高考生物一轮复习 第33讲 生态系统的能量流动和物质循环课件 新人教版必修3.ppt

必修 稳态与环境 第二章生物与环境 第33讲生态系统的能量流动和物质循环 Z整合核心考点 1 能量流动的过程 2 流动过程 能量流动的渠道是 能量散失的途径是 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 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 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 2 能量流动的特点及意义 1 能量传递效率是指相邻两个营养级之间的比值 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 同化量 10 20 各个营养级 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 2015 福建理综 如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 答案B 2 如图为草原生态系统的能量流动图解模型 A B C分别表示流入各营养级生物的能量 D E F分别表示各营养级生物用于生长 发育 繁殖的能量 G H I分别表示草 兔子 狼呼吸作用消耗的能量 J K L分别表示流入分解者的能量 下列说法中 正确的是 A 图中A D B E C FB K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量C 食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D 第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E D 解析图中应是A D B E C F 食物链中能量最少的是狼所处的营养级 第一营养级与第二级间的能量传递效率是B A 答案B 3 下图1为生态系统中食物链所反映的能量流动情况 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 在入射的太阳能中 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1数据可知 16000 1500900 1 A项正确 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 B项错误 当猫头鹰体重增加的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 为1 20 20 25 kg C项正确 据图可知 图2中的 与图3中的A均为生产者 D项正确 答案B 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 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 是未被该营养级利用的能量 含在上一营养级同化能量的80 90 中 后者则归于该营养级 是该营养级所同化的能量中的一部分 含在上一营养级传递来的10 20 的能量中 3 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 4 生态系统中不同营养级 或生物体 能量或重金属污染物调查结果表1 表2 1 表1是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果 表中A B C D分别表示不同的营养级 Pg表示生物同化作用固定能量的总量 2 根据A B C D不同营养级所含能量多少和能量流动特点 可判断表1中的食物链是B D A C 3 表2是某生态系统中生物体内残留有机汞的情况 重金属污染物沿食物链随营养级增加逐级富集 因此 根据表中数据可判断 表2中的食物链是 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 特别提醒 1 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 2 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 天然生态系统则必须当能量状况表现为金字塔形状时 方可维持生态系统的正常运转 从而维持生态系统的稳定性 1 2015 宝鸡质检 如图表示某一生态系统的能量金字塔 其 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 和 是实现物质循环的关键生态成分B 该图所示的食物网只有1条食物链 C E1表示的能量主要是通过光合作用所固定的能量D 能量可在食物链中循环利用 解析图中 代表生产者 则E1表示的能量主要为生产者通过光合作用固定的能量 和 都代表消费者 实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者 每一营养级的生物种类可能有很多 该图所示的食物网可能由很多条食物链组成 生态系统中能量流动是单向的 能量不能循环利用 答案C 2 图a b分别为农村和城市生态系统的生物量 生命物质总量 金字塔示意图 下列叙述正确的是 A 两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系B 两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成C 城市生态系统不具有自我调节能力 抵抗力稳定性低D 流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能 解析本题考查人工生态系统相关问题 生态系统中种间关系的调节离不开信息传递 故A项正确 两个生态系统中的动物都有若干种 这些动物可能处于不同的营养级 故B项错误 任何生态系统都有一定的自我调节能力 城市生态系统营养结构简单 抵抗力稳定性低 故C项错误 自然生态系统 生物所需能量均来自本系统中生产者固定的太阳能 城市生态系统的能量主要来源于其他生态系统 故D项错误 答案A 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 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 CO2 主要是含碳有机物 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 CO2 气温升高 1 实现碳循环的关键环节 生态系统成分 是什么 提示生产者和分解者 2 下图表示某池塘生态系统中碳循环模式图 过程中碳的传递形式分别是什么 该生态系统的营养关系复杂程度主要取决于哪一过程 提示CO2 含碳有机物 1 下图是生态系统中碳循环示意图 其中 表示碳的流动方向 下列叙述不正确的是 A 在碳循环过程中 同时伴随着能量流动B 由于某种原因造成图中E生物数量大量减少 推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是D增多 F减少C 该生态系统的消费者包括图中的D E F BD 在A C过程中碳主要以CO2的形式进行循环 在F B过程中以含碳有机物的形式进行流动 解析分析图形 A B D E F均有箭头指向C 则C是无机环境中的二氧化碳库 A C之间为双向箭头 A为生产者 A D E F均有箭头指向B 则B为分解者 D E F为消费者 图示中包含的食物链为A D E F 故E减少 短时间内D增多 F减少 碳在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环 在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动 答案C 2 如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图 其中箭头表示碳的传递方向 字母表示碳传递途径 则下列叙述错误的是 A 碳从植物体流入动物体的主要形式是含碳有机物B a途径是通过光合作用实现的 b d g途径是通过细胞呼吸实现的C 碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行D 如果图中的字母表示碳元素传递的数量 植物正常生长 则夏季a b c e之间的关系可表示为a b c e 解析a代表植物的光合作用 b d g代表生物的呼吸作用 c代表捕食 e f代表动植物的残枝败叶 遗体和粪便被分解者利用 夏季植物正常生长 a b c e D错误 答案D 碳循环模式图1 图3 图4均表示物质循环模式图 根据 双向箭头 及碳的流向特点 可判断出字母所代表的生态系统中的成分 T突破考疑考技 1 混淆 同化量 摄入量 粪便量 1 摄入量 同化量 粪便中能量不属本营养级同化量而属 上一营养级的同化量中流入分解者的能量的一部分 2 流入某一营养级的能量是指该营养级生物的同化量 而不是摄入量 摄入量 同化量 及 粪便 关系如下 以草 兔 狐 狼为例 图中A B C均属流向分解者的能量 但A B均属 草的同化量 只有C才属兔的同化量 在计算能量传递效率时 一定要以二个营养级的同化量相比 2 错将 相邻两营养级 的传递效率等同于 相邻两个生物个体 间的传递效率能量传递效率是指 相邻两营养级 间的传递效率 即下一营养级全部生物同化量 上一营养级全部生物同化量 100 而不是相邻营养级中个体间的传递效率 如 一只狼 捕获 一只狐 时 应获得了狐的 大部分能量 而不是获得 10 20 的能量 3 错将能量 传递效率 等同于 能量利用效率 1 能量传递效率 能量在沿食物链流动的过程中 逐级递减 若以 营养级 为单位 能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10 20 其计算公式为能量传递效率 下一营养级同化量 上一营养级同化量 100 2 能量利用效率 通常考虑的是流入人类可利用部分的能量 即流入目标环节的能量 占生产者能量的比值 生态工程中常通过建 沼气池 蘑菇房 等实现废物资源化 这就是提高了能量利用率 原料 产品 原料 产品 的无废弃物生产模式正是实现物质循环再生 能量多级利用的典型模式 该模式具有少消耗 多效益 可持续的特点 提高了能量利用率 但并未提高能量 传递效率 此外 能量流动永远是单向的 不循环的 能量最终均以热能形式散失于系统中 不能被 循环利用 4 微生物的分解作用与多种环境因素有关 其中温度和水分最为重要 所以生态系统中土壤残存有机物量 不能只看输入多少 更要看微生物的分解能力强弱 土壤微生物活动旺盛 有机物分解较彻底 则土壤中残存的有机物就很少 而一些土壤微生物活动较弱的生态系统 虽然土壤输入有机物量较少 但由于分解少 反而土壤中残存的有机物较多 如东北的黑土地就是这样形成的 1 考题诊断 1 2016 南京市高三质量检测 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 2013 天津高考T3A 光合作用推动碳循环过程 促进了生物群落中的能量循环 3 2012 四川高考T31 3 若在农田周围合理植树 可控制鼠害 从而帮助人们合理地调整该生态系统中的能量流动关系 使人们从中更多获益 4 2012 海南高考T21C 生态系统的食物链中营养级越高的生物 其体型必然越大 5 2015 云南诊断 驱动整个生态系统运转的能量主要来源于绿色植物固定的太阳能 6 2013 四川高考T6B 稻田生态系统中 防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率 2 易错诊断 1 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 2 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量 3 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 4 碳的循环在生物群落内部是以CO2的形式进行的 5 碳循环的进行伴随着能量流动 但由于生物体不能在代谢中利用热能 所以能量流动具有单向流动 逐级递减的特点 1 2015 四川理综 在适宜温度和大气CO2浓度条件下 测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标 见下表 下列分析正确的是 光补偿点 光合速率等于呼吸速率时的光强 光饱和点 达到最大光合速率所需的最小光强 A 光强大于140 mol m 2 s 1 马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B 光强小于1255 mol m 2 s 1 影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度C 森林中生产者积累有机物的能量总和 即为输入该生态系统的总能量D 在群落演替过程中 随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加 解析本题主要考查光合作用及群落演替的相关知识 光照强度大于140 mol m 2 s 1时 马尾松幼苗叶肉细胞产生的O2除供给线粒体利用外 还有一部分释放出去 A项错误 光照强度小于1255 mol m 2 s 1时 影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度 B项错误 森林中生产者固定的全部太阳能是输入该生态系统的总能量 C项错误 由表中数据可知 青冈的光补偿点和光饱和点最低 在群落演替过程中 随着林冠密集程度增大 青冈的种群密度将会增加 D项正确 答案D 2 2015 天津理综 如图表示生态系统 群落 种群和个体的从属关系 据图分析 下列叙述正确的是 A 甲是生物进化的基本单位B 乙数量达到环境容纳量后不再发生波动C 丙是由生产者和消费者构成的D 丁多样性的形成受无机环境影响 解析本题考查生物进化 生态系统的结构和生物多样性等相关知识 意在考查考生的识图能力和理解能力 分析题图可知 甲 乙 丙和丁分别表示个体 种群 群落和生态系统 生物进化的基本单位是种群 乙 A项错误 种群数量达到环境容纳量后在K值上下波动 保持相对稳定 B项错误 群落是由生产者 消费者和分解者构成的 C项错误 生态系统多样性的形成与无机环境密切相关 D项正确 答案D 3 2016 山东青岛模拟 某草原生态系统一条食物链A B C中 各种群对能量的同化 利用 传递等数量关系如下表 已知该生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦 但其中149875百万千焦的能量未被生产者固定 下列有关叙述正确的是 单位 百万千焦 A 种群A B C构成了该生态系统的生物群落B 种群B个体数量的变化是种群C对其选择捕食的结果C 能量从B到C的传递效率为12 D 种群A的净同化量为59 5百万千焦 解析种群A B C是群落中的一部分 不能构成群落 种群B个体数量的变化是由于种群C对其捕食 营养 气候等条件的共同影响 能量从B到C的传递效率为2 14 0 14 3 种群A的净同化量为3 0 15 0 41 5 59 5百万千焦 答案D 解析由图可知 a是生产者 b是非生物的物质和能量 c是消费者 d是分解者 群落包含该区域内所有的生物 包括生产者 消费者和分解者 A项错误 c1 c2 表示食物链 它本身是单向的 故碳元素在其中的流动也是单向的 碳元素在其中的传递形式是有机物 B项正确 d表示分解者 有些动物如蚯蚓 蜣螂等也是分解者 C项错误 能量的流动方向是单向的 D项错误 答案B 5 2016 名校示范卷 如图表示A B两个特定生态系统的能量金字塔 有关解释正确的是 一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 能量沿食物链单向流动 传递效率随营养级的升高而逐级递减 若A和B中玉米的数量相同 A能养活10000人 则B至少能养活500人 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则A中的人比B中的人体内污染物浓度低A B C D 解析本题考查生态系统的能量金字塔的分析 错误 因不知道两人的食物量 一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较 错误 能量沿食物链单向流动 随营养级的升高而逐级递减 但传递效率不一定递减 正确 若A和B中玉米的数量相同 设养活一人消耗能量为m 如A能养活10000人 对应的玉米能量至少是50000m 同样数量的玉米 B中至少养活的人数是50000 10 10 500人 正确 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则生态系统A中的人比B中的人体内污染物浓度低的原因是由于生物的富集作用 答案D 6 2016 吉林普通中学期末检测 如图1为自然生态系统的能量金字塔 图2为城市生态系统的能量金字塔 以下解释不正确的是 A 图1中食肉动物的体积约为食草动物体积的1 10 1 5B 图2中 流经该生态系统的总能量是该生态系统中所有生产者固定的太阳能总量C 图1生态系统受到DDT农药污染 污染物浓度含量最高的是食肉动物D 图2表示的生态系统一旦人的作用消失 该生态系统会很快退化 解析考查生态系统的能量流动知识 城市生态系统是一个高度开放的生态系统 植物固定的太阳能不能满足人类的需求 人类还要从其他生态系统中获得物质和能量 对其他生态系统具有一定的依赖性 答案B 7 2015 安徽理综 果园可作为一个生态系统进行管理 1 利用生物防治方法可控制果园害虫种群密度 如用性信息素 E 2 壬烯醇诱捕害虫丽金龟 可破坏其种群 2 科研人员对板栗园内的栗瘿蜂和长尾小蜂的数量进行了连续5年的监测 结果见图 据此判断这两个物种的种间关系是 性别比例 捕食 3 每年输入果树的能量 一部分被初级消费者摄入 一部分储存于果树的营养器官和生殖器官中