高考生物总复习（基础回顾+考点透析+实验导航+走近高考）第十一单元 第34讲生态系统的能量流动和物质循环拔高精讲课件 新人教版必修3.ppt

第十一单元生态系统的稳定性和生态环境的保护第34讲生态系统的能量流动和物质循环 必修3稳态与环境 基础回顾 生产者固定的太阳能 食物链食物网 化学能 热能 热能 2 图解 细胞呼吸 细胞呼吸 有机物 初级消费者 次级消费者 三级消费者 细胞呼吸 呼吸作用 热能 3 特点 1 单向流动 能量只能沿着食物链由 流向高营养级 2 逐级递减 每个营养级生物都因 而散失部分热能 每个营养级生物总有一部分能量不能被 利用 传递效率为 形象地用 低营养级 呼吸作用 下一营养级 10 20 能量金字塔表示 4 研究能量流动的意义 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 关系 使能量持续高效地流向对人类 的部分 人工生态系统 最有效 能量流动 最有益 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 提示 同化的能量 输入的能量 摄入的能量 粪便中的能量 二 物质循环 判断正误 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 物质循环的范围是生物圈 3 碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环 4 化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 想一想 与碳循环相关的两个基本生理活动是什么 提示 光合作用和呼吸作用 三 能量流动和物质循环的关系 判断正误 1 物质循环和能量流动是各自独立地进行的 2 物质和能量都是往复循环 重复利用的 3 物质是能量流动的载体 能量流动是物质循环的动力 考点透析 考点一 能量流动的过程和特点 2 能量的传递 1 传递途径 食物链和食物网 2 传递形式 有机物中的化学能 3 传递过程 以能量流经第二营养级为例 能量流经第二营养级时的分流情况总结如下 特别提醒 1 某营养级在一定时间内的能量流向除自身呼吸消耗 被下一营养级同化 流向分解者外 还有未被利用的能量 可能留到下一时间段继续流向上述三个方向 2 除第一营养级外 每一营养级的同化量 摄入量 粪便量 即粪便量属于上一营养级的能量 3 能量流动特点 1 单向流动 食物链中 相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转 因此能量不能倒流 这是长期自然选择的结果 各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉 这些能量是无法再利用的 2 逐级递减 每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用 各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量 各营养级中的能量都要有一部分流入分解者 4 生态金字塔类型 特别提醒 1 能量金字塔在任何食物链中均为正金字塔形 2 数量金字塔一般为正金字塔形 但也有例外 如树林中 树 昆虫和食虫鸟的个体数比例图为 3 生物量金字塔一般为正金字塔形 有时会倒置 如海洋生态系统中 浮游植物的生物量可能低于其捕食浮游动物的生物量 例1 2012 深圳检测 下列表示生态系统中处于第二营养级的生物 其能量流动的过程图解 有关叙述中正确的是 a 图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能b 呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的比例较小c 流入下一个营养级的能量占摄入量的10 20 d 从图示可知 能量在营养级之间不具有单向流动的特点 解析 第二营养级的生物同化的能量是摄入的能量减去粪便中的能量 粪便中的能量是第二营养级的生物没有同化的能量 属于生产者经光合作用所固定的太阳能 呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的大部分 流入下一个营养级的能量占第二营养级的生物同化能量的10 20 不是占摄入量的10 20 第二营养级的生物同化的能量的流向不是单一的 能量在营养级之间的流动是单向的 答案 a 1 经典题 下图是生态系统能量流动图解 局部 相关叙述正确的是 a 初级消费者同化的总能量为 b2 c2 d2 b 该生态系统能量流动的总量为 b2 c2 d2 c 由生产者到初级消费者的能量传递效率为d1 wld 图中b1表示生产者用于自身生长 发育和繁殖等生命活动的能量 解析 初级消费者的同化量是生产者的输出量d1 等于a2 b2 c2 d2 a错误 该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能w1 等于a1 b1 c1 d1 b错误 生产者到初级消费者的传递效率是生产者的输出量 输入量即d1 w1 c正确 同化量 自身生长 发育和繁殖量 呼吸消化量 a1是呼吸消耗量 则b1 c1 d1为自身生长 发育和繁殖量 d错误 答案 c 考点二 生态系统的物质循环及与能量流动的比较 1 碳循环 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而实现的 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的来源有三个 一是分解者的分解作用 二是动植物的呼吸作用 三是化石燃料的燃烧 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 碳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 其他各成分间的传递均是单向的 2 温室效应 1 大气中co2含量持续增加的原因 工厂 汽车 飞机 轮船等大量使用化石燃料 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 改变了降雨和蒸发机制 影响农业和粮食资源生产 3 缓解措施 植树造林 增加绿地面积 开发清洁能源 减少化石燃料燃烧 3 物质循环与能量流动的比较 例2 2010年11月29日至12月10日 联合国气候变化框架公约 第16次缔约方会议暨 京都议定书 第6次缔约方会议在墨西哥海滨城市坎昆举行 节能减排 和 森林保护 是本次会 议的重要议题 低碳经济和绿色生活方式越来越受到人们重视 右图是生态系统碳循环示意图 图中 表示碳的流动方向 请据图回答相关问题 1 碳在a b和b c过程中分别以 形式流动 2 在自然生态系统的碳循环过程中 植物通过 从大气中摄取碳的速率 与生物通过 把碳释放到大气中的速率大致相同 随着现代工业的发展 大量化石燃料的燃烧 打破生物圈中 的平衡 形成温室效应 3 写出图中包含的一条食物链 用字母和箭头表示 4 若生产者固定了100kj的能量 则图中最高营养级理论上可获得的能量为 kj 5 周一请吃素 是坎昆会议中支持环保的进步青年提出的一个新理念 这一理念符合能量流动的 特点 解析 此题考查生态系统的碳循环及与能量流动的关系 1 根据图解和碳循环的过程判断a为大气中的co2 b为生产者绿色植物 c为初级消费者 d为次级消费者 e为动植物的遗体 因此碳在a b过程中以co2形式流动 在b c过程中以有机物形式流动 2 在自然情况下 植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率与生物通过呼吸作用释放碳的速率相等 3 食物链的环节中只有生产者和消费者 4 能量的传递效率为10 20 生产者b固定的能量为100kj 则d获得的能量为100 10 10 100 20 20 即1 4kj 5 吃素 人属于第二营养级 能量损失最少 因为能量流动是逐级递减的 答案 1 co2和 含碳 有机物 2 光合作用呼吸作用 细胞呼吸 碳循环 3 b c d 4 1 4 5 逐级递减 2 2013 惠州二模 如图1为某生态系统的碳循环示意图 图2表示在该生态系统中 能量流经第二营养级的示意图 请据图分析回答 1 碳在无机环境和生物群落之间主要是以 形式进行循环的 2 参与图1过程 的生物同化类型是 属于生态系统的 成分 3 碳从无机环境中进入生物群落的途径 是作用 生物群落中的碳进入无机环境的途径有图1中的等过程 4 图2中b表示的能量 b比a的能量少的原因是第二营养级同化的能量还有一部分 5 如果图2中的初级消费者为猪 为提高猪的生长速度 有人在猪舍播放轻音乐 可使猪心情愉快 减少疾病 音乐属于信息传递中的信息 涉及到调节 为提高猪的生长速度 据此图2的信息 在生产上还可采取的具体措施有 解析 1 生产者主要是绿色植物 通过光合作用可以将大气中的co2和h2o合成有机物 植物 动物和微生物的呼吸作用又将有机物氧化分解 释放出co2 故碳在无机环境和生物群落之间主要是以二氧化碳形式进行循环的 2 分解者属于异氧生物 同化类型是异养型 3 生物群落中的碳进入无机环境的途径除植物 动物的呼吸作用外 还有化石燃料的燃烧等 4 初级消耗者的同化量有4条去路 自身呼吸消耗 转化为其他形式的能量和热能 流向下一营养级 最高营养级除外 遗体 残骸 粪便等中的能量被分解者利用 未被利用 包括生物每年的积累量 也包括动植 物遗体 残骸以化学燃料形式被储存起来的能量 5 音乐属于信息传递中的物理信息 猪心情愉快 免疫力增强 涉及到神经 体液 免疫调节 为了减少猪能量损耗 在生产上还可采取切碎 煮熟食物提高其同化率或圈养减少运动过程中呼吸作用对同化有机物的消耗或阉割减少交配等活动导致的能量消耗等措施 答案 1 二氧化碳 co2 2 异养型分解者 3 光合 4 用于生长 发育和繁殖等生命活动在细胞呼吸中以热能的形式散失 5 物理神经 体液 免疫切碎 煮熟食物提高其同化率 或 圈养减少呼吸作用对同化有机物的消耗 其他合理答案酌情给分 走近高考 1 2013 广东高考卷 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 解析 由于鲈鱼以鱼a 鱼b等中小型鱼类为食 鲈鱼产量增加 但鱼a 鱼b两种土著鱼减少 根据能量传递的特点 单向流动 逐级递减 鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量 故a正确 土著鱼与鲈鱼是捕食关系 不是竞争 故b错误 根据营养关系 浮游动物总量应该是先增加 而后减少 故c错误 根据营养关系 浮游植物总量应该先减少后增加 故d错误 答案 a 2 2012 海南生物 右图为某生态系统的能量流动简图 下列叙述错误的是 a 甲是生产者 乙是消费者b 该生态系统是一个开放的系统c 能量通过光合作用固定并进入系统 可以热能形式输出d 甲 乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 解析 根据题中简图可知 甲能够固定太阳能 为生产者 乙从甲获取能量 为消费者 a正确 该生态系统需要从外界获得能量 同时能量也可以扩散到外界 是一个开放的生态系统 b正确 能量通过光合作用进入生态系统 经过生产者 消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失 c正确 输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 d不正确 答案 d 3 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 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 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 题组2物质循环与能量流动的综合考查4 2013 广东高考卷 污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分 可用作肥料 但其多环芳烃 pahs 等有机污染物含量通常较高 施入土壤会带来二次污染 生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成 将污泥 含7 生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验 研究它们对黑麦草生长及pahs含量的影响 结果见下表 1 生物质炭孔隙结构发达 能改善土壤的通气状况 使根系细胞有氧呼吸加强 atp合成增加 从而促进根系对土壤养分的吸收 2 由表可知 施用含生物质炭污泥其无机营养物质含量丰富 从而促进黑麦草生长 污泥的施用使土壤和黑麦草的pahs含量升高 但生物质炭的输入能够吸附污泥中的pahs 从而降低pahs污染的风险 由此可见 生物质炭有望用作污泥改良剂 促进污泥的推广应用 污泥的应用符合生态工程的物质循环再生原理 解析 1 根据题目的信息 生物质炭孔隙结构发达 能够改善土壤的通气状况 所以促进的有氧呼吸 导致atp合成增多 根细胞主要以主动运输吸收无机盐 需要消耗能量 atp供应增多从而促进根系对土壤养分的吸收 2 根据题目及表格中的信息 盆栽试验表明 含7 生物质炭的污泥盆栽黑麦草比单纯红壤盆栽黑麦草的叶绿素含量及干重都高 表明施用含生物质炭的污泥 富含无机成分能促进作物生长 表格中的数据信息可知 单纯红壤pahs含量527 红壤 污泥pahs含量是1079 红壤 7 生物质炭污泥pahs含量是765 黑麦草的pahs含量分别是401 651 428 都有所升高 仅对比红壤 污泥pahs数据和红壤 7 生物质炭污泥pahs数据可以发现生物质炭能够吸附污泥中的pahs 从而降低pahs污染的风险 污水处理后的无机物被植物重新吸收利用 符合生态工程的物质循环再生原理 5 气候变化与生态系统的碳循环密切相关