高中生物总复习 第4单元 第2讲生态系统的能量流动生态系统的物质循环 新人教版必修3.ppt

第二讲生态系统的能量流动生态系统的物质循环 一 能量流动1 概念 生态系统中能量的 传递 和散失的过程 2 过程 1 输入途径 主要是生产者的 2 起点 从生产者固定太阳能开始 3 途径 输入 转化 光合作用 食物链和食物网 4 过程 3 特点 1 单向流动 能量流动只能从第一营养级流向第二营养级 再依次流向后面的各个营养级 不可逆转 也不可流动 2 逐级递减 能量在沿食物链流动的过程中是的 传递效率大约为 3 能量金字塔 将单位时间内各个营养级所得到的数值由低到高绘成图 可形成一个金字塔图形 循环 逐级 递减 10 20 能量 4 意义 1 帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使得到最有效的利用 2 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系 使能量持续高效地流向的部分 能量 对人类最有益 1 能量流动的过程分析 1 能量的输入 2 能量的传递 传递途径 食物链和食物网 传递形式 有机物中的化学能 传递过程 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 a 自身呼吸散热消耗 b 流入下一营养级 c 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 3 能量的转化太阳能 有机物中的化学能 热能 最终散失 4 能量的散失 形式 热能 热能是能量流动的最后形式 特别提醒 消费者摄食的能量等于消费者同化的能量加上粪便中的能量 粪便中的能量属于上一营养级的遗体 消费者同化的能量即是上一营养级流向该消费者的能量 也就是该营养级的总能量 2 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通过细胞呼吸以热能的形式散失掉 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 3 生物金字塔类型 特别提醒 1 能量金字塔不会出现倒置现象 2 数量金字塔可出现倒置现象 如树林中 树 昆虫和食虫鸟三者形成的数量金字塔可出现倒置现象 1 根据图示的食物网 若黄雀的全部同化量来自两种动物 且蝉和螳螂各占一半 则当绿色植物增加g千克时 黄雀增加体重最多是 a g 75千克b 3g 125千克c 6g 125千克d g 550千克 解析 根据生态系统能量流动的最高传递效率20 设黄雀增加体重x千克 则根据题意可列出计算式 5 x 2 5 5 x 2 5 g x g 75千克 答案 a 二 物质循环1 概念 组成生物体的c h o n p s等元素 都不断进行着从到生物群落 又从到无机环境的循环过程 这里所说的生态系统是指 因此又称为生物地球化学循环 2 特点 全球性 物质可被反复利用 无机环境 生物群落 生物圈 3 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 具全球性 可循环利用 co2 co2 含碳有机物 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 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 实现碳在生物群落和无机环境之间循环的关键是生产者和分解者 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 3 能量流动与物质循环的关系 2 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 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 因此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 答案 c 对碳循环示意图辨析不清 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 据图判断a b c d各代表哪种成分 先根据双向箭头确定a和b应为生产者和非生物物质和能量 不能写 无机环境 也不能写 生物类别 再根据a c确定c为消费者 剩下d为分解者 解读右图根据 与 之间的双向箭头判断 是生产者 是非生物物质和能量 根据 的碳都流向 可进一步判断 是初级消费者 是次级消费者 是分解者 2010年12月14日 亚洲能源论坛在广州举行 中国政府作出了仍要高强度减排的承诺 低碳经济与绿色生活方式引人关注 根据下图回答问题 1 图1是碳循环示意图 原核生物可能参与其中的 填序号 过程 煤是 高碳 能源 通过燃烧 碳主要以co2的形式进入大气圈 根据图1提出一项实现 低碳 承诺 减少温室效应的关键措施 2 若图1中的生物种群及相互间的食物关系如图2所示 设e种群干物质中蕴藏的能量为1 1010kj b种群干物质中蕴藏的能量为2 108kj d种群干物质中蕴藏的能量是2 5 108kj 当a只捕食c时 能量传递效率按20 计算 则a的能量值是 3 图3是该生态系统中能量流向蛙类后发生的一系列变化示意图 请据图回答相关问题 图3中的a表示蛙同化的能量 则c d表示的含义分别为 当生态系统处于相对稳定状态时 蛙的种群数量一般处于 填 k 或 k 2 值 此时种群数量的增长率为 错因分析 不能正确分析碳循环过程图解中各部分名称 对能量流动和物质循环的关系不能尽量用生物学术语回答 正确解答 1 原核生物在生态系统中既可以是生产者 也可以是消费者和分解者 因此可参与碳循环示意图中的 过程 缓解温室效应主要从两个方面加以考虑 一是减少co2的释放 二是增加co2的吸收 减少co2的释放 主要是减少化石燃料的使用 开发新能源 如太阳能 风能 核能等 替代化石能源 增加co2的吸收 主要是保护植被 大力植树造林 2 根据图2中的食物关系可知 e是生产者 其余生物为消费者 若e种群干物质中蕴藏的能量为1 1010kj b种群干物质中蕴藏的能量为2 108kj d种群干物质中蕴藏的能量是2 5 108kj 那么c种群干物质中蕴藏的能量为 1 1010kj 20 2 108kj 2 5 108kj 15 5 108kj 当a只捕食c时 则a的能量值是 15 5 108kj 20 3 1 108kj 3 图中的a表示蛙同化的能量 则c表示分解者利用的能量 d表示通过呼吸作用散失的能量 当生态系统处于相对稳定状态时 蛙的种群数量一般处于k值 此时种群数量的增长率为0 答案 1 保护植被 大力植树造林 控制 减少 化石燃料的燃烧 减少co2的排放量 开发水能 太阳能等新能源 答案合理即可 2 3 1 108kj 3 分解者利用的能量通过呼吸作用散失的能量k0 1 如图表示某生态系统 部分 的组成及物质和能量流动情况 秃鹫以动物尸体为食 该生态系统中 a m代表光能 n代表热能 p代表无机盐 co2b 共有4条捕食食物链 秃鹫所占有的营养级最多c 图中狼与蚊子之间能量传递效率一般为10 20 d 群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性 解析 题图表示了生态系统物质和能量的流动情况 所以m应表示光能和co2等无机物 n表示生产者和分解者通过呼吸散失的热能和co2 p表示由分解者分解释放的热能和co2 a项错 图中只有1条食物链 秃鹫属于分解者 b项错 蚊子属于寄生生物 狼与蚊子之间的能量传递效率要小于10 c项错 负反馈调节是生态系统稳定性的基础 答案 d 利用 拼图法 巧解能量流动中的难点1 输入第一营养级的能量分析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 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 从第一营养级到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 2 能量传递效率相关计算中的注意事项 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a b c d 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 其规律如下 2 如图1为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况 图中的箭头符号为能量的流动方向 单位为kcal m2 年 图2为某一生态系统的能量金字塔 其中 分别代表不同的营养级 e1 e2代表能量的形式 图3为某生态系统食物网的图解 据图分析不能得出的结论是 a 据图1可知 在入射的有机物中的化学能中 生产者只利用了其中的1 左右b 据图2可知 为分解者 相当于图1中的a 能够利用各营养级转移来的能量c 图3中猫头鹰体重每增加1kg 至少消耗a约25kgd 据图可知 图1中的生产者相当于图2中的 相当于图3中的a 解析 分析图中 数据可知 16000 1500900 1 a项的结论是正确的 根据能量金字塔 图2 的特点 可知 为生产者 为初级消费者 为次级消费者 为三级消费者 能量金字塔中不包括分解者 图3中的a是生产者 d项正确 对于c项 抓住 至少消耗 去解题 当猫头鹰体重增加1kg 全部来自于食物链a b 猫头鹰 且传递效率为20 时 消耗的a最少 1 20 20 25 kg 答案 b 探究土壤微生物的分解作用1 实验假设案例1微生物能分解落叶使之腐烂案例2微生物能分解淀粉2 实验设计与结论 典型例题 探究 土壤微生物对淀粉的分解作用 将取自农田 林地或花盆等处的土壤放入里面垫有纱布的烧杯中 加水搅拌 然后将纱布连同土壤一起取出 将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用 在室温 20 左右 下 放置7d后 分别取a b两烧杯中的溶液2ml 各放入两支试管a1 a2 b1 b2中 回答下列问题 1 上述实验过程中实验组和对照组分别是什么 单一变量是什么 2 a b两试管中加碘液的目的是