最多 最少 至少 等特殊的字眼 从而确定使用10 或20 来解题 1 设食物链a b c d 分情况讨论如下 已知d营养级的能量为m 则至少需要a营养级的能量 m 20 3 最多需要a营养级的能量 m 10 3 已知a营养级的能量为n 则d营养级获得的最多能量 n 20 3 最少能量 n 10 2 在食物网中分析 如在a b c d中 确定生物量变化的 最多 或 最少 时 还应遵循以下原则 食物链越短 最高营养级获得的能量越多 生物间的取食关系越简单 生态系统消耗的能量越少 如已知d营养级的能量为m 计算至少需要a营养级的能量 应取最短食物链a d 并以20 的效率进行传递 即等于m 20 计算最多需要a营养级的能量时 应取最长的食物链a b c d 并以10 的效率进行传递 即等于m 10 3 3 在食物网中 某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量 则按照单独的食物链进行计算后再合并 演练提升 5 2014 陕西五校模拟 如图为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代表能量的形成 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c 图中 代表生产者 和 都代表消费者 实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者 a错误 每一营养级的生物种类很多 各种生物之间会形成错综复杂的食物网 b错误 生态系统中能量流动是单向的 进入生物群落的是太阳能 释放出来的是热能 能量不能循环利用 d错误 6 在下图食物网中 a表示动物性食物所占比例 若鸟要使体重增加x 至少需要生产者的量为y 那么x与y的关系可表示为 a y 90 xa 10 xb y 20 xa 5xc y 20 xa 5xd y 100 xa 10 x c 根据能量流动效率为10 20 如果能量流动效率为20 则y为 xa 20 20 x 1 a 20 20 xa 5x 如果能量流动效率为10 则y为xa 10 10 x 1 a 10 90 xa 10 x 所以20 xa 5x y 90 xa 10 x 实验二十九生态系统组成成分及其功能实验 关键点击 1 实验原理任何一个生态系统 不论其范围大小 均包含四类成分 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 它们是紧密联系 缺一不可的 这可通过相关实验予以探究 2 实验方法设置以生态系统成分为单一变量的对照实验 1 对照组 包含四类成分的完整生态系统 2 实验组 分别设置缺乏四类成分中某种成分的实验组 3 实验结果与实验组相比 对照组成分最齐全 生态系统功能最完善 最稳定 其中的消费者存活时间最长 4 实验结论生态系统各种成分各具独特功能 在生态系统中不可或缺 演练提升 生态系统的成分包括非生物的物质和能量 生产者 消费者和分解者四部分 其中非生物的物质和能量 生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位 为验证其重要性和不可缺少性 某生物课外活动小组在老师的指导下 进行了如下实验设计 一 实验过程如下图所示 取同样形状 同样体积的锥形瓶三个 分别标记为1 2 3号 均加等量的水 3号加少许河泥 再在1 2 3中加入同样一尾的金鱼 2 3中加入等量的金鱼藻 均用橡胶塞塞紧 然后放在阳光下 记录结果如下表所示 1 1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有 2 2号和3号锥形瓶相比较 2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短 主要是说明 是生态系统成分中不可缺少的 3 两个锥形瓶的实验结果相比较 说明生产者是生态系统成分中不可缺少的 4 3号锥形瓶的金鱼最后也死亡 其主要原因是 二 请继续设计实验探究阳光 能量 对生态系统的影响 方法步骤 第一步 取同样形状同样体积的第4号锥形瓶 第4号锥形瓶的设计处理应该与 号锥形瓶作对照 第二步 第三步 观察记录瓶中金鱼生存的时间 推测最可能的实验结果 解析 一 从题中信息可知1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有阳光 水 空气 温度 2号与3号瓶的差别是缺少河泥 内含微生物 因此证明分解者是生态系统中不可缺少的成分 一个生态系统能长期维持下去的关键是生产者所制造的有机物大于或等于生态系统消耗的有机物 此生态瓶中 金鱼藻制造的有机物满足不了金鱼的消耗 最后导致金鱼死亡 二 3号瓶有生态系统的各种成分 因此4号瓶除了进行遮光处理外 其他条件应该与3号瓶完全相同 由于4号瓶不能通过光合作用制造有机物 因此金鱼的生存时间应该比3号瓶时间短 答案 一 1 阳光 水 空气 温度 2 分解者 3 1号和2号 4 金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需的能量 二 第一步 3第二步 对第4号锥形瓶作遮光处理推测最可能的实验结果 第4号锥形瓶中金鱼生存的时间比第3号锥形瓶中金鱼生存的时间短 高考回顾 2013广东卷 四川卷 安徽卷 江苏卷2012海南卷 四川卷 浙江卷 江苏卷 安徽卷2011全国新课标卷 海南卷 山东卷 福建卷2010海南卷 典题例析 考向一生态系统的结构 2013 安徽卷 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 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 并封闭 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 该瓶内绿藻叶绿体重c3含量 4 从群落结构的角度分析 立体养殖可以 从能量流动的角度分析 合理密养可以 思路点拨 本题考查生物种间关系 光合作用速率的有关计算及判断 群落结构以及生态系统的能量流动 判断生物种间关系需画出食物网 判断捕食与竞争关系 群落的空间结构能够充分利用环境资源 提高能量利用率 解析 浮游动物以浮游植物为食 食物链从生产者开始 顶级消费者结束 轮虫和水蚤的食物相同存在竞争关系 a c为呼吸量 b a为净光合作用 两者的和为总光合作用 水的深度越深光照越少 光反应产生的 h 和atp减少 c3积累 立体养殖从群落结构的角度考虑 充分利用栖息空间和食物条件等资源 帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使能量得到最有效的利用 合理密养可以帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系 使能量持续高效的流向对人类最有益的部分 答案 1 2 竞争关系 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对人类最有益的部分 易错辨析 生态系统的空间结构包括垂直结构和水平结构 植物的垂直结构主要影响因素是光照强度 动物的垂直结构主要影响因素是栖息空间和食物条件 水平结构的主要影响因素是光照强度 地形 盐碱度 湿度等条件 形成空间结构有利于提高生物整体对自然资源的充分利用 2012 安徽高考 某弃耕地的主要食物链由植物 田鼠 鼬构成 生态学家对此食物链能量流动进行了研究 结果如下表 单位是j hm2 a 考向二生态系统能量流动的特点及应用 1 能量从田鼠传递到鼬的效率的 2 在研究能量流动时 可通过标志重捕法调查田鼠种群密度 在1hm2范围内 第一次捕获并标记40只田鼠 第二次捕获30只 其中有标记的15只 该种群密度是 只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于 其余在呼吸作用中以热能的形式散失 4 鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者 田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕 可见 信息能够 维持生态系统的稳定 思路点拨 本题考查能量传递效率 种群密度的计算 每个营养及能量的去向及信息传递的作用 信息传递的作用是学生容易忽视的弱点 主要是识记内容 学生较容易理解 解析 1 摄入量 同化量 粪便量 能量的传递效率 该营养级同化能量 上一营养级同化能量 100 即能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 25 107 7 50 108 100 3 2 该种群密度是40 30 15 80 只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 会导致第二次捕获的标记的田鼠减少 从而使种群密度估算结果偏高 3 在每一营养级中 同化的能量绝大部分在呼吸中以热能的形式散失 只有一部分用于生物的生长 发育 繁殖等生命活动 4 生态系统中信息传递是双向的 能够调节种间关系 维持生态系统的相对稳定 答案 1 3 2 80偏高 3 生长 发育 繁殖等生命活动 4 调节生物的种间关系 易错辨析 1 每个营养级能量的去向 a 自身呼吸作用消耗 b 被分解者分解利用 c 流入下一营养级 d 未被利用的能量 2 生态系统信息传递的作用 a 生命活动的正常进行 离不开信息的作用 b 生物种群的繁衍 也离不开信息的传递 c 信息还能调节生物种间关系 以维持生态系统的稳定 2013 江苏卷 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