高考生物一轮复习 专题四 2 生态系统的物质循环和能量流动课件 新人教版必修3.ppt

高考有我 前程无忧 考点明示 高考有我 前程无忧 知识梳理 考点1能量流动的过程 1 概念理解 固定的总能量 食物链和食物网 化学能 化学能 高考有我 前程无忧 食物链和食物网 有机物中的化学能 呼吸作用 2 流动过程 能量流动的渠道 能量散失的途径 代谢过程 流动过程中能量的转化是太阳能 上述过程中 能量流动 填 能 或 不能 逆转 原因是食物链中各营养级的顺序是的结果 生物之间的是一定的 能量流动 填 能 或 不能 循环 原因是 热能 不能 长期自然选择 捕食关系 不能 最终散失的热能不能再被利用 高考有我 前程无忧 3 如图表示能量在两个营养级之间的流动过程 每一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量之间的关系为 上一个营养级同化的总能量不是全部流向下一个营养级 因为一部分能量被自身呼吸作用消耗 还有一部分被分解者利用 总有一部分能量未被下一营养级利用 同化量 摄入量 粪便量 1 能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值 相邻营养级之间的传递效率一般为 若将单位时间内所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔 2 能量流动的特点 3 研究意义 帮助人们科学规划 设计 使能量得到的利用 帮助人们合理地调整生态系统中的 使能量持续高效地流向的部分 考点2能量流动的特点及意义 高考有我 前程无忧 各个营养级 10 20 单向流动 逐级递减 人工生态系统 最有效 能量流动关系 对人类最有益 1 物质循环 1 概念 组成生物体的在无机环境与生物群落间不断循环的过程 2 特点 反复利用 3 与能量流动的关系 二者进行 相互 不可分割 4 意义 通过能量流动和物质循环 使生态系统中的紧密地联系在一起 形成一个统一的整体 考点3生态系统中的碳循环 高考有我 前程无忧 各种元素 全球性 循环流动 同时 依存 各种组成成分 2 碳循环 1 碳在无机环境中的存在形式 和碳酸盐 2 碳在生物群落中的存在形式 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的 高考有我 前程无忧 co2 含碳有机物 光合 化能合成 呼吸作用 微生物的分解作用 3 温室效应 1 形成原因 大量化石燃料的燃烧 大气中的含量迅速增加 打破了生物圈中碳循环的平衡 2 影响 导致 加快极地和高山冰川的融化 导致海平面上升 进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁 高考有我 前程无忧 co2 气温升高 考点4能量流动和物质循环的关系及相关计算 高考有我 前程无忧 单向流动 逐级递减 全球性 循环性 食物链 网 动力 考点5探究土壤微生物的分解作用 高考有我 前程无忧 方案设计 一 提出问题1 土壤中生活着肉眼看不见的 这些生物的数量是极其繁多的 那么它们对有机物是否具有分解作用 2 如果往淀粉溶液中加入土壤浸出液 淀粉会被分解吗 如何去检测 二 猜想假设土壤浸出液中含有大量的微生物 它们可以将淀粉为 三 设计实验设计对照组实验组 加土壤浸出液 加蒸馏水 比较分析结果 探究土壤微生物的分解作用 分解 还原糖 细菌 真菌和放线菌 实验组 对照组 高考有我 前程无忧 实验过程 一 材料用具材料 新鲜土壤 蒸馏水 淀粉糊 碘液 斐林试剂 工具 大烧杯 厚纱布 玻璃棒 滴管 试管 试管架 试管夹 酒精灯 二 方法步骤及结果记录1 将取自农田 林地或花盆等处的土壤放入里面垫有厚纱布的烧杯中 加水搅拌 然后将纱布连同土壤一起取出 将留在烧杯中的静置一段时间备用 2 另取两只烧杯 编号为a b 放入等量 在a烧杯中加入30ml土壤浸出液 b烧杯中加入30ml蒸馏水 3 在室温 20 左右 下放置7天后 分别取a b烧杯中的溶液20ml 各放入两支试管中 分别编号为a1 a2 b1 b2 4 在a1 b1中加入 在a2 b2中加入并水浴加热 5 观察试管中溶液的颜色变化 记录实验结果 碘液 斐林试剂 土壤浸出液 淀粉糊 高考有我 前程无忧 三 结果记录四 实验结论土壤浸出液中含有大量的微生物 它们可以将淀粉为 不变蓝 出现砖红色 变蓝 不出现砖红色 分解 还原糖 高考有我 前程无忧 1 生态系统中能量的初始来源只有太阳能 2014 江苏卷t10 b 2 植物 鼠 鹰这条食物链 第三营养级含能量少 3 生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量 2011 海南卷t21 a 4 沼渣 沼液作为肥料还田 使能量能够循环利用 1 判断下列有关生态系统能量流动叙述的正误 答案 1 2 3 4 高考有我 前程无忧 5 光合作用推动碳循环过程 促进了生物群落中的能量循环 2013 天津卷t3 a 6 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以co2的形式进行 2010 海南卷t23 7 植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 2010 全国卷 t3 d 8 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的碳平衡 导致大气中二氧化碳浓度增加并引起全球气候变化 2010 广东卷t26 2 判断下列有关生态系统物质循环叙述的正误 答案 5 6 7 8 高考有我 前程无忧 考点突破 考点1能量流动的过程 例1 2015 海南 关于草原生态系统能量流动的叙述 错误的是 a 能量流动包括能量的输入 传递 转化和散失的过程b 分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量c 生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量d 生产者固定的能量除用于自身呼吸外 其余均流入下一营养级 d 高考有我 前程无忧 解析 生产者固定的能量除了用于自身呼吸和流入下一营养级外 还有以残枝落叶等形式流入分解者和用于自身生长 发育 繁殖 或未被利用 的部分 故d错误 高考有我 前程无忧 提升 每一营养级的能量来源与去路分析 高考有我 前程无忧 由图可知 消费者摄入能量 a 消费者同化量 b 粪便中能量 c 即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量 应为上一个营养级固定或同化能量 消费者同化量 b 呼吸消耗量 d 用于生长 发育和繁殖的量 e 生长 发育和繁殖的量 e 分解者利用的能量 f c 下一营养级同化量 i 未被利用的量 j 所以 未被利用的能量包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量 一个营养级所同化的能量 呼吸消耗的能量 被下一营养级同化的能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 动物同化的能量与摄入量之间的关系 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 流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量 高考有我 前程无忧 d 变式1下面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 高考有我 前程无忧 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 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 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 输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 高考有我 前程无忧 拓展 与免疫细胞有关的四个易混点 1 t细胞和b细胞的形成不需要抗原的刺激 而浆细胞和效应t细胞的形成需要抗原的刺激 2 吞噬细胞不仅参与非特异性免疫 还在特异性免疫中发挥重要作用 3 浆细胞 效应t细胞 并非只来自于b细胞 t细胞 浆细胞 效应t细胞 的来源有两个 一是由b细胞 t细胞 分化而来 二是由记忆细胞分化而来 4 免疫活性物质并非都由免疫细胞产生 如唾液腺 泪腺细胞都可产生溶酶菌 高考有我 前程无忧 考点2能量流动的特点及意义 例2 2014 江苏 下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述 正确的是 a 富营养化水体出现蓝藻水华的现象 可以说明能量流动的特点b 生态系统中能量的初始来源只有太阳能c 食物链各营养级中10 20 的能量会被分解者利用d 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 d 高考有我 前程无忧 解析 富营养化水体出现蓝藻水华现象 未涉及沿食物链进行的能量流动 生态系统中能量的初始来源也可能是化学能 如硝化细菌的化能合成作用等 能量流动是单向递减的 每个营养级有10 20 的能量流向下一营养级 而不是有10 20 的能量被分解者利用 无机环境中的物质可以通过多种途径 如光合作用 化能合成作用 根的吸收等进入生物群落被生物利用 高考有我 前程无忧 提升 生态金字塔的类型及特点 例3 2015 海南 回答下列关于红树林生态系统的问题 1 红树林具有调节气候 保护海岸的作用 从生物多样性价值的角度分析 这种作用所具有的价值属于 填 间接 或 潜在 价值 2 某红树林生态系统的碳循环如图所示 图中a是一种气体 b c d e和f表示生物成分 箭头表示碳流动的方向 图中a表示 生物成分e表示 生物成分f表示 表示初级消费者 高考有我 前程无忧 考点3生态系统中的碳循环 间接 co2 生产者 分解者 c 高考有我 前程无忧 提升一 正确理解生态系统物质循环的四个关键点 1 生态系统的物质循环中所说的 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 2 生态系统的物质循环中所说的 物质 并不是指组成生物体的化合物 而是指组成生物体的化学元素 如c h o n p s等 3 碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的 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 4 重金属和ddt等农药的生物富集 生物富集问题与能量流动相反 能量沿食物链流动时逐级递减 而农药或重金属在食物链中则存在 生物富集作用 即营养级越高 该物质浓度越高 高考有我 前程无忧 提升二 物质循环图解辨析 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 高考有我 前程无忧 变式3下图一为科学家提供的大气中近40年每月平均co2浓度图 图乙为碳元素在生态系统中循环的模式图 甲 乙 丙 表示生态系统的生物成分 a g 表示生理过程 下列相关叙述中 正确的是 a 图一所示co2浓度逐年升高 主要原因是植物被破坏 使co2的消耗减少b 图二中c过程代表光合作用 f过程代表微生物的呼吸作用c 图二中甲代表的营养级在生态系统的食物链中占有的碳元素最多d 图二中丙所代表的生物的细胞内没有成形的细胞核 c 高考有我 前程无忧 解析 图一中co2浓度逐年升高主要是由化学燃料的燃烧造成的 图二中甲是生产者 乙是消费者 丙是分解者 丁是无机环境中的co2库 c过程为消费者的呼吸作用 f过程为分解者的呼吸作用 甲是生态系统的第一营养级 固定的有机物中的能量是流经生态系统的总能量 因此占有的碳元素最多 丙是分解者 其中有真核生物也有原核生物 真核生物有成形的细胞核 高考有我 前程无忧 考点4能量流动和物质循环的关系及相关计算 例4 2015 福建 下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图 图中数字为能量数值 单位是j m 2 a 1 下列叙述正确的是 a 该食物网中最高营养级为第六营养级b 该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25 c 太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357j m 2 a 1d 该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 b 高考有我 前程无忧 解析 该食物网中最长的食物链为浮游植物 浮游动物 幽蚊幼虫 太阳鱼 鲈鱼 最高营养级为第五营养级 a错误 第一到第二营养级的能量传递效率为 3780 4200 31920 25 b正确 一个营养级所含有的能量 一部分流入下一个营养级 还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等 题目中1357是1483 太阳鱼同化总量 减去126 下一营养级摄入量 得到的 因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357kj m 1 a 1要少 c错误 生态系统应包括生物群落与无机环境 食物网中不包括分解者 d错误 高考有我 前程无忧 提升一 能量流动和物质循环的关系图解 高考有我 前程无忧 提升二 能量传递效率的相关 最值 计算 1 食物链越短 最高营养级获得的能量越多 2 生物间的取食关系越简单 生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少 3 具体计算方法如下 高考有我 前程无忧 提升三 能量传递效率的有关 定值 计算 1 已确定营养级间能量传递效率的 不能按 最值 法计算 而需按具体数值计数 例如 在食物链a b c d中 能量传递效率分别为a b c 若a的能量为m 则d获得的能量为m a b c 2 如果是在食物网中 某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量 且各途径所获得的生物量比例确定 则按照各单独的食物链进行计算后合并 高考有我 前程无忧 提升四 巧用拼图法解决能量流动计算难点 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 b1 c1 d1 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 如下图所示 高考有我 前程无忧 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 再将第二营养级同化的总能量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 在一个生态系统中 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 100 一般情况下 能量在相邻两个营养级间的传递效率为10 20 高考有我 前程无忧 变式4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应是 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 3 80 偏高 自身的生长 发育和繁殖 高考有我 前程无忧 解析 1 营养级之间的能量传递效率 下一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 100 2 种群中个体总数 重捕个体数 标记个体总数 重捕中标记个体数 即可求出种群中个体总数为80只 又知调查范围是1hm2 可算出种群密度为80只 hm2 当标记的田鼠有部分被鼬捕食 会导致种群密度估算值偏高 3 一个营养级同化的能量大多通过呼吸作用以热能的形式散失 少数用于该营养级个体自身的生长 发育和繁殖等生命活动 高考有我 前程无忧 拓展 与能量流动有关的计算 1 消费者同化的能量 摄入量 粪便中有机物的能量 2 一个营养级所同化的能量 呼吸消耗的能量 被下一营养级同化的能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 3 能量传递效率 下一营养级同化量 上一营养级同化量 100 下一营养级若为多个 应先求和再计算传递效率 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 高考有我 前程无忧 考点5探究土壤微生物的分解作用 例5关于土壤微生物的叙述 错误的是 a 土壤微生物参与生态系统的物质循环b 土壤微生物可作为生态系统的分解者c 秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用d 土壤中的硝化细菌是异养生物 因而不属于生产者 d 高考有我 前程无忧 解析 大部分土壤微生物作为分解者 参与生态系统的物质循环 a b正确 秸秆经土壤微生物分解为无机物 如co2 无机盐等可被农作物再利用 c正确 土壤中的硝化细菌是异化能自养型生物 故属于生产者 d错误 高考有我 前程无忧 提升 实验流程 高考有我 前程无忧 a 变式5下图表示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 a a b cb c b ac c b ad a c b 高考有我 前程无忧 解析 由题图可知a地区落叶量大 但土壤中有机物的含量最少 说明a地区的有机物分解速度快 以此类推b地区有机物的分解速度小于a大于c 由此可推知 分解落叶的能力为a b c 走出误区 误区1分析能量流动时的两个易误点 1 动物同化的能量不等于摄入的能量 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 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 属于上一营养级的同化量的一部分 要通过分解者的分解作用释放出来 高考有我 前程无忧 1 试简述此实验中需要过滤土壤 而不直接加土壤颗粒的理由 解析 过滤土壤是为了排除过多的土壤杂质 以得到富含微生物的土壤浸出液 如果直接加土壤颗粒会加大对照组实验的难度 使实验的结果难以分析 2 实验中需要加入碘液和斐林试剂 操作时应该注意什么 解析 要用两支滴管分别来吸取碘液和斐林试剂 不要混用 每滴一滴试剂都要震荡试管 斐林试剂加入后需要水浴加热 误区2探究土壤微生物的分解作用的两个问题 高考有我 前程无忧 高考有我 前程无忧 课堂检测 1 2016 济宁模拟 下面为某生态系统的 能量流动 图解 图中字母a b c d e表示生态系统的成分 字母a b c d表示能量 数字表示生理过程或能量流动方向 请据图回答下列问题 高考有我 前程无忧 1 流经该生态系统的总能量是通过 填数字序号 过程实现的 食草动物排出的粪便中仍含有部分能量 这一部分能量流入分解者体内的过程应是图示中的 填数字序号 箭头所示 2 该生态系统必不可少的两种生物成分除a外 还有 填字母 图中生物构成的食物链有个营养级 3 如果该生态系统受到ddt 一种有机磷农药 污染 体内ddt含量最高的生物是 填字母 4 大豆 蓝藻 硝化细菌都属于a生产者 其中硝化细菌是以作用的方式合成有机物的 这三种生物中细胞结构相似的是 主要原因是 5 图中释放的能量d是通过生物e的作用实现的 e 4 d 化能合成 蓝藻和硝化细菌 细胞中均无成形的细胞核 呼吸 高考有我 前程无忧 解析 图中b c d e分别代表初级消费者 次级消费者 三级消费者和分解者 流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量 食草动物排出的粪便中的能量不属于食草动物的同化量 而是生产者的同化量 生态系统必不可少的生物成分为生产者和分解者 该生态系统的食物链为a b c d 营养级越高 体内富集的ddt含量越高 蓝藻与硝化细菌都属于原核生物 细胞中均无成形的细胞核 蓝藻通过光合作用合成有机物 而硝化细菌通过化能合成作用合成有机物 动植物遗体 遗物中的能量通过分解者的呼吸作用以热能的形式散失 高考有我 前程无忧 d 2 下图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动 图中字母代表相应的能量 下列有关叙述不正确的是 a 如果c1表示蚕传递给分解者的能量 则b1表示未被利用的能量b 图中b表示桑树呼吸作用散失的能量c 图中的c可表示桑树用于生长 发育 繁殖的能量d 图中d1 d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 高考有我 前程无忧 解析 流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量 即a 生产者桑树所固定的太阳能总量中有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失 即图中的b 另一部分则储存在生产者体内的有机物中 用于生产者的生长 发育和繁殖等生命活动 即图中的c 图中d表示蚕同化的能量 a1表示蚕通过呼吸作用散失的热能 如果c1表示蚕传递给分解者的能量 则b1表示未被利用的能量 d1 d可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率 高考有我 前程无忧 a 3 2016 合肥模拟 下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图 单位 j cm2 a 据图分析 有关说法正确的是 a 该生态系统第一营养级同化的能量至少为400b 第二营养级用于生长 发育和繁殖的能量是100c 能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20 d 该生态系统第三营养级同化的能量是15体产生记忆细胞 高考有我 前程无忧 解析 题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图 其中a表示该营养级摄入的能量 b表示该营养级同化的能量 c表示该营养级用于生长 发育和繁殖的能量 d表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量 e表示分解者利用的能量 第二营养级同化的能量为100 摄入量 20 粪便中的能量 80 根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400 题图仅表示能量流经第二营养级的过程 并不能得出第三营养级的同化量 因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率 次级消费者摄入的能量并不等同于第三营养级同化的能量 高考有我 前程无忧 b 4 如图是生态系统中碳循环示意图 图中 表示碳的流动方向 以下叙述正确的是 a 碳元素以二氧化碳形式从d传到a和fb d a b e构成了一条食物链c 图中包含了7条食物链d b和f之间的关系为竞争和捕食 高考有我 前程无忧 解析 分析题图可知 c是大气中的二氧化碳库 d是生产者 a b e是消费者 f是分解者 d a b e构成了一条食物链 b正确 碳元素在生物群落和无机环境之间以co2形式循环 在生物群落中以含碳有机物形式传递 故碳元素从d传递到a是以含碳机物形式传递 a错误 食物链中不含分解者 图中只有一条食物链 c错误 f是分解者 b和f之间没有捕食关系和竞争关系 d错误 高考有我 前程无忧 c 5 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值 单位为103kj m2 y 下列说法错误的是 a 图中a代表的生理过程是呼吸作用b 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为1