高三生物一轮复习 第五章 生态系统的能量流动和物质循环（第2课时）精品课件（必修3）.ppt

一 生态系统的能量流动1 概念 生态系统中能量的 传递 和散失的过程 2 起点 生产者 开始 3 总量 生产者 总量 4 流动渠道 和 5 特点 能量只能沿着食物链由 流向高营养级 逐级递减 传递效率为 6 传递过程 二 生态系统的物质循环1 概念的理解 1 物质 组成生物体的 等元素 2 范围 2 碳循环 1 无机环境中的存在形式 和碳酸盐 2 生物群落中的主要存在形式 3 无机环境与生物群落之间的循环形式 4 特点 具 性 可 利用 三 能量流动与物质循环的关系1 二者 彼此相互依存 不可分割 2 物质作为 使能量沿着食物链 网 流动 能量作为 使物质能够不断地在 和 之间循环往返 答案 一 1 输入转化2 固定太阳能3 固定太阳能4 食物链食物网5 单向流动低营养级10 20 6 细胞呼吸细胞呼吸初级消费者次级消费者三级消费者细胞呼吸二 1 1 c h o n p s 2 生物圈2 1 co2 2 有机物 3 co2 4 全球反复三 1 同时进行2 能量的载体动力生物群落无机环境 能量流动 是生态系统的基本功能之一 能量是维持生态系统存在和发展的动力 1 能量流动的起点是生产者 而不是太阳 光能 是从绿色植物把太阳能固定在体内开始的 但生态系统能量的源头 来源 是太阳能 2 能量的输入过程 绝大部分通过绿色植物的光合作用 但在极少数特殊空间 如深海热泉口生态系统 是通过化能合成作用的细菌将无机物转化过程中所释放的能量 转换为有机物中的化学能而流入生态系统的 3 能量的输入总量是生产者通过光合作用固定的太阳能总量 而不是照射到生态系统的总光能 4 能量的散失 散失的能量是通过生产者 消费者和分解者的呼吸作用分解有机物而产生的 一部分形成atp 被生物用于各项生命活动 另一部分以热能形式散失 5 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散失了 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 各营养级的能量都会有一部分流入分解者 包括未被下一营养级生物所利用的部分 6 能量传递效率的含义相邻两营养级之间的传递效率 100 经生态学家的定量分析和研究 能量传递效率大约为10 20 但该比例只是大体上的数字 它反映了各类生态系统能量传递的一般规律 确切的比例会由于各种食物链的不同 食物链内营养级数目的不同 以及食物链与食物链之间的交织等因素而有差异 特别提醒 消费者产生的粪便 不属于该营养级同化的能量 它实际与上一营养级的遗体 残骸一样 属于未被利用的那一部分 1 能量分流图 2 理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析 1 定量不定时分析 流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条 自身呼吸散热消耗 流入下一营养级 被分解者分解利用 但这一定量的能量不管如何传递 最终都以热能形式从生物群落中散失 生产者源源不断地固定太阳能 才能保证生态系统能量流动的正常进行 2 定量定时分析 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 自身呼吸散热消耗 流入下一营养级 被分解者分解利用 未被自身呼吸消耗 也未被后一营养级和分解者利用 即 未利用 如果是以年为单位研究 第 部分的能量将保留给下一年 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 其原理是美国生态学家林德曼提出的 十分之一定律 输入到一个营养级的能量大约有10 20 流动到下一营养级 该定律说明能量在沿着食物链流动时 是逐级递减的 1 三种生态金字塔的比较 2 特殊实例及分析 1 数量金字塔在前一营养级的生物个体很大 而后一营养级的生物个体很小时 会出现倒置现象 如树林中 树 昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如图所示的数量金字塔 2 生物量金字塔也有特殊形状 如海洋生态系统中 生产者浮游植物个体小 寿命短 又会不断被浮游动物吃掉 因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量 但这并不是说流过生产者这一环节的能量比流过浮游动物的要少 1 生态系统的碳循环 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 物质循环过程中的生物富集作用 1 概念 是指环境中的一些污染物 如重金属 化学农药 通过食物链在生物体内大量积累的过程 2 富集物特点 化学性质稳定不易被分解 在生物体内积累而不易排出 3 富集过程 随着食物链的延长而不断加强 即营养级越高 富集物的浓度越高 例如 有机氯农药在水中溶解度虽然很低 但是通过 浮游植物 浮游动物 小鱼 肉食性鱼 这样一条食物链 可以千万倍富集起来 4 危害 有害物质的浓度通过生物富集作用增高 会对人体或动物造成危害 特别提醒 任何一个生态系统中 能量流动和物质循环都保持着相对的平衡 这是决定一个生态系统相对稳定的重要保证 在由草 兔 狐组成的一条食物链中 兔经同化作用所获得的能量 其去向不应该包括 a 通过兔子的呼吸作用释放的能量b 通过兔子的粪便流入到分解者的体内c 通过狐狸的粪便流入到分解者的体内d 流入到狐的体内 解析 兔经同化作用所获得的能量 兔的摄入量 兔的粪便量 因此 b项中的能量去向并非来自于兔的同化获得能量 答案 b 2009 江苏生物 下列4种现象中 不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是 a 虎等大型肉食动物容易成为濒危物种b 蓝藻易在富营养化水体中爆发c 饲养牛 羊等动物 成本低 产量高d 巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食答案 b 解析 本题考查生态系统中能量流动原理的应用 生态系统中能量流动规律是单向流动逐级递减 但该规律必须涉及两个以上的营养级 a c d三项均符合要求 但b项内容是无机环境与第一营养级之间的关系 不符合生态系统中能量流动规律 2010 苏州模拟 在 草 昆虫 食虫鸟 鹰 这条食物链中 鹰每增加1kg有机物体重 问草至少从土壤中吸收水分多少千克 设草吸收的水分只有1 参与光合作用 a 125b 75c 7500d 12500 解析 在题中所述的食物链中鹰增加1千克 根据食物链中能量传递效率为10 20 计算 至少需要1kg 20 20 20 125kg 根据光合作用的反应式的如下关系 6h2o c6h12o6 可计算出需要h2o的质量为 6 18 1 7500kg 答案 c 如果一个人的食物有1 2来自绿色植物 1 4来自小型肉食动物 1 4来自羊肉 假如传递效率为10 那么该人每增加1千克体重 约消耗植物 a 10kgb 28kgc 100kgd 280kg答案 d 解析 本题考查生态系统中碳的能量流动情况及其计算能力 根据题意 可以写出三条食物链 植物 人 在此食物链中 人要增重0 5kg 消耗植物为0 5 10 5kg 植物 羊 人 在此食物链中 人要增重0 25kg 消耗的植物为0 25 10 10 25kg 植物 植食动物 小型肉食动物 人 在此食物链中 人要增重0 25kg 消耗的植物为0 25 10 10 10 250kg 所以人要增重1kg 共消耗植物280kg 右下图为生态系统中碳循环的模式图 相关叙述正确的是 a 代表生产者 5可以代表化能合成作用b 碳元素在 间以含碳有机物的形式传递c 在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是 d 中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环 解析 首先需要确定这四种成分 箭头指向 可以确定 是生产者 因此生物群落总能量流动的起点是生产者 由于生产者联系了无机环境和生物群落 所以确定 为无机环境 然后根据生产者和消费者都有箭头指向分解者 确定 为分解者 5代表生产者的呼吸作用产生二氧化碳 碳元素在 和 间 是以二氧化碳形式传递的 之间是以有机碳的形式传递的 是生产者 所含有的有机物最多 是消费者并不参与碳元素在生物群落和无机环境之间的循环 生产者联系无机环境和生物群落和 分解者联系生物群落和无机环境 它们促进碳元素在生物群落和无机环境之间的循环答案 c 2010 锦州模拟 下图是生态系统中碳循环示意图 表示碳的流动方向 下列说法正确的是 a 图中a是生产者 b d e是消费者 c是分解者b 该生态系统的结构包括a b c d非生物的物质和能量c 该生态系统中食物网可表示为 adebd e每增加1kg的体重 至少需要25kg的a答案 d解析 根据题干可以知道a是生产者 d e是消费者 b是分解者 c是无机环境 生态系统中分解者不参与食物链 不占营养级 此题中食物链是 a d e 如果e增加1kg的体重 按照最大传递效率20 计算 需要25kg的a 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 太阳光能答案 d 解析 生态系统的功能是进行物质循环和能量流动 就能量流动来说 其能量最初都是来自生产者固定的太阳光能 考查生态系统中能量流动的最初来源 2 当一条蛇捕食了一只青蛙后 从生态学角度看 下列叙述正确的是 a 完成了物质循环b 蛇破坏了生态平衡c 青蛙不能适应环境d 青蛙的能量流向了蛇答案 d解析 当一条蛇捕食了一只青蛙后 青蛙体内的部分能量就顺着食物链流到了下一个营养级 这个过程只是生态系统中物质循环的一部分 生态系统就是靠复杂的食物链和食物网来维持其稳定性的 所以捕食关系不会破坏生态系统的稳定性 3 2010 德州模拟 下表为某河流生态系统从生产者开始的四个营养级的年能量流量 其中属于次级消费者的是 a ab bc cd d答案 b解析 根据能量多少推断 构成的食物链为c a b d 所以b为次级消费者 4 在浮游植物 小鱼 海豹 虎鲸这条食物链中 若虎鲸增加1kg体重 至少消耗浮游植物的量为 a 1kgb 10kgc 125kgd 1000kg答案 c解析 能量在生态系统中的流动是逐级递减的 传递效率是10 20 按照题意 至少 消耗浮游植物的量应按20 的传递效率计算 所以虎鲸增加1kg体重 消耗海豹的量为5kg 依次类推 消耗浮游植物的量为125kg 5 关于碳循环的叙述 错误的是 a 产生温室气体b 需要能量驱动c 不依赖于水d 具有全球性答案 c解析 碳循环具有全球性 和能量流动关系密切 需要能量驱动 在碳循环过程中产生温室气体co2 碳循环过程中 大气中co2主要通过光合作用进入生物群落 生物群落中的有机物可通过细胞呼吸返回大气中 光合作用和呼吸作用过程都依赖于水 6 图 一 是某池塘生态系统中部分生物之间的关系图 请据图回答问题 1 图 一 中的种间关系有 2 图 一 中没有表示出的生态系统成分是 3 该生态系统中 能量流向贝类后 将发生一系列变化 如图 二 所示 图 二 中的a b c d表示的含义分别为 a b c d 4 由图 二 可以总结出生态系统能量流动的特点是 答案 1 捕食 竞争 2 非生物的物质和能量 分解者 3 a 能量被同化b 能量用于贝类生长发育和繁殖c 分解者利用d 呼吸作用 4 单向流动 逐级递减 解析 图 一 中的食物网有捕食关系 鱼类和贝类又都捕食水草 藻类 二者又是竞争关系 生态系统的成分包括非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 图 一 中缺少非生物的物质和能量 分解者 图 二 中贝类摄入的能量一部分以粪便的形式排出 被分解者 c 利用 主要通过分解者的呼吸作用 d 散失 另一部分被贝类同化为自身的能量 a 大部分以呼吸作用的形式散失 d 少部分用于贝类的生长繁殖 b 死亡的贝类遗体也会被分解者分解 可见生态系统能量流动的特点是单向流动 逐级递减 7 生物内残留有机汞的情况如下表所列 那么 最可能的食物链构成应是 答案 c 解析 由于重金属盐 ddt等物质进入生物组织后 易形成难溶化合物积聚在体内不被分解 因而上述物质易形成 生物富集作用 即食物链营养级别越高 体内积聚的有毒物质越多 受污染程度越严重 上述题目中由于a的ddt浓度最小 故应为第一营养级 d的ddt浓度最大 故应为最高营养级 而c e的营养级应位于b之前 c e的ddt浓度分别为0 51与0 39 二者相差数值很小 不足以构成10 20 的比例 故二者应当为同一营养级 且均于b之前 故五种生物可存在下列食物关系 8 下图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况 图中箭头符号为能量的流动方向 单位为kcal m3 年 下列说法正确的是 在入射的太阳能中 生产者只利用了其中的1 左右 分解者可利用来自各营养级转移到a中的所有能量 消费者营养级别越高 可利用的总能量越多 当人们把生产者当作食物时 比起其他营养级 可获得更多的能量a b c d 答案 b 解析 在入射的太阳能中 生产者利用的能量为 100 1 故 正确 转移到a中的所有能量中 各营养级生物呼吸消耗的部分不能再被分解者利用 另外也可能有部分形成化石燃料等而未被分解者利用 故 错误 能量流动是逐级递减的 消费者营养级别越高 可利用的总能量越少 故 也错误 当人们把生产者当作食物时 食物链缩短 能量散失减少 可比其他途径获得更多的能量 故 正确 9 下列属于生态系统功能过程描述的是 生产者的遗体 残枝 败叶中的能量被分解者利用 经其呼吸作用消耗 在植物 鼠 蛇这条食物链中 鼠是初级消费者 第二营养级 蜜蜂发现蜜源时 就会通过 跳舞 动作 告诉 同伴去采蜜 根瘤菌将大气中的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用 最后重新回到大气中a b c d 答案 b解析 是关于生态系统营养结构的描述 是能量流动 是信息传递 是物质循环 10 2010 日照模拟 假若某生态系统有四种生物 并构成一条食物链a b c d 在某一时间分别测得这四种生物a b c d所含的有机物总量分别为m1 m2 m3 m4 下列叙述中 错误的是 a 四种生物中所含的能量归根到底来自于a通过光合作用固定的太阳能b 在一段时间内 若b种群数量增加 则a种群数量下降 d种群数量增加c 若m1 5m2 则生态系统的稳定性就会遭到破坏d d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物的质量小 答案 d解析 a是生产者 其固定的太阳能就是用于系统流动的能量 由于能量流动是逐级递减的 所以m4 m3 m2 m1 m是某个营养级全部个体的有机物总量 而不是每个个体的有机物的质量 当m1 5m2时 说明能量传递效率高于20 将影响生物和系统的可持续性发展 生态系统的稳定性就会遭到破坏 若b种群数量增加 将捕食更多的a生物 故a种群数量下降 而c和d得到的物质和能量更多 种群数量增加 11 甲 乙两个水池中各有由5个物种构成的食物网 如图所示 且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达到相对稳定平衡状态 请据图回答 1 每个水池生态系统中有 条食物链 流经该生态系统的总能量来自 所固定的太阳能 2 假如鲫鱼的1 4食物来自绿藻 1 2来自轮虫 且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10 从消费者到消费者的能量传递效率为20 如果鲫鱼种群增加的能量为200kj 那么其中来自绿藻和轮虫的能量分别为 kj和 kj 3 为增加甲水池生态系统的多样性 向池中引种了大量浮萍 一段时间后 水面长满了浮萍 水草 绿藻和轮虫相继死亡 水草死亡的最主要原因是缺少 轮虫死亡的主要原因是缺少 此时该水池中食物链只剩下2条 请画出这2条食物链构成的食物网 4 为促进生物量的增加 乙池中加入了较多的有机肥 一段时间后 池中绿藻爆发 其他4种生物陆续死亡 动物死亡的主要原因是水中缺少 不久 绿藻也大量死亡 水体发臭 导致水体发臭的生物因素是 答案 1 5绿藻和水草 2 500500 3 光线绿藻 或食物 4 o2分解者 微生物 解析 水草和绿藻是水池生态系统中的生产者 所固定的太阳能是流经该生态系统的总能量 如果鲫鱼种群增加能量为200kj 其中来自绿藻的能量为200 1 4 10 500kj 来自轮虫的能量为200 1 2 5 10 5000kj 浮萍长满水面 使水草和绿藻缺少光照不能进行光合作用而死亡 轮虫因缺少食物而死亡 所剩生物构成的食物网为 较多有机肥的加入导致水体富营养化 出现 水华 现象 使水中溶氧减少而使动物死亡 藻类也大量死亡 进一步加剧了水中有机物的含量 厌氧型微生物活动增强 产生大量的h2s和nh3等有异味的气体 导致水体发臭 12 2010 山东理综 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 答案 c解析 a项 呼吸代谢消耗量的大小对 值有影响 恒温动物在外界环境温度变化时 呼吸代谢消耗量基本不变 而变温动物的呼吸代谢消耗量随环境温度变化而变化 在高温环境中 变温动物的呼吸代谢消耗量大 值低于恒温