寿县安丰中学高三生物一轮复习 第九单元 生态系统的能量流动和物质循环教案.doc

生态系统的能量流动和物质循环一、能量流动的过程1过程起点是_ 形式：太阳能有机物中化学能 经细胞呼吸以_形式散失2图解传递过程，见下图。(1)能量流动的源头太阳能。(2)能量转化：太阳能有机物中的_热能(最终散失)。(3)流动形式：有机物中的_。(4)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。(5)能量散失的形式：_。(6)箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量_。(7)随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。判一判1生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程()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()二、能量流动的特点和意义判一判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研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高效利用能量()4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()三、生态系统的物质循环判一判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化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因()5物质和能量都是往复循环，重复利用的()6物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力()1教材93页问题探讨分析解决问题。2教材93页最下面能量流动的分析。3教材94页图56和图57并结合思考与讨论理解能量流动过程。4教材95页图58和资料分析理解能量流动的特点。5教材97页调查和技能训练提升能力。6教材99页生态农业的有关知识。7结合教材101页图511，解决教材100页思考与讨论几个问题。8教材101页温室效应问题。9教材102页探究土壤微生物的分解作用。10教材98页练习一中1，二中1；教材104页练习一中1和4。考点103提升综合分析能力生态系统的能量流动分析1(2010山东卷，6)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是()a恒温动物的/值一般高于变温动物b哺乳动物的/值一般为10%20%c提高圈养动物生长量一般需提高/值d食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物排雷(1)最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路；(2)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用；(3)流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”；(4)根据生态系统的能量流动规律，要提高对能量的利用率，我们可以在实际生活中借鉴下面的一些措施：尽量缩短食物链；充分地利用生产者；充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌；利用植物残体生产沼气等。能量的来源及去向图解(1)消费者摄入能量(a)消费者同化能量(b)粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。(2)消费者同化能量(b)呼吸消耗(d)生长、发育和繁殖(e)(3)生长、发育和繁殖(e)分解者分解利用(f)下一营养级同化(i)未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是bde；若为四部分之和是bdfij。1如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()a表示流经生态系统内部的总能量b一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kgc生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性d从能量关系看考点104模型构建能量流动特点及金字塔2(2010江苏卷，11)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是()a多吃肉食会增加心血管病的发病率b直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量c多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多d节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平排雷(1)食物链越短，散失的能量越少，这是肉、蛋比粮食贵的原因。(从能量流动分析)(2)在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算，前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是“能量”，而“数量”和“生物量”均可能出现反例。(3)在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统不会这样。(4)某营养级的“粪便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者应归于上一营养级；后者则归于该营养级。1能量流动特点及原因(1)单向流动捕食关系是长期自然选择的结果，不能“逆转”；散失的热能不能利用，无法“循环”。(2)逐级递减自身呼吸消耗分解者分解未被利用2能量传递效率能量传递效率100%一般说来，能量传递的平均效率大约为10%20%。提醒同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算，如在食物链abcd中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若a的能量为m，则d的能量为ma%b%c%。3能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。 类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的消耗散失一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量2下图中甲图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。请据图回答问题：(1)在该生态系统中，既是分解者又可作为消费者食物的生物是_。(2)请根据甲图中的生态系统，写出乙图中能量金字塔各营养级的所有生物名称： _；_；_。考点105模型构建碳循环3如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析不正确的是()a生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足ba是消费者，c是生产者，各成分间以co2的形式传递碳元素c对e过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡d碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体排雷(1)生态系统物质循环的范围中所指的物质主要是组成生物体的基本元素，而不是由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等具体物质。 (2)物质循环的概念中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统生物圈，因此物质循环具有全球性。(3)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，在其他各成分间的传递均是单向的。1循环特点：(1)具有全球性；(2)反复循环。2过程图解及解读(1)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。(2)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。(3)大气中co2的主要来源(4)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。(判断成分的依据)3温室效应(1)成因工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用，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)缓解措施植树造林，增加绿地面积。开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。4能量流动与物质循环之间的关系图解(1)从图中可以看出，无机环境为生物成分提供物质和能量。(2)生产者主要是指绿色植物，它是消费者和分解者能量的源泉，也是生态系统存在和发展的基础，因此，生产者是生态系统的主要成分。(3)绿色植物同化的co2等物质，大约90%需经分解者的分解作用返回无机环境，被生产者重新利用，因此，从物质循环角度看，分解者在生态系统中占有重要地位。(4)二者同时进行，相互依存，不可分割，主要体现在：能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解；物质是能量沿食物链(网)流动的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。3分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是()a能量的总和一定小于生产者所固定的太阳能总量b生物圈的物质是自给自足的，能量是需要不断补充的c丁中包含的生物可能处于食物链的最高营养级d碳元素以co2形式进入生物群落又以co2的形式离开生物群落返回无机环境考点106实验技能提升“土壤微生物的分解作用”的探究活动4如图是两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况，这两个生态系统分别是()aa是热带草原，b是热带雨林ba是热带雨林，b是温带草原 ca是冻土苔原，b是热带雨林da是冻土苔原，b是温带草原排雷(1)腐殖质的量与矿质元素的量成反比；(2)腐殖质的量主要取决于该环境的分解者的分解能力雨水充足、温度高的热带雨林微生物的分解能力最强；(3)人为焚烧落叶层的主要目的是加速物质循环。实验假设案例1案例2微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理a杯中加入30 ml土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理b杯中加入30 ml蒸馏水自变量土壤中是否含微生物土壤中微生物的有无实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组aa1不变蓝a2产生砖红色沉淀bb1变蓝b2不变色结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉(注：在a1、b1中加入碘液，在a2、b2中加入斐林试剂)4如图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱是()aabcbcbaccbadacb利用“拼图法”解决能量流动中的难题输入第一营养级的能量(w1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(a1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中，包括现存的植物体b1、流向分解者的c1、流向下一营养级的d1。参考图示，很容易理解以下问题：(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即w1。将图中第三营养级同化的总能量d2“拼回”第二营养级，则刚好等于d1，即第二营养级同化的总能量；再将d1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量w1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自w1，所有生物总能量之和都小于w1(呼吸作用消耗的缘故)。(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于d1/w1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%20%。(3)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，理清生物与生物在营养级上的差值。典例研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现，两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。如果其他的因素都一样，则下列选项叙述正确的是()a甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量b甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反c甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量d乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量体会能量流动中传递效率的相关计算需注意(1)流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量，消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中。因此，同化量摄入量粪便中的能量。(2)能量传递效率某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量。(3)计算某一生物所获得的最多(最少)的能量规律(设食物链为abcd)：已知问题求解思路d营养级净增重m至少需要a营养级多少n(20%)3m最多需要a营养级多少n(10%)3ma营养级净增重nd营养级最多增重多少n(20%)3md营养级至少增重多少n(10%)3m(4)涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多(或最少)的能量时，其规律如下：生产者消费者对物质循环过程不理解，不会识别相关图解典例如图表示生物圈中碳循环的部分示意图。甲、乙、丙、丁构成生物群落，箭头表示循环过程。下列有关说法正确的是()a大气中的气体x是指co2和cob完成过程的能量主要是由过程提供的c丁经过程获得的能量占甲、乙、丙总能量的10%20%d丙处在第三营养级纠错笔记(1)碳循环过程示意图弄清箭头的方向及代表含义。(2)将上图换成字母，并尝试判断四种成分(找依据)，如下面三种变式图据图判断a、b、c、d各代表哪种成分？图1先根据双向箭头确定a和b应为生产者和非生物的物质和能量，不能写“无机环境”，也不能写“生物类别”，再根据ad，确定d为分解者，剩下c为消费者。图2根据a与c之间的双向箭头判断：a和c一个是生产者一个是非生物的物质和能量。根据a、b、d的碳都流向e，可进一步判断：a是生产者，b是初级消费者，c是非生物的物质和能量，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。整个图解中，食物链是efdb。题组一能量流动核心考查1下图是生态系统中能量流经各营养级的示意图。由于呼吸的消耗，上一营养级的能量只能一部分流入下一营养级。以下对图中“呼吸”的理解正确的是()a指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗的全部能量b指生物进行有氧呼吸时产生的全部能量c所有生产者和消费者都进行有氧呼吸和无氧呼吸d分解者通过呼吸从生产者和消费者那里得到自身生命活动所需要的能量2关于生态系统的叙述，正确的是()a生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的b生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的c生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大d生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小题组二物质循环3关于生态系统物质循环的叙述，不正确的是()a所指的物质是指组成生物体的c、h、o、n、p、s等化学元素b所说的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈c所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动d物质在循环过程中不断递减4下图是生态系统中碳循环示意图，其中“”表示碳的流动方向。下列叙述不正确的是()a在碳循环过程中，同时伴随着能量流动b由于某种原因造成图中e生物数量大量减少，推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是d增加，f减少c该生态系统的消费者包括图中的d、e、f、bdac过程中碳主要以co2的形式进行循环，fb以含碳有机物的形式进行流动题组三物质循环和能量流动的综合考查5(2010大纲全国卷，5)下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()a微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量b沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者c沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用d多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率6(2010海南卷，23)请回答：(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以_的形式进行。驱动整个生态系统运转的能量主要来源于_的太阳能。(2)分解者通过_和_的方式将有机物分解成co2等释放到无机环境中。(3)右图所示的食物网中共有条食物链，其中初级消费者是。(4)如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，则该物质经的传递后，便可在不同的生物体内积累，因此，通常生物所在的越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。课时规范训练【组题说明】考点题号错题统计错因分析能量流动1、2、3、5、7、11、12物质循环4、9、10综合考查6、8、13、14特别推荐知识综合考查13、14；流程图解题1、4、10、121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2随着人口的急剧增长，生物圈受到的压力越来越大，为了减轻对生物圈的压力，人们应采取下列哪一项食物结构()a以植物性食物为主b以淡水养殖的鱼虾为主c以禽类、蛋类为主d以猪等家畜的肉类为主3如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是()a甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级b甲、乙、丙、丁之间可以形成一条甲到丁的食物链c甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量d甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动的特点是逐级递减4如图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是 ()a图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落b图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸c缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行d由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量5如图表示某水生生态系统的能量金字塔，下列叙述中正确的是()a此水生生态系统的能量传递效率不足10%b该生态系统的全部食肉动物构成一个种群c该生态系统的浮游生物、食草动物、食肉动物构成群落d该生态系统能量流动和物质循环彼此独立6两位同学在观看有关恐龙的影片，甲同学提出：“我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量”，乙同学也提出：“我体内的物质中也可能有远古恐龙体内的物质”，你认为这两位同学的说法()a两同学的说法都有道理b两同学的说法都错误c只有甲同学的说法有道理d只有乙同学的说法有道理7有关生态系统能量流动的叙述中，错误的一项是()a生态系统中所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量b生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的c能量流动的特点是单向的、不循环的d能量流动是逐级递减的，其传递效率是10%20%8下图表示一个能够自我维持稳定的生态系统必须满足的条件，则字母x最可能代表()a生物因素 b共生关系c非生物因素 d物质循环9下列关于碳循环及其应用的叙述错误的是()a碳在大气圈内的主要存在形式是二氧化碳，其循环与氮循环不同，带有全球性b碳在生物群落和无机环境之间循环的形式与在生物群落内的流动形式不同c“低碳经济”是指以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式d改变传统生产模式，应用“原料产品原料产品”方法，有利于生物圈的物质循环10图甲为部分碳循环示意图，图乙为我国北方某地20年间co2浓度变化的示意图。下列相关说法错误的是()a图甲中成分a在碳循环中的主要作用是吸收大气中的co2b图甲中缺少aco2的过程，图甲中d为分解者c每年的冬季co2浓度变化，从碳循环角度分析主要原因是图甲中过程大大减少，并且过程增加d每年夏季co2浓度与前一年冬季相比下降，而每年的co2浓度的平均值却逐年增加，原因是每年co2的排放量都大于co2的吸收量11. 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将c的食物比例由ab=11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载c的数量是原来的 ()a1.875倍b1.375倍c1.273倍d0.575倍12如图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为n。其中字母代表能量，则下列叙述不正确的是()a从麻风树注入下一营养级的能量传递效率为a/nbc是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量cd是指呼吸作用消耗的能量d该图中不包含非生物的物质和能量13(2011天津卷，9改编)放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量光合作用合成量呼吸作用消耗量)的变化图，g0为不放牧，g1g3为放牧强度逐渐增强。据图回答：(1)510月份的最适放牧强度是_(从g0g3中选填)，_月份可被初级消费者利用的总能量最多。(2)与放牧草地相比，8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因不包括_。a过多枝叶对下层植物有遮光作用b植株衰老组织较多c缺少动物粪尿的施肥作用d草地生态系统的物质循环加快(3)据图1分析，为使牧草净光合产量维持在最高水平，410月份需要采取的放牧措施是_。(4)牧草的光合作用强度可用单位时间和面积的_来表示。(5)在牧草上喷洒32p标记的磷肥，检测32p在初级和次级消费者中的放射强度，结果见图2，其中a消费者处于第_营养级。(6)在生态系统的生物成分中，生产者体内的32p除被消费者利用外，