高三生物复习 生态系统的能量流动和物质循环课件.ppt

第九单元 生物与环境 第34课时 生态系统的能量流动和物质循环 回扣基础 构建网络 基础导学 一 能量流动的过程 1 过程起点是 形式 太阳能 有机物中 经细胞呼吸以 形式散失 输入 输入 输入 输入 途径 和 形式 有机物中的化学能 生产者固定的太阳能及其他形式的能量 食物链食物网 化学能 热能 2 图解传递过程 见下图 能量流动的源头 太阳能 能量转化 太阳能 有机物中的 热能 最终散失 流动形式 有机物中的 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 化学能 化学能 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 能量散失的形式 箭头由粗到细 表示流入下一营养级的能量 随营养级的升高 储存在生物体内的能量越来越少 热能 逐级递减 提示还包括传递和转化过程 提示是生产者固定的太阳能或化学能 提示生产者只能利用太阳能或化学能 化能合成作用 不能利用热能 提示初级消费者同化的能量 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 提示元素 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 提示co2 提示物质循环 能量单向流动不循环 突破考点 提炼方法 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 提升综合分析能力 生态系统的能量流动分析 典例引领 考点1 解析恒温动物维持体温需要消耗较多的有机物 因而 值一般低于变温动物 10 20 是营养级间的能量传递效 率 而不是同化量和获取量之间的比值 圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加 即 的比值提高 植物性食物中含有哺乳动物不能利用的物质多于动物性食物 因而食肉动物的 值高于食草性哺乳动物 答案c排雷 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 分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用 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 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 考点剖析 能量的来源及去向图解 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 消费者同化能量 b 呼吸消耗 d 生长 发育和繁殖 e 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b d e 若为四部分之和是b d f i j 对位训练 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1kg 生产者至少增加100kgc 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 答案c解析 仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分 所以a错误 次级消费者增加1kg 生产者至少增加25kg 所以b错误 从能量关系上看 所以d错误 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 模型构建 能量流动特点及金字塔 典例引领 考点2 解析从食物链中的能量流动特点来看 营养级越高 在能量流动过程中损失的能量越多 多吃素食 是将人放在初级消费者的层次上 只经过一次能量传递 这样人获得的能量最多 消耗的粮食总量最少 答案c排雷 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 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 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 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 考点剖析 1 能量流动特点及原因 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 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 下一营养级的同化量 上一营养级的同化量 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的能量为m a 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 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 对位训练 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 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 沼蟹 蜘蛛 细菌 藻类 大米草 食草虫 线虫 海螺 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 模型构建 碳循环 典例引领 考点3 a 生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足b a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 解析图中a为消费者 b为分解者 c为生产者 d为大气中的co2库 e为化学燃料 在生物群落与无机环境之间以co2的形式传递碳元素 在生物群落之间以有机物的形式传递碳元素 答案b排雷 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 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 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 考点剖析 1 循环特点 具有全球性 反复循环 2 过程图解及解读 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 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 大气中co2的主要来源 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 分解者的分解作用动植物的细胞呼吸化学燃料的燃烧 3 温室效应 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 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 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 从图中可以看出 无机环境为生物成分提供物质和能量 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 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 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 对位训练 a 能量 的总和一定小于生产者所固定的太阳能总量 答案c解析分析图中的信息可知 甲是生产者 乙和丙是消费者 丁是分解者 生产者固定的能量有四个去向 呼吸消耗 流向动物 被分解者利用 留在生产者的体内 图中 的总和是呼吸消耗 流向动物 被分解者利用的能量 小于生产者所固定的太阳能总量 从题图中我们还可以看出 生态系统的物质可以循环再生 如碳元素以co2的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 而能量必须由太阳能不断补充 丁作为分解者 不是食物链的 成员 因此选项c错误 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 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 实验技能提升 土壤微生物的分解作用 的探究活动 典例引领 考点4 a a是热带草原 b是热带雨林b a是热带雨林 b是温带草原c a是冻土苔原 b是热带雨林d a是冻土苔原 b是温带草原 解析腐殖质是落叶等与土壤的混合物 含有大量的未完全分解的动植物残体 对这些残体进行分解的是分解者 分解者在热带雨林中的数量和种类最多 因此在该环境中 腐殖质的数量少 而矿质元素等营养物质的含量高 答案c排雷 腐殖质的量与矿质元素的量成反比 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 人为焚烧落叶层的主要目的是加速物质循环 考点剖析 注 在a1 b1中加入碘液 在a2 b2中加入斐林试剂 4 右图表示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 对位训练 答案a解析由题意可知 土壤有机物量指的是未被分解者分解的有机物的数量 由图可知 a的数量少 分解的落叶量最多 b次之 c数量最多 分解的落叶量最少 由此可推知 分解落叶的能力a b c 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 方法体验利用 拼图法 解决能量流动中的难题 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 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 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 解析由于消费者的总能量属于生产者同化的总能量的一部分 因此b c项的说法都不正确 随着食物链的延长 能量逐级递减 因此食物链越长的生态系统中 储存在生物体内的能量越少 乙生态系统中营养级的数量多于甲生态系统 因此乙生态系统中现存的消费者的总能量小于甲生态系统中现存的消费者的总能量 答案a体会能量流动中传递效率的相关计算需注意 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 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 计算某一生物所获得的最多 最少 的能量规律 设食物链为a b c d 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 选最短食物链选最大传递效率20 最少消耗 获得最多 最多消耗 获得最少 选最长食物链选最小传递效率10 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 易错警示对物质循环过程不理解 不会识别相关图解 a 大气中的气