【三维设计】高中生物一轮复习 第四单元 第一讲 生态系统的结构与能量流动课件 新人教版必修3.ppt

明考向 第四单元生态系统与环境保护 忆教材 研考点 提能力 高考随堂体验 课时活页作业 第一讲生态系统的结构与能量流动 一 生态系统的组成成分 填表 1 无机环境 即非生物的 2 生物群落 物质和能量 自养 细菌和真菌 基石 活跃 1 生产者都是自养生物吗 自养生物也都是生产者吗 提示 生产者都是自养生物 自养生物也都是生产者 2 细菌都是分解者吗 举例说明 提示 细菌不一定都是分解者 如硝化细菌就是生产者 想一想 二 食物链和食物网 连线 三 能量流动的过程 填空 1 概念理解 固定太阳能总量 化学能 食物链和食物网 化学能 热能 2 过程图解 1 流入某一营养级的能量最终去向有哪些 最高营养级除外 提示 有三个去向 一是自身呼吸消耗 二是被下一营养级利用 三是被分解者利用 2 某一营养级能量的摄入量 同化量和粪便量之间有怎样的关系 提示 摄入量 同化量 粪便量 悟一悟 四 能量流动的特点和意义 判断正误 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 能量金字塔可以出现倒置现象 4 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 高效利用能量 5 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 1 生态系统的成分 2 生态系统的营养结构 1 模型图示 2 相关说明 由于第一营养级一定是生产者 因此一种动物在某一食物链中的营养级 消费者级别 1 如兔是初级消费者 第二营养级 某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物 不代表单个生物个体 也不一定是一个种群 同一种消费者在不同食物链中 可以占有不同的营养级 如狼分别是第三 第四营养级 在食物网中 两种生物之间的种间关系可出现多种 如狼和狐既是捕食关系 又是竞争关系 食物链 网 中各营养级生物数量的变动 1 处于食物链的第一营养级生物减少的情况 第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少 即出现连锁反应 因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源 2 天敌 减少的情况 天敌 减少 则被捕食者数量增加 但随着其数量的增加 种内斗争加剧 种群密度下降 直到趋于稳定 但最终结果比原来数量要大 3 中间 营养级生物减少的情况 如右图所示食物网中 青蛙突然减少 则以它为食的蛇也将减少 鹰就要过多地捕食兔和食草鸟 从而导致兔 食草鸟减少 因为鹰不只捕食蛇一种生物 它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变 4 特殊情况 在食物网中 当某种生物因某种原因而大量减少时 对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时 应以中间环节少的为分析依据 特别提醒 生产者比消费者稳定得多 当某一种群数量发生变化时 一般不考虑生产者数量的增加或减少 生态系统成分的误区类型与特例 1 2012 南通质检 下列有关生态系统组成成分的叙述 正确的是 a 太阳光来源于地球以外 不属于生态系统的成分b 硝化细菌是自养生物 在生态系统中属于生产者c 病毒是异养生物 在生态系统中属于分解者d 蚯蚓是需氧生物 在生态系统中属于消费者 解析 太阳光属于非生物的物质和能量 属于生态系统的成分 病毒营寄生生活 但自身不能独立进行代谢活动 蚯蚓为分解者 答案 b 2 下图是一个陆生生态系统食物网的结构模式图 下列各项叙述 正确的是 a 图中含有两个及以上营养级的生物有乙 己 丁 庚 辛b 同时存在竞争和捕食关系的只有丙和乙 丁和辛c 若丙种群的数量下降10 则辛种群的数量将会发生明显的变化d 此食物网中共有14条食物链 若增加 甲 戊 这一关系 则其食物链增加4条 解析 根据图示可知 既存在捕食关系又存在竞争关系的除丙和乙 丁和辛外 还有乙和丁 在复杂的食物网中 丙的种群数量增多或减少 对最高营养级辛种群的数量影响不大 增加 甲 戊 这一关系 食物链仍为14条 图中含有两个及以上营养级的生物有乙 己 丁 庚 辛 答案 a 能量流动的过程图解生态系统的能量流动过程 可以概括为下图 每一营养级能量来源与去路 定量定时 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 a 自身呼吸消耗 b 流入下一营养级 c 被分解者分解利用 d 未被自身呼吸消耗 也未被下一营养级和分解者利用 即 未利用 如果是以年为单位研究 这部分的能量将保留到下一年 1 动物同化的能量不等于摄入的能量动物同化的能量 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 例如蜣螂利用大象的粪便获得能量 就不能说蜣螂获得了大象的能量 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 属于上一营养级的未被利用的部分 3 2012 宁波八校联考 科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析 得出了能量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示 能量以种群的质量表示 下列叙述正确的是 被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分 在食物链中 蜘蛛至少位于第三营养级 图中x代表用于蜘蛛生长 发育和繁殖的能量 根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率a b c d 解析 被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分 蜘蛛是肉食动物 至少是次级消费者 位于第三营养级 图中x是同化量中除去呼吸消耗的 代表用于蜘蛛生长 发育和繁殖的能量 猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率是用蜘蛛的同化量除以猎物种群的同化量 储存在猎物种群有机物中的能量不是猎物种群的同化量的全部 所以不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率 答案 a 4 某同学绘制了下图所示的能量流动图解 下列叙述正确的是 a 生产者固定的总能量可表示为 a1 b1 c1 a2 b2 c2 d2 b 由生产者到初级消费者的能量传递效率为d2 w1c 初级消费者摄入的能量为 a2 b2 c2 d w1 d1 d2 解析 由图可知 w1为生产者固定的太阳能 d1为初级消费者同化的能量 w1 a1 b1 c1 d1 d1 a2 b2 c2 d2 由于呼吸作用消耗部分能量 所以w1 d1 d2 答案 a 2 能量传递效率 三种生态金字塔的比较 生态系统中能量传递相关计算 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 1 设食物链a b c d 分情况讨论如下 已知d营养级的能量为m 则至少需要a营养级的能量 m 20 3 最多需要a营养级的能量 m 10 3 已知a营养级的能量为n 则d营养级获得的最多能量 n 20 3 最少能量 n 10 3 2 在食物网中分析 如在中 确定生物量变化的 最多 或 最少 时 还应遵循以下原则 食物链越短 最高营养级获得的能量越多 生物间的取食关系越简单 生态系统消耗的能量越少 如已知d营养级的能量为m 计算至少需要a营养级的能量 应取最短食物链a d 并以20 的效率进行传递 即等于m 20 计算最多需要a营养级的能量时 应取最长的食物链a b c d 并以10 的效率进行传递 即等于m 10 3 3 在食物网中 某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量 则按照单独的食物链进行计算后再合并 5 右图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 下列叙述正确的是 a 是初级消费者b 为分解者c e1为太阳能 e2为热能d 能量可在食物链中循环利用 解析 依题意 是生产者 是初级消费者 是次级消费者 三级消费者 e1为生产者利用的能量 应是太阳能 e2为各营养级的生物释放出的能量 应为热能 答案 c 6 在右图食物网中 a表示动物性食物所占比例 若鸟要使体重增加x 至少需要生产者的量为y 那么x与y的关系可表示为 a y 90 xa 10 xb y 20 xa 5xc y 20 xa 5xd y 100 xa 10 x 解析 根据能量流动效率为10 20 如果能量流动效率为20 则y为 xa 20 20 x 1 a 20 20 xa 5x 如果能量流动效率为10 则y为xa 10 10 x 1 a 10 90 xa 10 x 所以20 xa 5x y 90 xa 10 x 答案 c 例1 2011 山东高考改编 6月5日是世界环境日 2011年我国的世界环境日主题是 共建生态文明 共享绿色未来 草原是绿色生态环境的重要组成部分 某草原生态系统的食物网如右图所示 1 图中食物网较简单 因此 该草原生态系统的 能力较差 其 稳定性也相应较低 除图中所示的生物类群外 该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行 2 如果图中草能提供10000kj的能量 营养级间的能量传递效率为10 20 那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是 kj和 kj 若去除蛇 且狐的数量不变 则草原容纳鹰的数量会 若外来生物入侵该区 则会导致该草原的 锐减或丧失 3 影响图中兔种群数量变化的种间因素是 和竞争 若某年兔种群的k值为1000只 且1只兔和4只鼠消耗的草量相等 其他条件不变的情况下 次年鼠的数量增加400只 则兔种群的k值变为 只 用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时 若部分标记个体迁出 则导致调查结果 填 偏高 或 偏低 4 草原干旱时 兔摄取水分减少 体内细胞外液渗透压 引起 渗透压感受器兴奋 增加抗利尿激素的释放 进而引起 对水的重吸收增加 减少排尿量 以保持体内水平衡 解析 本题主要考查生态系统及其稳定性 水平衡的调节等知识点 意在考查运用所学知识与观点 通过比较 分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释 推理 作出合理判断 得出正确结论的能力 1 生态系统的营养结构越简单 自我调节能力越差 抵抗力稳定性就越低 该生态系统的成分除了图所示生产者 消费者外 还应该包括分解者和非生物的物质和能量 但因题中要求的是生物组成成分 故只答分解者 2 在生产者能量一定的情况下 鹰所能够得到的能量最低值应沿最长食物链 能量传递效率按10 计算 鹰所能够得到的能量最高值应沿最短食物链 能量传递效率按20 计算 如果除去蛇 鹰所占据的营养级就会从原来的第三营养级和第四营养级 变成单一的第三营养级 能量损耗减少 因此草原容纳鹰的数量会增多 生物入侵会导致生物多样性下降 3 图中兔和鼠是竞争关系 草和兔 兔和鹰 兔和狐是捕食关系 因1只兔和4只鼠消耗的草量相等 故鼠增加400只 所容纳的兔就会少100只 因有部分被标记的个体迁出会使第二次重捕个体中有标记的数量减少 因此调查结果会偏高 4 饮水不足会使细胞外液渗透压升高 引起下丘脑渗透压的感受器兴奋 使下丘脑分泌 垂体释放抗利尿激素增多 从而使肾小管 集合管加强对水分的重吸收 减少排尿量 答案 1 自我调节 或 反馈调节 负反馈调节 抵抗力分解者 2 10400增加生物多样性 或 物种多样性 3 捕食900偏高 4 升高下丘脑肾小管 集合管 1 根据能量传递逐级递减的特点 能量含量越高 营养级级别越低 2 根据能量传递效率10 20 可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右 若能量相差不多 则应列为同一营养级 如据下图1四种生物所同化的有机物的量的比例 可确定其营养结构如图2所示 图1 1 实验原理任何一个生态系统 不论其范围大小 均包含四类成分 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 它们是紧密联系 缺一不可的 这可通过相关实验予以探究 2 实验方法设置以生态系统成分为单一变量的对照实验 1 对照组 包含四类成分的完整生态系统 2 实验组 分别设置缺乏四类成分中某种成分的实验组 3 实验结果与实验组相比 对照组成分最齐全 生态系统功能最完善 最稳定 其中的消费者存活时间最长 4 实验结论生态系统各种成分各具独特功能 在生态系统中不可或缺 例2 生态系统的成分包括非生物的物质和能量 生产者 消费者和分解者四部分 其中非生物的物质和能量 生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位 为验证其重要性和不可缺少性 某生物课外活动小组在老师的指导下 进行了如下实验设计 一 实验过程如下图所示 取同样形状 同样体积的锥形瓶三个 分别标记为1 2 3号 均加等量的水 3号加少许河泥 再在1 2 3中加入同样一尾的金鱼 2 3中加入等量的金鱼藻 均用橡胶塞塞紧 然后放在阳光下 记录结果如下表所示 1 1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有 2 2号和3号锥形瓶相比较 2号锥形瓶中的金鱼存活的时间较短 主要是说明 是生态系统成分中不可缺少的 3 两个锥形瓶的实验结果相比较 说明生产者是生态系统成分中不可缺少的 4 3号锥形瓶的金鱼最后也死亡 其主要原因是 二 请继续设计实验探究阳光 能量 对生态系统的影响 方法步骤 第一步 取同样形状同样体积的第4号锥形瓶 第4号锥形瓶的设计处理应该与 号锥形瓶作对照 第二步 第三步 观察记录瓶中金鱼生存的时间 推测最可能的实验结果 解析 一 从题中信息可知1 2 3号锥形瓶相比较 相同的非生物因素有阳光 水 空气 温度 2号与3号瓶的差别是缺少河泥 内含微生物 因此证明分解者是生态系统中不可缺少的成分 一个生态系统能长期维持下去的关键是生产者所制造的有机物大于或等于生态系统消耗的有机物 此生态瓶中 金鱼藻制造的有机物满足不了金鱼的消耗 最后导致金鱼死亡 二 3号瓶有生态系统的各种成分 因此4号瓶除了进行遮光处理外 其他条件应该与3号瓶完全相同 由于4号瓶不能通过光合作用制造有机物 因此金鱼的生存时间应该比3号瓶时间短 答案 一 1 阳光 水 空气 温度 2 分解者 3 1号和2号 4 金鱼藻固定的太阳能不足以满足金鱼生存所需的能量 二 第一步 3第二步 对第4号锥形瓶作遮光处理推测最可能的实验结果 第4号锥形瓶中金鱼生存的时间比第3号锥形瓶中金鱼生存的时间短 高考随堂体验 1 2010 海南高考 有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭 利用鸭控制稻田中的杂草和害虫 鸭粪用作肥料 下列关于该模式的叙述中 错误的是 a 杂草和水稻是生产者b 鸭与害虫的种间关系为捕食关系c 杂草和水稻的种间关系为竞争关系d 水稻 鸭 害虫和杂草组成了一个农田生态系统 解析 农田生态系统除包含水稻 鸭 害虫 杂草等动植物外 还包括各种微生物及无机环境 答案 d 2 2010 江苏高考 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 解析 a项是从人体物质代谢的角度来描述的 直接以低营养级的生物为食 由于能量传递经过的营养级少 损失的能量少 可利用的能量应该较多 c项是从生态系统中能量流动的角度合理解释题干中的观点 d项是从营养的角度而不是从生态学的角度来进行解释的 答案 c 3 2010 山东高考 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 解析 恒温动物需要消耗更多的能量维持体温 所以有机物质积累量 较少 其 值一般低于变温动物 哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为 未获取量 食肉动物与食草动物的 值大小无法比较 值越高 说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量 有利于提高动物的生长量 答案 c 4 2009 广东高考 下图为南极某海域的食物网 据图判断正确的是 a 此食物网共有6条食物链b 硅藻既是生产者 又是分解者c 磷虾在不同食物链上都属于同一营养级d 严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大 解析 此食物网有9条食物链 硅藻属于生产者 不是分解者 由图中可以看出磷虾位于第二营养级 生产者遭到破坏对食物网的影响最大 答案 c 5 2011 海南高考 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是有利的c 生态系统的食物链中营养级越高的