——浙科版必修3第六章第3节能量流动和物质循环 学案.doc

第三节能量流动和物质循环1应用：生态系统中的能量流动。(重难点)2应用：生态系统中的碳循环。(重点)3应用：能量流动和物质循环的关系。生 态 系 统 中 的 能 量 流 动1含义：指在生态系统中，能量不断沿着太阳植物植食动物肉食动物顶位肉食动物的方向流动的过程。2过程(1)起点：一般起源于生产者固定的太阳能。(2)流动途径：沿食物链和食物网进行。(3)转化：把太阳能转化为生物体内有机物中的化学能贮存下来。(4)耗散：以热的形式散失到周围空间。(5)过程模式图(6)特点：单向的、不可逆。逐级递减。探讨：输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的还是其同化的？提示：是同化的能量。探讨：判断“一只老虎捕食了一只野兔，则野兔的全部能量都流向了老虎”的对错，并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系？提示：错，还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在；同化的能量消费者摄入的能量粪便中的能量。探讨：某同学绘制如图所示的能量流动图解(其中w1为生产者固定的太阳能)，据图讨论以下问题：(1)由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为多少？流入初级消费者的能量为多少？(用图示字母表示)提示：d1/w1，d1a2b2c2d2。(2)此图解体现能量流动有何特点？提示：单向流动、逐级递减。1生态系统能量流动过程分析(1)能量的来源：太阳能。(2)能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始。(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。(4)能量流动的渠道：食物链和食物网。(5)能量的转化：太阳能生物体内有机物中的化学能热能。(6)能量的散失：通过呼吸作用以热能的形式散失。2能量流动的特点分析(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以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，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。各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。(3)能量传递效率：约10%，即输入某一营养级的能量中，只有约10%的能量流入到下一个营养级。计算方法为：能量传递效率100%。1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【解析】能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，a正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，b正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，c正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，d错误。【答案】d2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通过兔的呼吸作用释放的能量b通过兔的粪便流入到分解者体内的能量c通过狐的粪便流入到分解者体内的能量d流入到狐体内的能量【解析】兔经同化作用所获得的能量，有三条去路：一是通过呼吸作用以热能的形式释放；二是兔自身的生长发育，然后被下一个营养级即狐摄入，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，属于兔的能量，而不是狐的能量；三是未被狐摄入的能量。兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。【答案】b3如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是 () 【导学号：24890046】a能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kjb从乙到丙的能量传递效率为15%c将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率d食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能为1752008751 250 kj；从乙到丙的能量传递效率为30200100%15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。【答案】c生 态 系 统 中 的 物 质 循 环1过程2特点(1)周而复始，往复循环。(2)参与循环的物质数量恒定，而且可以重复利用。3碳的全球循环(1)基本路线图解(2)海洋能调节大气中的co2含量。当大气中co2含量偏高时，就会溶于海水中；当偏低时就释放出来，使之恢复到原来的平衡状态。(3)碳循环平衡失调：因人类能源消费，破坏了陆地、海洋和大气之间二氧化碳交换的平衡，导致大气中二氧化碳含量的持续增加。探讨：大气中的co2通过哪些途径进入生物群落？生物群落中的有机碳通过哪些途径形成co2释放到大气中？提示：光合作用、化能合成作用。动植物的呼吸作用，微生物的分解作用，煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。探讨：使用农药ddt(难降解)的只有一小部分地区，可是远在南极的动物体内也发现了ddt，这说明物质循环具有什么特点？提示：全球性。探讨：下图是自然界碳循环的简图，据图分析下列有关问题：(1)图中的甲、乙、丙分别是什么？、分别表示什么过程？提示：分解者、消费者、生产者。通过分解者、生产者、消费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为co2，返回大气中。(2)大气中co2进入生物群落的主要途径是什么？(用图中代号表示)提示：。碳循环模式图中生态系统成分的判断(1)首先双向箭头的两端分别是生产者和大气中的co2，因为只有生产者既能通过光合作用或化能合成作用从大气中吸收co2，又能通过呼吸作用向大气中释放co2，因此只有生产者与大气中的co2之间具有双向箭头(如图1中的a与b、图2中的a与c、图3中的a与e、图4中的a与b)。(2)在此基础上，其他成分都有箭头指向的为大气中的co2，因为生产者、消费者、分解者都可通过呼吸作用向大气中释放co2(如图1中的b、图2中的c、图3中的a、图4中a)，双向箭头的另一端则为生产者(如图1中的a、图2中的a、图3中的e、图4中的b)。(3)除大气中的co2外其他生物成分都有箭头指向的为分解者，因为动植物的遗体遗物都要被分解者分解(如图1中的d、图2中的e、图3中的c、图4中d)，剩下的成分为消费者(如图1中的c、图2中的b、d，图3中的b、d、f，图4中的c)。1关于物质循环的叙述正确的是()a生产者与无机环境之间可以直接进行碳循环b消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环c物质循环沿着食物链进行d不同的生态系统的物质循环在生态系统范围内独立地进行【解析】消费者体内的碳能通过呼吸作用进入无机环境，但无机环境中的碳不能直接进入消费者体内。【答案】a2生态系统中c、n等元素流动的特点是()单向的循环的逐级递减反复出现，由一种形式转化成另一种形式abcd【解析】生态系统中物质循环是指元素的循环，在生态系统中物质循环的特点是循环的，反复出现的，由一种形式转化成另一种形式。【答案】d3下图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述中，正确的是() 【导学号：24890047】a1和2包含着所有种群构成的群落b3代表的生物一定是原核生物c代表光合作用，代表呼吸作用d4可以表示大气中的co2【解析】从题图中可解读出如下信息：在该生态系统中，4代表非生物的物质和能量，1代表生产者，2代表消费者，3代表分解者。1、2、3包含的所有种群才构成群落。分解者可以是原核生物，如细菌，也可以是真核生物的真菌或小型的动物(蚯蚓)。代表摄食活动，可以代表呼吸作用。【答案】d物 质 循 环 与 能 量 流 动 的 区 别 与 联 系1区别：物质循环的特点不同于能量流动，物质可以被生物群落反复利用，而能量流动是单向的，逐级递减的，是不循环的。2联系：生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，并且二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。使生态系统的各组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。探讨：既然氮元素在生物群落和无机环境之间也是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥？提示：物质循环是指在生物圈范围内物质是循环的。农田中不断有粮食产出，基本元素不断地被输出，所以要不断地施加氮肥。探讨：生物圈在物质上是一个自给自足的系统吗？为什么？在能量上呢？提示：在物质上是。因为生物圈是指地球上所有生物与其无机环境的总和，是可通过物质循环实现物质上自给自足的系统。生物圈在能量上不是一个自给自足的系统，因为能量是不可循环的，必须依赖太阳能的不断输入。探讨：下图是某生态系统的结构模式图，该图中只表示物质流向的箭头是哪些？可表示能量流动的箭头有哪些？(用图中的数字标号表示)提示：和；、和。能量流动和物质循环的关系项目能量流动物质循环形式光能化学能热能化学元素(无机物有机物无机物)特点单向流动、逐级递减往复循环范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系同时进行，相互依存，不可分割。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图示1下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述中，不正确的是() 【导学号：24890048】a生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程称为生态系统的能量流动b生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落c物质是能量的载体，生态系统的能量是伴随物质而循环利用的d物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，两者同时存在，不可分割【解析】物质是能量的载体，能量流动则伴随着物质循环，能量流动又是物质循环的动力，但能量流动是单向的，不能循环利用。【答案】c2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%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【解析】蓝藻水华现象与水体中n、p增多而引起蓝藻大量繁殖有关，体现了物质的利用，未体现出能量流动的特点，a错误；生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用)，b错误；食物链各营养级中10%的能量流向下一营养级，c错误；无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用，d正确。【答案】d1在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是() 【导学号：24890049】a光能化学能热能b热能光能化学能c化学能光能热能d光能热能化学能【解析】在生态系统中，绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。【答案】a2下图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是()a流经该生态系统的总能量为abb以热能形式散失cc用于自身生长发育繁殖d若d为下一个营养级同化的能量，则d的量是c的10%【解析】若d为下一营养级同化的能量，则d的量是a的10%。【答案】d3“哥本哈根气候变化大会”引起了人们对温室气体排放的关注，大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是 ()a生物群落内部进行碳循环的物质形式是co2b参与过程的生物只有消费者和分解者c不能通过增强过程减少大气中co2的含量d开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对过程的依赖【解析】生物群落内部碳元素以有机物的形式循环；过程指的是生物群落内部生产者、消费者、分解者通过细胞呼吸作用释放co2；可以通过增强过程减少空气中co2的含量；开发新能源能减少人类对化石燃料的使用。【答案】d4.右图是一个农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述中，错误的是 ()a微生物能利用农作物通过光合作用储存的能量b沼气池中的微生物是该生态系统的分解者c沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用d多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率【解析】在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，故c项错误。该系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项a、b正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用效率，选项d正确。【答案】c5下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中a、b、c代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用，请回答：(1)请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内，这部分能量是_所固定的太阳能。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为_%。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是_。(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量被_；上个营养级的部分能量_；还有少量能量被_利用。【解析】流入生态系统的总能量所有生产者所固定的太阳能的总量；某一营养级的总能量呼吸作用释放的能量流入到下一营养级的能量流向分解者的能量未被任何生物利用(如燃烧)的能量；能量转化(利用)率上个营养级流到下个营养级的能量上个营养级的总能量100%。另外，还要明白能量逐级递减的原因是每一营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当